Tiểu luận Tính toán nhiệt, động lực học trục khuỷu – thanh truyền, kiểm nghiệm bền các chi tiết chủ yếu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.2 MB, 48 trang )
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp ô tô đã ra đời từ rất lâu, rất nhiều quốc gia tích cực thúc
đẩy ngành ô tô này một cách mạnh mẽ. Và có thể nói, đây là một ngành cho thấy sự
phát triển của đất nước, tiện nghi, lợi ích cho con người. Nhận thức được điều này,
Đảng và Nhà nước đã tích cực thúc đẩy sự phát triển, tập trung vào ngành ô tô, từng
bước phát triển và tiến tới sản xuất ô tô trong nước mà không cần nhập khẩu.
Môn “Đồ án tính toán kết cấu động cơ đốt trong” là một trong những môn
học đóng vai trò quan trọng trong việc thiết tập cơ sở khoa học để thiết kế, tính
toán và kiểm nghiệm các chi tiết trong động cơ nhằm tối ưu hóa các đặc tính của
động cơ mà vẫn có thể bảo vệ môi trường, phù hợp với nhu cầu con người. Đồng
thời thể hiện độ mạnh mẽ và bên bỉ trong từng chi tiết động cơ.
Môn học này cũng là môn cơ sở, là bước đệm đầu tiên cho ngành công
nghiệp ô tô ra đời. Xuất phát từ những điều kiện trên, với môn học này, nhóm
chúng em đã được thầy giáo giao đề tài: “ Tính toán nhiệt, động lực học trục khuỷu
– thanh truyền, kiểm nghiệm bền các chi tiết chủ yếu” trong động cơ :
SSANGYONG MUSSO E23.
Trong quá trình thực hiện đê tài này, được sự hướng dẫn của thầy Hà Thanh
Liêm, cũng như những giáo viên khác. Nhóm chúng em nay đã hoàn thành đề tài của
mình.
Do điều kiện về thời gian cũng như hạn chế về trình độ chuyên môn của
bản thân, thêm vào đó vấn đề nghiên cứu này khá mới mẻ so với nhóm chúng em
nên đề tài cũng không thể tránh khỏi sai sót. Vì vậy, em mong nhận được sự đóng
góp, bổ sung của thầy để nhóm chúng em hiểu rõ hơn và có thể nâng cao nhận thức
hơn.
Nhóm chân thành cảm ơn!
TP.HCM, Ngày 8 tháng 5 năm 2019
Nhóm thực hiện: Nhóm 1
Nguyễn Ngọc Thắng
15079621
Đặng Lê Trí Toàn
15073581
Nguyễn Thành Nam
15035061
1Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
2Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
3Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Mục Lục
CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.1 Giới thiệu chung
1.1.1 Mục đích tính toán
Tính toán nhiệt động cơ đốt trong (ĐCĐT) chủ yếu là xây dựng trên đồ thị
công chỉ thị của một động cơ cần được thiết kế thông qua việc tính toán các
thông số nhiệt động học của chu trình công tác trong động cơ gồm các quá trình
:
Nạp nén (cháy + dãn nở) thải
Mỗi quá trình được đặc trưng bởi các thông số trạng thái là nhiệt độ , áp
suất, thể tích của môi chất công tác (MCCT) ở đầu và cuối quá trình. Trên cơ
sở lý thuyết nhiệt động học kỹ thuật, nhiệt động hóa học , lý thuyết động cơ
đốt trong , xác định giá trị của các thông số nêu trên.
Tiếp theo, ta tính các thông số đánh giá tính năng của chu trình gồm các
thông số chỉ thị và thông số có ích của chu trình như : áp suất chỉ thị trung bình
pi, áp suất có ích trung bình pω, công suất chỉ thị Ni, công suất có ích Ne, …
Cuối cùng, bằng kết quả tính toán nói trên xây dựng đồ thị công chỉ thị
của chu trình công tác và đây là các số liệu cơ bản cho bước tính toán động lực
học và thiết kế sơ bộ cũng như thiết kế kỹ thuật toàn bộ động cơ.
