ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG XE MITSUBISHI TRITON (L200) DOUBLE CAB 2.4L DI-D 2WD/AT

ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG XE MITSUBISHI TRITON (L200) DOUBLE CAB 2.4L DI-D 2WD/AT NGÀNH: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ GVHD: ThS Lê Minh Phụng SVTH: Lê Văn Minh Mai Xuân Cảnh MSSV: 141800043 MSSV: 141800009 Huỳnh Lê Bảo Tiến MSSV: 141800331 Đồng Nai, ngày 09 tháng 09 năm 2021 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian làm đồ án hoàn thành Chúng em xin trân thành cảm ơn: Trường Đại Học Công Nghệ Đồng Nai tạo điều kiện tốt cho chúng em học tập làm tập Với hướng dẫn tận tình thầy Th.s Lê Minh Phụng Thầy nhiệt tình giảng giải phân tích cho chúng em hiểu rõ vấn đề thắc mắc chúng em đặt trình làm lên lớp Thư viện trường tạo điều kiện cho chúng em mượn tài liệu tham khảo học tập đạt kết cao suốt trình làm Mặc dù cố gắng thời lượng môn học trình độ có giới hạn, nên q trình làm đồ án khơng tránh thiếu sót Rất mong nhận góp ý, nhận xét, đánh giá nội dung hình thức trình bày thầy để đồ án nhóm chúng em hoạn thiện tốt Chúng em xin trân thành cảm ơn thầy ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Vì vậy, động đốt đóng vai trị quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy bay máy công tác máy phát điện, bơm nước… Động đốt nguồn cung cấp 80% lượng giới Chính việc tính tốn thiết kế đồ án mơn học động đốt đóng vai trị quan trọng sinh viên chuyên ngành động đốt Đồ án tính tốn thiết kế đồ án môn học động đốt đồ án đòi hỏi người thực phải sử dụng tổ hợp nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức mơn học sở Trong q trình hồn thành đồ án khơng giúp cho chúng em củng cố nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức môn học sở giúp chúng em mở rộng hiểu sâu kiến thức chuyên ngành kiến thức tổng hợp khác Đồ án bước luyện tập quan trọng cho chúng em trước tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Th.s Lê Minh Phụng cán giảng dạy môn Đồ Án Động Cơ Đốt Trong, đến đồ án mơn học em hồn thành Mặc dù cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án cách tốt nhất, nhiên việc thiết kế đồ án với hạn chế kiên thức kinh nghiệm thực tế nên q trình làm đồ án khơng tránh sai xót, chúng em mong bảo thầy góp ý bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Minh Phụng giúp đỡ em hồn thành cơng việc giao Đồng Nai , ngày 09 tháng 09 năm 2021 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG MỤC LỤC ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG PHẦN GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THEO PHƯƠNG ÁN Đặc điểm động thiết kế 1.1 Động thiết kế động diesel 2.4L(4N15-D4-MIVEC) - - Động thiết kế trang bị tăng áp biến thiên, trục cam kép, 16 van DOHC - Dung tích xi lanh 2442 cc - Đường kính hành trình 86 x 105.1 mm - Công suất cực đại đạt 133kw(181PS)/3500RPM - Mô men xoắn cực đại 430 Nm/2500 RPM - Tiêu chuẩn khí thải EURO 5b - Hệ thống truyền động, cầu ,4 x 4,4 bánh bán thời gian,gài cầu điện tử - Gài cầu tự động không cần dừng xe Động đựơc thiết kế trang bị đại xe ô