THIÊT KÊ MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (285.01 KB, 16 trang )
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
Đề bài 20 :vẽ ống lót xilanh và tính bền ống lót..
Kiểu động cơ
CLASSIC 2000 DSZ
Đờng kính xi lanh (mm) D
84mm
Hành trình píton (mm) S
90mm
Số xy lanh i
4
Công suất Ne
5 mã lực
Tỷ số nén
21
Số vòng quay n
4200 vòng/phút
Suất tiêu hao nhiên liệu ge(g/ml.h)
- g/ml.h
Xúppáp nạp mở sớm 1
150
Xúppáp nạp đóng muộn 1
460
Xúppáp thải mở sớm 3
520
Xúppáp thải đóng muộn 4
180
Góc phun sớm nhiên liệu s
190
áp suất cuối hành trình nạp pa
0,92 KG/cm2
áp suất khí sót pr
1,14 KG/cm2
âp suất cuối hành trình nén pc
54,86 KG/cm2
âp suất cuối hành trinh cháy pz
84,8 KG/cm2
áp suất cuối hành trình dãn nở pb
3,2 KG/cm2
Khối lợng nhóm piston Mnp
1,2 kg
Khối lơng nhóm thanh truyền Mtt
1,48 kg
Nôi dung thuyết minh:
Phần I tính toán động học
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
1
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
I-1.Công thức tính độ dịch chuyển của Piston:
Sp = Sp1 + Sp2 = R.(1- Cos) +
(1- Cos2)];
4
với: Sp1 = R.(1- Cos); Sp2 = R.
Chọn
1
=4
;R=
(1- Cos2);
4
hay Sp = f1()
S
= 45(m m)
2
Ta có bảng số liệu sau:
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
cos
1.00
0.98
0.94
0.87
0.77
0.64
0.50
0.34
0.17
0.00
-0.17
-0.34
-0.50
-0.64
-0.77
-0.87
-0.94
-0.98
-1.00
-0.98
-0.94
-0.87
-0.77
-0.64
-0.50
-0.34
-0.17
0.00
0.17
0.34
0.50
0.64
0.77
0.87
0.94
0.98
1.00
cos2
1.00
0.94
0.77
0.50
0.17
-0.17
-0.50
-0.77
-0.94
-1.00
-0.94
-0.77
-0.50
-0.17
0.17
0.50
0.77
0.94
1.00
0.94
0.77
0.50
0.17
-0.17
-0.50
-0.77
-0.94
-1.00
-0.94
-0.77
-0.50
-0.17
0.17
0.50
0.77
0.94
1.00
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
S1
0.00
0.68
2.71
6.03
10.53
16.07
22.50
29.61
37.19
45.00
52.81
60.39
67.50
73.93
79.47
83.97
87.29
89.32
90.00
89.32
87.29
83.97
79.47
73.93
67.50
60.39
52.81
45.00
37.19
29.61
22.50
16.07
10.53
6.03
2.71
0.68
0.00
S2
0.00
2.71
10.53
22.50
37.19
52.81
67.50
79.47
87.29
90.00
87.29
79.47
67.50
52.81
37.19
22.50
10.53
2.71
0.00
2.71
10.53
22.50
37.19
52.81
67.50
79.47
87.29
90.00
87.29
79.47
67.50
52.81
37.19
22.50
10.53
2.71
0.00
S
0.00
3.40
13.24
28.53
47.71
68.89
90.00
109.08
124.47
135.00
140.10
139.86
135.00
126.74
116.66
106.47
97.81
92.03
90.00
92.03
97.81
106.47
116.66
126.74
135.00
139.86
140.10
135.00
124.47
109.08
90.00
68.89
47.71
28.53
13.24
3.40
0.00
Lớp : TĐHTKCK_K44
2
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
-
Trình bày cách vẽ đồ thị: S = 1() bằng phơng pháp đồ thị, phơng pháp dùng đờng
-
Vẽ đờng tròn tâm O bán kính R bằng bán quay trục khuỷu
-
Từ O lấy một đoạn OO về phía đểm chết dới: OO =
tròn Bơ rích
R.
