THIẾT kế ĐỘNG cơ đốt TRONG nhiệm vụ THUYẾT MINH đồ THỊ CÔNG, ĐỘNG học và ĐỘNG lực học ĐỘNG cơ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhiệm vụ THUYẾT MINH ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Quang Trung Sinh viên thực : Nguyễn Châu Đông Lớp SH : 19C4CLC4 MSSV : 103190142 YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG Mục lục LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ .4 1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH: .4 Các thông số cho trước Các thơng số cần tính tốn: 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG: 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị: a Các thông số cho trước: .6 b Biểu diễn thông số: c Chuyển vị vận tốc Pistông d Vận tốc piston 1.2.1.1 Bảng số liệu vẽ đồ thị công Xác định điểm đặc biệt: .9 1.3 ĐỒ THỊ BRICK: 11 1.3.1 Phương pháp: .11 1.3.2 Đồ thị chuyển vị: 11 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α): 13 1.4.1 Phương pháp: .13 1.4.2 Đồ thị vận tốc V(α): 14 1.5 ĐỒ THỊ GIA TỐC: 15 1.5.1 Phương pháp: .15 1.5.2 Đồ thị gia tốc j = f(x): 16 1.6 VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH: .19 1.6.1 Phương pháp: .19 1.6.2 Đồ thị lực quán tính: 20 YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG 1.7 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT, PJ, P1 – α: 21 1.7.1 Vẽ Pkt – α: .21 1.7.2 Vẽ Pj – α: .21 1.7.3 Vẽ p1 – α: 22 1.7.4 Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α: 22 1.8 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N – α: 24 1.9 ĐỒ THỊ ∑T – α: 28 1.10 Đồ thị phụ tải tác dụng lên khuỷu………………………………….31 1.11 Đồ thị khai triển Q(a)………………………………………… .35 1.12 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền……………… 36 1.13 ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU: 39 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO .43 LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đầy, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến Trong phải nói đến ngành động lực sản xuất ôtô, liên doanh với nhiều hãng ôtô tiếng giới sản xuất lắp ráp ôtô Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ sư ta phải tự nghiên cứu chế tạo, yêu cầu cấp thiết Có ngành ôtô ta đuổi kịp với đà phát triển quốc gia khu vực giới YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG Sau học hai học phần ngành động lực nguyên lý động đốt , kết cấu tính tốn động đốt số môn sở nghành khác (sức bền vật liệu, lý thuyết, vật liệu học, ), sinh viên giao nhiệm vụ làm đồ án mơn học tính tốn động đốt Đây học phần quan trọng chương trình đào tạo nghành động lực, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học vào q trình tính tốn thiết kế động đốt Trong đồ án này, em giao nhiệm vụ tính tốn thiết kế động XM4-021 với thông số kĩ thuật cho Trong suốt trình thực đồ án, em cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu bên ngồi với vận dụng kiến thức học lớp, làm việc cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án cách tốt Tuy nhiên, q trình thực khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy dẫn để đồ án hoàn thiện Cuối cùng, em xin bày tỏ cảm ơn đến thầy khoa anh chị khóa tận tình dẫn Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Châu Đông quan tâm, cung cấp tài liệu, nhiệt tình hướng dẫn trình làm đồ án Đà Nẵng, ngày 20 tháng 12 năm 2021 Sinh viên Đông Nguyễn Châu Đơng 