Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (dsv6 0416)

Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH .1 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG .2 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị .2 1.2.2 Cách vẽ đồ thị 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp 1.3.2 Đồ thị chuyển vị 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α) 1.4.1 Phương pháp 1.4.2 Đồ thị vận tốc V(α) 11 1.5 ĐỒ THỊ GIA TỐC 12 1.5.1 Phương pháp 12 1.5.2 Đồ thị gia tốc j = f(x) .12 1.6 VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH 13 1.6.1 Phương pháp 13 1.6.2 Đồ thị lực quán tính 14 1.7 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT, PJ, P1 – α 14 1.7.1 Vẽ Pkt – α 14 1.7.2 Vẽ Pj – α 15 1.7.3 Vẽ p1 – α 15 1.7.4 Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α 16 1.8 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N – α 18 1.8.1 Sơ đồ lực tác dụng lên cấu trục khủy truyền 18 1.8.2 Xây dựng đồ thị T, Z, N – α .19 1.9 ĐỒ THỊ ∑T – α 23 1.10 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU 24 1.11 ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN Q(α) .25 1.12 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN .28 1.13 ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU .30 SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 33 2.1 Chọn động tham khảo 33 2.2 Cơ cấu pittông,trục khuỷu, truyền 35 2.1.1 Hệ thống bôi trơn, làm mát .42 2.1.2 Hệ thống đánh lửa .45 III THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON THANH TRUYỀN 47 3.1 Nhóm piston 47 3.1.1 Piston 47 3.1.1.1 Điều kiện làm việc yêu cầu piston 47 3.1.1.2 Kết cấu piston 48 3.1.1.3 Tính nghiệm bền piston 49 3.2 Nhóm truyền 51 3.2.1 Thanh truyền .51 3.2.1.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo truyền 51 3.2.1.2 Kết cấu truyền 52 3.2.2 Bạc lót đầu to truyền .54 3.2.2.1 Vật liệu chịu mịn kết cấu bạc lót 54 3.2.3 Bulông truyền 54 3.2.3.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo 54 3.2.4 Tính bền truyền .55 3.2.4.1 Xác định kích thước đầu nhỏ truyền 55 3.2.4.2 Xác định kích thước đầu to truyền 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 SVTH: Trương Đình Qúy – Lớp 13C4A Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH Các thơng số cho trước THÔNG SỐ KỸ THUẬT Ký Hiệu Nhiên liệu Số xilanh/Số kì/Cách bố trí i / τ/ Thứ tự làm việc Giá trị Đơn Vị Gasoline   6/4/V-type   1-5-3-6-2-4 Tỷ số nén ε Đường kính x Hành trình Piston DxS Công suất cực đại 10   90x90 mm Ne 210 Kw ứng với số vòng quay n 5200 v/p Tham số kết cấu λ 0,25   Áp suất cực đại pz 6,5 MN/m2 Khối lượng nhóm piston mpt 1,0 kg Khối lượng nhóm truyền mtt 1,3 kg 15 độ α1 19 độ α2 63 độ α3 36 độ α4 20 độ Hệ thống nhiên liệu   EFI   Hệ thống bôi trơn Cưỡng cascte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng  Hệ thống nạp Khơng tăng áp Hệ thống phân phối khí 24 valve, DOHC Góc đánh lửa sớm Góc phân phối khí Các thơng số cần tính tốn Xác định tốc độ trung bình động cơ: C m= −3 S n 90 10 5200 = =15,6(m/ s) 30 30 Trong đó: SVTH: Trần Văn Quốc_1801 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) 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 Chọn trước: + Chỉ số nén đa biến trung bình: n1=1,36 (n1=1,32÷1,39) + Chỉ số giãn nở đa biến trung bình: n2=1,25 (n2=1,25÷1,29) Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp : pk = 0,1 [MN/m2] Đối với động bốn kỳ không tăng áp ta chọn: pa = (0,8 - 0,9)pk Vậy chọn: pa = 0,9pk = 0,09 [MN/m2]  Áp suất cuối kì nén: pc = pa.