BÁO CÁO THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần kinh Việt Nam phát triển mạnh.Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến bộ.Trong phải nói đến nghành động lực sản xuất otô, liên doanh với nhiều hãng ôtô tiếng giới NISAN,HONDA,TOYOTA,cùng sản xuất lắp ráp ôtô.Để nâng cao trình độ kỷ thuật,đội ngũ ta tự nghiên cứu chế tạo yêu cầu cấp thiết.CÓ nghành ôtô ta phát triển Đây lần em vận dụng lý thuyết học ,tự tính toán thiết kế động theo số liệu kỷ thuật (động ya3-452) Trong trình tính toán em giúp đỡ giúp đỡ tận tình thầy giáo NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP thầy giáo môm động lực ,nhưng lần đầu lầm đồ án môn học nên em gặp nhiều khó khăn không tránh khỏi sai sót ,vì em mong xem xét giúp đỡ bảo thầy để thân ngày hàon thiện kiến thức kỷ thuật Qua lần em tự xây dựng cho minh f phương pháp nghiên cứu Rất mong giúp đợ thầy.Em xin chân thành mơn! Người thực NGUYỄN VĂN KIÊN SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NỘI DUNG THUYẾT MINH I TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ YA3 - 452  Công suất động  Số vòng quay động : Ne =75 mã lực : n = 4000vòng/phút  Đường kính xi lanh : D = 92mm  Hành trình xi lanh : S =92 mm  Tỉ số nén :  = 6.7  Số xi lanh : i=4  Số kỳ : =4  Thứ tự nổ : 1-3-4-2  Chiều dài truyền :ltt =172.35mm Pha phân phối khí  góc mở sớm xu páp nạp : 1  10  góc đóng muộn xu páp nạp : α2 = 400  góc mở sớm xu páp xả : 1  40  góc đóng muộn xu páp xả : β2 = 100  góc đánh lửa sớm :  l  12 o 1.Các thông số chu trình công tác : +áp suất môi trường :pk = 0.1 MPa +nhiệt độ môi trường :Tk =2970K + áp suất cuối trình nạp +hệ số lợi dụng nhiệt điểm z +hệ số lợi dụng nhiệt điểm b :Pa =0,0825 : z = 0.865 : b = 0.89 SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG +áp suất khí thải : Pr = 0.11 MN/m2 +nhiệt độ khí sót : Tr = 1000 0K +chỉ số giản nở đa biến trung bình : m = 1,45 +mức độ sấy nóng môi chất : T = 0K +hệ số nạp thêm : 1 = 1.119 +hệ số quét buồng cháy : 2 = +hệ số hiệu đính tỉ số nhiệt : t = 1.147 +hệ số hiệu đính đồ thị công : d = 0.919 Tính toán chu trình công tác động 2.1: Qúa trình nạp +nhiệt độ trước xu páp nạp : Tk = 297 0K + hệ số nạp : v  P Pa  Tk ηv    ελ1  λ t λ  r  ε  Tk  ΔT Pk  Pa         m [2.1] ηv =0.8595 + hệ số khí sót : γr  λ Tk  ΛT  Pr   Tr Pa P  ελ  λ t λ  r   Pa  m =0.0743 [2.2] + nhiệt độ cuối trình nạp : Ta  T0  ΔT  λ t γ r Tr 1 γr [2.3] Ta = 352.20 K SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG + lượng khí lý thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu: M0   C H Onl      0,21  12 32  Đói với động xăng: C= 0,875 ; H= 0,216 ; O= 0,004  M0   0,875 0,126     0.21  12  M0=0,497 (kmolKK/kgnl) + hệ số lượng dư α: M1  α=  nl M0 Lượng khí nạp M1: M1 = M   nl = 1,0134.0,497+ 114 = 0.521 (kmolKK/kgnl) 2.1.3.2.Quá trình nén: +Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí: mc v  19,806  0,00209T(kJ/kmol đô) [2.4] av = 19,806 bv/2 = 0,00209 mc v  20,428(kJ/kmol đô) +Tỉ mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy : 1,634  187,36 5  " mc v  19,876    427,86 10 Τ α  2 α   [2.5] mc v  21,77(kJ/kmol đô) SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC a v''  17,857  1,634  ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG  21,54800 184,36  5  bv''   427,38  .10  0,00308    +Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp mc v " : mc v  γ r mc v b' v  a 'v  T(kJ/kmol đô) 1 γr " mc v  ' [2.6] av   r av 19,806  0,0743  21,548   19,915 1  r  0,0743 " av  ' [2.7] b  γrbv 0,00418  0,0743.0,00616 bv  v   0,0043 1 γr  0,0743 " ' [2.8] 4.Chỉ số nén đa biến trung bình n1: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào nhiều thông số kết cấu thông số vận hành kích thước xi lanh,loại buồng cháy ,số vòng quay ,phụ tải ,trạng thái nhiệt độ động cơ….Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật sau:Tất nhân tố làm cho môi chất nhiệt khiến cho n1 tăng Chỉ số nén đa biến trung bình n1 xác định cách giải phương trình n1   8,314 a v  b v Ta ε n1 1  n1   8,314 19,815  0,0043.352.2 6,7 n1 1  ' '   [2.9]   [2.10] Giải phương trình ta n1 = 1,375 +Áp suất cuối trình nén p c : Pc = Pan1 [MN/m2] Pc = 0,0815.6,71,375 = 1,128 [MN/m2] [2.11] +Nhiệt độ cuối trình nén : Tc = Tan1-1 SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN [0K] GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP [2.12] KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tc = 351,5.6,71,375-1 = 717,3 [0K] +Lượng môi chất công tác trình nén M c : Lượng môi chất công tác trình nén Tc xác định theo công thức: Mc =M1 + Mr =M1.(1+γr ) =0,563 2.1.3.3.Quá trình cháy : Độ tăng mol loại động xác định theo công thức sau H O ΔM  0,211         32  nl      0,145 ΔM  0,211  1,00134       0,027 32 114   [2.13] Sản phẩm cháy M2 (kmol/kgnl) M2 = M1 + M [2.14] M2 = 0,5276+0,027=0,5546 (kmol/kgnl) Hệ số thay đổi lý thuyết βo : β0  M2 M1 β0  0,5546  0,962 0,576 [2.15] Hệ số thay đổi phân tử thực tế β : β 0   r r  β 0,962  0,0743  1,0463 0,0743  SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z : βz  1 0 1  z  r  b βz  1 0,962  0,865  1,045 0,0743  0,89 [2.17] Trong : xz   z 0,865   0,9719  b 0,89 [2.18] Nhiệt độ điểm z Tz : *Đối với động xăng ,nhiệt độ điểm z Tz xác định cách giải phương trình cháy :  z  QH  QH   m cv  TC   Z  m cvz  TZ M  1   r  Trong : QH –nhiệt trị thấp nhiên liệu ta có,thông thường ta chọn QH =44000 (KJ/Kgnh) ∆QH :Nhiệt lượng tổn thất nhiên liệu cháy không hết đốt cháy kg nhiên liệu Động xăng có α >1 nên chọn ∆QH =0 Ti nhiệt mol đẳng tích trung bình sản vật cháy xác định theo công thức:  mc vz  "   x z   γr  .m cv  mc v 1  x z  β   γ    x z  r   1  x z  β0   SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN  av  bv.TZ GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP [2.19] KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG mcvz  21,548  0,00308.2707,9  29,888 " " av z  γ  ' av " M  x z  r   av M 1  x z  β0     γ  M  x z  r   M 1  x z  β0   [2.19] a vz  21,50865 " " bv z  γ  ' bv " M  x z  r   bv M 1  x z  β0     γ  M  x z  r   M 1  x z  β0   [2.20] b vz  0,00306 " Nhiệt độ điểm z Tz(K) : Vậy: A = z+0,5.bvz” =.1,045+0,5.0,00306 = 1,046 B = z(avz”+8,314) = 1,045(21,50685+8,314) = 31,16278 C  ξ z QH  '  ' T   av  bv c  8,314. Tc M 1 γ r    C 0,865.44000 717,3  (19,915  0,0043  8,314.3,945)  77443 0,5276(1  0,0743) Phương trinh bậc hai :1,04653Tz2 + 31,16278Tz - 77443 = Tz = 2707,9 K +Áp suất điểm z : Pz = Pc SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN [MN/m2] [2.21] GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG [MN/m2] Pz = 3,945.1,1280 = 4,450 [2.22] Trong : - hệ số tăng áp xác định theo công thức : λ  βz Tz Tc λ  1,045 [2.23] 2707,9  3,945 717,3 [2.24] 2.1.3.4.Quá trình giàn nở : +Hệ số giản nở sớm  : ρ β z Tz λ.Tc ρ 1,045.2707,9  1,000 3,945.717,3 [2.25] +Hệ số giản nở sau : δ ε ρ δ 6,7  6,7 [2.26] + Chỉ số giản nở đa biến trung bình n2 : n 1  n 1  8,314 (ξ b  ξ z )Q H b " vz Tz  Tb   a " vz  M1 1  γ r βTz  Tb  [2.27] 8,314 (0,89 - 0,865)44000 0,00306  2707,9   21,50685   2707,9   6,7 n21  2707,9    0,52761  0,07431,0463 2707,9   6,7 n21   Trong đó: Tb  Tz  n21 nhiệt trị điểm b(0K) Giải phương trinh ta n2 = 1,223 SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Do Tb  ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2707,9  1771,8 0K 1, 2231 6,7 +Áp suất cuối trình giản nở Pb : Pb  Pz [MN/m ] n2 δ [2.28] Pb  4,450  0,4345[MN/m ] 6,71,223 [2.29] +Nhiệt độ khí thải Trt: P  Trtênh  Tb  r   Pb  Trtênh m1 m [0 K]  0,11   1771,8   0,4345  1, 451 1,45 [2.30]  1156,9[ K] Sai số Trt - Tr = 1156,9 - 1000 = 156,9 [2.31] ΔTr 156,9  100%  13,55% Trtênh 1156,9 2.1.3.5 Tính toán thông số chu trình công tác: *Áp suất thị trung bình pi : p . 1  pi  c [(  1)  (1  n 2 )  (1  n 1 )]  1 n2   n1      1,128  3,945.1  1 Pi  1   1   3,9451 - 1  1, 2231  1, 3751   6,7   1,223   6,7  1,375   6,7  '  [2.32] P ' i  0,941 [MN/m2] *Áp zuất thị trung binh thực tế Pi : SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 10 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ta biết, trục khuỷu dầm siêu tĩnh, chịu lực phức tạp Để đơn giản cho trình xét tính kiểm nghiệm, ta phân thành nhiều đoạn với đoạn dầm trở thành dầm tĩnh định ứng với khuỷu sơ đồ tính giới thiệu hình: C2 Pr1 Pr1 C1 a' b' b" a" Z Z' Z" l' l" Pr2 lo Pr2 Pr1 Pr1 T” Z” R T T’ Z’ Z Pr2 b Pr2 h Ký hiệu sơ đồ sau : T Z - lực tiếp tuyến lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu : Pr1- Lực quán tính ly tâm má khuỷu C - Lực quán tính ly tâm chốt khuỷu SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 48 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG C - Lực quán tính ly tâm m P r - Lực quán tính ly tâm đối trọng T’ ,T’’ ,Z’ ,Z’’ phản lực T Z tác dụng lên trục khuỷu làm việc M’ k , M’’ k -Mômen xoắn tác dụng lên cổ trục bên trái bên phải Giả thiết ứng suất lớn tác dụng lên khuỷu nguy hiểm cố thể xảy trường hợp sau: Trường hợp chịu lực P Z max Trường hợp chịu lực Z max làm việc Trường hợp chịu lực T max làm việc Trường hợp chịu lực T max Trong thực tế vận hành động c, lực tác dụng trường hợp(1) lớn trường hợp (2) lực tác dụng lên cổ khuỷu trường hợp (3) lớn trường hợp (4).Vì ta cần xét hai trường hợp 1và 3.1.1 Trường hợp chịu lực ( PZ max ) : Tinh