2
Từ O kẻ đờng thẳng song song với tâm má khuỷu cắt vòng tròn tâm O tại M.Hạ MC thẳng
góc với AO ta có: AC = x hay AC = S . Vậy ứng với mỗi giá trị của góc ta có độ dịch chuyển
của Piston
90
135 180 225 270 315 360
x
0 45
R
o
o'
Đồ thị Bơrich
I-2 .Công thức tính vận tốc Piston :
Vp = Vp1+Vp2 = R..[Sin +
Vp2 =
2
2
.Sin 2]
; với Vp1 = R..Sin ;
.R..Sin2 hay V = f2()
a) Trình bày cách vẽ đồ thị: V = f2( ) bằng phơng pháp hình học
= = 439.82(rad/s)
Với n = 4200 (v/p)
Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R2 =
1
.R. =
.45. 439.82= 2474(m m).
2.4
2
và đồng tâm với đờng tròn có bán kính R1 = R. = 45.439.82=19791 (m m)
Vẽ hai đờng tròn nh hình vẽ: Chia nữa vòng tròn R1 và vòng tròn R2 thành 8 phần bằng
đánh số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 và 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 theo chiều nh hình vẽ:
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
3
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
Từ các điểm 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Kẻ các đờng thẳng góc với AB cắt các đờng thẳng song
song với AB , kẻ từ o ,1, 2, 3. . .tại các điểm O,a,b,c, . . .bằng các đờng cong ta
đợc đờng biểu diễn tốc độ
a
c
A
0
4
2'
R2
b'
B
4'
1
7'
V
R
8
6'
1
7
6
2
3
5
4
Giải tốc độ bằng đồ thị
b) Vẽ đồ thị V = f2( ) bằng phơng pháp giải tích
-Dựa vào bảng số liệu sau:
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
sin
0.00
0.17
0.34
0.50
0.64
0.77
0.87
0.94
0.98
1.00
0.98
0.94
0.87
0.77
0.64
0.50
0.34
0.17
0.00
-0.17
-0.34
-0.50
-0.64
-0.77
-0.87
-0.94
-0.98
sin2
0.00
0.34
0.64
0.87
0.98
0.98
0.87
0.64
0.34
0.00
-0.34
-0.64
-0.87
-0.98
-0.98
-0.87
-0.64
-0.34
0.00
0.34
0.64
0.87
0.98
0.98
0.87
0.64
0.34
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
v1
0.00
3436.83
6769.23
9895.95
12721.99
15161.48
17140.29
18598.30
19491.22
19791.90
19491.22
18598.30
17140.29
15161.48
12721.99
9895.95
6769.23
3436.83
0.00
-3436.83
-6769.23
-9895.95
-12721.99
-15161.48
-17140.29
-18598.30
-19491.22
v2
0.00
6769.23
12721.99
17140.29
19491.22
19491.22
17140.29
12721.99
6769.23
0.00
-6769.23
-12721.99
-17140.29
-19491.22
-19491.22
-17140.29
-12721.99
-6769.23
0.00
6769.23
12721.99
17140.29
19491.22
19491.22
17140.29
12721.99
6769.23
v
0.00
10206.06
19491.22
27036.24
32213.20
34652.69
34280.58
31320.29
26260.45
19791.90
12721.99
5876.31
0.00
-4329.74
-6769.23
-7244.34
-5952.76
-3332.40
0.00
3332.40
5952.76
7244.34
6769.23
4329.74
0.00
-5876.31
-12721.99
Lớp : TĐHTKCK_K44
4
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
-1.00
-0.98
-0.94
-0.87
-0.77
-0.64
-0.50
-0.34
-0.17
0.00
0.00
-0.34
-0.64
-0.87
-0.98
-0.98
-0.87
-0.64
-0.34
0.00
-19791.90
-19491.22
-18598.30
-17140.29
-15161.48
-12721.99
-9895.95
-6769.23
-3436.83
0.00
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
0.00
-6769.23
-12721.99
-17140.29
-19491.22
-19491.22
-17140.29
-12721.99
-6769.23
0.00
-19791.90
-26260.45
-31320.29
-34280.58
-34652.69
-32213.20
-27036.24
-19491.22
-10206.06
0.00
I.3 công thức tính gia tốc của píston
a) Vẽ đồ thị gia tốc bằng phơng pháp giải tích
jp = jp1 + jp2 = R.2.(cos+.cos2).
