ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Các thông số cần tính toán Xác định tốc độ trung bình của động cơ: C_m=(S.n)30=(85.10(3).5200)30=14,733 (ms) Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh. N (vòngphút) : Tốc độ quay của động cơ. Do Cm > 9 ms nên động cơ là động cơ tốc độ cao hay động cơ cao tốc. Chọn trước: n1 = 1,35 ( chỉ số nén đa biến trung bình) n2 = 1,25 (chỉ số giãn nở đa biến trung bình)   Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp : pk = 0,1 MNm2 Đối với động cơ bốn kỳ không tăng áp ta chọn: pa = (0,8 0,9)pk Vậy chọn: pa = 0,9pk = 0,09 MNm2 Áp suất cuối kì nén: pc = pa.εn1 = 0,09.10,81,35 = 2,235 MNm2 Chọn tỷ số giãn nở sớm(động cơ xăng): ρ = 1 Áp suất cuối quá trình giãn nở sớm: p_b= p_z(δ_1n2 )= p_z(ερ)n2 = 5,5(10,81)1,25 =0,28 MNm2 Thể tích công tác: Thể tích buồng cháy: Vận tốc góc của trục khuỷu: rads Áp suất khí sót (động cơ cao tốc) chọn: Áp suất không tăng áp tuabin: pth = 1,03pk = 1,03.0,1 = 0,103 MNm2 Áp suất khí sót (chọn): pr = 1,07pth = 1,07.0,103= 0,110 MNm2 ĐỒ THỊ CÔNG Các thông số xây dựng đồ thị a. Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 5,5 MNm2 Góc đánh lửa sớm: = 14o Góc phân phối khí: α1 = 77o α2 = 53o α3 = 53o α4 = 3o b. Xây dựng đường nén

Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH .1 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG .2 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị .2 1.2.2 Cách vẽ đồ thị 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp 1.3.2 Đồ thị chuyển vị 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α) 1.4.1 Phương pháp 1.4.2 Đồ thị vận tốc V(α) 11 1.5 ĐỒ THỊ GIA TỐC 12 1.5.1 Phương pháp 12 1.5.2 Đồ thị gia tốc j = f(x) .12 1.6 VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH 13 1.6.1 Phương pháp 13 1.6.2 Đồ thị lực quán tính 14 1.7 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT, PJ, P1 – α 14 1.7.1 Vẽ Pkt – α 14 1.7.2 Vẽ Pj – α 15 1.7.3 Vẽ p1 – α 15 1.7.4 Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α 16 1.8 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N – α .18 1.8.1 Sơ đồ lực tác dụng lên cấu trục khủy truyền 18 1.8.2 Xây dựng đồ thị T, Z, N – α .19 1.9 ĐỒ THỊ ∑T – α 23 1.10 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU 24 1.11 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN Q(α) .25 1.12 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN 28 1.13 ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU .30 SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 33 2.1 Chọn động tham khảo 33 2.2 Cơ cấu pittông,trục khuỷu, truyền 35 2.1.1 Hệ thống bôi trơn, làm mát .42 2.1.2 Hệ thống đánh lửa .45 III THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON THANH TRUYỀN 47 3.1 Nhóm piston 47 3.1.1 Piston 47 3.1.1.1 Điều kiện làm việc yêu cầu piston 47 3.1.1.2 Kết cấu piston 48 3.1.1.3 Tính nghiệm bền piston 49 3.2 Nhóm truyền 51 3.2.1 Thanh truyền .51 3.2.1.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo truyền 51 3.2.1.2 Kết cấu truyền 52 3.2.2 Bạc lót đầu to truyền .54 3.2.2.1 Vật liệu chịu mịn kết cấu bạc lót 54 3.2.3 Bulông truyền 54 3.2.3.