BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

tranquang141994@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN MÁY ĐỘNG LỰC 🕮 hh BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Mã sinh viên Đề Lớp j : ThS Vũ Xuân Thiệp : ( Tự ghi vào ) : ( Tự ghi vào ) :5 : Kỹ thuật Máy Động Lực 59 Hà nội 2022 tranquang141994@gmail.com Lời mở đầu Khoa hc k thut cng phát triển máy móc sử dụng ngày nhiều với trình độ khí hố tự động hố ngày cao Động đốt có mặt hầu hết thiết bị dây truyền cơng nghệ Vì việc thiết kế động có vai trị quan trọng đời sống nói chung Trong đồ án môn học Thiết kế động đốt lần , em xin gửi lời cám ơn đến Thầy ThS Vũ Xuân Thiệp trình tìm hiểu học tập em nhận giảng dạy hướng dẫn tận tình, tâm huyết thầy Thầy giúp em tích lũy thêm nhiều kiến thức hay bổ ích Từ kiến thức mà thầy truyền đạt, em xin trình bày lại tìm hiểu vấn đề: Tính tốn kiểm nghiệm bền ống lót xylanh động gửi đến thầy Tuy nhiên, kiến thức em cịn hạn chế định Do đó, khơng tránh khỏi thiếu sót q trình hồn thành tập lớn Mong thầy xem góp ý để em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! tranquang141994@gmail.com TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ TÍNH TỐN HỆ THỐNG BƠI TRƠN 1.1 Các thông số ổ trượt hình trụ Hình Vị trí trục ổ trục phân bố áp suất thuỷ động lực học màng dầu Ô trượt phần lớn động đốt ổ trượt hình trụ (ổ đầu tothanh truyền, ổ trục khuỷu, ổ trục cam ) Trong điều kiện lý tưởng bôi trơn ma sát ướt, tác dụng lực P hình thành chêm dầu, tâm trục lệch đoạn e áp suất thuỷ động lực học màng dầu phân bơ hnh Trong đó: 1, - Góc ứng với điểm bắt đầu chịu tải điểm kết thúc chịu tải màng dầu ∆ - Khe hở ổ trục ∆=D−d -Khe hở bán kính =R −r =∆/2 tranquang141994@gmail.com - Khe hở tương đối tính đơn vị đường kính ổ trục = ∆/d = ô/r l/d - Chiều dài tương đối ổ trục e - Độ lêch tâm tuyệt đối ÷ - Độ lệch tâm tương đối ÷ = e/ơ K - Ap suất ổ trục, tính đơn vị diện tích hình chiếu diện tích chịu tải ổ trục K= P/b.d h - Chiều dày nhỏ màng dầu hmin = δ - e = δ - δ.χ = δ(1-χ) h max - Chiều dày lớn màng dầu hmax = δ - e = δ + δ.χ = δ(1+χ) Điều kiện hình thành màng dầu chịu tải Khi động chưa làm việc, trục tiếp xúc với ổ trục điểm a Điểm thấp ổ trục, lúc chưa hình thành màng dầu Vì vậy: Trong giai đoạn động bắt đầu làm việc, ma sát trục ổ trục ma sát khơ Sau bơm dầu hoạt động, dầu cung cấp hình thành ma sát ướt Giả sử rằng, trình làm việc động cơ, lực Q tác dụng lên ổ trục có trị số hướng khơng đổi (nhưng thực tế phụ tải thay đổi) Khi trục quay, lớp dầu bám trục quay theo với vận tốc vận tốc ngồi vịng trục Lớp dầu xa bề mặt trục vận tốc nhỏ, trường vận tốc phân bố Khi lớp dầu bị vào khe hở hẹp, tính chất khơng chịu nén dầu nhờn nên lớp dầu có xu hướng lưu động dọc trục để thoát khỏi khe hở Nhưng nhờ lực ma sát dầu nhờn cản khơng cho lưu động dọc trục Vì khiến áp suất thuỷ động lực học lớp dầu lớn, gần hmin lớn Khi vận tốc cuả trục đạt đến gần vị trí đó, tổng lực phương thẳng đứng áp suất thuỷ động lực học cân với tải trọng Q lúc trục bắt đầu nâng lên khơng tiếp