TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Nhóm chuyên môn Hệ thống động lực ô tô ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Ô TÔ 2 ĐỀ TÀI Tính toán động học, động lực học và kiểm bền thanh truyền động cơ 3D6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Nhóm chun mơn Hệ thống động lực tơ ********** ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Ơ TƠ ĐỀ TÀI: Tính tốn động học, động lực học kiểm bền truyền động 3D6 Giáo viên hướng dẫn : PGS Khổng Vũ Quảng Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tú MSSV : 20185938 Kì học : 20212 Chữ ký GVHD : ………… Hà Nội, 8/2022 SV: Nguyễn Văn Tú Đồ án chuyên ngành ô tô GVHD: Khổng Vũ Quảng Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật tác động tích cực tới ngành cơng nghiệp chế tạo tơ có bước phát triển nhanh chóng vượt bậc với nhiều loại tơ đại đời Động đốt đóng vai trị quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ, 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 chuyên ngành ô tô đóng vai trị quan trọng sinh viên thuộc nhóm chun mơn hệ thống động lực ô tô Đề tài giao từ bảng số liệu cho ban đầu kiểu động cơ; số kỳ; số xilanh; thơng số kích thước đường kính, hành trình piston; góc mở sớm đóng muộn; cơng suất động cơ, …thì nội dung u cầu phần tích nhiệt để tính tốn xuất dự liệu đồ thị áp suất, T, Z, file exel sử dụng giá trí để tính bền; sau vẽ vẽ chi tiết truyền Đồ án chuyên ngành ô tô đồ án đòi hỏi người thực phải sử dụng tổng hợp nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức môn học sở Trong q trình hồn thành đồ án khơng giúp cho em củng cố nhiều kiến thức học giúp em mở rộng hiểu sâu kiến thức chuyên ngành kiến thức tổng hợp khác Đồ án bước tập dượt quan trọng cho em trước tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau Mặc dù cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án cách tốt nhất, song hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế nên q trình làm khơng tránh sai sót em mong đóng góp thầy tồn thể bạn để đồ án em hoàn chỉnh Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS Khổng Vũ Quảng bạn lớp giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đồ án chuyên ngành ô tô Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng PHẦN I Tính tốn chu trình cơng tác động đốt Giới thiệu tính tốn chu trình cơng tác động đốt – tính tốn nhiệt Tính tốn nhiệt động đốt (ĐCĐT) chủ yếu xây dựng lý thuyết đồ thị công thị động cần thiết kế thơng qua việc tính tốn thơng số nhiệt động lực học chu trình cơng tác động gồm trình: + Quá trình nạp + Quá trình nén + Quá trình cháy + Quá trình giãn nở Mỗi trình đặc trưng thông số trạng thái nhiệt độ, áp suất, thể tích mơi chất cơng tác (MCCT) đầu cuối trình Trên sở lý thuyết nhiệt động lực học kỹ thuật, nhiệt động hóa học, lý thuyết động đốt xác định giá trị thơng số nêu Tiếp theo ta tính thơng số đánh giá tính chu trình gồm thông số thị thông số có ích chu trình cơng tác như: áp suất thị trung bình p i, áp suất có ích trung bình p e, cơng suất thị Ni, cơng suất có ích N e, hiệu suất ηe suất tiêu hao nhiên liệu ge động cơ, … Cuối