Ính toán thiết kế Động cơ (gm4 023 )

Từ các điểm trên vòng chia Brich ta kẻ các đường thăng song song với trục Oa.. Va tir cac điểm chia có góc tương ứng trên trục Oœ ta vẽ các đường song song với OS.. Nối các điểm này lại

Trang 1

DAI HOC DA NANG TRUONG DAI HOC DA NANG KHOA CO KHi GIAO THONG

THIET MINH DO AN

THIET KE KET CAU DONG CO

Nhiém vu:

Tính toán thiết kế động cơ GM4-023

Giảng viên hướng dẫn: ThS.Huynh Bá Vang Nhóm sinh viên thực hiện: Trần Công Quốc Tho

Lê Phan Công Tấn

Đào Ngọc Thuyên

Tạ Đồng Công Ngự

27 21C4

DA NANG 2023

Nhóm thực hiện: nhóm 27 GVHD: ThS Hinh Ba Vang

1

Trang 2

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

BỘ MÔN CƠ KHÍ ĐÔNG LỰC CONG HÒA XÃ HỌI CHỦ NGHĨA VIET NAM Đức lập - Tự do - Hạnh phúc

PBL2: THIET KE CAC CO CAU TRONG DONG CO

Nhóm sinh vién [27] thiét ké dng co [GM4-023] véi số liệu và yêu cầu sau:

SO

Duong kinh x hanh trình pston |(mmx mm)| Dxs 79x 83

\Céng suat cuc dai / toc đỏ (kW/wiph) N./n 65 / 5000

lập số liệu các đỏ thị — | đông lực học (A0) “—

2 Phân tích đặc điểm động cơ — | Phản tích thông số kỹ thuật đặc điểm kết cấu các cơ cấu vả sơ ore

tham kháo (MZR-01 ) đô nguyên lý các bệ thông động cơ tham khảo ẽ

Phân tích kết câu và xác định | Vẽ chỉ tiết piston ' Vẽ lắp cơ | „: :

S kích thước nhóm pislon- Ì(A3), thanh truyền Ì cấu piston - ngưng cong

3 Thiết kế cơ cấu piston - thanh thanh truyền (A3) thanh

ltruyền - trục khuyu Phân tích kết cầu vả xác định | Vẽchiuếttrục | truyền- Dio’

kích thước nhóm trục khuyu - | khuyu (A3), bảnh | truc khuyu = banh da đã (A3) (A3)

Phân tích kết cấu và xác định | Vẽ chỉ tiết xupap : kích thước xupap, cơ cấu dần | (A3), cơ cấu din Vẽ lắp cơ ee

Phân tích kết cấu vả xác định | Vẽ chỉ tiết trục :

kích thước trục cam và bộ {cam va binh ring! |“) ween:

truyền dẫn động trục cam đat/xích (A3) =

kchuwsecmipmy j mỹA3) | 2 | TgBmgCBgNgy-]

Giáng viên hướng dẫn Thời gian thực hiện "Trưởng bộ môn

10/9/2023 3 2/12/2023 Hình thức trình bảy theo qui định của

ThS Huỳnh Bá Vang TS Lê Minh Đức

2

Trang 3

MỤC LỤC

PHẦN I: PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC BẢN VẼ ĐỎ THỊ 5 1.1.Các thông số tính c cò cà cà nàn nén nh nh HH nh te na nh cv 5 1.1.1.Các thông số cần tính toán c cò cà cán nh nh cc cvc LÔ 1.2 DO THỊ CÔNG 2 52 222222212271122112211E 1112112112212 7 1.2.1 Các Thông Số Xây Dựng Đỗ Thị - - 5 ST E2 2 H211 re 7

1.2.1.1.Các Thông Số Cho Trước cóc cà nnn cà nành nha 7 1.2.1.2 Xây dựng đường nén Q02 2211221122112 HH Hà 7 1.2.1.3 Xây dựng đường giản nở Õ