với : jp1 = R.2.cos ; jp2 = R.2.cos 2 hay j = f3();
I
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
cos
1.00
0.98
0.94
0.87
0.77
0.64
0.50
0.34
0.17
0.00
-0.17
-0.34
-0.50
-0.64
-0.77
-0.87
-0.94
-0.98
-1.00
-0.98
-0.94
-0.87
-0.77
-0.64
-0.50
-0.34
-0.17
0.00
0.17
cos2
1.00
0.94
0.77
0.50
0.17
-0.17
-0.50
-0.77
-0.94
-1.00
-0.94
-0.77
-0.50
-0.17
0.17
0.50
0.77
0.94
1.00
0.94
0.77
0.50
0.17
-0.17
-0.50
-0.77
-0.94
-1.00
-0.94
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
J1
8704.873
8572.627
8179.905
7538.642
6668.320
5595.385
4352.437
2977.242
1511.585
0.000
-1511.585
-2977.242
-4352.437
-5595.385
-6668.320
-7538.642
-8179.905
-8572.627
-8704.873
-8572.627
-8179.905
-7538.642
-6668.320
-5595.385
-4352.437
-2977.242
-1511.585
0.000
1511.585
J2
2168.111
2037.358
1660.87
1084.056
376.4886
-376.489
-1084.06
-1660.87
-2037.36
-2168.11
-2037.36
-1660.87
-1084.06
-376.489
376.4886
1084.056
1660.87
2037.358
2168.111
2037.358
1660.87
1084.056
376.4886
-376.489
-1084.06
-1660.87
-2037.36
-2168.11
-2037.36
J
10872.98
10609.99
9840.775
8622.697
7044.809
5218.896
3268.381
1316.372
-525.773
-2168.11
-3548.94
-4638.11
-5436.49
-5971.87
-6291.83
-6454.59
-6519.04
-6535.27
-6536.76
-6535.27
-6519.04
-6454.59
-6291.83
-5971.87
-5436.49
-4638.11
-3548.94
-2168.11
-525.773
Lớp : TĐHTKCK_K44
5
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
290
300
310
320
330
340
350
360
0.34
0.50
0.64
0.77
0.87
0.94
0.98
1.00
-0.77
-0.50
-0.17
0.17
0.50
0.77
0.94
1.00
2977.242
4352.437
5595.385
6668.320
7538.642
8179.905
8572.627
8704.873
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
-1660.87
-1084.06
-376.489
376.4886
1084.056
1660.87
2037.358
2168.111
1316.372
3268.381
5218.896
7044.809
8622.697
9840.775
10609.99
10872.98
b) Vẽ đồ thị gia tốc bằng phơng pháp tôlê
Jp = R.2.(cos + cos2)
Trong đó: Jp : gia tốc pittong
ĐCD
ĐCT
Lấy đoạn thẳng AB =S=2R .
Từ A dựng đoạn thẳng AC = Jmax= R.2.(1 + ).
Từ B dựng đoạn thẳng BD = Jmin= R.2.(1 - ).
Đồ thị biểu diễn gia tốc
Nối CD cắt AB ở E.
Lấy EF= - 3.R.2 . Nối CF và DF ,phân các đoạn CF và DF thành các đoạn
nhỏ bằng nhau,đánh số từ 1,2,3,4và 1,2,3,4,nh hinh vẽ.
Nối 11,22,33 Đờng bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm
số J =f3() .
Phần II tính toán động lực học
1/ Khái quát:
Khi động cơ là việc, cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền (CCTKTT) nói riêng và
động cơ nói chung chịu tác dụngcủa các lực nh lực khí thể, lực quán tính, trọng lực và lực
ma sát. khi tính toán động lực học, ta chỉ xét các lực có giá trị lớn là lực khí thể và lực
quán tính.
Mục đích của việc tính toán động lực học là xác định các lực do hợp lực của hai
loại lực trên đây tác dụng lên CCTKTT và mô men do chính chúng sinh ra để làm cơ sở
cho việc tính toán cân bằng động cơ, tính toán sức bền của các chi tiết, nghiên cứu trạng
thái mài mòn và tính toán dao động xoắn của hệ trục khuỷu.
