Đồ án tính toán thiết kế động cơ đốt trong x1v6 0220

Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 LỜI NĨI ĐẦU Trong thời kì kinh tế hội nhập nay, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh mẽ, với khoa học, kỹ thuật ngày ti ến b ộ Trong đó, ngành Cơ khí động lực đóng vai trị lớn định hướng phát tri ển đất nước Chúng ta liên doanh với nhiều hãng xe n ổi ti ếng th ế gi ới s ản xuất lắp rắp tơ với mục tiêu nội địa hóa cao s ản ph ẩm tơ Vi ệt Nam Chính việc học tập, nghiên cứu để nâng cao trình độ chun mơn u c ầu c ần thiết nhằm đáp ứng yêu cầu kĩ thuật hãng xe ngành tơ n ước hướng phát triển Sau học xong học phần động cơ: nguyên lý động cơ, kết cấu tính tốn động đốt trong, anh văn chuyên ngành; h ọc ph ần c s ở: th ủy khí máy thủy khí, sức bền vật liệu, vật liệu kĩ thu ật, sinh viên đ ược giao nhiệm vụ thực đồ án mơn học tính tốn thiết kế động đốt Đây phần quan trong trình học tập yêu cầu tổng h ợp ki ến th ức, tìm hiểu kết cấu, nghiên cứu thêm tài liệu, …để thi ết kế h ệ th ống, c c ấu động đốt Trong đồ án này, em giao nhiệm vụ tính tốn thi ết kế hệ thống nhiên liệu động diesel, hệ thống quan trọng đ ộng c đ ốt trong, dùng để cung cấp nhiên liệu cho động trình hoạt động Trong trình thực đồ án, em cố gắng sử dụng kiến th ức học tìm tịi, nghiên cứu tài liệu với mong muốn hoàn thành đồ án tốt Tuy nhiên, q trình thực khơng th ể khơng tránh kh ỏi thiếu sót thân cịn kinh nghiệm Cuối cùng, em xin cảm ơn sâu sắc tới thầy tận tình truy ền đ ạt kiến thức quý báu Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến th ầy Tr ần Văn Nam quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình q trình hồn thành đ án Em mong muốn nhận xem xét, dẫn th ầy cô đ ể t ập đ án hoàn chỉnh, kiến thức em củng cố, hoàn thiện Đà Nẵng, ngày 07/09/2020 Sinh viên thực Nơng Trọng Tú Đồ án tính toán thiết kế động đốt X1V6-0220 MỤC LỤC Lời nói đầu Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình PHẦN 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CƠNG, ĐỘNG LỰC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ X1V6-0220 1.1 Tính tốn xây dựng vẽ đồ thị: 1.1.1 Các thông số động cơ: 1.1.2 Các thơng số tính: 1.1.3 Đồ thị công : 1.1.3.1 Các thông số xây dựng đồ thị : 1.1.3.2 Cách vẽ đồ thị: 1.1.4 Đồ thị Brick 1.1.4.1 Phương pháp 1.1.4.2 Đồ thị chuyển vị 1.1.5 Xây dựng đồ thị vận tốc 1.1.5.1 Phương pháp 1.1.5.2 Đồ thị vận tốc V(): 1.1.6 Đồ thị gia tốc: 1.1.6.1 Phương pháp 1.1.6.2 Đồ thị gia tốc j = f(x) 1.1.7 Vẽ đồ thị lực quán tính 1.1.7.1 Phương pháp 1.1.7.2 Đồ thị lực quán tính: 1.1.8 Đồ thị khai triển: Pkt , Pj , P1 - Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 1.1.8.1 Vẽ Pkt -  1.1.8.2 Vẽ Pj -  1.1.8.3 Vẽ P1 -  1.1.8.4 Đồ thị khai triển Pkt , Pj , P1 -  1.1.9 Xây dựng đồ thị T , Z , N -  1.1.9.1 Sơ đồ lực tác dụng lên cấu trục khuỷu truyền 1.1.9.2 Xây dựng đồ thị T , Z , N - 1.1.10 Đồ thị T - 3 1.1.11 Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 1.1.12 Đồ thi véctơ phụ tải tác dụng lên đầu to truyền 1.1.