Đồ án tốt nghiệp ngành cơ khí đóng tàu Thiết kế động cơ Diesel, công suất 2940 KW

2.1 Tính các thông số của chu trình công tác động cơ Diesel 2.2 Tính toán động học và động lực họccủa cơ cấu biên khuỷu.. - ứng dụng phần mềm tính chu trình công tác để tính toán các thô

Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o trong Khoa §ãng Tµu: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Đặc biệt là cô giáo Đặng Khánh Ngọc đã tận tình giúp giúp đỡ Em trong quá trình thực hiện đề tài Do bản than chưa có kinh nghiệm thực tế nên đế tài của En còn nhiều thiếu sót mong các thầy cô chỉ bảo, phê bình để

đề tài của Em được hoàn thiện

Em xin chân thành cảm ơn

Mở đầu

1 Tính thời sự của đề tài

Sự phát triển của ngành giao thông vận tải đánh giá tốc độ tăng trưởng và phát triển nền kinh tế quốc gia Vì vậy, giao thông vận tải giữ một vai trò cực kì quan trọng Trong bối cảnh đất nước ta hiện nay, giao thông vận tải càng khẳng định vai trò của nó và đang phát triển không ngừng, hoà chung với sự phát triển đó ngành vận tải thuỷ cũng đã và đang khặng định mình bằng những đội tàu lớn và hiện đại Trên đa số các con tàu vượt đại dương cũng như các tuyến trong nước, động cơ Diezel vẫn đang được sử dụng làm động cơ chính và việc khai thác hệ động lực tàu thủy đã áp dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật Ngày nay công nghiệp đóng tàu phát triển một cách nhảy vọt Tuy nhiên phần lớn các động cơ Diezel đều nhập

từ nước ngoài, để đặt nền móng cho nghành công nghiệp chế tạo động cơ Diesel thì việc thiết kế một động cỏ để đặt được các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật là vô cùng quan trọng

Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam là một trường chuyên nghiệp đào tạo một bộ phận kỹ sư đóng tàu và có nhiệm vụ trang trí, sửa chữa hệ thông động lực tàu thủy Sau mỗi khoá học, mỗi sinh viên được nhận một đề tài tốt nghiệp nhằm nghiên cứu tổng hợp lại những kiến thức đã được học tập ở trường, làm nâng cao chất lượng đội ngũ cán bộ kỹ thuật phục vụ tốt cho ngành

2.Mục đích của đề tài

Thiết kế động cơ Diesel, công suất 2940 KW

3.Nội dung chính của đề tài

Mỏ đầu

Chương 1 Lựa chọn phương án thiết kế

Chương 2 Thiết kế động cơ Diesel, công suất 2940 KW

2.1 Tính các thông số của chu trình công tác động cơ Diesel

2.2 Tính toán động học và động lực họccủa cơ cấu biên khuỷu 2.3 Tính kết cấu, nghiệm bền một số chi tiết

2.4 : Tính toán các hệ thống phục vụ

Chương 3 : Kết luận

4 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

- Về lý thuyết sử dụng các tài liệu liên quan đến thiết kế động cơ Diesel của thầy Lê Viết Lượng

- ứng dụng phần mềm tính chu trình công tác để tính toán các thông số kỹ thuật của động cơ, động học và động lực học của các hệ thống nhằm phục vụ cho việc tính toán thiết kế động cơ Diesel

5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đề tài chỉ giới hạn trong việc thiết kế động cơ Diesel nhằm đáp ứng được công suất 2940 KW để thỏa mãn nhu cầu thiết kế

6 í nghĩa khoa học và thực tiễn

Đề tài có ý nghhĩa khoa học và thực tiễn, nghiên cứu và làm rõ được phương pháp thiết kế động cơ Diesel nói chung và động cơ Diesel tàu thủy nói riêng đáp ứng được công suất thiết kế và điều kiện làm việc của động cơ Từ đó có thể áp dụng vào sản xuất và cải tiến nâng cao được chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cho động cơ

và làm giảm thiểu hư hỏng các chi tiết Đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho các sinh viên trong ngành cơ khí đóng tàu và các nghành cơ khí khác

