Đồ án tính toán kết cấu động cơ đốt trong

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại đất nước đường CNH – HĐH, bước phát triển đất nước Trong xu thời đại khoa học kỹ thuật giới ngày phát triển cao Để hòa chung với phát triển đất nước ta có chủ trương phát triển số ngành công nghiệp mũi nhọn, có ngành Cơ Khý Động Lực Để thưc chủ trương đòi hỏi đất nước cần phải có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ tay nghề cao Hiểu rõ điều trường ĐHSPKT Vinh không ngừng phát triển nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề trình độ cao mà đào tạo với số lượng đông đảo đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho đất nước Khi sinh viên trường chúng em phân công thực đồ án “Tính Toán –Kết Cấu Động Cơ Đốt Trong” Đây điều kiện tốt cho chúng em có hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em học trường ,bước đầu sát vào thực tế sản xuất ,làm quen với công việc tính toán thiết kế ô tô Trong trình tính toán chúng em quan tâm dẫn,sự giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn thầy cô giáo khoa khí động lực Tuy tránh hạn chế , thiếu sót trình tính toán Để hoàn thành tốt, khắc phục hạn chế thiếu sót chúng em mong đóng góp ý kiến ,sự giúp đỡ thầy cô giáo bạn để sau trường bắt tay vào công việc ,trong trình công tác chúng em hoàn thành công việc cách tốt Vinh, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Tuấn SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN I :TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I ) Trình tự tính toán : 1.1 )Số liệu ban đầu : Loại đông cơ: 3D6-động Diesel hàng, không tăng áp, buồng cháy thống 1- Công suất động : Ne =150 (mã lực) = 111 kW 2- Số vòng quay trục khuỷu : n =1600(vg/ph) 3- Đường kính xi lanh : D =150 (mm) 4- Hành trình piton : S =180 (mm) 5- Dung tích công tác : Vh = = 3,18 (l) 6- Số xi lanh : i = 7- Tỷ số nén : ε = 15.5 8- Thứ tự làm việc xi lanh : (1-5-3-6-2-4) 9- Suất tiêu hao nhiên liệu : ge =192 (g/ml.h) 10- Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp α1;α2: α1=20(độ),α2 =48 (độ) 11- Góc mở sớm đóng muộn xupáp thải β1 , β : β1 =48(độ), β =20 (độ) 12- Chiều dài truyền: ltt = 320 (mm) 13- Số kỳ : τ = 14- Góc phun sớm : ϕi = 30o 15-Khối lượng truyền: mtt = 5,62 (kg) 16- Khối lượng nhóm piston: mpt = 2,37 (kg) 1.2 )Các thông số cần chọn : )Áp suất môi trường :pk Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp vào đông (với đông không tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước nạp nên ta chọn pk =po Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa) )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm Vì động không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG )Áp suất cuối trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào nhiều thông số chủng loại đông ,tính tốc độ n ,hệ số cản đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì cần xem xét đông tính thuộc nhóm để lựa chọn Pa Áp suất cuối trình nạp ta lấy pa =0,085 (MPa) )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải phụ thuộc giống p Áp suất khí thải chọn phạm vi : p= 0,1 (MPa) )Mức độ sấy nóng môi chất ∆T Mức độ sấy nóng môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào trình hình thành hỗn hợp khí bên hay bên xy lanh Vì đ/c điezel nên chọn ∆T= 38 o K )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu trình giản nở triệt để ,Nhiệt độ T thấp Thông thường ta chọn : T =800 ºK )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu định Thông thường chọn λ theo bảng sau : α λ 0,8 1,13 1,0 1,17 1,2 1,4 1,14 1,11 Ở ta chọn λ = 1,1 )Hệ số quét buồng cháy λ : Vì động không tăng áp nên