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo 54 3.2.4 Tính bền truyền .55 3.2.4.1 Xác định kích thước đầu nhỏ truyền 55 3.2.4.2 Xác định kích thước đầu to truyền 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH Các thơng số cho trước Số xilanh Số kỳ Cách bố trí Tỷ số nén Đường kính piston Hành trình piston Cơng suất cực đại Ứng với 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 bơi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí Các thơng số cần tính tốn Xác định tốc độ trung bình động cơ: i τ V-type ε D S Ne n λ pz mpt mtt 10,8 91,0 85,0 211,5 5200 0,25 5,5 0,9 1,2 mm mm Kw v/p MN/m2 kg kg s 14 độ α1 37 độ α2 53 độ α3 53 độ α4 độ EFI Cưỡng cascte ướt Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Không tăng áp 24 valve, DOHC Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển piston xilanh N (vòng/phút) : Tốc độ quay động Do Cm > m/s nên động động tốc độ cao hay động cao tốc Chọn trước: n1 = 1,35 ( số nén đa biến trung bình) n2 = 1,25 (chỉ số giãn nở đa biến trung bình) SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416)  Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp : pk �p0 = 0,1 [MN/m2] Đối với động bốn kỳ không tăng áp ta chọn: pa = (0,8 - 0,9)pk Vậy chọn: pa = 0,9pk = 0,09 [MN/m2]  Áp suất cuối kì nén: pc = pa.εn1 = 0,09.10,81,35 = 2,235 [MN/m2]  Chọn tỷ số giãn nở sớm(động xăng): ρ =  Áp suất cuối trình giãn nở sớm:  Thể tích cơng tác:  Thể tích buồng cháy:  Vận tốc góc trục khuỷu: [rad/s]  Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn: Áp suất khơng tăng áp tuabin: pth = 1,03pk = 1,03.0,1 = 0,103 [MN/m2] Áp suất khí sót (chọn): pr = 1,07pth = 1,07.0,103= 0,110 [MN/m2] 1.2 ĐỒ THỊ CƠNG 1.2.1 Các thơng số xây dựng đồ thị a Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 5,5 [MN/m2] Góc đánh lửa sớm:  s = 14o Góc phân phối khí: α1 = 77o α2 = 53o α3 = 53o α4 = o b Xây dựng đường nén Gọi Pnx , Vnx áp suất thể tích biến thiên theo trình nén động cơ.Vì trình nén trình đa biến nên:   Pnx= Đặt , ta có : Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) c Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo trình giãn nở động cơ.Vì trình giãn nở q trình đa biến nên ta có:   Pgnx= Ta có : VZ = .VC  Pgnx = Đặt , ta có : Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  d Biểu diễn thơng số - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 15 [mm]  [dm3/mm][dm3/mm] - Biểu diễn thể tích cơng tác: [mm][mm] - Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 200 [mm]  [MN/(m2.mm) => [MN/(m2.mm)] Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vịng trịn Brick AB giá trị biểu diễn Vh, nghĩa giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd  =0,574 [mm/mm] + Giá trị biểu diễn oo’: [mm] Bảng 1.1: Bảng giá trị Đồ thị công động xăng Đường nén Đường giãn nở i Vx i n1 1/in1 pn=pc/in1 in2 1/in2 pgn=pz*ρn2/in2 0,056 1,000 1,000 2,235 1,000 1,000 5,500 1,5 0,084 1,729 0,578 1,293 1,660 0,602 3,313 0,112 2,549 0,392 0,877 2,378 0,420 2,312 2,5 0,140 3,445 0,290 0,649 3,144 0,318 1,75 0,168 4,407 0,227 0,507 3,948 0,253 1,393 3,5 0,196 5,426 0,184 0,412 4,787 0,209 1,149 0,224 6,498 0,154 0,344 5,657 0,177 0,972 SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) 4,5 0,252 7,618 0,131 0,293 6,554 0,153 0,839 0,280 8,782 0,114 0,254 7,477 0,134 0,736 5,5 0,308 9,988 0,100 0,224 8,423 0,119 0,653 0,336 11,233 0,089 0,199 9,391 0,106 0,586 6,5 0,364 12,515 0,080 0,179 10,379 0,096 0,530 0,392 13,832 0,072 0,162 11,386 0,088 0,483 7,5 0,420 15,182 0,066 0,147 12,412 0,081 0,443 0,448 16,564 0,060 0,135 13,454 0,074 0,409 8,5 0,476 17,977 0,056 0,124 14,514 0,069 0,379 0,504 19,419 0,051 0,115 15,588 0,064 0,353 9,5 0,532 20,889 0,048 0,107 16,678 0,060 0,33 10 0,560 22,387 0,045 0,100 17,783 0,056 0,309 10,5 0,588 23,911 0,042 0,093 18,901 0,053 0,291 10,8 0,605 24,838 0,040 0,090 19,579 0,051 0,281 1.2.2 Cách vẽ đồ thị Xác định điểm đặc biệt: Hình 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị công động diesel + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở + Vẽ vòng tròn độ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = 0,056 + 0,553=0,609 [dm3]  Vabd = 163,14 [mm] pa = 0,09 [MN/m2]  pabd = 0,09/0,0275 = 3,636 [mm] abd (163,14; 3,636) SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 0,609 [dm3]  Vbbd = 163,14 [mm] pb = 0,434 [MN/m2]  pbbd = 0,28/0,0275 = 10,18[mm] bbd (163,14 ;10,18)  Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với s;  Điểm c(Vc;Pc) = c(0,056; 2,235)  Điểm bắt đầu trình nạp : r(Vc;Pr) => r(0,056;0,11)  Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1  Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4  Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2  Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3  Điểm y (Vc, 0,85Pz) => y(0,056;4,675)  Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz) => z(0,056;8,5)  Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(/2Vc, Pz) => z’’(0,028;5,5)  Điểm c’’ : cc” = 1/3cy = 3,0483  Điểm b’’ : bb’’=1/2ba Bảng 1.2: Các điểm đặc biệt Điểm a (Va, pa) c (Vc, pc) z (Vz, pz) b (Vb, pb) r (Vr, pr) y(Vc, 0,85pz) c’’ b’’ Giá trị thật V (dm3) 0,609 0,056 0,056 0,609 0,056 0,056 p (MN/m2) 0,09 2,235 5,5 0,434 0,11 4,675 Giá trị vẽ V (mm) 163,27 15 15 163,27 15 15 15 163,27 p (mm) 3,636 81,27 200,000 10,211 170,000 108,84 10,18 Bảng 1.3: Các giá trị biểu diễn đường nén đường giãn nở Giá trị vẽ Vx pnén pgiản nở p0 15 81,3 200,0 3,36 SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính toán thiết kế động đốt (DSV6-0416) 22,5 47 120,5 3,36 30 31,9 84,1 3,36 37,5 23,6 63,6 3,36 45 18,4 50,7 3,36 52,5 15 41,8 3,36 60 12,5 35,4 3,36 67,5 10,7 30,5 3,36 75 9,3 26,7 3,36 82,5 8,1 23,7 3,36 90 7,2 21,3 3,36 97,5 6,5 19,3 3,36 105 5,9 17,6 3,36 112,5 5,4 16,1 3,36 120 4,9 14,9 3,36 127,5 4,5 13,8 3,36 135 4,2 12,8 3,36 142,5 3,9 12,0 3,36 150 3,6 11,2 3,36 157,5 3,4 10,6 3,36 163,27 3,3 10,2 3,36 + Sau có điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn hai điểm z’’ b’’ 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) Hình 1.2: Phương pháp vẽ đồ Brick + Vẽ vịng trịn tâm O , bán kính R Do AD = 2R = S =85 [mm] Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với =1800 (vị trí điểm chết dưới) - Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick: + Từ O lấy đoạn OO’ dịch phía ĐCD Hình 1.2 , với : OO’ = = = 5,3125 [mm] Giá trị biểu diễn : + Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ M’C thẳng góc với AD Theo Brich đoạn AC = x Điều chứng minh sau: + Ta có : AC=AO - OC= AO - (CO’ - OO’) = R- MO’.cos + + Coi : MO’  R + cos  AC = 1.3.2 Đồ thị chuyển vị - Muốn xác định chuyển vị piston ứng với góc quay trục khuỷu α =10o, 20o, 30o, ta làm sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB Hạ MC vng góc với AD Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với =1800 (vị trí điểm chết dưới).Theo Brick đoạn AC = x - Vẽ hệ trục vuông góc OS, trục O biểu diễn giá trị góc cịn trục OS biễu diễn khoảng dịch chuyển Piston Tùy theo góc  ta vẽ tương ứng khoảng dịch chuyển piston Từ điểm vòng chia Brich ta kẻ đường thẳng song song với trục O Và từ điểm chia (có góc tương ứng) trục O ta vẽ đường song song với OS Các đường cắt điểm Nối điểm lại ta đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x piston theo  SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) Bảng 1.4: Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) α(độ) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 λ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 cosα 0,9848 0,9397 0,8660 0,7660 0,6428 0,5 0,3420 0,1736 -0,174 -0,3420 -0,5 -0,643 -0,7660 cos2α 0,9397 0,7660 0,5 0,1736 -0,1736 -0,5 -0,7660 -0,9397 -1 -0,9397 -0,766 -0,5 -0,1736 0,1736 x=R[(1-cosα)+λ/4(1-cos2α)] 0,000 0,806 3,184 7,023 12,140 18,298 25,234 32,656 40,274 47,813 55,030 61,726 67,734 72,936 77,250 xbd 1,4 5,5 12,2 21,2 31,9 44 56,9 70,2 83,3 95,9 107,5 118 127,1 134,6 150 0,25 -0,8660 0,5 80,633 140,5 160 170 180 0,25 0,25 0,25 -0,94 -0,985 -1 0,766 0,9397 83,059 84,514 85,000 144,7 147,2 148,1 SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A nhiệt mở hồn toàn Nước từ bơm nước vào khoang nắp máy.Khi khỏi nắp máy nước có nhiệt độ cao dẫn vào két mát nhờ van nhiệt mở Sau qua két nước Nước làm mát quay trở bơm nước thực chu trình Để kiểm tra nhiệt độ nước làm mát bảng đồng hồ có lắp đồng hồ báo nhiệt độ nước Ngồi cịn lắp cảm biến báo lên đèn nguy hiểm cabin buồng lái, đèn sáng báo hiệu động nóng Hình 2.13 Hệ thống làm mát * Các chi tiết chính: +Bơm nước quạt gió Bơm nước hệ thống làm mát động bơm ly tâm có nhiệm vụ cung cấp nước tuần hồn cưỡng hệ thống làm mát động Được dẫn động đai từ trục khuỷ động Quạt gió có nhiệm vụ tạo dịng khí hút qua két nước để tăng hiệu làm nguội nước nóng sau làm mát cho động Quạt gió lắp đầu phía trước trục bơm nước Các cánh quạt chế tạo thép Để nâng cao suất tạo hướng cho dịng khí vành quạt gió có hom khí 2.1.2 Hệ thống đánh lửa *Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ tạo tia lửa điện cao áp từ 12-14kV để đốt cháy hồ khí động vào cuối kỳ nén Để giúp cho cháy đạt hiệu cao, hệ thống đánh lửa phải đốt cháy hỗn hợp khơng khí nhiên liệu tức thời Thời điểm đánh lửa xác tạo vào thời điểm liên quan đến vị trí piston Bộ ECU động nhận tín hiệu từ cảm biến liên quan điều chỉnh thời điểm đánh lửa -Lấy ( hệ thống đánh lửa Trực tiếp ) sử dụng Đã cải thiện xác thời gian khởi động, giảm mát điện áp cao, cải tiến độ tin cậy tổng thể hệ thống đánh lửa loại bỏ nhà phân phối Đây hệ thống đánh lửa độc lập mà có thiết bị đánh lửa ( với ngòi nổ ) xilanh *Sơ đồ hệ thống nguyên lí làm việc Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 2GR-FE thể hình 2.15 Hình 2.15 Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 2GR-FE *Nguyên lí làm việc: -Bật khoá điện, trục khuỷu động chưa quay, ECU chưa nhận xung G Dòng sơ cấp qua cuộn dây sơ cấp cực (-) ắcqui ( battery) -Khi trục khuỷu động quay, cảm biến đánh lửa gửi xung G đến ECU thông tin khác (NE,Q K P, ) Tại phận máy tính phụ trách đánh lửa (Ic đánh lửa) xử lý tín hiệu phát xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm để gửi xung IGT đến xác định thời điểm đánh lửa Tuy nhiên xác định thời điểm đánh lửa, xung IGT cịn kiểm sốt chuẩn hố lại (mã hố xung) Dịng I sc bị đột ngột làm cho cuộn thứ cấp cảm ứng SĐĐ cao áp đánh lửa qua bugi Bộ phát xung IGF dẫn ngược lại ECU Xung gửi tới ECU để báo HTĐL hoạt động III THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON THANH TRUYỀN 3.1 Nhóm piston Nhóm piston gồm có piston, chốt piston, xéc măng khí, xéc măng dầu, vịng hãm chốt Trong q trình làm việc động cơ, nhóm piston có nhiệm vụ sau đây: + Tạo thành buồng cháy tốt ,bảo đảm bao kín buồng cháy, giữ khơng để khí cháy lọt xuống cácte dầu nhờn không sục lên buồng cháy + Tiếp nhận lực khí thể Pz truyền lực cho truyền để làm quay trục khuỷu đưa cơng suất ngồi Trong q trình nén, piston nén khí nạp q 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 đốt Trong trinh làm việc động cơ, piston chịu tải trọng học tải trọng nhiệt lớn 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 xy lanh truyền, làm piston bị biến dạng làm hỏng piston -Tải trọng nhiệt : tiếp xúc với nhiệt độ cao tŕnh 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 cc̣n thường gây tượng cháy sớm kích nổ - Ma sát ăn mịn hóa học: q tŕnh làm việc bề mặt thân piston thường làm việc trạng thái ma sát nửa khô thiếu dầu bơi trơn Do đỉnh piston ln tiếp xúc với khí cháy nên bị ăn mịn hóa học thành phần axít sinh q trình cháy b u 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 quán tính - Đủ bền đủ độ cứng vững để tránh biến dạng lớn - Đảm bảo bao kín buồng cháy để cơng suất động khơng giảm sút hao dầu nhờn 3.1.1.2 Kết cấu piston a Đỉnh piston Đỉnh piston phần piston với xylanh nắp xylanh tạo thành buồng cháy Đỉnh piston động 2GR – FE đỉnh lõm, buồng cháy tạo xoáy lốc nhẹ, cải thiện trình cháy b Đầu piston Đầu piston bao đỉnh piston vùng đai lắp xéc măng làm nhiệm vụ bao kín Trên bề mặt trụ ngồi piston có lắp rảnh để lắp xéc măng: rảnh lắp xéc măng khí, rảnh lắp xéc măng dầu Vì kết cấu đầu piston khơng có rảnh chắn nhiệt nên xéc măng khí thứ phải làm việc điều kiện nóng, nhờ bố trí gần khu vực nước làm mát điều kiện làm việc cải thiện Khi tính tốn thiết kế đầu piston cần ý giải vấn đề: tản nhiệt, vấn đề bao kín sức bền 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 thường ngắn vát bớt hai bên hơng Vị trí lỗ bệ chốt: động xăng cao tốc,lỗ bệ chốt thường để lệch khỏi đường tâm xylanh tạo thành cấu khuỷu trục - truyền vừa cải thiện trình nạp vừa giảm