Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50

Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50 Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50 Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50 Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50 Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50 Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50 Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50 Đồ án môn học động cơ đốt trong: Động cơ Diesel IFAW50

Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 I/ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN BAN ĐẦU I.1/ Bảng số liệu ban đầu I.2/ Các thông số chọn I.2.1/ Áp suât môi trường po .5 I.2.2/ Nhiệt độ môi trường To I.2.3/ Áp suất cuối trình nạp pa I.2.4/ Áp suất khí thải pr I.2.5/ Mức độ sấy nóng môi chất .6 phụ thuộc vào trình hình thành hòa khí bên hay xy lanh Với động cợ IFA-W50 động điezen hình thành hòa khí bên xy lanh nên mức độ sấy nóng lớn = 20-40 K I.2.6/ Nhiệt độ khí sót Tr Nếu trình giãn nở triệt để, nhiệt độ Tr thấp.Với động điezen Tr = 700 – 900 K I.2.7/ Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt I.2.8/ Hệ số quét buồng cháy I.2.9/ Hệ số nạp thêm I.2.10/ Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z, .7 I.2.11/ Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b, .7 I.2.12/ Hệ số hiệu đính đồ thị công .7 I.2.13/ Hệ số tăng áp II TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC II.1/ Tính toán trình nạp II.1.1/ Hệ số khí sót .8 SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 II.1.2/ Nhiệt độ cuối trình nạp Ta II.1.3/ Hệ số nạp ηv II.1.4/ Lượng khí nạp M1 II.1.5/ Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 .9 II.1.6/ Hệ số dư lượng không khí α 10 II.2/ Tính toán trình nén 10 II.2.1/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí( khí nạp ) 10 II.2.2/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy( khí sót) 10 II.2.3/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp trình nén (hỗn hợp khí công tác) tính theo công thức sau 10 II.2.4/ Chỉ số nén đa biến trung bình n1 11 II.2.5/ Áp suất cuối trình nén pc 11 II.2.6/ Nhiệt độ cuối trình nén 11 II.2.7/ Lượng môi chất công tác trình nén 11 II.3/ Tính toán trình cháy 11 II.3.1/ Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết βo .11 II.3.2/ Hệ số thay đổi phân tử thực tế β 12 II.3.3/ Hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z, βz .12 II.3.4/ Lượng sản vật cháy M2 12 II.3.5/ Nhiệt độ điểm z, Tz: 12 II.3.6/ Áp suất điểm z, pz 13 II.4/ Tính toán trình giãn nở 14 II.4.1/ Hệ số giãn nở sớm 14 II.4.2/ Hệ số giãn nở sau 14 II.4.3/ Chỉ số giãn nở đa biến trung bình 14 SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 II.4.4/ Áp suất trình giãn nở 15 II.4.5/ Nhiệt độ cuối trình giãn nở 15 II.4.6/ Kiểm tra nhiệt độ khí sót .15 II.5/ Tính toán thông số chu trình công tác 15 II.5.1/ Áp suất thị trung bình