ta chọn λ =1 )Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,02 10 )Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξ phụ thuộc vào chu trình công tác động cơ.Với đ/c điezen nên ta chọn ξ=0,78 11 )Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ tùy thuộc vào loại động xăng SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG động điezel ξ lớn ξ Do đ/c điezel ta chọn ξ=0,9 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ : Thể sai lệch tính toán lý thuyết chu trình công tác động với chu trình công tác thực tế Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu trình tính toán động xăng động điezel hệ số φ đ/c xăng thường chọn hệ số lớn.Nhưng đ/c xăng nên ta chọn φ =0,934 II )Tính toán trình công tác : 2.1 Tính toán trình nạp : )Hệ số khí sót γ : Hệ số khí sót γ tính theo công thức : γ= Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,45 γr = 1.(297 + 38) 0,11 800 0, 085 1 0,11 1,45 15,5.1, 02 − 1,1.1.( ) 0, 085 = 0, 038 )Nhiệt độ cuối trình nạp T Nhiệt độ cuối trình nạp T đươc tính theo công thức: T= ºK (297 + 38) + 1,1.0, 038.800.( Ta = 0, 085 ) 0,11 1,45 −1 1,45 + 0, 038 = 350 o K )Hệ số nạp η : η= η v = 1 297.0, 0856  0,11 1,45  15,5.1, 02 − 1,1.( )  = 0,82 15,5 − (297 + 38).0,1  0, 085  )Lượng khí nạp M : Lượng khí nạp M xác định theo công thức sau : M= (kmol/kg) nhiên liệu SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trong : Vậy : M = 30.111.103.4 = 0, 44 p = = 3,14.0,152.0,18 (MPa) 1600.6 432.10 0,1.0,82 = 1, 41 (kmol/kg) nhiên liệu 192.0, 44.297 )Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M : Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M tính theo công thức : M = ( C H O + − ) (kmol/kg) nhiên liệu 12 32 Vì đ/c diesel nên ta chọn C=0,87 ; H=0,126; O=0,004 M= ( 0,87 0,126 0, 004 + − ) = 0, 495 (kmol/kg) nhiên liệu 12 32 )Hệ số dư lượng không khí α Vì động nên : M 1,38 α = M = 0, 495 = 2, 79 o 2.2 )Tính toán trình nén : )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí : = 19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ) =19,806+0,00209.297=20,427 (kJ/kmol.độ) )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phạm cháy : Khi hệ số lưu lượng không khí α >1 tính theo công thức sau : 1, 634 187,36 ) + (427,86 + ).10−5 T (kJ/kmol.độ) α α 1, 637 187,36 = (19,876 + ) + (427,86 + ).10 −5.297 = 23, 688 (kJ/kmol.độ) 2, 79 2, 79 = (19,876 + )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp : Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hh trình nén tính theo công thức sau : = =20,546 (kJ/kmol.độ) Thay số vào ta có : SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG a' = 19,890 ; b' = 0,004 ) Chỉ số nén đa biến trung bình n: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thong số kết cấu thong số vận hành kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độ động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật sau : Tất nhân tố làm cho môi chất nhiệt khiến cho n tăng.Chỉ số nén đa biến trung bình n xác cách giải phương trình sau : n-1 = Chú ý : Thông thường để xác định n ta chọn n khoảng 1,340÷1,390 Rất trường hợp đạt n khoảng 1,400 ÷ 1,410 → (theo sách Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong - trang 128 ) Vì ta chọn n theo điều kiện toán nao thõa mãn điều kiện toán :thay n vào VT VP phương trình so sánh,nếu sai số vế phương trình thõa mãn gtbdOO ' = pk0 Fp µ p = ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 0,0047 = 31,31 ( mm) 0,0066.0,022743 Vậy xác định gốc O đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Nối O với điểm đồ thị ta có: ur uuur uur Q = pk0 + ptt ur uuur Trị số Q thể độ dài