BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN kết cấu ĐỘNG cơ đốt TRONG

Mẫu Bìa BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NƠNG NGHIỆP & PTNT (Times New Roman 14) (Times New Roman 14) TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI (Times New Roman 16 in đậm) KHOA CƠ KHÍ (Times New Roman 14) - BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (Times New Roman 28 in HOA, đậm) HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN TRẦN VĂN C (Times New Roman 14 in đậm) TÊN ĐỀ TÀI (Times New Roman 20 in đậm) Ví dụ : Lựa chọn tổ máy làm đất tối ưu… (Times New Roman 14 đậm) Ngành: KĨ THUẬT CƠ KHÍ GIÁO VIÊN GIẢNG DẠY: TS NGUYỄN TƯỜNG VI (Times New Roman 13 thường) HÀ NỘI – NĂM 20… LỜI NÓI ĐẦU Cùng với việc phát triển công nghệ thông tin khoa học kỹ thuật với mức độ chóng mặt thời đại ngày Đã kéo theo phát triển nghành nghề khác có liên quan Với việc ứng dụng thành tựu đạt lĩnh vực cơng nghệ thơng tin giúp cho q trình tự động hóa sản xuất người ngày hoàn thiện tối ưu Cùng với việc phát triển công nghệ thông tin khoa học kỹ thuật với mức độ chóng mặt thời đại ngày Đã kéo theo phát triển nghành nghề khác có liên quan Đối với chun ngành khí việc áp dụng cơng nghệ thơng tin ngày cấp thiết liên tục diễn trình sản xuất để nhằm rút ngắn thời gian nâng cao chất lượng sản phẩm Ngày nay, việc lên vẽ thiết kế không chiếm nhiều thời gian người thiết kế trợ giúp cơng cụ cơng nghệ thơng tin Trong phầm mềm hỗ trợ thiết kế dùng để tiến hành thiết kế chi tiết máy Nhận thấy tầm quan trọng em thầy giao đề tài Thiết kế tính tốn , mơ kiểm nghiệm bền nhóm piston động Xăng 1NZ-FE Đây đề tài sinh viên ngành động lực, khơng giúp cho em có điều kiện để chuẩn lại kiến thức học trường mà cịn hiểu biết kiến thức nhiều tiếp xúc với thực tế thiết kế Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Tường Vi thầy cô khoa với việc tìm hiểu, tham khảo tài liệu liên quan vận dụng kiến thức học, em cố gắng hoàn thành đề tài Mặc dù vậy, kiến thức em có hạn, đề tài mới, phần mềm chưa phổ biến Việt nam việc tìm kiếm tài liệu gặp nhiều khó khăn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong thầy góp ý, bảo thêm để kiến thức em ngày hoàn thiện Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn "Nguyễn Tường vi ” thầy khoa bạn nhiệt tình giúp đỡ để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Đồng Nai, ngày tháng năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Tiến Dũng CHƯƠNG – GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài Ơtơ trở thành phương tiện vận chuyển thông dụng hữu hiệu ngành nghề kinh tế quốc dân như: Khai thác tài nguyên, dich vụ công cộng, xây dựng bản, quân sự, đặc biệt nhu cầu ngày cao người… Một ô tô đại ngày phải đáp ứng nhu cầu tính tiện nghi, an tồn, kinh tế, thẩm mỹ thân thiện với môi trường, v.v… Vì em nhận : thực đề tài xin trình bày chuyên đề động 1NZ–FE xe TOYOTA VIOS 2007 Do thời gian, kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên chắn nội dung hình thức đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì chúng em mong đóng góp ý kiến q báu Q Thầy Cơ để đề tài