εn1 = 0,09.101,36 = 2,062[MN/m2]  Chọn tỷ số giãn nở sớm(động xăng): ρ =  Áp suất cuối trình giãn nở sớm: pb = pz δ n2 = pz = 6,5 MN =0,366[ ] 1,25 10 m ( ερ ) ( ) n2  Thể tích cơng tác: V h=S 2 π D [ 3] π 0,9 dm =0,9 =0.57[dm ] 4  Thể tích buồng cháy: V c= Vh [ dm3 ]= 0,57 =0,063 [dm3 ] ε −1 10−1  Vận tốc góc trục khuỷu: ω= π 5200 =544,54 [rad /s ] 30  Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn: Áp suất không tăng áp tuabin: pth = 1,03pk = 1,03.0,1 = 0,103 [MN/m2] Áp suất khí sót (chọn): pr = 1,07pth = 1,07.0,103= 0,110 [MN/m2] 1.2 ĐỒ THỊ CƠNG 1.2.1 Các thơng số xây dựng đồ thị SVTH: Trần Văn Quốc_1801 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) a Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 6,5 [MN/m2] Góc đánh lửa sớm: = 15o Góc phân phối khí: α1 = 19o α2 = 63o α3 = 36o α4 = 20o b Xây dựng đường nén Gọi Pnx , Vnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình nén động cơ.Vì trình nén trình đa biến nên: n Pnx V nx1 =const  n  Pnx= Đặt i= V nx V C , ta có : n Pnx V nx1 =PC V C1 Pnx = ( ) n1 V PC C V nx PC i n1 Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  c Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình giãn nở động cơ.Vì trình giãn nở trình đa biến nên ta có: n Pnx V nx =const n n 2  Pgnx V gnx =P Z V Z  Pgnx= ( ) V PZ Z V gnx n2 PZ Ta có : VZ = .VC Đặt i=  Pgnx = V gnx V C , ta có : = PZ ( ) ( ) V gnx VZ Pgnx = n2 PZ ρ i V gnx ρ V C n2 n2 n21 Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  SVTH: Trần Văn Quốc_1801 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) d Biểu diễn thông số - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 20 [mm] μV =  Vc V cbd 0,063 d m3 [dm3/mm] V = 20 = 0,00315[ mm ] [dm3/mm] - Biểu diễn thể tích cơng tác: V hbd = Vh 0,57 μV = 0,00315 =180,95 mm - Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 200 [mm]  μp= pz Pz 6,5 p zbd [MN/(m2.mm) =>  = Pzbd = 200 p = 0,0325[MN/(m2.mm)] Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vòng tròn Brick AB giá trị biểu diễn Vh, nghĩa giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd  μS = S V hbd [ ] mm mm =0,497[mm/mm] + Giá trị biểu diễn oo’: oo ,bd= , oo μS [mm] Bảng 1.1: Bảng giá trị Đồ thị công động xăng Vx Vc 1,5Vc 2Vc 2.5Vc 3Vc 3,5Vc 4Vc 4,5Vc 5Vc 5,5Vc 6Vc 6,5Vc 7Vc 7,5Vc 8Vc Giá trị thật V(dm3) 0.064 0.095 0.127 0.159 0.191 0.223 0.254 0.286 0.318 0.350 0.382 0.413 0.445 0.477 0.509 Đường nén I 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 SVTH: Trần Văn Quốc_1801 in1 1.00 1.74 2.57 3.48 4.46 5.49 6.59 7.73 8.92 10.16 11.44 12.75 14.10 15.49 16.91 1/in1 1.00 0.58 0.39 0.29 0.22 0.18 0.15 0.13 0.11 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.06 pc*1/in1 2.062 1.188 0.803 0.593 0.463 0.375 0.313 0.267 0.231 0.203 0.180 0.162 0.146 0.133 0.122 Đường giản nở in2 1.00 1.66 2.38 3.14 3.95 4.79 5.66 6.55 7.48 8.42 9.39 10.38 11.39 12.41 13.45 1/in2 1.00 0.60 0.42 0.32 0.25 0.21 0.18 0.15 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 