Đồ án môn Động cơ đốt trong

SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng MC LC CHNG I : TNG QUAN 1.Tng quan v ng c.4 2.T chc quỏ trỡnh chỏy 3.H thng x.6 4.H thng lm mỏt 5.H thng bụi trn 6.H thng ng 11 CHNG II: TNH TON CHU TRèNH CễNG TC I Cỏc thụng s tớnh toỏn.11 2.1 Tớnh toỏn quỏ trỡnh np 15 2.2 Tớnh toỏn quỏ trỡnh nộn18 2.3 Tớnh toỏn quỏ trỡnh chỏy 19 2.4 Tớnh toỏn quỏ trỡnh gión n 21 2.5 Tớnh toỏn cỏc thụng s ca chu trỡnh cụng tỏc 23 III V v hiu ớnh th cụng 24 CHNG III: TNH TON NG HC, NG LC HC I V cỏc ng biu din quy lut ng hc 30 1.1.ng biu din hnh trỡnh ca piston x = f()30 1.2 ng biu din tc ca piston v = f() 30 1.3.ng biu din gia tc ca piston j = f() 31 II Tớnh toỏn ng lc hc.33 2.1 Cỏc lng chuyn ng tnh tin33 2.2 Cỏc lng chuyn ng quay 33 2.3 Lcquỏn tớnh34 2.4 V ng biu din lc quỏn tớnh 2.5 V ng biu din pj = f(x) 35 v = f (x).35 2.6 Khai trin th cụng (P-V ) thnh 2.7 Khai trin th pj=f(x) thnh pkt = f() 36 pj =f()37 2.8 V th p=f().38 2.9 V th lc tip tuyn T=f() v th lc phỏp tuyn Z=f()39 N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng 2.10 V ng biu din T=f() ca ng c nhiu xy lanh 42 2.11 th ph ti tỏc dng trờn cht khuu 45 2.12 V ng biu din Q=f().47 2.13.V th ph ti tỏc dng trờn u to truyn 50 CHNG IV: TNH KIM NGHIM BN CC CHI TIT CHNH TNH KIM NGHIM BN PISTON V CHT PISTON I Tớnh kim nghim bn nh piston 1.1.Cụng thc back 53 1.2 Cụng thc Orlin cho nh mng 54 II Tớnh kim nghim thõn piston 2.1.ng sut kộo 55 2.2 ng sut nộn.56 III Tớnh kim nghim bn thõn piston 3.1.p sut tip xỳc trờn thõn 56 3.2.p sut tip xỳc trờn b mt cht 57 IV: Tớnh kim nghim bn xộcmng.58 KT LUN 61 N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng LI NểI U ễ tụ ngy cng c s dng rng rói nc ta nh mt phng tin i li cỏ nhõn cng nh chuyn hnh khỏch , hng hoỏ rt ph bin S gia tng nhanh chúng s lng ụtụ xó hi , c bit l cỏc loi ụtụ i mi ang kộo theo nhu cu o to rt ln v ngun nhõn lc phc v ngnh cụng nghip ụtụ nht l linh vc thit k Sau hc xong giỏo trỡnh ng c t chỳng em c t b mụn giao nhim v lm ỏn mụn hc Vỡ bc u lm quen vi cụng vic tớnh toỏn , thit k ụtụ nờn khụng trỏnh nhng b ng v vng mc.Nhng vi s quan tõm , ng viờn , giỳp , hng dn tn tỡnh ca thy giỏo hng dn , cựng giỏo viờn ging dy v cỏc thy giỏo khoa nờn chỳng em ó c gng ht sc hon thnh ỏn thi gian c giao Qua ỏn ny giỳp sinh viờn chỳng em nm c cỏc lc tỏc dng, cụng sut ca ng c v iu kin m bo bn ca mt s nhúm chi tit ụtụ , mỏy kộo Vỡ th nú rt thit thc vi sinh viờn nghnh cụng ngh k thut ụtụ Tuy nhiờn quỏ trỡnh thc hin dự ó c gng rt nhiu khụng trỏnh nhng thiu sút Vỡ vy chỳng em rt mong nhn c s quan tõm úng gúp ý kin ca cỏc thy , cỏc bn em cú th hon thin ỏn ca mỡnh tt hn v cng qua ú rỳt c nhng kinh nghim quý giỏ cho bn thõn nhm phc v tt cho quỏ trỡnh hc v cụng tỏc sau ny Em xin chõn thnh