tranquang141994@gmail.com xúc với bạc lót Giữa hai bề mặt ma sát hình thành lớp ngăn cách không cho chúng tiếp xúc với Ổ trục lúc làm việc với chế độ bôi trơn ma sát ướt hoàn toàn Như vậy, điều kiện chủ yếu để hình thành lớp dầu bơi trơn ma sát ướt phương pháp thuỷ động : -Giữa hai bề mặt phải có khe hở hình chêm -Dầu phải có độ nhớt định liên tục chảy vào khe hở -Vận tốc tương đối hai bề mặt phải có phương, chiều thích hợp trị số vận tốc đủ lớn để áp suất sinh lớp dầu đủ khả cân với tải trọng ngồi Tính kiểm tra màng dầu Muốn đảm bảo điều kiện bôi trơn ma sát ướt, tức không để xảy tượng tiếp xúc trực tiếp trục bạc lót thời điểm trình làm việc, điều kiện cần phải có là: hmin > h th hmin > Δ0 +Δt +Δhd Trong đó: Δ0 độ nhấp nhơ bề mặt ổ trục Δ1 độ nhấp nhô bề mặt trục Δhd sai lệch hình dáng hmin chiều dày tối thiểu màng dầu chịu tải hth chiều dày tới hạn lớp dầu h th = Δ0 +Δt +Δhd Chọn h th = 0,0035 (mm) Để an tồn hệ số tin cậy điều kiện bôi trơn là: K = hmin /hth ≥1,5 Trị số sai số hình dáng xác định khó khăn nên bỏ qua chọn K = hmin /hth ≥ 1,5 tranquang141994@gmail.com Ở hth = Δ0 +Δt tranquang141994@gmail.com Công thức kinh nghiệm 55 10−9 μ n d hmin = Trong : ktb ψ C (mm) μ: độ nhớt động học dầu nhờn động làm việc ( N.s/m2 ) μ = 9.10-3 ( N.s/m2 ) n: số vòng quay trục (vòng/phút) n = 2200 (vòng/phút) d đường kính ổ trục (chốt khuỷu) d = (0,65÷ 0,72).D D: đường kính piston dch = 100 (mm) đo C hệ số đặc trưng hình dáng trục C = + d/l Với l chiều dài ổ trượt lch = (0,8÷ 1).dch Chọn l = 0,9 d = 90 (mm) C = 1+1,1 = 2,1 Ψ khe hở tương đối Ψ = Δ/d Δ = (0,025÷0,065) (mm) Chọn Δ = 0,04 Ψ = 0,04 /91=0,00044 ktb áp suất trung bình bề mặt trục ktb = Qtb fdt /ld Qtb tải trọng trung bình xác định từ đồ thị phụ tải khai triển phụ tải tác dụng lên tranquang141994@gmail.com chốt khuỷu Qtb = 45,727 (mm ) = 45,727.0,04 = 1,82908 (MN/m2) tranquang141994@gmail.com ktb =1,82908 0,0132 /90 100.10-6 = 2,68 (MN/m2) Thế Ktb vào 55 10−9.9 10−3 2200 0,1 , 68.0 ,00044 2,1 hmin = K = hmin/hth = 0,0439/0.0035 = 12,5 > 1,5 Vậy màng dầu bôi trơn thõa mãn Kiểm nghiệm nhiệt độ dầu ổ trượt: Theo công thức kinh nghiệm ta có: , 17 10−5 k d2.l ω f tb C v' ρ 10−3 Tra = −T ktb = 2,68 (MN/m2) ω :vận tốc góc trục ω = 230,383 (rad/s) f hệ số ma sát ướt f = 0,008 Cdn tỷ nhiệt dầu nhờn (kcal/kg.0c) Chọn Cdn = 0,48 (kcal/kg.0c) v’ = v ’1 + v’2 v’1 lượng dầu nhờn chảy qua vùng chịu tải v’1 = ξ.d2.ω.Δ (cm3/s) ξ hệ số phụ thuột vào độ lệch tâm tương đối Chọn ξ = 5,9.10-6 d đường kính trục (cm) vao = 0,0439(mm) tranquang141994@gmail.com v’1 = ξ.d2.ω.Δ = 5,9.10-6 102.230,383 40 = 5,437 (cm3/s) v’2 lượng dầu nhờn chảy qua vùng không chịu tải A α' p d Δ2 V2’ = Vùng không chịu tải >2400 l.μ tranquang141994@gmail.com A= 8,73.10-10 α’ =1,5 Pb áp suất bơm dầu Chọn: Pb = (KG/cm2) ,73 10−10 1,5 10 402 A α' p d Δ2 b = l.