Trong tính toán kiểm nghiệm động cơ cho trước , việc tính toán nhiệt có
thể được thay thế bằng cách đo đồ thị công thực tế trên băng thử công suất
động cơ nhờ các phương tiện , các công cụ đo , ghi có kĩ thuật cơ điện tử và tin
học hiện đại. tuy nhiên, với phương pháp tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết
nhiệt động hóa học trong ĐCĐT, người ta cũng có thể tiến hành khảo sát
những chỉ tiêu động lực và chỉ tiêu kinh tế của các động cơ đã có sẵn này với
kết quả đáng tinh cậy.
1.1.2 Chế độ tính toán
Chế độ làm việc của động cơ được đặc trưng bằng các thông số cơ bản
như công suất có ích , mô men xoắn có ích , tốc độ quay và nhiều thông số
4Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
khác. Các thông số ấy có thể ổn định hoặc thay đổi trong phạm vi rộng tùy theo
công dụng của động cơ.
Mỗi chế độ làm việc của động cơ có ảnh hưởng đến tính kinh tế, hiệu
quả, tuổi thọ , sức bền của các chi tiết và các chỉ tiêu khác.
Chế độ được chọn để tính toán gọi là chế độ tính toán. Chế độ tính toán
là những chế độ ảnh hưởng đến sức bền và tuổi thọ của các chi tiết đối với
từng loại động cơ cụ thể và chế độ phụ tải. Do đó việc chọn chế độ tính toán
phải được cân nhắc kĩ.
Đối với động cơ tĩnh tại, chế độ tính toán thường là chế độ công suất
định mức.
Đối với động cơ trên xe , người ta thường tính đối với cả hai chế độ mô
men xoắn có ích lớn nhất và công suất có ích lớn nhất ( đối với động cơ xăng)
hoặc công suất có ích định mức ( đối với động cơ diesel).
Đối với động cơ cao tốc , chế độ tính là chế độ công suất lớn nhất
thường được chọn để tính , vì ở đó các lực khí thể và quán tính đều lớn. các
chế độ tính toán phải tiến hành đối với phụ tải toàn phần ứng với lượng cung
cấp nhiên liệu lớn nhất , vì ở đó trạng thái nhiệt của động cơ và phụ tải cơ học
cao nhất.
Những chế độ tính toán khác như : chế độ tải cục bộ, khi thay đổi thành
phần hỗn hợp cháy , thay đổi góc đánh lửa hoặc góc phun nhiên liệu sớm chỉ
được tiến hành khi cần khảo sát riêng biệt.
Thông thường, người ta giả thiết rằng động cơ làm việc ổn định ở chế độ
tính toán.
Nhưng thực nghiệm cho thấy là ở cùng một chế độ làm việc của động cơ
các chu trình xảy ra không hoàn toàn giống nhau. Giá trị của áp suất lớn nhất và
áp suất trung bình có thể chênh lệch nhau khoảng 5%10%. Điều này do các
yếu tố như điều kiện khí động của quá trình nạp, sự biến động của quá trình
cung cấp nhiên liệu , tạo hỗn hợp và khí cháy…
Chi phối. Như vậy, các số liệu ban đầu và kết quả tính toán thu được
cũng chỉ là những giá trị trung bình mà thôi.
1.2 Các thông số cho trước của động cơ
Môi trường sử dụng động cơ: môi trường bình thường.
