BÀI TẬP ĐỘNG CƠ ĐÔT TRONG

đông đốt lê anh sơn Các thông số cho trớc Số thứ tự Các thông số cho trớc Giá trị Đờng kính xi lanh :D(mm) 92 Hành trình pittông :S(mm) 80 Số vòng quay :n(v/p) 3300 Công suất động : Ne(ml) 130 Tỷ số nén : 6,5 Số xi lanh : i Vận tốc góc : (rad/s) 345,57 áp suất cuối kì nạp :Pa(kG/cm2) 0,89 áp suất cuối kì nén :Pc(kG/cm2) 11,1 10 áp suất cuối kì cháy :Pz(kG/cm2) 35,5 11 áp suất cuối kì giãn nở :Pb(kG/cm2) 3,7 12 áp suất cuối kì thảy :Pr(kG/cm2) 1,1 13 14 15 lê anh sơn đông đốt I Tính toán động học cấu trục khuỷu - truyền Nhiệm vụ chủ yếu tính toán động học cấu trục khuỷu - truyền nghiên cứu quy luật chuyển động pittong Chuyển vị pittong: Sp = R [(1 - cos) + (1 cos(2))] Trong đó: Sp :là độ chuyển vị pittong R: bán kính quay trục khuỷu : tham số kết cấu : góc quay trục khuỷu Bảng giá trị biểu thức : Sp Sp 360 10 0.758 350 20 2.994 340 30 6.603 330 40 11.413 320 50 17.207 310 60 23.729 300 70 30.709 290 80 37.874 280 90 44.968 270 100 51.762 260 110 58.062 250 120 63.718 240 130 68.616 230 140 72.682 220 150 75.87 210 160 78.158 200 170 79.535 190 180 80 180 lê anh sơn đông đốt Đồ thị dịch chuyển Pitông : S(mm) 100 80 60 40 20 (độ) 0 100 200 300 400 Trình bày cách vẽ đồ thị: S = 1() phơng pháp đồ thị, phơng pháp dùng đờng tròn Bơ - Vẽ đờng tròn tâm bán kính R bán quay trục khuỷu R. - Từ lấy đoạn 00 phía đểm chết dới: 00 = - Từ kẻ đờng thẳng song song với tâm má khuỷu cắt vòng tròn tâm M Hạ MC thẳng góc với A0 ta có: AC = x hay AC = S Vậy ứng với giá trị góc ta có độ dịch chuyển Piston Tốc độ Vp= sin2) đó: v: vận tốc Bảng giá Vp (m/s) Vp(m/s) Vp(m/s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 2.991 5.838 8.408 10.587 12.29 13.467 14.1 14.204 13.823 13.022 11.879 10.474 8.887 7.183 5.415 3.617 1.809 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 -2.991 -5.838 -8.408 -10.587 -12.29 -13.467 -14.1 -14.204 -13.823 -13.022 -11.879 -10.475 -8.887 -7.184 -5.415 -3.617 -1.809 190 180 pittong: R(sin+ Trong pittong (m/s) trị biểu thức : lê anh sơn đông đốt V(m/s2) 18 12 (độ) -6 -12 -18 100 200 300 400 Đồ thị vận tốc : Trình bày cách vẽ đồ thị: V = f2() Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R2 = R. = 40.345,57 = 1727,85(mm) 2.4 đồng tâm với đờng tròn có bán kính R1 = R. = 52.209,4 = 10890.88(mm) Vẽ hai đờng tròn nh hình vẽ: Chia vòng tròn R1 vòng tròn R2 thành phần đánh số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, theo chiều nh hình vẽ: Từ điểm 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, Kẻ đờng thẳng góc với AB cắt đờng thẳng song song với AB , kẻ từ o ,1, 2, .tại điểm O,a,b,c, đờng cong ta đợc đờng biểu diễn tốc độ lê anh sơn đông đốt b a c A 2' b' R2 B 4' 7' V R 6' 3.Gia tốc pittong Jp = R2(cos + cos2) Bảng giá trị biểu thức Jp: 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Jp(m/s2) 