Lời mở đầu Trong thời kì kinh tế hội nhập hiện nay, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, cùng với nền khoa học, kỹ thuật ngày càng tiến bộ. Trong đó, ngành Cơ khí động lực đóng vai trò lớn trong định hướng phát triển của đất nước. Chúng ta đã liên doanh với nhiều hãng xe nổi tiếng trên thế giới cùng sản xuất và lắp rắp ô tô với mục tiêu nội địa hóa cao sản phẩm ô tô Việt Nam. Chính vì vậy việc học tập, nghiên cứu để nâng cao trình độ chuyên môn là yêu cầu cần thiết nhằm đáp ứng yêu cầu kĩ thuật của các hãng xe thì ngành ô tô trong nước mới đi đúng hướng và phát triển được. Sau khi học xong các học phần về động cơ: nguyên lý động cơ, kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, anh văn chuyên ngành; và các học phần cơ sở: thủy khí và máy thủy khí, sức bền vật liệu, vật liệu kĩ thuật, ... thì sinh viên được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án môn học tính toán thiết kế động cơ đốt trong. Đây là một phần quan trong trong quá trình học tập khi yêu cầu tổng hợp kiến thức, tìm hiểu kết cấu, nghiên cứu thêm tài liệu, …để thiết kế một hệ thống, cơ cấu của động cơ đốt trong. Trong đồ án này, em được giao nhiệm vụ tính toán thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ diesel, là hệ thống quan trọng của động cơ đốt trong, nó dùng để cung cấp nhiên liệu cho động cơ trong quá trình hoạt động. Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng sử dụng những kiến thức đã học cũng như tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nhất. Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện không thể không tránh khỏi những thiếu sót bởi bản thân còn ít kinh nghiệm. Cuối cùng, em xin cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Huỳnh Tất Tiến đã quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình trong quá trình hoàn thành đồ án. Em rất mong muốn nhận được sự xem xét, chỉ dẫn của các thầy cô để tập đồ án này được hoàn chỉnh, và kiến thức của em được củng cố, hoàn thiện hơn. Đà Nẵng, ngày 02032018 Sinh viên thực hiện Đào Trung Kiên MỤC LỤC: Lời mở đầu 1 1. Tính toán xây dựng bản vẽ đồ thị: 4 1.1. Các thông số động cơ: 4 1.2. Các thông số tính: 4 1.3. Đồ thị công : 6 1.3.1. Các thông số xây dựng đồ thị : 6 1.3.2. Cách vẽ đồ thị: 8 1.4. Đồ thị Brick 11 1.4.1. Phương pháp 11 1.4.2. Đồ thị chuyển vị 12 1.5. Xây dựng đồ thị vận tốc 13 1.5.1. Phương pháp 13 1.5.2. Đồ thị vận tốc V(): 14 1.6. Đồ thị gia tốc: 15 1.6.1. Phương pháp 15 1.6.2. Đồ thị gia tốc j = f(x) 15 1.7. Vẽ đồ thị lực quán tính 16 1.7.1. Phương pháp 16 1.8.2. Đồ thị lực quán tính: 17 1.8. Đồ thị khai triển: Pkt , Pj , P1 18 1.8.1. Vẽ Pkt 18 1.8.2. Vẽ Pj 19 1.8.3. Vẽ P1 19 1.8.4. Đồ thị khai triển Pkt , Pj , P1 20 1.9. Xây dựng đồ thị T , Z , N 23 1.9.1. Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền 23 1.9.2. Xây dựng đồ thị T , Z , N 24 1.10. Đồ thị T 27 1.11. Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 31 1.12. Đồ thi véctơ phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 33 1.13. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 35 1.14. Đồ thị khai triển Q() 38 Phần 2: Phân tích đặc điểm kết cấu động cơ tham khảo 41 2.1. Chọn động cơ tham khảo 41 2.2. Phân tích đặc điểm của động cơ 41 Cơ cấu pít tông, thanh truyền, trục khuỷu 41 2.2.1. Hệ thống nhiên liệu 43 2.2.3. Cơ cấu phân phối khí 44 2.2.4. Hệ thống bôi trơn 44 2.2.5. Hệ thống làm mát 44 Phần 3: Thiết kế hệ thống nhiên liệu động cơ DDV60416. 45 3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, sơ đồ nguyên lý: 45 3.1.1. Nhiệm vụ: 45 3.1.2. Yêu cầu:……………………………………………………………...45 3.1.3. Sơ đồ nguyên lý:……………………………………………………..45 3.2. Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống:………………………….46 3.2.1. Tính toán nhiệt:………………………………………………………46 3.2.2. Tính các thông số chỉ thị:…………………………………………….52 3.2.3.Tính các thông số có ích:…………………………………………..…52 3.2.4.Tính toán bơm cao áp:…………………………………………….….53 3.2.5. Tính toán vòi phun:…………………………………………………..55 Tài liệu tham khảo:…………………………………………………………57 Phần 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG LỰC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ DDV60218. Tính toán xây dựng bản vẽ đồ thị: Các thông số động cơ: Số xilanh i 6 Số kỳ τ 4 Cách bố trí Inline Tỷ số nén ε 18,3 Thứ tự làm việc 153624 Đường kính piston D 111,0 mm Hành trình piston S 138,5 mm Công suất cực đại số vòng quay Ne 165,0 kW n 2330 vph Tham số kết cấu λ 0,26 Áp suất cực đại pz 10,7 MNm2 Khối lượng nhóm piston mpt 5,0 kg Khối lượng nhóm thanh truyền mtt 6,0 kg Góc phun sớm φs 4 độ Góc phân phối khí α1 12 độ α2 53 độ α3 42 độ α4 7 độ Hệ thống nhiên liệu Bocsh VE type pump Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cascte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Turbo Charger Intercooler Hệ thống phân phối khí 12 valve, OHV Các thông số tính: Các thông số cần tính toán: + Xác định tốc độ trung bình của động cơ: Cm= S×n 30 ms Trong đó: S m: hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh. n vòng phút: tốc độ quay của động cơ. Khi đó: Cm= (138,5 × 〖10 〗3 × 2330 )30 = 10,757 ms Cm= 10,757 ms > 9 ms: động cơ tốc độ cao hay động cơ cao tốc + n1 = 1,32 ÷ 1,39; n2 = 1,25 ÷ 1,29. Chọn trước: n1 = 1,34; n2 =1,25. + Áp suất khí cuối kì nạp: Động cơ bốn kì tăng áp: pa = (0,9 ÷ 0,96) ×pk. Áp suất đường nạp lớn hơn áp suất đường thải: pk > pth > p0. Đối với động cơ tăng áp tuabin khí: pk = 0,14 ÷ 0,4. Chọn pk = 0,2 MNm2. Khi đó: pa = 0,9 × 0,2= 0,18 MNm2 + Áp suất cuối kì nén: pc = pa×εn1 = 0,18 × 18,31,34 = 8,85 MNm2 + Chọn tỷ số dãn nở sớm: động cơ diesel ρ = 1,2 ÷ 1,5. Chọn ρ = 1,24. + Áp suất cuối quá trình giãn nở: pb = p_z〖δ_1〗(n_2 ) = ( p_z )〖( ε ρ ) 〗(n_2 ) = 10.7〖(18,31,24)〗1,25 =0,37 MNm2 + Thể tích công tác: Vh= (S×π×D2)4= (138,5×π×〖111〗2×〖10〗(6))4=1,340 dm3 + Thể tích buồng cháy: Vc= V_h(ε1)= 1,340(18,31)= 0,077 dm3 + Vận tốc tục khuỷu: ω= (π×n)30= (π×2330)(30 )=244 rads + Áp suất khí sót: động cơ cao tốc: pr = (1,05 ÷ 1,10) ×pth. Hầu hết các động cơ thực tế đều phải qua bình tiêu âm, khi đó: pth = (1,02 ÷ 1,04) ×p0. Đối với động cơ tăng áp: pth là áp suất trước tuabin: pth = (0,9 ÷ 1,0)×pk =0,96×0,2 =0,192 MNm2.