Đồ án thiết kế Động cơ đốt trong (XGV6-0315)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.82 MB, 78 trang )
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
MỤC LỤC
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
1
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Phân 1: XÂY D
̀
ỰNG ĐÔ THI CÔNG, ĐÔNG HOC VA ĐÔNG L
̀
̣
̣
̣
̀
̣
ỰC HOC ĐÔNG
̣
̣
CƠ DMV60113
1.1. XÂY DỰNG ĐÔ THI CÔNG
̀
̣
1.1.1. Cac sô liêu ban đâu
́ ́ ̣
̀
THÔNG SÔ KY
́ ̃
THUÂT
̣
KY HIÊU
́
̣
GIA TRI
́
̣
Nhiên liêụ
Sô xilanh/ Sô ky/ Cach
́
́ ̀ ́
bô tri
́ ́
Gasoline
i/ τ
6/ 4/ VType
Thư t
́ ự lam viêc
̀
̣
Ty sô nen
̉ ́ ́
152463
ε
10,8
D×S
96×80
Công suât c
́ ực đai/ Sô
̣
́
vong quay (Kw/vg/ph)
̀
Ne/ n
200/6200
Tham sô kêt câu
́ ́ ́
λ
0.25
Ap suât c
́
́ ực đaị
(MN/m2)
Pz
5,3
Khôi l
́ ượng nhom
́
piston (kg)
mpt
1,0
Khôi l
́ ượng nhom
́
thanh truyên (kg)
̀
mtt
1,3
Goc phun s
́
ớm
(đô)̣
φ s
15
α1
16
α2
71
α3
30
Đương kinh × hanh trinh
̀
́
̀
̀
piston (mm×mm)
Goc phân phôi khi
́
́ ́
(đô)̣
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
2
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
8
α4
Hê thông nhiên liêu
̣
́
̣
EFI
Hê thông bôi tr
̣
́
ơn
Cương b
̃ ưc cacte
́ ́ ươt́
Hê thông lam mat
̣
́
̀
́
Cương b
̃ ưc s
́ ử dung môi chât long
̣
́ ̉
Hê thông nap
̣
́
̣
Không tăng áp
Hê thông phân phôi khi
̣
́
́ ́
24 valve, DOHC
1.1.2.Cac thông sô tinh toan
́
́ ́
́
Đê xây d
̉
ựng đô thi công ta phai tinh toan cac thông sô sau:
̀ ̣
̉ ́
́ ́
́
Xác định tốc độ trung bình của động cơ :
Trong đo:
́ S [m]là hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh, n [vòng/phút] là
tốc độ quay của động cơ.
Vi C
̀ m ≥ 9 m/s: đông c
̣
ơ tôc đô cao hay còn goi la đông c
́ ̣
̣ ̀ ̣
ơ cao tôc.
́
Chọn trước: n1=1,32 ÷ 1,39; n2 = 1,25 ÷ 1,29. Chon
̣ chỉ số nén đa biến trung bình n1=
1,35, chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2= 1,25
Ap suât cuôi ky nap: Đôi v
́
́
́ ̀ ̣
́ ới đông c
̣
ơ 4 ky không tăng ap ta co:
̀
́
́
pa=(0,8÷0,9)pk. Chon p
̣ a = 0,9pk = 0,09 [MN/m2]
Đôi v
́ ới đông c
̣
ơ không tăng ap, co thê coi gân đung
́
́ ̉
̀ ́ pk =po =0,1MN/m2.
Ap suât cuôi ky nen: p
́
́
́ ̀ ́ c = pa.
