Tính toán thiết kế động cơ đốt trong XZV4

Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218) LỜI NĨI ĐẦU Ơtơ ngày dùng rộng rãi nước ta phương tiện lại cá nhân vận chuyển hành khách, hàng hoá phổ biến Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ơtơ xã hội, đặc biệt loại ôtô đời kéo theo nhu cầu đào tạo lớn nguồn nhân lực phục vụ ngành công nghiệp ôtô linh vực thiết kế Sau học xong giáo trình ‘ động đốt ’ chúng em tổ môn giao nhiệm vụ làm đồ án mơn học Vì bước đầu làm quen với cơng việc tính tốn , thiết kế ơtơ nên khơng tránh khỏi bỡ ngỡ vướng mắc Nhưng với quan tâm , động viên, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn, giáo viên giảng dạy thầy giáo khoa nên chúng em cố gắng để hoàn thành đồ án thời gian giao Qua đồ án giúp sinh viên chúng em nắm lực tác dụng, công suất động điều kiện đảm bảo bền vài nhóm chi tiết ơtơ, máy kéo Vì thiết thực với sinh viên nghành cơng nghệ kỹ thuật ơtơ Tuy nhiên q trình thực dù cố gắng nhiều không tránh khỏi thiếu sót Vì chúng em mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến thầy bạn để em hồn thiện đồ án tốt qua rút thành kinh nghiệm quý giá cho thân nhằm phục vụ tốt cho trình học tập công tác sau Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218) CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH Các thơng số cho trước Số xilanh Số kỳ Cách bố trí Tỷ số nén Đường kính piston Hành trình piston Cơng suất cực đại Ứng với số vòng quay Tham số kết cấu Áp suất cực đại Khối lượng nhóm piston Khối lượng nhóm truyền Góc đánh lửa sớm Góc phân phối khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí Các thơng số cần tính tốn Xác định tốc độ trung bình động cơ: i τ In-line ε D S Ne n λ pz 4 m pt 76,0 87,0 77 5050 0,24 4,1 0,6 MN/m2 kg mtt 0,8 kg mm mm kW v/p s độ α1 15 độ α2 60 độ α3 53 độ α4 độ EFI Cưỡng cascte ướt Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Khơng tăng áp 16 valve, DOHC Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển piston xilanh, N (vòng/phút) : Tốc độ quay động cơ, Do Cm > m/s nên động động tốc độ cao hay động cao tốc, Chọn trước: n1 = 1,35 ( số nén đa biến trung bình) n2 = 1,25 (chỉ số giãn nở đa biến trung bình) SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218)  Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp : pk �p0 = 0,1 [MN/m2] Đối với động bốn kỳ không tăng áp ta chọn: pa = (0,8 - 0,9)pk Vậy chọn: pa = 0,9pk = 0,09 [MN/m2]  Áp suất cuối kì nén: pc = pa,εn1 = 0,09.91,35 = 1,747 [MN/m2]  Chọn tỷ số giãn nở sớm(động xăng): ρ =  Áp suất cuối q trình giãn nở sớm:  Thể tích công tác: π.0,762  0,87  0,3946[dm3 ]  Thể tích buồng cháy:  0,3946  0, 0493[dm3 ] 1  Vận tốc góc trục khuỷu: ω π.n π � 5050   528,8 30 30 [rad/s]  Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn: Áp suất không tăng áp tuabin: pth = 1,03pk = 1,03,0,1 = 0,103 [MN/m2] Áp suất khí sót (chọn): pr = 1,07pth = 1,07,0,103= 0,110 [MN/m2] 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị a Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 4,1 [MN/m2] Góc đánh lửa sớm:  s = 8o Góc phân phối khí: α1 = 15o α2 = 60o α3 = 53o α4 = o b Xây dựng đường nén Gọi Pnx , Vnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình nén động cơ,Vì trình nén trình đa biến nên:   Pnx= SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218) Đặt , ta có : Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3, , c Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình giãn nở động cơ,Vì trình giãn nở trình đa biến nên ta có:   Pgnx= Ta có : VZ = ,VC  Pgnx = Đặt , ta có : Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3, , d Biểu diễn thông số - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 15 [mm]  0,0493  0, 0033 15 [dm3/mm] [dm3/mm]  - Biểu diễn thể tích cơng tác: [mm]  0,3946  119, 57 0,0033 [mm] - Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 160 [mm]  [MN/(m2,mm) => μp  4,1  0, 0256 160 [MN/(m2,mm)] Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vòng tròn Brick AB giá trị biểu diễn Vh, nghĩa giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd  =0,7276 [mm/mm] + Giá trị biểu diễn oo’: [mm] Bảng giá trị Đồ thị công động xăng V 0,0493 0,0740 0,0986 0,1233 i i n1 1,5 2,5 1,729 2,549 3,445 Đường nén n1 1/ i 0,578 0,392 0,290 SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A pn 1,747 1,011 0,685 0,507 Đường giãn nở n2 in2 1/ i 1 1,660 0,602 2,378 0,420 3,144 0,318 pgn 4,1 2,474 1,724 1,304 Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218) 0,1479 0,1726 0,1972 0,2219 0,2465 0,2712 0,2958 0,3205 0,3451 0,3698 0,3944 0,4191 0,4437 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 4,407 5,426 6,498 7,618 8,782 9,988 11,230 12,520 13,830 15,182 16,564 17,982 19,421 0,227 0,184 0,154 0,131 0,114 0,100 0,089 0,080 0,072 0,066 0,060 0,056 0,051 0,396 0,322 0,269 0,229 0,199 0,175 0,156 0,14 0,126 0,115 0,105 0,097 0,090 3,948 4,787 5,657 6,554 7,477 8,423 9,391 10,380 11,390 12,41 13,45 14,51 15,59 0,253 0,209 0,177 0,153 0,134 0,119 0,106 0,096 0,088 0,081 0,074 0,069 0,064 1,038 0,856 0,725 0,626 0,548 0,487 0,437 0,395 0,360 0,330 0,305 0,282 0,263 1.2.2 Cách vẽ đồ thị Xác định điểm đặc biệt: Các điểm đặc biệt cần xác định đồ thị công động diesel + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén đường giản nở, + Vẽ vòng tròn độ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = 0,0493 + 0,3946=0,4439 [dm3]  Vabd = 134,5 [mm] pa = 0,09 [MN/m2]  pabd = 0,09/0,0256 = 3,51 [mm] abd (134,5; 3,51) - Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 0,4439[dm3]  Vbbd = 134,5 [mm] pb = 0,263 [MN/m2]  pbbd = 0,263/0,0256 = 10,27[mm] bbd (134,5 ; 10,27)  Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với s;  Điểm c(Vc;Pc) = c(0,0493; 1,747) SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Tính toán thiết kế động đốt (XZV4-0218)  Điểm bắt đầu trình nạp : r(Vc;Pr) => r(0,0493; 0,11)  Điểm mở sớm xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1  Điểm đóng muộn xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4  Điểm đóng muộn xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2  Điểm mở sớm xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3  Điểm y (Vc, 0,85Pz) => y(0,0493; 3,485)  Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz) => z(0,0493; 4,1)  Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’=1/2yz’  Điểm c’’ : cc” = 1/3cy  Điểm b’’ : bb’’=1/2ba Bảng 1.2 Các điểm đặc biệt Giá trị thật Điểm V (dm3) a (Va, pa) 0,4439 c (Vc, pc) 0,0493 z (Vz, pz) 0,0493 b (Vb, pb) 0,4439 r (Vr, pr) 0,0493 y(Vc, 0,85pz) 0,0493 p (MN/m ) 0,09 1,747 4,1 0,263 0,11 3,485 Giá trị vẽ V (mm) p (mm) 134,5 3,51 15 68,2 15 160 134,5 10,27 15 4,3 15 136,1 Các giá trị biểu diễn đường nén đường giãn nở GIÁ TRỊ VẼ Vx pnén 14,94 68,24 22,41 39,48 29,88 26,77 37,35 19,81 44,82 15,49 52,29 12,58 59,76 10,50 67,23 8,96 74,70 7,77 82,17 6,83 89,64 6,08 97,11 5,45 104,58 4,93 SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A pgiản nở 160,16 96,48 67,34 50,95 40,56 33,45 28,31 24,44 21,42 19,01 17,06 15,43 14,07 p0 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 3,91 Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218) 112,05 4,49 12,90 3,91 119,52 4,12 11,90 3,91 126,98 3,80 11,03 3,91 134,45 3,51 10,27 3,91 + Sau có điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn hai điểm z’’ b’’ 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp Phương pháp vẽ đồ Brick + Vẽ vòng tròn tâm O , bán kính R Do AD = 2R = S =87 [mm] Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với =1800 (vị trí điểm chết dưới) - Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick: + Từ O lấy đoạn OO’ dịch phía ĐCD với : 43,5.0, 24 OO’ = = = 5,22 [mm] Giá trị biểu diễn : + Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB Hạ M’C thẳng góc với AD Theo Brich đoạn AC = x Điều chứng minh sau: + Ta có : AC=AO - OC= AO - (CO’ - OO’) = R- MO’.cos + + Coi : MO’  R + cos  AC = 1.3.2 Đồ thị chuyển vị SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218) - Muốn xác định chuyển vị piston ứng với góc quay trục khuỷu α =10o, 20o, 30o, ,,, ta làm sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB, Hạ MC vng góc với AD, Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) điểm D ứng với =1800 (vị trí điểm chết dưới) Theo Brick đoạn AC = x - Vẽ hệ trục vng góc OS, trục O biểu diễn giá trị góc trục OS biễu diễn khoảng dịch chuyển Piston Tùy theo góc  ta vẽ tương ứng khoảng dịch chuyển piston, Từ điểm vòng chia Brich ta kẻ đường thẳng song song với trục O Và từ điểm chia (có góc tương ứng) trục O ta vẽ đường song song với OS Các đường cắt điểm Nối điểm lại ta đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x piston theo  Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) α(độ) λ cosα cos2α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 1,00 0,98 0,94 0,87 