cm n ! H Ni,thỏng 04 nm 2015 Sinh viờn thc hin : V c Tõn N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng CHNG I : TNG QUAN Tng quan v ng c: 1.1 c im: + + + ng c iờzen kỡ, cú xy lanh, b trớ thng hng Cụng sut nh mc: Ne 182 (mó lc) S vũng quay danh ngha: N 2500(vũng / phỳt) T chc quỏ trỡnh chỏy: 2.1 Loi nhiờn liu -Nhiờn liu dựng cho ng c l iờzen -Cỏc thnh phn cú nhiờn liu: C, H, O, S Loi nhiờn liu Thnh phn lng iờzen c 0,870 Khi lng riờng nht Phõn t 15 C ng lng nl 15 (kg / dm ) 20 C (Poa) o Loi nhiờn liu h 0,126 onl 0,004 170 200 Nhit m r Khụng khớ lớ thuyt (kj/kg) G0 ( kg kg ) 0,84 0,88 Nhit tr V0 ( m kg ) Nhiờn liu Hũa Qtk ( Mj kg ) chun khớ Qtm ( Mj m3 ) 314 iờzen 2,5 8,5 14,4 11,2 42,5 3,789 2.2 Bung t Chn bung t kiu lc xoỏy, bi vỡ phm vi rng ca tc ng c, nhiờn liu v khụng khớ c phi hp hũa trn vi to hũa khớ tt Dũng xoỏy lc c to nộn cú cung ln hn so vi dũng xoỏy c to np, nờn hũa khớ c to nhanh hn Vỡ vy k c phun nhiờn liu rt tr, quỏ trỡnh chỏy kt thỳc kp thi v ng c cú th chy tc cao Mt khỏc s mng la xut hin u tiờn vũi phun mt l ớt hn nhiu so vi vũi phun nhiu l, nh ú gim c tc chỏy, tc tng ỏp khớ chỏy v ting n ca ng c N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng Chn bung t xoỏy lc cn lm cho thi im chỏy hi mun mt chỳt (sỏt im cht trờn), vỡ vy thi gian chỏy bung chỏy chớnh, pittụng bt u i xung, nhit mụi cht s gim gión n ó hn ch s hỡnh thnh NOx H thng nhiờn liu S dng h thng cung cp nhiờn liu iờzen phun du iu khin in t (Common Rail), lý ỏp sut phun c thc hin cho mi vũi phun mt cỏch riờng l, nhiờn liu ỏp sut cao c phõn phi n tng vũi phun theo yờu cu Li ớch ca vũi phun Common Rail l lm gim mc ting n, nhiờn liu c phun ỏp sut rt cao nh kt hp iu khin in t, kim soỏt lng phun, thi im phun Do ú lm hiu sut ng c v tớnh kinh t nhiờn liu cao hn Nhiờn liu c cung cp theo hỡnh thc a im, thi im cung cp v lng nhiờn liu cung cp ph thuc vo ch hot ng ca ng c ECM nhn tớn hiu t cỏc cm bin (Cm bin nhit khớ np, Cm bin lu lng khớ np, Cm bin nhit ng c, Cm bin nhit nhin liu, Cm bin ỏp sut baro, Cm bin ỏp sut khớ np, Cm bin v trớ bn p ga, Cm bin v trớ bm giú, Cm bin v trớ trc cam v.v) gi v, sau ú phõn tớch ch hot ng ca ng c v iu khin thi im v thi lng phun nhiờn liu S cu to: 1-Thựng nhiờn liu; 2-Lc nhiờn liu; 3-ng dn; 4Nhiờn liu vo bm; 5Bm tip vn; 6-Van FRP; 7-Lc; 8-Van SCV; 9solenoid ca bung nộn; 10-Bung nộn; 11-Van chc nng; 12-Van iu tit, 13-ng du, 14-ng du v, 15-Ct bm N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng - Nguyờn lý hot ng: Nhiờn liu c bm cung cp t thựng cha lờn ng ng thp ỏp n lc loi b cỏc cht cn v nc nu cú ri lờn bm cung cp, ti õy nhiờn liu li i qua mt lc tinh m bo nhiờn liu hon ton sch Mt bm tip khỏc ti bm cung cp nhiờn liu vo hai bung nộn to cao ỏp ca bm cung cp nhiờn liu Nhiờn liu trc