5970.931 5826.343 5403.469 4733.87 3866.558 2863.052 1791.264 718.926 -292.713 -1194.204 -1951.657 -2548.556 -2985.476 -3277.808 -3451.835 -3539.691 -3573.873 -3582.008 -3582.559 8000 6000 4000 2000 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 đông đốt lê anh sơn J(m/s2) Đồ thị gia tốc : Trình bày cách vẽ đồ thị: j = f3() -Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R 2= .R2 đồng tâm với na vòng tròn có bán kính -2000 100 200 300 400 -4000 -6000 R1 = R. chia vòng tròn R1và vòng tròn R2 phần đánh số 1, 2, .8 1, 2, 8theo chiều nh hình vẽ t điểm 1, 2, kẻ đờng thẳng song song với đờng kính AB cắt đờng kẻ từ O, 1, 2, tai cac điểm a, b, c Nối lại đờng cong biểu diễn trị số gia tốc 2 R 5' A 7' 8' 4' 3' B a 1' 2' R b j s p c d e III / Tính động lực học : 1/ Khái quát: Khi động việc, cấu trục khuỷu - truyền (CCTKTT) nói riêng động nói chung chịu tác dụng lực nh lực khí thể, lực quán tính, trọng lực lực ma sát tính toán động lực học, ta xét lực có giá trị lớn lực khí thể lực quán tính Mục đích việc tính toán động lực học xác định lực hợp lực hai loại lực tác dụng lên CCTKTT mô men chúng sinh để làm sở cho việc tính toán cân động cơ, tính toán sức bền chi tiết, nghiên cứu trạng thái mài mòn tính toán dao động xoắn hệ trục khuỷu Việc khảo sát động lực học đợc dựa phơng pháp quan điểm học lý thuyết Các lực mô men tính toán động lực học đợc biểu diễn dới dạng hàm số góc quay trục khuỷu quy ớc pittong điểm chết = 00 Ngoài ra, lực thờng đợc tính với đơn vị diện tích đỉnh pittong Về sau cần tính giá trị thực lực, ta nhân giá trị áp suất với diện tích tiết diên ngang đỉnh pittong lê anh sơn đông đốt 2/ Lực khí thể : a/ Xây dựng đồ thị công: b/ Khai triển đồ thị công P-V sang đồ thị:P- - Theo phơng pháp Brich ta khai triển đồ thị p-V sang đồ thị P- nh sau : - Dựng đờng tròn Brich có đờng kính 2R = la - lc , đờng tròn (O,R); từ O lấy đoạn OO phía điểm chết dới có độ dài OO = R./2 = R/8 Từ O chia nửa vòng tròn thành phần 30o nối 01 , 02 , 03 ,06 lặp lại đến 720o tơng ứng với 24 vị trí Từ O kẻ đờng 01 , 02 , 03 , 024 tơng ứng song song với 01, 02, 03 , 024 Từ , , ,24 dóng lên song song với trục Pz cắt đồ thị công 24 vi trí đồ thị công vừa vẽ trớc - Dựng đồ thị P- cách lấy gốc cho trục hoành cao hởn trục hoành đồ thị P-V KG/cm2 tơng ứng với 10(mm) giấy ô li Chia trục hoành thành 24 phần tơng ứng phần 30o ,từ điểm trục hoành dóng lên điểm đồ thị công (24 điểm đồ thị P-V ) đợc điểm cắt , từ 24 điểm ta nối thành đờng cong đợc đồ thị khí thể Pkt (P-) 3/ Lực quán tính Pj: Pj = -mJp = - mR2(cos + cos2) (KG/cm2) Trong m khối lợng chuyển động tịnh tiến đơn vị diện tích piston m = mp + m1 ; mp: khối lợng nhóm piston m1: khối lợng tập trung đầu nhỏ truyền Chọn mp =15.10-3(Kg/cm2) ; m1 = 0,25.mtt = 0,25.15.10-3 =3,75.10-3(Kg/cm2) m = 15.10-3 +3,75.10-3 =18,75.10-3 (Kg/cm2) =18,75.10-4(KG/cm2) R: Bán kính quay trục khuỷu , R = S/2 = 80/2 = 40 (mm) =40.10-3(m) :Vận tốc góc trục khuỷu ứng với số vòng quay lớn , = 345,57(rad/s) Từ ta có bảng tính giá trị lực quán tính : Pj = -m.Jp (KG/cm2) 4/ Tổng hợp lực khí thể lực quán tính : P = PKT + Pj Dựa vào đồ thị khai triển (P-) ta đo đợc giá trị lực thể khí PKT góc quay khác trục khuỷu Trên đồ thị P- trục tung chọn tỉ lệ xích = 0,1 (KG.cm-2/mm) lê anh sơn đông đốt Pj(KG/cm2) Pkt(KG/cm2) P(KG/cm2) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 375 -11.195 -8.876 -3.359 2.239 5.598 6.637 6.717 6.637 5.598 2.239 -3.359 -8.876 -11.195 -8.876 -3.358 2.239 5.598 6.637 6.717 6.637 5.598 2.239 -3.359 -8.876 -11.195 -10.59 0.11 -0.15 -0.145 -0.14 -0.135 -0.133 -0.089 -0.01 0.20 0.6 2.25 6,5 14.0 23.00 9.6 5.3 5.5 2.7 1.3 0.15 0.04 0.05 0.07 0.09 0.11 29.325 -11.085 -9.026 -3.504 2.099 5.463 6.504 6.628 6.627 5.798 2.839 -1.109 -2.376 2.805 14.124 6.242 7.539 11.098 9.337 8.017 6.787 5.638 2.289 -3.289 -8.786 -11.085 18.735 lê anh sơn đông đốt 5/ Xác định biến thiên lực tiếp tuyến T (KG/cm2) lực pháp tuyến Z (KG/cm2): T = P sin( + ) cos( + ) ( MN / m ) ; Z = P ( MN / m ) cos cos Ta lập bảng tính T Z nh sau : 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 375 Pkt(KG/cm2) 0.11 -0.15 -0.145 -0.14 -0.135 -0.133 -0.089 -0.01 0.2 0.6 2.25 6.5 14 23 9.6 5.3 5.5 2.7 1.3 0.15 0.04 0.05 0.07 0.09 0.11 29.175 Pj(KG/cm2) -11.195 -8.876 -3.359 2.239 5.598 6.637 6.717 6.637 5.598 2.239 -3.359 -8.876 -11.195 -8.876 -3.358 2.239 5.598 6.637 6.717 6.637 5.598 2.239 -3.359 -8.876 -11.195 -10.59 P(KG/cm2) -11.085 -9.026 -3.504 2.099 5.463 6.504 6.628 6.627 5.798 2.839 -1.109 -2.376 2.805 14.124 6.242 7.539 11.098 9.337 8.017 6.787 5.638 2.289 -3.289 -8.786 -11.085 18.735 T(KG/cm2) -5.497 -3.423 2.099 4.125 2.543 -2.591 -4.377 -2.839 1.083 1.447 8.602 6.098 7.539 8.379 3.651 -2.654 -4.257 -2.289 3.213 5.351 6.014 Z(KG/cm2) -11.085 -7.248 -1.079 -0.542 -3.78 -6.042 -6.628 -6.156 -4.012 -0.732 -0.342 -1.908 2.805 11.342 1.923 -1.945 -7.68 -8.674 -8.017 -6.305 -3.901 -0.591 -1.013 -7.055 -11.085 17.78 6/Vẽ đồ thị vec tơ phụ tải tác dụng lên trục khuỷu : - Vẽ trục tọa độ (O,T,Z) góc tọa độ O , chiều dơng trục T từ trái sang phải trục Z từ xuống dới , trục hoành trục O1T, trục tung trục O1Z - Chọn tỷ lệ xích = - Xác định tâm chốt khuỷu Từ gốc tọa độ O1 trục tọa độ TO1Z ta dịch xuống phía dới đoạn Po, ta xác định đợc điểm O , điểm tâm chốt khuỷu cần tìm lê anh sơn đông đốt PKo lực quán tính khối lợng chuyển động quay truyền tính đơn vị diện tích đỉnh piston (MN/m2) PKo = -m2.R.2 (MN/m2) m2 =0,75.mtt= 0,75.15.10-3 =11,2510-3(Kg/cm2) =11,25.10-4(KG/cm2) Pko = -11,25.10-4.40 10-3 345,572 =-5,374 (KG/cm2) Vecs tơ Pko có gốc O , chiều dơng hớng lên Trên toạ độ T-Z xác định giá trị củaT Z góc khác nhau(0 ữ 720o) ; Trị số T Z đợc tính bảng ta đợc điểm 0, 30, 60 .720 Dùng đờng cong nối điểm ta đợc đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 7/ Khai triển đồ thị (T-Z) sang đò thị (Q-): Từ điểm O trục tọa độ O 1T Z ta vẽ vòng tròn tâm Obán kính , Chia vòng tròn thành 12 phần đánh số thứ tự 1ữ11 Trị số khoảng cách từ O đến điểm trục tọa độ O 1TZ ứng với góc = ữ 720o, giá trị giá trị phụ tải Q (KG/cm2) tác dụng lên chốt khuỷu góc tơng ứng đồ thị (Q-) ta chọn tỉ lệ xích = (KG.cm-2/mm) 8/ Đồ thị mài mòn chốt khuỷu: - Vẽ đờng tròn tợng trng cho vòng tròn chốt khuỷu ( dùng vòng tròn chốt khuỷu đồ thị phụ tải chốt khuỷu thuận tiện chia vòng tròn thành 24 phần ) - Tính hợp lực Qcủa lực tác dụng điểm 0,1,2,3 ghi trị số lực phạm vi tác dụng bảng số liệu ( phạm vi tác dụng giả thiết 120 o , nên tơng ứng với ô bảng) Cộng trị số Q Dùng tỷ lệ xích thích đáng đặt đoạn thẳng đại biểu cho Q điểm 1, 2, , lên vòng tròn A nh hình vẽ vẽ nh phơng pháp ta có đồ thị mài mòn Cần phải ý hai phơng pháp không xác , thực tế tác dụng chêm dầu màng dầu nhờn làm cho chốt khuỷu lệch phạm vi tác dụng 120o Hơn trình sử dụng , phụ tải luôn thay đổi , chất lợng dầu nhờn biến dạng chi tiết ảnh hởng đến mài mòn cảu chốt khuỷu nhiều Điều lànm cho đồ thị vẽ không sát với tình hình mài mòn thực tế chốt khuỷu III tính toán sức bền xupap hệ thống phân phối khí Tính sức bền mặt nấm xupap dùng công thức Back , coi mặt nấm xupap nh đĩa tròn đặt tự đế tựa hình trụ ứng suất uốn mặt nấm xupap xác định theo công thức sau: - d2 u = Pz (KG/cm2) Trong : Pz : áp suất khí thể lớn (KG/cm2 ) d : đờng kính trung bình nấm xupap (mm) xupap ) : chiều dày trung bình nấm (mm); ( = (0,08ữ0,12)dn,với dn đờng kính nấm 10 lê anh sơn đông đốt u = 42 65,98 = 137510 (KG/cm2) 0,46 ứng suất uốn cho phép nằm pham vi sau: thép cac bon: [u] = 800KG/cm2 thép hợp kim : [u] = 1200KG/cm2 Nh xupap không thoả mãn điều kiện chịu uốn trục cam trực tiếp dẫn động xupap cần kiểm tra áp suất nén thân xupap chịu mô men uốn áp suất cực đại kiểm tra theo công thức sau: kmax = pk x dtl : pk: lực tac dụng lên xupap (KG/cm2 ) dt: đờng kính thân xupap (mm) l: chiều dài phần thân tiếp xúc với ống dẫn hớng (mm) x: khoảng cách từ lực tác dụng đến đờng tâm xupap(mm) [kmax] = 20(KG/cm2 ) Kmax l dt sơ đồ tính sức bền xupap 11 [...]... đông cơ đốt trong u = 2 1 42 65,98 = 137510 (KG/cm2) 4 0,46 2 ứng suất uốn cho phép nằm trong pham vi sau: đối với thép cac bon: [u] = 800KG/cm2 đối với thép hợp kim : [u] = 1200KG/cm2 Nh vậy xupap không thoả mãn điều kiện chịu uốn khi trục cam trực tiếp dẫn động xupap cần kiểm tra áp suất nén của thân xupap khi chịu mô men uốn áp suất cực đại kiểm tra theo công thức sau: kmax = 6 pk x dtl 2 trong