0.07 pz./in2 6.50 3.92 2.73 2.07 1.65 1.36 1.15 0.99 0.87 0.77 0.69 0.63 0.57 0.52 0.48 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) 8,5Vc 9Vc 9,5Vc 10Vc 0.540 0.572 0.604 0.636 8.5 9.5 10 18.37 19.85 21.37 22.91 0.05 0.05 0.05 0.04 0.112 0.104 0.097 0.090 14.51 15.59 16.68 17.78 0.07 0.06 0.06 0.06 0.45 0.42 0.39 0.37 1.2.2 Cách vẽ đồ thị Xác định điểm đặc biệt: Hình 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị công động diesel + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở + Vẽ vòng tròn độ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = 0,063 + 0,57=0,633 [dm3]  Vabd = 200 [mm] pa = 0,09 [MN/m2]  pabd = 0,09/0,0325 = 2,769[mm] abd (200; 2,769) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 0,633 [dm3]  Vbbd = 200 [mm] pb = 0,366 [MN/m2]  pbbd = 0,366/0,0325 = 11,26[mm] bbd (200 ;11,26)  Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với s;  Điểm c(Vc;Pc) = c(0,063; 2,062)  Điểm bắt đầu trình nạp : r(Vc;Pr) => r(0,063;0,11)  Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1  Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4 SVTH: Trần Văn Quốc_1801 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416)  Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2  Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3  Điểm y (Vc, 0,85Pz) => y(0,063;5,525)  Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz) => z(0,063;6,5)  Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(/2Vc, Pz) => z’’(7,93;6,5)  Điểm c’’ : pc = pc + ¿ ''  Điểm b’’ : bb’’=1/2ba Pb’’ = pa + (pb-pa)/2 Pb’’ = 0,11 + (0,366 - 0,11)/2 = 0,238(MN/m2) Nối b’, b” thành đường cong tiếp dính với đường thải prx Bảng 1.2: Các điểm đặc biệt Điểm Giá trị thật V (dm3) p (MN/m ) Giá trị vẽ V (mm) p (mm) r (Vc,pr) a (Va,pa) b (Va,pb) i (Va,pr) c (Vc, pc) y (Vc,pz) 0.063 0.63 0.63 0.63 0.063 0.063 0.11 0.09 0.366 0.11 2.062 6.5 20 200 200 200 20 20 3.38 2.77 11.26 3.38 63.45 200.00 z (Vz, pz) 0.063 6.5 20 200.00 Bảng 1.3: Các giá trị biểu diễn đường nén đường giãn nở Giá trị vẽ Vx pnén pgiản nở p0 20 30 63.45 36.55 200.00 120.48 3.077 3.077 40 24.72 84.09 3.077 50 18.25 63.62 3.077 SVTH: Trần Văn Quốc_1801 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) 60 14.24 50.66 3.077 70 11.55 41.78 3.077 80 9.63 35.36 3.077 90 8.20 30.52 3.077 100 7.11 26.75 3.077 110 6.24 23.75 3.077 120 5.55 21.30 3.077 130 4.98 19.27 3.077 140 4.50 17.57 3.077 150 4.10 16.11 3.077 160 3.75 14.87 3.077 170 3.45 13.78 3.077 180 3.20 12.83 3.077 190 2.97 11.99 3.077 200 2.77 11.25 3.077 + Sau có điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn hai điểm z’’ b’’.được đồ thị Sau hiệu chỉnh đồ thị công, ta đồ thị công thực tế sau SVTH: Trần Văn Quốc_1801 Tính tốn thiết kế động đốt (DSV6-0416) 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp Hình 1.2: Phương pháp vẽ đồ Brick + Vẽ vịng trịn tâm O , bán kính R Do AD = 2R = S =90 [mm] Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với =1800 (vị trí điểm chết dưới) SVTH: Trần Văn Quốc_1801 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) * Các chi tiết chính: +Bơm nước quạt gió Bơm nước hệ thống làm mát động bơm ly tâm có nhiệm vụ cung cấp nước tuần hoàn cưỡng hệ thống làm