1.2.1.4 Biêu diễn các thông sỐ s5 ST T212 1t 2212 11121 re, 8

Bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giản nở 10 1.2.1.5 Xác định các điểm đặc biệt À 252 252 2 21 21122112211211211 212 re ll 1.3 XAY DUNG DO THI DONG HOC VA DONG LỰC HỌC 14 1.3.1 Đề Thị Briek 22-22 2 2122212211211221122121221.22 xe 14 1.3.2 Đồ Thị Vận Tốc V(@) các cà nh nh nh na, TỔ 1.3.3 Đồ Thị Gia Tốc 2 2222222222 xxx T9 1.3.4 Đồ Thị Lực Quán Tính: -p;=Ñ) cc.ằc 2c 1.3.5 Đề Thị Khai Triển: Prt, P¡, Pi., 25225 2122215221122122112211221 2 cty 23 1.3.6 Đồ thị T,Z,N-d S n n2 121111211111 1101511121 E121 rreu 27

3

Trang 4

1.3.8 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuýu - 2225 s2 2csrrrsrrerres 42 1.3.2.7 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền " 44

1.3.2.6 Đồ thị khai triển Q(@) àẶ các cà eeeeeeeesesee,49

1.3.2.8 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu

4

Trang 5

PHAN 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỎ THỊ

1.1.Các thông số tính

Trang 6

S =2R [m]: Hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh

n [vòng/phút]: Tốc độ quay của động cơ

Do C„ > 9 m⁄s nên động cơ là động cơ tốc độ cao hay động cơ cao tốc

+ Áp suất cuối kì nén: p; = pa.e"' =0,09.10! 2 26 [MN/m)] [2]

+ Chọn tỷ số giãn nở sớm(động cơ Gasoline): p = 1

+ Áp suât cuôi quá trình giãn nở sớm:

[2] + Thẻ tích công tác: Vụ

+ [2] + + Thể tich buéng chay: V

+ [2] + + Vận tốc góc của trục khuýu: ø

Trang 7

+ Goc danh lira s6m:@, = 13°

+ Goc phan phéi khi: 0, =15°

Đề dễ vẽ ta tiến hành chia V;,thanh c khoảng, khi đó ¡ = l, 2, 3,

1.2.1.3 Xây dựng đường giãn nở

Goi Pen, Venx la ap suat và thê tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động

cơ Vì quá trình giãn nở là quá trình đa biến nên ta có:

Trang 8

+ Đặt, ta có:

+ Đề dễ vẽ ta tiến hành chia Vạ « thé tích công tác » thành e khoảng, khi đó i = 1, 2,3 :

+ 1.2.1.4 Biểu diễn các thông số

+ Biéu dién thé tích buồng cháy: Chọn V„„ = 15 [mm]

Biểu dién thể tích công tác:

[mm]

Biéu diễn áp suât cực đại:

+ Pa = 160 - 220 [mm] Chon pia = 160 [mm]

+ Về giá trị biéu diễn ta có đường kính của vòng tròn Brick AB bằng giá trị biéu

diễn Vụ, nghĩa là giá tri biéu dién ctra AB = Vina

= = =0.00069697

+ + Giá trị biêu diễn cla 00’: = 8 [mm]

+ + Áp xuất khí trời Po = 0.1[MN/m?]

+ = Giá trị biểu điễn của Po : =3,478 [mm]

8

Trang 9

Bang 1.2: Bang giá trị Đồ thị cơng động cơ xăng

01577165 0.378 | 0.832 | 28.965 |2.462 |0406 |1.86 ave }2 |) 30 | 2.639 | § s : ; ' 2 | 64.98 25V 0.1971456 3.606 | 0.277 | 0.609 | 21.193 0.303 | 1.39

° 25 | 49 375 | 3 3 3 : 3.291 | 8 y | 48.618

02365747 4655 |0214.|0472 | 16419 |4171 |0239 [110 3ve |3 |% 4 |§ s : 5 ) 3719 |a§.359 35V 02760039 5776 | 0.173 | 0.380 5.096 | 0.196 | 0.90