tô Mitsubishi Triton (L200) Double Cab 2.4 DI-D 4WD/ AT động diesel 2.4L (4N15-D4-MIVEC) 1.2 - - Tổ chức trình cháy Loại nhiên liệu sử dụng xe diesel gồm có thành phần sau: Phân tích chọn loại buồng cháy: chọn buồng cháy thống có ưu điểm: tổn thất nhiệt ít, hiệu suất cao, ứng suất nhiệt nắp xylanh đỉnh piston nhỏ, dễ khởi động yêu cầu áp suất phun lớn để phun sương, vòi phun nhiều lỗ nên dễ bị nghẹt góc kẹp tia nhiên liệu phải xác, tỷ - số nén địi hỏi phải cao Buồng đốt gồm có buồng xốy hình cầu buồng đốt Những buồng nối thơng với Dịng khơng khí xốy tạo buồng xốy hành trình nén, đốt cháy phần lớn nhiên liệu Sau - phần nhiên liệu cịn lại cháy buồng đốt Bằng cách động chạy tốt tốc độ tối đa áp suất nén cao dải điều chỉnh tốc độ rộng Tuy nhiên, nhiệt độ khơng khí bên ĐƠ AN ĐƠNG CƠ ĐƠT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG buồng xốy giảm nắp quy lát hấp thụ nhiệt Do đó, tính dễ khởi động so với loại đốt cháy trực tiếp Điều giải thích phải sử - dụng bugi sấy hệ thống sấy nóng sơ Mơ tả: Động Diesel Hình 1: Mơ tả hệ thống phun buồng xoáy lốc Động diesel sử dụng dầu diesel Một động diesel kỳ hoạt động với chu trình kỳ động xăng: nạp nhiên liệu, nén, đốt cháy xả Một ưu điểm động diesel tiêu thụ nhiên liệu động chạy xăng hao hụt bơm nhiên liệu tỷ lệ nén cao Ngược lại có nhược điểm độ rung ồn trình hoạt động lớn Đồng thời số chất độc hại khí xả lớn so với động xăng Tính kinh tế nhiên liệu tốt so với động xăng 1.2.1 Kỳ nạp Chỉ có khơng khí hút vào xi-lanh ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG 1.2.2 Kỳ nén ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG 1.2.3 Kỳ cháy ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG Píttơng nén khí nạp làm tăng nhiệt độ đủ nhiên liệu cháy Tỷ số nén động diesel cao tỉ số nén động xăng Tỷ số nén: Động xăng : – 12 Động diesel : 13 – 23 1.2.4 Kỳ xả Píttơng đẩy khí ngồi xi-lanh 10 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG Khối lượng khuỷu trục truyền: Khối lượng chuyển động tịnh tiến: Khối lượng chuyển động quay: 3.7.3 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj Lực quán tính khối lượng chuyển động tịnh tiến jm gây nên thường gọi tắt lực quán tính chuyển động tịnh tiến ký hiệu Pj Trong đó: R : bán kính quay khuỷu trục,m : vận tốc góc trục khuỷu ,1/s : hệ số kết cấu cấu cảu động m=2,49 (kg) =0,3 (đô) (N) 51 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG Đồ thị lực quán tính chuyển động tịnh tiến Lực thay đổi suốt chu trình cơng tác động cơ, luôn tác dụng đường tâm xy lanh có hướng thay đổi piston đổi chiều chuyển động Khi piston ĐCT, j P mang dấu âm, chiều quay lên (chiều ly tâm trục khuỷu) Khi piston ĐCD, có dấu dương chiều quay xuống ( hướng vào tâm trục khuỷu) 3.7.4 Lực quán tính chuyển động quay Lực quán tính khối lượng chuyển động quay xác định công thức sau : Lực đường tâm má khuỷu, chiều ly tâm giá trị không đổi vận tốc số Đồ thị lực quán tính chuyển động quay 3.7.5 Lực tổng hợp tác dụng lên đỉnh piston Lực tổng cộng tác dụng lên đỉnh piston P: lực tác dụng lên chốt piston (hoặc lên piston) hợp