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 1.1.14 Đồ thị khai triển Q() PHẦN 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2.1 Chọn động tham khảo 2.2 Phân tích đặc điểm động 2.2.1 Cơ cấu piston – truyền – trục khuỷu: 2.2.2 Cơ cấu phân phối khí 2.2.2.1 Hệ thống bơi trơn 2.2.2.2 Hệ thống làm mát 2.2.2.3 Hệ thống đánh lửa 2.2.2.4 Hệ thống khởi động 2.2.2.5 Hệ thống cung cấp nhiên liệu PHẦN 3: THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON – THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU ĐỘNG CƠ X1V6 - 0220 3.1.Nhóm piston Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 3.2 Nhóm truyền 3.3 Nhóm trục khuỷu 3.4 Bánh đà 63 Tài liệu tham khảo DANH MỤC BẢN BẢNG 1.1: Các thông số cho trước động BẢNG 1.2: Bảng giá trị đồ thị công động diesel BẢNG 1.3: Các điểm đặc biệt BẢNG 1.4: Các giá trị biểu diễn đường nén đường dãn nở BẢNG 1.5: Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) BẢNG 1.6: Bảng giá trị Pkt, Pj, P1 -  BẢNG 1.7: Bảng giá trị T, N, Z- BẢNG 1.8: Bảng giá trị ∑T-α BẢNG 1.9: Bảng giá trị đồ thị mài mòn chốt khuỷu BẢNG 1.10: Bảng giá trị đồ thị Q-α BẢNG 2.1: Bảng thông số kỹ thuật động 1GR - FE Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 DANH MỤC HÌNH HÌNH 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị cơng động diesel HÌNH 1.2: Phương pháp vẽ đồ thị Brick HÌNH 1.3: Đồ thị vận tốc V = f() HÌNH 1.4: Đồ thị gia tốc j = f(x) HÌNH 1.5: Đồ thị lực qn tính HÌNH 1.6: Cách khai triển pkt HÌNH 1.7: Đồ thị khai triển Pkt, Pj, P1 – α HÌNH 1.8: Sơ đồ lực tác dụng lên cấu khuỷu trục truyền HÌNH 1.9: Đồ thị T, Z, N - α HÌNH 1.10: Đồ thị T – α HÌNH 1.11: Đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu HÌNH 1.12: Đồ thị phụ tải tác dụng đầu to truyền HÌNH 1.13: Đồ thị mài mịn chốt khuỷu HÌNH 1.14: Đồ thị khai triển phụ tài chốt khuỷu HÌNH 2.1: Mặt cắt động 1GR – FE HÌNH 2.2: Piston động 1GR – FE HÌNH 2.3: Xecmang động 1GR - FE HÌNH 2.4: Trục khuỷu động 1GR - FE HÌNH 2.5: Cơ cấu phân phối khí động 1GR - FE HÌNH 2.6: Hệ thống bơi trơn động 1GR - FE HÌNH 2.7: Sơ đồ hệ thống bơi trơn động 1GR - FE HÌNH 2.8: Hệ thống làm mát động 1GR - FE HÌNH 3.1: Kích thước tính tốn piston động X1V6 - 0220 HÌNH 3.2: Tiết diện thân truyền HÌNH 3.3: Kết cấu đầu to truyền HÌNH 3.4: Kết cấu bulong truyền HÌNH 3.5: Kích thước tính tốn đầu to truyền động X1V6 - 0220 HÌNH 3.6: Trục khuỷu động X1V6 - 0220 Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 PHẦN 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG LỰC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ X1V6-0220 1.1 Tính tốn xây dựng vẽ đồ thị 1.1.1 Các thông số động Bảng 1.1: Các thông số cho trước động THÔNG SỐ KỸ THUẬT Nhiên liệu KÝ HIỆU i Số xilanh/Số kỳ/Cách bố trí I/τ Thứ tự làm việc Tỷ số nén Đường kính piston Hành trình piston Cơng suất cực đại/ số vòng quay Tham số kết cấu Áp suất cực đại Khối lượng nhóm piston Khối lượng nhóm truyền Góc đánh lửa sớm Góc phân phối khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí GIÁ TRỊ Gasoline 6/4/V- ĐƠN VỊ type 1-2-3-4-5- ε D S Ne n λ pz mpt 10 94 95 170 5023 0,24 4,7 mtt 1,2 Mm Mm kW v/ph MN/m2 Kg Kg φs 12 độ α1 18 độ α2 32 độ α3 58 độ α4 11 độ SFI Cưỡng cascte ướt Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Không