3 35 | Oo s25 |2 : ‘ 13.232 | ? 5 999 | 31.393

03154330 6.964 | 0143 10315 | 10.975 | 6.062 | 0164 1075 4e |4 l5 6ø |Ế : ° s é ° 975 | 26.39 45V |„; |03548621 [¿„„ |8212 [0121 |0267 |oagzs |zòs | 911 [065 [22 ¿ä¿

i 68 9 8 6 5 1

03942912 9518 |0105 | 0230 | 8.0308 | 8103 10123 1056 sve |5 |g 35 |) ' 9 : ; ° 056 | 19.745 55V |, [04337204 |„,„ |1087 [9991 lozs | ;oszz [9172 To 109 1950 Taz aaa

e 28 7 9 2 2

04721495 12.28 | 0.081 | 0.178 | 62217 | 1027 | 0097 |044 6Vc |6 | 9 |¿ 4 9 : ; 4 a | 15.578 65V 0.5125786 13.74 | 0.072 | 0.159 | 5.5621 | 1139 | 0.087 | 040 65 [$5 975 | 3 s 9 2 5 7 1 | 14.039

05520078 15.24 | 0.065 | 0.144 0.079 | 0.36

We |7 |1» 105 |, : ° s04 |1255 |2 7 | 12.749 75V 0.5914369 1679 | 0059 | 0130 | 4.5523 |1372 |0072 |033 : 75 | 45 H25 |) 6 9 ; ; s 5 | 11.656

06308660 1837 | 0.054 | 0.119 | 4.1590 | 14.92 030 ave js | os 120 | § i : 5 0.067 | 3°? | 10.718 85V 0.6702952 20.00 0.109 | 38206 | 1615 [0061 |028 : 8s | 0 1275 |2 005 |) ; ; 9 5 | 9.9055 0.7097243 2167 | 0.046 | 0.101 | 3.5268 | 1739 | 0.057 | 026

95V 07491534 23.37 | 0.042 18.66 | 0.053 | 0.24

° ẤP: 142.5 | ° 0094 | 3.2697 | ¿ 04 | gs7i9 10V 0.7885825 2511 | 0.039 | 0.087 | 3.0431 | 19.95 | 0.050 | 023

C 10 | 96 150 9 8 5 3 3 1 ¡ |80

Nhĩm thực hiện: nhĩm 27 GVHD: ThS Hinh Ba Vang

9

Trang 10

1.2.1.5.Xác định các điểm đặc biệt:

+ Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén và đường giản nở

+ Vé vong tron cua d6 thi Brick để xác định các điểm đặc biệt:

Điểm bắt đầu quá trình nạp : r(V.;P,) => r(15;3,906783)

® Điểm mở sớm cua xu pap nap : T xác định từ Brick ứng với ơi

® Điểm đóng muộn của xupáp thải : r” xác định từ Brick ứng với œ

® Điểm đóng muộn của xupáp nạp : a` xác định từ Brick ứng với œ

® Điểm mở sớm của xupáp thải : bỶ xác định từ Brick ứng với a3

10

Trang 11

® Điểm y (V., 0,85.P;) => y(15; 144)

® Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (V, P¿) => z(15; 160 )

e Điểm áp suất cực đại thực tế: z(z=1/2yz)

® Điểm c”: cc”= 1/3cy

° Điểm b”:bb”=l1/2ba

Bảng 1.3: Các điểm đặc biệt

60 10.9758 26.39 | 0.09 67.5 9.3073 22.644 | 0.09

75 8.03088 19.745 | 0.09 82.5 7.0277 17.444 | 0.09

90 6.22171 15.578 | 0.09 97.5 5.56215 14.039 | 0.09

105 5.014 12.749 | 0.09 112.5 4.55235 11.656 | 0.09

Nhom thuc hién: nh 120 4.15906 10.718 | 0.09 | GVHD: ThS Hinh Ba Vang

135 3.52681 9.1961 | 0.09 142.5 3.2697 8.5719 | 0.09

150 3.04313 8.019 | 0.09

Trang 12

+ Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z” và b””

Trang 13

°

Hình 1.2: Phương pháp vẽ đồ thì Brick + Vẽ vòng tròn tâm O , ban kinh R Do do AD = 2R =S =132 [mm]