vo bung cao ỏp c iu khin thụng qua van SCV vi tớn hiu cung cp t ECM Vic tao ỏp sut v phun nhiờn liu hon ton tỏch bit vi h thng common rail p sut phun c to c lp vi tc v lng nhiờn liu phun Nhiờn liu c d tr vi ỏp sut cao c quy thy lc Lng phun c quyt nh bi bn p chõn ga, thi im phun cng nh ỏp sp phun c tớnh toỏn bng ECM da trờn cỏc biu lu tr trờn nú Sau ECM iu khin kim phun ca cỏc vũi phun ti mi xylanh ng c phun nhiờn liu nh thụng tin t cỏc cm bin vi ỏp sut phun cú th lờn dn 1500bar Nhiờn liu cũn tha s hi v thựng cha nhiờn liu thụng qua mch du hi b trớ trờn kim phun u im: + Tiờu hao nhiờn liu thp + Phỏt thi khớ ụ nhim thp + ng c lm vic ờm du, gim c ting n + Ci thin tớnh nng ng c Nhc im: + Thit k v ch to phc ũi hi ngnh cụng ngh cao + Khú xỏc nh v lp t h thng common rail lờn h thng iờzen c H thng np-x Chn c cu phõn phi khớ kiu xupỏp treo vỡ dung tớch bung chỏy ca ng c iờzen nh, t s nộn rt cao, nờn c cu xupỏp treo cho bung chỏy gn, din tớch mt truyn nhit nh vỡ vy gim c tn tht nhit Giỳp cho ng np thi thoỏt hn, khin sc cn khớ ng gim nh, ng thi cú th b trớ xupỏp hp lớ hn nờn cú th tng tit din lu thụng ca dũng khớ nhiờn c cu xupỏp treo tn ti mt s nhc im nh: c cu dn ng xupỏp khỏ phc v lm tng chiu cao ng c, ngoi cũn lm cho np xylanh tr nờn ht sc phc v khú ỳc N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng S dng phng phỏp dn ng bng c cu cam - i - a y - ũn gỏnh, vỡ phng phỏp dn ng ny cho kh nng b trớ trc cam nhiu v trớ thớch hp hn so vi dn ng trc tip S cu to: S cu to h thng phõn phi khớ Cu to: 2-xupỏp (np v x); 4-lũ xo; 5-a lũ xo; 6-cn by; 7-trc cn by; 8-vớt iu chnh; 9-ờcu hóm; 10-giỏ trc cn by; 11-a y; 12-con i; 13-trc cam; 14,15,16-cỏc bỏnh rng phõn phi Nguyờn lý hot ng: ng c hot ng kộo bỏnh rng 16 dn ng bỏnh rng trc cam quay khin cỏc vu cam bỏnh rng 13 quay theo Vu cam y i 12, a y 11 i lờn ộp cn by quay quanh trc tỡ ộp uụi xupỏp, qua a lũ xo ộp lũ xo y xupỏp i xung m ca thụng: nh vu cam trt qua ỏy i thỡ lũ xo xupỏp 4, thụng qua a lũ xo y xupỏp i lờn úng ca thụng ng thi qua cn by ộp a y 11 v i 12 i xung y i tip xỳc vi mt cam H thng lm mỏt - ng c ch cú th hot ng bỡnh thng cỏc chi tit tip xỳc vi bung chỏy cú mt ch nhit thớch hp vỡ: N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng + Nu nhit quỏ núng thỡ iu kin bụi trn s kộm, lm cho cỏc chi tit chúng mũn, khe h gia pittụng s gim gión n nhit lm cho pittụng d b bú kt xylanh + Nu nhit mỏt quỏ mc lm cho nhiờn liu khú bay hi v chỏy khụng kit to mui than lm bú kt vũng gng gõy gim cụng sut v tng tiờu hao nhiờn liu Nhim v ca h thng lm mỏt :L ly i s nhit d tha ca cỏc chi tit ri ta s nhit ny bờn ngoi khụng khớ Ta chn h thng lm mỏt kiu kớn: bi vỡ h thng lm mỏt kiu kớn thit lp v n nh ch nhit cú li nht cho s lm vic ca ng c ch ti nh mc v cỏc ch khỏc, gim tn