Đồ án tính toán thiết kế động cơ đốt trong

Đồ án tính toán thiết kế động cơ đốt trong chuẩn xác Mục lục: LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: Xây dựng đồ thị công, động lực, động lực học của động cơ 1 1.1. Tính toán xây dựng bản vẽ đồ thị 1 1.1.1. Các thông số động cơ 1 1.1.2. Các thông số tính 1 1.1.3. Đồ thị công 2 1.1.4. Đồ thị Brick 6 1.1.5. Xây dựng đồ thị vận tốc 9 1.1.6. Đồ thị gia tốc 11 1.1.7. Vẽ đồ thị lực quán tính 12 1.1.8. Đồ thị khai triển: Pkt , Pj , P1 14 1.1.9. Xây dựng đồ thị T , Z , N 16 1.1.10. Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 23 1.1.11. Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 24 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG 34 2.1. Chọn động cơ tham khảo 34 2.2 Cơ cấu pittông,trục khuỷu, thanh truyền 37 2.3 Hệ thống bôi trơn, làm mát 45 2.4 Hệ thống đánh lửa 48 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON THANH TRUYỀN 50 3.1 Nhóm piston 50 3.1.1.1 Điều kiện làm việc và yêu cầu của piston 50 3.1.1.2 Kết cấu của piston 51 3.1.1.3 Tính nghiệm bền của piston 52 3.2 Nhóm thanh truyền 54 3.2.1 Thanh truyền 54 3.2.2 Bạc lót đầu to thanh truyền 56 3.2.3 Bulông thanh truyền 57 3.2.4 Tính bền thanh truyền 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

Đồ án tính tốn thiết kế động đốt Mục lục: LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG LỰC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ 1.1 Tính tốn xây dựng vẽ đồ thị 1.1.1 Các thông số động 1.1.2 Các thơng số tính 1.1.3 Đồ thị công 1.1.4 Đồ thị Brick 1.1.5 Xây dựng đồ thị vận tốc .9 1.1.6 Đồ thị gia tốc .11 1.1.7 Vẽ đồ thị lực quán tính 12 1.1.8 Đồ thị khai triển: Pkt , Pj , P1 - 14 1.1.9 Xây dựng đồ thị T , Z , N -  .16 1.1.10 Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 23 1.1.11 Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên đầu to truyền 24 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG .34 2.1 Chọn động tham khảo .34 2.2 Cơ cấu pittông,trục khuỷu, truyền .37 2.3 Hệ thống bôi trơn, làm mát 45 2.4 Hệ thống đánh lửa 48 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON THANH TRUYỀN 50 3.1 Nhóm piston 50 3.1.1.1 Điều kiện làm việc yêu cầu piston 50 3.1.1.2 Kết cấu piston 51 3.1.1.3 Tính nghiệm bền piston .52 3.2 Nhóm truyền .54 3.2.1 Thanh truyền .54 3.2.2 Bạc lót đầu to truyền 56 3.2.3 Bulông truyền 57 3.2.4 Tính bền truyền 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Lời nói đầu SVTH: GVHD: Đồ án tính tốn thiết kế động đốt Những năm gần đầy, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến bộ, có ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Ơ Tơ nói chung Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu chế tạo, yêu cầu cấp thiết Có ngành khí động lực ta phát triển Sau học hai mơn ngành động đốt (Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong Kết Cấu Động Cơ Đốt Trong) số môn sở khác (Sức Bền Vật Liệu, Cơ Lý Thuyết, ), sinh viên giao nhiệm vụ làm đồ án môn học “Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong” Đây phần quan trọng nội dung học tập sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể ngành Trong trình thực đồ án, em cố gắng tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, làm