0,77 0,64 0,50 0,34 0,17 0,00 -0,17 -0,34 -0,50 1,00 0,94 0,77 0,50 0,17 -0,17 -0,50 -0,77 -0,94 -1,00 -0,94 -0,77 -0,50 x=R[(1-cosα)+λ/4(1cos2α)] 0,00 0,82 3,23 7,13 12,33 18,60 25,67 33,23 41,01 48,72 56,12 62,99 69,17 130 0,24 -0,64 -0,17 74,52 108,6 140 0,24 -0,77 0,17 78,98 SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Xbd 0,00 1,13 4,45 9,81 16,97 25,59 35,30 45,71 56,41 67,02 77,19 86,64 95,14 102,5 Tính toán thiết kế động đốt (XZV4-0218) 150 160 170 180 0,24 0,24 0,24 0,24 -0,87 -0,94 -0,98 -1,00 0,50 0,77 0,94 1,00 82,48 84,99 86,50 87,00 113,45 116,90 118,98 119,67 Đồ thị chuyển vị S=f (α) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Đồ thị chuyển vị S = f(α) 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α) 1.4.1 Phương pháp - Chọn tỷ lệ xích: v= ,s= 528,8,0,727 = 384,4 [mm/(s,mm)] - Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R1: R1= R, = 43,5,528,8 = 23002,8 [mm/s] - Giá trị biểu diễn R1 : R 1bd  R1 23002,   59,8 μv 384, [mm] - Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R2: R2  λ� R� ω 0,24.43,5.528,8   2760,3 2 [mm/s] - Giá trị biểu diễn R2 là: R 2bd  R 2760,3   7, μv 384, [mm] SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4-0218) - Chia nửa vòng tròn bán kính R1, vòng tròn bán kính R2 18 phần nhau, Như vậy, ứng với góc  nửa vòng tròn bán kính R1 vòng tròn bán kính R2  2, 18 điểm nửa vòng tròn bán kính R1 điểm cách 10 vòng  tròn bán kính R2 điểm cách 20 - Trên nửa vòng tròn R1 ta đánh số thứ tự từ 0, 1, 2, ,,,, 18 theo chiều ngược kim đồng hồ, vòng tròn bán kính R2 ta đánh số 0’,1’,2’,,,,, 18’ theo chiều kim đồng hồ, hai xuất phát từ tia OA - Từ điểm chia nửa vòng tròn bán kính R 1, ta dóng đường thẳng vng góc với đường kính AB, từ điểm chia vòng tròn bán kính R ta kẻ đường thẳng song song với AB Các đường kẻ cắt tương ứng theo cặp 0-0’;1-1’;,,,;18-18’ điểm 0, a, b, c, ,,,, 18 Nối điểm lại đường cong với nửa vòng tròn bán kính R biểu diễn trị số vận tốc v đoạn 0, 1a, 2b, 3c , ,,,, ứng với góc 0, 1,2, 3,,,18 Phần giới hạn đường cong nửa vòng tròn lớn gọi giới hạn vận tốc piston - Vẽ hệ toạ độ vuông góc OvS trùng với hệ toạ độ OS , trục thẳng đứng Ov trùng với trục O Từ điểm chia đồ thị Brick, ta kẻ đường thẳng song song với trục Ov cắt trục Os điểm 0, 1, 2, 3, ,,, 18 Từ điểm này, ta đặt đoạn thẳng 00, 1a, 2b, 3c, ,,,, 1818 song song với trục Ovvà có khoảng cách khoảng cách đoạn 0, 1a, 2b, 3c , ,,,, 0, Nối điểm 0, a ,b c, ,,,, 18 lại với ta có đường cong biểu diễn vận tốc piston v=f(S) 1.4.2 Đồ thị vận tốc V(α) SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A 10 3.3 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 3.3.1 Tính tốn kiểm tra bền trục khuỷu 3.3.1.1 Các thơng số chọn Cổ trục: + Đường kính cổ trục: Dct = 55.10-3 (m) Lct= 42.10-3 (m) + Chiều dài cổ trục: Chốt Khuỷu: + Đường kính chốt khuỷu: Dck= 50.10-3 (m) + Chiều dài chốt khuỷu: Lck = 26.10-3 (m) Má Khuỷu: + Chiều rộng : h = 86.10-3 (m) + Chiều dày: b = 16.10-3 (m) 3.3.1.2 Xác định khối lượng chuyển động quay theo bán kính r má khuỷu Khối lượng má khuỷu xác định theo cơng thức sau : mm =Fm.b.