Việc khảo sát động lực học đợc dựa trên phơng pháp và quan điểm của cơ học lý
thuyết. Các lực và mô men trong tính toán động lực học đợc biểu diễn dới dạng hàm số
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
6
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
của góc quay trục khuỷu và quy ớc là pittong ở điểm chết trên thì = 00. Ngoài ra, các
lực này thờng đợc tính với một đơn vị diện tích đỉnh pittong. Về sau khi cần tính giá trị
thực của các lực, ta nhân giá trị của áp suất với diện tích tiết diện ngang của đỉnh pittons.
2/ Lực khí thể :
a. Vẽ đồ thi công P - V
Thể tích làm việc của xilanh Vs
2
2
Vs = .D .S = 3,14.0,084 .0.,09 = 498.76 .10-6(m3)
4
4
Dung tích buồng cháy:
Vc =
4
VS
= 49.876.10 = 24.938 .10-6(m3)
1
21 1
Thể tích của xilanh:
Va = Vs + Vc = 523.698.10-6 (m3)
Chỉ số nén đa biến trung bình n1:
pc
n1 = p a = 1.34
ln
ln
Với các giá trị áp suất đã cho
Pa = 0,92 kG/cm2
Pc = 54.86 kG/cm2
Pb = 3.2 kG/cm2
Pz = 84.8 kG/cm2
Pr = 1.14 kG/cm2
Po = 1 (at) = 10 kG/cm2
Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2:
pb
n2 = pz = 1.24
ln
ln
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
chọn = 1.5
Lớp : TĐHTKCK_K44
7
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
*Dựng đờng nén a-c và đờng dãn nở Z-b
i*Vc
i^n1
Pc/i^n1
(/i)^n2
Pz.(/i)^n2
1
1
54.86
1.653306
140.2003228
1.5
1.721719
31.8635
1
84.8
2
2.531513
21.67083
0.699964
59.35698305
3
4.358555
12.58674
0.423373
35.90200124
4
6.408559
8.560427
0.296346
25.13012358
5
8.64211
6.347987
0.224714
19.05575709
6
11.03374
4.972023
0.179244
15.19992563
7
13.56536
4.044124
0.148058
12.5553101
8
16.22335
3.381545
0.125465
10.63940717
9
18.997
2.887825
0.108416
9.193657103
10
21.87762
2.507586
0.095138
8.067686495
11
24.858
2.206935
0.084533
7.168397569
12
27.93205
1.964052
0.075887
6.435232887
13
31.09454
1.764297
0.068717
5.827191044
14
34.34089
1.597512
0.062684
5.315574988
15
37.66711
1.456443
0.057544
4.879730669
16
41.06963
1.33578
0.053118
4.504434073
17
44.54527
1.231556
0.049272
4.178230077
18
48.09115
1.14075
0.0459
3.892343028
19
51.70468
1.061026
0.042924
3.639942711
20
55.38347
0.990548
0.040279
3.415637861
Chọn hệ trục toạ độ P - V nh bản vẽ với gốc toạ độ 0, tỷ lệ xích
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
8
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
p= (MPa/mm) và p = (m3/mm) với các thông số trên
ta tiến hành vẽ đồ thị công:
- Hiệu chỉnh đồ thị công
Bán kính vòng tròn bric Rb =
S
= 45 mm
2
1
4
Tham số kết cấu:
=
Khoảng di chuyển :
oo= R. =
Hiện chỉnh điểm
c, : Góc đánh lửa sớm = 250
Hiện chỉnh điểm
c ,, : Pc = 1,25Pc =1,25*54.86 kG/cm2
Hiệu chỉnh điểm
r , : Góc mở sớm van nạp : 1 =150
R
= 8.125(mm)
8
,,
a , : Góc đóng muộn van nạp : 2 = 460
r ,, : Góc đóng muộn van thải : 4 = 180
b: Góc mở sớm van thải : 3 = 520
Hiệu chỉnh điểm Z : áp suất cực đại của động Pz đặt sau ĐCT
15o góc quay trục khuỷu z = 13o
b/ Khai triển đồ thị công P-V sang đồ thị:P-
-
Theo phơng pháp Brich ta khai triển đồ thị p-V sang đồ thị P- nh sau :
-
Dựng đờng tròn Brich có đờng kính 2R = la lc , đờng tròn (O,R); từ O lấy một
đoạn OO về phía điểm chết dới có độ dài OO = R./2 = R/8 . Từ O chia nửa vòng
tròn thành 6 phần bằng nhau và bằng 30o nối 01 , 02 , 03... ,06 và lặp lại đến 720o tơng ứng với 24 vị trí . Từ O kẻ các đờng 01 , 02 , 03 ... , 024 tơng ứng song
song với 01, 02, 03 ... , 024 .Từ 1 , 2 , ... ,24 dóng lên song song với trục P z cắt
đồ thị công tại 24 vi trí trên đồ thị công vừa vẽ trớc .