(theo giáo trình tăng áp động cơ) Khi đó: pr= 1,07× 0,192 = 0,205 MNm2 Đồ thị công : Các thông số xây dựng đồ thị : Các thông số cho trước : + Áp suất cực đại : pz = 10,7 Mnm2 : + Góc phun sớm s = 40 . + Góc phân phối khí (độ): 1 = 120 2 = 530 3 = 420 4 = 70 Các thông số chọn: Áp suất khí nạp: pk = 0,2 MNm2 Xây dựng đường nén: Gọi Pnx, Vnx là áp suất, thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ. Vì quá tình nén của động cơ là quá trình nén đa biến nên: P_nx×V_nxn=const P_nx× V_nxn1= P_c×V_c(n_1 ) P_nx= P_c×〖(V_cV_nx )〗(n_1 ) Đặt: i= V_nxV_c . Khi đó: P_nx= P_ci(n_1 ) Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành khoảng , khi đó i = 1, 2 , 3, . Xây dựng đường giãn nở: Gọi Pgnx , Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ.Vì quá trình giãn nở là quá trình đa biến nên ta có: P_nx×V_nxn=const P_gnx× V_gnxn2= P_z×V_z(n_2 ) P_gnx= P_z×〖(V_zV_gnx )〗(n_2 ) Ta có : VZ = ×VC Pgnx = Đặt , ta có : (1.4) Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành khoảng , khi đó i = 1, 2 , 3, . Biểu diễn các thông số: + Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 10 mm μ_v= V_cV_cbd = 0,07710=0,0077 dm3mm Giá trị biểu diễn của Vhbd ¬= V_hμ_v =1,3400,0077=174 mm + Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 170mm μ_p=P_zP_zbd = 10,7170=0,0629 MNm2.mm + Về giá trị biểu diễn ta có đường kính của vòng tròn Brick AB bằng giá trị biểu diễn của Vh , nghĩa là giá trị biểu diễn của AB = Vhbd mm µ_s=SV_hbd =138,5174=0,8 mmmm + Giá trị biểu diễn của OO’: mm Bảng 1.1: Bảng giá trị đồ thị công động cơ diesel: Vx i Đường nén Đường dãn nở in1 1in1 p_n=p_cin1 in2 1in2 p_gn=(p_z×ρn2)in2 0,077 1 1 1 8,850 1 1 14,001 0,096 1,24 1,334 0,750 6,634 1,55 0,645 9,033 0,155 2 2,532 0,395 3,496 2,5 0,400 5,600 0,232 3 4,359 0,229 2,031 3,75 0,267 3,734 0,310 4 6,409 0,156 1,381 5 0,200 2,800 0,387 5 8,642 0,116 1,024 6,25 0,160 2,240 0,465 6 11,034 0,091 0,802 7,5 0,133 1,867 0,542 7 13,565 0,074 0,652 8,75 0,114 1,600 0,620 8 16,223 0,062 0,546 10 0,100 1,400 0,697 9 18,997 0,053 0,466 11,25 0,089 1,245 0,775 10 21,878 0,046 0,405 12,5 0,080 1,120 0,852 11 24,858 0,040 0,356 13,75 0,073 1,018 0,930 12 27,932 0,036 0,317 15 0,067 0,933 1,007 13 31,095 0,032 0,285 16,25 0,062 0,862 1,085 14 34,341 0,029 0,258 17,5 0,057 0,800 1,162 15 37,667 0,027 0,235 18,75 0,053 0,747 1,240 16 41,070 0,024 0,215 20 0,050 0,700 1,317 17 44,545 0,022 0,199 21,25 0,047 0,659 1,394 18 48,091 0,021 0,184 22,5 0,044 0,622 1,418 18,3 49,168 0,020 0,180 22,875 0,044 0,612 Cách vẽ đồ thị: Cách vẽ đồ thị