tăng áp 24 valve, DOHC 1.1.2 Các thông số tính + Xác định tốc độ trung bình động cơ: [m/s] Trong đó: S [m]: hành trình dịch chuyển piston xilanh Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 n [vòng/ phút]: tốc độ quay động Khi đó: [m/s] [1] Cm= m/s > m/s: động tốc độ cao hay động cao tốc + Chọn trước số nén đa biến trung bình : = 1,35 [1] + Chọn trước số giãn nở đa biến trung bình : = 1,25 [1] + Áp suất khí cuối kì nạp: Vì động bốn kì khơng tăng áp: pa = (0,8 ÷ 0,9) pk [1] Áp suất mơi trường: p0 = 0,1 [MN/m2] [1] Đối với động không tăng áp: pk = p0 [1] Chọn pk = 0,1 [MN/m2] Khi đó: pa = 0,8 × 0,1= 0,08 [MN/m2] + Áp suất cuối kì nén: pc = pa = 0,08 × 101,35 = 1,79 [MN/m2] [1] + Chọn tỷ số dãn nở sớm: động xăng ρ = [1] + Áp suất cuối trình giãn nở: pb = = [MN/m2] [1] + Thể tích cơng tác: Vh= [dm3] [1] + Thể tích buồng cháy: Vc= [dm3] + Vận tốc tục khuỷu: [rad/s] [1] [1] + Áp suất khí sót: động cao tốc: pr = (1,05 ÷ 1,10) × pth [1] Trong đó: : pth áp suất khí thải trước tuabin Vì động không tăng áp hầu hết đ ộng c thực tế ph ải qua bình tiêu âm, nờn: pth = (1,02 ữ 1,04) ì pk [1] Chn: pth = 1,04× pk = 1.04 × 0,1 = 0,104 [MN/m2] Suy ra: pr = 1,1 × 0,104 = 0,114 [MN/m2] 1.1.3 Đồ thị công Để vẽ đồ thị công, ta cần xác định điểm đường nén đường giãn nở 1.1.3.1 Các thông số xây dựng đồ thị Các thông số cho trước : Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 + Áp suất cực đại: pz = 4,7 [Mn/m2] + Góc đánh lửa sớm: s = 120 + Góc phân phối khí: 1 = 180 2 = 320 3 = 580 4 = 110 Các thông số chọn: Áp suất khí nạp: pk = 0,1 [MN/m2] Xây dựng đường nén: Theo [1] (127) : Ta có phương trình đường cong nén đa biến : Trong đó: p – áp suất biến thiên theo trình nén động V – thể tích biến thiên theo q trình nén c đ ộng c Gọi x điểm đường nén : Đặt: Khi đó: Xây dựng đường giãn nở: Theo [1] (180) : Ta có phương trình đường giãn nở đa biến : Trong đó: p – áp suất biến thiên theo q trình nén động V – thể tích biến thiên theo trình nén c đ ộng c Gọi x điểm đường giãn nở : Ta có : VZ = ×VC Đặt : , ta có : Biểu diễn thơng số: + Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 20 mm Do đó, ta có: [dm3/mm] [2] (15) Giá trị biểu diễn Vhbd = [mm] Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 + Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 200 [mm] Do đó, ta có: [MN/m2.mm] + Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vịng trịn Brick AB b ằng giá tr ị bi ểu diễn Vh , nghĩa giá trị biểu diễn AB = Vhbd = 180 [mm] [mm/mm] + Giá trị biểu diễn OO’: = = = 10.75 [mm] Bảng 1.2: Bảng giá trị đồ thị công động xăng Vx V(dm Đường nén V(mm in1 1/i Pc/i 0.07 ) 0.073 ) 20 1 0.11 0.11 30 i 2 3 4 5 5 6 0.15 0.18 0.22 0.26 0.29 0.33 0.37 0.40 0.44 0.47 0.15 0.18 0.22 0.26 0.29 0.33 0.37 0.40 0.44 0.47 n1 Pn(m Đường giãn nở in2 1/i Pz.n2/in2 n1 Pgn n2 m) 1.79 76.17 1 4.7 200 1.73 0.5 1.03 43.83 1.66 0.6 2.83 120.4 2.55 0.3 2.38 0.4 1.98 84.09 3.45 0.2 3.14 0.3 1.5 63.62 4.41 0.2 3.95 0.2 1.19 50.65 5.43 0.1 4.79 0.2 0.98 41.78 6.5 0.1 5.66 0.1 0.83 35.35 7.62 0.1 6.55 0.1 0.72 30.52 8.78 0.1 7.48 0.1 0.63 26.75 9.99 0.1 8.42 0.1 0.56 23.75 120 11.2 0.0 9.39 0.1 