p’i 15 II.5.2/ Áp suất thị trung bình thực tế pi 16 II.5.3/ Suất tiêu hao nhiên liệu thị gi 16 II.5.4/ Hiệu suất thị ηm .16 II.5.5/ Áp suất tổn thất giới pm 16 II.5.6/ Áp suất có ích trung bình pe 16 II.5.7/ Hiệu suất giới ηm .16 II.5.8/ Suất tiêu hao nhiên liệu ge 17 II.5.9/ Hiệu suất có ích ηe 17 II.5.10/ Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D theo công thức 17 III.1/ Các số liệu có 17 III.2/ Xác định trình nén a-c trình giãn nở z-b 18 Quá trình nén 18 7,213 18 250 18 5,026 18 174,20 18 III.3/ Vẽ đồ thị công .19 III.4 Hiệu đính đồ thị công 20 III.4.1/ Hiệu đính điểm bắt đầu trình nạp: (điểm a) 20 III.4.2/ Hiệu đính áp suất cuối trình nén: (điểm c) .20 SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 III.4.3/ Hiệu đính điểm phun sớm (c”) 20 III.4.4/ Hiệu đính điểm đạt pzmax thực tế .21 III.4.5/ Hiệu đính điểm bắt đầu trình thải thực tế: (điểm b) 21 III.4.6/ Hiệu đính điểm kết thúc trình giãn nở (điểm b”) 21 IV VẼ CÁC ĐƯỜNG BIỂU DIỄN CÁC QUY LUẬT ĐỘNG HỌC .23 IV.1/ Đường biểu diễn hành trình piston x=f(α) 23 IV.2/ Đường biểu diễn tốc độ piston v=f(α) 23 IV.3/ Đường biểu diễn gia tốc piston j=f(x) 23 V TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC 25 V.1/ Các khối lượng chuyển động tịnh tiến 25 V.2/ Lực quán tính .26 V.3/ Đường biểu diễn v = f(x) .28 V.4/ Khai triển đồ thị công p-V thành pkt=f(α) 30 V.5/ Khai triển đồ thị pj = f(x) thành pj = f(α) .30 V.6/ Vẽ đồ thị pΣ = f(α) 30 V.7/ Vẽ lực tiếp tuyến T= f(α) đồ thị lực pháp tuyến Z = f(α) 31 V.8/ Vẽ đường ΣT = f(α) .40 V.9/ Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 43 V.10/ Vẽ đường biểu diễn Q = f(α): .44 V.11/ Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 46 VI TÍNH BỀN NHÓM PISTON, XÉC-MĂNG 48 VI.1/ Tính kiểm nghiệm bền đỉnh piston 48 VI.2/ Tính nghiệm bền đầu piston .50 VI.3/ Tính nghiệm bền thân piston 51 VI.4/ Tính nghiệm bền chốt Piston 53 SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 VI.5/ Tính kiểm nghiệm bền xéc măng không đẳng áp 59 I/ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN BAN ĐẦU I.1/ Bảng số liệu ban đầu TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tên thông số Kiểu động Số kì Số xi lanh Thứ tự nổ Hành trình piston Đường kính xilanh Góc mở sớm xupap nạp Góc đóng muộn xupap nạp Góc mở sớm xupap xả Góc đóng muộn xupap xả Góc phun sớm Chiều dài truyền Công suất động Số vòng quay động Suất tiêu hao nhiên liệu Tỉ số nén Trọng lượng truyền Trọng lượng nhóm piston Kí hiệu IFA-W50 τ i S D α1 α2 β1 β2 φi ltt Ne n ge ε mtt mpt Giá trị Thẳng hàng 4 1-3-4-2 145 120 38 44 24 280 118 2350 188 18,7 3,5 Đơn vị kì mm mm độ độ độ độ độ mm mã lực v/ph g/ml.h kg kg I.2/ Các thông số chọn Các thông số cần chọn theo điều kiện môi trường, kết cấu động bao gồm: I.2.1/ Áp suât môi trường po Áp suất môi trường po áp suất khí trước nạp vào động cơ: po = 0,1 Mpa SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 I.2.2/ Nhiệt độ môi trường To Lựa chọn nhiệt độ môi trường theo nhiệt độ bình quân năm Ở nước ta chọn To = 297 K I.2.3/ Áp suất cuối trình nạp pa Do động động không tăng áp nên chọn pa = (0,8 - 0,9 )po Ta chọn pa = 0,085 MPa I.2.4/ Áp suất khí thải pr Áp suất khí thải phụ thuộc vào thông số p a Ta chọn pr nằm phạm vi: pr = (1,10-1,15)pk Ta lấy pr = 0,114 MPa I.2.5/ Mức độ sấy nóng môi chất ∆ T phụ thuộc vào trình hình thành hòa khí bên hay xy lanh Với động cợ IFA-W50 động điezen hình thành hòa khí bên xy lanh nên mức độ sấy nóng lớn ∆ T = 20-40 K Ta chọn ∆ T = 22 K I.2.6/ Nhiệt độ khí sót Tr Nếu trình giãn nở triệt để, nhiệt độ Tr thấp.Với động điezen Tr = 700 – 900 K Ta chọn Tr = 800 K I.2.7/ Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ t Tỷ nhiệt môi chất thay đổi phức tạp nên thường phải vào hệ số dư lượng không khí α để hiệu đính SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 Với động điezen α > 1,4 nên ta chọn λ t = 1,10 I.2.8/ Hệ số quét buồng cháy λ Với động không tăng áp λ = I.2.9/ Hệ số nạp thêm λ1 Phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí Thông thường λ1 = (1,02- 1,07 ) Ở ta chọn λ1 = 1,03 I.2.10/ Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z, ξ z Thể lượng nhiệt phát nhiên liệu dùng để sinh công tăng nội với lượng nhiệt phát đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu Đối với động điezen ξ z = (0,70-0,85) Ở ta chọn ξ z = 0,75 I.2.11/ Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b, ξ b Đối với động điezen ξ b = (0,80 ÷ 0,90) Ở ta chọn ξ b = 0,87 (Tại điểm b lượng nhiệt trao đổi với vách xy lanh môi Qcb trường lớn ξ b = Q − ∆Q ) H H (1) I.2.12/ Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕd ϕd Thể sai lệch tính toán lý thuyết chu trình công tác động so với chu trình thực tế Chu trình công tác thực tế động điezen sai khác nhiều so với chu trình tính toán lý thuyết với ϕd = (0,92 – 0,97) Ta chọn ϕd = 0,97 SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 I.2.13/ Hệ số tăng áp λ P λ = z = (1,5-1,8), Ở ta chọn λ = 1,5 Pc II TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC II.1/ Tính toán trình nạp II.1.1/ Hệ số khí sót γ r ( ) λ T + ∆T p γr = k r Tr pa 1 (2)  p m ε.λ − λ t λ  r ÷  pa  Trong : m số nén đa biến trung bình khí sót m = 1,45 ÷ 1,50 Ta chọn m = 1,5 Thay số vào ta có γr = 1( 297 + 22 ) 0,114 × × = 0,03 800 0,085  0,114 1.5 18,7.1,03 − 1,1.1  ÷  0,085  II.1.2/ Nhiệt độ cuối trình nạp Ta m −1 p  m (T0 + ∆T) + λ t γ r Tr  a ÷  pr  Ta = (3) + γr Thay số vào ta có: 1,5−1  0,085  1,5 (297 + 22) + 1,1.0,03.800  ÷ (K)  0,114  Ta = = 333 + 0,03 SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 II.1.3/ Hệ số nạp η v  T p pa  ηv =  ε.