đồ án động cơ zil 131

MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ZIL 131 2 1. GIỚI THIỆU CHUNG: 2 2. KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ZIL131: 2 2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền: 2 2.2. Cơ cấu phối khí: 5 2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu: 7 2.4 Hệ thống làm mát: 8 2.5. Hệ thống bôi trơn 9 Phần II: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ 10 1. Mục đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các chỉ tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự làm việc của động cơ.Tính toán động cơ ZIL 131 ở chế độ Nemax. 10 2. Các thông số ban đầu: 10 3. Tính toán quá trình trao đổi khí: 12 4. Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác và sự làm việc của động cơ. 17 5.Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác. 20 6. Dựng đặc tính ngoài của động cơ. 23 Phần III: Tính Toán Động Học 25 1. Mục đích 25 2. Triển khai đồ thị công chỉ thị p V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên pít tông, theo góc quay : 25 3. Quy dẫn khối lượng chuyển động 26 4. Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến: 27 5. Đồ thị lực khí thể Pk, Pj, P theo góc quay α. 29 6. Đồ thị biến thiên của T và Z theo góc quay α. 29 7. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu: 29 8. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu: 31 9. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mô men tổng : 32 Tài liệu tham khảo: 34

M ỤC L ỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ZIL 131 .2 GIỚI THIỆU CHUNG: 2 KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ZIL-131: 2.1 Cơ cấu khuỷu trục truyền: 2.2 Cơ cấu phối khí: .5 2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu: 2.4 Hệ thống làm mát: .8 2.5 Hệ thống bôi trơn .9 Phần II: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ .10 Mục đích việc tính tốn chu trình công tác xác định tiêu kinh tế, hiệu chu trình cơng tác làm việc động cơ.Tính tốn động ZIL -131 chế độ N emax 10 Các thông số ban đầu: 10 Tính tốn q trình trao đổi khí: 12 Xác định thông số đánh giá chu trình cơng tác làm việc động 17 5.Dựng đồ thị cơng thị chu trình cơng tác 20 Dựng đặc tính ngồi động 23 Phần III: Tính Tốn Động Học .25 Mục đích 25 Triển khai đồ thị công thị p -V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên pít tơng, theo góc quay : .25 Quy dẫn khối lượng chuyển động 26 Lực quán tính tổng lực, lực tiếp tuyến pháp tuyến: 27 Đồ thị lực khí thể Pk, Pj, P theo góc quay α 29  Đồ thị biến thiên T Z theo góc quay α .29 Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu: 29 Đồ thị mài mòn cổ khuỷu: 31 Đồ thị tổng lực tiếp tuyến mô men tổng : .32 Tài liệu tham khảo: 34 PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ZIL 131 GIỚI THIỆU CHUNG: Động Zil-131 loại động xăng kỳ, tạo hỗn hợp bên ngồi thơng qua chế hòa khí, đốt cháy hỗn hợp cưỡng tia lửa điện sinh nến điện của hệ thống đánh lửa Động Zil-131 loại động có xi lanh, bố trí thành hàng hình chữ V làm mát khơng khí nước Bố trí xi lanh hình chữ V có ưu điểm tăng số xi lanh cơng tác lại không làm tăng chiều dài động đồng thời hạ thấp trọng tâm động Qua việc hạ thấp chiều cao động cơ, việc bố trí động khoang động lực thuận lợi, bên