0.50 21.3 130 12.5 0.0 10.3 0.1 0.45 19.27 40 50 60 70 80 90 100 110 0.70 29.79 0.52 22.13 0.41 17.45 0.33 14.04 0.28 11.91 0.23 9.79 0.20 8.51 0.18 7.66 0.16 6.81 0.14 5.96 Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6-0220 0.51 0.55 0.58 0.62 0.66 0.69 10 0.73 0.51 0.55 0.58 0.62 0.66 0.69 0.73 140 13.8 0.0 150 15.1 0.0 160 16.5 0.0 170 17.9 0.0 180 19.4 0.0 190 20.8 0.0 200 22.3 0.0 0.13 5.53 11.3 0.0 0.41 17.56 0.12 5.11 12.4 0.0 0.38 16.11 0.12 5.11 13.4 0.0 0.35 14.87 0.1 4.25 14.5 0.0 0.32 13.78 0.09 3.83 15.5 0.0 0.30 12.83 0.08 3.40 16.6 0.0 0.28 11.99 0.07 2.99 17.7 0.0 0.26 11.25 1.1.3.2.Cách vẽ đồ thị Đồ thị công động xăng kỳ không tăng áp + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở + Vẽ vòng tròn đồ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa) Va = Vc + Vh = 0,073 + 0.659 = 0.73 [dm3] => Vabd = [mm] pa = 0,08 [MN/m2] => pabd = [mm] Vậy abd (200 ; 3,4) - Điểm b (Vb ; pb) Vb = Va = 0,73 [dm3] => Vbbd = [mm] pb = 0,264 [MN/m2] => pbbd = [mm] Vậy bbd (200; 11,23) - Điểm phun sớm: c’ xác định từ đồ thị Brick ứng với s; Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 phun 12 lỗ cho xy lanh 1GR-FE sử dụng hệ thống phun 'đ ộc l ập', nhiên liệu bơm lần vào xy lanh cho hai vòng quay tr ục khuỷu Hơn nữa, có hai vịi phun: Một bơm đồng hiệu ch ỉnh dựa tín hiệu từ cảm biến thêm vào thời gian tiêm b ản đ ể phun xảy vị trí vịi phun khơng đồng b ộ vịi phun đ ược điều khiển tín hiệu từ cảm bi ến (bất k ể góc tr ục khu ỷu) Đ ể b ảo v ệ động cải thiện tiết kiệm nhiên liệu, hệ thống tạm thời cắt giảm nguồn cung cấp nhiên liệu PHẦN 3: THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON - THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU ĐỘNG CƠ X1V6-0220 3.1 Nhóm piston Nhóm piston gồm có piston, chốt piston, xéc măng khí, xéc măng d ầu, vịng hãm chốt Trong q trình làm việc động cơ, nhóm piston có nhi ệm v ụ sau đây: + Tạo thành buồng cháy tốt ,bảo đảm bao kín buồng cháy, gi ữ khơng đ ể khí cháy lọt xuống cácte dầu nhờn khơng sục lên buồng cháy + Tiếp nhận lực khí thể P z truyền lực cho truyền để làm quay tr ục khuỷu đưa cơng suất ngồi Trong q trình nén, piston nén khí nạp trình thải, piston làm nhiệm vụ bơm đẩy quét khí 3.1.1 Piston 3.1.1.1 Điều kiện làm việc yêu cầu piston a Điều kiện làm việc: Piston chi tiết máy quan trọng động c đốt Trong trinh Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 51 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 làm việc động cơ, piston chịu tải trọng học tải trọng nhiệt l ớn ảnh hưởng xấu đến độ bền, tuổi thọ piston - Tải trọng học: Chủ yếu lực khí thể lực quán tính gây nên Các lực biến thiên theo chu kỳ nên gây va đập dội chi tiết máy nhóm piston với xylanh truyền, làm piston bị biến dạng làm hỏng piston - Tải trọng nhiệt : Do tiếp xúc với nhiệt độ cao trình cháy nên nhiệt độ phần đỉnh piston thường cao + Gây ứng suất nhiệt lớn làm rạn nứt cục bộ, giảm độ bền piston + Gây biến dạng nhiệt khiến piston bị bó kẹt xy lanh làm tăng ma sát piston xy lanh + Giảm hệ số nạp làm giảm công suất động + Làm dầu nhờn nhanh chóng bị phá hủy + Đối với động xăng, nhiệt độ đỉnh cao ccn thường gây hi ện tượng cháy sớm kích nổ - Ma sát ăn mịn hóa học: trnh làm việc b ề m ặt thân piston th ường làm việc trạng thái ma sát nửa khô thiếu dầu bôi trơn Do đ ỉnh piston ln tiếp xúc với khí cháy nên bị ăn mịn hóa học thành phần axít sinh trình cháy b Yêu cầu: - Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt - Tản nhiệt tốt để tránh kích nổ bó kẹt - Có trọng lượng nhỏ để giảm lực qn tính - Đủ bền đủ độ cứng vững để tránh biến dạng lớn - Đảm bảo bao kín buồng cháy để công suất động không gi ảm sút Sinh viên thực hiện: Nông Trọng Tú 52 Tính toán thiết kế động X1V6- 0220 hao dầu nhờn 3.1.1.2 Kết cấu piston a Đỉnh piston Đỉnh piston phần piston v ới xylanh n ắp xylanh t ạo thành buồng cháy Đỉnh piston động 1GR – FE đỉnh lõm, bu ồng cháy t ạo xoáy l ốc nhẹ, cải thiện trình cháy b Đầu piston Đầu piston bao đỉnh piston vùng rãnh l ắp xéc măng làm nhi ệm v ụ bao kín Trên bề mặt trụ ngồi piston có lắp rảnh để l ắp xéc măng: r ảnh l ắp xéc măng khí, rảnh lắp xéc măng dầu Vì kết cấu đầu piston khơng có r ảnh chắn nhiệt nên xéc măng khí thứ phải làm việc ều ki ện nóng, nhờ bố trí gần khu vực nước làm mát ều ki ện làm vi ệc c cải thiện Khi tính tốn thiết kế đầu piston cần ý gi ải quy ết vấn đề: tản nhiệt, vấn đề bao kín sức bền c Thân piston Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston dẫn động xylanh chịu lực ngang N Chiều dài thân piston động cao tốc thân th ường ngắn vát b ớt hai bên hơng Vị trí lỗ bệ chốt: động xăng cao tốc, lỗ bệ ch ốt thường để lệch khỏi đường tâm xylanh tạo thành cấu khuỷu trục - truy ền v ừa c ải thiện trình nạp vừa giảm lực ngang N nên đ ộng c vận hành êm Đ ộ l ệch lỗ bệ chốt phía chiều quay thường từ mm Dạng thân piston thường hình trụ mà tiết diện ngang th ường có dạng hình van vát ngắn phía hai đầu bệ chốt Để tăng đ ộ cứng v ững Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 53 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 cho piston, phần thân piston làm vành đai Ngoài ra, cần ều ch ỉnh tr ọng lượng piston, ta cắt bỏ phần kim loại phần chân piston 3.1.1.3 Tính tốn kích thước piston a Xác định kích thước Đường kính piston: D = 94 mm Chiều dày đỉnh piston: = (0,04 – 0,07).D = (0,04 – 0,07).94 = (3,76 – 6,58) mm Lấy = mm Khoảng cách từ đỉnh đến xec măng thứ nhất: h = (0,6 – 1,2) = (3 – 6) mm Lấy h = mm Chiều dày phần đầu: s = (0,06 – 0,12).D = (5,64 – 11,28) mm Lấy s = 11 mm Chiều cao piston: H = (0,5 – 0,8).D = (47 – 75,2) mm Lấy H = 60 mm Vị trí chốt piston: (0,35 – 0,45).D = (32,9 – 42,3) mm Lấy 38 mm Đường kính chốt piston: dcp = (0,25 – 0,35).D = (23,5 – 32,9)mm Lấy dcp = 28 mm Đường kính bệ chốt piston: db = (1,3 – 1,6).dcp = (36,4 – 44,8) mm Lấy db = 40 mm Đường kính chốt: d0 = (0,6 – 0,8).dcp = (16,8 – 22,4) mm Lấy d0 = 20 mm Chiều đay phần thân: S1 = (0,02 – 0,03).D = (1,88 – 2,83) mm Lấy S1 = 2.5 mm Số xéc măng khí cái, số xéc măng dầu Xác định kích thước rãnh xéc măng: - Chiều dày hướng kính: t = (1/25 – 1/32).D = (3,76 – 2,94) mm Lấy t = 3,5 mm Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 54 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 - Chiều cao: a = (0,3 – 0,6).t = (1,05 – 2,1) mm Lấy a = mm - Chiều dày bờ rãnh: a1 ≥ a Lấy a1 = mm Hình 3.1: Kích thước tính tốn piston động X1V6 - 0220 b Điều kiện tải trọng Piston chịu lực khí thể Pkt , lực quán tính lực ngang N, đồng thời chịu tải trọng nhiệt khơng Khi tính tốn kiểm nghiệm bền thường tính với điều kiện tải trọng lớn 3.2 Nhóm truyền Nhóm truyền gồm có: truyền, bu lơng truy ền b ạc lót Trong q trình làm việc, nhóm truyền truyền lực tác dụng piston cho trục khuỷu, làm quay trục khuỷu 3.2.1 Thanh truyền 3.2.1.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo truyền a Điều kiện làm việc truyền Sinh viên thực hiện: Nông Trọng Tú 55 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 Thanh truyền chi tiết nối với piston trục khuỷu nhằm bi ến chuy ển động tĩnh tiến piston thành chuyển động quay trịn trục khuỷu Trong q trình làm việc, truyền chịu tác dụng l ực : - Lực khí thể xy lanh - Lực qn tính chuyển động tĩnh tiến cảu nhóm piston - Lực quán tính truyền Các lực thay dổi theo chu kỳ, tải tr ọng tác d ụng lên truy ền tải trọng động Dưới tác dụng lực đó, thân truyền bị nén, u ốn dọc, u ốn ngang; đầu nhỏ truyền bị biến dạng méo; nắp đầu to bị uốn kéo b Vật liệu chế tạo truyền Vật liệu chế tạo truyền thường thép cacbon thép h ợp kim tùy theo loại động 3.2.1.2 Kết cấu truyền a Đầu nhỏ truyền Kết cấu đầu nhỏ truyền phụ thuộc vào kích thước phương pháp lắp ghép chốt piston lên truyền Khi lắp chốt tự do: đầu nhỏ truyền có dạng hình trụ rỗng Khi lắp chốt tự do, phải ý bôi trơn mặt chốt piston b ạc lót đ ầu nh ỏ Thông thường dầu nhờn đưa lên bôi trơn mặt ch ốt bạc lót đầu nh ỏ đường dẫn dầu khoan dọc thân truyền b Thân truyền Chiều dài l truyền phụ thuộc vào thông số Sinh viên thực hiện: Nông Trọng Tú 56 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 Ta chọn :  = 0,25; R = S/2 = 47,5 [mm] Suy ra: l = R/  = 198 [mm] Tiết diện ngang thân truyền hình 3.2 : Hình 3.2 Tiết diện thân truyền Loại thân truyền có tiết diện chữ I hình 3.2 a,b ứng dụng rỗng rãi động Loại thân truyền có tiết diện chữ nhật van đơn giản chế tạo thuoừng dùng cho động mô tô, xe máy, xuồng máy động xăng cở nhỏ c Đầu to truyền Kết cấu đầu to truyền phải đảm bảo yêu cầu sau : - Có độ cứng vững lớn để bạc lót khơng bị biến dạng - Kích thước nhỏ gọn để lực quán tính nhỏ, giảm tải tr ọng lên ch ốt khuỷu, ổ trục đồng thời giảm kích thước hộp trục khuỷu tạo khả đặ trục cam gần trục khuỷu làm cho buồng cháy động c dùng cấu xu pắp đ ặt nhỏ gọn - Chổ chuyển tiếp thân đầu to phải có góc lượn để tăng độ cứng vững - Dễ dàng việc lắp ghép cụm piston – truyền v ới tr ục khu ỷu Trong hầu hết động đầu to phân làm hai n ữa : liền với thân nắp đầu to truyền Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 57 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 Hình 3.3: Kết cấu đầu to truyền 3.2.2 Bạc lót đầu to truyền 3.2.2.1 Vật liệu chịu mòn kết cấu bạc lót a Vật liệu chịu mịn u cầu vật liệu chịu mịn: - Có tính chống mịn tốt, có hệ số ma sát nhỏ - Có độ cứng thích đáng độ dẻo cần thiết - Dẫn nhiệt tốt - Giữ dầu bơi trơn - Chóng khít với bề mặt trục - Dễ đúc dễ bám với vỏ thép Sinh viên thực hiện: Nông Trọng