lực lực khí thể kh Pkh lực quán tính khối lượng chuyển động thẳng Pj , chúng tác dụng đường tâm xy lanh nên lực tổng hợp chúng P có phương tác dụng đường tâm xy lanh có giá trị tổng đại số lực 52 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG =4095,6 (đô) (N) Đồ thị lực tổng hợp tác dụng lên piston P Từ đồ thị ta thấy rõ rằng, gần cuối trình nén đầu trình cháy dãn nở lực tổng cộng giảm nhiều tăng Pj - lực qn tính ảnh hưởng xấu đến cơng suất động Để giảm lực qn tính giảm khối lượng nhóm piston, truyền cách chọn lại theo bảng Lực tác dụng dọc truyền S lực ngang N ép piston lên thành xy lanh lực thành phần P, phân lực xác định công thức: 3.7.6 Lực tác dụng dọc trục truyền =4095,6 15754,4 (N) -2182,2 53 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG 15754,4 (N) (đô) (N) 15754,4 -2182,2 15754,4 Đồ thị lực tác dụng dọc truyền S Lực S sau dời xuống tâm chốt khuỷu lại phân thành phân lực lực tiếp tuyến T, sinh momen quay lực pháp tuyến Z, gây uốn trục khuỷu Chúng đuợc tính quan hệ sau: lực tiếp tuyến : T=S lực pháp tuyến: S 3.7.6.1 Thành phần lực tiếp tuyến T =4095,6 (đô) T (N) 0 54 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG Đồ thị lực tiếp tuyến T 3.7.6.2 Thành phần lực pháp tuyến Z =4095,6 -2182,2 (N) (đô) Z (N) -2182,2 Đồ thị lực pháp tuyến Z 3.7.7 Lực tác dụng ngang N =4095,6 55 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG (N) tg(=441,68 (N) (N) tg( = - 441,68 (N) (N) (đô) N (N) 441,68 Đồ thị lực tác dụng ngang N 3.7.8 Momen tác dụng lên động 3.7.8.1 Momen quay trục khuỷa động R=52,55 (mm) = (Nm) = 1405,1(52,5573,84 (Nm) = (Nm) = 1405,1(52,5573,84 (Nm) = (Nm) 56 -441,68 ĐÔ AN ĐƠNG CƠ ĐƠT TRONG (đơ) (Nm) GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG 73,84 73,84 0 59,41 Đồ thị momen quay trục khuỷu động 3.7.8.2 Momen lật động = (Nm) =441,68 (Nm) = (Nm) = 1604,90 (Nm) = (Nm) (đô) (Nm) 59,41 Đồ thị momen lật động 57 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG D TÍNH TỐN VÀ NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3.1 Nhóm piston.l Kết cấu piston Nhóm piston gồm có piston, chốt piston, xecmăng chi tiết hãm Trong q trình làm việc nhóm piston có nhiệm vụ : ♦ Truyền chuyển động tịnh tiến xuống trục khuỷu chuyển động quay ♦ Bao kín buồng cháy, khơng cho khí cháy xuống cácte ngăn dầu từ cácte lên buồng đốt ♦ Hút nén hịa khí ♦ Đẩy khí thải ngồi ♦ Thu nhiệt khí cháy truyền xylanh ♦ Đối với động kỳ khơng xuppap nhóm piston có tác dụng nhu van truợt phân phối khí ( đóng mở lỗ nạp, cửa quét cửa thải ) Tính tốn sức bền đỉnh piston Piston chịu lực khí thể, tải trọng cơ, tải trọng nhiệt, ma sát ăn mịn hóa học Khi tính tốn bền đỉnh piston phải giả thiết lực phân bố chiều dày đỉnh piston có giá trị khơng đổi 58 ĐÔ AN ĐÔNG CƠ ĐÔT TRONG GVHD: TH.S LÊ MINH PHUNG 3.1.1 Bề dày đỉnh piston Chọn 0,07 3.1.2 Kiểm tra bền theo phương pháp Back Sơ đồ tính tốn bền đỉnh piston theo Back Coi đỉnh piston đĩa trịn có chiều dày đồng s đặt gối tựa hình trụ rỗng Coi áp suất khí thể pz phân bố đỉnh sơ đồ Ứng suất uốn đỉnh piston : 0,7 (MN/) : đường kính trung bình: =