mát động Được dẫn động đai từ trục khuỷ động Quạt gió có nhiệm vụ tạo dịng khí hút qua két nước để tăng hiệu làm nguội nước nóng sau làm mát cho động Quạt gió lắp đầu SVTH: Trần Văn Quốc_1801 47 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) phía trước trục bơm nước Các cánh quạt chế tạo thép Để nâng cao suất tạo hướng cho dịng khí vành quạt gió có hom khí 2.1.2 Hệ thống đánh lửa *Nhiệm vụ hệ thống đánh lửa Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ tạo tia lửa điện cao áp từ 12-14kV để đốt cháy hồ khí động vào cuối kỳ nén Để giúp cho cháy đạt hiệu cao, hệ thống đánh lửa phải đốt cháy hỗn hợp khơng khí nhiên liệu tức thời Thời điểm đánh lửa xác tạo vào thời điểm liên quan đến vị trí piston Bộ ECU động nhận tín hiệu từ cảm biến liên quan điều chỉnh thời điểm đánh lửa -Lấy ( hệ thống đánh lửa Trực tiếp ) sử dụng Đã cải thiện xác thời gian khởi động, giảm mát điện áp cao, cải tiến độ tin cậy tổng thể hệ thống đánh lửa loại bỏ nhà phân phối Đây hệ thống đánh lửa độc lập mà có thiết bị đánh lửa ( với ngịi nổ ) xilanh *Sơ đồ hệ thống nguyên lí làm việc Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 2GR-FE thể hình 2.15 Hình 2.15 Sơ đồ hệ thống đánh lửa động 2GR-FE SVTH: Trần Văn Quốc_1801 48 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) *Ngun lí làm việc: -Bật khố điện, trục khuỷu động chưa quay, ECU chưa nhận xung G Dòng sơ cấp qua cuộn dây sơ cấp cực (-) ắcqui ( battery) -Khi trục khuỷu động quay, cảm biến đánh lửa gửi xung G đến ECU thông tin khác (NE,Q K P, ) Tại phận máy tính phụ trách đánh lửa (Ic đánh lửa) xử lý tín hiệu phát xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm để gửi xung IGT đến xác định thời điểm đánh lửa Tuy nhiên xác định thời điểm đánh lửa, xung IGT cịn kiểm sốt chuẩn hố lại (mã hố xung) Dịng I sc bị đột ngột làm cho cuộn thứ cấp cảm ứng SĐĐ cao áp đánh lửa qua bugi Bộ phát xung IGF dẫn ngược lại ECU Xung gửi tới ECU để báo HTĐL hoạt động III THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON THANH TRUYỀN 3.1 Nhóm piston Nhóm piston gồm có piston, chốt piston, xéc măng khí, xéc măng dầu, vịng hãm chốt Trong q trình làm việc động cơ, nhóm piston có nhiệm vụ sau đây: + Tạo thành buồng cháy tốt ,bảo đảm bao kín buồng cháy, giữ khơng để khí cháy lọt xuống cácte dầu nhờn không sục lên buồng cháy + Tiếp nhận lực khí thể Pz truyền lực cho truyền để làm quay trục khuỷu đưa cơng suất ngồi Trong q trình nén, piston nén khí nạp q trình thải, piston làm nhiệm vụ bơm đẩy quét khí 3.1.1 Piston 3.1.1.1 Điều kiện làm việc yêu cầu piston a Điều kiện làm việc: Piston chi tiết máy quan trọng động đốt Trong trinh làm việc động cơ, piston chịu tải trọng học tải trọng nhiệt lớn ảnh SVTH: Trần Văn Quốc_1801 49 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) hưởng xấu đến độ bền, tuổi thọ piston -Tải trọng học: chủ yếu lực khí thể lực quán tính gây nên Các lực biến thiên theo chu kỳ nên gây va đập dội chi tiết máy nhóm piston với xy lanh truyền, làm piston bị biến dạng làm hỏng piston -Tải trọng nhiệt : tiếp xúc với nhiệt độ cao tŕnh cháy nên nhiệt độ phần đỉnh piston thường cao + Gây ứng suất nhiệt lớn làm rạn nứt cục bộ, giảm độ bền piston + Gây biến dạng nhiệt khiến piston bị bó kẹt xy lanh làm tăng