công của động cơ diesel: Đồ thị công động cơ diesel 4 kỳ tăng áp + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén và đường giản nở. + Vẽ vòng tròn của đồ thị Brick để xác định các điểm đặc biệt: Điểm a (Va ; pa) Va = Vc + Vh = 0,077 + 1,340 = 1,418 dm3 => Vabd = V_aμ_v =1,4180,0077=184 mm pa = 0,18 MNm2 => pabd = p_aμ_p =0,180,0629=2,86 mm abd (184 ; 2,86) Điểm b (Vb ; pb) Vb = Va = 1,418 dm3 => Vbbd = V_bμ_v =(1,418 )0,0077=184 mm pb = 0,37 MNm2 => pbbd = p_bμ_p =0,370,0629=5,72 mm bbd (184; 5,72) Điểm phun sớm: c’ xác định từ đồ thị Brick ứng với s; Hình 1.1: Các điểm đặc biệt cần xác định trên đồ thị công động cơ diesel. Điểm c( Vc ; Pc) Vc = 0,077 dm3 => Vcbd = 10 mm pc = 8,85 MNm2 => pcbd = p_cμ_p =8,850,0629=140,612mm => cbd (10; 140,612) Điểm bắt đầu quá trình nạp: r( Vc; Pr) = (0,077; 0,205) => rbd (10; 3,264) Điểm mở sớm của xupáp nạp: r’ xác định từ đồ thị Brick ứng với α1 Điểm đóng muộn của xupáp thải: r’’ xác định từ đồ thị Brick ứng với α4 Điểm đóng muộn của xupáp nạp: a’ xác định từ đồ thị Brick ứng với α2 Điểm mở sớm của xupáp thải : b’ xác định từ đò thị Brick ứng với α3 Điểm y (Vc ; 0,85.Pz) = (0,077; 9,095) => ybd (10; 144,5) Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc ; Pz) = (0,095; 10,7) Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(2.Vc ; Pz) = (0,048 ; 10,7) Điểm c’’: cc”=13cy Điểm b’’: bb’’=12ba Bảng 1.2: Các điểm đặc biệt: Điểm Giá trị thật Giá trị vẽ mm Vdm3 PMNm2 V P a (Va, pa) 1,418 0,18 184 2,862 c (Vc, pc) 0,077 8,85 10 140,612 z (Vz, pz) 0,096 10,7 12.468 170 b (Vb, pb) 1,418 0,37 184 5,882 r (Vr, pr) 0,077 0,205 10 3,264 y(Vc, pz) 0,077 10,7 10 170 c’’ 0,077 9,467 10 150,509 b’’ 1,418 0,275 184 4,372 z(ρ2Vc;pz) 0,048 10,7 6,234 170 Bảng 1.3: Các giá trị biểu diễn trên đường nén và đường dãn nở Giá trị vẽ Vx pn pgn p0 10 140,612 222,447 1,559 12.4 105,399 170,000 1,559 20 55,545 93,527 1,559 30 32,261 56,341 1,559 40 21,941 39,323 1,559 50 16,271 29,752 1,559 60 12,744 23,688 1,559 70 10,366 19,537 1,559 80 8,667 16,533 1,559 90 7,402 14,270 1,559 100 6,427 12,509 1,559 110 5,657 11,104 1,559 120 5,034 9,960 1,559 130 4,522 9,011 1,559 140 4,095 8,214 1,559 150 3,733 7,535 1,559 160 3,424 6,951 1,559 170 3,157 6,444 1,559 180 2,924 6 1,559 183 2,860 5,877 1,559 + Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp, tiến hành hiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’. Đồ thị Brick Phương pháp Hình 1.2.Phương pháp vẽ đồ thị Brick + Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính R .Do đó AD = 2R = S =138,5 mm Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng với khi =1800 (vị trí điểm chết dưới). Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick: μ_s=SV_hbd =S×μ_vV_h =138,5×0,00771,340=0,796 + Từ O lấy đoạn OO’ dịch về phía ĐCD như Hình 1.2 , với : OO’ = (R×λ)2= (69,25×0,26)2=9,003 mm Giá trị biểu diễn : 〖OO〗_bd=OOμ_s =(λ×R)(μ_s×2)=9,0030,8= 11,254 mm + Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ M’C thẳng góc với AD . Theo Brick đoạn AC = x . Điều đó được chứng minh như sau: + Ta có : AC=AO OC= AO (CO’ OO’) = R MO’×cos + + Coi : MO’ R + × cos AC = x R×(1cosα)+λ2×(1 cos2 α)=R×(1cosα)+λ4×(1 cos2α)=x Đồ thị chuyển vị + Muốn xác định chuyển vị của piston ứng với góc quay trục khuỷu là α =100, 200, 300, ... ta làm như sau : từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB. Hạ MC vuông góc với AD. Điểm A ứng với góc quay = 00(vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng với khi = 1800 (vị trí điểm chết dưới). Theo Brick đoạn AC = x. + Vẽ hệ trục vuông góc OS, trục O biểu diễn giá trị góc còn trục OS biễu diễn khoảng dịch chuyển của Piston. Tùy theo các góc ta vẽ được tương ứng khoảng dịch chuyển của piston. Từ các điểm trên vòng chia Brick ta kẻ các đường thẳng song song với trục O. Và từ các điểm chia (có góc tương ứng) trên trục O ta vẽ các đường song song với OS. Các đường này sẽ cắt nhau tại các điểm. Nối các điểm này lại ta được đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x của piston theo . Bảng 1.3: Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) α(độ) λ cosα cos2α x=R×(1cosα)+λ4×(1 cos2α) mm xbd mm 0 0,26 1 1 0 0 10 0,26 0,9848 0,9397 1,324 1,653 20 0,26 0,9397 0,7660 5,229 6,532 30 0,26 0,8660 0,5 11,528 14,400 40 0,26 0,7660 0,1736 19,921 24,883 50 0,26 0,6428 0,1736 30,020 37,498 60 0,26 0,5 0,5 41,377 51,684 70 0,26 0,3420 0,7660 53,515 66,845 80 0,26 0,1736 0,9397 65,956 82,385 90 0,26 ∞ 1 78,253 97,745 100 0,26 0,1736 0,9397 90,006 112,426 110 0,26 0,3420 0,766 100,884 126,014 120 0,26 0,5 0,5 110,627 138,184 130 0,26 0,6428 0,1736 119,046 148,700 140 0,26 0,7660 0,1736 126,018 157,409 150 0,26 0,8660 0,5 131,473 164,222 160 0,26 0,9397 0,766 135,377 169,099 170 0,26 0,9848 0,9397 137,719 172,025 180 0,26 1 1 138,500 173,000 1.5. Xây dựng đồ thị vận tốc 1.5.1. Phương pháp` + Chọn tỷ lệ xích V = S× = 0,796× 244 = 194,224 mms.mm. + Vẽ nửa đường tròn tâm O có bán kính R1: R1= R× = 69,25×244 = 16896,794mm + Giá trị biểu diễn của R1 là : R_1bd= R_1μ_v = 16896,794194,224=86,996mm + Vẽ đường tròn tâm O bán kính đồng tâm với nửa đường tròn có bán kính R_2bd= (λ×R×ω)(2×μ_v )= (0,26×69,25×244)(2×194,224)=11,310 mm + Chia đều nửa đường tròn bán kính R1, và đường tròn bán kính R2 ra 18 phần bằng nhau. Như vậy, ứng với góc ở nửa đường tròn bán kính R1 thì ở đường tròn bán kính R2 sẽ là 2, 18 điểm trên nửa đường tròn bán kính R1 mỗi điểm cách nhau 100 và trên đường tròn bán kính R2 mỗi điểm cách nhau là 200 . + Trên nửa đường tròn R1 ta đánh số thứ tự từ 0, 1, 2, ..., 18 theo chiều ngược kim đồng hồ, còn trên đường tròn bán kính R2 ta đánh số 0’,1’,2’,..., 18’ theo chiều kim đồng hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA. + Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn bán kính R1, ta dóng các