cạnh tầm nhìn lái xe khơng bị hạn chế KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ZIL-131: 2.1 Cơ cấu khuỷu trục truyền: - Gồm nhóm chi tiết chính: + nhóm chi tiết cố định + nhóm chi tiết chuyển động 2.1.1 Nhóm chi tiết cố định: a Khối thân xi lanh: Là chi tiết có khối lượng lớn chi tiết động Nhiệm vụ khối thân xi lanh tạo vị trí gá lắp cho chi tiết khác trục khuỷu, trục cam, xy lanh, nắp máy, Ngoài ta khối thân xi lanh với cácte tạo thành khoang chứa dầu bôi trơn, với nắp máy, lót xi lanh tạo thành khoang chứa nước làm mát cho động Khối thân xi lanh động Zil-131 chế tạo gang xám, có kết cấu thân chịu lực Hình 2: Kết cấu block xi lanh động Zil131 Mặt bích đầu block xi lanh; Lỗ lắp bạc lót lỗ trục khuỷu; Lỗ lắp bạc đỡ trục cam; Lỗ dẫn nước từ bơm vào block; ống lót xi lanh; Thành xi lanh; Hộp trục khuỷu b Ống lót xi lanh: Động Zil-131 sử dụng ống lót kiểu "ướt" Nghĩa bề mặt ngồi ống lót tiếp xúc trực tiếp với nước làm mát Sử dụng ống lót ướt có ưu điểm lớn hiệu suất làm mát cao, dễ dàng thay sửa chữa Bề mặt cơng tác ống lót xilanh tạo thành bề mặt dẫn hướng cho pittông c Nắp xilanh: Nắp máy chế tạo hợp kim nhôm Al-4 Nắp máy dùng để đậy kín phía xi lanh kết hợp với xi lanh tạo nên buồng cháy Nắp máy nơi gá lắp chi tiết khác như: xupáp, giàn cò mổ, tạo rãnh để đưa hỗn hợp vào xi lanh đường thải để thải sản phẩm cháy bên Nắp máy khối thân xi lanh cố định với bu lông, chúng có đệm làm kín 2.1.2 Nhóm chi tiết chuyển động: a Pít tơng: Được chế tạo hợp kim nhơm nhằm giảm khối lượng lực quán tính Cấu tạo pittơng gồm phần chính: đỉnh pittơng, đầu pittông thân pittông Đỉnh pittông với nắp xilanh tạo thành buồng cháy đầu pittơng có tiện rãnh để lắp vòng găng.Thân pittơng có vấu có lổ để lắp chốt pittông Để cải thiện mài rà pittơng với ống lót xilanh ngăn ngừa thân pittông khỏi bị xước người ta phủ lớp thiếc Hình 3: Kết cấu pít tơng Phần kht lõm, Bệ chốt pít tơng, 3&4 Rãnh xéc măng khí dầu, Đỉnh pít tơng, Đầu pít tơng Phần thân pít tơng b Các xécmăng: Trên pittơng lắp loại xécmăng xécmăng khí xécmăng dầu Các xécmăng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy động để dẫn nhiệt từ đỉnh pittơng thành ống lót xilanh Xécmăng dầu có nhiệm vụ san dầu bề mặt làm việc gạt dầu bôi trơn thừa từ mặt gương xilanh cácte Khi lắp vào píttơng miệng vòng găng khí phải lệch 900 c Chốt pittơng: Có nhiệm vụ nối pittông với đầu nhỏ truyền Chốt pittông chế tạo thép hợp kim, có dạng hình trụ rỗng, mặt ngồi gia cơng tinh luồn qua bạc đầu nhỏ truyền gối lên bệ chốt pittông Chốt pittông lắp kiểu bơi, đầu chốt có khóa hãm để hạn chế dịch chuyển dọc trục d Thanh truyền: Có nhiệm vụ nối pittông với chốt khuỷu trục khuỷu truyền lực khí thể từ pittơng cho trục khuỷu từ hành trình giản nở ngược lại hành trình nạp,nén,thải trình làm việc truyền thực chuyển động phức tạp: tiến dọc theo đường tâm xilanh Chuyển động lắc tương đối so với trục chốt Trên thân nửa có đánh dấu lắp phải ý mặt có dấu quay phía đầu động Trong lắp ráp để đảm bảo cân bằng, khối lượng truyền chênh lệch không đến gam e.Trục khuỷu: Có nhiệm vụ truyền lực khí thể từ pittơng, lực qn tính khối lượng chuyển động tịnh tiến quay chi tiết cấu truyền, sau tạo momen quay Trục khuỷu chế tạo vật liệu có độ bền cao Các cổ khuỷu