tht nhit cho nc lm mỏt, tng hiu sut ch th, gim hao mũn lút xylanh-xộcmng, tng bn nhit cho lút xylanh S cu to: 1-thõn mỏy ; 2-np xylanh ; 3-ng nc ng c ; 4-ng dn bt nc ; 5-van hng nhit ; 6-np rút nc ; 7-kột lm mỏt ; 8-qut giú ; 9-puli ; 10-ng nc ni tt vo bm ; 11-ng nc vo ng c ; 12-bm nc ; 13-kột lm mỏt du ; 14-ng phõn phi nc Nguyờn lý hot ng: nc tun hon nh bm nc 12, qua ng phõn phi nc 14 vo cỏc khoang cha cỏc xylanh Nc lm mỏt nhit thp c bm 12 hỳt t bỡnh cha phớa di ca kột qua ng ng 10 ri qua kột 13 lm mỏt du N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng sau ú vo ng c phõn phi nc lm mỏt u cho mi xylanh, nc sau bm vo thõn mỏy chy qua ng phõn phi 14 ỳc sn thõn mỏy Sau lm mỏt xylanh, nc lờn lm mỏt np mỏy ri theo ng ng ng c vi nhit cao n van hng nhit van hng nhit m, nc qua van vo bỡnh cha phớa trờn ca kột nc Tip theo nc t bỡnh cha phớa trờn i qua cỏc ng mng cú gn cỏc cỏnh tn nhit Ti õy nc c lm mỏt bi dũng khụng khớ qua kột qut to Qut c dn ng bng puli t trc khuu ng c Ti bỡnh cha phớa di ca kột lm mỏt, nc cú nhit thp li c bm hỳt vo ng c thc hin mt chu trỡnh lm mỏt tun hon H thng bụi trn Lý phi bụi trn: quỏ trỡnh lm vic, cỏc chi tit chuyn ng tng i vi luụn xy ma sỏt gia cỏc b mt, gõy mi mũn, ng thi lm tng nhit cỏc chi tit Vỡ vy ng c chỳng ta cn c bụi trn cỏc b mt ma sỏt Nhim v: + a du n cỏc b mt ma sỏt bụi trn b mt, lc sch nhng cht ln du nhn ty cỏc b mt ma sỏt ny v lm mỏt du nhn m bo tớnh nng húa lý ca nú + Lm mỏt cỏc b mt ma sỏt v bo v cỏc chi tit khụng b oxyt húa b mt + Bao kớn khe h gia pittụng v xylanh, gia xộcmng v pittụng Dựng phng ỏn bụi trn cng bc cacte t: du nhn h thng bụi trn c bm du y n cỏc b mt ma sỏt di mt ỏp sut nht nh, ú hon ton cú th m bo yờu cu bụi trn, lm mỏt v ty cỏc b mt ma sỏt.V xe hot ng nghiờng khụng ln lm nờn dựng phng ỏn bụi trn cng bc cacte t N MễN HC: NG C T TRONG SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng S cu to: S cu to h thng bụi trn cng bc cacte t Cu to: 1-cacte du; 2-bm du; 3-van an ton; 4-que thm dũ; 5-bỏnh rng trung gian; 6-bỡnh lc ly tõm; 7-van nhit; 8-kột lm mỏt; 9-van n ỏp; 10-trc cam; 11-ng h o ỏp sut du; 12-trc gin cn by xupap; 13-ng du chớnh; 14khoang cha du cht khuu; 15-trc khuu; 16-ming phu du Nguyờn lý hot ng: bm du hỳt du t cacte a du cú ỏp sut ti bỡnh lc 6, sau ú qua kột lm mỏt n ng du chớnh 13 T ng du chớnh, du cú ỏp sut i vo l khoan trờn thõn mỏy n bụi trn cỏc c chớnh v cỏc trc cam T cỏc c chớnh du i vo cỏc l xiờn trờn trc khuu n khụng gian rng 14 cht khuu ri t ú du sch i vo bụi trn bc u to truyn v cht khuu Cỏc cn bn ln du c gi li mt thnh xa tõm quay ca khụng gian 14 nh tỏc dng ly tõm ca du quay theo trc khuu T ng du chớnh cũn cú mt ng du dn ti trc rng 12 ca gin cn by xupap, t ú du i bụi trn cỏc bc ca cn by, mt cu ca vớt iu chnh khe h