đường thẳng vuông góc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vòng tròn bán kính R2 ta kẻ các đường thẳng song song với AB. Các đường kẻ này sẽ cắt nhau tương ứng theo từng cặp 00’;11’;...;1818’ tại các điểm lần lượt là 0, a, b, c, ... Nối các điểm này lại bằng một đường cong và cùng với nửa vòng tròn bán kính R¬1 biểu diễn trị số vận tốc v bằng các đoạn A0, , ..., 0 ứng với các góc 0, 1,2, 3...18. Phần giới hạn của đường cong này và nửa vòng tròn lớn gọi là giới hạn vận tốc của piston. + Vẽ hệ toạ độ vuông góc OvS trùng với hệ toạ độ OS , trục thẳng đứng Ov song song với trục O. Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, ta kẻ các đường thẳng song song với trục Ov cắt trục OS tại các điểm 0, 1, 2, 3, .., 18. Từ các điểm này, ta đặt các đoạn thẳng A0, 1a, 2b, 3c, ... song song với trục Ov và có khoảng cách bằng khoảng cách các đoạn A0, , ..., 0. Nối các điểm A, a ,b c, ... lại với nhau ta có đường cong biểu diễn vận tốc của piston v=f(S). 1.5.2. Đồ thị vận tốc V(S): Hình 1.5. Đồ thị vận tốc V = f() + Vẽ hệ toạ độ vuông góc OvS trùng với hệ toạ độ OαS, trục thẳng đứng Ov trùng với trục Oα. Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, ta kẻ các đường thẳng song song với trục Ov và cắt trục OS tại các điểm 0,1,2,3,..,18, từ các điểm này ta đặt các đoạn thẳng A0, 1a, 2b, 3c, ... , song song với trục Ov có khoảng cách bằng khoảng cách các đoạn tương ứng nằm giữa đường cong với nữa đường tròn bán kính R1 mà nó biểu diễn tốc độ ở các góc tương ứng. Nối các điểm A ,a ,b,... lại với nhau ta có đường cong biểu diễn vận tốc piston v=f(S). 1.6. Đồ thị gia tốc: 1.6.1. Phương pháp + Giải gia tốc của Piston bằng phương pháp đồ thị thường dùng phương pháp TôLê. Cách tiến hành cụ thể như sau: Lấy đoạn thẳng AB = S = 2R = 183,5 mm . Từ A dựng đoạn thẳng : AC = Jmax = R×2×(1+). Từ B dựng đoạn thẳng: BD = Jmin = R×2×(1). Nối CD cắt AB tại E. Lấy EF = 3R2. Nối CF và DF . Phân đoạn CF và DF thành những đoạn nhỏ bằng nhau ghi các số 1 , 2 , 3 , 4 và 1’ , 2’ , 3’ , 4’ như trên hình 1.6. Nối 11’ , 22’ , 33’ , 44’. Đường bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm số : j = f(x). 1.6.2. Đồ thị gia tốc j = f(x) + Ta có : Jmax = R×2×(1+) = 69,25×103×2442×(1+0,26) = 5194,687 ms2 Jmin = R×2×(1) = 69,25×103×2442×(1 – 0,26) = 3050,848 ms2 EF = 3××R×2 =69,25×103×3×0,26×2442 = 3215,759 + Chọn giá trị biểu diễn của Jmax là Jmaxbd= 100 mm μ_j= J_maxJ_maxbd =5194,687100=51,947 ms2.mm + Do đó :Giá trị biểu diễn J_minbd=J_minμ_j = (3050,848)51,947= 58,730 mm + Vẽ hệ trục J S. + Lấy đoạn thẳng AB trên trục OS, với: AB=Sμ_s = 138,50,796=174 mm + Tại A, dựng đoạn thẳng AC thẳng góc với AB về phía trên, với: AC = Jmaxbd = 100 mm + Tại B, dựng đoạn thẳng BD thẳng góc với AB về phía dưới, với: BD = Jminbd = 58,730 mm + Nối C với D cắt AB tại E, dựng EF thẳng góc với AB về phía dưới một đoạn: Giá trị biểu diễn EFbd = EFμ_j = ( 