λ − λ t λ  r P ε − T + ∆T p   a 0   m ÷ ÷ ÷  ÷  (4) Thay số vào ta :   1,5 0,114   ÷ = 0, 801 ηv =  18, 7.1, 03 − 1,1.1  ÷ 18, − 297 + 22 0,1   0, 085  ÷   297 0, 085 II.1.4/ Lượng khí nạp M1 M1 = 432.103.P0 ηv g e pe T0 (kmol/kg nl) (5) Trong đó: 30.Ne τ 30.86,848.4 pe = V n.i = 1,67384.2350.4 = 0,662 (Mpa) h (6) 2 Với Vh = π.D S = π 1, 1, 45 = 1,67384 (dm3) = 1,67384 (lít) (7) => 432.10 0,1.0, 801 M1 = = 0, 689 (kmol/kg nl) 255, 43.0, 662.297 II.1.5/ Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 Mo = C H O + − ( kmol/kg nl) 0, 21  12 32 ÷  (8) Với nhiên liệu động điezen C=0,87 ; H= 0,126 ; O = 0,004 => Ta tính Mo = 0,495 SV: Nguyễn Đăng Quyết Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 II.1.6/ Hệ số dư lượng không khí α M 0, 689 Đối với động điezen IFA-W50: α = = 0, 495 = 1,392 Mo (9) II.2/ Tính toán trình nén II.2.1/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí( khí nạp ) mcv = 19,806 + 0,00209T ( kJ/kmol.độ) (10) II.2.2/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy( khí sót) Với hệ số dự lượng α > Ta tính theo công thức mc"v = (19,876 + mc"v = (19,876 + 1 187, 36  −5 ) +  427,86 + ÷.10 T (kJ/kmol.độ) α 2 α  1, 634 (11) 1 187, 36  −5 ) +  427,86 + ÷.10 T 1, 392  1, 392  1, 634 mc"v = 21,05001 + 281.10−5 T (kJ/kmol.độ) (12) II.2.3/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp trình nén (hỗn hợp khí công tác) tính theo công thức sau mc 'v = mc v + γ r mc"v 1+ γr mc 'v = a 'v + bv ' ( kJ/kmol.độ) (13) T Thay (10) (12) vào (13) biến đổi ta có a’v = 19,806 + γ r 21,05001 19,806 + 0,0289.21,05001 = = 19,84204 1+ γr + 0,03 1 −5 −5 b 'v 0, 00209 + γ r 281.10 = 0, 00209 + 0, 03.281.10 = = 211.10−5 1+ γr + 0, 03 SV: Nguyễn Đăng Quyết 10 (14) (15) Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 VI TÍNH BỀN NHÓM PISTON, XÉC-MĂNG D d1 I H d I l th dcp VI.1/ Tính kiểm nghiệm bền đỉnh piston Sử dụng phương pháp Back x pz y pz d y2 Di y1 x D2 y pz SV: Nguyễn Đăng Quyết D 48 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt - Lực khí thể tác dụng lên piston: Pz = pz - Động Diesel IFA-W50 π D (MN) Mômen uốn: Pz P Mu = z Mu = ( y2 − y1 ) ( Di D − ) π π Coi Di ≈ D ta có: M u = Pz - D = p z D 6.π 24 Mômen chống uốn tiết diện ngang đỉnh: Wu =  σu = D.δ Do đó, ứng suất uốn đỉnh: Mu D2 0,122 = pz = 7, 213 = 320 MN/m2 Wu 4.δ 4.0, 0092 Với piston làm bằng hợp kim nhôm có gân tăng bền thì ứng suất uốn cho phép nằm khoảng [σu] = 100 ÷ 190 MN/m2 σu = 320 (MN/m2) > [σu] => Không đảm bảo điều kiện ứng suất uốn của đỉnh piston • Lí không thỏa mãn này có thể bởi một số nguyên nhân: SV: Nguyễn Đăng Quyết 49 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 - Kích thước của chi tiết bản vẽ chưa chính xác với kích thước thực của động thực tế - Vật liệu chế tạo piston thực tế có thể có ứng suất uốn cho phép lớn giá trị lí thuyết • Để tăng ứng suất uốn thiết kế ta cần phải: - Tăng bề dày đỉnh piston cho phù hợp - Thiết kế thêm gân trợ lực cho đỉnh piston - Chọn vật liệu có ứng suất uốn cho phép cao VI.2/ Tính nghiệm bền đầu piston a/ Ứng suất kéo Ứng suất kéo: σk = p j max FI − I = mI − I jmax FI − I Trong đó, mI-I là khối lượng phần đầu piston