A02 thiet ke he thong phan phoi khi pwp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BÁO CÁO MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ DANH SÁCH THÀNH VIÊN Nguyễn Văn Vũ Dương Văn Tuân Hồ Văn Phúc Trần Quốc Trường Nguyễn Ngọc Trực 1414759 1414365 1412935 1414355 1414364 NỘI DUNG Điều Kiện Làm Việc – Yêu Cầu Kĩ Thuật Trình Bày Phương Án - Chọn Phương Án Thiết Kế Bố Trí Chung Thiết Kế Kĩ Thuật Thiết Kế Công Nghệ Thiết Kế Kinh Tế Điều Kiện Làm Việc – Yêu Cầu Kĩ Thuật 1.1 ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC • Chịu nhiệt độ cao - Xupap, lị xo xupap chịu nhiệt cao từ khí cháy khí thải - Mặt ma sát cam với đội địn bẩy • Chịu tải trọng học lớn - Xupap chịu lực va đập liên tục - Nấm xupap chịu lực khí thể lớn - Lị xo xupap chịu lực va đập lớn theo chu kỳ chịu xoắn - Đũa đẩy chịu nén, chịu uốn - Trục cam chịu uốn xoắn • Ma sát ăn mịn hóa học - Ma sát trục cam đội, đòn bẩy xupap - Xupap tiếp xúc với khí cháy => bị khí cháy ăn mòn Điều Kiện Làm Việc – Yêu Cầu Kĩ Thuật 1.2 Yêu Cầu Kĩ Thuật • Yêu cầu từ điều kiện làm việc Vật liệu - Có sức bền học lớn nhiệt độ cao - Hệ số dãn nở bé, chịu nhiệt độ cao - Chịu ma sát tốt, chống ăn mịn hóa học khí cháy - Lị xo: Cơ tính tốt, đàn hồi tốt, độ bền mỏi cao, tránh lực cộng hưởng Điều Kiện Làm Việc – Yêu Cầu Kĩ Thuật 1.2 Yêu Cầu Kĩ Thuật • Yêu cầu cấu phân phối khí - Đóng mở thời gian qui định - Độ mở lớn để dịng khí dễ lưu thơng - Đóng kín, xupap thải khơng tự ý mở q trình nạp - Ít mịn, tiếng kêu bé, làm việc êm dịu • Yêu cầu chung - Bền, tuổi thọ cao - Hoạt động ổn định, độ tin cậy cao - Có phụ tùng thay thế, dễ bảo trì, sửa chữa Giá thành rẻ - Phù hợp với cơng nghệ có • u cầu từ khách hàng Trình Bày Phương Án - Chọn Phương Án Xupap Cơ cấu PPK dùng xupap Trục cam Bố trí Xupap Đặt / Treo Số dãy Xupap Dãy / Dãy Dạng nấm Xupap Bằng / Lồi / Lõm Kiểu dẫn động Bánh / Xích / Đai Bố trí trục cam OHV / OHC / DOHC Hình nấm trụ Con đội Con đội lăn Con đội thủy lực Lò xo Xupap Lò xo / Nhiều / Khơng dùng Trình Bày Phương Án - Chọn Phương Án 2.1 Phương án bố trí xupap Dùng xupap đặt Ưu điểm: - Giảm chiều cao ĐC - Kết cấu nắp XL đơn giản - Dễ dẫn động xupap Nhược điểm : - Buồng cháy khơng gọn - Diện tích truyền nhiệt lớn - Khó tăng tỉ số nén > 7.5 Trình Bày Phương Án - Chọn Phương Án 2.1 Phương án bố trí xupap Dùng xupap treo Ưu điểm : - Buồng cháy gọn - Có nhiều kiểu bố trí - Tăng tỉ số nén động xăng - Dễ bố trí xupap tăng tiết diện lưu thơng  Tăng hệ số nạp Nhược điểm : - Dẫn động kết cấu phức tạp - Chiều cao động lớn - Khó đúc Chọn kiểu xupap treo Trình Bày Phương Án - Chọn Phương Án 2.2 Phương án chọn số dãy xupap dãy xupap Ưu điểm: - Bố trí xupap dễ Nhược điểm: - Không thể sử dụng nhiều xupap Xylanh Thiết kế bố trí chung 3.2 Tính tốn sơ a Tiết diện lưu thơng xupap Ảnh hưởng định chất lượng trao đổi khí q trình thải nạp GIẢ THUYẾT: lưu động dịng khí qua họng đế xú-pap ổn định, tốc độ pit-tông không đổi vk  if k   k  v p Fp p Thiết kế bố trí chung 3.2 Tính tốn sơ a Tiết diện lưu thơng xupap Tốc độ khí qua họng xupap Tốc độ cao, tổn thất lớn, nhiên động xăng tốc độ khí nạp phải lớn 40 m/s đường kính họng Thiết kế bố trí chung 3.2 Tính tốn sơ a Tiết diện lưu thông xupap Tiết