3215,759)51,947=61,905 mm + Nối đoạn CF và DF, ta phân chia các đoạn CF và DF thành 8 đoạn nhỏ bằng nhau và ghi số thứ tự cùng chiều, chẳng hạn như trên đoạn CF: C, 1, 2, 3, 4, F; trên đoạn FD: F, 1’, 2’, 3’,4’,D. Nối các điểm chia Đường bao của các đoạn này là đường cong biểu diễn gia tốc của piston: J = f(x). Dùng phương pháp TôLê ta có đồ thị như hình 1.6: Hình 1.6. Đồ thị gia tốc j = f(x) 1.7. Vẽ đồ thị lực quán tính 1.7.1. Phương pháp + Ta có lực quán tính : Pj = m × j Pj = m × j . Do đó thay vì vẽ Pj ta vẽ Pj lấy trục hoành đi qua po của đồ thị công vì đồ thị Pj là đồ thị j = f(x) có tỷ lệ xích khác mà thôi. Vì vậy ta có thể áp dụng phương pháp TôLê để vẽ đồ thị Pj = f(x). + Để có thể dùng phương pháp cộng đồ thị Pj với đồ thị công thì Pj phải có cùng thứ nguyên và tỷ lệ xích với đồ thị công, thay vì vẽ giá trị thực của nó ta vẽ Pj = f(x) ứng với một đơn vị diện tích đỉnh piston . Tức là thay: m=mF_pis =m((π×D2)4) kgm2 m’ = m1 + mpt kg Đối với động cơ ô tô máy kéo: m1 = (0,2750,350)×mtt m2 = (0,6500,725)×mtt + Trong đó: m’: khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến mpt ¬= 5,0 kg: khối lượng nhóm Piston mtt = 6,0 kg: khối lượng nhóm thanh truyền chọn khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu nhỏ: m1 = 0,3 × mtt = 0,3×6 = 1,8 kg chọn khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu to: m2 = 0,7 × mtt = 0,7× 6 = 4,2 kg khi đó: m’ = 1,8+5,0 = 6,8 kg m=mF_pis =m((π×D2)4)=6,8((π×〖(111×〖10〗(3))〗2)4)=702,705 kgm2 + Để có thể cộng đồ thị lấy trục P0 làm trục hoành cho đồ thị Pj 1.8.2. Đồ thị lực quán tính: Pjmax = m×Jmax = 702,705 × 5194,687 = 3,650 MNm2 Pjmin = m×Jmin = 702,705 ×( 3050,848) = 2,144 MNm2 EF = 3×m××R×2 = 3×702,705 ×0,26×69,25×109×2442 = 2,2597 MNm2 + Tỷ lệ xích của Pj : µpj = µp = 0,0629 MNm2.mm + Giá trị biểu diễn của : Pjmax = 〖P〗_jmaxμ_Pj =3,6500,0629= 57,996 mm Pjmin =〖P〗_jminμ_Pj =(2,144)0,0629=34,061 mm EF = ( EF)μ_Pj = 2.25970,0629=35,902 mm Hình 1.7. Đồ thị lực quán tính 1.8. Đồ thị khai triển: Pkt , Pj , P1 1.8.1. Vẽ Pkt + Đồ thị Pkt được vẽ bằng cách khai triển p theo từ đồ thị công trong 1 chu trình của động cơ (động cơ 4 kỳ: = 0, 10, 20, ..., 7200). + Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc OP, trục hoành O nằm ngang với trục p0. Để được đồ thị Pkt ta đặt trục hoành của đồ thị mới ngang với trục chứa giá trị p¬0 ở đồ thị công . Làm như vậy bởi vì áp suất khí thể : pkt = p p0 . + Trên trục O ta chia 10o một, ứng với tỷ lệ xích = 2 0mm. + Kết hợp đồ thị Brick và đồ thị công như ta đã vẽ ở trên, ta tiến hành khai triển như sau: Từ các điểm chia trên đồ thi Brick, dóng các đường thẳng song song với OP và cắt đồ thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, cháy giãn nở và thải. Qua các giao điểm này ta kẻ các đường ngang song song với trục hoành sang hệ trục toạ độ OPα. Từ các điểm chia trên trục Oα, kẻ các đường song song với trục OP, những