n1
= 0,09×10,81,35 = 2,24[MN/m2]
Vi la đông c
̀ ̀ ̣
ơ xăng nên chon
̣ ρ = 1
Ap suât cuôi qua trinh gian n
́
́
́
́ ̀
̉ ở:
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
3
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
PZ
n2
1
Pb =
PZ
5,8
( ) n2 16,5
1,4
1, 225
= [MN/m2]
Thể tích công tác:
Thể tích buồng cháy:
Thê tich lam viêc:
̉ ́
̀
̣
Vận tôc góc c
́
ủa trục khuỷu
Áp suất khí sót: Chon p
̣ th=1.03×pk=1,030.1= 0,103 [MN/m2]. Vi đ
̀ ộng cơ cao tốc nên
co: p
́ r = (1,05 1,10)pth. Chon p
̣ r = 1,05×pth = 1,05×0,103= 0,10815 [MN/m2]
1.1.3.Cac thông sô chon
́
́ ̣
Áp suất khí nạp: pk = 0,1 [MN/m2]
Chon n
̣ 1= 1,35, n2= 1,25
Ty sô gian n
̉ ́ ̉ ở sơm
́ ρ = 1
1.1.4.Xây dựng đô thi công
̀ ̣
Đê xây d
̉
ựng đô thi công ta cân phai:
̀ ̣
̀
̉
Biêu di
̉
ễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 10, 15, 20 mm. Chon V
̣ cbd =10[mm]
Ti lê xich biêu diên thê tich la:
̉ ̣ ́
̉
̃
̉ ́
̀
Vc
= [dm3/mm]
Giá trị biểu diễn của
Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160220mm. Chon p
̣ zbd = 200 [mm] Tỉ
lê xich biêu diên ap suât la:
̣ ́
̉
̃ ́
́ ̀ p =
Vơi vong tron Brick ta co đ
́ ̀
̀
́ ường kinh AB co gia tri biêu diên băng gia tri biêu diên
́
́ ́ ̣
̉
̃ ̀
́ ̣
̉
̃
cua V
̉ h, tưc la AB = V
́ ̀
h [mm].
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
4
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Tỉ lê xich cua biêu đô Brick la:
̣ ́
̉
̉
̀
̀
Vây gia tri biêu diên
̣
́ ̣ ̉
̃ la:̀
1.1.4.1.Xây dựng đường nen
́
n1
Ta co ph
́ ương trình đường nén la: p.V
̀
= cosnt => pc.Vcn1 = pnx.Vnxn1
Rút ra ta có: pnx = pc
Đặt: i = , ta có:
Trong đó: pnx và Vnx là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường nén, i là
tỉ số nén tức thời.
Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành khoảng, khi đó i = 1;1,5;2;2,5;3;...;10;10,8
1.1.4.2.Xây dựng đương gian n
̀
̉ ở
Ta lai co ph
̣ ́ ương trinh đa biên cua qua trinh gian n
̀
́ ̉
́ ̀
̃ ở la:
̀
Gọi Pgnx, Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ.
Ta có: pz.Vcn2 = pgnx.Vgnxn2
(vơi V
́ Z = .VC =Vc)
Pgnx=
Pgnx =
Đặt , ta có:
(1.4)
Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành khoảng , khi đó i = 1; 1,5 ;2 ;2,5 ;3 ;3,5 ;
… ;10 ;10,8
1.1.4.3.Xac đinh cac điêm đăc biêt va bang gia tri đô thi công
́ ̣
́
̉
̣
̣
̀ ̉
́ ̣ ̀ ̣
Điểm băt đâu qua trinh nap: r(V
́ ̀
́ ̀
̣
c,pr)
Vcthể tích buồng cháy Vc=0,0591[dm3]
práp suất khí sót, chọn pr=0,1082 [MN/m2].
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
5
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Vậy: r(0,0591 ;0,1082). rbd(10;4,08)
Điểm băt đâu qua trinh nen: a(V
́ ̀
́ ̀
́
a ;pa)
Với Va=ε.Vc=0,6381[dm3], pa=0,09 [MN/m2]
Vậy điểm a(0,6381; 0,09), abd(108;3,39)
Điểm: b(Va;pb).
