Nghiên cứu lực tác dụng lên cổ biên trong quá trình khai thác động cơ diesel 4 kỳ

LỜI CAM ĐOAN Tên là: Phạm Việt Dũng, sinh ngày 16 tháng 05 năm 1987, học viên lớp cao học Khai thác bảo trì tàu thủy, khóa học 2012 – 2014, Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, công tác Khoa Máy tàu thủy– Trường Cao đẳng nghề VMU – Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam Tôi xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu lực tác dụng lên cổ biên trình khai thác động diesel kỳ” công trình nghiên cứu khoa học riêng Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ, trích dẫn rõ ràng Tác giả xin cam đoan tất nội dung luận văn phù hợp với nội dung đề cương Nếu sai hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng khoa học trước pháp luật Hải Phòng, ngày 22 tháng 10 năm 2015 Học viên KS PHẠM VIỆT DŨNG i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương, động viên, giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy GS.TS Lê Viết Lượng, luận văn thạc sĩ kỹ thuật với đề tài “Nghiên cứu lực tác dụng lên cổ biên trình khai thác động diesel kỳ” hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn,các giảng viên chuyên ngành Khai thác, bảo trì tàu thủy, Viện Đào tạo Sau Đại học, Trường Cao đẳng Hàng hải VN- Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, bạn đồng nghiệp gia đình giúp đỡ tác giả suốt trình học tập trình nghiên cứu thực luận văn Hải Phòng, tháng 10 năm 2015 Tác giả luận văn KS PHẠM VIỆT DŨNG ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU Chương CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL KỲ 1.1 Các chế độ làm việc động diesel tàu thuỷ 1.2 Đặc tính động diesel tàu thuỷ 1.3 Sự phối hợp làm việc đặc tính động đặc tính chong chóng .14 Chương CƠ SỞ TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN CỔ BIÊN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC ĐỘNG CƠ DIESEL KỲ .17 2.1 Tổng hợp công thức tính chu trình công tác động diesel 17 2.2 Độ dịch chuyển, vận tốc gia tốc chuyển động nhóm piston 22 2.3 Lực tác dụng lên cổ biên, cổ trục 25 2.4 Các thông số phục vụ cho tính toán .28 Chương TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN CỔ BIÊN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC ĐỘNG CƠ ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ 6NVD36-U .32 3.1 Các thông số kết cấu thông số kỹ thuật động 6NVD36-U 32 3.2 Một số thông số bổ sung sơ đồ khối tính chu trình công tác động diesel .34 3.3 Xây dựng sơ đồ khối lập chương trình tính hệ lực tác dụng lên cấu biên khuỷu động diesel 36 3.4 Áp dụng tính chu trình công tác động 6NVD36-U .37 3.5 Xác định lực tác dụng lên cổ biên thay đổi theo góc quay trục khuỷu 46 iii 3.6 Phân tích kết thu 86 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………… …………… .91 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 2.1 Hệ số K1, K2 với piston biên vật liệu khác 30 2.2 Khối lượng tương đối mtt, mqk với loại động khác 31 3.1 Một số thông số chủ yếu động 6NVD36-U 32 3.2 Một số thông số công tác chu trình