Kiểu, loại động cơ: SSANGYONG MUSSO E23, Vh=2293 cm
5Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Số kỳ τ: 4
Số xilanh i: 4
Cách bố trí các xilanh: thẳng hàng
Đường kính xilanh, D= 8.72 (cm)
Hành trình piston, S= 9,592 (cm)
Công suất thiết kế, Ne = 102,9 (kW)
Số vòng quay thiết kế , n = 5300(v/ph)
Tỷ số nén, ε = 10,4
Kiểu buồng cháy và phương pháp tạo hỗn hợp: Buồng cháy thống nhất
Kiểu làm mát: Làm mát bằng
Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích : (g/kW.h)
Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp và thải:
α1= 45o
α2= 30o
α3= 40o
α4= 55o
Chiều dài thanh truyền, L = 171.1 (mm)
Khối lượng nhóm piston, mnp = 0.6129 (kg)
Khối lượng nhóm thanh truyền, mtt = 1494.03(kg)
1.3 Chọn các thông số tính toán nhiệt
1.3.1 Áp suất không khí nạp(po)
Po = 0,1013 MN/m2
1.3.2 Nhiệt độ không khí nạp mới
To = (Tkk + 273) với tkk =29oC
To = (29 + 273) = 302 (K)
1.3.3 Áp suất không khí nạp trước xupap nạp
6Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Pk = Po = 0,1013 (MN/m2) (tăng áp trung bình)
1.3.4 Nhiệt độ khí nạo trước xupap nạp
1.3.5 Áp suất cuối quá trình nạp
Pa= 0,875.0,1013= 0,0886 (MN/m2)
1.3.6 chọn áp suất khí sót
Pr= 0,11 (MPa)
1.3.7 Nhiệt độ khí sót
Tr= 1050 (K)
1.3.8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới
1.3.9 Chọn hệ số nạp thêm
1.3.10 Chọn hệ số quét buồn cháy
Vc = 0
1.3.11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
với
1.3.12 Hệ số tác dụng nhiệt tại điểm Z
1.3.13 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ()
1.3.14 Chọn hệ số dư lượng không khí
1.3.15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công
7Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
1.3.16 Tỷ số tăng áp
1.4 Tính toán nhiệt
1.4.1 Quá trình nạp ( )
Hệ số khí sót γr:
Nhiệt độ cuối quá trình nạp:
1.4.2 Quá trình nén
Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới:
Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:
103T
Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong quá trình nén:
Xác định chỉ số nén đa biến trung bình n1:
8Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
n1 = 1,377
Áp suất quá trình nén pc:
Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc:
1.4.3 Quá trình cháy:
Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo:
Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xy lanh :
Lượng sản vật cháy M2:
Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết βo:
Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế β:
Hệ số biến đổi phân tử khí tại điểm βz:
=
Tổn thất nhiệt lượng do cháy không hoàn toàn:
=6144 KJ/Kg.nl
Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của môi chất tại điểm z:
9Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz:
Tz = 2366,927 (K)
Áp suất cuối quá trình cháy pz:
1.4.4 Tính toán quá trình dãn nở
Tỷ số dãn nở đầu:
Tỷ số dãn nở sau:
Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2:
Mà
n2 1 =
Giải ra: n2 1 = 0,26 => n2 = 1,255
Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở Tb = 1410,2448 (K )
Áp suất cuối quá trình dãn nở :
Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót Tr:
Sai số cho phép:
1.4.5 Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình
Áp suất chỉ thị trung bình tính toán :
10Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi: pi = φd. = 0,97.1,177= 1,141 (MPa)
Áp suất tổn thất cơ khí pm:
pm =a + b.vp + (pr pa)
Mà:
Áp suất có ích trung bình pe:
Hiệu suất cơ giới :
Xác định hiệu suất chỉ thị :
Xác định hiệu suất có ích :
Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi:
Suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge:
Tính toán thông số kết cấu động cơ:
Tính thể tích công tác vh:
Tính đường kính piston:
Hành trình piston:
11Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
1.4.5 Vẽ đồ thị công
Chọn tọa độ vuông góc:
Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công:
Có :vz =vc = 0,0564 ( lít), vb = va = 0,5864 ( lít)
Dựng đường cong nén:
Dựng đường cong dãn nở:
Đường nén pn
(MN/m2)
Đường dãn nở pdn
(MN/m2)
2,227
8,174
80
1,012
5,271
100
1,376
3,924
120
0,787
3,169
140
0,637
2,611
160
0,529
2,209
180
0.451
1,905
200
0.389
1,669
220
0,342
1,481
240
0,303
1,328
260
0,272
1,201
280
0.245
1,094
300
0,223
1,003
320
0,204
0,925
V (cm3)
12Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
340
0,188
0,858
360
0,173
0,798
380
0,161
0,746
400
0,150
0,699
420
0,140
0,658
440
0,132
0,621
460
0,123
0,587
480
0,116
0,556
500
0,110
0,529
520
0,105
0,503
540
0,099
0,479
0,0886
0,433
.
13Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
14Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
2.1. Khái quát
CHƯƠNG 2: DỰNG ĐẶC TÍNH NGOÀI ĐỘNG CƠ
Đặc tính ngoài là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của các chỉ tiêu như công
suất có ích Ne, momen xoắn có ích Me, lượng tiêu thụ nhiên liệu trong 1 giờ G nl và
suất tiêu thụ nhiên liệu có ích ge vào tốc độ của trục khuỷu n (v/ph) khi thanh răng
bơm cao áp chạm vào vít hạn chế (đối với động cơ Diesel) hoặc bướm ga mở hoàn
toàn (đối với động cơ xăng).
Đồ thị này được dùng để đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu chính của động cơ
khi tốc độ trục khuỷu thay đổi và chọn vùng tốc độ sử dụng 1 cách hợp lí khi khai
thác.
Đặc tính ngoài được dựng bằng các phương pháp như thực nghiệm, công
thức kinh nghiệm hoặc bằng việc phân tích lý thuyết. Ở đây giới thiệu phương
pháp dựng bằng các công thức kinh nghiệm của Leydecman. Dạng đường đặc tính
phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như kiểu động cơ, phương pháp tạo hỗn
hợp… nên ta xét riêng đối với từng trường hợp cụ thể.
2.2. Thứ tự dựng các đường đặc tính đối với động cơ diesel
Phương pháp tính các thông số và dựng các đường đặc tính đối với động cơ
diesel cũng tương tự như đối với động cơ xăng. Riêng các biểu thức dùng để tính
toán thì tùy theo phương pháp tạo hỗn hợp của động cơ.
Đối với động cơ diesel có buồng cháy thống nhất (không phân chia):
kW
MNm
g/kWh
kg/h
Trong đó:
Nedm – công suất định mức thu được trong tính toán (kW)
ndm – tốc độ quay ứng với công suất định mức (v/ph)
, – momen xoắn có ích (Nm) và suất tiêu hao nhiên liệu có ích
(g/kWh) ở tốc độ quay định mức ndm
Ne, Me, ge – giá trị tương ứng của công suất có ích, momen xoắn có ích
và suât tiêu hao nhiên liệu có ích ứng với từng tốc độ quay trung gian được
chọn trước
n – giá trị của biến số được chọn trước, v/ph
15Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
ne
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
16Nhóm 1
Ne(kW)
Me(MN)
36.715
62.148
90.658
121.014
151.986
182.342
210.852
236.285
257.412
273.000
876.494
989.116
1082.152
1155.601
1209.464
1243.740
1258.430
1253.534
1229.050
1184.981
ge(g/kWh)
178.270
164.626
153.248
144.133
137.283
132.698
130.376
130.320
132.528
137.000
Gnl(kg/h)
6.545
10.231
13.893
17.442
20.865
24.196
27.490
30.793
34.114
37.401
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PISTON
TRỤC KHUỶU –THANH TRUYỀN
3.1 Phân tích động học cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền
Trong động cơ đốt trong kiểu piston cụm chi tiết chuyển động
chính(piston, thanh truyền, trục khuỷu) làm việc trên nguyên tắc sau:
Nhóm piston chuyển động tịnh tiến qua lại truyền lực khí thể cho thanh
truyền.