-
Dựng đồ thị P- bằng cách lấy gốc sao cho trục hoành cao hởn trục hoành của đồ
thị P-V 1KG/cm2 tơng ứng với 4 mm trên giấy ô li .
Chia trục hoành thành 24 phần bằng nhau tơng ứng mỗi phần là 30o ,từ các điểm trên
trục hoành dóng lên và các điểm trên đồ thị công (24 điểm trên đồ thị P-V ) chúng ta
đợc các điểm cắt nhau , từ 24 điểm đó ta nối thành đờng cong và đợc đồ thị khí thể Pkt
(P-)
3/ Lực quán tính Pj:
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
9
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
Pj = -mJp = - mR2(cos + cos2) (KG/cm2)
Trong đó m là khối lợng chuyển động tịnh tiến trên một đơn vị diện tích của piston
m = mp + m1 ;
mp: khối lợng nhóm piston
m1: khối lợng tập trung đầu nhỏ của thanh truyền
Chọn mnp =1,2 (kg) ;
m1 = 0,4.mtt = 0.4.1.48 = 0,592. (Kg)
Diện tich đỉnh pittôn :
S = 3,14.(0,084)2/4 = 0.00554 (m2)
R: Bán kính quay trục khuỷu , R = 84/2 = 42 (mm) = 42.10-3(m)
Khối lợng : m = 1.2 + 0,592 = 1.792( kg)
m = 1.792/ 0.00554 =323.46 (Kg/m2 ) = 32,346 .10-3(Kg/cm2)
:Vận tốc góc của trục khuỷu ứng với số vòng quay lớn nhất , = 439.82 ( rad/s)
Qui đổi đơn vị pj = Kg/cm2.m/s2 = n/cm2 = KG/cm2.10-1
Vậy m =32,346 .10-4 (KG/cm2)
Từ đó ta có bảng tính giá trị lực quán tính : Pj = -m.Jp (KG/cm2)
Pj = -m.Jp (KG/cm2)
Pkt(KG/cm2)
0
-13.36450741
0.1
30
-10.59857099
-0.1
60
90
120
150
180
210
240
270
-4.017324097
2.664929607
6.682253704
7.933641382
8.034648194
7.933641382
6.682253704
2.664929607
-0.1
-0.1
-0.1
-0.1
0
0.1
0.3
0.5
300
-4.017324097
1
330
360
375
390
420
450
480
510
-10.59857099
-13.36450741
-16.13044383
-10.59857099
-4.017324097
2.664929607
6.682253704
7.933641382
6
30
37.5
18.3
5
2.2
1.3
1
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Pj (KG/cm2)
13.26450741
10.69857099
4.117324097
2.564929607
6.582253704
7.833641382
8.034648194
8.033641382
6.982253704
3.164929607
3.017324097
4.598570989
16.63549259
21.36955617
7.701429011
0.982675903
4.864929607
7.982253704
8.933641382
Lớp : TĐHTKCK_K44
10
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
540
570
600
630
8.034648194
7.933641382
6.682253704
2.664929607
0.9
0.1
0.1
0.1
660
-4.017324097
0.1
690
-10.59857099
0.1
720
-13.36450741
0.1
8.934648194
8.033641382
6.782253704
2.764929607
3.917324097
10.49857099
13.26450741
4/ Tổng hợp lực khí thể và lực quán tính :
P = PKT + Pj
Dựa vào đồ thị khai triển (P-) ta đo đợc giá trị của lực thể khí PKT tại các góc quay
khác nhau của trục khuỷu .
