DỀ TÀI TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN

ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT Nhận xét giáo viên ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU Động đốt loại máy đời từ sớm, nói giúp người tiến lên bậc lịch sử phát triển từ xuất bước giải phóng lao động chân tay cho người với suất làm việc cao Cho đến ngày loại máy tạo nhiều giá trị mặt kinh tế tương lai tiếp tục cải tạo phát triển Là sinh viên thuộc khoa Công Nghệ ÔTÔ ĐH Công Nghiệp TP.HCM em giao thực tập lớn môn Tính Toán Kết Cấu Động Cơ Đốt Trong Do trình độ có hạn nên trình thực chánh khỏi sai sót em mong quan tâm giúp đỡ thầy cô Bộ môn: Động Cơ Đốt Trong để em hoàn thiện tốt môn học sau Nhân em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Minh Đảo Bộ môn giúp đỡ để em hoàn thành TKMH Sinh viên Nguyễn Xuân Hoàng SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỀ TÀI TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN Các thông số bản: Kiểu động Đường kính xi lanh D (mm) Hành trình Piston S (mm) Số xi lanh i Số kỳ  Tỷ số nén  Số vòng quay n (vòng/phút) Công suất Ne (kw) Moment động Me (KG.m) M3MA 400 67.295 100 4 18 2800 118 495 Bán kính quay trục khuỷu R (mm) Chiều dài truyển L (mm) 50 200 Vận tốc góc trục khuỷu  (rad/s) 293.067 Tham số kết cấu  Khối lượng nhóm piston mnp (g) Khối lượng nhóm truyền mtt (g) Khối lượng đầu nhỏ truyền m1 (g) Khối lượng đầu to truyền m2 (g) Khối lượng nhóm trục khuỷu mk(g) Suất tiêu hao nhiên liệu ge (g/ml.h) Dung tích công tác Vh ( lít ) 0.25 331,5 640 170 470 9722 280 0.3555 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 1) Các thông số cần chọn : 1.1 /Áp suất môi trường : Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp vào đông (với đông không tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước nạp nên ta chọn Pk =P0 Ở nước ta nên chọn Pk =P0 = 0,1 (MPa) 1.2 /Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm nước ta Vì động không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK 1.3 /Áp suất cuối trình nạp : Áp suất Pa phụ thuộc vào nhiều thông số chủng loại đông ,tính tốc độ n ,hệ số cản đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì cần xem xét đông tính thuộc nhóm để lựa chọn Pa Thông thường chọn áp suất cuối trình nạp trọng phạm vi :Pa = (0.8  0,9).Pk (MPa) Áp suất cuối trình nạp ta lấy Pa = 0.86.Pk = 0.86*0.1 = 0.086 (MPa) 1.4 /Áp suất khí thải Pr : Áp suất khí thải phụ thuộc vào thông số pavà chọn phạm vi: Pr =(1.15  1.2).Pk (MPa) Và ta chọn: Pr= 1.2*0.1 =0.12 (MPa) 1.5/Mức độ sấy nóng môi chất ∆T SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT Mức độ sấy nóng môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào trình hình thành hổn hợp khí bên hay bên xy lanh Đối với động xăng ta xét ∆T khoảng ∆T = (00 C  200 C ) Và ta chọn: ∆T = 20C 1.6/Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu trình giản nở triệt để ,Nhiệt độ Tr thấp, thông thường chọn Tr =700  1000 K Và ta chọn : Tr =950 ºK 1.7 /Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λt : Hệ số hiệu định tỉ nhiệt λt chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu định Thông thường chọn λt theo bảng sau : α λt 0.8 1.13 1.0 1.17 1.2 1.14 1.4 1.11 Ở ta chọn λt =1.11 /Hệ số quét buồng cháy λ2 : Vì ta tính toán với động không tăng áp nên ta chọn λ2 =1 /Hệ số nạp thêm λ1 Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta chọn λ1 =1.02÷1.07 Và ta chọn : λ1 =1.023 1.10 /Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξz : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξz phụ thuộc vào chu trình công tác động cơ, thể lượng nhiệt phát đả cháy điểm z so với lượng nhiệt phát đốt SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT hoàn toàn 1kg nhiên liệu Đối với động xăng ta xét thông thường chọn khoảng Kinh nghiệm sau : ξz =0.85  0.92 Và ta chọn ξz=0.85 1.11/Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξb : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξb tùy thuộc vào loại động xăng động điezel,ξb lớn ξz Thông thường chọn khoảng : ξz =0,85  0,95 Do động xăng nên ta chọn : ξb=0.892 1.12 /Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φd : Thể sai lệch tính toán lý thuyết chu trình công tác động với chu trình công tác thực tế Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu trình tính toán động xăng động hệ số φd động xăng thường chọn hệ số lớn Nói chung chọn phạm vi: φ d =0.92  0.97 Và ta chọn: φd =0.93 2) Tính toán trình công tác : 2.1 Tính toán trình nạp : /Hệ số khí sót γr : Hệ số khí sót γr tính theo công thức : γr = λ2(Tk+∆T) Pr Tr Pa 1 pr (m) ε.λ1-λt.λ2.( ) pa Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót m =1.45÷1.5 Chọn m =1.45 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT γr = 1∗(297+2) 0.12 950 0.086 18∗1.023−1.11∗1∗( 0.12 )1.45 0.086 = 0.026 /Nhiệt độ cuối trình nạp Ta Nhiệt độ cuối trình nạp Ta đươc tính theo công thức: m-1   Pa (Tk+∆T)+λt.γr.Tr Pr m      1+γr Ta = (297+2)+1.11∗950∗0.026∗( Ta = 0.45 0.086 1.45 ) 0.12 1+0.026 ( ºK ) = 315.5 ( ºK ) 3/)Hệ số nạp ηv : 1  Pr   Tk Pa  ε.λ -λ λ  m ε-1 Tk+∆T Pk  t Pa  ηv = ηv =  1∗(297) 0.086 17∗299 0.1  [18 ∗ 1.023 − ∗ 1.11 ∗ ( 0.12 )1.45 ] = 0.855 0.086 4/)Lượng khí nạp M1 : Lượng khí nạp M1 xác định theo công thức sau : 432.103.Pk.ηv = ge.Pe.Tk M1 (kmol/kg nhiên liệu) Trong : Pe – Áp suất có ích trung bình xách định theo công thức sau: Pe = Vậy : M1 = 30∗118∗4 30.Ne.τ = = 3.556 Vh.n.i 0.3555∗2800∗4 432∗103 ∗0.1∗0.855 3.556∗297∗280 (MPa) = 0.125 (kmol/kg nhiên liệu) 5/Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo : Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo tính theo công thức : SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT M0 = 0.21  C H O    (kmol/kg nhiên liệu)  12 32  Vì động xăng nên ta chọn C = 0.855 ; H = 0.145 ; O = Mo = 0.21 0.855 12 + 0.145 + 32 = 0.5120 (kmol/kg nhiên liệu) 6/Hệ số dư lượng không khí α Vì động xăng nên ta có công thức tính  :  M1  = nl Mo Trong :  nl - trọng lượng phân tư xăng, thông thường  nl =114  = Vậy : 0.125−114 0.512 = 0.227 2.2 )Tính toán trình nén : /Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí : — mcv = 19.806+0.00209T = b av  T (kJ/kmol.K) Trong đó: T - Tỷ nhiệt trung bình tuyệt đối T= ( t+273o)K Thông thường người ta thường sử dụng giá trị tỷ nhiệt trung bình khoảng từ 0 đến T0 K khảo sát /Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy : Khi hệ số lưu lượng không khí α [...]... Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT ηi = 3.6∗103 𝑔𝑖∗ 𝑄𝐻 = 3.6∗ 103 3343∗44000 = 0.0025 % 5 /Áp suất tổn thất cơ giới Pm : Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và đươc biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ. Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : Vtb = S.n = 30 0.1∗2800 30 = 9.333 (m/s) Vì đây là đông cơ xăng có τ = 4 ;i =4 ;Vậy... bản A0) 23 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 70 60 50 40 P1 30 Pkh Pj 20 10 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 -10 24 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 6/ Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Qch Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến T và lực pháp tuyến Z sin(    ) cos(   ) p1 (MN), Z = p1 (MN) cos... có lực quán tính li tâm của khối lượng chuyển động quay của thanh truyền Pk = -mrR2 (N) Pk =- (10.192*0.05*(293.067)2 ) = 43.769 (MN) Vậy Pk = - 43.769 (MN) Xác định tâm chốt khuỷu: tâm chốt khuỷu nằm trên trục Z và cách O 1 một đoạn bằng trị số của Pk Trên hệ toạ độ T-Z xác định các trị số của T và Z khác nhau tuỳ vào các giá trị  29 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán. .. -0.808 -1.291 -1.743 -2.134 -2.436 -2.627 -2.692 21 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 5/ Tổng hợp lực khí thể và lực quán tính tác dụng lên cơ cấu P1 = pkh+pj Sau khi vẽ đồ thị P-V ta xác định được Pkh với Pkh = P-Po Kết hợp với bảng Pj ở trên ta tính được p1 tương ứng với góc  22 α 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285... Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 5 /Áp suất cuối quá trình giãn nở pb : Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb được xác định theo công thức : Pb = Pz = 0.285 n2 δ (MPa) 6 /Tính nhiệt độ khí thải Trt : Nhiệt độ khí thải được tính toán theo công thức: m–1 Pr  m  Trt = Tb = 600 Pb ( ºK ) 2.5 )Tính toán các thông số chu trình công tác: 1 /Áp suất chỉ thị trung bình p'i : Đây là đông cơ Xăng áp suất... Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT Đồ thị mối quan hệ T-Z- N 60 40 20 t 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Z -20 N -40 -60 -80 27 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT Đồ thị mối quan hệ Ptt – M- MN 60 40 20 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Ptt M MN -20 -40 -60 -80 28 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT Hệ toạ... (cm3/mm) SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT Tỉ lệ xích p =0,025(MPa/mm) Đồ thị công P-V 4/ Lực quán tính Lực quán tính tịnh tiến được tính theo công thức Pj = -mR2(cos + cos2) (MN) Với m = (mnp+ m1 ) Diện tích đỉnh pittông: FP =  D 2 4 =(3,14*(0.067295)2) / 4 = 35.54946(cm2) Ta có bảng tính Pj dưới đây: 20 α Pj (MN/m2) α Pj (MN/m2) 0 10 -2.692 -2.627... Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 30 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 7/Vẽ đồ thị Q -  Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biên ta lập được quan hệ Q , trong đó Q là lực tổng hợp tác dụng lên cổ biên Q = Px 0 + T + Z = Px 0 + Ptt - Trên đồ thị thì lực tổng hợp Q được xác bằng cách: với góc quay trục khuỷu  ta xác định được điểm Ptt tương... được xác định theo công thưc sau: λ= βz 1316 Tz = 1.822* = 1.482 Tc 888 Vậy suy ra: Pz =1.482*4.35 = 6.445 MPa 2.4 )Tính toán quá trình giãn nở : 1 /Hệ số giãn nở sớm ρ : ρ= 13 βz.Tz λ.Tc Đố với động cơ xăng ta có : ρ = 1 SV: Nguyễn Xuân Hoàng GVHV: Lê Minh Đảo Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT 2 /Hệ số giãn nở sau δ : Ta có hệ số giãn nở sau δ được xác định theo công thức : ε ρ δ= Vì ρ=1 nên δ =... = 0.125(1+0.026) = 0.12825 (kmol/kgn.l) 2.3 )Tính toán quá trình cháy : 1 /Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β0 : Ta có hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β0 được xác định theo công thức : β0 = M2 M1+ΔM ΔM = = 1+ M1 M1 M1 Trong đó độ tăng mol ΔM của các loại động cơ được xác định theo công thức sau: ΔM = 0.21.(1-α)Mo + ( H O 1 +  ) 4 32 μnl 11 Đối với động cơ xăng ta có: ΔM = 0.21(1 -  ) + ( SV: Nguyễn