diện lưu thông qua xupap f k   d  dh cos   h sin  cos2   Ta thấy góc α mặt nấm xupap nhỏ, tiết diện lưu thơng lớn Hành trình h lớn, fk lớn h  (0.18  0.3)dh Thiết kế bố trí chung 3.2 Tính tốn sơ b Xác định trị số thời gian tiết diện bỏ qua giai đoạn mở sớm, đóng muộn v  (1.3 1.4)vk ' k Thiết kế kỹ thuật Cơ cấu phân phối khí SOHC Cam lồi động học đội hình nấm Tính tốn sức bền trục cam Thiết kế kĩ thuật Tính Tốn Sức Bền Của Con Đội Tính tốn sức bền xupap Tính tốn lị xo xupap Thiết kế kỹ thuật 4.1 Cam lồi động học đội hình nấm Dựng hình cam lồi Thiết kế kỹ thuật 4.1 Cam lồi động học đội hình nấm Động học đội hình nấm Giai đoạn Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật 4.1 Cam lồi động học đội hình nấm Động học đội hình nấm Giai đoạn Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật 4.2 Tính tốn sức bền trục cam Giả thiết: Coi trục cam dầm có tiết diện đồng đặt tự gối tựa Tình trạng chịu lực: chịu uốn xoắn vấu cam Lực tác dụng: 𝑃𝑇𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑛é𝑛 + 𝑃𝑞𝑡 + 𝑃𝑘𝑡 Điểm đặt: mép đội vấu cam bắt đầu tiếp xúc với đội Phương: song song với đường tâm đội Chiều: hướng từ đội => cam Tính tốn: + Ứng suất uốn ứng suất xoắn, tính ứng suất tổng + Ứng suất tiếp xúc mặt cam với đội + Độ võng trục cam Ứng suất cho phép: [𝜎𝛴 ] = 50 -> 150 /MN/m2 ;[f] = 0,05 -> 0,1 mm [𝜎𝑡𝑥 ] = 600 -> 1200 /MN/m2 Thiết kế kỹ thuật 4.3 Tính tốn sức bền đội Con đội hình nấm Tình trạng chịu lực: Chịu áp suất tiếp xúc momen xoắn trục cam gây Lực tác dụng: PTmax từ vấu cam tác dụng lên đội Điểm đặt: mép đội vấu cam bắt đầu tiếp xúc với đội Phương: song song với đường tâm đội Chiều: hướng từ cam => đội Tính tốn: Áp suất tiếp xúc cực đại thân đội Áp suất cho phép: [Kmax] ≤ 10 MN/m2 Thiết kế kỹ thuật 4.4 Tính tốn sức bền xupap Dùng phương pháp Back Giả thiết: + Coi mặt nấm xupap đĩa tròn đặt tự đế tựa hình trụ + Áp suất khí thể dụng lên nấm xupap phân bố Tình trạng chịu lực: Lực khí thể phản lực gây uốn mặt nấm xupap Xét nửa mặt nấm xupap 2.𝐷 Lực khí thể: đặt trọng tâm hình trịn D, cách trục x-x đoạn y1 = 3.π Chiều hướng vào mặt xupap Phản lực khí thể trọng tâm hình trịn D1 ,cách trục x-x đoạn y2 = Tính toán: Ứng suất uốn mặt nấm xupap Ứng suất cho phép + Thép cacbon: [𝜎𝑢 ] = 80 MN/m2 + Thép hợp kim: [𝜎𝑢 ] = 120 MN/m2 𝐷1 π Thiết kế kỹ thuật 4.5 Tính tốn lị xo xupap Giả thiết: Lực lò xo tác dụng lên đường tâm lị xo Tình trạng chiu lực: lị xo chịu ứng suất xoắn lớn Tính tốn: Ứng suất xoắn lí thuyết ứng suất xoắn thực tế Ứng suất xoắn cho phép: [τ𝑥 ] = 350 ÷ 600 𝑀𝑁/𝑚2 Thiết kế cơng nghệ Quy trình sản xuất - Đưa cơng đoạn sản xuất, kèm theo máy móc, dụng cụ, trang thiết bị trình độ nhân lực sản xuất Quy trình kiểm tra - Đưa quy trình kiểm tra sản phẩm với dụng cụ kiểm tra yêu cầu chuyên môn người kiểm tra để đảm bảo thành phẩm, sản phẩm phế phẩm phải viết lại q trình cơng nghệ Thiết kế cơng nghệ bước phản hồi thiết kế Thiết kế kinh tế Đưa tất chi phí cho q trình hình thành sản phẩm: - Chi phí dự án - Chi phí thiết kế - Chi phí sản xuất: chi phí thuê/xây nhà xưởng, điện, nước, mua máy móc, khấu hao máy móc, nhân cơng lao động, nguyên vật liệu sản xuất… - Chi phí phân phối, tiếp thị quảng cáo - Chi phí cho máy quản lý, điều hành