Trên đồ thị P- trục tung vẫn chọn tỉ lệ xích à = 3.8 (KG.cm-2/mm)
5/ Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến T(KG/cm2) và lực pháp tuyến Z(KG/cm2):
T = P
sin( + )
cos( + )
(KG/cm2) ; Z = P .
(KG/cm2)
cos
cos
= arcsin( sin ) = arcsin(
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
sin
)
4
Lớp : TĐHTKCK_K44
11
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
-*Ta lập bảng tính T và Z nh sau :
(do)
+(rad)
(rad)
0
0
0.00
0.00
30
7.2
0.65
0.13
60
90
120
150
180
210
240
270
12.5
14.5
12.5
7.2
0
-7.2
-12.5
-14.5
1.27
1.82
2.31
2.74
3.14
3.54
3.97
4.46
0.22
0.25
0.22
0.13
0.00
-0.13
-0.22
-0.25
300
-12.5
5.02
-0.22
330
360
375
390
420
450
480
510
540
570
600
630
-7.2
0
3.70
7.2
12.50
14.5
12.50
7.2
0.00
-7.2
-12.50
-14.5
5.63
6.28
6.61
6.93
7.55
8.11
8.60
9.03
9.42
9.8227
10.25
10.74
-0.13
0.00
0.06
0.13
0.22
0.25
0.22
0.13
0.00
-0.13
-0.22
-0.25
660
-12.50
11.30
-0.22
690
-7.2
11.92
-0.13
720
0.00
12.57
0.00
P
13.26450741
10.69857099
4.117324097
2.564929607
6.582253704
7.833641382
8.034648194
8.033641382
6.982253704
3.164929607
3.017324097
4.598570989
16.63549259
21.36955617
7.701429011
0.982675903
4.864929607
7.982253704
8.933641382
8.934648194
8.033641382
6.782253704
2.764929607
3.917324097
10.49857099
13.26450741
T
Z
0.00
-13.26
-6.52
-8.59
-4.02
2.56
4.97
3.06
0.00
-3.14
-5.27
-3.16
-1.27
-0.66
-4.55
-7.28
-8.03
-7.46
-4.83
-0.82
2.95
-0.93
2.80
0.00
6.87
4.69
0.96
4.86
6.03
3.49
0.00
-3.14
-5.12
-2.76
-3.69
16.64
20.28
6.18
0.30
-1.26
-5.52
-8.30
-8.93
-7.46
-4.69
-0.72
3.83
-1.21
6.40
-8.43
0.00
-13.26
6/Vẽ đồ thị vec tơ phụ tải tác dụng lên trục khuỷu :
-
Vẽ trục tọa độ (O,T,Z) góc tọa độ O 1 , chiều dơng của trục T từ trái sang phải còn
trục Z từ trên xuống dới , trong đó trục hoành là trục O1T, trục tung là trục O1Z
-
Chọn tỷ lệ xích à = 3.8 (KG.cm-2/mm)
-
Xác định tâm chốt khuỷu:Từ gốc tọa độ O1 của trục tọa độ TO1Z ta dịch xuống phía
dới một đoạn PKo, ta xác định đợc điểm O , điểm này chính là tâm chốt của khuỷu
cần tìm .
PKo chính là lực quán tính của khối lợng chuyển động quay của thanh truyền tính trên
một đơn vị diện tích đỉnh piston (KG/cm2)
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
12
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
PKo = -m2.R.2 (KG/cm2)
m2 = 0.635.Mtt=0.635.1.48= 0.94(kg)
Khối lợng trên một đơn vị diện tích là : m2 = 0.94/0.00554 =170.10--4 (kG/cm2)
PKo = - 170.10-5 .45.10-3.439.822= 14.8(KG/cm2) Theo tỷ lệ thì : PKo = 5,624 (KG/cm2)
Vecs tơ PKO có gốc tại O , chiều dơng hớng lên trên
Trên toạ độ T-Z xác định các giá trị củaT và Z ở các góc khác nhau(0 ữ 720o) ; Trị số
của T và Z đợc tính ở bảng ta đợc các điểm 0, 30, 60. . .720. Dùng đờng cong nối các
điểm này ta đợc đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu
7/ Khai triển đồ thị (T-Z) sang đò thị (Q- ):
Từ điểm O trên trục tọa độ O1T Z ta vẽ vòng tròn tâm Obán kính .........., Chia vòng
tròn thành 12 phần bằng nhau rồi đánh số thứ tự 1ữ11
Trị số khoảng cách từ O đến các điểm trên trục tọa độ O 1TZ ứng với góc = 0 ữ 720o,
giá trị này chính là giá trị phụ tải Q (KG/cm2) tác dụng lên chốt khuỷu tại các góc tơng ứng . ở đồ thị (Q-) ta chọn tỉ lệ xích à =3.8 (KG.cm-2/mm)
Ta có Q trung bình đợc xác định nh sau : S/L= 228/24= 9,5 K
8/ Đồ thị mài mòn chốt khuỷu:
-
Vẽ đờng tròn bất kỳ tợng trng cho vòng tròn chốt khuỷu ( dùng luôn vòng tròn chốt
khuỷu trên đồ thị phụ tải của chốt khuỷu thì thuận tiện hơn rồi chia vòng tròn trên
thành 24 phần ).