xupap, sau ú t chy dc theo a y xung bụi trn i v vu cam ca trc cam u im: m bo bụi trn tt cỏc trc ú gim c mi mũn v tn tht ma sỏt, tng tui th ng c Nhc im: kt cu h thng rt phc N MễN HC: NG C T TRONG 10 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng T Z 1.9. th ph ti tỏc dng lờn cht trc khuu Tr s Q th hin bng di OA Chiu tỏc dng l chiu OA im tỏc dng l im a trờn phng kộo di ca AO ct vũng trũn tng trng cho mt cht khuu 2.12 V ng biu din Q f ( ) Ta tin hnh v ng biu din Q f ( ) theo trỡnh t cỏc bc nh sau : a Chn honh gn sỏt mộp di ca t giy v v t cựng vi cỏc th p = f( ) ; Z = f( )(xem cỏch b trớ trờn hỡnh trang) N MễN HC: NG C T TRONG 47 SVTH: V c Tõn () 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 365 370 375 380 390 400 410 420 GVHD: Lờ Quang Thng T -5 -9 -12 -12 -10 -6 -2 8 -1 -3 -4 -5 -6 -8 -8 -8 -8 -7 -2 2 -19 -20 14 43 71 65 50 39 30 24 Z -22 -22 -20 -15 -11 -5 -2 0.3 -1 -3 -5 -7 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -13 -11 -11 -10 -9 -8 -6 -4 -2 0.4 0.3 -1 -2 40 89 142 162 200 213 186 66 34 17 N MễN HC: NG C T TRONG Q 30 30 30 26 23 17 12 11 13 16 17 19 19 20 21 21 22 21 20 20 19 18 18 16 15 13 11 8 10 11 37 83 134 154 196 217 189 76 47 31 24 48 SVTH: V c Tõn 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 GVHD: Lờ Quang Thng 26 29 28 27 25 20 13 10 -2 -5 -7 -8 -8 -9 -9 -8 -7 -4 10 11 -2 -6 -9 -12 -14 -16 -17 -18 -19 -18 -17 -15 -13 -12 -11 -10 -8 -6 -4 -2 0.3 -1 -4 -9 -14 -18 -20 -22 27 31 31 32 33 30 27 27 27 28 26 25 23 22 22 21 20 19 17 15 12 10 15 20 25 28 29 30 b T th ph ti tỏc dng lờn cht khuu ta lp c bng giỏ tr ca Q theo gúc quay ca trc khuu : c V Q = f( ) trờn to Q - Chỳ ý : im Qmin thng xut hin vựng gia 340 350 biu th rt rừ trờn th ph ti tỏc dng lờn cht Lc Q khụng bao gi cú giỏ tr õm d Xỏc nh Qtb bng cỏch m din tớch bao bi Q = f( ) v trc honh ri chia cho chiu di trc honh ta cú Qtb : Qtb Fq 360 29 N MễN HC: NG C T TRONG (mm) 49 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng Tớnh h s va p : 216.5 5,85 37 2.0 V ng biu din Q f ( ) 2.13 th ph ti tỏc dng lờn u to truyn : Cn c vo th ph ti tỏc dng trờn cht khuu v Cỏch v xut phỏt t nhng nguyờn lý sau : - Chiu ca lc tỏc dng : Q0 , Q1 , Q2 , Q72 trờn th ph ti tỏc dng lờn u to truyn, nhng tr s chỳng bng V trớ ca im tỏc dng tng ng vi gúc quay , , 72 ca cht khuu l v trớ tng ng vi gúc quay , , 72 72 ca u to truyn ng thi chỳ ý, chiu quay ca u to truyn l ngc chiu vi chiu quay cht khuu Cỏc bc v : a.V dng u to truyn lờn mt t giy búng, tõm ca u to truyn l O b V vũng trũn bt k tõm O Giao ca ng tõm truyn vi vũng núi trờn l im O N MễN HC: NG C T TRONG 50 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng c T im O , ghi trờn vũng trũn cỏc im 10, 20, 30,.720 theo chiu quay trc khuu, tng ng vi cỏc gúc quay , , 