tiết diện suy yếu I-I FI-I là diện tích phần tiết diện suy yếu jmax = 5523,435 (m/s2) là gia tốc lớn nhất của piston • Căn cứ hình vẽ mặt cắt động cơ, sở đo đạc các kích thước thực tế ta tính được các giá trị mI-I và FI-I sau: - Thể tích phần đầu phía tiết diện I-I: Vđpt(I-I) = Vo – V1 - 4V2 ( Vo là thể tích khối trụ phần đầu piston có đường kính bằng đường kính piston, chiều cao tính từ đỉnh piston tới mặt cắt I-I; V1 là thể tích chỏm cầu đỉnh piston; V2 là thể tích của một rãnh xéc-măng) => Vđpt(I-I) = 5,65.10-4 – 0,65.10-4 – 0,38.10-4 = 4,62.10-4 (m3) SV: Nguyễn Đăng Quyết 50 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 Khối lượng riêng của vật liệu làm piston ( hợp kim nhôm) là ρ = 2,7 g/cm3 => mI-I = Vđpt(I-I) ρ = 4,62.10-4.(2,7.103) = 1,25 (kg) - Diện tích tiết diện I-I : FI-I ≈ 2110.10-6 (m2) Suy ra: σ k = 1, 25.5523, 435 = 3, 27 (MN/m2) 2110.10−6 Ứng suất cho phép [σk] = 10 (MN/m2) => σk < [σk] => Đảm bảo điều kiện ứng suất kéo đầu piston b/ Ứng suất nén Pz π D 3,14.0,1202 σn = = pz max = 7, 213 = 38, (MN/m2) FI − I 4.FI − I 4.2110.10−6 Ứng suất nén cho phép [σn] = 25 (MN/m2) đối với piston hợp kim nhôm => σn > [σn] => Không đảm bảo điều kiện ứng suất nén phần đầu piston VI.3/ Tính nghiệm bền thân piston a/ Áp suất tiếp xúc thân kth = N max lth D (MN/m2) Trong đó: + lth: Chiều dài phần thân piston + Nmax: Lực ngang lớn • Đồ thị biểu diễn lực ngang N kì cháy-giãn nở: SV: Nguyễn Đăng Quyết 51 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt N Động Diesel IFA-W50 (MN) 0,0203 360° 370° 380° 390° 400° 410° 420° 430° 440° 450° 460° 470° 480° 490° 500° 510° 520° 530° 540° => Nmax = 0,0203 (MN) Ta tính được: kth = 0, 0203 105.10−3.0,120 = 1,61(MN/m2) Áp suất tiếp xúc cho phép [kth ] = (0,5 ÷ 1, 2) MN/m2 => Không đảm bảo điều kiện áp suất tiếp xúc thân b/ Áp suất tiếp xúc bề mặt chốt kb = Với Pz = pz Pz (MN/m2) 2.d ch lb π D π 0,1202 = 7, 213 = 0, 0815 (MN) 4 dch – Đường kính chốt piston lb – Chiều dài tiếp xúc bệ chốt SV: Nguyễn Đăng Quyết 52 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 0, 0815 Thay số vào ta được: kb = 2.(42.10 ).(20.10−3 ) = 48,5 (MN/m2) −3 Áp suất tiếp xúc cho phép: [kb ] = 35 MN/m2 => Không đảm bảo điều kiện áp suất tiếp xúc bề mặt chốt VI.4/ Tính nghiệm bền chốt Piston Sơ đồ tính lực của chốt piston: SV: Nguyễn Đăng Quyết 53 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt l1 ld Động Diesel IFA-W50 l1 l II I lcp a/ Ứng suất uốn - Mômen uốn chốt: Mu = - Pz  l ld  − (MN.m)  ÷  Mômen uốn chốt rỗng: 4 π ( d ch − d ) Wu = ≈ 0,1.d ch4 (1 − α ) 32 d ch Trong đó: l – Khoảng cách tâm hai bệ chốt lđ – Chiều dày đầu nhỏ truyền, lđ = lcp - 2l1 = 100 – 2.20 = 60 (mm) SV: Nguyễn Đăng Quyết 54 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 dch – Đường kính ngoài chốt piston d0 – Đường kính của chốt α= d0 - Hệ số độ rỗng chốt d ch →α= 22 = 0,524 42 4 π ( d ch − d ) Wu = ≈ 0,1.d ch3 (1 − α ) 32 d ch σu = −3 −3 M u Pz ( lcp + 2.l1 − 1,5.ld ) 0, 0815 ( (100.10 ) + 0,5.