làm rỗng tạo thành khoang để chứa cặn bẩn dầu nhờn Khi động làm việc tác dụng lực li tâm,những phần tử nặng dầu cặn bẩn mài mòn chi tiết máy, lắng đọng khoang Khi tháo mở động người ta mở nút (2) để thải bỏ cặn bẩn cọ rửa Tải trọng dọc trục khuỷu tác động lên vòng đệm chặn dầu trục khuỷu, Hình4 : Trục khuỷu Đối trọng; Nút làm kín; Khoang lọc dầu; Đầu trục khuỷu; Cổ trục khuỷu; Cổ chốt khuỷu; Má khuỷu; Gờ hắt dầu; Rãnh dẫn dầu; 10 Mặt bích trục khuỷu f Bánh đà: Bánh đà có nhiệm vụ đẩy pittông khỏi điểm chết, đảm bảo trục khuỷu động quay đồng làm việc chế độ không tải, đảm bảo dể khởi động động cơ, giảm tải tức thời xe bắt đầu khởi hành truyền momen cho cầu xe chế độ.Bánh đà chế tạo gang cân động với trục khuỷu.Bánh đà lắp với mặt bích trục khuỷu nhờ bulơng 2.2 Cơ cấu phối khí: Cơ cấu phối khí đảm bảo điền đầy hỗn hợp khí cháy vào xilanh động lúc thải hết khí cháy khỏi xilanh Cơ cấu bao gồm phận sau: Trục cam, đội, đũa đẩy, xupáp, trục cò mổ cò mổ Hình 5: Cơ cấu phối khí Bánh trục phân phối, Mặt bích chặn trục phân phối, Vành cữ, Cổ đỡ, Bánh lệch tâm dẫn động bơm xăng, 6&7 Các cam xả cam nạp, Bạc đỡ trục cam, Xupáp nạp, 10 ống dẫn hướng xu páp, 11 Đĩa đỡ lò xo, 12 lò xo, 13 Trục cò mổ, 14 Cò mổ, 15 Vít điều chỉnh, 16 Trục đỡ trục cò mổ, 17 Cơ cấu xoay cam xupap, 18 Đũa đẩy, 19 Con đội, 20 Đĩa tỳ lò xo, 21 Lò xo hạn chế tốc độ tối đa, 22 Đoan trục, 23 Vòng hãm, 24 Vòng đệm, 25 Ê cu hãm, 26 Đũa đẩy dẫn động bơm xăng, 27 Trục chia điện, 28 Bánh răn dẫn động bơm dầu chia điện, 29.Bộ chia điện 2.2.1 Trục cam: Trục cam cấu phối khí bố trí khoang dãy xilanh có nhiệm vụ đóng mở xu páp thời điểm, ngồi trục cam có nhiệm vụ dẫn động bơm xăng, bơm dầu, chia điện Trên trục cam bố trí cam dẫn động cho 16 xupáp dãy xilanh Trên trục cam có lắp dẫn động, bánh thường xuyên ăn khớp với bánh đầu trục khuỷu, số bánh nhiều gấp dôi số bánh lắp đầu trục khuỷu 2.2.2 Xu páp cấu phối khí a Xu páp thải: Có nhiệm vụ mở toàn sản phẩm cháy thải bên ngồi đóng với xu páp hút làm kín cho buồng cháy Xu páp thải động làm việc điều kiện nhiệt độ cao, từ 600 đến 8000C, ngồi vật liệu chế tạo đảm bảo độ bền cao kết cấu chúng phải có biện pháp nâng cao tuổi thọ Ngồi ra, để mòn bề mặt tiếp xúc mặt nghiêng xu páp đế xupáp lắp cấu tự quay xupáp.Trong cấu phối khí, khe hở nhiệt xupáp quan trọng, khe hở phải điều chỉnh đạt từ 0,25 0,30 mm b Xu páp nạp: Nhiệm vụ nạp hỗn hợp vào xilanh động (khi xu páp mở), tán xu páp rộng tán xu páp thải Kết cấu xupáp nạp tương tự xupáp thải số điểm khác thân chế tạo đặt, có chụp cao su ngăn dầu không cho dàu chảy vào buồng cháy khơng bố trí cấu xoay xupáp 2.2.3.Dẫn động trục cam-truyền động cấu phối khí a Dẫn động trục cam: Trục cam dẫn động từ trục khuỷu thông qua truyền động bánh Các bánh dẫn động phải ăn khớp với vị trí xác định để đảm bảo pha phối khí thứ tự làm việc động Do lắp động sửa chữa bánh ăn khớp theo dấu dấu đánh dấu bánh trục cam báng trục khuỷu b.Truyền động cấu phối khí: Có tác dụng truyền lực từ vấu cam để thực đóng mở xu páp nạp thải theo thứ tự pha phối khí Các chi tiết truyền động thể hình 13 Lực từ vấu cam 10 trục cam truyền qua đội 9, qua đũa đẩy 19, bu lơng điều chỉnh 7, cò mổ 17 Xupáp để nâng cao khỏi đế xu páp Khi động làm việc than xupáp chuyển