-
Tính hợp lực Qcủa các lực tác dụng trên các điểm 0,1,2,3... rồi ghi trị số các lực
ấy trong phạm vi tác dụng trên bảng số liệu ( phạm vi tác dụng giả thiết là 120 o ,
nên tơng ứng với 9 ô trên bảng)
-
Cộng trị số của Q . Dùng tỷ lệ xích thích đáng đặt các đoạn thẳng đại biểu cho
Q ở các điểm 1, 2, 3 , ... lên vòng tròn A nh hình vẽ rồi vẽ nh phơng pháp 1 ta sẽ
có đồ thị mài mòn . Cần phải chú ý rằng cả hai phơng pháp trên đều không chính
xác , vì trong thực tế do tác dụng chêm dầu của màng dầu nhờn làm cho chốt
khuỷu lệch đi và phạm vi tác dụng cũng không phải là 120o .
Hơn nữa trong quá trình sử dụng , phụ tải luôn luôn thay đổi , chất lợng cả dầu nhờn và
biến dạng của các chi tiết ảnh hởng đến mài mòn cảu chốt khuỷu rất nhiều . Điều đó
lànm cho đồ thị vẽ ra không sát với tình hình mài mòn thực tế của chốt khuỷu .
Q
0
1
2
3
4
5
0
150
40
25
1
150
40
25
20
2
150
40
25
20
20
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
3
4
5
6
7
40
25
20
20
280
25
20
20
280
20
20
280
20
280
280
8
9
10
150
11
150
40
Lớp : TĐHTKCK_K44
13
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
6
7
8
9
10
11
Qtong
cdai
370
210
250
675
17,55
250
485
12.61
505
13.1
385
10
715
18.6
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
370
410
1100
28,6
370
410
75
1155
30
370
410
75
80
370
410
75
80
210
1215
31.6
1145
30
410
75
80
210
250
1025
26,65
75
80
210
250
915
23,8
80
210
250
880
23
Tỉ lệ : 0.026( mm/KG/cm2)
III/Tính Bền Thành XyLanh Và Ông Lót XyLanh
Thành xylanh hoặc thành lót xylanh có thể bị đứt (hoặc nứt ) hoặc hoặc ngang dới
tác dụng của lực khí thể
ứng suất kéo trên tiết diện dọc là :
kd
=P z
DL
D
=0,5P z ; MN/m 2
2L
ứng suất kéo trên tiết diện ngang là :
D 2
Pz
D
4
=0.25Pz ; MN/m 2
ku =
D + D
1
2
ta thấy ứng suất kéo trên tiết diện dọc gấp đôI so với trên tiết diện ngang .đối với
các động cơ mà thân của tong xylanh đợc đúc riêng (ví dụ động cơ làm mát bằng
không khí ) còn phảI xác định ứng suất lớn nhất do lực ngang N gây ra trên tiết diện
I-I chỗ mặt bích lắp ghép thân với hộp trục khuỷu
u =
( Nh) max
; MN/m 2
Wu
D14 D 4
Wu = (
) ; MN/m 2
D1
32
ứng suất tổng khi uốn và kéo sẽ là :
= kn + u
các công thức trên thờng dùng cho động cơ không có lót xylanh hoặc lót xylanh
khô có chiều dày mỏng .