ứng với điều kiện thiết 39 kế 3.3 Bảng so sánh thay đổi thông số thay đổi điều kiện 40 môi trường làm việc T0=3150K, P0=1,01Mpa, Độ ẩm 78% so với điều kiện chuẩn 3.4.1 Một số thông số công tác cấp 75% lượng nhiên liệu cho 41 động với điều kiện môi trường chuẩn 3.4.2 So sánh số thông số công tác chu trình giảm góc 43 phun sớm 20TK so với ban đầu 3.4.3 So sánh số thông số công tác chu trình tăng góc 45 phun sớm 20TK so với ban đầu 3.4.4 So sánh số thông số công tác chu trình khởi động 46 so với chế độ khai thác định mức 3.4.5 So sánh số thông số công tác chu trình động 47 chạy tải so với chế độ khai thác định mức 3.5.1 Bảng số thông số chủ yếu phục vụ tính lực quán tính 50 3.5.2 Giá trị sx, vp, Jp theo góc quay trục khuỷu (α = ÷ 3600) 51 3.5.3 Bảng tra để tính Pb, T, Z theo góc quay trục khuỷu α 3.5.4 Các giá trị Pkt, Pj, Pt theo góc quay trục khuỷu với trường 55 hợp động làm việc ứng với điều kiện chuẩn nơi thiết kế 3.5.5 ác giá trị Pb, T, Z theo góc quay trục khuỷu α với trường 57 hợp động làm việc ứng với điều kiện chuẩn nơi thiết kế 3.5.6 Các giá trị Pkt, Pj, Pt theo góc quay trục khuỷu với trường v 59 hợp động làm việc chế độ khai thác định mức 3.5.7 Các giá trị Pb , T, Z với trường hợp động làm việc 61 chế độ khai thác định mức 3.5.8 Các giá trị Pkt , Pj , Pt theo góc quay trục khuỷu với trường 63 hợp động làm việc ứng với lượng nhiên liệu cấp cho chu trình giảm 3.5.9 ác giá trị Pb , T, Z theo góc quay trục khuỷu α với trường 65 hợp động làm việc ứng với lượng nhiên liệu cấp cho chu trình giảm 3.5.10 Các giá trị Pkt , Pj , Pt theo góc quay trục khuỷu với trường 67 hợp động làm việc ứng với giảm góc phun sớm 3.5.11 Các giá trị Pb , T, Z theo góc quay trục khuỷu α với 69 trường hợp động làm việc ứng với giảm góc phun sớm 3.5.12 Các giá trị Pkt , Pj , Pt theo góc quay trục khuỷu với trường 71 hợp động làm việc ứng với tăng góc phun sớm 3.5.13 Các giá trị Pb , T, Z theo góc quay trục khuỷu α với 73 trường hợp động làm việc ứng với tăng góc phun sớm 3.5.14 Các giá trị Pkt , Pj , Pt theo góc quay trục khuỷu với trường 75 hợp động làm việc công suất tải 3.5.15 Các giá trị Pb , T, Z theo góc quay trục khuỷu α với 77 trường hợp động làm việc công suất tải 3.5.16 Các giá trị Pkt , Pt theo góc quay trục khuỷu với trường hợp 79 động làm việc chế độ khởi động 3.5.17 Các giá trị Pb , T, Z theo góc quay trục khuỷu α với 81 trường hợp động làm việc chế độ khởi động 3.5.18 So sánh số thông số công tác chu trình khởi động so với chế độ khai thác khác vi 85 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình Tên hình Trang 1.1 Sự phụ thuộc thông số công tác vào công suất động 10 làm việc theo đặc tính tả 1.2 Sự phụ thuộc thông số công tác vào phụ tải 11 1.3 Các đường đặc tính tốc độ 12 1.4 Đồ thị biểu diển phối hợp công tác động chong 14 chóng điều kiện khai thác không thay đổi 1.5 Đồ thị biểu diển phối hợp công tác động chong 15 chóng điều kiện khai thác thay đổi 2.1 Đồ thị thay đổi độ dịch chuyển piston theo góc quay trục 23 khuỷu 2.2 Sự thay đổi vận tốc