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 phun sớm Góc phân phối khí i τ In-line ε D S Ne n λ pz mpt 4 10 78 78,4 76 6000 0,25 7,6 0,7 MN/m2 Kg mtt 0,9 Kg φs α1 α2 α3 12 31 19 40 độ độ độ độ Mm Mm Kw v/p YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG α4 Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi 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: -1 độ EFI Cưỡng cascte ướt Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Turbo Charger Intercooler 16 valve, DOHC [1] 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 [1] + Chọn trước: n1 = 1,36 ( số nén đa biến trung bình) n2 = 1,28 ( số giãn nở đa biến) Áp suất khí cuối kỳ nạp: + Chọn áp suất đường nạp (tăng áp tuabin khí): pk = 0,1 [MN/m2] ( pk = 0,14-0,4) Đối với động bốn kỳ tăng áp ta chọn: pa = (0,9 - 0,96).pk ( áp suất khí cuối kì nạp) Vậy chọn: pa = 0,9.pk = 0,09 [MN/m2] + Áp suất cuối kì nén: pc = pa.εn1 = 0,09.101,36 = 2,067[MN/m2] [1] + Chọn tỷ số giãn nở sớm(động diesel): ρ = + Áp suất cuối trình giãn nở sớm: [1] + Thể tích cơng tác: [1] + Thể tích buồng cháy: + [1] Vận tốc góc trục khuỷu: [rad/s] Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn: Áp suất trước tuabin: pth = 0,9.pk = 0,9.0,1 = 0,09[MN/m2] Áp suất khí sót (chọn): pr = 1,05.pth = 1,05.0,21= 0,21 [MN/m2] Động tăng áp: áp suất đường nạp lớn áp suất đường thải p k > pth > p0 Chọn áp suất khí trời p0 = 0,1 [MN/m2] Tỷ số giãn nở sớm: ρ = 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 = 8,9[MN/m2] Góc phun sớm: φs = 10o YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG Góc phân phối khí: + α1 = 16o + α2 = 40o + α3 = 40o + α4 = 3o b Biểu diễn thông 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 = 160 [mm]  [MN/(m2.mm)] => [MN/(m2.mm)] Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vịng trịn Brick AB giá trị biểu diễn V h, nghĩa giá trị biểu diễn AB = Vhbd  = [mm/mm] + Giá trị biểu diễn oo’: = 8,405 [mm] c Chuyển vị vận tốc Pistông X= R [(1-cos) + (1- cos2 )] Trong đó: + R bán kinh trục khuỷu (m)  tham số kết cấu + là góc góc quay trục khuỷu tương ứng với x tính từ điểm gốc (ĐCT) Muốn xác định chuyển vị piston ứng với góc quay trục khuỷu α =10o, 20o, 30o, ,720 o d Vận tốc piston + Theo phương pháp giải tích vận tốc piston xác định theo công thức: v = R (.Sin2 + Sin ) (m/s) Trong đó: R bán kính trục khuỷu (m) w vận tốc góc quay (rad/s) l tham số kết cấu là góc góc quay trục khuỷu tương ứng với x tính từ điểm gốc (ĐCT) + Vận tốc pistông tương ứng với quay trục khuỷu α =10o, 20o, 30o, ,720 o 1.2.1.1 Bảng số liệu vẽ đồ thị công Vx Vxbd Px Pxbd YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC dm3 0,002775 Mpa 0,041625 15 0,09 0,045177 16,2799 0,09 0,05566 20,05775 0,09 0,072573 26,15266 0,09 0,095122 34,27817 0,09 0,122275 44,06316 0,09 0,152841 55,07813 0,09 0,185547 66,86414 0,09 0,219118 78,96183 0,09 0,252351 90,9375 0,09 0,284171 102,4043 0,09 0,313676 113,0369 0,09 0,340153 122,5781 0,09 0,363078 130,8395 0,09 0,3821 137,6942 0,09 0,397007 143,0661 0,09 0,407691 146,9163 0,09 0,414109 149,2289 0,09 0,416248 150 0,414109 149,2289 0,09 0,09063301 0,407691 146,9163 0,397007 143,0661 0,3821 137,6942 0,363078 130,8395 0,09257882 0,09598352 0,10111171 0,10838315 0,340153 0,313676 122,5781 113,0369 0,11843634 0,13223527 GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG 0,0475 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,8947368 1,9080635 1,9490277 2,0207058 2,1286676 2,2817506 2,4933966 2,7839004 15,1,89473684210526 16,2798984277354,1,89473684210526 20,057748102543,1,89473684210526 26,1526602445504,1,89473684210526 34,2781718399366,1,89473684210526 44,063164595691,1,89473684210526 55,078125,1,89473684210526 66,8641403199255,1,89473684210526 78,9618262514227,1,89473684210526 90,9375,1,89473684210526 102,404330236458,1,89473684210526 113,036859668891,1,89473684210526 122,578125,1,89473684210526 130,839491903374,1,89473684210526 137,694171660999,1,89473684210526 143,06608975545,1,89473684210526 146,916251908641,1,89473684210526 149,228945084383,1,89473684210526 150,1,89473684210526 149,228945084383,1,90806356391354 146,916251908641,1,94902778082454 143,06608975545,2,02070581021884 137,694171660999,2,12866761796223 130,839491903374,2,28175062193966 122,578125,2,49339662661583 113,036859668891,2,7839004316945 YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC 0,284171 102,4043 0,252351 90,9375 0,219118 78,96183 0,185547 66,86414 0,152841 55,07813 0,122275 44,06316 0,095122 34,27817 0,072573 26,15266 0,05566 20,05775 0,051811 18,67068 0,045919 16,54736 0,042515 0,041767 0,042907 0,045177 15,32095 15,0514 15,46196 16,2799 0,05566 20,05775 0,072573 26,15266 0,095122 34,27817 0,122275 44,06316 0,152841 55,07813 0,185547 66,86414 0,219118 78,96183 0,252351 90,9375 0,284171 102,4043 0,313676 113,0369 0,340153 0,363078 122,5781 130,8395 0,15124941 0,17776085 0,21539680 0,27006218 0,35155637 0,47619374 0,67004290 0,96806615 1,38874614 1,53090746 2,08471379 3,78156897 7,0446528 7,6 7,33818 5,81844020 4,14292852 2,93025329 2,12476488 1,59688796 1,24589194 1,00700994 0,84049803 0,72197191 0,63621814 0,57353397 0,52759665 GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG 3,1841982 3,7423337 4,5346695 5,6855197 102,404330236458,3,18419821780521 90,9375,3,74233376158555 78,9618262514228,4,53466951709331 66,8641403199255,5,68551973635467 7,4011869 10,025131 14,106166 20,380340 55,078125,7,4011869048408 29,236761 32,229630 43,888711 79,611978 148,30848 160 154,488 122,49347 87,219547 20,057748102543,29,236760963939 44,063164595691,10,0251315662875 34,2781718399366,14,1061665087774 26,1526602445504,20,3803400705552 18,6706767132785,32,2296308867571 16,547358230829,43,8887115456016 15,3209501707869,79,6119783963646 15,0513958391774,148,30848 15,4619618720458,160 16,2798984277354,154,488 20,057748102543,122,493477970113 26,1526602445504,87,2195478898067 61,689543 34,2781718399366,61,6895430039899 44,731892 44,0631645956909,44,7318922987207 33,618694 26,229304 21,200209 17,694695 15,199408 13,394066 12,074399 11,107297 55,078125,33,6186940202568 66,8641403199255,26,229304057768 78,9618262514227,21,2002094302427 90,9375,17,6946954980843 102,404330236458,15,1994087910815 113,036859668891,13,3940661652874 122,578125,12,0743994825128 130,839491903374,11,1072979137786 YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC 0,50953767 0,48131638 0,41358294 0,37355879 0,33353463 0,26682770 0,22680355 0,373093 134,4485 0,390076 140,5686 0,407691 146,9163 0,414109 149,2289 0,415714 149,8072 0,415714 149,8072 0,414109 149,2289 0,407691 146,9163 0,397007 143,0661 0,3821 137,6942 0,363078 130,8395 0,340153 122,5781 0,313676 113,0369 0,19278302 0,19259023 0,19239764 0,19220524 