72 72 (chỳ ý du ca ) d em t giy búng t chng lờn th ph ti tỏc dng lờn cht khuu cho tõm O ca th l trựng Ln lt xoay t giy bng cho cỏc im 0, 10, 20, 30,.720 ln lt trựng vi trc +Z ca th ph ti tỏc dng lờn cht khuu ng thi ỏnh du cỏc im u mỳt vect Q0 , Q1 , Q2 , Q72 ca th ph ti tỏc dng lờn cht khuu bng cỏc im 0, 10,20, 720 lờn t giy búng e Ni cỏc im 0, 10, 20, 720 li bng ng cong ta s cú th ph ti tỏc dng lờn u to truyn N MễN HC: NG C T TRONG 51 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng T Z N MễN HC: NG C T TRONG 52 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng CHNG IV: TNH NGHIM BN CC CHI TIT CHNH I Tớnh nghim bn nh piston 1.1 Cụng thc Back: Cụng thc Back gi thit nh cú chiu dy ng u v t t trờn gi hỡnh tr Cụng thc ny thng thớch hp vi cỏc loi nh bng ca ng c xng v ng c diờzel bung chỏy xoỏy lc v d b Sau xỏc nh kớch thc c th, ta tớnh mụmen un nh: Mu Pz P D 2D ( y y1 ) z ( i ) 2 Coi DiD ta cú : M u Pz D D3 (110.103 )3 P z 8,89061 8,06.104 24 24 (MN.m) Mụmen chng un ca tit din ngang nh: D. 110.24,82 3 Ư Wu 6,378.10 (mm ) 6,378.106 (m3 ) Do ú ng sut nh: u Mu 8, 06.104 126,37( MN / m2 ) Ư Wu 6,378.10 ng sut cho phộp i vi nh piston Nhụm hp kim: - Nu nh cú gõn tng bn: u = 100 190 (MN/m2) - Nu nh khụng cú gõn tng bn u = 20 25 (MN/m2) Ta thy ng sut un nh piston ta tớnh nm khong nh cú gõn tng bn Vỡ vy ta chn thit k loi piston ny cú gõn chu lc N MễN HC: NG C T TRONG 53 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng 1.2.Cụng thc Orlin cho nh mng Vỡ = 24,8 < 0,2.150 nờn ta s dng cụng thc Orlin nh mng Cụng thc Orlin gi thit nh Piston l mt a trũn b ngm cng gi ta hỡnh tr Cụng thc ny thng c dựng tớnh nh mng ( cú 0,2D) v vi cỏc nh piston ca ng c iờzen bung chỏy thng nht ng sut hng kớnh : x = r2 Pz max ( MN/m ) õy: - H s xột n tớnh cht ca ngm c nh ; chn - Chiu dy nh pittong ; = 24,8 (mm) Pz - p sut lc khớ th ; Pz = 8,89061 (MPa) r - Khong cỏch t tõm nh pittong n mộp ngm c nh ca nh r D s Trong ú: D- ng kớnh nh pittong D =110 (mm) s- chiu dy phn u pittong s = (0,05ữ0,1).D =0,1.110=11 (mm) r 110 11 44 (mm) ng sut hng tip tuyn : r2 y pZ ( MN/m ) Trong ú: - H s poỏt xụng (i vi gang =0,26) Ta thy vựng ngm, ng sut un cú tr s ln nht ú ta ch cn tớnh ng sut ngm c nh : N MễN HC: NG C T TRONG 54 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng x2 y2 ( MN/m ) r2 442 Vi : x PZ .8,89061 20,989 (MN/m2) 24,8 r2 442 y pZ 0, 26 .8,89061 5, 457 (MN/m2) 24,82 Vy x y 20,9892 5, 4572 21,686 (MN/m2) Chn vt liu lm nh pittong l nhụm nờn ng sut un cho phộp vi nhụm l u = 60 ( MN/m ) Ta cú 21,686MN / m2 60MN / m2 II Tớnh nghim bn u piston Ta cú tit din nguy him nht l tit din I-I, ct qua rónh xộcmng du cui cựng trờn u piston Tit din ny chu kộo bi lc quỏn tớnh õm ln nht lng mI-I ca phn u piston sinh Ngoi cũn chu nộn