cùng, kết q trình tính tốn nói ta xây dựng giản đồ công thị động số liệu cho bước tính tốn động lực học thiết kế sơ thiết kế kỹ thuật toàn động Trong tính tốn kiểm nghiệm động cho trước, việc tính tốn nhiệt thay cách đo đồ thị công thực tế động hoạt động nhờ phương tiện, dụng cụ đo ghi kỹ thuật đại Tuy nhiên với phương pháp tính tốn dựa sở lý thuyết nhiệt động hóa học động đốt trong, người ta tiến hành khảo sát tiêu động lực tiêu kinh tế động có sẵn với kết đáng tin cậy Tồn q trình tính tốn nhiệt tuân theo tài liệu [1] Đồ án chuyên ngành ô tô Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng Số liệu ban đầu Số liệu cần thiết cho q trình tính tốn thiết kế nhiệt cho bảng đây: Bảng 1: Số liệu tính toán thiết kế động 3D6 SỐ LIỆU BAN ĐẦU CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG TT Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Kiểu động 3D6 Thẳng hàng Số kỳ τ Số xilanh i Thứ tự nổ Hành trình piston S 150 mm Đường kính xilanh D 130 mm Góc mở sớm xupáp nạp α1 15 độ Góc đóng muộn xupáp nạp α2 48 độ Góc mở sớm xupáp xả β1 48 độ 10 Góc đóng muộn xupáp xả β2 15 độ 11 Góc phun sớm ϕi 15 độ 12 Chiều dài truyền ltt 280 mm 13 Công suất định mức Ne mã lực 14 Số vòng quay định mức n 175 2200 15 Suất tiêu hao nhiên liệu ge 200 g/ml.h 16 Tỷ số nén ε 16,5 17 Khối lượng truyền mtt 3,62 kg 18 Khối lượng nhóm piston mpt 2,37 kg Ghi Đ/cơ Diesel không tăng áp kỳ 1-5-3-6-2-4 v/ph Các thông số cần chọn Các thông số cần chọn theo điều kiện môi trường, đặc điểm kết cấu động cơ, chủng loại động cơ… bao gồm: Đồ án chuyên ngành ô tô Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng 3.1 Áp suất môi trường: Áp suất môi trường áp suất khí trước nạp vào động Ở nước ta chọn: pk = 0,1 (MPa) 3.2 Nhiệt độ khí nạp Lựa chọn nhiệt độ mơi trường theo nhiệt độ bình quân năm Ở nước ta chọn: Tk = 24°C (297 K) 3.3 Áp suất cuối trình nạp: Áp suất pa phụ thuộc vào nhiều thơng số chủng loại động cơ, tính tốc độ n, hệ số cản đường nạp, tiết diện lưu thơng v.v… Vì cần xét động tính thuộc nhóm để lựa chọn pa Với động diesel không tăng áp kỳ, áp suất cuối trình nạp thường nhỏ áp suất khí quyển, có tổn thất ống nạp bầu lọc gây nên, pa biến thiên phạm vi sau: pa = (0,8 ÷ 0,9)pk ; Ta chọn pa = 0,85.pk = 0,085 (MPa) 3.4 Áp suất khí thải: Áp suất phụ thuộc thông số pa Có thể chọn pr nằm phạm vi: pr = (1,05 ÷1,10)pk ; chọn pr = 1,07 pk = 0,107 (MPa) 3.5 Mức độ sấy nóng mơi chất: ∆T Chủ yếu phụ thuộc vào q trình hình thành khí hỗn hợp bên hay bên xilanh Đối với động diesel ∆T = 20° ÷ 40° ; chọn ∆T =25° 3.6 Nhiệt độ khí sót (khí thải): Tr Phụ thuộc vào chủng loại động Nếu trình giãn nở triệt để, nhiệt độ Tr thấp Tr = 700 1000 K ; Động Diesel Tr = 800 K λt 3.7 Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: Đồ án chuyên ngành ô tô Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng Tỷ nhiệt môi chất thay đổi phức tạp nên thường phải vào hệ số dư lượng không khí diesel có α > 1, α để hiệu đính Vì động cho trước đồ án động chọn λ t = 1,10 3.8 Hệ số quét buồng cháy: Động không tăng áp λ2 = 3.9 Hệ số nạp thêm: Phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí Thơng thường chọn: λ1 = 1,02 ÷ 1,07 ; ta chọn λ1 = 1,04 3.10 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z: Thể lượng nhiệt phát nhiên liệu cháy điểm z so với lượng nhiệt đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu Do ξz phụ thuộc vào chu trình cơng tác động Đối với động diesel ξz = 0,70 ÷ 0,85 ; chọn ξ z = 0,82 3.11 Hệ số lợi dung nhiệt điểm b: lớn Thông thường: Đối với động diesel ξ b = 0,80 ÷ 0,90 3.12 Hệ số hiệu đính đồ thị cơng: ; chọn ξb = 0,9 ϕd Thể sai lệch tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác động với chu trình cơng tác thực tế Sự sai lệch chu trình thực tế với chu trình tính tốn động xăng động diesel hệ số ϕd động diesel có trị số nhỏ xăng Ta chọn: ϕd = 0,92 Đồ án chuyên ngành ô tô Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng 3.13 Chọn tỷ số tăng áp: Là tỷ số áp suất hỗn hợp khí xilanh cuối trình cháy trình nén: λ= pz pc Trong đó: pz – áp suất cuối trình cháy pc – áp suất cuối trình nén Động diesel λ ∈ [ 1,2 ÷ 2,4] ; chọn λ = 1,8 Tính tốn q trình cơng tác 4.1 Tính tốn q trình nạp: 4.1.1 Hệ số khí sót γr = = λr : λ (Tk +VT) p r Tr pa 1 m p ελ1 − λ t λ r ÷ pa 1.(297 + 30) 0,107 800 0,085 1 1,47 0,107 16,5.1,04 − 1,10.1 ÷ 0,085 = 0,0319 Trong m – số giãn nở đa biến trung bình khí sót, chọn m = 1,47 4.1.2 Nhiệt độ cuối trình nạp Ta m −1 p m (Tk +VT) + λ t γ r Tr a ÷ pr Ta = + γr Đồ án chuyên ngành ô tô Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng 1,47 −1 0,085 1,47 (297 + 25) + 1,10.0,0319.800 ÷ 0,107 = = 337,33 + 0,0319 Thỏa mãn với động diesel không tăng áp K Ta ∈ [ 320 ÷ 400] K 4.1.3 Hệ số nạp: m pr Tk p a ηv = ελ1 − λ t λ ÷ ε − TK + ∆T p k pa 297 0.085 0,107 1,47 = 16,5.1,04 − 1,10.1 ÷ 16,5 − 297 + 25 0,1 0.085 = 0,8029 4.1.4 Lượng khí nạp M1: 432.103.0,1.0,8029 = 432.103.p k ηv 200 M1 = 0,5964.297 g e p e Tk = 0,7304 0,746 (kmol/kg nh.liệu) Trong đó: pe = 30.N e τ 30.175.0,746.4 = = 0,5964 Vh n.i 1,99.2200.6 π.D S Vh = = 1,99 (MN/m2) (lít) 4.1.5 Lượng khơng khí lí thuyết cần thiết để đốt cháy kg nhiên liệu: Mo = Trong đó: C H O 0,87 0,126 0,004 + − + − ÷= ÷ 0, 21 12 32 0, 21 12 32 = 0,4946 C = 0,87; H = 0,126; O = 0,004 (nhiên liệu động diesel) Đồ án chuyên ngành ô tô Trang SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng α 4.1.6 Hệ số dư lượng khơng khí α= Động diesel : M1 0,7304 = = 1, 4766 M 0, 4946 4.2 Tính tốn q trình nén: 4.2.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khơng khí: mcv = 19,806 + 0,00209.T (kJ/kmol.độ) 4.2.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy: Hệ số dư lượng khơng khí α >1 , tính theo cơng thức: 1,634 184,36 −5 mc v ′′ = 19,867 + ÷+ 427,38 + ÷.10 T α 2 α 1,634 184,36 −5 = 19,867 + + 427,38 + 10 T ÷ 1, 4766 1, 4766 ÷ = 20,97358 + 0,00276.T (kJ/kmol.độ) 4.2.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp qua trình nén , tính theo cơng thức sau: mc v ′ = = mc v + γ r mcv ′′ b′ = a v′ + v T + γr 19,806 + 0,00209.T + 0,0319 ( 20,97358 + 0,00276.T ) + 0,0319 = 19,8424 + 0,0042 T Từ ta xác định a 'v (kJ/kmol.