piston theo góc quay trục khuỷu 24 2.3 Sự thay đổi gia tốc piston theo góc quay trục khuỷu 24 2.4a Lực tác dụng lên cổ biên, cổ trục 26 2.4b Kế t cấ u mă ̣t cắ t ngang đô ̣ng diesel kỳ Wartsila 20 26 3.1 Kế t cấ u mă ̣t cắ t ngang đô ̣ng diesel kỳ 6NVD36U 33 3.2 Sơ đồ khối tính toán chu trình công tác động diesel 35 3.3 Sơ đồ khối tính hệ lực tác dụng lên cấu biên khuỷu 36 Đồ thị biểu diễn thông số công tác động diesel thay 38 3.4.1 đổi theo góc quay trục khuỷu ứng với điều kiện chuẩn T0=2930K, P0=103000Pa, Độ ẩm 60%,fs=26o 3.4.2 Đồ thị biểu diễn thông số công tác động diesel thay 39 đổi theo góc quay trục khuỷu động diesel thay đổi điều kiện môi trường làm việc: T0=3150K, P0=103000Pa, độ ẩm 80%,fs=260 3.4.3 Đồ thị biểu diễn thông số công tác động diesel thay đổi theo góc quay trục khuỷu động diesel đặt tay ga vii 42 ứng với 75% lượng nhiên liệu cấp cho chu trình (36,75kg/h) 3.4.4 Đồ thị biểu diễn thông số công tác động diesel thay 44 đổi theo góc quay trục khuỷu động diesel giảm góc phun sớm 20TK 3.4.5 Đồ thị biểu diễn thông số công tác động diesel thay 45 đổi theo góc quay trục khuỷu động diesel tăng góc phun sớm 20TK 3.4.6 Đồ thị biểu diễn thông số công tác động diesel thay 46 đổi theo góc quay trục khuỷu ứng với chế độ khởi động động diesel (tương đương cấp 130% nhiên liệu cho chu trình – van an toàn nhảy) 3.4.7 Đồ thị biểu diễn thông số công tác động diesel thay 47 đổi theo góc quay trục khuỷu ứng với chế độ tải động diesel (tương đương cấp 110% nhiên liệu cho chu trình) 3.5.1 Đồ thị chuyển vị, vận tốc gia tốc theo góc quay trục khuỷu 52  3.5.2 Đồ thị lực khí thể Pk, quán tính Pj tổng hợp lực P t 57 3.5.3 Đồ thị lực Pb, T, Z theo góc quay trục khuỷu α với trường 59 hợp động làm việc ứng với điều kiện chuẩn nơi thiết kế 3.5.4 Đồ thị lực Pkt , Pj , Pt theo góc quay trục khuỷu α với trường 61 hợp động làm việc chế độ khai thác định mức 3.5.5 Các giá trị Pb , T, Z với trường hợp động làm việc 63 chế độ khai thác định mức 3.5.6 Các giá trị Pkt , Pj , Pt với trường hợp động làm việc 65 ứng với lượng nhiên liệu cấp cho chu trình giảm 3.5.7 Các giá trị Pb , T, Z với trường trường hợp động làm 67 việc ứng với lượng nhiên liệu cấp cho chu trình giảm 3.5.8 Các giá trị Pkt , Pj , Pt với trường hợp động làm việc ứng với giảm góc phun sớm viii 69 3.5.9 Các giá trị Pb , T, Z với trường hợp động làm việc ứng 71 với giảm góc phun sớm 3.5.10 Các giá trị Pkt , Pj , Pt với trường hợp động làm việc 73 ứng với tăng góc phun sớm 3.5.11 Các giá trị Pb , T, Z với trường hợp động làm việc ứng 75 với tăng góc phun sớm 3.5.12 Các giá trị Pkt , Pj , Pt với trường hợp động làm việc 77 công suất tải 3.5.13 Các giá trị Pb , T, Z với trường hợp động làm việc 79 công suất tải 3.5.14 Các giá trị Pkt , Pt với trường hợp động làm việc chế 81 độ khởi động 3.5.15 Các giá trị Pkt , Pt với trường hợp động làm việc chế 83 độ khởi động 3.5.16 Các giá trị Pb trường hợp khai thác chế độ định 84 mức, chế độ tải, chế độ khởi động, chế độ tăng góc phun sớm 3.5.17 Các giá trị Pb trường hợp