OA Chiều tác dụng chiều OA Điểm tác dụng a phương kéo dài AO cắt vòng tròn tượng trưng cho mạt chốt khuỷu. - 10 o o 20o O' O Q Đồ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 2.12 Vẽ đường biểu diễn Q= f( α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn Q= f( α) theo trình tự sau: - Chọn hoành độ α gần sát mép tờ giấy vẽ đặt μα với đồ thị p= f( α), T= f( α), Z= f( α) - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta lập bảng giá trị Q theo góc quay α trục khuỷu: SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 29 ĐẠI HỌC SPKT VINH α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Q 87.113 86.371 81.063 72.731 62.171 50.585 39.797 32.550 31.531 36.051 42.786 49.327 54.633 58.43 60.86 62.2167 62.855 63.0927 ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Q 63.151 63.118 62.953 62.444 61.288 59.120 55.656 50.758 44.628 38.055 32.755 31.154 34.244 39.955 45.199 47.609 46.230 37.1947 α 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 α 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 Q 0.9824 83.293 75.235 54.289 42.809 40.100 42.275 46.920 52.907 59.3413 65.398 70.475 74.268 76.755 78.12 78.685 77.681 76.2024 α 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 Q 71.445 66.280 64.440 63.285 61.920 59.478 55.643 50.282 43.633 36.683 31.754 32.227 39.072 49.66 61.161 71.68 79.995 85.9577 - Vẽ Q= f( α) đồ thị Q- α - Xác định Qtb cách đếm diện tích bao Q= f( α) trục hoành chia cho chiều dài trục hoành ta có Qtb: Qtb = Hệ số va đập χ: χ= FQ µQ 360 = 55,96 ( MPa) Qmax 87,11 = = 1,5566 < Qtb 55,96 Chương III :TÍNH NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH I )Tính nghiệm bền trục khuỷu : SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 30 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ta biết trục khuỷu dầm siêu tĩnh ,chịu lực phức tạp Để đơn giản cho trình xét tính kiểm nghiệm , ta phân thành nhiều đoạn với đoạn dầm trở thành dầm tĩnh định ứng với khuỷu sơ đồ tính giới thiệu hình : Ký hiệu sơ đồ sau : T va Z lực tiếp tuyến lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu Pr1 : Lực quán tính ly tâm má khuỷu C1 : Lực quán tính ly tâm chốt khuỷu C2 : Lực quán tính ly tâm m2 Pr : Lực quán tính ly tâm đối trọng T’, T’’, Z’, Z’’ : phản lực T Z sinh tác dụng lên trục làm việc M 'k , M ''k : Momen xoắn tác dụng lên cổ trục bên trái bên phải Người ta giả thiết ứng suất lớn tác dụng lên khuỷu nguy hiểm xảy trường hợp sau: Trường hợp chịu lực Pz max khởi động Trường hợp chịu lực Z max làm việc SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 31 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trường hợp chịu lực Tmax làm việc Trường hợp chịu lực ∑ Tmax Trong thực tế vận hành động , lực tác dụng trường hợp (1) lớn trường hợp (2).Và lực tác dụng lên cổ khuỷu trường hợp (3) lớn trường hợp (4) Vì ta cần xét hai trường hợp ) Trường hợp chịu lực ( Pz max ) : Đối với động điezel trường hợp khởi động Lúc ta xét vị trí trục khuỷu vị trí điểm chết (ĐCT) nên ta có : α = , T = , n = , P1 = , Pr = Z = Pz max = pz max Fp = 4,549.0,00664 = 0,03 ( MN ) Lúc : lck l 25 46 + b + ch = + 25 + = 60,5 ( mm ) 2 2 l '' l '' Z ' = Z Z '' = Z ; l0 l0 l’= l’’= Z ’= Z’’= Z 0, 03 = = 0,015 ( MN ) 2 a )Tính nghiệm bền chốt khuỷu momen uốn chốt khuỷu : M u = Z ' l’ = 0,015.60,5 10−3 = 0,9075 10−3 ( MN.m ) → Ứng suất uốn chốt khuỷu : SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 32 ĐẠI HỌC SPKT VINH δu = Mu Wu ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (MN m ) Trong : Wu : mođun chống uốn tiết diện ngang chốt : π d ch − δ ch π 0, 0584 − 0, 0324 )= ( ) = 1, 738.10 −5 ( m3 ) Đối với chốt rỗng: Wu = ( 32 d ch 32 0, 058 Trong : d ch , δ ch : Đường kính chốt khuỷu δu = Mu 0,9075.10-3 = 52, 21 ( MN ) = Wu 1, 738.10−5 b )Tính nghiệm bền má khuỷu : Lực pháp tuyến Z gây uốn nén má khuỷu tiết diện (A-A) * )Ứng suất uốn má khuỷu : 25.10−3 46.10−3 + = 0, 0355 b’= 2 ( mm ) a Ứng suất uốn má khuỷu : M Z '.b' σu = u = Wu hb / (MN/m ) Trong đó: b’=0,0355(m) -khoảng cách từ tâm trục khuỷu đến tâm má khuỷu -3 h=122.10 (m) -chiều rộng má khuỷu b=25.10-3 (m) -chiều dày má khuỷu Ta có : σu = 0,0355.0,015 ( 122.10 −3 25.10 −3 ) = 41,9 (MN/m ) Giới hạn bền cho phéo má khuỷu < [σ u ] =120 ÷ 180 (MN/m ) Vật liệu làm má khuỷu bền b, Ứng suất nén má khuỷu : Z σn = (MN/m ) 2.b.h 0,03 σn = = 4,91 (MN/m ) 2.122.10 −3.25.10 −3 → Tổng ứng suất tác dụng lên má khuỷu là: σ ∑ = σ u + σ n (MN/m ) SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 33 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG σ Σ = 41,9 + 4,91 = 47 ( MN/m ) Giới hạn bền cho phép má khuỷu [σ Σ ] =120÷180 (MN/m ) Vật liệu làm má khuỷu bền ) Trường hợp chịu lực ( Tmax ) Vị trí tính toán khuỷu trục xét nguy hiểm lệch so với ĐCT góc α= αTmax Lúc n≠ 0; T= Tmax lực quán tính khác tồn Cần vào đồ thị T= f( α) để tính giá trị lực tiếp tuyến góc tương ứng Tương ứng ta có T = 2.95 ( MN/ m ) , lực tiếp tuyến góc cần tính kê bảng : α 390 570 210 30 T 1,046 -0,28 -0,281 -0,633 Ta lập bảng để tìm khuỷu nguy hiểm : Khuỷu α 390 570 210 30 1,046 -0,28 -0,281 -0,633 -0,281 -0,633 1,046 -0,28 -0,28 -0,281 -0,633 1,046 -0,663 1,046 -0,28 -0,281 SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 34 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1)Tính nghiệm bền chốt khuỷu Ứng suất uốn mặt phẳng khuỷu trục: σ ux = M ux Z '.l '+ Pr1.a − Pr c = Wux Wux Trong : c - khoảng cách từ trọng tâm đối trọng đến đường tâm xy lanh, khuỷu hoàn toàn đối xứng : lch b 25 25 + = + = 18, 75 4 a - Khoảng cách từ tâm phần không má khuỷu đến đường tâm xylanh Pr1 - Lực quán tính quay má khuỷu Pr -Lực quán tính quay đối trọng Pr1 = Pr = mmk ρ ω Pr1 = Pr = 0,105.7800 376, 42 = 0,116 ( MN ) M ux 0,9075.10−3 + 0,116.30.10−3 − 0,116.0, 01875 σ = = 52, ( MN / m ) = 1, 738.10−5 Wux x u Ứng suất uốn mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục: σ uy = M uy T '.l ' Tmax l ' 1,046.0,0605 = = = = 81,5 ( MN / m ) Wuy Wuy 2.Wuy 2.1,738.10 −5 Ứng suất tổng cộng tác dụng lên chốt khuỷu : σu = (σ ) +(σ ) x u y u = 52, 22 + 81,52 = 96,8 ( MN / m ) Ứng suất xoắn chốt khuỷu: SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 35 ĐẠI HỌC SPKT VINH τx = ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG M k" ( ΣTi −1 + T ) Rchkh Tmax Rchkh = = Wk Wk 2.Wx 1, 046.29.10−3 = 35 ( MN / m ) = −5 2.1, 738.10 Ứng suất tổng cộng chịu xoắn chốt khuỷu: σΣ = ( σu ) + ( τ x ) = 2 96,82 + 4.352 = 119 ( MN / m ) Tính nghiệm bền cổ trục Chúng ta cần tính cho cổ trục bên phải cổ thường chịu lực lớn cổ trục bên trái Ứng suất lực pháp tuyến Z” gây ra: M ux Z ".b " σ = = Wux Wux x u Wu = π d ch − δ ch π 0, 0584 − 0, 0324 ( )= ( ) = 1, 738.10 −5 ( MN / m ) 32 d ch 32 0, 058 σ ux = M ux 0,015.0,0355 = = 27,8 ( MN / m ) −5 Wux 1,91.10 Ứng suất uốn lực tiếp tuyến T” gây ra: σ uy = M uy T ".b " 1,046.0,0355 = = = 87 Wuy Wuy 1,91.10−5 ( MN/m2) Ứng suất uốn tổng cộng : σu = (σ ) +(σ ) x u y u = 27,82 + 87 = 91,3 ( MN/m2) Ứng suất xoắn chốt khuỷu: τx = M k" ( ΣTi −1 + T ) Rcokh Tmax Rcokh = = Wk Wk 2.Wx 1, 046.32.10−3 = 39 = 2.1,91.10−5 ( MN/m2) ( MN/m2) Ứng suất xoắn tổng cộng chịu uốn chịu xoắn σΣ = (σ ) u + ( τ x ) = 91,32 + 4.392 = 120 ( MN/m2) Tính kiểm nghiệm bền má khuỷu Ta cần tính nghiệm bền