(60.10 ) ) = = = 129 MN/m2 4 Wu 1, 2.d cp (1 − α ) 1, 2.0, 042 (1 − 0,524 ) Ứng suất uốn cho phép đối với thép hợp kim là: [ σ u ] = (150 ÷ 250) MN / m => Đảm bảo điều kiện ứng suất uốn b/ Ứng suất cắt τ= Pz = 2.Fch 0, 0815 = 40,5MN / m 2  0, 042 − 0, 022  × ×π ÷   Ứng suất cắt cho phép: [ σ u ] = (50 ÷ 70) MN / m => Đảm bảo điều kiện ứng suất cắt c/ Áp suất tiếp xúc với đầu nhỏ truyền kd = Pz 0, 0815 = = 32,34 MN/m2 ld d cp 0, 06.0, 042 Áp suất cho phép: [ kd ] = (20 ÷ 35)MN / m SV: Nguyễn Đăng Quyết 55 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 => Đảm bảo áp suất tiếp xúc cho phép d/ Độ biến dạng Khi chịu lực chốt rỗng, thường bị biến dạng thành ôvan Nếu độ biến dạng nhiều gây bó kẹt Độ biến dạng loại chốt có hệ số rỗng α = 0,4 ÷ 0,8 xác định công thức sau: ∆d max = 0, 09.Pz  + α   ÷ k E.lcp  − α  Trong đó: + k – Hệ số hiệu đính k = 1,5 − 15.(α − 0, 4)3  = 1,5 − 15 ( 0,524 − 0, )  = 1, 47   + E – Môdun đàn hồi thép: E = 2.105 MN/m2 => ∆d max 0, 09.0, 0815  + 0,524  = 1, 47 = 1, 77.10 −5 2.105.0,1  − 0,524 ÷  Độ biến dạng tương đối: δ ch = ∆d max 1, 77.10−5 = = 0, 00042 < 0, 002 d ch 0, 042 => Đảm bảo điều kiện biến dạng cho phép e/ Ứng suất biến dạng SV: Nguyễn Đăng Quyết 56 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 Pz Khi chốt bị biến dạng thành ôvan, ứng suất biến dạng điểm 1, 2, 3, tiết diện ngang chốt phân bố hình vẽ bên: Điểm chịu ứng suất kéo lớn nhất, điểm 2, chịu ứng suất nén lớn SV: Nguyễn Đăng Quyết 57 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 Theo kết tính toán, mặt chốt thường có ứng suất lớn Chính vậy, chốt piston thường rạn nứt mặt • Ứng suất kéo điểm mặt (φ = 00) thính theo công thức sau: σ a (ϕ =0) = = • ( + α ) ( + α ) −  k Pz  0,19  lcp dcp  ( − α )  ( 1− α )  ( + 0,524 ) ( + 0,524 ) − 0, 0815  0,19  1, 47 = 32 (MN/m2) 0,1.0, 042  − 0,524 ( ) − 0,524 ( )  Ứng suất kéo điểm mặt ngoài: σ a (ϕ =900 ) = = ( + α ) ( + α ) + 0, 636  k − Pz  0,174  lcp d cp  ( − α )  (1−α ) ( + 0,524 ) ( + 0,524 ) + 0, 636  1, 47 = −122 −0, 0815  0,174  0,1.0, 042  ( − 0,524 )  ( − 0,524 ) (MN/m2) • Ứng suất kéo điểm mặt trong: σ a (ϕ = 00 ) = = • ( + 2.α ) ( + α ) +  k − Pz   0,19  lcp d ch  ( − α )  ( − α ) α  ( + 2.0,524 ) ( + 0,524 ) + −0, 0815   0,19  1, 47 = −202 (MN/m2) 0,1.0, 042  − 0,524 ( ) ( − 0,524 ) 0,524  Ứng suất kéo điểm mặt ngoài: σ a (ϕ =900 ) = ( + 2.α ) ( + α ) − 0, 636  k Pz  0,174  lcp d ch  ( + α )  ( − α ) α SV: Nguyễn Đăng Quyết 58 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt = Động Diesel IFA-W50 ( + 2.0,524 ) ( + 0,524 ) − 0, 636  1, 47 = 92 0, 0815   0,174  (MN/m2) 0,1.0, 042  − 0,524 ( )  ( − 0,524 ) 0,524 Ứng suất biến dạng cho phép: [ σ ] = 60 ÷170 MN/m2 => Vậy điểm 1, 3, đảm bảo ứng suất cho phép; có vị trí điểm không thỏa mãn VI.5/ Tính kiểm nghiệm bền xéc măng không đẳng áp Kiểm tra thông số kết