khai thác chế độ định mức, chế độ tải, chế độ khởi động, chế độ tăng góc phun sớm ix 85 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Trong trình khai thác động diesel chế độ làm việc thay đổi, đặc biệt động tàu thủy Động diesel thiết kế chế tạo ứng với chế độ định mức chế độ làm việc lâu dài nhà chế tạo đảm bảo, nên khai thác khác với chế độ khác với định mức chất lượng làm việc động xấu đi, hệ lực tác dụng lên chi tiết động thay đổi so với điều kiện chuẩn Mức độ thay đổi nhiều hay phụ thuộc vào chế độ làm việc động Để hiểu rõ điều nhằm khai thác động hiệu kéo dài tuổi thọ động nói chung khuỷu trục nói riêng cần nghiên cứu tranh tổng thể lực tác dụng lên cấu biên khuỷu trình khai thác động Cũng từ người khai thác xác định nguyên nhân hư hỏng chi tiết chịu lực nặng nề, có cụm bạc – trục cổ biên cụm chi tiết hay hư hỏngnhất trình khai thác Căn vào xây dựng qui trình khai thác hợp lý, kéo dài tuổi thọ chúng có bị hư hỏng xây dựng qui trình sửa chữa phù hợp, giảm chi phí thời gian cho việc sửa chữa Do vậy,em chọn đề tài luận văn tốt nghiệp thạc sĩ: “Nghiên cứu lực tác dụng lên cổ biên trình khai thác động diesel kỳ” Mục đích nghiên cứu Xác định lực tác dụng lên cổ biên động diesel kỳ trình khai thác Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu:Động diesel kỳ Phạm vi nghiên cứu:Nghiên cứu lực tác dụng lên cổ biên động diesel kỳ bố trí hàng xi lanh thẳng đứng Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp áp dụng tính toán cho trường hợp cụ thể Bảng 3.5.15 Các giá trị P b , T, Z theo góc quay trục khuỷu α với trường hợp động làm việc công suất tải  0TK 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 555 pt (kG/cm2) -9,2746 -8,8152 -7,5237 -5,6134 -3,3696 -1,1046 0,8775 2,3807 3,4127 4,0905 4,5120 4,7895 5,2290 5,4587 5,6263 5,6026 5,2254 4,3873 3,1902 1,8976 0,9647 1,0365 4,15 24 45,55 69,7559 55,175 28,9695 16,5897 12,0889 8,4402 8,8385 8,7254 8,718 8,3474 8,2166 7,8880 7,5254 Pb (kG/cm2) -9,2746 -8,8337 -7,5832 -5,7033 -3,4514 -1,1383 0,9063 2,4533 3,4957 4,1560 4,5476 4,7996 5,2290 5,4702 5,6707 5,6923 5,3524 4,5211 3,2948 1,9555 0,9882 1,0530 4,53 24,05 45,55 69,9027 55,6144 29,4346 16,9924 12,4577 8,7174 9,1081 8,9372 8,858 8,4139 8,2239 7,8880 7,5412 77 T (kG/cm2) 0,0000 -2,8336 -4,5828 -4,6822 -3,2918 -1,1381 0,8775 2,1463 2,5771 2,3730 1,7637 0,9396 0,0000 -1,0709 -2,1993 -3,2501 -3,9460 -3,9553 -3,1902 -1,9552 -0,9425 -0,8645 -2,52 -7,704 22,3916 33,6016 24,1606 16,2081 12,4516 8,4402 7,9723 6,5877 5,0564 3,2638 1,6105 0,0000 -1,4764 Z (kG/cm2) -9,2746 -8,3669 -6,0418 -3,2564 -1,0376 -0,0204 -0,2266 -1,1884 -2,3618 -3,4120 -4,1917 -4,7067 -5,2290 -5,3643 -5,2269 -4,6732 -3,6163 -2,1901 -0,8237 0,0350 0,2971 0,6013 3,33 22,78 45,55 66,2053 44,3055 16,8052 5,108 0,2236 -2,1793 -4,4122 -6,0388 -7,2717 -7,7547 -8,0745 -7,8880 -7,3953 570 585 600 615 630 645 660 675 690 705 720 6,9099 6,0585 4,9864 3,6820 1,9815 -0,1790 -2,4942 -4,8908 -6,9221 -8,4841 -9,2829 6,9645 6,1555 5,1076 3,7943 2,0465 -0,1844 -2,5548 -4,9691 -6,9769 -8,5019 -9,2829 -2,7010 -3,5146 -3,7655 -3,3194 -1,9815 0,1844 2,4366 4,0795 4,2163 2,7272 0,0000 -6,4194 -5,0535 -3,4509 -1,8380 -0,5116 -0,0033 -0,7681 -2,8372 -5,5587 -8,0526 -9,2829 Hình 3.5.13 Các giá trị P b , T, Z với trường hợp động làm việc công suất tải 78 Bảng 3.5.16 Các giá trị Pkt , Pt theo góc quay trục khuỷu với trường hợp động làm việc chế độ khởi động α0TK 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 pkt (kG/cm2) -0,8237 -0,8211 -0,8237 -0,8329 -0,8343 -0,8185 -0,8127 -0,8328 -0,8127 -0,6900 -0,4979 -0,2771 0,1585 0,3921 0,6164 0,8221 1,0000 1,1738 1,5000 2,1837 3,5000 5,8170 12 35 60 83,07 64,125 33,75 21,375 13,5 9,0 7,875 5,0625 4,5 3,9375 3,3375 2,8175 pt (kG/cm2) -0,8237 -0,8211 -0,8237 -0,8329 -0,8343 -0,8185 -0,8127 -0,8328 -0,8127 -0,6900 -0,4979 -0,2771 0,1585 0,3921 0,6164 0,8221 1,0000 1,1738 1,5000 2,1837 3,5000 5,8170 12 35 60 83,07 64,125 33,75 21,375 13,5 9,0 7,875 5,0625 4,5 3,9375 3,3375 2,8175 79 555 570 585 600 615 630 645 660 675 690 705 720 2,4588 1,9000 1,2780 0,7610 0,4685 0,2913 0,1071 0,0411 -0,1103 -0,2221 -0,4900 -0,8320 2,4588 1,9000 1,2780 0,7610 0,4685 0,2913 0,1071 0,0411 -0,1103 -0,2221 -0,4900 -0,8320 Hình 3.5.14 Các giá trị Pkt , Pt với trường hợp động làm việc chế độ khởi động 80 Bảng 3.5.17 Các giá trị P b , T, Z theo góc quay trục khuỷu α với trường hợp động làm việc chế độ khởi động  0TK 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 555 pt (kG/cm2) -0,8237 -0,8211 -0,8237 -0,8329 -0,8343 -0,8185 -0,8127 -0,8328 -0,8127 -0,6900 -0,4979 -0,2771 0,1585 0,3921 0,6164 0,8221 1,0000 1,1738 1,5000 2,1837 3,5000 5,8170 12 35 60 83,07 64,125 33,75 21,375 13,5 9,0 7,875 5,0625 4,5 3,9375 3,3375 2,8175 2,4588 Pb (kG/cm2) -0,8237 -0,8228 -0,8302 -0,8463 -0.8545 -0,8435 -0,8394 -0,8582 -0,8324 -0,7011 -0,5019 -0,2777 -0,1585 -0,3929 -0,6213 -0,8353 -1,0243 -1,2096 -1,5493 -2,2503 -3,585 -5,9103 -12,09 35,07 60 83,2448 64,6356 34,2918 21,8939 13,9118 9,2956 8,1152 5,1854 4,5722 3,9689 3,3445 2,8175 -2,464 81 T (kG/cm2) -0,2635 -0,5016 -0,6946 -0,8151 -0,843 -0,8127 -0,7512 -0,6136 -0,4002 -0,1947 -0,0543 -0,0769 -0,241 -0,4768 -0,755 -1,0588 -1,5000 -2,2492 -3,4195 -4,8513 -7,308 -11,235 26,6655 39,0521 28,1475 20,8834 13,905 9,0 7,1033 3,8222 2,61 1,5396 0,6542 -0,4819 Z (kG/cm2) -0,8237 -0,7793 -0,6614 -0,4832 -0,2569 -0,0151 0,2098 0,4157 0,5625 0,5755 0,4625 0,2723 -0,1585 -0,3853 -0,5726 -0,6857 -0,6921 -0,586 -0,3873 0,0404 1,0777 3,3744 9,636 33,21 60 78,8417 51,4923 19,5784 6,5814 0,2498 -2,3238 -3,9312 -3,5038 -3,7535 -3,6579 -3,2798 -2,8175 -2,4162 570 585 600 615 630 645 660 675 690 705 720 1,9000 1,2780 0,7610 0,4685 0,2913 0,1071 0,0411 -0,1103 -0,2221 -0,4900 -0,8320 -1,9151 -1,2985 -0,7795 -0,4828 -0,3009 -0,1104 -0,0421 0,1121 0,2239 0,491 0,8320 -0,7429 -0,7412 -0,5746 -0,4226 -0,2913 -0,1103 -0,0402 0,092 0,1353 0,1573 -1,7651 -1,066 -0,5267 -0,2339 -0,0752 0,002 0,0127 -0,064 -0,1783 -0,465 -0,8320 Hình 3.5.15 Các giá trị P b , T, Z với trường hợp động làm việc chế