Với pb: áp suất cuối quá trình giãn nở.pb= 0,2707 [MN/m2]
Vậy điểm b(0,6381; 0,2707), bbd(108;10,21)
Điêm c(V
̉
c;pc)
Vơi p
́ c = 2,23 [MN/m2]
Vây điêm c(0,0591; 2.23), c
̣
̉
bd(10;84,36)
Điêm y(V
̉
c; 0,85pz) = ( 0,0591; 4,5), ybd(10;170)
Điêm z(V
̉
c; pz) = (0,0591; 5,3), zbd(10;200)
Đương
̀
neń
V
i
V(dm3) V(mm)
in1
1/in1
Pc/in1
Đương gian n
̀
̉ ở
Pn(mm
)
in2
1/in2
PZ/in2
Pgn(mm)
1Vc
1.0000
0.0591
10.0000
1.0000
1.0000
2.2354
84.3565
1.0000
1.0000
5.3000
200.0000
1.5Vc
1.5
0.0886
15.0000
1.7287
0.5785
1.2931
48.7973
1.6600
0.602
4
3.1927
120.4803
2.5491
0.392
3
0.8769
33.0924
2.3784
0.420
4
2.2284
84.0896
3.4452
0.290
3
0.6489
24.4850
3.1436
0.3181
1.6860
63.6217
0.5073
19.1428
3.9482
0.253
3
1.3424
50.6557
0.4120
15.5463
4.7872
0.208
9
1.1071
41.7777
2Vc
2.5Vc
2.0
2.5
0.1182
0.1477
20.0000
25.0000
3Vc
3.0
0.1773
30.0000
4.4067
0.226
9
3.5Vc
3.5
0.2068
35.0000
5.4262
0.1843
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
6
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
4Vc
4.0
0.2364
40.0000
6.4980
0.1539
0.3440
12.9819
5.6569
0.1768
0.9369
35.3553
5Vc
5.0
0.2954
50.0000
8.7823
0.1139
0.2545
9.6053
7.4767
0.1337
0.7089
26.7496
0.1990
7.5096
9.3905
0.1065
0.5644
21.2981
6Vc
6.0
0.3545
60.0000
11.2332
0.089
0
7Vc
7.0
0.4136
70.0000
13.8319
0.0723
0.1616
6.0987
11.3860
0.0878
0.4655
17.5654
16.5642
0.060
4
0.1350
5.0927
13.4543
0.0743
0.3939
14.8651
15.5885
0.064
2
0.3400
12.8300
0.2980
11.2468
0.2707
10.2153
8Vc
9Vc
10Vc
10.8Vc
8.0
0.4727
9.0
0.5318
10.0
10.8
0.5909
0.6381
80.0000
90.0000
100.0000
108.0000
19.4190
0.0515
0.1151
4.3440
22.3872
0.0447
0.0999
3.7681
17.7828
0.056
2
24.8383
0.040
3
0.0900
3.3962
19.5785
0.0511
Bang 1.1.4.3: Giá tri biêu diên cua đô thi công
̉
̣ ̉
̃ ̉
̀ ̣
1.1.4.4.Ve đô thi
̃ ̀ ̣
Để vẽ đồ thị công ta thực hiện theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích như trên
+ Vẽ hệ trục tọa độ trong đó: trục hoành biểu diễn thể tích xilanh, trục tung biểu
diễn áp suất khí thể.
+ Từ các số liệu đã cho ta xác định được các tọa độ điểm trên hệ trục tọa độ. Nối
các tọa độ điểm bằng các đường cong thích hợp được đường cong nén và đường cong
giãn nở.
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
7
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
+ Vẽ đường biểu diễn quá trình nạp và quá trình thải bằng hai đường thẳng song
song với trục hoành đi qua hai điểm Pa và Pr. Ta có được đồ thị công lý thuyết.
+ Hiệu chỉnh đồ thị công:
Vẽ đồ thị brick phía trên đồ thị công. Lấy bán kính cung tròn R bằng ½ khoảng
cách từ Va đến Vc (R=S/2).
Tỉ lệ xích đồ thị brick như đa tinh toan
̃ ́
́ ở trên.
Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng : OO’
Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm:
Điểm mở sớm của xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1=160
Điểm đóng muộn của xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4=80
Điểm đóng muộn của xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2=710
Điểm mở sớm của xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3=300
Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với φ s=150
Điểm y (Vc, 0,85Pz)= y(0,0591;4,5)
Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz)= z(0,0591;5,3)
Áp suất cuối quá trình nén thực tế pc’’.
Áp suất cuối quá trình nén thực tế thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý
thuyết do sự đánh lửa sớm.
pc’’ = pc + .( py pc )
pc’’ = 2,23 + .( 4,5 – 2,23 ) =2,98 [MN/m2]
Nối các điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục và dính vào đường giãn nở.
Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’:
Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn
nở lý thuyết do mở sớm xupap thải.
Pb’’ = pr +.( pb pr )
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
8
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Pb’’ = 0,1082 +.( 0,2707 0,1512 ) = 0,16795 [MN/m2].
Nối các điểm b’, b’’ và tiếp dính với đường thải prx.
Nối điểm r với r’’, r’’ xác định từ đồ thị Brick bằng cách gióng đường song song
với trục tung ứng với góc 10 độ trên đồ thi Brick cắt đường nạp pax tại r’’.