đối với vật liệu bằng gang : [ ]=60 MN/m 2
đối với vật liệu bằng thép : [ ]=60 MN/m 2
đối với động cơ làm mát bằng nớc ,chiều dày thành xylanh và chiều dày thành
ống lót ớt lớn hơn nhiều so với loại ống lót khô ,độ cứng vững lớn .do đó ,dới tác
dụng của áp suất khí thể phân bố đồng đều trên thành ,ta có thể dùng công thức
Lame để tính : kn =
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
2D 2
Pz ; MN/m 2
D12 D 2
Lớp : TĐHTKCK_K44
14
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Ung suất kéo trên mặt trong la : kn =
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
2D 2
Pz ; MN/m 2
D12 D 2
Ta thấy ứng suất ở mặt trong là lớn hơn .
Ung suất cho phép cũng tơng tự nh lót xylanh khô hoặc không lót nhng thành
xylanh mỏng
Trong các biểu thức trên thì Pz là áp suất khí thể lớn nhất trong xylanh ,còn
các ký hiệu khác xem hình vẽ
Do chiều dày của thanh xylanh hoặc lot xylanh không đáng kể để có sự giáng
nhiệt độ giữa hai bề mặt trong và mặt ngoài .vì vậy không cần thiết tính toán
kiểm tra ứng suất nhiệt ,nếu có tính chỉ tính toán cho động cơ tàu thuỷ cỡ lớn
Tính Sức Bền Vai Lót XyLanh:
Lực tác dụng lên vai lót xylanh là lực xiết gujong gây ra .để đảm bảo làm kín
buồng cháy ,lực xiết đó (Pg) hình phảI lớn hơn lực khí thể tức là :
P g = Dr Pz ;MN
2
4
Trong đó : = 1.25 2.0
úng suất tại I-I
o dời lực Pg về trọng tâm của tiết diện (I-I) rồi phân ra làm hai thành
phần :Lực pháp tuyến (lực kéo)Pii và lực tiếp tuyến Pt (lực cắt) .nh vậy
tiết diện I-I chịu ứng suất kéo ,ứng suất cắt và ứng duet uốn so phản
lực tại vai tựa Pg
Ph
; MN/m 2
Dm h
p
o ứng suất cắt tại tiết diện I-I là : c = t
; MN/m 2
Dm h
6 Pg l
o ứng suất uốn tại tiết diên I-I là : u =
; MN/m 2
Dm h 2
o ứng suất kéo tại tiết diện I-I là : k =
trong đó : Dm :đờng kính tính toán của tiết diện I-I (m)
h :chiều cao của tiết diện (m)
l
:khoảng cách từ tâm vai tựa đến tâm tiết diện I-I
ứng suất tổng xác định theo biểu thức :
o đối với lót xylanh bằng gang (thờng dùng cho ống lót ớt )ứng suất cho
phép nh sau : { }=40-80 ; MN/m 2
Ung suất cắt trên tiết diện II-II:
c =
Pg
D3
ng suất cho phép : [ c ]=40 ; MN/m 2
ng suất chin dập trên mặt dới của vai :
n =
4 Pg
; MN/m 2
( D22 D32 )
ứng suất:[ d ]=40 80 ; MN/m 2
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
15
Thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Giáo viên HD LÊ HOAI ĐƯC
ứng suất nén trên phần rãnh bao kín b:tính toán ứng suất này để kiểm tra lực
nén trên đẹm nắp máy (gioăng quy lat)
=
Pg
Dr b
; MN/m 2
ứng suất cho phép nh sau :
đối với đệm mềm (amiang): { n } =15 20 MN/m 2
đối với đệm đồng : { n } =40 MN/m 2
đối với đệm thép : { n } =100 MN/m 2
ứng suất uốn thành lót xylanh
N max l1l 2
M u R1l1
u =
=
= D14 D 4 ; MN/m 2
(
)L
Ư Wu Ư Wu
32
D1
{ n } =60 MN/m 2
độ biến dạng (độ võng ) khi chịu uốn ống lót
2 2
f= N max l1 l 2 103 mm
3LEJ
Trong đó :
=
E : moduyn đàn hồi
J : momen quán tính của riot diện ngang ống lót
f
0.2
L
mm/m
Sinh viên : Hoàng Anh Thu
Lớp : TĐHTKCK_K44
16