0,19201304 0,19182103 0,284171 102,4043 0,19162921 0,252351 90,9375 0,219118 78,96183 0,185547 66,86414 0,152841 55,07813 0,122275 44,06316 0,095122 34,27817 0,072573 26,15266 0,19143758 0,19124614 0,19105489 0,19086384 0,19067297 0,19048230 0,19029182 0,05566 20,05775 0,18268015 0,045177 16,2799 0,15801833 0,041625 15 0,09 GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG 10,727108 10,132976 8,7070094 7,8643956 7,0217818 5,6174254 4,7748116 4,0585898 4,0545313 4,0504767 4,0464262 4,0423798 4,0383374 4,0342991 4,0302648 4,0262345 4,0222083 4,0181861 4,0141679 4,0101537 4,0061436 3,8458978 3,3267016 1,8947368 134,448457730092,10,7271089454111 140,568615509852,10,1329765314125 146,916251908641,8,70700945627255 149,228945084383,7,86439563792359 149,807234413173,7,02178181957464 149,807234413173,5,61742545565971 149,228945084383,4,77481163731075 146,916251908641,4,05858989171414 143,06608975545,4,05453130182242 137,694171660999,4,0504767705206 130,839491903374,4,04642629375008 122,578125,4,04237986745633 113,036859668891,4,03833748758888 102,404330236458,4,03429915010129 90,9375,4,03026485095118 78,9618262514228,4,02623458610023 66,8641403199256,4,02220835151413 55,0781250000001,4,01818614316262 44,0631645956909,4,01416795701946 34,2781718399367,4,01015378906244 26,1526602445504,4,00614363527337 20,057748102543,3,84589788986244 16,2798984277354,3,32670167473101 15,1,89473684210526 YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG Xác định điểm đặc biệt: + Vẽ vòng tròn độ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = + =0,4647 [dm3]  Vabd = 135,07 [mm] pa = 0,09 [MN/m2]  pabd = 0,09/0,0445= 1,895[mm] abd (135,07;1,895) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 0,4647 [dm3]  Vbbd = 135,07[mm] pb = 0,398 [MN/m2]  pbbd = 0,398/0,0475 = 8,378 [mm] bbd (135,07;8,378)  Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với s= 120  Điểm c(Vc;Pc) = c(15;43,52)  Điểm bắt đầu trình nạp : r(Vc;Pr) => r(15; 4,421)  Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1 =310  Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2 =190  Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3 =400  Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4 = -10 Giá trị thực Giá trị biểu diễn + Điểm c’ (0,03015;3,2563) + Điểm c’ (18,76;51,69) + Điểm c” (0,02637;5,497) + Điểm c” (15;123,53) + Điểm z (0,03955;8,6775) + Điểm z (15;195) + Điểm z’’ (0,03296;8,9) + Điểm z’’ (15;200) + Điểm b’ (0,38625;0,4814) + Điểm b” (146,482;10,819)  Điểm y (Vc, Pz) => y(15; 160)  Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz) => z(15; 160)  Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(/2Vc, Pz) => z’’(7,5; 160)  Điểm c’’ : cc” = 1/3cy  Điểm b’’ : bb’’=1/2ba ... đào tạo nghành động lực, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học vào q trình tính tốn thiết kế động đốt Trong đồ án này, em giao nhiệm vụ tính tốn thiết kế động XM4-021... cấp thiết Có ngành ơtơ ta đuổi kịp với đà phát triển quốc gia khu vực giới YẾT MINH ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC GVHD: TS NGUYỄN QUANG TRUNG Sau học hai học phần ngành động lực nguyên lý động đốt , kết cấu... động đốt , kết cấu tính tốn động đốt số mơn sở nghành khác (sức bền vật liệu, lý thuyết, vật liệu học, ), sinh viên giao nhiệm vụ làm đồ án mơn học tính tốn động đốt Đây học phần quan trọng chương