ma sát piston xy lanh + Giảm hệ số nạp làm giảm công suất động + Làm dầu nhờn nhanh chóng bị phá hủy + Đối với động xăng, nhiệt độ đỉnh cao c ̣n thường gây tượng cháy sớm kích nổ - Ma sát ăn mịn hóa học: q tŕnh làm việc bề mặt thân piston thường làm việc trạng thái ma sát nửa khô thiếu dầu bôi trơn Do đỉnh piston ln tiếp xúc với khí cháy nên bị ăn mịn hóa học thành phần axít sinh trình cháy b Yêu cầu: - Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt - Tản nhiệt tốt để tránh kích nổ bó kẹt - Có trọng lượng nhỏ để giảm lực qn tính - Đủ bền đủ độ cứng vững để tránh biến dạng lớn - Đảm bảo bao kín buồng cháy để công suất động không giảm sút hao dầu nhờn 3.1.1.2 Kết cấu piston a Đỉnh piston SVTH: Trần Văn Quốc_1801 50 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Đỉnh piston phần piston với xylanh nắp xylanh tạo thành buồng cháy Đỉnh piston động 2GR – FE đỉnh lõm, buồng cháy tạo xốy lốc nhẹ, cải thiện q trình cháy b Đầu piston Đầu piston bao đỉnh piston vùng đai lắp xéc măng làm nhiệm vụ bao kín Trên bề mặt trụ ngồi piston có lắp rảnh để lắp xéc măng: rảnh lắp xéc măng khí, rảnh lắp xéc măng dầu Vì kết cấu đầu piston khơng có rảnh chắn nhiệt nên xéc măng khí thứ phải làm việc điều kiện q nóng, nhờ bố trí gần khu vực nước làm mát điều kiện làm việc cải thiện Khi tính tốn thiết kế đầu piston cần ý giải vấn đề: tản nhiệt, vấn đề bao kín sức bền Thân piston Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston dẫn động xylanh chịu lực ngang N Chiều dài thân piston động cao tốc thân thường ngắn vát bớt hai bên hông Vị trí lỗ bệ chốt: động xăng cao tốc,lỗ bệ chốt thường để lệch khỏi đường tâm xylanh tạo thành cấu khuỷu trục - truyền vừa cải thiện trình nạp vừa giảm lực ngang N nên động vận hành êm Độ lệch lỗ bệ chốt phía chiều quay thường từ mm - Dạng thân piston thường hình trụ mà tiết diện ngang thường có dạng hình ô van vát ngắn phía hai đầu bệ chốt Để tăng độ cứng vững cho piston, phần thân piston làm vành đai Ngoài ra, cần điều chỉnh trọng lượng piston, ta cắt bỏ phần kim loại phần chân piston 3.1.1.3 Tính nghiệm bền piston a Xác định kích thước SVTH: Trần Văn Quốc_1801 51 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn piston  Chiều dày đỉnh có làm mát đỉnh: ( 0,04 – 0,07 ).D Ta chọn:  = 4,9 [ mm ] Khoảng cách c từ đỉnh đến xéc măng thứ nhất: ( 0,6 – 1,2 ) Ta chọn: c = 4,6 [ mm ]  Chiều dày s phần đầu: ( 0,06 – 0,12 ).D Ta chọn: s = 8,2 [ mm ]  Chiều cao H piston: ( 0,5 – 0,8 ).D Ta chọn: H = 50 [ mm ]  Vị trí chốt piston: ( 0,35 – 0,45 ).D Ta chọn: = 29,8 [ mm ]  Đường kính chốt dcp: ( 0,25 – 0,35 ).D SVTH: Trần Văn Quốc_1801 52 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Ta chọn: dcp = 19 [ mm ]  Đường kính bệ chốt db: ( 1,3 – 1,6 ).dcp Ta chọn: db = 24 [ mm ]  Đường kính chốt d0: ( 0,6 – 0,8 ).dcp Ta chọn: d0 = 13 [ mm ]  Chiều dày phần thân s1: ( 0,02 – 0,03 ).D Ta chọn: s1 = [ mm ]  Số xéc măng khí: -3 Ta chọn:  Chiều dày hướng kính t: ( - ).D Ta chọn: t = 3,6 [ mm ]  Chiều cao a: ( 0,3 – 0,6 ).t Ta chọn: a = 1,8 [ mm ]  Số xéc măng dầu: – Ta chọn:  Chiều dày bờ rảnh a1: a Ta chọn: 1,8 [ mm ] b Điều kiện tải trọng Piston chịu lực khí thể Pkt , lực quán tính lực ngang N, đồng thời chịu tải trọng nhiệt không Khi tính tốn kiểm nghiệm bền thường tính với điều kiện tải trọng lớn 3.2 Nhóm truyền Nhóm truyền gồm có: truyền, bu lơng truyền bạc lót Trong q trình làm việc, nhóm truyền truyền lực tác dụng piston cho trục khuỷu, làm quay trục khuỷu SVTH: Trần Văn Quốc_1801 53 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) 3.2.1 Thanh truyền 3.2.1.