Điểm A ứng với góc quay o=0°(vi tri điểm chết trên) và điểm D ứng với khi

o=180° (vi tri điểm chết đưới)

+ Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick:

[2]

+ Từ O lấy đoạn OO' dịch về phía ĐCD như Hình I.2, voi:

O00’ == =0,00552 [mm]

=> Giá trị biểu diễn :

+ Từ O' kẻ đoạn O°M song song với đường tâm má khuỷu OB, hạ M°C thăng góc

với AD Theo Brich đoạn AC =x Điều đó được chứng minh như sau:

+ Tạ có : AC=AO - OC= AO - (CO”- OO”)= R- MO`.cosơ +

+ Coi: MO” ~R + cosœ

AC=

1.3.1.2.Đồ thị chuyển vị

+ Muốn xác định chuyền vị của piston ứng với góc quay trục khuỷu là œ =10°, 20°, 30°,

ta làm như sau: từ O’ ké doan O’M song song với đường tam ma khuyu OB Ha MC

13

Trang 14

vuông góc với AD Điểm A ứng với góc quay œ=0°(vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng

với khi œ=180°(vị trí điểm chết dưới) Theo Briek đoạn AC =x

+ Vẽ hệ trục vuông góc OSơ, trục Oơœ biểu diễn giá trị góc còn trục OS biếu điễn khoảng dịch chuyển của Piston Tùy theo các góc œ ta vẽ được tương ứng khoáng dịch chuyên cia piston Từ các điểm trên vòng chia Brich ta kẻ các đường thăng song song với trục

Oa Va tir cac điểm chia (có góc tương ứng) trên trục Oœ ta vẽ các đường song song với

OS Các đường này sẽ cất nhau tại các điểm Nối các điểm này lại ta được đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x cua piston theo a

Bang |: Bảng giá trị đồ thị chuyên vi S = f(a)

14

Trang 15

+ Giá trị biêu diễn của R¿ là:

+ Chia đều nửa vòng tròn bán kính R, và vòng tròn bán kính R; ra 18 phần bằng

nhau Như vậy, ứng với góc œ ở nửa vòng tròn bán kính R¿ thì ở vòng tròn bán kính Rạ sẽ là 2ơ, 18 điểm trên nửa vòng tròn bán kính R¡ mỗi điểm cách nhau 19”

và trên vòng tròn bán kính R; mỗi điểm cách nhau là 20"

l5

Trang 16

+ Trên nửa vòng tròn Rị ta đánh số thứ tự từ 0, 1, 2, n theo chiều ngược kim đồng hồ, còn trên vòng tròn bán kính R; ta đánh số 0°,1”,2', , n' theo chiều kim đồng hỗ, cả hai đều xuat phat tir tia OA

+ Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn bán kính Rị, ta đóng các đường thang vuông góc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vòng tròn bán kính R; ta

kẻ các đường thăng song song với AB Các đường kẻ này sẽ cắt nhau tương ứng theo từng cặp 0-0°;1-1”; :18-18” tại các điểm lần lượt là 0, a, b, c„ 18 Nối các điểm này lại bằng một đường cong và cùng với nửa vòng tròn bán kính R¡ biểu

Trang 17

1.3.2.2 Đồ thi van toc Via)

- Vẽ hệ toạ độ vuông góc v - s trùng với hệ toạ độ trục thăng đứng 0v trùng với trục 0œTừ các điểm chia trên đồ thị Brích, ta kẻ các đường thăng song song với trục 0v và cắt trục 0s tại các điểm 0,1,2,3, 18, từ các điểm này ta đặt các đoạn thăng 00”, 11”, 22”, 33”, ,1§18” song song với trục 0v có khoảng cách bằng khoảng cách các đoạn tương ứng nằm giữa đường cong với nữa đường tròn bán kính r¡ mà nó biểu diễn tốc độ ở các góc ơ tương ứng Nối các điểm 0”,17,2””, ,18” lại với nhau ta có đường cong biểu diễn vận tốc piston v=f(s)