Sau khi hiệu chỉnh ta nối các điểm lại thì được đồ thị công thực tế.
+ Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp , tiến hành
hiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’.Ý nghĩa của đồ thị công: Biểu thị mối quan
hệ giữa áp suất và thể tích làm việc của xylanh động cơ ứng với mỗi vị trí của
piston. Cho ta thấy được các quá trình nạp, nén, cháy giản nở và thải xảy ra như thế
nào. Đồng thời là căn cứ để xác định các đồ thị: P kt α, P1α, T, N, Z... Do đó đồ thị
công có ý nghĩa quan trọng tiên quyết, ảnh hưởng đến tính đúng đắn của toàn bộ quá
trình tính toán thiết kế động cơ.
1.2.
XÂY DỰNG ĐÔ THI ĐÔNG HOC VA ĐÔNG L
̀
̣
̣
̣
̀ ̣
ỰC HOC
̣
1.1.1.
Xây dựng đô thi đông hoc
̀ ̣ ̣
̣
1.1.1.1. Đô thi chuyên vi S = f(
̀ ̣
̉
̣
α)
Đê xây d
̉
ựng đô thi chuyên vi ta s
̀ ̣
̉
̣
ử dung ph
̣
ương phap đô thi Brick.
́ ̀ ̣
x
A
C
o
B
M
S=2R
o
R
x=f( )
o'
D
S
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
9
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Đâu tiên ta chon ti lê xich: ;
̀
̣ ̉ ̣ ́
μα = 2 [đô/mm]
̣
Ve đ
̃ ồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S/2. Lấy bán kính R bằng ½
khoảng cách từ Va đến Vc.
Lấy về phía phải điểm O’ tưc vê phia ĐCD m
́ ̀ ́
ột khoảng
Tư O ve OB
̀
̃
ưng v
́ ơi cac goc 10
́ ́ ́ 0, 200, 300....1800
Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ MC thẳng góc
với AD . Theo Brick đoạn AC = x . Điêm A
̉
ưng v
́
ơi ĐCT v
́
ởi α=00, điêm D
̉
ưng v
́
ơí
0
ĐCD vơi
́ α=108 .
Cứ như thê t
́ ừ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các tia ứng với 10 0 ; 200…1800. Đồng
thời đánh số thứ tự từ trái qua phải 0,1,2…18.
Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hoành biểu
diễn khoảng dịch chuyển của piston.
Gióng các điểm ứng với 100; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuống cắt
các đường kẻ từ điểm 100; 200…1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị x=f(α) để xác
định chuyển vị tương ứng.
Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston S = f(α).
Ý nghĩa đồ thị chuyển vị S = f(α): qua đồ thị thể hiện được sự dịch chuyển của
piston theo góc quay của trục ứng với khuỷu và tương mỗi giá trị của góc quay ta sẽ có
hành trình tương ứng của trục khuỷu.
1.1.1.2. Đô thi vân tôc V(
̀ ̣ ̣
́ α)
Chọn tỷ lệ xích: V = S. = 0,00082×649,26 = 0,5323 [m/s.mm]
Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R1 với:
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
10
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
R1 = R ω.=0,04.649,26 = 25,97 [m/s].
Gia tri biêu diên:
́ ̣ ̉
̃
Vẽ đường tròn tâm O bán kính R2 với:
Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự
0,1,2 …18.
Chia vòng tròn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’, 1’,
2’…18’ theo chiều ngược lại.
Từ các điểm 0;1;2… kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với
AB kẻ từ các điểm 0’, 1’, 2’…tại các điểm o, a, b, c.... Nối các giao điểm này lại ta có
đường cong giới hạn vận tốc của piston. Khoảng cách từ đường cong này đến nửa
đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc α.
Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston ta đặt chúng
cùng chung hệ trục toạ độ.
Trên đồ thị chuyển vị S = f(α) lấy trục OV ở bên phải đồ thị trung v
̀ ới trục Oα,
trục ngang biểu diễn hành trình của piston.
Từ các điểm 00, 100, 200,...,1800 trên đồ thị Brick ta gióng xuống các đường cắt
đường OS tại các diểm 0, 1, 2,...,18. Từ các điểm này ta đặt các đoạn tương ứng từ đồ
thị vận tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đoạn ta có đường biểu diễn v = f(x).
Hình 1.2.1.2 Đồ thị vận tốc V (α)
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
11
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Ý nghĩa của đồ thị vận tốc V(α): cho ta thấy mối qua hệ giữa vận tốc piston ứng
với mỗi góc quay của trục khuỷu. Đồng thời thể hiện mối quan hệ giữ hành trình piston
và vận tốc piston.
1.1.1.3. Đô thi gia tôc j = f(x)
̀ ̣
́
Đê xac đinh va ve đô thi gia tôc cua piston ta s
̉ ́ ̣
̀ ̃ ̀ ̣
́ ̉
ử dung ph
̣
ương phap đô thi Tôlê va cu
́ ̀ ̣
̀ ̣
thê đ
̉ ược tiên hanh nh
́ ̀
ư sau:
Trươc tiên chon hê truc toa đô. Truc hoanh la truc Ox, truc tung Oj biêu thi gia tri
́
̣
̣ ̣
̣ ̣
̣
̀
̀
̣
̉
̣
́ ̣
cua gia tôc.
̉
́
Ta co:
́ Jmax = R 2(1+ ) = 0,04.649,26.(1+0,25)
= 21077,0885 [m/s2]
Jmin = R 2(1 ) = 0,04.649,262.(10,25)
= 12646,2531 [m/s2]
EF = 3λR
2
= 3x0,25.0,04.649,262 = 12646,2531 [m/s2]
Chon gia tri biêu diên cua J
̣
́ ̣ ̉
̃ ̉ max la J
̀ maxbd = 60 [mm]. Nên co:́
Do đo ta co: Gia tri biêu diên
́
́
́ ̣ ̉
̃
Gia tri biêu diên
́ ̣ ̉
̃
Sau khi co đ
́ ược cac gia tri biêu diên ta tiên hanh ve:
́
́ ̣ ̉
̃
́ ̀
̃ 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 ) , nối CD cắt AB tại E.
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
12
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Lấy EF = 3 R 2. Nối CF và DF. Phân đoạn CF và DF thành 5 đoạn nhỏ bằng
nhau ghi các số 1 , 2 , 3 , 4 và 1’ , 2’ , 3’ , 4’ Nối 11’ ,22’ ,33’ ,44’ . Đường bao của các
đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm số : j = f(x).
Ý nghĩa đồ thị gia tốc j = f(x): qua đồ thị cho ta thấy được sự biến thiên của gia
tốc piston theo hành trình piston ứng với góc quay trục khuỷu. Biết được gia tốc cực đại
và gia tốc cực tiểu của piston.
Hình 1.2.1.3 Đồ thị gia tốc J = f(x)
1.1.2. Xây dựng đô thi đông l
̀ ̣ ̣
ực hoc̣
1.1.2.1. Đô thi l
̀ ̣ ực quan tinh P
́ ́
j=f(x)
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
13
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Trươc tiên ta thây l
́
́ ực quan tinh
́ ́ Pj = m j Pj = m j. Do đó thay vì vẽ Pj ta vẽ Pj
lấy trục hoành đi qua po của đồ thị công vì đồ thị Pj là đồ thị j = f(x) có tỷ lệ xích khác
mà thôi. Vi vây ta co thê hoan toan ap dung ph
̀ ̣
́ ̉
̀
̀ ́ ̣
ương phap Tôlê đê ve đô thi
́
̉ ̃ ̀ ̣ Pj=f(x).
Để có thể dùng phương pháp cộng đồ thị Pj với đồ thị công thì Pj phải có cùng
thứ nguyên và tỷ lệ xích với đồ thị công, thay vì vẽ giá trị thực của nó ta vẽ Pj = f(x)
ứng với một đơn vị diện tích đĩnh Piston. Do đo ta co ti lê xich cua đô thi la: = 0,0486
́
́ ̉ ̣ ́
̉
̀ ̣ ̀
2
[MN/s .mm]. Va co:
̀ ́
= [kg/m2]
m’ = m1 + mnpt = 0,39+1 = 1,39 [kg]
Đối với động cơ ô tô máy kéo:
m1 = (0,275 0,350)mtt. Chon m
̣
1 = 0,3mtt = 0,3.1,3 = 0,39 [kg]
m2 = (0,650 0,725)mtt. Chon m2 = 0,7mtt = 0,7.1,3 = 0,91 [kg]
̣
Trong đó: m _ khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến
mnpt _ khối lượng nhóm Piston
mtt _ khối lượng nhóm thanh truyền
m1 _ khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu nhỏ
m2 _ khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu to
Ta co: P
́ jmax = mJmax = 192.04.21077,0885 .106
= 4,05[MN/m2]
Pjmin = mJmin = 192.04.12646,2531 .106
= 2,43 [MN/m2]
EF = 3mλR 2 = 192.04.12646,2531 .106 = 2,43 [MN/m2]
Giá trị biểu diễn gia tốc là:
Giá trị biểu diễn của Pjmax ==
Giá trị biểu diễn của Pjmin ==
Giá trị biểu diễn của EF = =
1.2.2.2 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT , PJ , P1
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
14
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
1.2.2.2.1.Vẽ Pkt
+ Đồ thị Pkt được vẽ bằng cách khai triển P theo từ đồ thị công trong 1 chu
trình của động cơ (Động cơ 4 kỳ: =0,10,20,...,720o, động cơ 2 kỳ: =0,5,10,15,.., 360o).
Nếu trục hoành của đồ thị khai triển nằm bằng với trục hoành của đồ thị công thì ta
được P , Để được Pkt ta đặt trục hoành của đồ thị mới ngang với trục chứa giá trị
p0 ở đồ thị công . Làm như vậy bởi vì áp suất khí thể : Pkt = P P0 .
+ Cách khai triển là dựa vào đồ thị Brick và đồ thị công để xác định điểm có áp
suất theo giá trị cho trước.
o
o'
P
P
Pkt
P0
0
V
0
Hình 1.6.1: Cách khai triển Pkt
1.2.2.2.2 Vẽ Pj
+ Cách vẽ giống cách khai triển đồ thị công nhưng giá trị của điểm tìm được ứng
với chọn trước lai được lấy đối xứng qua trục o , bởi vì đồ thị trên cùng trục tạo độ
với đồ thị công là đồ thị Pj .
+ Sở dĩ khai triển như vậy bởi vì trên cùng trục toạ độ với đồ thị công nhưng P j
được vẽ trên trục có áp suất P0 .
1.2.2.2.3. Vẽ P1
+ P1 được xác định : P1 = Pkt + Pj
+ Do đóp P1 đựoc vẽ bằng phương pháp cộng đồ thị
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
15
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
+ Để có thể tiến hành cộng đồ thị thì P1 , Pkt và Pj phải cùng thứ nguyên và cùng
tỷ lệ xích.
Ta có bảng
(Độ)
Pkt
biểu
Pj biểu diễn diễn
Pj [N/m2]
Pj
[MN/m2]
0
1849230.995
1.849231
38.05002
1.0
10
0.17453
1804451.361
1.804451
37.128629
1.1
20
0.34907
1673485.602
1.673486
34.43386
1.1
30
0.5236
1466107.915
1.466108
30.16683
1.1
40
0.69813
1197497.621
1.197498
24.639869
1.1
50
0.87266
886707.0986 0.886707
18.245002
1.1
60
1.0472
554769.2986
0.554769
11.415006
1.1
70
1.22173
222660.7745 0.222661
4.5814974
1.1
(Rad)
0
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
16
P1
bi
ễu
di
ễn
37.
05
00
36.
02
86
33.
33
39
29.
06
68
23.
53
99
17.
14
50
10.
31
50
3.4
81
5
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
80
1.39626
90649.27015
0.090649
1.86521132
1.1
90
1.5708
369846.1991
0.369846
7.6100041
1.1
100
1.74533
604434.2181
0.604434
12.4369181
1.1
110
1.91986
789298.0257
0.789298
16.2407001
1.1
120
2.0944
924615.4977
0.924615
19.0250102
1.1
130
2.26893
1015153.336
1.015153
20.8879287
1.1
140
2.44346
1069051.384
1.069051
21.9969421
1.1
150
2.61799
1096261.716
1.096262
22.5568254
1.1
160
2.79253
1106848.351
1.106848
22.7746574
1.1
170
2.96706
1109367.873
1.109368
22.8264994
1.1
180
3.14159
1109538.597
1.109539
22.8300123
1.1
190
3.31613
1109367.873
1.109368
22.8264994
1.1
200
210
3.49066
3.66519
1106848.351
1096261.716
1.106848
1.096262
22.7746574
22.5568254
1.1
1.1
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
17
2.9
65
2
8.7
10
0
13.
53
69
17.
34
07
20.
12
50
21.
98
79
23.
09
69
23.
65
68
23.
874
7
23.