toán trường hợp tính toán gần với giả thiết :trục khủy vị trí điểm chết (   0 ) Bỏ qua lực quán tính tịnh tiến (vì số vòng quay khởi động nhỏ) lực tác dụng lên trục khủy có giá trị lớn Pz max (trong thực tế thường nhỏ Pz max ) Z = P Z max = p Z max F p Z = 4,45  92 2.10 6 = 118327,459.10-6 SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN ( MN) GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 49 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Z b’ a’ a” b” Z” Z’ l’ l” lo Lúc : Z ' = Z l  l ; Z '' = Z L0 L0 118327,459.10 6  59163,729.10 6 MN Mà l =l nên : Z =Z =Z  2 ’’ ’ ’’ ’ 1.Tính nghiệm bền chốt khuỷu mômen uốn chốt khuỷu : M u  Z ' l '  Ứng sứât uốn chốt khuỷu là: u  M u Z '.l '  Wu Wu (MN/m ) Trong đó: W u - Môđun chống uốn tiết diện ngang chốt Đối với chốt rỗng: W u    d ch   ch   32  d ch   d ch =58.10-3( m) đường kính chốt khuỷu SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 50 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG  ch  32.10 3 (m) đường kính chốt khuỷu Thay vào công thức ta có : 24943,8.10 6.35,5.10 3 u   84,14 (MN/m2) 3 3     48.10  20.10  3   32  48.10      Giới hạn bến cho phép  u  =80÷120 ( MN/m2) 2.Tính nghiệm bền má khuỷu : Lực pháp tuyến Z gây uốn nén má khuỷu tiết diện(A-A) a Ứng suất uốn má khuỷu : u  Mu Z '.b'  Wu hb / (MN/m ) Trong đó: b’=12,5.10-3(m) -khoảng cách từ tâm trục khuỷu đến tâm má khuỷu h=122.10-3 (m)-chiều rộng má khuỷu b=25.10-3 (m)-chiều dày má khuỷu Ta có : u  59163,729.10 6.12,5.10 3  122.10 3 25.10 3   58,194 (MN/m ) b, Ứng suất nén má khuỷu : n  Z 2.b.h (MN/m ) 118327,459.10 6 n   19,39 2.122.10 3.25.10 3 (MN/m )  Tổng ứng suất tác dụng lên má khuỷu là:   u n (MN/m )    58,194  19,39  77,584 ( MN/m ) SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 51 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tính nghiệm bền cổ trục : a Ứng suất uốn cổ trục lực Z tạo hai bên cổ trục :  uchkh   uchkh  Z '.l ' Wu (MN/m ) 59163,729.10 6.35,5.10 3 3  122.10 25.10  3  165,27 (MN/m ) 3.1.2 Trường hợp chịu lực (T max ) : Vị trí tính toán khuỷu trục xét nguy hiểm lệch so với điểm (ĐCT) với góc    T max Lúc này: n  0; T=T max ; lực quán tính khác tồn tại.Cần vào đồ thị T=f ( ) để tính giá trị tiếp tuyến góc tương ứng Đồ thị T=f(  ) động xilanh với thứ tự làm việc 1-3-4-2 12 10 -2 -4 -6 200 400 600 800 Series1 Đồ thị T=f(α) Từ đồ thị ta thấy α= 400 tương ứng ta có T = 1,2 MN/m ,lực tiếp tuyến góc cần tính kê bảng dưới:  400 SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN 580 40 GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 220 52 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC T 1,2037 ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG -0,4717 - 0,8967 - 0,4628 Ta lập bảng để tìm khuỷu nguy hiểm khuỷu 4000 5800 400 2200 Tmax=1,2037 Ti 1 =0 -0,4717 - 0,8967 -0,4628 -0,4717 -0,8967 -0,4628 Tmax=1,2037 Ti 1 =-0,4628 -0,4628 Tmax=1,2037 Ti 1 =-1,3684 -0,4717 -0,8967 -0,8967 -0,4628 Tmax=1,2037 Ti 1 =-1,8312 -0,4717 Từ bảng thống kê ta thấy khuỷu thứ nguy hiểm Tính bền cho khuỷu thứ - phản lực tác dụng lên gối :khuỷu trục đối xứng nên : Z’=Z’’= Z0  Pr1  Pr 2 Với: Zo lực pháp tuyến Z0=Z.Fpt=118327,459.6,647.10 3 10-6=786,52.10-6 (MN) Pr1-lực quán tính ly tâm má khuỷu Pr2-lực quán tính ly tâm đối trọng Pr1=mmk.rmk.