hồn thiện 1.2 Nội dung đề tài - Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vấn đề nhức nhối tất nước giới, nước phát triển, phần gây ảnh hưởng trực tiếp đến người khí thải động đốt - Do nhu cầu tất yếu người ngày cao, để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng động ngày phải tối ưu tốc độ cao hơn, tính tự động cao, đảm bảo độ bền, tiết kiệm nhiên liệu, an toàn cao hơn, đại hơn.v.v… - Mở rộng khả đa nhiên liệu - Khả thích ứng tốt quốc gia khác địa hình, thời tiết nhu cầu người quốc gia khác - Giảm trọng lượng kích thước thiết bị đảm bảo chắn với độ an tồn, tin cậy cao - Động khơng dùng nhiên liệu dầu mỏ, khí đốt mà thay loại nhiên liệu khác Bước sang kỉ mới, kỉ XXI, động đốt hứa hẹn bước phát triển vượt bậc Những công bố nhà khoa học loại động đốt chạy nhiên liệu cacbuahidrô H 2, dầu thực vật, lượng mặt trời, cồn.v.v…sẽ khắc phục vấn đề cạn kiệt nhiên liệu nạn ô nhiễm môi trường, hai vấn đề xem yếu tố định tồn động đốt 1.3 Phương pháp nghiên cứu đề tài Ở nước ta tồn thực tế mâu thuẫn nhu cầu sử dụng việc sản xuất loại động nhà máy nước Là đất nước nông nghiệp nên nhu cầu sử dụng loại động để phục vụ cho người nông dân lớn, thời kỳ đổi đất nước với sách đẩy mạnh phát triển nơng nghiệp nhu cầu việc thay lao động thủ cơng máy móc đòi hỏi cấp thiết Nhu cầu lại nhân dân, thị trường lớn vấn đề tiêu thụ xe, người tiêu dùng ln địi hỏi kỹ thuật ngày cao, chất lượng, giá thành, tiêu khác Điều phát triển ngư nghiệp, thuỷ hải sản Trên thực tế, đất nước ta chưa thể đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng mà hầu hết nhập hay liên doanh với hãng nước ngoài, sản xuất tự sản xuất dang hướng phát triển dất nước ta 1.4 Ý Nghĩa đề tài Ngày có nhiều phần mềm hỗ trợ cho cơng việc người kỹ sư thiết kế Giúp cho công việc người thiết kế trở nên thuận lợi tiết kiệm nhiều thời gian Trong cơng đoạn q trình sản xuất khí tiện ích phần mềm hỗ trợ thực có vai trị đóng góp to lớn Từ việc lên vẽ thiết kế chi tiết máy đến việc mô lắp ghép kiểm tra độ bền chi tiết máy trước đưa vào sản xuất thực tế Do đó, phần mềm hỗ trợ tiết kiệm nhiều thời gian kinh tế sản xuất, hạn chế tránh sai sót gặp phải q trình sản xuất thực tế Phần mềm : “Catia thiết kế mô cấu máy ” phầm mềm hỗ trợ cho người học tập làm việc lĩnh vực thiết kế chi tiết cấu máy Và phần mềm phần mềm chưa ứng dụng phổ biến sinh viên kỹ sư Vì em chọn Nghiên cứu thiết kế, kiểm nghiệm mô truyền ứng dụng phần mềm Catia làm đề tài tốt nghiệp cho Em thực việc nghiên cứu học tập từ lý thuyết đến thực hành để sữ dụng phần mềm Catia thiết kế mô cấu máy Em hy vọng đề tài mang đến cách nhìn tổng quan thiết kế mơ chi tiết, cấu máy Catia Tạo tiền đề cho việc nghiên cứu sâu tính mà phần mềm hổ trợ, giúp cho người kỹ sư có cách nhìn thiết kế, mơ 3D cách xác trung thực CHƯƠNG – ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN Mục đích: - Thiết lập quy luật chuyển động piston truyền sở biết luật chuyển động trục quay với thiết bị quay vận tốc góc ω = const - Xác định giá trị thay đổi hiệu lực xuất phần chuyển động cấu trúc sở làm việc xây dựng sở khảo sát tác dụng mô lên