Các yếu tố gây nên giao động của động cơ lắp trên khung xe ô tô

Tài liệu tham khảo Các yếu tố gây nên giao động của động cơ lắp trên khung xe ô tô

Chơng 2 Các yếu tố gây nên dao động của động cơ

Trong quá trình động cơ làm việc để thực hiện chức năng là nguồn động lực của ôtô, để xe chuyển động đợc trên đờng, các yếu tố tác động trực tiếp tới các gối treo của động bao gồm :

+ Các yếu tố ở bản thân của động cơ :

- Lực và mô men quán tính của khối lợng chuyển động tịnh tiến, chuyển

động quay của cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền

- Lực và mô men do môi chất công tác bị nén và đốt cháy giãn nở sinh ra (Gọi tắt là lực khí thể, mô men do lực khí thể gây ra)

- Lực ma sát phát sinh trên các bề mặt lắp ghép có sự chuyển động tơng

đối với nhau

- Sự không cân bằng về khối lợng so với hệ trục tâm đối xứng qua trọng tâm của động cơ

+ Các yếu tố tác động t ôtô.

Các dao động do sự thay đổi của lực, mô men xoắn, tốc độ quay phát sinh

ở các bộ phận của hệ truyền lực ôtô truyền ngợc về động cơ, trong đó

đáng lu tâm là chế độ khởi hành, chế độ phanh của ôtô

+ Các yếu tố về mặt đờng

Các mấp mô của mặt đờng sẽ gây ra các dao động của các khối lợng đợc treo, khối lợng không đợc treo của ôtô Trong đó động cơ là một tổng thành, phần cấu thành của khối lợng đợc treo của ôtô

Sự thay đổi liên tục cả về giá trị và hớng của các lực, mô men tác động lên

hệ treo của động cơ, gây lên sự dao động (rung động của động cơ, của chung cả

ôtô) Các rung động này làm nới lỏng các mối ghép của chân động cơ với khung

xe, gia tăng sự hao mòn, sự lão hoá các chi tiết có liên quan, phá huỷ các mối điều chỉnh của các bộ phận, cơ cấu của động cơ,của ôtô gây mỏi mệt cho ngời lái và hành khách…

Trong khuôn khổ của luận văn, nội dung tiếp sau của chơng chỉ thực hiện các phân tích các yếu tố kích tích dao động phát sinh trong quá trình làm việc chỉ ở bản thân của động cơ

2.3 Lực và mô men quán tính phát sinh ở động cơ:

Do quy luật động học của cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền của động cơ, theo quá trình làm việc của động cơ luôn phát sinh lực, mô men quán tính trên cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền, từ đó sẽ truyền qua thân của động cơ tác động nên các gối treo đàn hồi của động cơ

Lực quán tính tác động trên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền của động cơ đợc mô tả ở (hình 2.1)

Theo động cơ, lực quán tình phát sinh trên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền ở một xi lanh của động cơ, là tổng hợp của các lực quán tính cấp

1(Pqt1), vµ lùc qu¸n tÝnh cÊp 2 (Pqt2),vµ lùc qu¸n tÝnh ly t©m (Pqtlt):

Pqt - Đợc gọi là lực quán tính của các khối lợng

2.4 Các lực, mô men quán tính và sự cân bằng của động cơ:

2.4.1 Các lực, mô men quán tính và sự cân băng của độg cơ 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng:

Các lực quán tính tác động trên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền ở các xi lanh của động cơ 4kỳ đợc thể hiện ở (hình vẽ2.2)

Hình 2.2 Các lực quán tính tác dụng trên cơ cấu

trục khuỷu thanh truyền–

Thứ tự nổ của động cơ này có thể là(1-3- 4-2 ) hoặc (1- 2- 4- 3)

M Pqt t1 ,M Pqt t2 ,M Plt - Mô men do lực quán tính cấp 1, cấp 2, lực ly tâm

lanh, thẳng hàng:

Các lực quán tính tác động trên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền động cơ hai kỳ 4 xy lanh - hình vẽ:

Hình 2.3 Các lực quán tính tác dụng trên cơ cấu

trục khuỷu thanh truyền–Thứ tự nổ của động cơ loại này là: 1-3-4-2:

2 1

2.4.4 Lực quán tính, mô men quán tính và sự cân băng ở động cơ 4kỳ, 6 xi

2

π

α = :

ở động cơ loại này đợc sử dụng 3 cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền kép

với góc hợp giữa 2 thanh truyền ở một cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền 2

Hình2.5 Trạng thái làm việc, lực quán tính,ly tâm,mômen do lực (qt,lt)