cầu của xéc-măng: D 120 = = 24 t A 12 = = 2, t Thỏa mãn điều kiện D/t = 20 ÷ 30; A/t = 2,5 ÷ => Áp dụng công thức kinh nghiệm của Ghinxbua để tính bền xéc-măng a/ Ứng suất uốn xécmăng trạng thái làm việc: σ u1 = 2.Cm A.E D  π ( − ξ ) D  − ÷  t  MN/m2 Trong đó: + Cm: Hệ số phân bố áp suất không đẳng áp, Cm = 1,74 ÷ 1,87 Chọn Cm = 1,80 SV: Nguyễn Đăng Quyết 59 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 + ξ : Hệ số điều chỉnh ξ = 0,196 + E : Môdun đàn hồi gang hợp kim, E = 1,20.105 (MN/m2) Suy ra: σ u1 = 2.1,80.(12.10 −3 ).(1, 20.105 ) = 213  0,12  (MN/m2) π ( − 0,196 ) 0,12  − 1÷  0, 005  Với động ô tô, máy kéo: [σu1] = 300 ÷ 400 MN/m2 => Đảm bảo ứng suất uốn cho phép làm việc b/ Ứng suất uốn của xécmăng lắp vào piston σu2  A/t  4.E 1 −  π ( − ξ )   = D D  m  − 1, ÷ t  t  MN/m2 Trong đó: m : Hệ số lắp ghép: - Nếu lắp tay m=1 - Lắp đệm m = 1,57 - Lắp kìm chuyên dụng m = Chọn phương án lắp đệm m = 1,57 12     4.1, 20.10 1 −   π ( − 0,196 )  (MN/m2)   = = 410 120  120  1,57 . − 1, ÷   σu2 SV: Nguyễn Đăng Quyết 60 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt Động Diesel IFA-W50 Với động ô tô, máy kéo: [σu2] = 400 ÷ 450 MN/m2 => Đảm bảo ứng suất uốn cho phép lắp vào piston c/ Ứng suất uốn gia công phôi xécmăng σ u = ( 1, 25 ÷1,3) σ u1 MN/m2 Chọn σ u = 1, 25.σ u1 = 1, 25.213 = 266, 25 (MN/m2) d/ Áp suất bình quân xécmăng không đẳng áp tác dụng lên mặt xylanh A 12 0, 425.1, 20.105 t ptb = = = 0,15 (Mpa) 3 D 120 D   120  ( − 0,196 )  − 1÷ ( − ξ )  − 1÷ t  t    0, 425.E e/ Quy luật phân bố áp suất không đẳng áp xécmăng vẽ gần theo công thức sau: p = ϕ ptb (Mpa) α 00 300 600 900 1200 1500 1800 φ 1,051 1,047 1,137 0,896 0,456 0,670 2,861 p 0,1576 0,1570 0,1705 0,1344 0,0684 0,1005 0,4292 Ta thấy áp suất vùng miệng xéc măng có trị số lớp SV: Nguyễn Đăng Quyết 61 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động đốt 150° Động Diesel IFA-W50 180° 120° 90° 60° 30° SV: Nguyễn Đăng Quyết 62 0° Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến [...]... Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong SV: Nguyễn Đăng Quyết 22 Động cơ Diesel IFA-W50 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 IV VẼ CÁC ĐƯỜNG BIỂU DIỄN CÁC QUY LUẬT ĐỘNG HỌC IV.1/ Đường biểu diễn hành trình piston x=f(α) - Chọn tỉ lệ xích 0,60 (mm/độ) - Chọn hệ trục toạ độ như trong hình vẽ - Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng... là ta biểu diễn đồ thị -pj = f(x) V.6/ Vẽ đồ thị pΣ = f(α) Ta tiến hành vẽ đồ thị pΣ = f(α) bằng cách ta cộng hai đồ thị là đồ thị pj = f(α) và đồ thị pkt = f(α) SV: Nguyễn Đăng Quyết 30 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 P kt Pj P∑ P = f( α) kt P ∑= f( α) 0 180 360 540 720 P = f( α ) j V.7/ Vẽ lực tiếp tuyến T= f(α) và đồ thị lực pháp tuyến... Nguyễn Đăng Quyết 18 XVI 7 12 8 29 9 10 11 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 V.4/ Khai triển đồ thị công p-V thành pkt=f(α) Ta