độ khởi động 82 Hình 3.5.16: Các giá trị Pb trường hợp khai thác chế độ định mức, chế độ tải, chế độ khởi động, chế độ tăng góc phun sớm 83 Hình 3.5.17: Các giá trị Z trường hợp khai thác chế độ định mức, chế độ tải, chế độ khởi động, chế độ tăng góc phun sớm 84 Bảng 3.5.18 So sánh số thông số công tác chu trình khởi động so với chế độ khai thác khác Chế độ tăng Điều kiện khai thác Chế độ Thay Chế độ Bh=49(kg/h) khởi động đổi% tải Pz (MPa) 7,66 8,31 8,5% 7,78 1,57% 7,72 0,78% Tz (0K) 1734,47 1932,23 11,4% 1777,9 2,5% 1733,1 -0,07% Ne (kW) 219 299 36,53% 245 11,87% 216 1,37% 0,223 0,213 -4,48% 0,220 -1,35% 0,227 1,79% e 0,379 0,398 5% 0,385 1,58% 0,373 -1,58% Pe (MPa) 0,54 0,73 35,19% 0,60 11,11% 0,53 1,85% p/(MPa/0TK) 7,428 8,039 8,23% 7,53 1,37% 7,49 0,84% Các thông số ge kg kw.h ( ) 85 Thay đổi % góc phun Thay đổi % sớm 3.6 Phân tích kết thu Từ kết tính toán chu trình công tác, lực tác dụng lên cổ biên động ứng với số phương án giả định thường gặp trình khai thác trình bày bảng số liệu hình vẽ trường hợp: 1) Động làm việc ứng với điều kiện chuẩn nơi thiết kế 2) Động làm việc ứng với thay đổi điều kiện môi trường 3) Động làm việc ứng với lượng nhiên liệu cấp cho chu trình giảm 4) Động làm việc ứng với giảm góc phun sớm 5) Động làm việc ứng với tăng góc phun sớm 6) Động làm việc ứng với tải công suất 7) Động làm việc ứng với chế độ khởi động Có thể nhận xét: a)Động diesel khai thác điều kiện môi trường khác với điều kiện môi trường nơi chế tạo làm thay đổi thông số công tác động Cụ thể, với động thiết kế, chế tạo ứng với môi trường ôn đới khai thác môi trường nhiệt đới thông số công tác xấu đi, có nhiệt độ cực đại chu trình công tác, nên động làm việc nặng nhọc b) Trong trình khai thác động lý làm thay đổi góc phun sớm làm xấu thông số công táccủa động Từ kết trình bày đồ thị hình 3.4.2, 3.4.4., 3.4.5 ta thấy giảm góc phun sớmcác thông số công tác động xấu trình cháy kéo dài đường giãn nở nên áp suất nhiệt độ cực đại môi chất công tác giảm xuống Còn tăng góc phun sớmcác thông số công tác động xấu trình cháy sớm làm tăng công nén, giảm công thị, đồng thời tăng áp suất, nhiệt độ cháy cực đại chu trình Khi làm tăng phụ tải tác dụng lên cổ biên c) Khi động làm việc chế độ tải, lượng nhiệt tỏa buồng cháy tăng lên làm tăngáp lực khí thể tác dụng lên thành buồng cháy, từ làm tăng nhanh phụ tải tác dụng lên cổ biên có tính va đập Điều đặc biệt nguy hiểm 86 trường hợp tải cục xi lanh tình trạng kỹ thuật động xuống cấp làm giảm tuổi thọ chi tiết động cơ, đặc biệt cặp chi tiết bạc- cổ biên d) Khi động làm việc chế độ khởi động, cấu biên khuỷu chủ yếu chịu tác dụng lực khí thể, vòng quay khởi động nhỏ nên bỏ qua tác dụng lực quán tính Đối với trường hợp lực khí thể cực đại tác dụng lên khuỷu trục pzmaxFp ứng với khoảng (10÷15)0TK sau điểm chết trình cháy Giá trị p zmax xác định đồ thị tính chu trình công tác động p-α Trong trình khởi động động áp suất cháy cực đại lên tới 1,5 lần áp suất cháy cực đại ứng với chế độ định mức Điều thường xảy động có tình trạng