độ) b v′ a 'v b v′ : = 19,8424 ; = 0,0042 Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 10 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng Vị trí mịn vị trí lỗ khoan dầu : vị trí số vị trí bị mài mịn Hình 7: Đồ thị mài mịn chốt khuỷu Đồ án chun ngành tơ Trang 43 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng Bảng 8:Tổng phị tải tác động lên chốt khuỷu Điểm ∑Qi ∑Q0 281,6 281,6 281,6 281,6 281,6 ∑Q1 270,1 270,1 270,1 270,1 270,1 270,1 ∑Q2 14,1 14,1 14,1 14,1 14,1 14,1 14,1 ∑Q3 12,2 12,2 12,2 12,2 12,2 12,2 12,2 12,2 ∑Q4 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,2 11,2 11,2 11,2 11,2 11,2 11,2 11,2 11,2 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 20,4 20,4 20,4 20,4 20,4 20,4 20,4 20,4 20,4 29,6 29,6 29,6 29,6 29,6 29,6 29,6 29,6 55,8 55,8 55,8 55,8 55,8 55,8 55,8 55,8 55,8 101,2 101,2 101,2 101,2 101,2 101,2 101,2 101,2 101,2 127,1 127,1 127,1 127,1 127,1 127,1 127,1 127,1 127,1 139,3 139,3 139,3 139,3 139,3 139,3 139,3 139,3 139,3 86,1 86,1 86,1 86,1 86,1 86,1 86,1 86,1 86,1 54,9 54,9 54,9 54,9 54,9 54,9 54,9 54,9 54,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 41,9 34,7 34,7 34,7 34,7 34,7 34,7 34,7 34,7 34,7 30,7 30,7 30,7 30,7 30,7 30,7 30,7 30,7 30,7 29,1 29,1 29,1 29,1 29,1 29,1 29,1 29,1 32,7 32,7 32,7 32,7 32,7 32,7 32,7 60,4 60,4 60,4 60,4 60,4 60,4 232,0 232,0 232,0 232,0 232,0 ∑Q5 ∑Q6 ∑Q7 ∑Q8 ∑Q9 ∑Q10 ∑Q11 ∑Q12 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 281,6 281,6 281,6 281,6 270,1 270,1 270,1 14,1 14,1 12,2 ∑Q13 ∑Q14 ∑Q15 ∑Q16 ∑Q17 ∑Q18 29,6 ∑Q19 ∑Q20 29,1 ∑Q21 32,7 32,7 ∑Q22 60,4 60,4 60,4 ∑Q23 232,0 232,0 232,0 232,0 Q∑ 943,5 925,6 904,6 857,3 641,3 380,1 139,6 181,3 270,3 386,1 514,2 588,6 630,4 656,3 670,6 671,7 645,0 576,5 509,8 602,5 798,0 1013,2 985,4 962,9 µm.Q∑i 23,59 23,14 22,62 21,43 16,03 9,50 3,49 4,53 6,76 9,65 12,86 14,72 15,76 16,41 16,77 16,79 16,13 14,41 12,75 15,06 19,95 25,33 24,64 24,07 Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 44 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng PHẦN III Tính nghiệm bền nhóm truyền Bảng 9: Số liệu tính bền 10 11 12 13 14 Đường kính ngồi đầu nhỏ d2 65 Đường kính đầu nhỏ d1 47 Chiều dài đầu nhỏ truyền lđ 52 Bán kính góc lượn nối đầu nhỏ ρ1 180 với thân Chiều rộng thân vị trí nối với H 46 đầu nhỏ Đường kính bạc lót db 42 Nhiệt độ làm việc bạc lót t 150 đầu nhỏ truyền Các số liệu thân truyền H, h, B 57, 41, 36 tiết diện tính tốn (đo vẽ hoăc tính theo tỷ lệ cấu tạo thân truyền) Khối lượng nắp đầu to mn truyền Khoảng cách đường tâm l 130 bulông truyền Chiều dày bạc đầu to h1 Chiều dài bạc đầu to lb 68 Chiều dài nắp đầu to ln 73 Chiều dày nắp đầu to A-A h2 16 bulơng truyền Đường kính bulơng d M14 Số bulông truyền z Loại ren Hệ mét Đường kính nhỏ bulơng mm mm mm mm mm mm C mm kg mm mm mm mm mm mm mm đường kính chân ren 3.1 Tính nghiệm bền đầu nhỏ truyền - Ta có: d2/d1 = 65/47 = 1,38 < 1,5 => Đây loại truyền mỏng, ta tính theo lý thuyết cong bị ngàm tiết diện chuyển tiếp từ đầu nhỏ đến thân (tiết diện ngàm có góc hình 8) Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 45 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng Hình 3.1.1 Ứng suất tổng đầu nhỏ truyền chịu kéo: - Coi lực quán tính phân bố đường bán kính trung bình đầu nhỏ: q= MN/m2 Trong đó: = 0,028 => q = = 22,96 Góc ngàm tính theo cơng thức: = 90 + arccos Với bán kính góc lượn nối đầu nhỏ với = 167,5 - Khi cắt nửa cong siêu tĩnh, momen lực pháp tuyến thay xác định theo hệ phương trình: MA = Pj ( 0,00033 - 0,0297) = 9,21.10-4 MNm NA = Pj (0,572 – 0,0008 )= 0,56 MNm - Momen lực quán tính tiết diện C-C ( tiết diện nguy hiểm ): Mj = MA + NA (1 – cos ) – 0,5.Pj (sin – cos) = 10,44.10-3 MNm Nj = NA cos + 0,5.Pj (sin - cos ) = 0,22 MN - Do bạc lót ép căng vào đầu nhỏ nên hệ số giảm tải χ tính theo công thức sau: χ = (Ed Fd ) / (Ed Fd + Eb Fb ) Trong đó: + Ed , Eb mơ đun đàn hồi vật liệu đầu nhỏ bạc: - Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 46 SV: Nguyễn Văn Tú Ed = 1,15.105 MN/m2 GVHD: Khổng Vũ Quảng ; Eb = 2,2.105 MN/m2 + Fd , Fb tiết diện dọc truyền, bạc: Fd = ( d2 – d1 ).ld = 0,936.10-3 m2 ; Fb = ( d1 – db ).ld = 0,26.10-3 m2 => χ = 0,652 - Do có hệ số giảm tải, lực kéo thực tế Nk nhỏ Nj : Nk = χ Nj = 0,143 MN - Ứng suất tổng tác dụng lên tiết diện C-C : - tj = [ -2Mj + Nk ] = [-2.10,44.10-3 + 0,143] = -16464,77 MN/m2 nj = [ 2Mj + Nk ] = [2.6,28.10-3 + 0,143] = 13804,57 MN/m2 Trong đó: tj, tj phụ thuộc vào , ứng suất phân bố hình Hình 3.1.2 Ứng suất tổng đầu nhỏ truyền chịu nén: - Lực tác dụng lên đầu nhỏ truyền lực P∑ : Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 47 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng P∑ = Pkt + Pj Lực mô men NA MA biến thiên theo góc ngàm theo quy luật parabol hình 10 - Hình10 Hình 11 Mơ men lực kéo tiết diện ngàm: - Mz = MA + NA (1 – cos ) - P∑ (0,5.sin - sin - cos ) = 9,21.10-4 + 0,56.0,028.(1 – cos 167,5) – 6,87.0,028 [0,5.sin 167,5 - sin(167,5) - cos(167,5) ] = 0,031 MNm Nz = NA cos + P∑ (0,5sin - sin -.cos ) = - 0,95 MN - Ứng suất mặt mặt phân bố hình 3.4 + Ứng suất mặt đầu nhỏ chịu kéo: nz = [ 2Mz + χ.Nk ] = [2.0,031 - 0,652.0,143] = 39884 MN/m2 + Ứng suất mặt đầu nhỏ chịu kéo: tz = [ -2Mz + χ.Nk ] 1/(ld S) = [-2.0,031 - 0,652.0,143].= -49996,2 MN/m2 Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 48 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng 3.1.3 Ứng suất biên dạng ép căng bạc lót: - Áp suất lỗ đầu nhỏ ép căng bạc lót tính theo độ dơi tính theo cơng thức sau: Trong đó: , Độ dôi lắp ghép độ dôi giãn nở khơng bạc lót đầu nhỏ + = 0,147 ÷ 0,220 => chọn = 0,2 + t = (αb - αd ).d1.t = 105.(1,8 – 1).0,047.150 = 5,64.105 t - Nhiệt độ làm việc đầu nhỏ: t = 150 d1 – Đường kính lỗ đầu nhỏ αb , αd – Hệ số giãn nở vật liệu αb =1,8.105 ;( bạc đồng) αd = 1.105 ;( đầu nhỏ thép ) µ - Hệ số pốt xơng: µ = 0,3 Eb , Ed - Mô đun đàn hồi vật liệu bạc đầu nhỏ Eb = 2,2.105 MN/m2 ; Ed = 1,15.105 MN/m2 p = 1,75.109 - Ứng suất mặt đầu nhỏ: = 1,75.109 = 3,83.109 - Ứng suất mặt đầu nhỏ: [ Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 49 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng = 1,75.109 = 5,58.109 3.1.4 Hệ số an toàn đầu nhỏ: - Ứng suất cực đại cực tiểu đầu nhỏ chịu kéo nén xác định theo