Nhiệm vụ thư

Mục lục Bảng quy đổi đơn vị

Mở Đầu

1 Lí do chọn đề tài

2 Mục đích

3 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu

4 ý nghĩa thực tế của đề tài nghiên cứu

Chương 1 lựa chọn phương án thiết kế

Chương 2 thiết kế động cơ diesel, công suất 2940 kw

2.2.1 Tính toán động học của cơ cấu biên khuỷu

2.2.2 Tính toán động lực học của cơ cấu biên khuỷu

Chương, mục Tên chương mục Trang số

chương 1 Lựa chọn phương án thiết kế

Để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hoá trong và ngoài ước ngày càng phát triển, ngoài đương sắt, đường bộ, đường hàng không thì đường biển đóng một vai trò hết sức quan trọng, do vậy để phát triển ngành Hàng Hải Việt Nam thì việc

đóng mới, sửa chữa, nâng cấp một con tàu vận chuyển là rất cần thiết

Khi đóng mới một con tàu thì người ta quan tâm đến công suất, tính an toàn, tính kinh tế, khả năng quay vòng cho mỗi chuyến đi của con tàu

ở đây nhiệm vụ là thiết kế động cơ 2940 kw Để đáp ứng nhiệm vụ đó là phải chọn ra động cơ mẫu Ta xét một số động cơ được chọn là:

Sau khi tham khảo một số động cơ trên ta thấy động cơ của hãng HANSHIN chế tạo có nhiều ưu điểm phù hợp với nhiệm vụ thiết kế

- Đáp ứng được công suất

- Là động cơ thấp tốc không cần hộp số để giảm tốc , kích thước nhỏ gọn dễ

bố trí trong buồng máy

- Là động cơ tăng áp , kích thươc nhỏ gọn nên công suất lớn

- Hiệu suất cao

Chương 2 Thiết kế động cơ diezel

công suất 2940 kw

số của chu trình công tác của động cơ thì phải tính chu trình công tác Việc tính chu trình công tác có thể tính theo phương pháp cổ điển hoặc phương pháp mới Để lựa chọn phương pháp tính cần phải đánh giá các phương pháp

áp thay cho quá trình cháy nhiên liệu được đặc trưng bởi tỉ số tăng áp trong

quá trình cháy λ, chỉ số giãn nở sớm ρ Ngoài ra để tính các thông số của chu trình còn phải chọn nhiều hệ số khác như : hệ số lợi dụng nhiệt , hệ số biến đổi phần tử vv

Như vậy, để xây dựng đồ thị công trên hệ toạ độ p-V và p-φ phải xác định

được các thông số môi chất tại các điểm đặc trưng, sau đó dựa vào các phương trình đa biến và phương trình trạng thái của khí lý tưởng, đồng thời kết hợp với vòng tròn brích Trên cơ sở các đồ thị đã xây dựng tính được các thông số chỉ thị và có ích của động cơ, Ví dụ : muốn tính áp suất chỉ thị trung bình của chu trình phải sử dụng công thức sau đây :

)]

1

11(1

1)

11(1

.)1.(

[1

1

1 1 2

n n

p p

ε δ

ρ λ ρ

λ ε ψ

đúng các thông số: Ψ,ε,λ,ρ,δ,n1,n2 , trong khi đó tất cả các tài liệu đều không hướng dẫn rõ đối với loại động cơ cụ thể nên chọn các hệ số trong giới hạn nào, hoặc cho giới hạn quá rộng, nên việc chọn hệ số không đảm bảo chính xác, đặc biệt là những người hiểu không sâu môn học này