động tịnh tiến ống dẫn hướng Lò xo dùng để hồi vị xupáp sau đội trượt khỏi vấu cam Các móng hãm dùng để giữ lò xo 2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu: 2.3.1 Nguyên lý làm việc hệ thống: Khi bơm xăng làm việc, xăng từ thùng chứa hút qua lưới lọc 9, theo đường dẫn qua khóa 12 vào cốc lọc thô Ở đây, xăng lọc tạp chất nước, ròi theo ống dẫn vào bơm xăng vào cốc lọc tinh để tiếp tục lọc tạp chất có kích thước nhỏ, sau xăng đưa vào chế hòa khí 2.3.2 Bộ chế hòa khí K88 AM: Có nhiệm vụ tạo hỗn hợp hòa trộn xăng khơng khí theo tỷ lệ định để cung cấp cho động việc chế độ khác Khi khởi động, phải đóng bướm gió lại, thơng qua tay đòn kéo nối liền bướm gió với trục bướm ga, bướm ga mở nhỏ, tạo nên độ chân không lớn sau bướm ga có tác dụng hút nhiên liệu từ đường dẫn họng khuếch tán Khi làm việc chế độ không tải, bướm ga mở nhỏ, độ chân không họng khuếch tán nhỏ, xăng phun qua đường phun hệ thống phun Khi độ chân khơng khoang bướm ga lớn, thông qua hệ thống rãnh không tải, xăng hút qua gíclơ khơng tải phun lỗ bố trí họng khuếch tán Khi tăng tốc đột ngột bướm ga mở nhanh, đồng thời qua hệ thống cần pittông bơm nhiên liệu bổ sung xuống, cung cấp thêm nhiên liệu vào đường nạp.Khi làm việc chế độ tải trung bình chế độ tồn tải, hệ thống phun làm việc, dòng nhũ tương chế độ không tải giảm dần, độ chênh lệch áp suất họng khuếch tán lớn, hỗn hợp nhiên liệu hút qua gíclơ tồn tải 2.3.3 Bộ hạn chế tốc độ tối đa: Khi động làm việc số vòng quay cao số vòng quay cho phép mài mòn chi tiết cấu trục khuỷu - truyền, tiêu hao nhiên liệu dầu nhờn tăng lên Trên động Zil -131 có cấu dùng để hạn chế tốc độ trục khuỷu 2.3.4 Bơm xăng: Động Zil 131 lắp bơm xăng B10, dùng để đưa xăng từ thùng chứa qua cốc lọc, đến chế hòa khí, đảm bảo đủ số lượng theo yêu cầu làm việc động 2.3.5 Bầu lọc thơ: Có nhiệm vụ lọc tạp chất nước lẫn xăng trước đưa xăng đến chế hòa khí, tránh tượng tắc chế hòa khí Xăng theo chiều mũi tên, vào chứa bầu lọc, sau xăng qua lọc kim loại, tạp chất nước lã bị lọc lại lắng xuống, xăng lọc theo đường xăng để tới chế hòa khí Khả bầu lọc lọc hạt có kích thước đến 0,05 mm 2.3.6 Cốc lọc lắng: Có nhiệm vụ lọc tạp chất có kích thước nhỏ qua bầu lọc thô 2.3.7 Bầu lọc khơng khí: Có nhiệm vụ lọc khơng khí cung cấp cho động giảm ồn q trình nạp Bầu lọc khơng khí động Zil 131 loại lọc dầu - quán tính Khi động làm việc, khơng khí bẩn hút qua miệng hút 7, qua lỗ dẫn khơng khí hướng thẳng xuống đáy vào vòng hắt dầu Sau khơng khí tiếp qua phần tử lọc, bụi giữ lại phần cuối cùng, khơng khí qua ống cao su dẫn vào họng khuếch tán chế hòa khí 2.4 Hệ thống làm mát: 2.4.1 Sơ đồ làm việc hệ thống làm mát: Khi động làm việc, nhiệt độ chi tiết cần phải nằm giới hạn cho phép, nhiệt độ chi tiết cao dẫn đến cháy vật liệu (pit tông, xupáp) giãn nở nhiệt lớn dẫn tới bó kẹp chi tiết, cháy dầu bôi trơn, làm giãm chất lượng nạp động Ngược lại nhiệt độ thấp làm giảm trình bay tạo hỗn hợp tăng tổn thất nhiệt mài mòn chi tiết động nhiệt độ nước tốt nằm giới hạn 80  900C Do để trì nhiệt độ ổn định cần phải có hệ thống làm mát động cơ, động Zil-131 người ta sử dụng hệ thống làm mát nước để lưu thơng tuần hồn cưỡng bơm nước Hình 6: Hệ thống làm mát Két mát, Bơm nước, Máy nén, ống dẫn nước, Van nhệt, Van