ρ Trong đó: +Fm diện tích phần má khuỷu có bán kính r -Nếu ta coi phần diện tích má khuỷu có bán kính r gần hình chữ nhật có diện tích h.b’ với: h =86(mm): chiều rộng má khuỷu b’= r= (ε: độ trùng điệp cổ trục cổ chốt) 55  50 S 87  43,  ε= = =9 (mm) Với R = 2 = 43,5 (mm) 50  =>b’=r= =20,5 (mm) Vậy Fm=h.b’=h.r=86.20,5=1763 (mm2) +b: chiều dày má khuỷu, b= 16 (mm) +ρ: khối lượng riêng vật liệu trục khuỷu +ρ= 7,852.10-6 (kg/mm3) =>mm=1763.16.7,852.10-6= 0,22 (kg) -Để phần khối lượng má m m quay với bán kính R ta phải quy dẫn thành khối lượng tương đương đặt tâm chốt khuỷu, khối lượng quy dẫn tính sau 0, 22 mmR== 20, 43, =0,106 (kg) 3.3.1.3 Khối lượng chốt khuỷu -Khối lượng chốt khuỷu xác định theo công thức  (502  212 ).(26  16  16).7,852.10 6 mch== =0,736 kg Trong +mch; khối lượng chốt khuỷu vận động quay với bán kính R +Dn,dt: Đường kính ngồi chốt khuỷu +Dn=dnck= 50 (mm) dt=dtck= 21(mm) +l : chiều dài làm việc chốt khuỷu, l =26(mm) +b1,b2là chiều dày má khuỷu b1=b2=b= 16(mm) +ρ: khối lượng riêng vật liệu chế tạo trục khuỷu, ρ=7,852.10-6 3.3.1.4 Lực ly tâm C1 C2  n  5050   528,8 30 Ω = 30 (rad/s)  (76.10 3 ) Fp= = =4,536.10-3 (m2) Trong : +C1:lực ly tâm chốt khuỷu quy đầu to +C1=mch.R.ω2= 0,736.43,5.10-3.528,82= 8952,61(KG)=8,95261.10-3(MN) 8,95261 C1= 4,536 = 1,973 (MN/m2) +C2: lực ly tâm khối lượng truyền quy dẫn đầu to truyền +C2=m2.R.ω2 Với m2 khối lượng truyền quy đầu to +m2= 0.7.mtt= 0,7.0,8 = 0,56 (kg) +C2= 0,56.43,5.10-3.528,82=6811,77 (KG)=6,81177.10-3 (MN) 6,81177 C2= 4,536 = 1,5017 (MN/m2) 3.3.1.5 Lực quán tính ly tâm má khuỷu đối trọng - Pr1: lực quán tính ly tâm má khuỷu quy tâm chốt khuỷu  n  5050   528,8 30 30 -Ω= (rad/s) Pr1=mmR.R.ω2= 0,106.43,5.10-3.528,82 = 1289,37(KG) = 1,28937.10-3(MN) 1, 28937.103 3 Pr1= 4,536.10 = 0,284 (MN/m2) + Pr2: lực quán tính lý tâm đối trọng + Pr2=mđt.Rđt.ω2 + mđt khối lượng đối trọng 0, 736  0,106 + mđt = =0,474 (kg) + Rđt bán kính quay đối trọng + Rđt=R= 43,5.10-3 (m) => Pr2= 0,474.43,5.10-3 528,82 = 5765,68 (KG) =5,76568.10-3 (MN) 5, 76568.10 3 3 Pr2= 4,536.10 =1,27 (MN/m2) 3.3.2 Kiểm tra sức bền trục khuỷu Trong b = 16.10-3 (m); h=86.10-3(m) lck b 26 16    a = 2 2 =21.10-3 (m) c’ = c’ = a = 21.10-3 (m) lct b 42 16    b’=b”= 2 2 = 29.10-3 (m) l0=b’+2.a+b”= 29.10-3+2.21.10-3+29.10-3= 100.10-3 (m) l’=l”=l0/2= 100.10-3/2 = 50.10-3(m) Fp= 4,536.10-3 (m2) Ta thấy ứng suất lớn tác dụng lên trục khuỷu nguy hiểm xảy trường hợp: + Trường hợp chịu lực Pzmax khởi động (1) + Trường hợp chịu lực Zmax làm việc (2) + Trường hợp chịu lực Tmax làm việc (3) + Trường hợp chịu lực ΣTmax (4) Nhưng thực tế động làm việc, lực tác dụng trường hợp (1) lớn trường hợp (2) Và lực tác dụng lên cổ khuỷu trường hợp (3) lớn trường hợp (4) Vì cần xét trường hợp (1) (3) 3.3.2.1 Trường hợp chịu lực Pzmax Đối với