cấu phát triển Ý nghĩa: sở cho việc tính toán thiết kế động ĐỘNG HỌC Với giả thiết trục khuỷu quay với vận tốc góc ω = const, góc quay trục khuỷu α tỷ lệ thuận với thời gian, tất đại lượng động học hàm phụ thuộc vào biển số α 2.1 Xác định qui luật động học phương pháp giải tích – Độ dịch chuyển pittons - Vận tốc dịch chuyển pittons - Gia tốc chuyển động pittons 1.1 Xác định qui luật động học phương pháp đồ thị a Giải x đồ thị Brich Khi trục khuỷu quay góc α piston dịch chuyển khoảng x so với vị trí ban đầu (ĐCT) Chuyển vị piston xilanh độngg tính cơng thức sau: Đây phương trình chuyển động cấu trục khuỷu truyền, biểu diễn khoảng trượt piston phụ thuộc vào α , R (bán kính trục khuỷu) - Vẽ nửa vịng trịn tâm O bán kính R Chọn tỉ lệ xích cho đường kính AB ½ vịng trịn đoạn Vh/ μ - v đồ thị công Lấy bên phải tâm O điểm O’ cho OO’ = (R λ /2) μ R - Từ O’ kẻ tia ứng với góc 00, 100, 200,…, 1800 Vẽ hệ trục vng góc S- α phía ½ vịng trịn Trục O dóng từ điểm A biểu diễn giá trị α Trục OS biểu diễn giá trị S Chọn tỉ lệ xích: - Từ điểm chia ½ vòng tròn brich, ta kẻ đường thằng song song với trục O α từ điểm cắt điểm 0, 1, 2, 3, …18 Nối điểm lại ta có đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x theo x = f( α ) Hình 1.1 Đồ thị chuyển vị S = f (α) b Giải vận tốc v phương pháp đồ thị Theo giải tích vận tốc v pitson xác định theo cơng thức Từ ta có: Vận tốc trung bình piston xác định theo cơng thức: Trong đó: S: hành trình piston(m); S = 2.R; n:số vòng quay trục khuỷu(v/ph) Đối với động diesel Vtb > 6,5 xem động cao tốc Tỷ số Vmax/Vtb thường vào khoảng 1,6 Hình 1.2 Đồ thị vận tốc V= f (S) C Giải gia tốc j đồ thị Tơlê Theo giải tích gia tốc j piston xác đính theo cơng thức: Hình 1.3 Đồ thị gia tốc J =f (S) ĐỘNG LỰC HỌC 2.1 Xác định lượng qui dẫn *Khối lượng tham gia chuyển động thẳng: Các chi tiết máy cấu KTTT tham gia vào chuyển động thẳng gồm: - Các chi tiết nhóm piston - Thành phần khối lượng nhóm truyền quy dẫn đầu nhỏ truyền - Trong q trình tính toán, xấy dựng đồ thị lực tác dụng tiện lợi, thứ nguyên với ấp suất tổng buồng cháy động cơ) m = mnp + m1 [kg/m2] mnp [kg/m2] – khối lượng nhóm piston; m1 [kg/m2] – khối lượng truyền qui đầu nhỏ truyền; mtt [kg/m2] khối lượng truyền Qui khối lượng chuyển động tịnh tiến đơn vị diện tích đỉnh piston: Diện tích đỉnh piston: 2.2 Xác định lực quán tính chuyển động thẳng Pj = -mJ = -mR ω (cos α + λ cos2 α ) Pj = pj1 + pj2 Với: Pj1 = -m.R ω 2cos α - Là lực qn tính cấp 1, có chu kỳ vịng quay trục khuỷu Pj2 = -m.R ω λ cos2 α - Là lực qn tính cấp 2, có chu kỳ ½ vịng quay trục khuỷu - Lực qn tính chuyển động thẳng tác dụng theo đường tâm xilanh động cơ, có độ lớn chiều thay đổi theo góc α Dấu lực qn tính Pj1 Pj2 xác định nhờ vòng tròn xét dấu + xét dấu lực quán tính cấp I, cấp II: Qui ước: lực qn tính có chiều hướng vào tâm chốt khuỷu có giá trị dương ngược lại 2.3 Xác định lực quán tính chuyển động quay 2.4 Khai triển đồ thị Khai triển đồ thị P-V thành P- α : Sử dụng đồ thị brich để khai triển đồ thị P-V thành đồ thị P- α Khỉ chuyển sang đồ thị Pj- α đổi dấu Pj lại cộng đồ thị Pkt- α đồ thị P- α