sưởi ấm, 7&8 ống dẫn nứơc đến đi, 9.Tản nhiệt sưởi ấm, 10 Cảm biến nhiệt độ nước, 11 Vòi nước đến két mát, 12&13 Van xả nước, 14 Tay xả nước 2.4.2 Các cụm hệ thống làm mát: a Bơm nước: Bơm nước kiểu bơm ly tâm có dùng cung cấp nước tuần hoàn hệ thống làm mát động Bơm nước bố trí phía đầu động dẫn động từ trục khuỷu qua dây đai Khi bơm làm việc, nước từ rãnh dẫn nước chảy qua cánh bơm 7, sau tác dụng lực ly tâm nước hắt qua thành vỏ qua rãnh nước vào áo nước xilanh b Két làm mát (bộ tản nhiệt): Két nước thiết bị trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt từ nước làm mát cho dòng khơng khí chuyển động qua c Van nhiệt: Van nhiệt có nhiệm vụ nâng nhanh nhiệt độ sấy nóng tự động trì chế độ động giới hạn cho phép 2.5 Hệ thống bôi trơn 2.5.1 Sơ đồ hệ thống bôi trơn làm việc hệ thống; Hệ thống bôi trơn làm giảm bề mặt tiếp xúc giảm tổn hao khí ma sát chi tiết chuyển động tương Ngồi dầu bơi trơn có nhiệm vụ dẫn nhiệt từ bề mặt tiếp xúc chống gỉ cho chúng Trong động sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng kết hợp với vung té 2.5.2 Các cụm hệ thống bơi trơn: a Bơm dầu: b Bầu lọc ly tâm: Bầu lọc lắp động Zil-131 loại bầu lọc ly tâm toàn phần c Két mát dầu: chế độ nhiệt làm việc ổn định động cơ, nhiệt độ dầu bôi trơn cần nằm giới hạn 85  900C d Bộ phận thơng gió cácte: 2.5.6 Bộ sưởi nóng động cơ: Dùng để giảm nhẹ việc khởi động máy điều kiện khơng khí bên ngồi thấp (-250C) Phần II: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ Mục đích việc tính tốn chu trình công tác xác định tiêu kinh tế, hiệu chu trình cơng tác làm việc động cơ.Tính tốn động ZIL -131 chế độ Nemax Kết tính tốn cho phép xây dựng đồ thị cơng thị chu trình để làm sở cho việc tính tốn động lực học, tính tốn sức bền mài mòn chi tiết động Các thông số ban đầu: 2.1 Các thông số ban đầu T Nhãn hiệu động Đơn vị ZIL-131 Loại động Xăng kỳ Số xy lanh Cách bố trí xy lanh Chiều quay trục khuỷu Thành dãy hình chữ V góc nhị diện 900 Cùng chiều kim đồng hồ (nhìn từ đầu ĐC) Trình tự làm việc xy lanh 1-5-4-2-6-3-7-8 Đường kính xylanh hành trình pit tơng Tỷ số nén 10 [mm]  100 x 95 6,5 p (MPa) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 A 0,25 0,50 0 1,0 0,75 0' B V [ dm3 ] 180 9 165 15 150 30 135 45 120 60 75 90 105 Dựng đặc tính ngồi động Để dựng đường đặc tính, ta chọn trước số giá trị trung gian số vòng quay n giới hạn nmin nmax tính giá trị biến thiên tương ứng Ne, Me, Gnl, ge theo biểu thức sau:  n  n 2  n 3       N e  N e max     n N  n N   n N   [kW]   n   n N   M e M e 1    n N  n N     [Nm]   n n g e  g 1,2   0,8. nN   nN N e Gnl = ge.Ne [Kg/h] 23        g   kWh Trong đó: Nemax : Là cơng suất có ích lớn tính được, [kW]; nN : tốc độ trục khuỷu ứng với công suất lớn nhất, [v/ph]; N M e : Mô men xoắn có ích ứng với tốc độ trục khuỷu n , [Nm]; N geN : Suất tiêu hao nhiên liệu có ích ứng với tốc độ trục khuỷu n N ,  g   kWh Ne, Me, ge: Là giá trị biến thiên công suất, mô men xoắn suất tiêu hao nhiên liệu có ích ứng với giá trị tốc độ trục khuỷu chọn trước 600 23.5972 375.5603 403.72836 9.52686 700 27.97335 381.6074 395.54468 11.0647 800 32.42282 387.0181 387.96719 12.579 900 36.92562 391.7921 380.99591 14.0685 1000 41.46175 395.9297 374.63082 15.5329 1100 46.01121 399.4306 