lc khớ th pzmax gõy Ta xỏc nh lng phn u piston mI-I v th tớch phn u piston Vu ly thụng s tớnh toỏn 2.1 ng sut kộo: k p j max FI I mI I j max FI I Ta cú vi mI-I l lng ca u piston Nú c xỏc nh bng cỏch: mI-I = nhom.V Trong ú : nhom l lng riờng ca Nhụm nhom = 2700 (Kg/m3) V th tớch ca u piston Cn c vo hỡnh dng t l ca u piston loi ng c ny ta cú th xỏc nh nú bng vic thc hin o u piston ó c thit k cỏc ng c, ri ly giỏ tr biu din ca kớch thc m ta ó tớnh c giỏ tr thc ta tớnh c t l xớch Sau ú chỳng ta xỏc nh cỏc kớch thc thc cũn li ca u piston bng cỏch ly cỏc kt qu o c cỏc kớch thc nhõn vi t l xớch ú.Ta cú hỡnh v mụ phng piston: N MễN HC: NG C T TRONG 55 SVTH: V c Tõn Vy ta cú : Vi V1 = V2 = V3 = GVHD: Lờ Quang Thng V= V1 V2 4.V3 D 0, 073 3.14 0,11 0, 073 0, 693.103 (m3) 3,14.(0,11 1,83.0, 023) (0, 073 0, 017) 2, 02.104 (m3) 3,14 0,112 0,11 1,83.0, 0054 0, 0028 2, 203.10 (m3) V = 0, 693.103 - 2,02.104 - 2, 203.105 2, 203.105 = 3,808.10-4 (m3) Vy : mI-I = nhom.V = 2700 3,808.10-4 =1,028 V FI-I = 3,14 0,112 0,1042 Nh vy ta cú: k p j max FI I 1, 007.10 (Kg) (m2) mI I jmax 1,54.1, 028.103 1,572.106 = 1,572 (MN/m2) FI I 1, 007.10 Ta thy k = 1,572< k = 10 (MN/m2) 2.2.ng sut nộn : n Pz max pz max D 551, 62.104.3,14.0,112 5, 2.106 (N/m2) = 5,2 (MN/m2) FI I 4.FI I 4.1, 007.10 Nh vy ó tho c ng sut nộn cho phộp l n = 25 (MN/m2) III Tớnh nghim bn thõn piston 3.1.p sut tip xỳc trờn thõn k th N max lth D N MễN HC: NG C T TRONG 56 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng Trong ú : D - ng kớnh xy lanh : D = 110 (mm) = 0,11 (m) hp Chiu di thõn piston : hp = 88 (mm) = 0,088 (m) Nmax Lc ngang ln nht, cú th lp th N= f() xỏc nh Nmax hoc ly theo s liu kinh nghim : Nmax = (0,005-0,006)p20 p20 Hp lc ca lc khớ th v lc quỏn tớnh 20o sau CT ca quỏ trỡnh chỏy v gión n : p20 = p20do.P = 220.0,0355 =7,81 (MPa)=625,18.104 (N/m2) Nmax = 0,005 625,18.104 = 3,12.104 (N)= 0,0312 (MN) Nh vy: kth N max 0, 0312 35,32 l p D 0, 073.0,112 (MN/m2) 3.2.p sut tip xỳc trờn b mt cht : kb Trong ú: p z max 2.d ch lb Pz p z Fp Fp : din tớch pittụng Fp D 3,14.1102 9498,5(mm2 ) =9498,5.10-6(m2) dch - ng kớnh ngoi ca cht piston: dch = 42 (mm) lb chiu di tip xỳc xa b cht : l1 = 28,2 (mm) Vy : pz max 9498,5.106.8,89061 kb 25, 649 (MN/m2) 2.dch lb 2.42.28, 2.10 p sut tip cho phộp: k b = (20 ữ 30) (MN/m ) kb < k b tho Kt lun: Theo kt qu ca kim nghim v tra bng ta thy: Khi ch to pisston phi ch to nh pisston bng thộp v u pisston bng nhụm mi N MễN HC: NG C T TRONG 57 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng Iv: Tớnh kim nghim bn xộcmng Xécmăng không đẳng áp có áp suất lớn vùng miệng làm việc vùng bị mòn trình tiếp xúc với khí cháy nên dẫn tới vùng miệng bị mòn ta dùng xécmăng đẳng áp bị lọt khí, ta dùng xécmăng không đẳng áp vùng miệng