Từ cách tính chu trình công tác của động cơ Diesel theo phương pháp cổ

điển có thể rút ra nhận xét sua đây :

công tác của động cơ góc phối khí không trùng với các điểm chết

- Sử dụng quá nhiều hệ số lựa chọn nên không đảm bảo độ chính xác

lượng nhiệt trao đổi và nước làm mát

quan hệ giữa các thông số này với lực tác dụng nên cơ cấu biên khuỷu

động cơ làm việc theo các đường đặc tính điều chỉnh, đặc tính bộ phận đặc

sử dụng trong thực tế kĩ thuật và quá trình học tập

Tuy nhiên, để nghiên cứu sâu các quá trình công tác của động cơ và để dự

đoán thì phương pháp này chưa đủ hoàn thiện do các giả thiết đề ra khi thiết

kế như đã nhận xét ở mục 2.1

Động cơ tàu thuỷ hiện đại chủ yếu là động cơ tăng áp bằng tuabin khí xả Các quá trình công tác trong xi lanh của động cơ và trong tuabin máy nén có mối liên hệ và phụ thuộc lẫn nhau, điều đó phương pháp Grinihevicki và Mazing không tính đến Phương pháp không thể xác định đặc tính thay đổi các thông số chủ yếu của quá trình công tác của động cơ theo góc quay trục khuỷu, phụ thuộc vào động lực học toả nhiệt, trao đổi nhiệt với thành xilanh

và các thông số điều chỉnh Vì vậy, phải soạn thảo mô hình toán học mà quá trình công tác cho phép tính đến các yếu tố này và cho phép đánh giá ảnh hưởng của chúng đến đặc tính diễn biến của quá trình công tác, tính kinh tế

và tính tin cậy công tác của động cơ Mô hình toán học các quá trình công tác của động cơ là hệ các phương trình vi phân khép kín Khi các điều kiện ban đầu và điều kiện biên đã cho, đối với thời điểm bất kì của chu trình hệ phương trình này cũng mô tả mối quan hệ giữa đặc tính thay đổi các thông

số quá trình công tác với sự thay đổi năng lượng, khối lượng và các thông số kết cấu của động cơ

Hiện nay hai phương pháp tính quá trình công tác của động cơ đốt trong

được sử dụng rộng rãi : Phương pháp cân bằng thể tích do H.M.Glagolev thiết lập và phương pháp cân bằng năng lượng do B.M.Gôntrar thiết lập Trong đề tài sử dụng phương pháp cân bằng năng lượng để nghiên cứu

Để áp dụng phương pháp này phải giả thiết môi chất trong thể tích công tác của xilanh tại thời điểm bất kỳ đều ở trạng thái cân bằng, nghĩa là một hệ thống nhiệt cân bằng Nếu bỏ sự rò lọt môi chất qua xécmăng trong quá trình nén và giãn nở thì hệ thống nhiệt động là hệ kín

Như vậy, với phương pháp này thì môi chất trong thể tích làm việc của xilanh trong các quá trình của chu trình luôn luôn tuân theo định luật nhiệt

động thứ nhất : nhiệt lượng cấp cho chu trình dùng để thay đổi năng lượng và sinh công Dưới đây ta xét phương trình cân bằng năng lượng của môi chất trong thể tích làm việc của xilanh trong quá trình nén, cháy và giãn nở Phương trình cân bằng năng lượng của môi chất được biểu diễn qua công thức:

ϕ ϕ

dL d

dU d

được tính từ điểm chết trên lúc bắt đầu quá trình nạp ( để đơn giản hoá nhưng không ảnh nhiều đến kết quả tính trong đề tài chỉ xét quá trình của chu trình

từ 1800 đến 5400 ),rad

dm u d

dT C m d

dL

= (2.3) m: là khối lượng môi chất công tác , kg

u: nội năng đơn vị của môi chất công tác , kj/kg

p: áp suất môi chất trong xilanh , kpa

V: thể tích môi chất công tác ( thể tích công tác của xilanh ứng với vị chí

Nội năng dơn vị của môi chất công tác :

=∫

o

v dT C

u (2.4)

a) Sự thay đổi các thông số môi chất trong quá trình nén

Trong quá trình nén không có quá trình trao đổi khí nên trong phương

ϕ d

dU

vr r v

b= 0,003853

Phần lớn thời gian của quá trình nén các chi tiết tiếp súc với môi chất công tác truyền nhiệt cho môi chất, nhiệt lượng này có thể tính theo công thức :

ϕ

τ ϕ

d F T T a d

dQ d

dQ

vx kc vx vk w

.)

.( −

=

Tvx=400 480oK

Fvx : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, tinhs theo (2.10), m2

τ : thời gian trao đổi nhiệt, s

với

n d

d

.6

dQ d

kc vx vk w

.6)

b) Sự thay đổi các thông số môi chất trong quá trình cháy

θ =ϕ fs +ϕ i (2.8)

ϕ fs: góc phun sớm nhiên liệu, lấy theo lý lịch động cơ,0TK;

i

Sản vật cháy tạo thành làm tăng khối lượng môi chất công tác theo công

Và lượng sản vật cháy tăng nên :

mkcx=mr+gctx+Go.gct.x (2.11) x= ϕ

ϕ

ϕ d d

dx o

C G

C m C G d

dx g d

dT C m C G d

dU

vkc bx

vkc kcx vkk bx ct

vkc kcx vkk

ϕ ϕ

Lượng nhiên liệu cấp cho môi chất công tác bằng tổng lượng nhiệt nhận

được từ vách và nhiệt lượng do cháy lượng nhiên liệu cấp cho chu trình

ϕ ϕ

dQ d

dQ d

+

= (2.13) Lượng nhiệt toả ra do cháy phần nhiên liệu cấp ,kW/kg

ϕ

dx g Q d

dQ

ct H x

= (2.14)

ϕ

d

dQ w - tính theo (2.7 )

c) Sự thay đổi thông số các môi chất trong quá trình giãn nở

Trong quá trình giãn nở kết thúc quá trình cấp nhiên liệu vào trong xilanh nên số hạng thứ hai vế phải (2.12) bằng không, còn khối lượng sản vật cháy không đổi cho đến khi mở cửa thải.Trong quá trình này phần nhiệt truyền từ môi chất cho vách theo công thức (2.7)

Dựa vào phương trình nói trên sẽ xác định được áp suất môi chất công tác

và từ đó tính được nhiệt độ theo phương trình trạng thái của môi chất

Như vây, trên cơ sở phương trình định luật nhiệt động thứ nhất sẽ xác định

được áp suất và nhiệt độ môi chất công tác tại thời diểm bất kì của chu trình,

đó là cơ sở tính các thông số công tác của chu trình

Tuy nhiên vận dụng phương pháp này vào việc xây dựng mô hình và lập chương trình tính không phải đơn giản

π : tỷ số tăng áp lấy theo lý lịch của động cơ,hoặc động cơ mẫu :

-Nhiệt độ không khí trước xupáp nạp, oK :

Ts=Tk-ΔTlm (2.19)

-áp suất không khí trước xupap nạp,Mpa :

P s =P k.π k −∆P lm (2.20)

lm

P

-áp suất không khí cuối quá trình nạp,Mpa :

s

w s a

T w

C P

2

.576

100000

.(

)

(

r a r

r r

P P T

P t T

−

∆+

=

ε

ε : tỷ số nén lý thuyết (lấy theo lý lịch động cơ hoạc động cơ mẫu);

pr,Tr: áp suất và nhiệt độ khí sót, kpa, 0K;

-Nhiệt độ không khí cuối quá trình nạpTa, oK :

r

r r s

a

T t T T

=

1

(2.23) -Diện tích bề mặt xung quanh thể tích xilanh công tác khi piston ở

điểm chết dưới Fo, m2 :

F0=

1

2

2

−

+

ε π

D,S : đường kính xilanh và hành trình piston, m;

-Diện tích bề mặt các chi tiết tiếp xúc với môi chất công tác Fvx, m2;

1

1

−

=

ε s

V (2.27) -Thể tích công tác xilanh khi piston ở điểm chết dưới Va,m3 :

Va=Vc+Vs (2.28)

-Thể tích công tác của xilanh tính theo góc quay của trục khuỷu, m3 :

π 2 ϕ λ 2ϕ

sin 5,0cos1.(

25,

+

=V D S

V vx c ) (2.29) -Khối lượng riêng không khí sau máy nén:ρ s,kg/m3

s

s s T R

.(

21,0

s a n

P T

T P

γ ε

ε η

-Hệ số nạp kể đến hàm lượng ẩm :

d r

r r

vào trong xilanh trong một chu trình

-Lượng không khí thực tế nạp vào trong xilanh trong một chu trình không kể đến hàm lượng ẩmcủa không khí, kg :

