Báo cáo phân tích cơ cấu tay quay con trượt

Báo cáo phân tích cơ cấu tay quay con trượt

BÁO CÁO PHÂN TÍCH CƠ CẤU TAY QUAY CON TRƯỢT

I Khái niện nguyên lý hoạt động cơ cấu.

- Cơ cấu tay quay con trượt là biến thể của cơ cấu 4 khâu bản lề, gồm 4 khâu được nối với nhau bằng 4 khớp 3 khớp bản lề A, B, C và khớp tịnh tiến D

Hình 1.1 cấu tạo cơ cấu tay quay con trượt

1 tay quay

2 thanh truyền

3 con trượt

4 giá

II Phân loại cơ cấu.

1 Cơ cấu tay quay con trượt đồng tâm

- Phương chuyển động của con trượt đi qua tâm khớp

2 Cơ cấu tay quay con trượt lệch tâm

- Phương chuyển động của con trượt không đi qua tâm khớp

III Ứng dụng của cơ cấu.

- Tùy theo, yêu cầu của từng máy cụ thể mà cơ cấu có thể được ứng nhiều vào quá trình sản xuất, mục đích chủ yếu của cơ cấu là biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại để thực hiện một chức năng nào đó của máy Một ứng dụng rất quan trọng của cơ cấu là dùng để làm động cơ đốt trong giúp cho các phương tiện di chuyển hoạt động được nhờ vào cơ cấu piston xilanh Ngoài ra cơ cấu còn được dùng cho một số máy công cụ như máy bào xọc ….,

IV Vài nét về cơ cấu piston xilanh trong động cơ đốt trong.

1 Chu kỳ làm việc của động cơ: Khi động cơ làm việc phải trải qua các quá

trình nạp, nén, cháy – giãn nở và thải khí Tổng hợp các quá trình đó gọi là Chu trình làm việc của động cơ

Kì là một phần của Chu trình, diễn ra trong thời gian một hành trình của pittông.

- Động cơ 4 Kì: Pittông thực hiện 4 hành trình

`- Động cơ 2 kì: Pittông thực hiện 2 hành trình

a Kỳ nạp: Pittông đi từ trên xuống Xupap nạp mở, xupap thải đóng.

Do sự chênh lệch áp suất trong xilanh và bên ngoài nên không khí bên ngoài

sẽ đi vào xilanh qua cửa nạp

b Kỳ nén: Pittông đi từ dưới lên Cả hai xupap đều đóng.

Thể tích xi lanh giảm, áp suất và nhiệt độ trong xilanh tăng Cuối kì nén vòi phun phun một lượng nhiên liệu Điêzen có áp suất cao vào buồng cháy

c Kỳ cháy - giãn nở: Pittông đi từ trên xuống dưới.Cả hai xupap đều đóng.

Nhiên liệu được phun tơi vào buồng cháy hoà trộn với khí nóng tạo thành hoà khí.Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao hoà khí tự bốc cháy sinh ra áp suất đẩy pitông đi xuống.Kì này là kì sinh công.

d Kỳ thải: Pittông đi từ dưới lên trên Xupap nạp đóng, xupap thải mở.

Pittông được trục khuỷu dẫn động đi lên đẩy khí thải trong xilanh ra ngoài.Khi pittông đi đến trên, Chu trình làm việc mới bắt đầu

2 Điểm chết của piston.

Định nghĩa: Điểm chết là vị trí mà tại đó pittông đổi chiều chuyển động.

4 Thể tích toàn phần.

Thể tích toàn phần là thể tích xilanh khi pitông ở điểm chết dưới

Giới hạn bởi lắp máy, thành xilanh và đỉnh pittông

Đơn vị: cm3 hoặc lit

5 Thể tích buồn cháy: Là thể tích xilanh khi pittông ở điểm chết trên.

Đơn vị: cm3 hoặc lit

6 Thể tích công tác Thể tích công tác là thể tích xi lanh giới hạn bởi ĐCT và

Ở động cơ Điêzen: e = 6 – 10

Ở động cơ Xăng: e = 15 – 20

V Mô phỏng cơ cấu.

1 Vật liệu do ta sử dụng vật liệu mặt định của phần mền

- Piston ta dùng vật liệu hợp Kim nhôm với các tính chất như bảng sau

- Các chi tiết còn lại dùng thép kết cấu với tính chất sau

2 Mô hình

- Phương án 1: Trục Piston và tâm của Tay quay trùng nhau

- Phương án 2: trục piston và tâm của Tay quay lệch nhau một khoảng

e = 5mm

- Phương án 3: Trục piston và tâm của Tay quay lệch nhau một khoảng

e =10mm

- Phương án 4: Trục piston và tâm của Tay quay lệch nhau một gốc 5 độ

- Phương án 5: Trục piston và tâm của Tay quay lệch nhau một gốc 10 độ

3 Ta tiến hành gán các ràn buộc chuyển động cho cơ cấu

4 Chia lưới cho cơ cấu

5 Gán chuyển động và áp suất cho cơ cấu

7 Gán nhiệt độ cho cơ cấu

- Nhiệt độ tại buồn đốt piston

- Nhiệt độ các chi tiết xung quanh piston

6 Kết quả phân tích về ứng suất, chuyển vị, vận tốc và sự phân bố nhiệt độ trong cơ cấu ở 5 phương án trên

- Phương án 1

- Phương án 2

- Phương án 3

- Phương án 4

- Phương án 5

VI Đánh giá kết quả mô phỏng

- Ta thấy khi cơ cấu được đặt lệch tâm so với trục piston hoặc làm thành một gốc với trục piston ứng suất giảm do đó khắc phục được nhược điểm của cơ cấu này là giảm được tác hại cua 2 điểm chết ở trên và dưới của piston chọn phương

- trong thực tế thì các dòng xe wave anpha của honda đã áp dụng cơ cấu piston lệch tâm vào để cải tiến động cơ giúp giảm nhiên liệu và tăng độ bền nhưng khả năng tăng tốc của các dòng xe anpha mới không bằng các dòng cũ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình “Ansys – Phân tích ứng suất và biến dạng”, TS Đỗ Thành

Trung, NXB Đại học quốc gia Tp.HCM