lực ngang N nên động vận hành êm Độ lệch lỗ bệ chốt phía chiều quay thường từ mm - Dạng thân piston thường khơng phải hình trụ mà tiết diện ngang thường có dạng hình van vát ngắn phía hai đầu bệ chốt Để tăng độ cứng vững cho piston, phần thân piston làm vành đai Ngoài ra, cần điều chỉnh trọng lượng piston, ta cắt bỏ phần kim loại phần chân piston 3.1.1.3 Tính nghiệm bền piston a Xác định kích thước 2+0,1 8+0,12 35 +0,12 2+0,1 2+0,1 4+0,1 Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn piston  Chiều dày đỉnh có làm mát đỉnh: ( 0,04 – 0,07 ).D Ta chọn:  = 4,9 [ mm ] Khoảng cách c từ đỉnh đến xéc măng thứ nhất: ( 0,6 – 1,2 ) Ta chọn: c = 4,6 [ mm ]  Chiều dày s phần đầu: ( 0,06 – 0,12 ).D Ta chọn: s = 8,2 [ mm ]  Chiều cao H piston: ( 0,5 – 0,8 ).D Ta chọn: H = 50 [ mm ]  Vị trí chốt piston: ( 0,35 – 0,45 ).D Ta chọn: = 29,8 [ mm ]  Đường kính chốt dcp: ( 0,25 – 0,35 ).D Ta chọn: dcp = 19 [ mm ]  Đường kính bệ chốt db: ( 1,3 – 1,6 ).dcp Ta chọn: db = 24 [ mm ]  Đường kính chốt d0: ( 0,6 – 0,8 ).dcp Ta chọn: d0 = 13 [ mm ]  Chiều dày phần thân s1: ( 0,02 – 0,03 ).D Ta chọn: s1 = [ mm ]  Số xéc măng khí: -3 Ta chọn:  Chiều dày hướng kính t: ( - ).D Ta chọn: t = 3,6 [ mm ]  Chiều cao a: ( 0,3 – 0,6 ).t Ta chọn: a = 1,8 [ mm ]  Số xéc măng dầu: – Ta chọn:  Chiều dày bờ rảnh a1: a Ta chọn: 1,8 [ mm ] b Điều kiện tải trọng Piston chịu lực khí thể Pkt , lực quán tính lực ngang N, đồng thời chịu tải trọng nhiệt không 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 truyền bạc 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 Thanh truyền chi tiết nối với piston trục khuỷu nhằm biến chuyển động tĩnh tiến piston thành chuyển động quay trịn trục khuỷu Trong q trình làm việc, truyền chịu tác dụng lực : - Lực khí thể xy lanh - Lực quán tính chuyển động tĩnh tiến cảu nhóm piston - Lực qn tính truyền Các lực thay dổi theo chu kỳ,vì tải trọng tác dụng lên truyền tải trọng động Dưới tác dụng lực đó, thân truyền bị nén, uốn dọc, uốn 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 hợp 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 bạc lót đầu nhỏ Thơng thường dầu nhờn đưa lên bôi trơn mặt chốt bạc lót đầu nhỏ đường dẫn dầu khoan dọc thân truyền Hình 3.6 Kết cấu đầu nhỏ truyền b Thân truyền Chiều dài l truyền phụ thuộc vào thông số Ta chọn :  =0,25; R = (S/2) = 42,5 [mm] Suy ra: l = (R/  ) = 170 [mm] Tiết diện ngang thân truyền hình 3.7 Hình 3.7 Tiết diện thân truyền Loại thân truyền có tiết diện chữ I hình 3.7 a,b ứng dụng rỗng rãi động Loại thân truyền có tiết diện chữ nhật ô 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 trọng lên chốt khuỷu, ổ trục đồng thời giảm kích thước hộp trục khuỷu tạo khả đặ trục cam gần trục khuỷu làm cho buồng cháy động dùng cấu xu pắp đặt 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 với trục khuỷu Trong hầu hết động đầu to phân làm hai : liền với thân nắp đầu to truyền Hình 3.8 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 bôi trơn - Chóng khít với bề mặt trục - Dễ đúc dễ bám với vỏ thép Vật liệu chế tạo bạc lót: - Nhóm kim loại: gồm có babít, đồng - thiết, đồng - chì, hợp 