Nhóm thanh truyền là chi tiết chuyển động trung gian, có chuyển động
phức tạp để biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay
của trục khuỷu.
Trục khuỷu là chi tiết máy quan trọng nhất, có chuyển động quay và
truyền công suất của động cơ ra ngoài để dẫn động các máy công tác khác.
3.2 Động học của piston (phân tích theo phương pháp giải tích)
Với giả thuyết trục khuỷu quay với vận tốc góc ω=const, thì góc quay
trục khuỷu α tỉ lệ thuận với thời gian, còn tất cả các đại lượng động học là các
hàm phụ thuộc vào biến số α.
Tuy nhiên, giả thuyết này đối với động cơ cao tốc hiện đại cho sai số
không đáng kể vì trị số dao động của vận tố góc (ω)do độ không đồng đều của
momen động cơ gây ra khi động cơ làm việc ở chế độ làm việc rất nhỏ.
17Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
3.2.1 Chuyển vị của piston
Giới thiệu sơ đồ cơ cấu trục khuỷu thanh truyền loại thông dụng. Khi
trục khuỷu quay một góc α thì piston dịch chuyển được một khoảng S p so với
vị trí ban đầu (ĐCT). Chuyển vị của piston trong xilanh động cơ tính bằng công
thức sau:
Sp=R[(1cosα)+λ/4(1cos2α)]
Đây làphương trình chuyển động của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền, biểu
diễn bằng khoảng trượt của piston phụ thuộc vào α, R (bán kính quay trục
khuỷu)
và λ =R/L
Bảng thông số chuyển vị piston
αo
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
18Nhóm 1
Sp
SpI
0.000
6,183
23,679
46,163
69,385
86,253
0.000
1,558
4,675
6,257
4,683
1,566
92,385
86,253
69,385
46,310
23,206
6,257
0
0
1,549
4,666
6,237
4,692
1,573
0
SpII
0.000
7,741
27,754
52,4
73,941
87,745
92,39
9
87,802
74,051
52,547
27,898
7,832
0
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Biểu đồ chuyển vị piston
3.2.2 Tốc độ piston
Ta xác định phương trình tốc độ chuyển động của piston là hàm phụ
thuộc vào góc quay trục khuỷu λ, bằng cách vi phân biểu thức theo thời gian.
, Vì: ,
(3.2)
Nhận xét:Từ phương trình (3.2) ta thấy tốc độ piston là tổng hai hàm điều
hòa cấp I và cấp II với chu kỳ điều hòa của cấp II bằng hai lần chu kỳ điều
hòa của hàm cấp I.
Vp = VpI + VpII
Trong đó : VpI = Rωsinα ,
Bảng thông số tốc độ của piston
αo
0
19Nhóm 1
Vp
VpI
0
VpII
0
0
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
12,814
2,199
25,641
22,214
12,850
0
12,779
22,179
25,641
22,240
12.885
0
22,199
22,214
0
22,179
22,240
0
22,158
22,261
0
22,138
22,281
12.969
35,014
44,419
25,641
0,0408
9,39
0
9,378
0,086
25,641
44,378
35,166
0
Đồ thị biểu diễn gia tốc của piston
20Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
3.2.3 Gia tốc piston
Lấy đạo hàm công thức 3,2 đối với thời gian , ta có công thức tính gia tốc
piston:
(3.3)
Từ công thức (3.3) , cho thấy gia tốc piston là tổng của hai hàm điều hòa
cấp I và cấp II:
Trong đó: ,
Bảng thông số gia tốc của piston
αo
Jp
JpI
JpII
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
14231,51
12326,74
7122,296
0
7102,66
12315,4
14231,5
12338
7141,91
0
7083,014
12301,02
14231,44
3842,507
1923,2
1913,72
3842,5
1927,32
1912,414
3842,488
1933,607
1907,1
3842,46
1938,89
1901,788
3842,429
18079,02
14249,76
5204,577
3842,5
9030,98
14403
10389
10404,4
9049,01
3812,46
5144,121
14205,81
18073,87
21Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Đồ thị biểu diễn gia tốc của piston
3.3. Thiết kế kết cấu piston , thanh truyền
3.3.1. Thiết kế kết cấu piston
Tính toán chi tiết cụm piston
Độ dày đỉnh piston:
Chọn = 6 mm
Chiều cao piston:
H = (0.8 – 1.3).D = (69.76 – 113.36)
Chọn
Khoảng cách C từ đỉnh piston đến xecmang thứ nhất:
22Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
C= (0.5 1.5)=(3 – 9)mm
Chọn
Chiều dày S của phần đầu:
S = (0.05 – 0.1).D = (4.36 – 8.72)
Chọn
Vị trí chốt piston (Hh):
Chọn
Đường kính chốt piston :
Chọn
Đường kính bệ chốt :
Chọn
Đường kính lỗ chốt :
Chọn = 14 mm
Chiều dày phần thân :
Chọn
Số xéc măng khí:
Chọn số xéc măng khí bằng 3
Chiều dày hướng kính t của xéc măng khí:
Chọn t= 3.5 mm
Chiều cao a của xéc măng khí:
Chọn a=2,5 mm
Chiều dày bờ rãnh xéc măng :
Chọn a1 = 2.5 mm
Chiều dài chốt piston :
Chọn = 70 mm
23Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
Chiều dài đầu nhỏ thanh truyền:
Chọn
3.3.2. Thiết kế kết cấu thanh truyền
Khoảng cách hai tâm của hai đầu thanh truyền
Đường kính bên trong của đầu nhỏ thanh truyền
Đường kính ngoài của đầu nhỏ thanh truyền
.
Chọn
Đường kính chốt quay
Chọn
c
d .p = (0.56 – 0.75).B = (41.44 – 55.5)
c
d .p = 48 mm
Khoảng cách giữa hai bulong thanh truyền:
c
d .p = (62.4 – 84)
Chọn
Bề dày đầu lớn= (0.45 – 0.95).
c
d .p = (21,6 – 45.6)
Chọn = 25 mm
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU
THANH TRUYỀN
4.1 Mục đích chung
Phần tính toán động lực học của đồ án nhằm xác định quy luật biến thiên
của lực khí thể , lực quán tính và lực tác dụng lên piston cũng như các lực tiếp
tuyến tác dụng lên bề mặt cổ trục khuỷu ( chốt khuỷu). Trên cơ sở đó sẽ xây
dựng đồ thị vectơ lực ( phụ tải) tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu , cổ trục và bạc
24Nhóm 1
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc
Sỹ
đầu to thanh truyền. từ các đồ thị vectơ phụ tải ta biết được một cách định tính
tình trạng chịu lực của bề mặt và mức độ đột biến của tải thông qua hệ số va
đập.
4.2 Sơ đồ lực và mômen tác động lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
động cơ một xylanh
Quy ước chiều quay và dấu:
Chiều quay của động cơ quy ước là “+” nếu động cơ quay theo chiều kim
đồng hồ nhìn từ phía bánh đà trở lại.
Dấu của các lực và mômen tác dụng quy ước như hình :
Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên động cơ
Quy ước dấu tác dụng lên piston
Pkt lực khí thể tác dụng lên đỉnh piston
Pj lực quán tính của khối lượng các chi tiết chuyển động thẳng
pƩ lực tổng cộng tác dụng lên đỉnh piston
N lực ngang tác dụng lên vách xy lanh có hướng vuông góc với đường tâm
xylanh
Ptt lực dọc theo đường tâm thanh truyền
Z lực pháp tuyến theo hướng từ tâm chốt đến cổ trục khuỷu
T lực tiếp tuyến vuông góc với lực pháp tuyến
Mq mômen quay của trục khuỷu
25Nhóm 1