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo truyền a Điều kiện làm việc truyền Thanh truyền chi tiết nối với piston trục khuỷu nhằm biến chuyển động tĩnh tiến piston thành chuyển động quay tròn trục khuỷu Trong trình làm việc, truyền chịu tác dụng lực : - Lực khí thể xy lanh - Lực quán tính chuyển động tĩnh tiến cảu nhóm piston - Lực qn tính truyền Các lực thay dổi theo chu kỳ,vì tải trọng tác dụng lên truyền tải trọng động Dưới tác dụng lực đó, thân truyền bị nén, uốn dọc, uốn ngang ; đầu nhỏ truyền bị biến dạng méo; nắp đầu to bị uốn kéo b Vật liệu chế tạo truyền Vật liệu chế tạo truyền thường thép cacbon thép hợp kim tùy theo loại động 3.2.1.2 Kết cấu truyền a Đầu nhỏ truyền Kết cấu đầu nhỏ truyền phụ thuộc vào kích thước phương pháp lắp ghép chốt piston lên truyền Khi lắp chốt tự do: đầu nhỏ truyền có dạng hình trụ rỗng Khi lắp chốt tự do, phải ý bôi trơn mặt chốt piston bạc lót đầu nhỏ Thơng thường dầu nhờn đưa lên bơi trơn mặt chốt bạc lót đầu nhỏ đường dẫn dầu khoan dọc thân truyền Hình 3.6 Kết cấu đầu nhỏ truyền b Thân truyền Chiều dài l truyền phụ thuộc vào thông số λ= SVTH: Trần Văn Quốc_1801 R l 54 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Ta chọn : =0,25; R = (S/2) = 42,5 [mm] Suy ra: l = (R/ ) = 170 [mm] Tiết diện ngang thân truyền hình 3.7 Hình 3.7 Tiết diện thân truyền Loại thân truyền có tiết diện chữ I hình 3.7 a,b ứng dụng rỗng rãi động Loại thân truyền có tiết diện chữ nhật ô van đơn giản chế tạo thuoừng dùng cho động mô tô, xe máy, xuồng máy động xăng cở nhỏ c Đầu to truyền Kết cấu đầu to truyền phải đảm bảo yêu cầu sau đây : - Có độ cứng vững lớn để bạc lót khơng bị biến dạng Kích thước nhỏ gọn để lực quán tính nhỏ , giảm tải trọng lên chốt khuỷu, ổ trục đồng thời giảm kích thước hộp trục khuỷu tạo khả đặ trục cam gần trục khuỷu làm cho buồng cháy động dùng cấu xu pắp đặt nhỏ gọn - Chổ chuyển tiếp thân đầu to phải có góc lượn để tăng độ cứng vững Dễ dàng việc lắp ghép cụm piston – truyền với trục khuỷu Trong hầu hết động đầu to phân làm hai nữa : liền với thân nắp đầu to truyền SVTH: Trần Văn Quốc_1801 55 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Hình 3.8 Kết cấu đầu to truyền 3.2.2 Bạc lót đầu to truyền 3.2.2.1 Vật liệu chịu mòn kết cấu bạc lót a Vật liệu chịu mịn u cầu vật liệu chịu mịn: - Có tính chống mịn tốt, có hệ số ma sát nhỏ - Có độ cứng thích đáng độ dẻo cần thiết - Dẫn nhiệt tốt - Giữ dầu bôi trơn - Chóng khít với bề mặt trục - Dễ đúc dễ bám với vỏ thép Vật liệu chế tạo bạc lót: Nhóm kim loại: gồm có babít, đồng - thiết, đồng - chì, hợp kim nhơm, hợp kim kẽm, gang chống mịn - Nhóm phi kim loại: gồm chất dẻo, gỗ ép Nhóm kim loại gốm: gồm bột kim loại ép như: sắt - graphit, đồng graphit b Kết cấu bạc lót Hợp kim chịu mịn đúc tráng lên đầu to truyền có hai cách sau đây: - Tráng trực tiếp hợp kim chịu mòn lên đầu to truyền SVTH: Trần Văn Quốc_1801 56 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) - Tráng hợp kim chịu mịn lên bạc lót: tùy theo chiều dày lớp hợp kim chịu mịn, bạc lót chia làm hai loại: bạc lót dày bạc lót mỏng 3.2.3 Bulơng truyền 3.2.3.