92
65
23.
93
00
23.
92
65
23.
874
7
23.
65
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
220
3.83972
1069051.384
1.069051
21.9969421
1.1
230
4.01426
1015153.336
1.015153
20.8879287
1.1
240
4.18879
924615.4977
0.924615
19.0250102
2.0
250
4.36332
789298.0257
0.789298
16.2407001
2.5
260
4.53786
604434.2181
0.604434
12.4369181
3.0
270
4.71239
369846.1991
0.369846
7.6100041
4.0
280
4.88692
90649.27015
0.090649
1.86521132
5.5
290
5.06145
222660.7745 0.222661
4.5814974
8.0
300
5.23599
554769.2986
0.554769
11.415006
9.0
310
5.41052
886707.0986 0.886707
18.245002
18.0
320
5.58505
1197497.621
1.197498
24.639869
29.0
330
340
5.75959
5.93412
1466107.915
1673485.602
1.466108
1.673486
30.16683
34.43386
47.0
72.0
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
18
68
23.
09
69
21.
98
79
21.
02
50
18.
74
07
15.
43
69
11.
610
0
7.3
65
2
3.4
18
5
2.4
15
0
0.2
45
0
4.3
60
1
16.
83
32
37.
56
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
350
6.10865
1804451.361
1.804451
37.128629
117.0
360
6.28319
1849230.995
1.849231
38.05002
180.0
370
6.45772
1804451.361
1.804451
37.128629
2088.
0
380
6.63225
1673485.602
1.673486
34.43386
155.0
390
6.80678
1466107.915
1.466108
30.16683
91.5
400
6.98132
1197497.621
1.197498
24.639869
61.5
410
7.15585
886707.0986 0.886707
18.245002
41.0
420
7.33038
554769.2986
0.554769
11.415006
28.0
430
7.50492
222660.7745 0.222661
4.5814974
21.0
440
7.67945
90649.27015
0.090649
1.86521132
18.0
450
7.85398
369846.1991
0.369846
7.6100041
13.0
460
8.02851
604434.2181
0.604434
12.4369181
10.0
470
8.20305
789298.0257
0.789298
16.2407001
9.0
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
19
61
79.
871
4
141
.95
00
17
0.8
714
12
0.5
66
1
61.
33
32
36.
86
01
22.
75
50
16.
58
50
16.
418
5
19.
86
52
20.
610
0
22.
43
69
25.
24
07
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
480
8.37758
924615.4977
0.924615
19.0250102
8.0
490
8.55211
1015153.336
1.015153
20.8879287
7.0
500
8.72665
1069051.384
1.069051
21.9969421
6.7
510
8.90118
1096261.716
1.096262
22.5568254
6.5
520
9.07571
1106848.351
1.106848
22.7746574
5.5
530
9.25025
1109367.873
1.109368
22.8264994
5.0
540
9.42478
1109538.597
1.109539
22.8300123
4.0
550
9.59931
1109367.873
1.109368
22.8264994
2.5
560
9.77384
1106848.351
1.106848
22.7746574
1.5
570
9.94838
1096261.716
1.096262
22.5568254
0.2
580
10.1229
1069051.384
1.069051
21.9969421
0.2
590
10.2974
1015153.336
1.015153
20.8879287
0.2
600
610
10.472
10.6465
924615.4977
789298.0257
0.924615
0.789298
19.0250102
16.2407001
0.2
0.2
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
20
27.
02
50
27.
88
79
28.
69
69
29.
05
68
28.
274
7
27.
82
65
26.
83
00
25.
32
65
24.
274
7
22.
75
68
22.
19
69
21.
08
79
19.
22
50
16.
44
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
620
10.821
604434.2181
0.604434
12.4369181
0.2
630
10.9956
369846.1991
0.369846
7.6100041
0.2
640
11.1701
90649.27015
0.090649
1.86521132
0.2
650
11.3446
222660.7745 0.222661
4.5814974
0.2
660
11.5192
554769.2986
0.554769
11.415006
0.2
670
11.6937
886707.0986 0.886707
18.245002
0.2
680
11.8682
1197497.621
1.197498
24.639869
0.2
690
12.0428
1466107.915
1.466108
30.16683
0.2
700
12.2173
1673485.602
1.673486
34.43386
0.2
710
720
12.3918
12.5664
1804451.361
1849230.995
1.804451
1.849231
37.128629
38.05002
0.2
1.0
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
21
07
12.
63
69
7.8
10
0
2.0
65
2
4.3
81
5
11.
21
50
18.
04
50
24.
43
99
29.
96
68
34.
23
39
36.
92
86
37.
05
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
00
1.2.2.2.4. Đồ thị khai triển Pkt , Pj , P1
Hình 1.6.4. Đồ thị khai triển Pkt , Pj, P1.
1.2.2.3. Đồ thị T,Z,N α
Ta có lực tác dụng trên chốt Piston P1 là hợp lực của lực quán tính và lực khí thể. Nó
tác dụng lên chốt Piston và đẩy thanh truyền.
P1 = Pkt + Pj (1.5)
Trong quá trình tính toán động lực học các lực này thường tính trên đơn vị
diện tích đỉnh Piston nên sau khi chia hai vế của đẳng thức (1.5) cho diện tích
đỉnh Piston Fpt ta có :
p1 = pkt + pj, p1 =, pj =
Áp dụng các công thức sau:
, , N= P1.tan(β) .
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
22
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
Với sin = sin
= arcsin( sin )
Vẽ hệ hệ trục tọa độ T, Z, N – α.
Chọn tỉ lệ xích: μT = μZ = μN = 10.μP =
μα = 2 [đô/mm]
̣
Từ đồ thị p1 tiến hành đo giá trị biểu diễn của p1 theo = 00,100, 200, 300 ,7200.
Ứng với mỗi giá trị của ta có giá trị của tương ứng . Từ quan hệ ở các công thức
trên ta lập được bảng giá trị của đồ thị T , Z , N như sau:
a(độ
)
p1 tính
sin(a+b)/cos
b
cos(a+b)/cosb
tgb
T
Z
0
37.050
0.0000
1.0000
0.0000
0.0000
37.00
10
36.029
0.2164
0.9773
0.0435
7.71
35.2
20
33.334
0.4227
0.9103
0.0858
14.089
30.3
30
29.067
0.6091
0.8030
0.1260
17.7
23.3
40
23.540
0.7675
0.6614
0.1628
18.0
15.5
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
23
N
0
.
0
1
.
5
2
.
8
3
.
6
3
.
8
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
50
17.145
0.8915
0.4933
0.1951
15.2
8.4
60
10.315
0.9769
0.3079
0.2218
10.0
3.1
70
3.481
1.0224
0.1149
0.2417
3.5
0.4
80
2.965
1.0289
0.0765
0.2540
3.0
0.2
90
8.710
1.0000
0.2582
0.2582
8.7
2.2
100
13.537
0.9407
0.4238
0.2540
12.7
5.7
110
17.341
0.8570
0.5691
0.2417
14.8
9.8
120
20.125
0.7551
0.6921
0.2218
15.1
13.9
130
21.988
0.6406
0.7923
0.1951
14.0
17.4
140
23.097
0.5181
0.8707
0.1628
11.9
20.1
150
23.657
0.3909
0.9290
0.1260
9.2
21.9
160
170
23.875
23.926
0.2614
0.1309
0.9690
0.9924
0.0858
0.0435
6.2
3.1
23.1
23.7
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
24
3
.
3
2
.
2
0
.
8
0
.
7
2
.
2
3
.
4
4
.
1
4
.
4
4
.
2
3
.
7
2
.
9
2
.
0
1
.
Đ
ồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV60315)
180
23.930
0.0000
1.0000
0.0000
0.0
23.9
190
23.926
0.1309
0.9924
0.0435
3.1
23.7
200
23.875
0.2614
0.9690
0.0858
6.2
23.1
210
23.657
0.3909
0.9290
0.1260
9.2
21.9
220
23.097
0.5181
0.8707
0.1628
11.9
20.1
230
21.988
0.6406
0.7923
0.1951
14.0
17.4
240
21.025
0.7551
0.6921
0.2218
15.8
14.5
250
18.741
0.8570
0.5691
0.2417
16.0
10.6
260
15.437
0.9407
0.4238
0.2540
14.5
6.5
270
280
11.610
7.365
1.0000
1.0289
0.2582
0.0765
0.2582
0.2540
11.6
7.5
2.9
0.5
SVTH : Phạm Ngọc Ấn
25
0
0
.
0
1
.
0
2
.
0
2
.
9
3
.
7
4
.
2
4
.
6
4
.
5
3
.
9
2
.
9