Trang 18

1.3.3 .Đồ thị gia tốc

1.3.3.1 Phương pháp

+Gi ¡ ga tôôc c alPiston badng ph U@g pháp đôã thị thường dùng phương pháp TôLê

Cách tiêôn hành cụ thể như sau:

Lâôy đoạn thẳng AB = S = 2R TỪ A dựng đoạn thẳng AC = J„„ = Rø?(1+2) TỪ B dựng doan thang BD = Jmin =-Rw*(1-A), nôôi CD cäôt AB tại E

Lady EF = -32Ro” Nôôi CF và DF Phân đo @ CF va DF thanh nh fg do anh cbaang nhau ghi cac sd6 1, 2, 3, 4, - va 1’, 2’, 3’, 4, - như trên hình 1.17

Nôôi 11’, 22’, 33’, 44’, - DUOng bao clla các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm

+ Lấy đoạn thang AB trén truc Os, voi:

+ Tại A, đựng đoạn thăng AC thắng góc với AB về phía trên, với:

18

Trang 19

+ Tại B, đựng đoạn thăng BD thẳng góc với AB vẻ phía dưới, với:

+ Nối C với D cắt AB tại E, dựng EF thăng góc với AB về phía đưới một đoạn:

EF = BD =-47,52 + Nối doan CF va DF, ta phan chia các doan CF va DF thanh 8 doan nhỏ bang nhau va

ghi số thứ tự cùng chiều, chăng hạn như trên đoạn CF: C, 1, 2, 3, 4, F; trên đoạn FD: F,

1’, 2’, 3’,4’,D Noi cae diém chia 11/22 33 Đường bao của các đoạn này là đường

cong biểu diễn gia tốc của piston: J = Ñx)

Trang 20

1.3.4 Vẽ đồ thi lực quán tính

1.3.4.1 Phương pháp

+ Các chỉ tiết máy trong cơ cầu khuỷu trục thanh truyền tham gia vào chuyên động tịnh tiến bao gồm các chỉ tiết trong nhóm piston và khối lượng của thanh truyền quy dẫn về đầu nhỏ thanh truyền

m’ =m, +mi [kg] [2]

Trong do:

+ m„: Khối lượng nhóm piston Theo dé ta co m, = 1.1 [kg]

+mị: Khối lượng thanh truyền qui dẫn về đầu nhỏ thanh truyền Được chọn tùy theo loại động cơ ôtô máy kéo hay tàu thủy, tinh tại Vì động cơ đang thiết kế có các thông số phù hợp với động cơ ôtô máy kéo nên ta chọn m¡ trong khoảng

1.3.4.2.Đồ thị lực quán tính

+ Lực quán tính các chỉ tiết tham gia chuyên động tịnh tiến:

20

Trang 21

[MN/m’]

Từ công thức ta xác định được:

[MN/m| [MN/m]

+ Đồ thị P¡ này vẽ chung với đồ thị công P-V.`

+ Cách vẽ tiễn hành tương tự như cách vẽ đồ thị J - S, với:

+ Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc OPo, trục hoành Oa nằm ngang với trục po

+ Trên trục Oc ta chia 10° một, ứng với tỷ lệ xích u, = 2 [°/mm]

+ Kết hợp đồ thị Brick và đồ thị công như ta đã vẽ ở trên, ta tiến hành khai triển

như sau:

21

Trang 22

+ Từ các điểm chia trên đồ thi Brick, đóng các đường thăng song song với ÖP và cat đồ thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, cháy - giãn nở và thải Qua các giao điểm này ta kẻ các đường ngang song song với trục

hoành sang hệ trục toạ độ OPơ

+Từ các điểm chia trên trục Oœ, kẻ các đường song song với trục OP, những đường này cắt các đường đóng ngang tại các điểm ứng với các góc chia của đồ thị Brick và phù hợp với quá trình làm việc của động cơ Nối các giao điểm này lại ta

có đường cong khai triển đồ thị Pụ - ơ với tý lệ xích :

+ Cộng các giá trị Du VỚI p¡ ở các trị số góc ơ tương ứng, ta vẽ được đường biểu

diễn hợp lực của lực quán tính và lực khí thé P,:

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	4,37 MB