Tú 58 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 Vật liệu chế tạo bạc lót: - Nhóm kim loại: gồm có babít, đồng - thi ết, đ ồng - chì, h ợp kim nhơm, hợp kim kẽm, gang chống mịn - Nhóm phi kim loại: gồm chất dẻo, gỗ ép - Nhóm kim loại gốm: gồm bột kim loại ép nh ư: s - graphit, đ ồng - graphit b Kết cấu bạc lót Hợp kim chịu mòn đúc tráng lên đầu to truyền có hai cách sau đây: - Tráng trực tiếp hợp kim chịu mòn lên đầu to truyền - Tráng hợp kim chịu mịn lên bạc lót: tùy theo chiều dày lớp hợp kim chịu mòn, bạc lót chia làm hai loại: bạc lót dày bạc lót mỏng 3.2.3 Bulơng truyền 3.2.3.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo a Điều kiện làm việc Bulông ruyền chi tiết nhỏ quan tr ọng, n ếu bulơng truyền bị đứt, động hư hỏng nặng Trong làm việc, bulông truyền chịu lực sau: - Lực xiết ban đầu lắp ghép - Lực quán tính khối lượng vận động tĩnh tiến lực quán tính ly tâm khối lượng vận động quay b Vật liệu chế tạo Vật liệu chế tạo bulơng truyền thép hợp kim, cịn thép cacbon ch ỉ dùng động hai kỳ tốc độ chậm Sinh viên thực hiện: Nông Trọng Tú 59 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 c Kết cấu bulơng truyền Hình dạng kết cấu bulơng truyền có nhiều ki ểu, chủ y ếu công dụng động biện pháp nâng cao s ức b ền m ỏi c bulơng nh hình 3.9 Hình 3.4: Kết cấu bulơng truyền 3.2.4 Tính tốn kích thước truyền 3.2.4.1 Xác định kích thước đầu nhỏ truyền Đường kính ngồi bạc: d1=( 1,1 – 1,25 ).dcp = (30,8 – 35) mm Lấy d1 = 30,94 mm Đường kính ngồi: d2 = (1,25 – 1,65).dcp = (35 – 42,6) mm Lấy d2 = 40 mm Chiều dày đầu nhỏ: ld = (0,28 – 0,32).D = (26,32 – 30,08) mm Lấy ld = 28 mm Chiều dày bạc đầu nhỏ: tbl = (0,055 – 0,085).dcp = (1,54 – 2,38) mm Lấy tbl = 1,54 mm 3.2.4.2 Xác định kích thước đầu to truyền Đường kính chốt khuỷu: dck=(0,56 – 0,75).D = (52,64 – 70,5) mm Lấy: dck = 56,4 mm Chiều dày bạc lót: tbl = (0,03 – 0,05).dck = (1,692 – 2,82) mm Lấy tbl = 2,82 mm Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 60 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 Khoảng cách tâm bulông: c = (1,3 – 1,75).dck = (73,32 – 98,7) mm Lấy: c = 75,58 mm Chiều dài đầu to truyền: lđt = (0,45 – 0,95).dck = (25,38 – 53,58) mm Lấy: lđt = 35,5 mm Hình 3.5 Kích thước tính toán đầu to truyền 3.3 Trục khuỷu 3.3.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc yêu cầu kết cấu trục khuỷu a Nhiệm vụ trục khuỷu: Tiếp nhận lực khí thể truyền từ piston xuống để tạo moment quay cho động b Điều kiện làm việc trục khuỷu: + Chịu lực quán tính lực khí thể + Chịu va đập, chịu xoắn + Chịu mài mòn lớn c Yêu cầu trục khuỷu: Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 61 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 + Có độ cứng vững lớn, có độ bền cao trọng lượng nhỏ + Có tính cân cao, khơng xảy tượng cộng hưởng phạm vi tốc độ sử dụng + Có độ xác cao gia cơng khí 3.3.2 Vật liệu phương pháp chế tạo trục khuỷu Vật liệu chế tạo: Trục khuỷu chế tạo từ thép cacbon với thành phần cacbon từ (40 – 50)% Phương pháp chế tạo: Trục khuỷu chế tạo phương pháp rèn khn (dập thể tích) 3.3.3 Đặc điểm kết cấu trục khuỷu Hình 3.6 Trục khuỷu Má khuỷu, Chốt khuỷu, Cổ trục, Đầu trục khuỷu, Mặt bích lắp bánh đà - Trục khuỷu động X1V6-0220 có đối trọng sử dụng để giảm trọng lượng vị trí lắp đặt đối trọng tối ưu hóa để giảm rung tiếng ồn - Kết cấu trục khuỷu bao gồm: Đầu trục khuỷu, cổ trục, chốt khuỷu, má khuỷu, đuôi trục khuỷu a Đầu trục khuỷu: Trên đầu trục khuỷu có lắp puli bánh khởi động b Cổ trục: - Tất cổ trục có kích thước đường kính Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 62 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 - Đường kính piston: D = 94 mm - Đường kính cổ trục: dc = (0,70,85)D = (65,8 – 79,9) mm Chọn dc = 65,8 mm - Chiều dài cổ trục: lc = (0,5 0,6)dc = (32,9 – 39,48) mm Chọn lc = 38 mm - Bề mặt làm việc cổ trục cứng đạt (52 62)HRC để giảm mài mịn - Cổ trục có khoan đường dẫn dầu bôi trơn c Chốt khuỷu: - Đường kính chốt khuỷu: dch = (0,56 – 0,75).D = (52,64 – 70,5) mm Chọn dch = 56,4 mm - Chiều dài chốt khuỷu: lch = (0,7 0,9).dch = (39,69 – 51,03) mm Chọn lch = 40 mm - Bề mặt làm việc chốt khuỷu cứng đạt (52 62)HRC để giảm mài mịn - Chốt khuỷu có khoan đường dẫn dầu bôi trơn d Má khuỷu: - Chiều rộng má khuỷu: hm = (1,05 1,3).D = (98,7 – 122,2) mm Chọn hm = 102 mm - Chiều dày má khuỷu: bm = (0,24 0,27).D = (22,56 – 25,38) mm Chọn bm = 22,56 mm - Má khuỷu có khoan đường dẫn dầu bôi trơn từ cổ trục lên chốt khuỷu e Đi trục khuỷu: Đi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà, có lắp bánh xích (truyền động xích) để dẫn động trục cam 3.4 Bánh đà Sinh viên thực hiện: Nơng Trọng Tú 63 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 - Cơng dụng bánh đà tích trữ lượng dư sinh hành trình sinh cơng để bù đắp phần lượng thiếu hụt hành trình tiêu hao công làm cho trục khuỷu quay hơn, giảm biên độ dao động tốc độ góc trục khuỷu - Vật liệu để chế tạo bánh đà gang xám - Bánh đà lắp mặt bích phần đuôi trục khuỷu bulông - Vành cố định bánh đà băng cách ép nóng có độ dơi lớn - Ngồi bánh đà cịn có lỗ để lắp chốt định vị bánh đà với mặt bích, chốt cịn có tác dụng chịu lực cắt thay cho bulông - Kết cấu bánh đà: Hình 3.7 Bánh đà TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS.Nguyễn Tất Tiến – Nguyên lý động đốt – NXB Giáo Dục Sinh viên thực hiện: Nông Trọng Tú 64 Tính tốn thiết kế động X1V6- 0220 [2] PGS.TS.Trần Thanh Hải Tùng – Tính tốn thiết kế động đốt [3] Ths.Nguyễn Quang Trung – Hướng dẫn đồ án động đốt Sinh viên thực hiện: Nông Trọng Tú 65 ... truyền động X1V6 - 0220 HÌNH 3.6: Trục khuỷu động X1V6 - 0220 Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6- 0220 PHẦN 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG LỰC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ X1V6- 0220 1.1 Tính tốn.. .Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6- 0220 MỤC LỤC Lời nói đầu Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình PHẦN 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG LỰC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ X1V6- 0220 1.1 Tính tốn... f(x) 1.1.7 Vẽ đồ thị lực quán tính 1.1.7.1 Phương pháp 1.1.7.2 Đồ thị lực quán tính: 1.1.8 Đồ thị khai triển: Pkt , Pj , P1 - Đồ án tính tốn thiết kế động đốt X1V6- 0220 1.1.8.1 Vẽ Pkt - 