368.87193 16.9722 1200 50.55401 402.2951 363.71924 18.3875 1300 55.07014 404.523 359.17275 19.7797 1400 59.53961 406.1143 355.23246 21.1504 1500 63.94242 407.0692 351.89837 22.5012 1600 68.25858 407.3874 349.17047 23.8339 1700 72.46808 407.0692 347.04878 25.15 1800 76.55093 406.1143 345.53328 26.4509 1900 80.48713 404.523 344.62398 27.7378 2000 84.25668 402.2951 344.32088 29.0113 2100 87.83959 399.4306 344.62398 30.2716 2200 91.21586 395.9297 345.53328 31.5181 2300 94.36548 391.7921 347.04878 32.7494 2400 97.26847 387.0181 349.17047 33.9633 2500 99.90483 381.6074 351.89837 35.1563 2600 102.2545 375.5603 355.23246 36.3241 2700 104.2976 368.8766 359.17275 37.4609 2800 106.0141 361.5563 363.71924 38.5594 2900 107.3839 353.5996 368.87193 39.6109 3000 108.3872 345.0062 374.63082 40.6052 3100 109.0037 335.7764 380.99591 41.53 24 3200 109.2137 325.9099 387.96719 42.3713 Đồ thị đặc tính ngồi động 400 100 50 50 25 300 200 100 600 1200 1800 2400 3000 3200 n[vg/phut] Phần III: Tính Tốn Động Học Mục đích Phần tính tốn động lực học đồ án nhằm xác định quy luật biến thiên lực khí thể,lực quán tính hợp lực tác dụng lên pít tông lực tiếp tuyến pháp tuyến tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu Trên sở xây dựng đồ thị véc tơ lực( phụ tải) tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu,cổ trục bạc đầu to truyền đồ thị mài mòn bề mặt Từ đồ thị véc tơ phụ tải ta biết cách định tính tình trạng chịu lực bề mặt mức độ đột biến tải thông qua hệ số dao động 25 Triển khai đồ thị công thị p -V thành đồ thị lực khí thể Pk tác dụng lên pít tơng, theo góc quay : Đồ thị cơng thị thể biến thiên áp suất tuyệt đối bên xy lanh theo thay đổi thể tích xy lanh suốt chu trình cơng tác (hai vòng quay trục khuỷu - tương ứng với hành trình pít tơng động kỳ) Lực khí thể tạo chênh áp suất mặt mặt đỉnh pít tơng xác định sau: D2 Pk  p  p0  [MN] Trong đó: p : áp suất khí thể xy lanh, [MPa]; p0 : áp suất phía đỉnh pít tơng, [MPa] Với động kỳ ta thường chọn p0 áp suất môi trường D : đường kính danh nghĩa pít tơng, [m] Lực Pk coi tập trung thành véc tơ tác dụng dọc theo phương đường tâm xy lanh cắt đường tâm chốt pít tơng Ta triển khai đồ thị cơng thành đồ thị lực khí thể theo góc quay  khuỷu trục sau: * Dựng trục hồnh (trục góc quay ) ngang với đường nằm ngang thể áp suất p0 môi trường đồ thị công  D2 3,14.0,12  0, 02  0.000157 * Trục tung thể lực Pk với tỷ lệ xích  pk  p MN � � � �mm � � Việc xác định quan hệ chuyển vị pít tơng góc quay  thực phương pháp vòng tròn Brích, bước sau: - Về phía trục hồnh đồ thị cơng p - V vẽ nửa vòng tròn Brích (để tiết kiệm diện tích) đường kính AB khoảng cách từ ĐCT tới ĐCD đồ thị p V, tâm 0, (đường kính AB tương ứng với S = 2R động thực); A tương ứng với ĐCT 00' AB. - Về phía điểm chết dưới, xác định điểm 0' cho - Từ 0' dựng tia tạo góc  với 0'A, tia cắt vòng tròn Brích điểm Từ điểm dựng đường song song với trục áp suất, cắt đồ thị công điểm tương ứng (với trình nạp, nén, giãn nở thải) Từ giao điểm gióng ngang sang đồ 26 thị lực khí thể cắt đường thẳng đứng tương ứng gióng từ trục  lên Giao điểm độ lớn lực khí thể góc  tương ứng đồ thị lực khí thể Pk- - Lần lượt dựng góc  lớn dần (ví dụ  = 150, 300, 450, 600, ) tiến hành tương tự ta tập hợp giao điểm đồ thị Pk -  - Nối giao điểm nhận đường cong liên tục ta đồ thị biến thiên lực khí thể theo góc quay  khuỷu trục chu trình cơng tác xy lanh - Đối với động kỳ, trục hoành thể góc  từ 00 đến 7200 Quy dẫn khối lượng chuyển động Mục đích: Việc quy dẫn khối lượng chuyển động tịnh tiến nhóm pít tơng, khối lượng truyền trục khuỷu để xác định lực quán tính chúng gây nên động hoạt động, chi tiết chuyển động cấu khuỷu trục truyền chi tiết thực nên có khối lượng 3.1 Khối lượng chuyển động tịnh tiến (mj) Được xác định theo biểu thức: mj = mp + mc + m1 + mx + mp – khối lượng tồn pít tông: với động Zil 131 tra bảng 5P trang174 tài liệu HDĐAMH ĐCĐT ta có : mp= 0,892 [kg] + mx- khối lượng xéc măng vòng đàn hồi: mx= 0,051[kg] + mc - khối lượng chốt khóa hãm: mc = 0,213 [kg] + m1 – khối lượng truyền quy dẫn đường tâm chốt pít tơng tra bảng 6P ta có: m1 = 0,353 [kg] Thay số vào ta có mj = 0,892 + 0,213 + 0,353 + 0,051= 1,509 [kg] 3.2 Khối lượng truyền.(mth) Toàn khối lượng truyền quy dẫn đường tâm đầu nhỏ (tham gia chuyển động tịnh tiến), đường tâm đầu to (tham gia chuyển động quay) theo nguyên lý sau: mth = m1 + m2 Phần khối lượng m2 coi tập trung cổ khuỷu, quay xung quanh trục khuỷu với vận tốc  , bán kính R gây nên lực Pr2 Tra bảng 6P ta có: m2= 0,949 [kg] Lực quán tính tổng lực, lực tiếp tuyến pháp tuyến: + Lực quán tính khối lượng chuyển động tịnh tiến mj gây nên thường gọi tắt lực quán tính chuyển động tịnh tiến: Pj = - mj R2 (cos +  cos 2).10-6 [MN] Trong đó: Bán kính quay khuỷu trục, R = 0,0475 [m];  n 3,14.3200    335  1/ s  30 30 Tốc dộ trục khuỷu, 27 Hệ số kết cấu động cơ,  = 0,256 Khối lượng chuyển động tuyến tính, mj = 1,509 [kg] Lực Pj thay đổi suốt chu trình cơng tác động coi có phương tác dụng trùng với phương lực khí thể Pk Dấu (-) có ý nghĩa tượng trưng ngược chiều gia tốc lực quán tính + Lực quán tính chuyển động quay (Pr2) Do khối lượng chuyển động quay với vận tốc  , bán kính R gây nên, ta có cơng thức: Pr2 = m2.R  2.10-6 Thay số vào ta có: Pr2 = 0,949.0,0475.3352.10-6 = 0,005058 [MN] + Tổng lực khí thể vàlực quán tính chuyển động tịnh tiến P = Pk + Pj [MN]  cos    cos 2 ; sin(   ) ; cos(   ) cos  cos  + Các giá trị khác: Kết cho bảng Dựa kết tính lực Pj bảng, ta xây dựng đường cong biến thiên lực Pj đồ thị P- với tỷ lệ xích P lực khí thể Cộng trực tiếp hai đồ thị Pk Pj dựa vào bảng biến thiên P để xây dựng đồ thị lực P Ta xác định trị số tức thời lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z điền vào bảng sau: T P Anpha 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 Pk (MN) 0.00014 0.00011 2.7E-05 -1E-04 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -7E-05 -1E-05 sin(   )  MN  cos  Pj (MN) -0.0101 -0.0096 -0.008 -0.0057 -0.003 -0.0003 0.00206 0.00387 0.00506 0.00569 0.00594 0.00599 0.00599 0.00599 0.00594 0.00569 Pt (MN) -0.01 -0.0095 -0.008 -0.0058 -0.0031 -0.0004 0.00195 0.00375 0.00494 0.00557 0.00582 0.00587 0.00587 0.00588 0.00587 0.00568 Z P sin(α+β)/ cosβ 0.32306 0.61195 0.83747 0.9799 1.03209 0.89976 0.75215 0.57674 0.38804 0.19457 -5E-06 -0.1946 -0.3881 -0.5767 28 T (MN) -0.0031 -0.0049 -0.0048 -0.003 -0.0004 0.00195 0.00338 0.00371 0.00321 0.00226 0.00114 -3E-08 -0.0011 -0.0023 -0.0033 cos(   )  MN  cos  cos(α+β)/ cosβ 