+Tổng các lực quán tính cấp1 và lực ly tâm phát sinh trên các cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền ở các xi lanh của động cơ:

+Mômen tổng do các lực quán tính cấp1 và lực ly tâm phát sinh trên các cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền ở các xi lanhgcủa động cơ:

vở đầu trục khuỷu động cơ, có thể là thực hiện đồng thời cả hai biện pháp này.+Tổng các lực quán tính cấp 2 tác động trên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

2.4.5 Lực quán tính, mô men quán tính và sự cân băng ở động cơ 4kỳ, 8 xi

= 2m R Aλ ω 2[cos2 ϕ − cos 2 ϕ − cos 2 ϕ + cos 2 ϕ] = 0 (2.32)

+Mômen do các lực quán tính câp2 ở động cơ này cũng đợc triệt tiêu:

2 0

j t

M = (2.33)

các động cơ loại này đợc lắp trên xe ôtô (зил130, зил131)…

2.4.6 Lực quán tính, mô men quán tính và sự cân băng ở động cơ 4kỳ, 6 xi

Hình 2.7 Trạng thái làm việc, lực quán tính, ly tâm, mômen do lực quán tính

Lực tổng hợp của các lực quán tính cấp 1 trên các cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền kép có giá tri không đổi và bằng nhau:

Mômen tổng do các lực quán tính cấp 2 tơng t nh do các quán tính cấp 1,

có giá tri chiều tác dụng luôn thay đổi, cũng không có khả năng tạo ra sự cân bằng

động cơ, để khắc phục sự gây mất cân bằng của mômen này

Tác động gây mất cân bằng do các lực ly tâm trên các cơ cấu trục khuỷu– thanh truyền của động cơ, có thể đợc phân tích tích thông qua mômen tổng do các lực ly tâm đối với điểm 0 (hình 2.8) ở đầu hoặc ở cuối trục khuỷu

Giá trị mômen do lực ly tâm phát sinh trong mặt phẳng cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền thứ nhất

2

M = aP = am Rω (2.50)Giá trị mômen do lực ly tâm phát sinh trong mặt phẳng cơ cấu trục khuỷu– thanh truyền thứ hai

2

2

M =aP =am Rω (2.51) Mômen tổng do lực ly tâm phát sinh trên các cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền thứ 1, thứ 2, đối với điểm 0

Muurltt =Muurlt1 =Muurlt2 (2.52)

2.5 Tác động của lực khí thể trong các xi lanh động cơ :

Các lực khí thể trong các

buồng công tác của xi lanh động cơ

là các lực hữu ích tạo nên của động

cơ ở kỳ nổ và giãn nở áp suất khí thể

trong buồng công tác của các xi lanh

có giá trị lớn nhất (hình 2.9) áp suất

Hình 2.10 Diễn biến các hành trình công tác trong động cơ 4 kì, 6 xilanh

áp suất khí thể trong buồng

2.6 Mô men nghiêng do tác động của các lực quán tính và lực khí thể:

Để phân tích và tính toán mômen nghiên của động cơ do các lực này ,cần xây dụng sơ đồ tính toán nh (hình vẽ 2.1)

Lực quán tính cấp 1 (P j1) và lực quán tính cấp 2 (P j2)

Hình 2.11 Sự biến thiên của áp suất khí thể trong chu kỳ làm việc của một xy lanh

2 1

2 2

2

cos cos 2 (cos cos 2

vị trí của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

sin rsin sin

xi lanh động cơ

Trong quá trình làm việc Động cơ phải dãn động các thiết bị đồng bộ của

nó nh máy phát điện, máy nén khí Lực dẫn động từ các thiết bị này cũng có thể gây kích thích dao động trên các gối ta

Các lực ma sát phát sinh trong các bề mặt làm việc có chuyển động tơng đối của các chi tiết, bộ phận động cơ cũng là nguyên nhân gây dao động động cơ Trong

đó đáng lu ý là các lực ma sát phát sinh do chuyển động tơng đối của các pistong trong xi lanh động cơ

Lực ma sát có thể tính theo biểu thức :

p ms =k fptg f β (2.68)

ở đây :

f – Hệ số ma sát trợt giữa các vòng găng với xi lanh

k f Hệ số tính tới sự làm việc đồng thời của các xi lamh

β - Góc giữa đờng trụctâm xi lanh và thanh tuyền.

Từ đó ta đa ra các phân tích tính toán cần thiết xác địmh các yêu tố gây dao động của động cơ trong đó đã tập trung xác định các yếu tố kích thích dao động cho

động cơ khảo sát