ta được: P1 – α P1 = Pkt + Pj Hình 2.4 Đồ thị khai triển Pkt, Pj, P1 Lập bảng tính lực tác dụng lên chốt khuỷu: Bảng 2.1 Biểu diễn thành phần lực theo α : Hình 2.5 Đồ thị T-Z-N TÍNH TỔNG T TRONG ĐỘNG CƠ NHIỀU XI LANH PHÂN BỐ THẲNG HÀNG - Xác định thứ tự làm việc động - Xác định góc lệch cơng tác xilanh - Lập bảng xác thứ tự làm việc xilanh - Xác định lực T động xilanh - Lập bảng để tính giá trị T1 + T2 + T3 + T4 Bảng 2.2 Bảng tính tổng T Hình 2.6 Đồ thị tổng T Tính giá trị ∑ T tb Dựa theo công thức: Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu: Hình 2.7 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Vẽ hệ trục tọa độ vng góc Z-T trục Z có chiều hướng xuống Đặt giá trị T, Z lên hệ trục T-Z, ứng với cặp ta có điểm, đánh số 0, 1, 2… 72 Nối điểm lại ta có đồ thị vecto phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dịch gốc tọa độ xuống đoạn giá trị lực quán tính ly tâm: Đây tâm chốt khuỷu 01 Xác định phương chiều điểm đặt lực Giá trị lực vecto tính từ gốc 01 đến vị trí mà ta cần; chiều lực từ tâm ngoài; Điểm đặt nằm phương kéo dài vecto cắt vòng tròn tượng trưng cho chốt khuỷu Khai triển đồ thj vecto phụ tải Z-T thành đồ thị Q- α : Vẽ hệ trục tọa độ Q- α , chọn tỉ lệ xích μ Q =0,05[độ/mm] μ Q= μ T= Z Trên điểm chia trục O- α ta đặt vecto tương ứng với góc Chẳng hạn 100, 200,…,7200 Nối đầu mút vecto lại tai có đồ thị khai triển Q= f( α ) Lập bảng để vẽ Q= f( α ) Bảng 2.3 Bảng tính Qtb μ Hình 2.8 Đồ thị khai triển vecto phụ tải tác dụng chốt khuỷu Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng đầu to truyền: Dùng tờ giấy bóng có điểm chia ứng với góc ( α + β ) độ Sau đặt tờ giấy bóng lên đồ thị ngược chiều kim đồng hồ ứng với góc α tờ giấy bóng có góc ( α + β ) tờ giấy bóng, lần xoay ta đánh dấu điểm tờ giấy bóng Sau ta nối điểm lại ta đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền Hình 2.9 Đồ thị lực tác dụng lên đầu to truyền Đồ thị mai mòn chốt khuỷu: - Chia vòng tròn tượng trung cho chốt khuỷu thành 24 phần nhau, đánh số thư tự theo chiều ngược kim đồng hồ - Từ điểm chia 0, 1, 2, 3,…23 Trên vòng tròn 0, kẻ tia 10, 20, … 230 kéo dài cắt đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu điểm xác định Ta lập đươc tổng phụ tải tác dụng lên điểm đặt ∑ Qi Giá trị Qi ghi vào có đánh dấu trước, sau cộng tất giá trị cột có tổng phụ tải tác dụng điểm bề mặt chốt Q Lập bảng giá trị để tính Q ∑i ∑i Bảng 2.4 Bảng xác định vùng ảnh hưởng ∑ Qi Hình 2.10 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu ... cậy cao - Động khơng dùng nhiên liệu dầu mỏ, khí đốt mà thay loại nhiên liệu khác Bước sang kỉ mới, kỉ XXI, động đốt hứa hẹn bước phát triển vượt bậc Những công bố nhà khoa học loại động đốt chạy... tiền đề cho việc nghiên cứu sâu tính mà phần mềm hổ trợ, giúp cho người kỹ sư có cách nhìn thiết kế, mơ 3D cách xác trung thực CHƯƠNG – ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN Mục... lên cấu phát triển Ý nghĩa: sở cho việc tính toán thiết kế động ĐỘNG HỌC Với giả thiết trục khuỷu quay với vận tốc góc ω = const, góc quay trục khuỷu α tỷ lệ thuận với thời gian, tất đại lượng động