0.94871 0.80139 0.57674 0.30277 0.01189 -0.2653 -0.5057 -0.6972 -0.8375 -0.9307 -0.9831 -1 -0.9831 -0.9307 -0.8375 Z (MN) -0.01 -0.009 -0.0064 -0.0033 -0.0009 -5E-06 -0.0005 -0.0019 -0.0034 -0.0047 -0.0054 -0.0058 -0.0059 -0.0058 -0.0055 -0.0048 Qck (MN) 0.00491 0.00496 0.00506 0.00515 0.00512 0.00508 0.00494 0.00463 0.00405 0.00324 0.00229 0.00134 0.00081 0.00135 0.00231 0.00329 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 555 570 585 600 615 630 645 660 675 690 705 720 8.7E-05 0.00024 0.00048 0.00088 0.00154 0.00265 0.00448 0.00753 0.0134 0.02765 0.02056 0.0142 0.00977 0.00701 0.00531 0.00424 0.0035 0.00287 0.00234 0.00189 0.00151 0.00119 0.00091 0.00066 0.00043 0.00021 0.00014 0.00014 0.00014 0.00014 0.00014 0.00014 0.00014 0.00506 0.00387 0.00206 -0.0003 -0.003 -0.0057 -0.008 -0.0096 -0.0101 -0.0096 -0.008 -0.0057 -0.003 -0.0003 0.00206 0.00387 0.00506 0.00569 0.00594 0.00599 0.00599 0.00599 0.00594 0.00569 0.00506 0.00387 0.00206 -0.0003 -0.003 -0.0057 -0.008 -0.0096 -0.0101 0.00514 0.00411 0.00255 0.00058 -0.0015 -0.003 -0.0035 -0.002 0.00328 0.01809 0.01255 0.00851 0.00678 0.00671 0.00738 0.00811 0.00856 0.00856 0.00827 0.00788 0.0075 0.00718 0.00685 0.00635 0.00548 0.00408 0.0022 -0.0002 -0.0029 -0.0056 -0.0079 -0.0094 -0.01 -0.7522 -0.8998 -1 -1.0321 -0.9799 -0.8375 -0.6119 -0.323 1.8E-05 0.32308 0.61197 0.83748 0.9799 1.03209 0.89975 0.75214 0.57673 0.38803 0.19456 -2E-05 -0.1946 -0.3881 -0.5768 -0.7522 -0.8998 -1 -1.0321 -0.9799 -0.6119 -0.323 3.7E-05 -0.0039 -0.0037 -0.0025 -0.0006 0.00143 0.00255 0.00215 0.00066 6.1E-08 0.00584 0.00768 0.00713 0.00664 0.00693 0.00738 0.0073 0.00644 0.00494 0.00321 0.00153 -1E-07 -0.0014 -0.0027 -0.0037 -0.0041 -0.0037 -0.0022 0.00017 0.0028 0.00481 0.00304 -4E-07 Đồ thị lực khí thể Pk, Pj, P theo góc quay α 29 -0.6972 -0.5057 -0.2653 0.0119 0.30278 0.57675 0.8014 0.94872 0.94871 0.80138 0.57672 0.30275 0.01187 -0.2653 -0.5058 -0.6972 -0.8375 -0.9307 -0.9831 -1 -0.9831 -0.9307 -0.8375 -0.6972 -0.5057 -0.2653 0.01192 0.3028 0.57677 0.80141 0.94872 -0.0036 -0.0021 -0.0007 6.9E-06 -0.0004 -0.0018 -0.0028 -0.0019 0.00328 0.01716 0.01006 0.00491 0.00205 8E-05 -0.002 -0.0041 -0.006 -0.0072 -0.0077 -0.0077 -0.0075 -0.0071 -0.0064 -0.0053 -0.0038 -0.0021 -0.0006 -2E-06 -0.0009 -0.0032 -0.0063 -0.0089 -0.01 0.00414 0.00475 0.00507 0.0051 0.00484 0.00417 0.00311 0.0032 0.00834 0.02298 0.01696 0.01226 0.00973 0.00863 0.008 0.00736 0.0065 0.00537 0.00416 0.00309 0.00244 0.00243 0.00296 0.00367 0.00431 0.00474 0.00499 0.00506 0.00504 0.00186 0.00497 0.00493 0.00491 90 180 270 360 450 540 630 720 ... VỀ ĐỘNG CƠ ZIL 131 GIỚI THIỆU CHUNG: Động Zil- 131 loại động xăng kỳ, tạo hỗn hợp bên ngồi thơng qua chế hòa khí, đốt cháy hỗn hợp cưỡng tia lửa điện sinh nến điện của hệ thống đánh lửa Động Zil- 131. .. hạ thấp trọng tâm động Qua việc hạ thấp chiều cao động cơ, việc bố trí động khoang động lực thuận lợi, bên cạnh tầm nhìn lái xe không bị hạn chế KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ZIL- 131: 2.1 Cơ cấu khuỷu trục... kinh tế, hiệu chu trình cơng tác làm việc động cơ. Tính tốn động ZIL -131 chế độ Nemax Kết tính tốn cho phép xây dựng đồ thị cơng thị chu trình để làm sở cho việc tính tốn động lực học, tính tốn