trì đ-ợc áp suất đảm bảo trình bao kín xécmằng trình làm việc Tuy nhiên việc chế tạo xécmăng không đẳng áp lại khó khăn, th-ờng đ-ợc đúc ống có phân bố ứng suất nh- ứng suất làm việc xécmăng Để tính toán xécmăng không đẳng áp ta tính theo ph-ơng pháp Ghinxbua Ta có: D - Đ-ờng kính xylanh, D = 111 mm t- Chiều dày xécmăng, t = 4,4 mm h- Chiều cao xéc măng, h = mm A- Khe hở miệng trạng thái tự do, A = 13 mm f- Khe hở miệng trạng thái lắp ghép, f = 0,4 mm - áp suất bình quân mặt xécmăng: 13 A 0, 425.1, 2.105 4, t ptb 0, 72MPa 3 D 111 D 111 0,196 t t 4, 0, 425.E Trong đó: E Môdun đàn hồi gang hợp kim, E = 1,2.105 MN/m2 - Hệ số điều chỉnh, = 0,196 - áp suất phân bố điểm: p = .ptb - Hệ số phân bố áp suất N MễN HC: NG C T TRONG 58 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng Giá trị áp suất phân bố xécmăng đ-ợc tính bảng d-ới, ta thấy vùng miệng có trị số áp suất lớn Bảng3-6 Phân bố áp suất 0 30 60 90 120 150 180 1.051 1.047 1.137 0.896 0.456 0.670 2.861 p 0.739 0.736 0.375 0.296 0.150 0.221 0.892 Ptb Ptb 1800 150 1Ptb 120 90 60 30 0 Hình 4-4 Sơ đồ phân bố áp suất xéc măng - ứng suất uốn xécmăng trạng thái làm việc 2.Cm A.E 2.1,82.13.103.1, 2.105 u1 340 MN / m D 111 D 0,196 111.103 t 4, Trong đó: Cm- Hệ số phân bố áp suất không đẳng áp, Cm= 1,82 Đối với động ôtô ta có: [u1] = 300 400 MN/m2 Vậy u1 < [u1] - ứng suất uốn xécmăng lắp vào piston N MễN HC: NG C T TRONG 59 SVTH: V c Tõn u2 GVHD: Lờ Quang Thng A 13 4.E 4.1, 2.10 t. 4, 4. 0,196 538 MN / m D D 111 111 m 1, 1,57 . 1, t t 4, 4, Trong đó: m Hệ số lắp ghép, lắp đệm, m = 1,57 Đối với động ôtô ta có: [u2] = 400 450 MN/m2 Vậy u > [u2] Vậy không thoả mãn - ứng suất gia công phôi xécmăng u = .u 1= 0,972 340 = 33,48(MN/m2) Vậy u3 < [u3] N MễN HC: NG C T TRONG 60 SVTH: V c Tõn GVHD: Lờ Quang Thng KT LUN Sau mt thi gian lm vic khn trng nghiờm tỳc, cựng vi s hng dn tn tỡnh ca thy giỏo Lng Qỳy Hip, cỏc Thy giỏo b mụn C khớ ụ tụ cựng vi s c gng ca bn thõn v s giỳp ca cỏc bn ng nghip, ti ỏn ng C t Trong ca em ó hon thnh Vi nhim v v nhng thit k mụn hc t ra, em c gng phõn tớch v trỡnh by nhng hiu bit ca mỡnh quỏ trỡnh tớnh toỏn cho phự hp vi yờu cu thc t hin Trong quỏ trỡnh lm ỏn mụn hc ng c t trong, em ó tham kho mt s ti liu liờn quan n ti cựng vi s ch bo nhit tỡnh ca giỏo viờn hng dn Lng Qỳy Hip Nhng xột mc no ú thỡ ó c xem xột khỏ ton din v phng din lý thuyt Mt khỏc, trỡnh cũn hn v thiu kin thc thc t, kinh nghim ngh nghip cha cú v thi gian cú hn nờn ỏn ng c t ny khụng trỏnh nhng nhc im Em rt mong c s ch bo ca cỏc thy v cỏc bn ng nghip úng gúp ý kin ỏn ng c t ca em c hon thin hn Em xin chõn thnh cm n Thy Lng Qỳy Hip v cỏc Thy b mụn c khớ ụ tụ ó ng viờn v giỳp em tn tỡnh hon thnh ỏn mụn hc ng c t Sinh viờn thc hin: Nguyn Vn Sn N MễN HC: NG C T TRONG 61