B

=

4,8217

kf kf

m

i

T P

C

=

τ (2.37)

-Hệ số truyền nhiệt từ khí đén vách ống lót xilanh α cm

cm

cơ Tất cả các công thức tính hệ số truyền nhiệt từ khí đến vách ống lót

xilanh đều là công thức thực nghiệm ứng với các điều kiện cụ thể, vì vậy

không thể sử dụng công thức chung áp dụng cho các loại động cơ

Dưới đây là một công thức thực nghiệm tính hệ số truyền nhiệt từ khí đến

vách ống lót xilanh :

+ Công thức Nuxent áp dụng cho động cơ Diesel thấp tốc :

vx kc

vx kc

m kc

kc mc

T T

T T

C T

P

−

−+

+

= 3 2 (0,01 )4 (0,01 )4

.362,0)24,11(

151.1

+ Công thức của Iaklittr sử dụng cho các động cơ cao tốc:

α mc =0,922.228,3n P kc T kc1−n(1+1,24C m) (2.39) (n=0,394+0,1685.10−5T kc)

+ Công thức tính của Briling- Nuxent dùng cho các động cơ thấp tốc có

tăng áp:

vx kc

vx kc

m kc

kc mc

T T

T T

C T

p

−

−+

+

= 3 2 (0,01 )4 (0,01 )4

.362,0)185,045,2( 151

(57,23)(

)( 163,1

) 416 , 0 5 , 1 ( '

m

C m

m kc kc mc

e C

f

C f T P K

kc k

mc = f(p ) P T 6,2−5,2.5,7−(0,1 m)2 +0,025C

Đối với nắp xilanh và piston :f(pk)=2,3.pk1/4;

Đối với ống lót xilanh cũng có thể áp dụng đối với các bề mặt tiếp xúc

Trong các công thức trên:

Pkc, Pk, P0 - áp suất khí cháy, không khí tăng áp, không khí môi

.2

2

ϕ ε

π

π

S

S D D

+

−+ (2.46)

Sϕ - Độ dịch chuyển tức thời piston,m:

Sϕ =  − ϕ+λ.sin2ϕ

2cos1.5,

0 S ( 2.47)

- Lượng nhiệt toả ra và tốc độ toả nhiệt theo công thức Vibe:

Phần trăm nhiệt lượng toả ra theo góc quay trục khuỷu x:

z esp

1908,6

m

z z

ϕ

(2.49)

m- chỉ số đặc trưng cho sự phát triển sự cháy chọn theo thực nghiệm

ϕ Z- thời gian cháy ϕ Z =50ữ1300GQTK;

θ - góc cháy ban đầu θ =ϕ fs +ϕ i;

ϕ i- thời gian cháy trễ của nhiên liệu

n s P T L R

p

3600

0

α à

η ( 2.52)

- Hiệu suất chỉ thị:

n s h

i s s

i

P Q

P T L R η

α à η

pc= pi-pm (2.54)

pm=am+bmCm- ¸p suÊt tæn hao c¬ giíi, Mpa;

- HiÖu suÊt c¬ giíi η m:

η m=

i

e P

L

Q z n i V

ρ η η α

η

µ . . . .

.60

0

(2.56) HoÆc N e =N i.η m

ge=

m i S

s n p

L α η µ

ρ η

3600

g

Q

1000.3600

s s

T L R

n p i n z V

60

0

α µ

h= ge Ne (2.59)

2.2 tính toán động học và động lực học cơ cấu biên khuỷu 2.2.1 Tính toán động học của cơ cấu biên khuỷu

Tính toán động học của cơ cấu biên khuỷu là nghiên cứu quy luật chuyển động của piston Để tiện cho việc nghiên cứu ta giả thiết rằng trong quá trình làm việc trục khuỷu quay với một tốc độ góc không đổi

2.2.1.1.Trọng lượng của các chi tiết chuyển động thẳng

Bao gồm: piston, chốt piston, xécmăng và đầu nhỏ biên

Gt = Gp + 0,4.Gb

Trong đó : Gp= k1.D3-trọng lượng của nhóm piston

D- là đường kính của xilanh D=460 (mm)