má bên phải ma thường chịu lực lớn SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 36 ĐẠI HỌC SPKT VINH Ứng suất lực pháp tuyến Z” gây ra: σ uZ = ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG M ux Z ".b " 0, 015.0, 0355 = 113 = = 1,91.10−5 hb Wu ( MN/m2) Ứng suất uốn lực tiếp tuyến T” gây ra: σ uT = −3 T ".r = 1, 046.64.10 = 180 hb 1,91.10−5 ( MN/m2) Ứng suất uốn momen xoắn Mk” gây ra: σ uM = M " Tmax Rch 1,046.29.10−3 = = = 107 ( MN/m2) hb hb 1, 27.10−5 6 Ứng suất xoắn má khuỷu lực tiếp tuyến T” gây ra: τx = M k T ".b " = = ( MN/m2) Wk Wk Trong Wk momen chống xoắn tiết diện má hình chữ nhật hình Ở điểm I II ta có : τ xmax = τ x T ".b " g1.h.b ( MN/m2) Ở điểm III IV ta có: = g 2τ xmax ( MN/m2) Các hệ số g1 g2 phụ thuộc vào tỉ số h/b hình dưới: SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 37 ĐẠI HỌC SPKT VINH Ta có : ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG h 122 = = 4,8 b 25 Từ hình vẽ ta có : g1 = 0,29 , g =0,75 Vậy τ xmax = T ".b " 1,046.0,0355 = = 41 ( MN/m2) g1.h.b 0, 29.0,122.0,0252 τ x = g 2τ xmax =0,75.41 = 30,8 ( MN/m2 ) SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 38 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ứng suất nén má khuỷu lực phương pháp tuyến: σn = Z "− Pr 1,046 − 0,116 = = 101 hb 0,122.0,025 ( MN/ m2) Khi lập bảng để tính ứng suất tổng điểm má khuỷu, ta quy ước ứng suất kéo mang dấu “+” , ứng suất nén mang dấu “-“ Căn vào vào bảng tính ứng suất ta thấy ứng suất tổng điểm 1, 2, 3, Σσi cộng theo cột dọc Ứng suất tổng điểm I II : σ ΣI ,II = ( Σσ ) I , II 2 + 4τ xmax = 1012 + 4.412 = 130 ( MN/ m2) Ứng suất tổng điểm III IV : σ ΣII , IV = ( Σσ II , IV ) + 4τ x2min = 1012 + 4.30,82 = 118 ( MN/ m2) Ứng suất cho phép trục khuỷu giới thiệu bảng sau : Kiểu động Vật liệu SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Chốt khuỷu Má khuỷu Lớp ĐHOTOK7 Cổ trục Trang 39 ĐẠI HỌC SPKT VINH Tĩnh Thép cacbon tàu thuỷ Ôtô, máy kéo động Thép hợp kim cao tốc SVTH : PHẠM VĂN TUẤN ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 70 ÷ 100 MN/m 80 ÷ 120 Mn/m khuỷu 50 ÷ 80 Mn/m 80 ÷ 120 MN/m 120 ÷ 180 MN/m 60 ÷ 100 MN/m Lớp ĐHOTOK7 Trang 40 [...]... Lớp ĐHOTOK7 Trang 26 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trong đó µT là tỷ lệ xích của lực tiếp tuyến Tiếp đến ta tính ∑ Ttbt = ∑T tbt theo công suất động cơ : 30.N e 10−3 π Fpt R.n.ηm Trong đó : N e : Công suất động cơ N e = 51,48 ( KW ) Fpt : Diện tích đỉnh piston Fpt = 0,0066 (m 2 ) R : Bán kính quay trục khuỷu R = 46 10−3 ( m ) n: Số vòng quay của động cơ n = 4100 ( v/ph ) ηm = (0, 63 ÷ 0,93)... diễn ΣT = ƒ(α) của động cơ nhiều xy lanh SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 25 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Động cơ nhiều xy lanh có nhiều momen tích lũy vì vậy phải xác định momen này.Ta xác định chu kỳ của momen tổng phụ thuộc vào số xy lanh và số kỳ ,chu kỳ này bằng đúng góc công tác của các khuỷu : δ= Trong đó : τ :Là số kỳ của động cơ : 4 kỳ i : Số xy lanh của động cơ : 4 xy lanh... giãn nở và thải của động cơ Khai triển đồ thị P = ƒ(x) thành đồ thị P = ƒ(α) tương tự như cách ta khai triển đồ thị công ( thông qua vòng tròn Brick ) chỉ có điều cần chú ý là đồ thị trước là ta biểu diễn đồ –P = ƒ(x) nên cần lấy lại giá trị P cho chính xác SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 22 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG pkt=f() P∑ = f ( α ) Pj = f ( α ) 0 180 360 Đồ thị pkt = f ( α... p∑ = f (α ) 720 540 p j = (α ) 2.8 ) Vẽ đồ thị P = ƒ(α) Ta tiến hành vẽ đồ thị P = ƒ(α) bằng cách ta cộng 2 đồ thị là đồ thị là độ thị P=ƒ(α) và