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo a Điều kiện làm việc Bulông ruyền chi tiết nhỏ quan trọng, bulông truyền bị đứt, động hư hỏng nặng Trong làm việc, bulông truyền chịu lực sau: - Lực xiết ban đầu lắp ghép Lực quán tính khối lượng vận động tĩnh tiến lực quán tính ly tâm khối lượng vận động quay b Vật liệu chế tạo Vật liệu chế tạo bulơng truyền thép hợp kim, cịn thép cacbon dùng động hai kỳ tốc độ chậm c Kết cấu bu lơng truyền Hình dạng kết cấu bulơng truyền có nhiều kiểu, chủ yếu công dụng động biện pháp nâng cao sức bền mỏi bulông hình 3.9 SVTH: Trần Văn Quốc_1801 57 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Hình 3.9 Kết cấu bulơng truyền 3.2.4 Tính bền truyền 3.2.4.1 Xác định kích thước đầu nhỏ truyền - Đường kính ngồi bạc d1: ( 1,1 – 1,25 ).dcp Ta chọn: d1 = 66 (mm) - Đường kính ngồi d2: (1,25 – 1,65 ).dcp Ta chọn: d2 = 87 (mm) Ta chọn: lđ = 23 (mm) Chiều dày bạc đầu nhỏ: (0,055 – 0,085).dcp Ta chọn : 2,5 (mm) 3.2.4.2 Xác định kích thước đầu to truyền - Đường kính chốt khuỷu dck: (0,56 – 075).D Ta chọn: dck = 62 ( mm ) - Chiều dày bạc lót tbl: Bạc mỏng: (0,03 – 0,05)dck Ta chọn tbl = (mm) Khoảng cách tâm bu lông c: (1,3 – 1,75).dck Ta chọn: c = 73 (mm) SVTH: Trần Văn Quốc_1801 58 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Chiều dài đầu to truyền lđt: (0,45 – 0,95).dc Ta chọn: lđt = 46,5 (mm) Hình 3.11 Sơ đồ tính tốn đầu to truyền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyên lý động đốt GS-TS Nguyễn Tất Tiến NXB giáo dục - 2000 [2] Kết cấu tính tốn động đốt tập I, II, III Nguyễn Đức Phú Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1977 [3].Giáo trình kết cấu tính tốn động đốt Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng [4] 1MZ-FE Workshop Manual SVTH: Trần Văn Quốc_1801 59 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) Ngồi cịn có tham khảo số tài liệu: Giáo trình giảng dạy thầy mơn động đốt – Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng số tài liệu lấy từ mạng internet - SVTH: Trần Văn Quốc_1801 60 Đồ án CDIO :Tính tốn thiết kế động đốt (DA01-018) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến “Nguyên lý Động đốt trong” Nhà xuất giáo dục, năm 1994 [2] Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng “Nhiệt kỹ thuật” Nhà xuất giáo dục, năm 1999 [3] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 1” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [4] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 2” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [5] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “Kết cấu tính tốn Động đốt trong, Tập 3” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [6] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng “Ơtơ nhiễm môi trường” Nhà xuất giáo dục, năm 1999 [7] Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận, Nguyễn Thạch Tân, Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chí “Thủy lực máy thủy lực” Nhà xuất giáo dục, năm 1996 [8] Tài liệu động D6GA tài liệu liên quan SVTH: Trần Văn Quốc_1801 61