phương trình sau: = nj + = 13804,57 + 3,83.109 = 3,830013804.109 max = nz + = 39884 + 5,58.109 = 5,580039884.109 Biên độ ứng suất: a = (max - )/2 = 8,75.10 - Ứng suất trung bình: - m - MN/m2 = (max + )/2 = 47,1.108 MN/m2 Hệ số an toàn đầu nhỏ: = 2,38.10-9 3.1.5 Độ biến dạng đầu nhỏ - Do tác tác dụng Pj, độ biến dạng đầu nhỏ theo phương hướng kính: Trong đó: Pj : Lực qn tính nhóm piston dtb : đường kính trung bình đầu nhỏ J : momen qn tính tiết diện dọc đầu nhỏ = ( 0,052.0,0093 )/12 = 3,159.10-9 E : Mô đun đàn hồi vật liệu chế tạo truyền Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 50 SV: Nguyễn Văn Tú E = 1,15.105 => = GVHD: Khổng Vũ Quảng MN/m2 = 0,024 (mm) < 0,03 3.2 Tính bền thân truyền: Ta có vận tốc trung bình động cơ: Cm = S.n/30 = 150.10-3 2200/30 = 11 m/s => Động tốc độ cao Tính nghiệm bền thân truyền động tốc độ cao phải xét đến lực quán tính tính theo hệ số an tồn 3.2.1 Ứng suất tổng tiết diện trung bình: ∑ = (P∑ / Ftb ).k Trong đó: Ftb : tiết diện trung bình thân Ftb = (H-h).B + h.(B-b) = (43 – 25).34.10-6 + 25.(34 – 25,112).10-6 = 8,342.10-4 k : hệ số tải trong, k = 1,15 P∑ = Pz + Pjt = 0,112 + 0,0254 = 0,1374 pz = 9,892 => Pz = 9,892.3,14.(120.10-3)2 /4 = 0,112 Pjt = ( mnp + 0,5.mtt ).R.2.(1 + λ ) = ( + 0,5.3,5).72,5.10-3.230,382.(1 + 0,2589) = 2,24 => ∑ = 189,4 MN/m2 => Không thỏa mãn điều kiện bền Đối với truyền làm thép cacbon [∑ ] = 80 ÷ 120 MN/m2 3.2.2 Ứng suất kéo tiết diện trung bình: k = Pjt / Ftb = 0,0254 / 8,342.10-4 = 30,45 MN/m2 Ứng suất kéo cho phép [k] = 30 ÷ 60 MN/m2 => Khơng thỏa mãn điều kiện bền kéo Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 51 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng 3.2.3 Hệ số an tồn tiết diện trung bình - Hệ số an toàn truyền phải lớn 2,5 - Với n max = ∑ ; kj = k = = 5,55 > 2,5 ( thỏa mãn) 3.3 Tính nghiệm bền đầu to truyền Đầu to thamh truyền giả thiết cong bị ngàm diết diện nối với thân sơ đồ hình 3.6 Hình 12: Sơ đồ tính nghiệm bền đầu to truyền Lực quán tính tác dụng đầu to phân bố theo quy luật cosin, xác định theo công thức sau: λ Pđ = Pj + Pkt = R2.Fp [m(1+ ) + (m2 – mn)] = 72,5.10-3.230,382.3,14 .[4,62.(1+0,2589)+(3,5-1,5)] = 0,03 MN Trong đó: Mn - khối lượng nắp đầu to Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 52 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng Fp - tiết diện đỉnh piston Góc ngàm o thường chọn 40 Ứng suất tổng tác dụng lên đầu to truyền xác định theo công thức sau: Trong đó: Wu - Modun chống uốn tiết diện A-A Wu = (sd)2.ld /6 = 23,52.10-6.34.10-3/6 = 3,13.10-6 Jb, Jd – Momen quán tính tiết diện bạc lót nắp đầu to A-A Jb = (sb)3.lb/12 = 1,83.10-9.32.10-3/12 = 1,56.10-11 Jd = (sd)3.ld/12 = 23,53.10-9.34.10-3/12 = 3,68.10-8 Fb, Fd – Tiết diện bạc lót nắp đầu to A-A Fb = lb.sb = 32.1,8.10-6 = 5,76.10-6 Fd = ld.sd = 23,5.34.10-6 = 8.10-4 C - Khoảng cách tâm hai bu long truyền: C = 100 (mm) => ∑ = 36,93 MN/m2 - Ứng suất cho phép loại động ô tô máy kéo là: [∑] = 150 ÷ 200 MN/m2 Độ biến dạng hướng kính đầu to truyền là: = 0,017 (mm) Trong đó: Ed = 1,15.105 MN/m2 - Modun đàn hồi vật liệu làm truyền Độ biến dạng cho phép: [d] = 0,06 ÷ 0,1 (mm) Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 53 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng 3.4 Tính bền bulơng truyền: - Lực tác dụng lên bu lông truyền lực kéo tác dụng đầu to truyền Nếu số bulơng z lực tác dụng bu lông bằng: = 72,5.10-3.230,382.0,5.3,14.0,122.0,25.