việc cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt Tuy nhiên, thân cịn kinh nghiệm việc hoàn thành đồ án lần khơng thể khơng có thiếu sót, mong q thầy góp ý giúp đỡ thêm để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Cuối cùng, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy, tận tình truyền đạt lại kiến thức quý báu cho em Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy quan tâm, nhiệt tình hướng dẫn trình làm đồ án Em mong muốn nhận xem xét dẫn thầy để em ngày hoàn thiện kiến thức Đà Nẵng, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực SVTH: GVHD: Đồ án tính tốn thiết kế động đốt SVTH: GVHD: Đồ án tính toán thiết kế động đốt CHƯƠNG 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG LỰC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ 1.1 Tính tốn xây dựng vẽ đồ thị 1.1.1 Các thông số động Bảng 1.1: Các thơng số cho trước động THƠNG SỐ KỸ THUẬT KÝ HIỆU GIÁ TRỊ Nhiên liệu ĐƠN VỊ Gasoline Số xilanh/Số kỳ/Cách bố trí i/ τ 6/4/V-type Thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 Tỷ số nén ε 10 Đường kính piston D 90 mm Hành trình piston S 90 mm Ne 210 Kw n 5200 v/ph Tham số kết cấu λ 0,25 Áp suất cực đại Pz 6.5 MN/m2 Khối lượng nhóm piston mpt Kg Khối lượng nhóm truyền mtt 1.3 Kg Góc đánh lửa sớm φs 15 độ α1 19 độ α2 63 độ α3 36 độ α4 20 độ Cơng suất cực đại/ số vịng quay Góc phân phối khí 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 1.1.2 Các thơng số tính + Xác định tốc độ trung bình động cơ: C m = S×n [m/s] 30 Trong đó: SVTH: GVHD: Đồ án tính tốn thiết kế động đốt S [m]: hành trình dịch chuyển piston xilanh n [vòng/ phút]: tốc độ quay động Khi đó: C m = 90 ×10 -3 × 5200 = 15.6 [m/s] 30 (1.1) Cm= 15.6 m/s > m/s: động tốc độ cao hay động cao tốc + Chọn trước số nén đa biến trung bình : n1 = 1.35 + Chọn trước số giãn nở đa biến trung bình : n2 = 1.25 + Áp suất khí cuối kì nạp: Vì động bốn kì tăng áp: pa = (0,8÷ 0,9) ×pk (1.2) Đối với động không tăng áp Chọn pk = 0,1 [MN/m2] Khi đó: pa = 0,85 × 0,1= 0,085 [MN/m2] + Áp suất cuối kì nén: pc = pa× ε n = 1.9029 [MN/m2] (1.3) + Chọn tỷ số dãn nở sớm: động xăng ρ = + Áp suất cuối trình giãn nở: pz pb = δ n2 = pz ε n = 0.366 [MN/m ] (1.4) ( ) ρ + Thể tích cơng tác: Vh = S × π × D2 =0.5722 [dm3] (1.5) + Thể tích buồng cháy: Vc = Vh =0.064 [dm3] ε −1 + Vận tốc trục khuỷu: ω= (1.6) π×n =5 44.26 [rad/s] (1.7) 30 + Áp suất khí sót: động cao tốc: pr = (1,05 - 1,10) × pth (1.8) Khi đó: pr = 0.11 [MN/m2] 1.1.3 Đồ thị công 1.1.3.1Các thông số xây dựng đồ thị Các thông số cho trước : + Áp suất cực đại: pz = 6.5 [Mn/m2] : + Góc phun sớm: s = 150 + Góc phân phối khí: 1 = 190 2 = 630 3 = 360 4 = 200 Các thông số chọn: SVTH: GVHD: Đồ án tính tốn thiết kế động đốt Áp suất khí nạp: pk = 0,1 [MN/m2] Xây dựng đường nén: Gọi Pnx, Vnx áp suất, thể tích biến thiên theo trình nén động Vì tình nén động trình nén đa biến nên: Pnx × V nnx =const Pnx × V nnx1=Pc × V nc Vc n Pnx =Pc ×( ) V nx Đặt: i= 1 Pc V nx Khi đó: Pnx = n Vc i Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  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: Pnx × V nnx =const Pgnx × V ngnx2 =Pz ×V nz Vz n Pgnx =P z ×( ) V gnx PZ V gnx Ta có : VZ = ×VC  Pgnx = n V gnx PZ ρ i= P = V C , ta có : gnx in21 Đặt n2 = PZ V gnx ρ V C n2 ( ) ( ) VZ (1.4) Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  Biểu diễn thông số: + Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 20 mm μv = Vc =0.0032 [dm3/mm] V cbd Giá trị biểu diễn Vhbd = Vh =180 [mm] μv + Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 200mm μ p= Pz =0.0325 [MN/m2.mm] P zbd + Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vịng trịn Brick AB giá trị biểu diễn Vh , nghĩa giá trị biểu diễn AB = Vhbd = 180[mm] SVTH: GVHD: Đồ án tính toán thiết kế động đốt μs = S V hbd =0.0005 [mm/mm] OO OO,bd = μS , R× λ 2× μ s + Giá trị biểu diễn OO’: = = 11.25[mm] Bảng 1.2: Bảng giá trị đồ thị công động xăng Đường nén V(dm3 ) V(mm ) i^n1 Pnx Pnxbd i^n2 Pgn 0.06 20 2.06 63.43 6.50 0.09 30 1.74 1.18 36.54 1.66 3.92 200 120.4 0.12 40 2.57 0.80 24.71 2.38 2.73 84.08 0.15 50 3.48 0.59 18.24 3.14 2.07 63.62 0.19 60 4.46 0.46 14.23 3.95 1.65 50.65 0.22 70 5.49 0.37 11.54 4.79 1.36 41.77 0.25 80 6.59 0.31 9.62 5.66 1.15 35.35 0.28 90 7.73 0.26 8.20 6.55 0.99 30.51 0.31 100 8.92 0.23 7.10 7.48 0.87 26.74 0.35 110 10.16 0.20 6.24 8.42 0.77 23.74 0.38 120 11.44 0.18 5.54 9.39 0.69 21.29 0.41 130 12.75 0.16 4.97 10.38 0.63 19.27 0.44 140 14.10 0.14 4.49 11.39 0.57 17.56 0.47 150 15.49 0.13 4.90 12.41 0.52 16.11 0.50 160 16.91 0.12 3.75 13.45 0.48 14.86 0.54 170 18.37 0.11 3.45 14.51 0.45 13.78 0.57 180 19.85 0.10 3.19 15.59 0.42 12.83 0.60 190 21.37 0.09 2.96 16.68 0.39 11.99 200 22.91 0.09 2.76 17.78 0.37 1.1.3.2 Cách vẽ đồ thị Đồ thị công động xăng kỳ không tăng áp + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở + Vẽ vòng tròn đồ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa) Va = Vc + Vh = 0.636 [dm3] pa = 0.09 [MN/m2] 11.24 0.63 SVTH: GVHD: Pgnb d Đồ án tính tốn thiết kế động đốt Vậy abd (208 ;3,4) - Điểm b (Vb ; pb) Vb = Va =0.636 [dm3] => Vbbd = Vb =198.75 [mm] μv pb = 0.366 [MN/m2] => pbbd = pb =11.26[mm] μp Vậy bbd (208; 9,75) - Điểm phun sớm: c’ xác định từ đồ thị Brick ứng với s; Hình 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị công động xăng - Điểm c( Vc ; Pc) Vc =0.064 [dm3] => Vcbd = 20 [mm] pc = 2.06[MN/m2] => pcbd = pc =63.38[mm] μp Vậy cbd (15; 92,43) - Điểm bắt đầu trình nạp: r( Vc; Pr) = (0.064; 0,11) => rbd (20; 4,576) - Điểm mở sớm xupáp nạp: r’ xác định từ đồ thị Brick ứng với α1 - Điểm đóng muộn xupáp thải: r’’ xác định từ đồ thị Brick ứng với α4 - Điểm đóng muộn xupáp nạp: a’ xác định từ đồ thị Brick ứng với α2 - Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ đò thị Brick ứng với α - Điểm y (Vc ; Pz) = (0,064; 5.525) => ybd (20; 170) SVTH: GVHD: Đồ án tính tốn thiết kế động đốt - Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc ; Pz) = (0,047; 5.525) => zbd (20; 200) - Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(/2.Vc ; Pz) - Điểm c’’: cc”=1/3cy - Điểm b’’: bb’’=1/2ba Bảng 1.3: Các điểm đặc biệt Đ i ể m Giá trị thật V [ d m P[ M N/ m2] Giá trị vẽ [mm] V P a ( V a ] 6 0.0 , 2.0 8 , , 5.5 25 2 , p a ) c ( V c , p c ) z SVTH: GVHD: Đồ án tính tốn thiết kế động đốt ( V z , p z ) b ( V b 6 0.3 66 , 0.1 , 4,2 , p b ) r ( V r , p r ) y ( V c , p y SVTH: GVHD: