bài tap lon nguyen ly dong co

bài làm đầy đủ bài tập lớn nguyên lý dộng cơ đốt trong( font .vntime)........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Phần I: tính nhiệt - động học - động lực học

chơng I: tính toán chu trình công tác của động cơ đốt

trong

1.1.Trình tự tính toán:

1.1.1 Các số liệu ban đầu:

1 Kiểu động cơ: Động cơ diesel một xy lanh, không tăng áp

30 30.4.11.03

0,666 2200.1.0,903

e e

r t

a

r r

k r

p p p

p T

T T

1

2 1

2

.

1

r

m r

a r r t k

a

p

p T T

T T

1,5 1 1,5

0, 087 (297 30) 1,1.0, 03.740.

0,115

1 0,03

a T

r t

k a k

k

p p

p T T T

1

2

1

.

v k

T p g

P M

.

10

432 3 1



 ; (I-1)

Ta cã .30

0,666

e e

21 , 0

mc mc

4 ChØ sè nÐn ®a biÕn n 1 :

 1

2

314 , 8 1

1

' ' 1

32

0 4 1

z b

314 , 8 1

 

 z

r z

v z

r z v vz

x x

mc x x

mc mc

1

.

0 0

0

'' 0

T T M

1

* 2

1

.

314 , 8 1









1 20,89980 0,00273.2167,8 1

2 1 13,5283 1

0,7017 1 0,0302 1,0437.2167,8 1

2 1 13,5283

n

n n

z n

z n

0,115 0,3149

Tr = ( ) 100

r

r r T

chon T

T 

% = 844,92 740

.100 844,92



% = 12,42% < 15% VËy Tr chän nh ë trªn lµ tho¶ m·n

1.2.5 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña chu tr×nh c«ng t¸c

1 ¸p suÊt trung b×nh chØ thÞ lý thuyÕt :

1 1

1 1

1 1

1

3 SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu chØ thÞ:

e

N V

Dựa vào bảng đã lập ta vẽ đờng nén và đờng giãn nở, vẽ tiếp đờng biểudiễn quá trình nạp và quá trình thải lý thuyết bằng hai đờng song song với trụchoành, đi qua hai điểm pa và pr Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính để có đồ thịcông chỉ thị, các bớc hiệu đính nh sau :

a Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp :

Từ 0’ của đồ thị Brick xác định góc đóng muộn 2 = 430 của xupáp thải,bán kính này cắt Brick ở a’, từ a’ gióng đờng song song với tung độ cắt đờng

pa ở a Nối điểm r trên đờng thải với a Ta có đờng chuyển tiếp từ quá trìnhthải sang quá trình nạp

b Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén (điểm c):

Cũng từ 0’ của đồ thị Brick xác định góc phun sớm s =170 bán kính nàycắt đồ thị Brick tại c’’’, từ c’’’gióng đờng song song với tung độ cắt đờng nén tại

điểm c’’ Trên đoạn cz lấy c’ sao cho

Pc’ = Pc +1/3(Pz - Pc) = 5,2087 + 1/3( 7,813 – 5,2087) = 6,0768(Mpa).Dùng một cung cong thích hợp, nối 2 điểm c’’ và c’

Từ O’ của đồ thị Brick, dựng một góc 150 sau điểm chết trên cắt vòng trònBrick tại một điểm ,sau đó dóng vuông góc với zz’ tai z”, Tại z’’ áp suất đạtgiá trị pmax

d Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế :

Hiệu đính điểm b căn cứ vào góc mở sớm xupáp thải áp suất cuối quá trìnhgiãn nở thực tế b’ thờng thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do

xu páp thải mở sớm

Từ đồ thị Brick xác định góc mở sớm xu páp thải  1 = 43o cắt vòng trònBrick tại một điểm, từ điểm đó dóng đờng song song với trục tung cắt thị công

tại b’ Trên đoạn br bb’ sao cho bb’ = br

2

1

Dùng thớc cong nối b’’b’ tiếp tuyếnvới pr = const ta đợc quá trình chuyển tiếp từ quá trình giãn nở sang quá trìnhthải

§å thÞ c«ng

Chơng II: Tính toán động học và động lực học

* Các số liệu của động cơ để tính toán động học và động lực học:

- Chiều dài thanh truyền: Ltt = 210 mm

- Khối lợng nhóm thanh truyền: mtt

mtt = mthân + mnắp + 2.m2bulông + 2.mbạcđịnhvị + 2.mbạcđầuto + mbạcđầunhỏ

2 3

' 1,937

246,62 / 7,854.10

2.1 Vẽ đờng biểu diễn các quy luật động học

Các đờng biểu diễn này đều vẽ trên một hoành độ thống nhất ứng với hànhtrình của piston S = 2R Vì vậy đồ thị đều lấy hoành độ tơng ứng với Vh của

đồ thị công (từ điểm 1Vc đến Vc)

2.1.1 Đờng biểu diễn hành trình của piston x = f( )

Dùng phơng pháp Brick để vẽ, trình tự vẽ nh sau :

- Chọn tỷ lệ xích góc : 1,4286 độ/mm

- Tiến hành vẽ theo phơng pháp Brick

+ Phía trên đồ thị công ta vẽ nửa vòng tròn tâm 0 có đờng kính là S/s sau

 gióng các tia nằm ngang tơng ứng, nối các điểm đó lại ta đợc x = f()

2.1.2 Đờng biểu diễn tốc độ của piston v= f( )

Đờng biểu diễn tốc độ của piston v= f() đợc vẽ theo phơng pháp đồ thị vòng

- Trình tự vẽ đờng v=f() nh sau :

Vẽ ở phía dới đồ thị x=f() nửa vòng tròn tâm là 0, bán kính của nó bằng S/2x v = S/ 2x Lấy 0 làm tâm vẽ vòng tròn bán kính bằng R/2v Chiavòng tròn nhỏ và nửa vòng tròn lớn (bán kính R) ra n phần bằng nhau (18phần), đánh số các điểm chia từ 118 Từ các điểm chia trên vòng tròn lớn ta

kẻ các tia thẳng đứng, từ các điểm chia trên vòng tròn nhỏ ta kẻ các tia nằmngang giao điểm của các tia tơng ứng đợc đánh số I, II Nối các điểm đó lại

ta đợc đờng cong biểu thị v=f()

2.1.4 Vẽ đờng biểu diễn gia tốc của piston j = f(x):

Đồ thị này đợc vẽ cùng hoành độ với trục x = f()

Để vẽ đồ thị này ta sử dụng phơng pháp Tôlê :

Giá trị biểu diễn: jmin2 = 2229/40 = 55,725 (mm)

- Nối C với D cắt trục hoành tại E lấy

EF = -3 R 2 = -3.0,2738.0,0575.230,382 = -2507 m/s2

Đoạn biểu diễn EF = 2507/40 = 62,675 mm

- Từ điểm A tơng ứng với ĐCT lấy AC = jmax, từ điểm B tơng ứng với ĐCDlấy

BD = jmin, nối CD cắt trục hoành ở E, lấy EF = -3 R 2 về phía BD Nối

CF và

FD đẳng phân CF và FD thành 6 phần bằng nhau, kí hiệu tơng ứng 1,2…6

và

1’,2’…6’ Nối 11’,22’ 66’ Vẽ đờng bao trong tiếp tuyến với

11’,22’ 66’ ta đợc đờng cong biểu diễn quan hệ j = f(x)

Đồ thị động học

2.2 Tính toán động lực học

2.2.1 Vẽ đờng biểu diễn lực quán tính p j = f(x)

áp dụng phơng pháp Tôlê để vẽ nhng hoành độ đặt trùng với đờng pk ở đồ thịcông và vẽ đờng - pj = f(x) (tức cùng chiều với j = f(x)), tiến hành nh sau:

- Chọn tỷ lệ : p = kt = 1/30 MPa/mm2/mm

- Tính :

pjmax = mjmax = 246,62 3887,4 10-6 = 0,958710 MPa

pjmin1 = mjmin1 = - 246,62 2216,2 10-6 = - 0,546559 Mpa

pjmin2 = mjmin2 = - 246,62 2229 10-6 = - 0,549716 Mpa

EF = m 3 R 2= 246,62.3.0,0575.230,382.0,2738 10-6 = 0,618216MPa

2.2.3 Khai triển đồ thị p j = f(x) thành p j = f( )

Đồ thị pj = f() biểu diễn trên đồ thị công có nghĩa kiểm tra tính năng tốc độcủa động cơ Triển khai pj = f(x) thành pj = f() cũng thông qua Brick đểchuyển toạ độ, nhng trên toạ độ p- phải đặt đúng giá trị âm dơng của pj

2.2.4 Vẽ đồ thị p  = f( )

Ta đã biết p = pkt + pj Vì vậy việc xây dựng p = f() chỉ là việc cộng toạ độcác trị số tơng ứng của pj và pkt

đồ thị p = f(  )

2.2.5 Vẽ đờng biểu diễn lực tiếp tuyến T = f( ) và lực pháp tuyến Z = f()

Theo kết quả tính toán động lực học, ta có :

Pkt=f()

P  =f()

-Biểu diễn Z = f() và T = f() trên cùng một hệ trục toạ độ

Các số liệu để vẽ các đồ thị biểu diễn trên bảng 2.1

Bảng 2.1: Số liệu để vẽ các đồ thị T và Z = f( )

α sin(α+β) cos(α+β) cosβ P  T(mm) Z(mm)

Biểu diễn Biểu diễn Biểu diễn

Đồ thị T và Z 2.2.6 Vẽ đờng Σ T tb = f( ) của động cơ 1 xilanh

Vẽ đờng Ti = f() ở trên của đồ thị T và Z Chỉ vẽ trong một chu kỳ Diện tích bao bởi đờng T với trục hoành là : F(T) = 4433,18079 mm2

Vẽ hệ trục toạ độ TOZ , rồi xác định các toạ độ i (Ti,Zi), đây chính là đồ thị

ptt biểu diễn trên toạ độ T-Z

pkovẽ = 0 0,5766

17,3 1/ 30

Nối O’ với bất kỳ điểm nào ta đều có : Q = pk0 + ptt

Bảng 2.2 : Số liệu tính toán vẽ đờng biểu diễn Q = f()

Sau khi vẽ xong đồ thị Q = f(), ta xác định Qtb bằng cách tính diện tích bao

bởi Q = f() và trục hoành, rồi chia cho chiều dài trục hoành

2.2.8 Vẽ đồ thị lực tác dụng lên bạc lót đầu to thanh truyền:

Cách vẽ: Lợi dụng đồ thị véc tơ lực tác dụng trên chốt khuỷu để vẽ đồ thị

véc tơ lực tác dụng nên bạc lót đầu to thanh truyền dựa vào hai nguyên tắc

- Nguyên tắc1: (Xác định giá trị của lực )

Lực tác dụng nên bạc lót đầu to thanh truyền tại mọi thời điểm bằng lực

tác dụng nên chốt khuỷu nhng chiều thì ngợc lại

- Nguyên tắc2: Xác định điểm đặt lực ( điểm tác dụng của lực )

Khi chốt khuỷu quay một góc  thì cũng tơng đơng với đầu to thanh

truyền quay ngợc lại một góc +

Dựa vào hai nguyên tắc đó rút ra cách vẽ nh sau:

- Lấy một tờ giấy bóng (giấy can) mà trên tờ giấy bóng đó kẻ hệ toạ độ OT’Z’

và lấy O làm tâm vẽ một vòng tròn bất kỳ cắt trục dơng Z’ tại 0, sau đó chấm

nên vòng tròn đó các điểm 1,2,3 vv ứng với góc i +i

Điểm 0: 0+0 = 0, điểm 1: 1+1

Giá trị của i +i đợc ghi trong bảng dới đây (Bảng 2 3 )

Bảng 2.3: Giá trị của i +i

0 0 0 0 25 250 -15,2821 234,72 50 490 12,40767 502,41

1 10 2,791764 12,79 26 260 -16,0351 243,96 51 500 10,38689 510,39

2 20 5,504992 25,5 27 270 -16,2893 253,71 52 510 8,06196 518,06

- Mang tờ giấy bóng đó đặt nên đồ thị véc tơ lực tác dụng nên chốt khuỷu

sao cho tâm O của hệ toạ độ 0T’Z’ trên tờ giấy bóng trùng với tâm K, trục

d-ơng Z’ trùng với trục dơng Z và chấm nên trên tờ giấy bóng của đồ thị chốt

khuỷu sau đó lần lợt quay tờ giấy bóng để cho các điểm 1,2,3 trên vòng

tròn của tờ giấy bóng về trùng với trục dơng Z của đồ thị chốt khuỷu và mỗi

lần trùng ta chấm các điểm tơng ứng

- Nối các điểm đã chấm lại ta đợc đồ thị véctơ lực tác dụng nên bạc lót đầu to

thanh truyền

- Can lại đồ thị nên trên tờ giấy kẻ ly

- Vẽ đầu to thanh truyền đã quay đi 1800 tại gốc hệ toạ độ ( tại tâm đồ thị)

- Vẽ lại vòng tròn chia độ và đánh dấu lại các điểm chia

đồ thị lực tác dụng lên bạc lót đầu to thanh truyền

2.2.9 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu:

Dựa vào 3 giả thiết:

- Lợng mòn tỷ lệ thuận với lực tác dụng

- Lực gây mòn không phải tại một điểm mà lân cận điểm đó trong phạmvi1200

- Lúc xây dựng đồ thị mài mòn không xác định với điều kiện thực tế

Xây dựng đồ thị theo trình tự các bớc sau đây:

-Vẽ vòng tròn bất kỳ tợng trng cho vòng tròn chốt tâm là K, các lực cắt trụcdơng Z tại O và chia vòng tròn đó ra làm 24 phần bằng nhau, mỗi phần 150 và

đó lấy theo phơng hớng tâm các đoạn có độ lớn bằng i đánh dấu đầu mút các

đoạn đó ta đợc dạng bề mặt của chốt sau khi đã mòn

23 22 21 20 19 18 17 16 15

14 13 12 11

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1