đồ thị P = ƒ(α) 2.9 ) Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T = ƒ(α) và đồ thị lực pháp tuyến Z = ƒ(α) Theo kết quả tính toán ở phần động lực học ta có công thức xác định lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau : T = P ; Z = P Trong đó góc lắc của thanh truyền β được... áp suất ) bởi vì được tính theo thành phần lực đơn vị (trên 1 đơn vị diện tích đỉnh piston )để tạo điều kiện cho công việc công tác dụng lực sau này của lực khí thể và lực quán tính 2 ) Ta tính được các giá trị : - Diện tích đỉnh piston : SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 19 ĐẠI HỌC SPKT VINH F= = ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3,14.0,092 2 = 0,00664 ( m ) 4 - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực đại... 2 2 Từ đó xác định tung độ của điểm b’’ là : yc′ = pc′ 4, 6203 = = 202, 74 ( mm ) µ p 0, 0227 Đồ thị công chỉ thị (được biểu diễn trên giấy A0) SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 14 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN II : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC I ) Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học : Các đường biểu diễn này đều vẽ trên 1 hoành độ thống nhất ứng với hành trình piston... Trang 33 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG σ Σ = 41,9 + 4,91 = 47 ( MN/m 2 ) Giới hạn bền cho phép của má khuỷu [σ Σ ] =120÷180 (MN/m 2 ) Vật liệu làm má khuỷu quá bền 2 ) Trường hợp chịu lực ( Tmax ) Vị trí tính toán của khuỷu trục xét nguy hiểm nhất lệch so với ĐCT một góc α= αTmax Lúc này n≠ 0; T= Tmax các lực quán tính khác đều tồn tại Cần căn cứ vào đồ thị T= f( α) để tính giá trị của lực tiếp... xác định theo 1 đường cong trơn ta thu được đồ thị biểu diễn quan hệ P = ƒ(α) pkt p0 00 1800 3600 5400 7200 Hình 2.3 Dạng đồ thị của pkt = f ( α ) 2.7 )Khai triển đồ thị P = ƒ(x) thành P = ƒ(α) Đồ thị P = ƒ(x) biểu diễn trên đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ. Nếu động cơ ở tốc độ cao đương này thế nào cũng cắt đường nén ac Động cơ tốc độ thấp, đường P ít khi cắt đường nén... trình xét và tính kiểm nghiệm , ta phân thành nhiều đoạn với đoạn dầm đó trở thành dầm tĩnh định ứng với 1 khuỷu sơ đồ tính được giới thiệu trên hình : Ký hiệu trên sơ đồ như sau : T va Z lần lượt là lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu Pr1 : Lực quán tính ly tâm của má khuỷu C1 : Lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu C2 : Lực quán tính ly tâm của m2 Pr 2 : Lực quán tính ly tâm của... dụng lên khuỷu nguy hiểm nhất có thể xảy ra trong các trường hợp sau: 1 Trường hợp chịu lực Pz max khi khởi động 2 Trường hợp chịu lực Z max khi làm việc SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 31 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3 Trường hợp chịu lực Tmax khi làm việc 4 Trường hợp chịu lực ∑ Tmax Trong thực tế khi vận hành động cơ , lực tác dụng trong trường hợp (1) bao giờ cũng lớn hơn ...ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN I :TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I ) Trình tự tính toán : 1.1 )Số liệu ban đầu : Loại đông cơ: 3D6 -động Diesel hàng, không... ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG động điezel ξ lớn ξ Do đ/c điezel ta chọn ξ=0,9 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ : Thể sai lệch tính toán lý thuyết chu trình công tác động với chu trình... mm ) µ p 0, 0227 Đồ thị công thị (được biểu diễn giấy A0) SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 14 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN II : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC I )