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 như: sắt - graphit, đồng 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 trọng, 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 dùng động hai kỳ tốc độ chậm c Kết cấu bu lơng truyền Hình dạng kết cấu bulơng truyền có nhiều kiểu, chủ yếu công dụng động biện pháp nâng cao sức bền mỏi bulơng hình 3.9 Hình 3.9 Kết cấu bulơng truyền 3.2.4 Tính bền truyền 3.2.4.1 Xác định kích thước đầu nhỏ truyền - Đường kính ngồi bạc d1: ( 1,1 – 1,25 ).dcp Ta chọn: d1 = 66 (mm) - Đường kính ngồi d2: (1,25 – 1,65 ).dcp Ta chọn: d2 = 87 (mm) Ta chọn: lđ = 23 (mm) Chiều dày bạc đầu nhỏ: (0,055 – 0,085).dcp Ta chọn : 2,5 (mm) 3.2.4.2 Xác định kích thước đầu to truyền - Đường kính chốt khuỷu dck: (0,56 – 075).D Ta chọn: dck = 62 ( mm ) - Chiều dày bạc lót tbl: Bạc mỏng: (0,03 – 0,05)dck Ta chọn tbl = (mm) Khoảng cách tâm bu lông c: (1,3 – 1,75).dck Ta chọn: c = 73 (mm) Chiều dài đầu to truyền lđt: (0,45 – 0,95).dc Ta chọn: lđt = 46,5 (mm) Hình 3.11 Sơ đồ tính tốn đầu to truyền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyên lý động đốt GS-TS Nguyễn Tất Tiến NXB giáo dục - 2000 [2] Kết cấu tính tốn động đốt tập I, II, III Nguyễn Đức Phú Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1977 [3].Giáo trình kết cấu tính tốn động đốt Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng [4] 1MZ-FE Workshop Manual Ngồi cịn có tham khảo số tài liệu: Giáo trình giảng dạy thầy môn động đốt – Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng số tài liệu lấy từ mạng internet - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lý Động đốt trong” Nhà xuất giáo dục, năm 1994 [2] Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng “Nhiệt kỹ thuật” Nhà xuất giáo dục, năm 1999 [3] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 1” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [4] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 2” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [5] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 3” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [6] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng “Ơtơ nhiễm môi trường” Nhà xuất giáo dục, năm 1999 [7] Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận, Nguyễn Thạch Tân, Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chí “Thủy lực máy thủy lực” Nhà xuất giáo dục, năm 1996 [8] Tài liệu động D6GA tài liệu liên quan ... 13C4A 14 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) - Cách vẽ đồ thị khai triển giống cách vẽ đồ thị khai triển Pkt - α Tuy nhiên, đồ thị p - V giá trị lực quán tính – PJ nên chuyển sang đồ thị P-α... 13C4A 12 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) Hình 1.6: Đồ thị gia tốc J = f(x) 1.6 VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH 1.6.1 Phương pháp - Các chi tiết máy cấu khuỷu trục truyền tham gia vào chuyển động tịnh... tích đỉnh Piston [kg/m2] 1.6.2 Đồ thị lực qn tính SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A 13 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) Lực quán tính chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến: [MN/m2] Từ công