tiến hành khai triển đồ thị công p-V thành đồ thị p kt=f(α) để thuận tiện cho việc tính toán sau này Ta tiến hành khai triển đồ thị công theo trình tự sau: - Chọn tỉ lệ xích µα = 20/1mm Như vậy toàn bộ chu trình... (20) II.3/ Tính toán quá trình cháy II.3.1/ Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết βo M 2 βo = M = 1 M + ∆M ∆M 1 = 1+ M1 M1 SV: Nguyễn Đăng Quyết (21) 11 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 Độ tăng mol ∆M của động cơ điezen IFA-W50 được xác định theo công thức sau ∆M = ( H O 0,126 0,004 + )= + = 0,0316 4 32 4 32 (22) Do đó với động cơ điezen : H O... Quyết 27 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong gtbd = Động cơ Diesel IFA-W50 EF 1, 22 = = 36,0(mm) µ p 0,0339 V.3/ Đường biểu diễn v = f(x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ v=f(x) dựa trên hai đồ thị là đồ thị x = f(α) và đồ thị v = f(α) Ta tiến hành theo trình tự sau: - Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đường song song với trục... lấy giá trị của vận tốc v từ đồ thị v = f(α) tương ứng với các điểm 1, 2, 18 trên vòng tròn bán kính R và đặt lên trên các đường song song trục tung tương ứng ta sẽ được các điểm nằm trên đồ thị - Nối các điểm nằm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ v = f(x) SV: Nguyễn Đăng Quyết 28 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 o P 15° 8° o'... (m/s) vtb = 30 = 30 (44) Với động cơ điezen cao tốc ta sử dụng công thức: pm= 0,015+ 0,0156 vtb = 0,192 (MPa) (45) II.5.6/ Áp suất có ích trung bình pe pe = pi – pm = 0,869 - 0,192 = 0,677 (Mpa) (46) II.5.7/ Hiệu suất cơ giới η m ηm = SV: Nguyễn Đăng Quyết pe 0, 677 pi = 0,869 =0,779 16 (47) Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 II.5.8/ Suất... Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 • Ta có thông số kết cấu của động cơ là: λ= R S 145 = = = 0, 259 L tt 2.L tt 2.280 (54) Ta tính được đoạn OO’ là: OO’ = λ.R 0, 259.145 = = 9,388 (mm) 2 2.2 (55) Và giá trị biểu diễn đoạn OO’ trên đường tròn Brick tính được theo công thức: OO' 9,388 đoạn biểu diễn lOO’ = µ = 0,63 = 14,90 (mm) s (56) III.4 Hiệu đính đồ thị công III.4.1/... trên đồ thị = 5,610 34,66 = 194,44 (mm) III.4.3/ Hiệu đính điểm phun sớm (c”) Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết tại điểm c” Điểm c” được xác định bằng cách: Từ điểm O’ trên đồ thị Brick SV: Nguyễn Đăng Quyết 20 Hướng dẫn: TS.Phạm Hữu Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 ta xác định góc phun sớm φi = 24o, bán kính... Tuyến Đồ án môn học Động cơ đốt trong Động cơ Diesel IFA-W50 II.4/ Tính toán quá trình giãn nở II.4.1/ Hệ số giãn nở sớm β T 1,038.2162 ρ= z z = = 1, 487 λ.Tc 1,5.1007 (34) II.4.2/ Hệ số giãn nở sau δ= ε 18,7 = 12,578 = ρ 1, 487 (35) II.4.3/ Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2 −1 = 8, 314 ( ξb − ξz ) Q*H + a " + b " T + T vz vz ( z b) M1 ( 1 + γ r ) β ( Tz − Tb ) (36) Tz Với động cơ điesel Tb