kỹ thuật xuống cấp, chất lượng làm việc xi lanh không Khi chất lượng khởi động xấu rõ rệt, nên thường sau nhiều vòng quay trình cháy hình thành buồng cháy động Vì thế, lượng nhiên liệu tích lại cháy tăng áp suất đột ngột buồng cháy động Đó lý khởi động động có tình trạng kỹ thuật xuống cấp thường nhảy van an toàn Bởi xét động tàu thủy với trường hợp khởi động nên lấy giá trị 1,5Pzmax để tính toán Khi lực pháp tuyến Z0 tác dụng lên cổ biên đạt giá trị Zmax, MN: Zmax= 1,5Pzmaxcos(α+β)/cosβ; Pzmax = pzmaxFp pzmax - áp suất áp suất cháy cực đại ứng với chế độ định mức, MN/m2 Với kết tính toán hệ lực tác dụng lên cấu biên khuỷu nói chung tác dụng lên cổ biên nói riêng trường hợp khởi động trình bày đồ thị 3.4.6, 3.5.14, B.3.7, B.3.5.15, 3.5.16 thấy rõ, lực T, Z tác dụng lên cổ biên đạt giá trị lớn so với trường hợp khai thác khác Hiện tượng tăng áp suất cháy cực đại hệ lực tác dụng lên cặp bạc – cổ biênứng với trường hợp khởi động giải thích: - Quá trình cháy chu trình khởi động có lượng nhiên liệu buồng cháy lớn nhiều so với động làm việc ứng với chế độ định mức (giả định tăng khoảng 1,5 lần) nên áp suất khí cháy cực đại tăng lên 8,5% so với chế độ làm việc định mức ứng với môi trường khai thác; 87 - Khi vòng quay khởi động nhỏ (vòng quay khởi động 80 v/ph, vòng quay định mức 500 v/ph.) nên bỏ qua lực quán tính (ứng với ĐCT trình cháy lực quán tính ngược chiều với lực khí cháy tác dụng lên nhóm piston - cấu biên khuỷu) nên tổng hợp lực tác dụng lên biên lực khí thể - Chất lượng cháy điều kiện có tốc độ tăng áp suất trung bình lớn hẳn so với trường hợp khác nên gây va đập bạc biên lên cổ biênp/ = 8,03 MPa/0TK, với trường hợp động làm việc chế độ tải tỷ số p/ = 7,53 MPa/0TK, chế độ định mức p/ = 7,428MPa/0TK, ứng với tăng góc phun sớm p/ = 7,49MPa/0TK e) Từ kết nghiên cứu lực tác dụng lên cổ biên trình khai thác động diesel kỳ trình bày bảng số liệu hình vẽ nêu cho thấy tranh tổng thể tổng hợp lực tác dụng lên thân biên cặp bạc biên – cổ biên ứng với số chế độ khai thác đặc trưng Từ kết nghiên cứu số chế độ khai thác đặc trưng suy rộng cho trường hợp khai thác khác xẩy thực tế Khi giá trị lực khí cháy cực đại lớn, tăng đột ngột có tính chất xung gây biến dạng bạc biên, làm gián đoạn màng dầu bôi trơn, làm tăng mài mòn cặp ma sát, gây tróc vỡ vật liệu chống mòn bạc hư hỏng liên quan khác Trong trình khai thác tình trạng kỹ thuật động xuống cấp thay thế, bảo dưỡng, sửa chửa không tuân thủ qui trình, qui định làm giảm nhanh tuổi thọ động cặp bạc biên – cổ biên nói riêng Nhận xét acchs định tính nhưu trình bày nhiều tài liệu khác nhau, từ kết nghiên cứu áp dụng cụ thể động 6NVD36U cho thấy tranh tổng thể đánh giá định lượng giá trị lực tác dụng lên thân biên cặp bạc biên – cổ biên Kết nghiên cứu trường hợp giả định đặc trưng nêu trường hợp khởi động gây lên hệ lực tác dụng lên bạc biên – cổ biên lớn so với trường hợp lại, sau trường hợp động làm việc chế độ tải tăng góc phun sớm nhiên liệu 88 Với kết thu làm tài liệu tham khảo cúng định hướng cho người quản