μ v2’ = 1,0346 (cm3/s) −4 = 90 10 v’ = v ’1 + v’2 = 5,437 + 1,0346 = 6,4716(cm3/s) Chọn Tvao = 700c −5 , 17 10−5.2 , 68 102 230 ,383 , 008 , 17 10 k d l ω f C Tra = dn v' ρ 10−3 +T vao , 48 ,54 0,9 10−3 Nhiệt độ dầu nằm điều kiện cho phép Lưu lượng dầu bôi trơn lưu lượng bơm dầu Qdau = (0,015 ÷ 0,02) Qt Chọn Qdau = (kcalo/h) 0,016 Qt Qt nhiệt lượng nhiên liệu cháy xylanh sinh Qr = 632.Ne/ηe ηe hiệu suất có ích động đốt ηe = (0,25÷ 0,35) Chọn ηe = 0,34 Qr = 632.Ne/ηe = 632.250/0,34 = 464705 (kcalo/h) Qdau = 0,016 Qr = 0,016.464705 = 7435,28(kcalo/h) Lượng dầu cần thiết bôi trơn cung cấp cho mặt ma sát Qd +70 = 88,60 0c tranquang141994@gmail.com Vd = ρ Cd Δt =7435 , 28 = , 85 0,5 14 Lượng dầu bơm cung cấp: Vbơm = (2 ÷3,5) Vd = 3.1249,6 = 3748,8 (lit/h) Tính tốn bầu lọc thấm: Kích thước bầu lọc 1249,6 (lit/h) tranquang141994@gmail.com Tnh toân loại bầu lọc năy kh v thường không xác định tiết diện thng qua câch chnh xâc V thiết kế nín tham khảo kch thước loại lọc tinh động có cơng suất tương đương Có thể vào tổng dung tích cơng tác động để lựa chọn sơ kích thước li lọc theo số liệu thống kí bảng Bảng Kích thước li lọc Dung tch cng tâc (l) Đường kính li lọc (mm) Chiều cao li lọc trở lín 116 204 116 126 88 135 1,5÷4 Dưới Tính kiểm nghiệm khả lọc bầu lọc thấm theo công thức: ΔP V1 = CF V1 = 0,08 74342,6 η (l/ph) 1,25 1,4 10-2 = 53,1 (l/ph) Trong : V1 : Lưu lượng dầu qua lọc (l/ph) F : Diện tch thng qua lý thuyết tnh theo cng thức F = πdh =3,14 116.204 = 74342,6 mm2 ΔP : Độ chênh áp bầu lọc ΔP = P dv - Pdr (KG/cm2) Chọn ΔP = 1,25 (KG/cm 2) C : Hệ số lưu thông theo số liệu thực nghiệm: Đối với loại li lọc giấy thấm C = 0,08 tranquang141994@gmail.com η : Độ nhớt dầu nhờn tính theo poazơ (p) η= 1,4 (p) tranquang141994@gmail.com Tính toán két làm mát dầu nhờn Nhiệt động truyền cho dầu nhờn: Qd = Cd ρ.Vd.(Tdr - Tdv) (kcalo/h) Tdr = 65 0c Tdv = 88,60c Vd lưu lượng dầu tuần hoàn động Vd = 1858 (lit/h) Qd = 0,48.0,9.1858 (88,6-65) = 18942,6 (kcalo/h) Tiết diện két làm mát Qd kd ( td −tk ) ( m2) Fk = kd hệ số truyền nhiệt tổng quát dầu nhờn môi chất làm mát kd = 200 (kcalo/ m2.h.0c) td nhiệt độ trung bình dầu két T +T dv =65+88 dr td = ,6= 76,80c tk nhiệt độ môi chất làm mát tk = 500c 18942 ,6 = Fk = 200 (76 , 8−50) Lượng dầu chứa cacte Vct = (0,1÷0,15).Ne (lit) Vct = 0,1.250 = 25 (lit) 1,237 ( m2) tranquang141994@gmail.com TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ 1.1 Các thông số ổ trượt hình trụ Điều kiện hình thành màng dầu chịu tải Tính kiểm tra màng dầu Kiểm nghiệm nhiệt độ dầu ổ trượt: Lưu lượng dầu bôi trơn lưu lượng bơm dầu Tính tốn bầu lọc thấm: Tính toán két làm mát dầu nhờn  ... khí hố tự động hố ngày cao Động đốt có mặt hầu hết thiết bị dây truyền công nghệ Vì việc thiết kế động có vai trị quan trọng đời sống nói chung Trong đồ án môn học Thiết kế động đốt lần ,... tranquang141994@gmail.com TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ TÍNH TỐN HỆ THỐNG BƠI TRƠN 1.1 Các thơng số ổ trượt hình trụ Hình Vị trí trục ổ trục phân bố áp suất thuỷ động lực học màng dầu Ô trượt phần lớn. .. màng dầu Vì vậy: Trong giai đoạn động bắt đầu làm việc, ma sát trục ổ trục ma sát khơ Sau bơm dầu hoạt động, dầu cung cấp hình thành ma sát ướt Giả sử rằng, trình làm việc động cơ, lực Q tác dụng