[411,46.(1+0,2589)+(309,461132,626] = 15,11.10-3 - Lực siết ban đầu ps tính theo công thức kinh nghiệm sau: - - - - Ps = (2÷3).pb = (30,22 ÷ 45,33).10-3 => Chọn Ps = 33.10-3 Lực tác dụng lên bu lông động làm việc là: Pbl = Ps + χ.Pb = 0,036 Trong đó: χ - Hệ số giảm tải: χ= 0,2÷0,25 Ứng suất kéo bulong truyền: k = Pbl/Fbl = 458,37 MN/m Trong đó: Fbl- Tiết diện bulong đường kính chân ren Momen xoắn bulong ma sát siết bulong: Mx = µ Ps do/2 = 9,075.10-6 Trong đó: µ - Hệ số ma sát: µ = 0,1 - Đường kính trung bình phần ren Ứng suất xoắn bulong: = Mx/Wx = µ Ps/0,4.(do)2 = 272,73 - Ứng suất tổng: 2 0,5 = 712,5 MN/m2 k = [ (k) + 4.( x) ] x thỏa mãn điều kiện bền Ứng suất cho phép bulong truyền số loại động sau: + Động tĩnh tàu thủy : [ k] = 80 ÷ 120 MN/m2 + Động ô tô máy kéo : [ k] = 120 ÷ 180 MN/m2 + Động cường hóa : [ k] = 180 ÷ 200 MN/m2 Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 54 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng Lời kết Qua thời gian làm Đồ án chuyên ngành ô tô 2, với cố gắng thân đặc biệt hướng dẫn nhiệt tình thầy Khổng Vũ Quảng, em hồn thành nhiệm vụ giao Đồ án chuyên ngành Trong đồ án này, em hồn thành cơng việc sau: 1) Tính tốn nhiệt 2) Vẽ đồ thị áp suất, T, Z, … 3) Tính bền truyền theo cơng thức tính tốn 4) Vẽ vẽ chi tiết Vì điều kiện thời gian có hạn, trình độ kiến thức kinh nghiệm hạn chế, khối lượng công việc lớn nên đồ án cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận đóng góp dẫn thầy nhóm chun mơn để hồn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nguyễn Văn Tú Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 55 SV: Nguyễn Văn Tú GVHD: Khổng Vũ Quảng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Phú, Giáo trình hướng dẫn làm đồ án môn học động đốt [2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, NXB giáo dục [3] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy, NXB giáo dục (2007) [4] Phạm Minh Tuấn, Động đốt trong, NXB khoa học kỹ thuật (2013) [5] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, NXB giáo dục Việt Nam (2013) Đồ án chuyên ngành ô tô Trang 56 ... 18 19 20 21 22 23 28 1,6 28 1,6 28 1,6 28 1,6 27 0,1 27 0,1 27 0,1 14,1 14,1 12, 2 ∑Q13 ∑Q14 ∑Q15 ∑Q16 ∑Q17 ∑Q18 29 ,6 ∑Q19 ∑Q20 29 ,1 ∑Q21 32, 7 32, 7 ∑Q 22 60,4 60,4 60,4 ∑Q23 23 2,0 23 2,0 23 2,0 23 2,0 Q∑... 27 0,1 27 0,1 27 0,1 27 0,1 27 0,1 ∑Q2 14,1 14,1 14,1 14,1 14,1 14,1 14,1 ∑Q3 12, 2 12, 2 12, 2 12, 2 12, 2 12, 2 12, 2 12, 2 ∑Q4 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11 ,2 11 ,2 11 ,2 11 ,2 11 ,2 11 ,2. .. 30,7 30,7 29 ,1 29 ,1 29 ,1 29 ,1 29 ,1 29 ,1 29 ,1 29 ,1 32, 7 32, 7 32, 7 32, 7 32, 7 32, 7 32, 7 60,4 60,4 60,4 60,4 60,4 60,4 23 2,0 23 2,0 23 2,0 23 2,0 23 2,0 ∑Q5 ∑Q6 ∑Q7 ∑Q8 ∑Q9 ∑Q10 ∑Q11 ∑Q 12 10 11 12 13 14