đường này cắt các đường dóng ngang tại các điểm ứng với các góc chia của đồ thị Brick và phù hợp với quá trình làm việc của động cơ. Nối các giao điểm này lại ta có đường cong khai triển đồ thị Pkt α với tỷ lệ xích : p = 0,0629 MN(m2.mm); = 2 0mm Hình 1.8. Cách khai triển pkt 1.8.2. Vẽ Pj + Cách vẽ giống cách khai triển đồ thị công nhưng giá trị của điểm tìm được ứng với chọn trước lại được lấy đối xứng qua trục O , bởi vì đồ thị trên cùng trục tọa độ với đồ thị công là đồ thị Pj . + Sở dĩ khai triển như vậy bởi vì trên cùng trục toạ độ với đồ thị công nhưng Pj được vẽ trên trục có áp suất p0 . 1.8.3. Vẽ P1 + P1 được xác định : P1 = Pkt + Pj + Do đó P1 được vẽ bằng phương pháp cộng đồ thị + Để có thể tiến hành cộng đồ thị thì P1 , Pkt và Pj phải cùng thứ nguyên và cùng tỷ lệ xích. 1.8.4. Đồ thị khai triển Pkt , Pj , P1 Bảng 1.4. Bảng giá trị Pkt , Pj , P1 Giá trị đo mm Giá trị vẽ mm Giá trị thật MNm2 α Pkt Pj P1=Pkt+Pj P1 0 1,705 57,996 56,291 3,543 10 1,301 56,5 55,199 3,474 20 1,301 52,5 51,199 3,223 30 1,301 43 41,699 2,625 40 1,301 33,5 32,199 2,027 50 1,301 24,5 23,199 1,460 60 1,301 14,5 13,199 0,831 70 1,301 5,2 3,899 0,245 80 1,301 5 6,301 0,397 90 1,301 13,5 14,801 0,932 100 1,301 21,5 22,801 1,435 110 1,301 27,5 28,801 1,813 120 1,301 31,5 32,801 2,065 130 1,301 32,5 33,801 2,127 140 1,301 33,5 34,801 2,190 150 1,301 34 35,301 2,222 160 1,301 34,3 35,601 2,241 170 1,301 34,2 35,501 2,234 180 1,301 34,061 35,362 2,226 190 1,301 34,2 35,501 2,234 200 1,301 34,3 35,601 2,241 210 1,301 34 35,500 2,234 220 1,5 33,5 35,500 2,234 230 2,5 32,5 35,00 2,203 240 3 31,5 34,500 2,171 250 3,5 27,5 31,000 1,951 260 4 21,5 25,500 1,605 270 4,5 13,5 18,000 1,133 280 6,5 5 11,500 0,724 290 7,5 5,2 2,300 0,145 300 10,5 14,5 4,000 0,252 310 15,5 24,5 9,000 0,566 320 23,5 33,5 10,000 0,629 330 42 43 1,000 0,063 340 73,5 52,5 21,000 1,322 350 113,5 56,5 57,000 3,588 360 165 57,996 107,004 6,735 370 167,5 56,5 111,000 6,986 380 118,5 52,5 66,000 4,154 390 72 43 29,000 1,825 400 43,5 33,5 10,000 0,629 410 30 24,5 5,500 0,346 420 21 14,5 6,500 0,409 430 16 5,2 10,800 0,680 440 12,5 5 17,500 1,101 450 10,5 13,5 24,000 1,511 460 8,5 21,5 30,000 1,888 470 7,5 27,5 35,000 2,203 480 6,5 31,5 38,000 2,392 490 5,5 32,5 38,000 2,392 500 5 33,5 38,500 2,423 510 4,5 34 38,500 2,423 520 4 34,3 38,300 2,411 530 3,5 34,2 37,700 2,373 540 2,8 34,061 36,861 2,320 550 1,705 34,2 35,905 2,260 560 1,705 34,3 36,005 2,266 570 1,705 34 35,705 2,247 580 1,705 33,5 35,205 2,216 590 1,705 32,5 34,205 2,153 600 1,705 31,5 33,205 2,090 610 1,705 27,5 29,205 1,838 620 1,705 21,5 23,205 1,461 630 1,705 13,5 15,205 0,957 640 1,705 5 6,705 0,454 650 1,705 5,2 3,495 0,616 660 1,705 14,5 12,795 0,805 670 1,705 24,5 22,795 1,435 680 1,705 33,5 31,795 2,001 690 1,705 43 41,295 2,599 700 1,705 52,5 50,795 3,197 710 1,705 56,5 54,795 3,449 720 1,705 57,996 56,291 3,543