ω2=0,105.60 10 3 418,8 10 6 =1104,98.10-6 (MN) Pr2=mdt.rdt.ω2=1,2.44.10-3.418,8 10 6 =9260,77.10-6 (MN) Thay số vào ta có: 786,52.10 6  1104,98.10 6  9260,77.10 6  9972,49 10-6 Z =Z = ’ ’’ SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP (MN) 53 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Các lực tiếp tuyến tác dụng cổ khuỷu : '' l l' ’ ’’ T =Tmax : T =Tmax l l0 2 Suy :T’=T’’= Tmax  1,2037  0,60185 Hay : T’=T’’=0,60185 MN/ m 35,5 10-3=0, 03 71 (MN/m ) 1.Tính bền chốt khuỷu : a Ứng suất uốn mặt phẳng khuỷu trục :   x u x u M x u Z '.l ' Pr1 a  Pr c   Wux Wux (MN/m ) 9972,49.10 6.35,5.10 3  1104,98.10 6.30.10 3  9260.10 6.43.10 3   23,59 17380,18.10 9 (MN/m ) b Ứng suất uốn mặt phẳng góc với mặt ph ẳng khuỷu tr ục :  y  y u u M y u T '.l ' Tmax l '    Wuy Wuy 2.Wuy (MN/m ) 0,03.35,5.10 3   61,28 17380,18.10 9 (MN/m ) c Ứng suất tổng cộng tác dụng lên chốt khuỷu:  u  ( x u )  ( y u ) SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN (MN/m ) GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 54 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG  u  23,592  61,282  65,66 (MN/m ) d Ứng suất xoắn chốt khuỷu : M ' ' k ( Ti 1  T ).Rchkh Tmax Rchkh   Wk Wk 2.Wx (MN/m ) 0,03.29.10 3 x   25,04 34,743.10 6 (MN/m ) x  e Ứng suất uốn tổng cộng chịu xoắn chốt khuỷu :    ( u )  4( x )    (65,66)  4(25,04)  82,58      120 (MN/m ) (MN/m ) (MN/m ) độ bền chốt khuỷ thừa bền Tính kiểm nghiệm bền cổ trục: Thường tính bên cổ phải cổ thường chịu lực lớn cổ bên trái a Ứng suất lực pháp tuyến (Z”) gây :  xu   x u M x u Z ' '.b'  Wux Wux (MN/m ) 59163,729.10 6.12,5.10 3   31,94 23147,68.10 9 Trong : Wux= 4  d ck   ck 32 ( d ck )  23147,68.10 9 (MN/m ) (m3) b Ứng suất lực tếip tuyến (T”) gây ra:  y u M y u T ' '.b'   Wuy Wuy SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN (MN/m ) GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 55 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC  yu  ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 0,03.12,5.10 3  16,2 23147,68.10 9 (MN/m ) c Ứng suất uốn tổng cộng :  u  ( x u )  ( y u ) (MN/m )  u  (31,94)  (16,2)  35,81 (MN/m ) d, Ứng suất xoắn cổ chốt khuỷu: x  M "k ( Ti 1  T ).Rcokh Tmax Rcokh   Wk Wk 2.W x  0,03.32.10 3  27,53 34742,75.10 9 (MN/m2) (MN/m2) Ứng suất xoắn tổng cộng chịu uốn chịu xoắn :    ( x u )  4( x ) (MN/m )    (35,81)  4(27,53)  65,58 (MN/m )  ck   60÷100 (MN/m ) Tính kiểm nghiệm bền má khuỷu : Ta thường kiểm nghiệm bền má khuỷu bên phải má thường chịu lực lớn a Ứng suất lực pháp tuyến (Z”) gây :  uZ  uZ M x u Z ".b"   Wu bh (MN/m ) 59163,729.12,5.10 9   11,92 25.122 2.10 9 (MN/m ) SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 56 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG b ứng suất uốn do lực quán tính ly tâm p r sinh  ur   ur  M ur Pr ( a  c)  Wu h.b 9260,77.10 6 (30.10 3  43.10 3 )  9,47 122.10 3.