lý người khai thác xây dựng kế hoạch khai thác cặp bạc biên – cổ biên tốt hơn, góp phần kéo dài tuổi thọ nâng cao chất lượng khai thác động 89 KẾT LUẬN Trong trình khai thác động diesel chế độ làm việc thay đổi, nhiên động diesel thiết kế chế tạo ứng với chế độ định mức chế độ làm việc lâu dài nhà chế tạo đảm bảo, nên khai thác khác với chế độ khác với định mức chất lượng làm việc động xấu đi, hệ lực tác dụng lên chi tiết động thay đổi so với điều kiện chuẩn Để khai thác hiệu kéo dài tuổi thọ động nói chung khuỷu trục nói riêng cần nghiên cứu tổng thể lực tác dụng lên cấu biên khuỷu trình khai thác động Cũng từ người khai thác xác định nguyên nhân hư hỏng chi tiết chịu lực nặng nề, có cụm bạc – cổ biên Nhờ xây dựng qui trình khai thác hợp lý, kéo dài tuổi thọ động cơ, đồng thời xây dựng qui trình sửa chữa phù hợp, giảm chi phí thờ i gian cho việc sửa chữa Trong trình khai thác động cổ biên chịu tác dụng tổng hợp lực lực khí thể lực quán chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến, lực quán tính khối lượng tham gia chuyển động quay Các lực thay đổi có tính chu kỳ biên độ thay đổi lớn từ giá trị âm đến giá trị cực đại, có tính va đập Trong trình khai thác động cơ, chế độ làm việc thay đổi, đồng thời tình trạng kỹ thuật động giảm xuống theo thời gian khai thác Kết nghiên cứu cho thấy, chế độ làm việc động diesel khai thác chế độ khởi động với tình trạng kỹ thuật động xuống cấp chế độ làm việc tải, đặc biệt chế độ làm việc tải cục vài xi lanh phụ tải tác dụng chi tiết chủ yếu động tăng lên rõ rệt, có cặp bạc – cổ biên động Kết tính toán cho thấy: - Pzmaz chế độ định mức 7,66 MPa, chế độ khởi động 8,31 MPa tăng 8,5%, chế độ tải 7,78 MPa tăng 1,57%, chế độ tăng góc phun sớm 7,72 MPa tăng 0,78% - p/ chế độ định mức 7,428 (MPa/0TK), chế độ khởi động 8,039 (MPa/0TK)tăng 8,23%, chế độ tải 7,53(MPa/0TK)tăng 1,37%, chế độ tăng góc phun sớm 7,49 (MPa/0TK)tăng 0,84% 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lý thuyết động Diesel GS.TS Lê Viết Lượng (2004), NXBGiáo Dục Các chế độ chuyển tiếp động diesel, GS.TS Lê Viết Lượng (2006),NXB Hải Phòng Kết cấu tính toán động đốt trong, Hồ Tuấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến, Phạm Văn Thề, Chủ biên: Nguyễn Đức Phú, NXB Đại học Trung học Chuyên nghiệp Hà Nội (1984) Hồ sơ động 6NVD36-U 91 ... nghiên cứu Xác định lực tác dụng lên cổ biên động diesel kỳ trình khai thác Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Động diesel kỳ Phạm vi nghiên cứu :Nghiên cứu lực tác dụng lên cổ. .. để trình bày sâu hệ lực tác dụng lên cổ biên trình khai thác động diesel kỳ hàng thẳng đứng chương chương 16 Chương 2.CƠ SỞ TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN CỔ BIÊN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC ĐỘNG CƠ DIESEL. .. động nhóm piston 22 2.3 Lực tác dụng lên cổ biên, cổ trục 25 2 .4 Các thông số phục vụ cho tính toán .28 Chương TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN CỔ BIÊN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC ĐỘNG CƠ