Với piston gang: k1 =3 (kG/dm3) ⇒ Gp = 3 4,63 = 292 (kG)

3 = 22 (rad/s) Với n là số vòng quay của động cơ n=210 (v/p)

4 1

- Với động cơ thấp tốc chọn λ=

L

R

= 4 1

Trong đó: R = S/2 , bán kính quay của trục khuỷu , R = 440 (mm);

L - chiều dài thanh truyền chính , L = 4.440 = 1760 (mm)

676 , 340

= 34,763 (kG.s2/m) Khối lượng quy về đầu nhỏ biên:

4

) (

γ

Trong đó :

γ - trọng lượng riêng của vật liệu, với thép rèn lấy γ= 7,848 (kG/dm3);

Dcb - đường kính ngoài cổ biên ;

Dcb= 0,7.D =0,7.4,6= 3,22 (dm);

d0- đường kính trong cổ biên, d0=0,6.Dcb= 0,6.3,22= 1,932 (dm);

lcb - chiều dài cổ biên, lcb = 0,75.Dcb = 0,75.3,22= 2,415 (dm)

Vậy mcb=

8 , 9 4

415 , 2 ) 932 , 1 22 , 3 (

14 , 3 848 ,

Đường kính ngoài cổ trục : Dct= (0,55 ữ 0,85).D,

127 , 1 869 , 34 848 , 7

349 , 109

= 0,0658 (kG.s2/m.cm2)

2.2.1.9 Lực quán tính chuyển động quay:

Pq= - mq.R.ω2 = - 0,0658.0,44.222 = - 14,013 (kG/cm2)

2.2.2 Tính toán động lực học của cơ cấu biên khuỷu

Tính toán động lực học của cơ cấu biên khuỷu nhằm mục đích xác định các lực do hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên các chi tiết ở mỗi vị trí của trục khuỷu để phục vụ cho việc tính toán sức bền, nghiên cứu trạng thái mài mòn của các chi tiết máy và tính toán cân bằng động cơ

2.2.2.1 Đồ thị chuyển vị, vận tốc và gia tốc:

áp dụng phương pháp đồ thị của giáo sư Brich ta xác lập được mối quan hệ thuận nghịch giữa chuyển vị x của piston với góc quay α của trục khuỷu một cách thuận tiện, nhanh chóng, chính xác như sau:

Ta có công thức xác định chuyển vị, vận tốc ,gia tốc tại các góc quay của trục khuỷu :

J = R.ω2.[cosα + λ.cos2α], đặt C = [cosα + λ.cos2α] ⇒ J = R.ω2.C

Bảng 2.1 xác định các giá trị X,V,J tại các góc quay α khác nhau

§­êng cong cña qu¸ tr×nh nÐn vµ gi·n në :

n1 = 1,37 ; n2 = 1,261 ;

Pa = 1,3 (kG/cm2);

Pb = 5,58 (kG/cm2)

+ Dưới đồ thị P-V ta vẽ nửa đường tròn tâm ( 0;R’=Vh/2)

+Từ O lấy về phía ĐCD 1 đoạn OO’ = λ

+ Từ các điểm1’,2’,3’,…,13’dóng lên đồ thị công P-V cắt đồ thị tại các

điểm tương ứng rồi gióng sang hệ toạ độ P- α và trục α kẻ các đường thẳng tương ứng với các góc quay α ở từng quá trình , chúng cắt nhau Nối các điểm đó lại bằng một đường cong ta được đồ thị P- α

cos

β

β α

2.2.2.4 Góc công tác và thứ tự làm việc của các xilanh:

= 120 Trong đó :

τ - hệ số kỳ của động cơ τ=4;

i - số xilanh của động cơ i=6

- Bảng biểu diễn các quá trình làm việc của động cơ

0394 , 15597

= 19,55 (kG/cm2)

α1 T1 α4 T4 α2 T2 α6 T6 α3 T3 α5 T5 ∑

=

6 1

Trong đó:

F- diện tích được giới hạn bằng đường cong đồ thị và trục hoành;

l- chiều dài của đoạn ứng với góc công tác trên đồ thị

2.2.2.6 Đồ thị lực tác dụng lên cổ biên:

- Đồ thị dùng để xác định lực tác dụng lên cổ biên ở các góc quay của trục

khuỷu, tìm được khu vực có chịu tải lớn nhất và nhỏ nhất, giá trị lớn nhất và nhỏ nhất từ đó tìm được khu vực khoan lỗ dẫn dầu hợp lý nhất

F- diện tích được giới hạn bởi đường cong với trục hoành;

l- chiều dài ứng với góc quay α từ 0 ữ 7200 ;

à - tỉ xích của đồ thị à=àcb=0,4317 (KG/cm2.mm) + Đơn vị phụ tải trung bình:

kTB=

cb cb

p TB cb

l d

F

Q − .

=

15 , 24

* 2 , 32

903 , 1661 836 , 25

= 55,215 (kG /cm2)

Vậy ktb < [ktb] = 80(kG/cm2)

+ Đơn vị phụ tải cực đại:

kmax=

cb cb

p

l d

F

Qmax.

=

15 , 24

* 2 , 32

903 , 1661

* 78 , 100

38 ,

215 = 3,9 < [χ] = 4

2.2.2.7 Đồ thị phụ tải tác dụng lên bạc biên

- Phụ tải tác dụng lên bạc biên có cùng phương ngược chiều và cùng trị số với phụ tải tác dụng lên cổ biên

- Vị trí điểm tác dụng ứng với góc quay αi của cổ biên thì tương ứng với vị trí góc quay αi + βi của bạc biên

*) Cách vẽ đồ thị

- Vẽ dạng đầu to biên trên tờ giấy bóng mờ

- Vẽ vòng tròn bất kỳ tâm O, giao điểm của đường tròn với đường tâm biên là vị trí 00

- Chia đường tròn thành 24 phần và đánh dấu điểm từ: 00,150,300… 3600 theo chiều quay của trục khuỷu ứng với góc quay α0+β0 , α15+β15 …

- đặt tờ giấy bóng mờ trồng lên đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biến sao cho 0 trùng nhau

- Lần lượt xoay tờ giấy bóng mờ cho các điểm 150, 300 …trùng với trục Z trên đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biên đồng thời đánh dấu các đầu mút của các vectơ Qcb0 ,Qcb15 bằng các điểm : 00 ,150…nối các điểm ;00, 150 …bằng một đường cong trơn

ta được đồ thị phụ tải tác dụng lên bạc biên

2.2.2.8 Đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ trục

- Lực tác dụng lên cổ trục là hợp lực của các phản lực do các lực tác dụng lên hai cổ biên có chung một cổ trục Giá trị của lực này phụ thuộc vào góc giữa hai trục khuỷu liền nhau và trị số các lực tác dụng lên 2 cổ biên có chung 1 cổ trục

- Với hàng xilanh chính có thứ tự nổ : 1 –5 –3 – 6 – 2 – 4 : thì cổ trục 3 –

4 là cổ trục chịu tải lớn nhất vì vậy chỉ cần xác định cho cổ trục này

- Gọi phản lực tác dụng lên phía đầu trục là : Zi’ , Ti’ ,Pqi’

- Gọi phản lực tác dụng lên phía đuôi trục là : Zi’’ , Ti’’ ,Pqi’’

- Ph¶n lùc do cæ biªn i t¸c dông lªn cæ trôc i -1, i vµ cæ trôc i, i+1

i

i i i

i

i i i

l

l P P

l

l T T

l

l Z Z

' '

' '

' '

i

i i i i

i i i

l

l P P

l

l T T

l

l Z Z

' '

' '

' '

- Lùc do cæ biªn i+1 t¸c dông lªn cæ trôc i, i+1 vµ i+1, i+2

+ +

+ +

i

l qi qi

i

i i i

i

i i i

l

l P P

l

l T T

l

l Z Z

' '

' '

' '

1 1

1 1

1 1

+ +

+ +

i

l qi qi

i

i i i

i

i i i

l

l P P

l

l T T

l

l Z Z

' ''

' ''

' ''

1 1

1 1

1 1