(25.10 3 ) (MN/m ) (MN/m ) c Ứng suất uốn lực tiếp tuyến (T”) gây :  uT   uT T " r bh (MN/m ) 0,03.60.10 3.6   29,02 25.122 2.10 9 (MN/m ) d Ứng suất mômen xoắn M” k gây :  uM   uM M " Tmax Rck  b.h bh 6 1,2037.36.6.10 3   689,73 25.10 3.(122.10 3 ) (MN/m ) (MN/m ) e Ứng suất xoắn má khuỷu lực tiếp tuyến T” gây : x  M k T ' '.b"  Wk Wk (MN/m ) Trong đó: W k - Mômen chống xoắn tiết diện má khuỷu hình chữ nhật SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 57 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ở điểm I II ta có :  x max  T ".b" g1 h.b (MN/m ) Ở điểm III IV ta có :  x  g  x max (MN/m ) Các hệ số g1 g phụ thuộc vào tỷ số SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN h Ở hình : b GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 58 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Ta có : ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG h  4,88 tra bảng ta có b g =0,29 g =0,75 Thay số ta có :  x max 0,03.12,5.10 3   16,96 0,29 122.10 3.(25.10 3 ) SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN (MN/) GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 59 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG  x  0,75.16,96  12,72 (MN/m ) f Ứng suất nén má khuỷu lực pháp tuyến :sss n  Z " Pr h.b (MN/m ) n  59163,729.10 6  9250,77.10 6  16,36 122.10 3.25.10 3 (MN/m ) Bảng xét dấu ứng suất tác dụng má khuỷu :  I II III IV n 16,36 16,36 16,36 16,36 16,36 16,36 16,36 16,36  uz 11,92 -11,92 11,92 -11,92 11,92 -11,92 0  ur 9,47 -9,47 9,47 -9,47 9,47 -9,47 0  uT 29,02 29,02 -29,02 -29,02 0 -29,02 -29,02  uM -689,73 -689,73 689,73 689,73 0 -689,73 689,73 655,7 37,75 -5,03 -702,39 677,07 16,96 16,96 12,72 12,72 655,7 77,25 32,29 702,85 677,55  -622,53 x  -622,53 -656,74 698,46 0 -656,74 698,46 Căn vào bảng tính ứng suất ta thấy ứng suất tổ điểm 1,2,3,4 Bằng  i cộng dọc theo cột - Ứng suất tổng điểm I II :   I , II  ( I , II )  4 x max   I ,II  37,752  4.16,96  77,25 SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN (MN/m ) (MN/m ) GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 60 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - Ứng suất tổng điểm III IV :  III ,IV  ( III ,IV )  4. x (MN/m )   III ,IV  702,392  4.12,722  702,85 (MN/m ) Từ bảng ta thấy max  i  =  =146,48   mk  =120÷180 (MN/m ) Kết luận: Má khuỷu thiếu bền nên cần phải dùng biện pháp :tôi cao tần, phun bi bề mặt để nâng cao độ bền má khuỷ Ứng suất cho phép trục khuỷu giới thiệu bảng sau : Cổ trục Kiểu động Vật liệu Chốt khuỷu Má khuỷu Tĩnh Thép cacbon 70 ÷ 100 80 ÷ 120 50 ÷ 80 MN/m Mn/m Mn/m 80 ÷ 120 120 ÷ 180 60 ÷ 100 MN/m MN/m MN/m tàu thuỷ Ôtô, máy kéo động Thép hợp kim cao tốc SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN khuỷu GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 61 KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN VII :TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyên lý động đốt NGUYỄN VĂN BÌNH - NGUYỄN TẤT TIẾN Động đốt THẦY ĐIỆP The end ! SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP 62