động xăng trường hợp khởi động, lúc ta xét vị trí trục khuỷu vị trí điểm chết (ĐCT) ta có Z=Pzmax=pzmax.Fp= 4,1.4,536.10-3= 0,018(MN) Lúc ta có: Z Z’= l' 0, 05  0, 018 l0 0,1 = 0,009 (MN) Z Z”= l" 0, 05  0, 018 l0 0,1 = 0,009 (MN) Tính bền chốt khuỷu:  uck  Mu Z '.l ' 0, 009.0, 05    36( MN / m ) Wu 0,1.d ck 0,1.0, 053 Tính bền má khuỷu: Lực pháp tuyến (Z) gây uốn má khuỷu tiết diện (A-A) u  M u Z '.b 0009.0, 016    39, 24( MN / m2 ) 0,086.0,016 Wu h.b 6 Ứng suất nén lên má khuỷu n  Z 0, 018   6,541( MN / m ) 2.b.h 2.0, 016.0, 086 Tổng ứng suất tác dụng lên má khuỷu     u   n  39, 24  6,541  45,781( MN / m ) Tính bền cổ trục Ứng suất uốn cổ trục lực (Z) tạo hai bên cổ trục  uct  Z '.l ' 0,009.0,05   36( MN / m ) Wu 0,1.(0,05 ) 3.3.2.2 Trường hợp chịu lực Tmax Vị trí tính tốn trục khuỷu nguy hiểm lệch so với điểm ĐCT với góc α=αTmax Căn vào đồ thị T=f(α), để tính giá trị lực tiếp tuyến góc tương ứng Động (XZV4-0218) có xy lanh với thứ tự nổ 1-3-4-2 Và sau tính tốn đồ thị ta có Tmax = 1,307 (MN/m2)= 5,928.10-3 (MN) T’=Tmax/2= 0,6535 (MN/m2) = 0,6535.Fp= 0,6535.4,536.10-3=2,964.10-3(MN) Z= -1,141 (MN/m2) =-5,1755.10-3(MN) Khi αTmax= 680° Zo=Z-(C1+C2)= -1.141- ( 1,973+1,5017) = -4,6157(MN/m2)= -0,0209 (MN) Z’=Z”=Z0/2-Pr1+Pr2= -0,0209/2-0,284+1,27 = -0,371(MN/m2) =-0,00168 (MN) Căn vào đồ thị T ta có xác định trị số T góc quay α α° 680 140 320 500 T[MN/m2] 1,307 0,834 0,910 0,934 Do ta xác định trị số ΣTi-1 tác dụng lên chốt khuỷu động khuỷu chịu lực Tmax phương pháp sau đây: α° Khuỷu 680 140 320 500 1,307 0,834 0,910 0,934 0,910 0,934 1,307 ΣTi-1=1,307 0,834 ΣTi-1=0,934 0,934 1,307 0,834 0,910 1,307 0,834 ΣTi-1=1,744 0,910 0,934 ΣTi-1=2,678 Nhận xét : Dựa vào bảng , ta thấy khuỷu chịu lực ΣTi-1lớn nhất: ΣTi-1=2,678 [ MN/m2] = 2,678.Fp=2,678.4,536.10-3=0,012 (MN) Do ta kiểm tra bền cho khuỷu A/ Tính sức bền chốt khuỷu: Ứng suất uốn quanh trục y-y: 0, 05.0, 002946 = 0,1.(0, 05) =11,784 (MN/m2) Ứng suất uốn quanh trục x-x 0, 00168.0, 05  0, 284.0, 021  1, 27.0,021 0,1.(0,05)3 = = -10,13 (MN/m2 ) Ứng suất uốn tổng tác dung lên chốt khuỷu: 2 σu = (11,784)  (10,13) = 15,61 (MN/m2) Ứng suất xoắn chốt khuỷu: k  M k ' 0, 012.0,0435   20,88( MN / m ) Wk 0, 2.0,000125 Ứng suất tổng chịu xoắn uốn tác dụng lên chốt khuỷu: 2 σΣ= = (15,61)  4.(20,88)  44,58( MN / m ) B/Tính sức bền cổ trục khuỷu: Tính cho cổ trục bên phải chịu tải nặng cổ trục bên trái Ứng suất uốn tác dụng lên cổ khuỷu lực tiếp tuyến T” gây ra: 0,002946.0, 029  6,83( MN / m ) 0,1.(0.05) Ứng suất uốn tác dụng lên cổ khuỷu lực pháp tuyến Z” gây ra: (0,00168).0, 029  3,89( MN / m ) 0,1.(0.05) Ứng suất uốn tổng tác dụng lên cổ khuỷu: 2 σU= (3,89)  4.(6,83)  14, 2( MN / m ) Ứng suất xoắn cổ khuỷu: (0, 012).0, 0435  20,88( MN / m ) 0, 2.(0, 05) Ứng suất tổng chịu uốn xoắn tác dụng lên cổ khuỷu: σΣ= (14, 2)2  4.(20,88)2  44,11( MN / m2 ) C/Tính sức bền má khuỷu Má khuỷu bên phải chịu lực lớn nên tính tốn cho má Ứng suất uốn lực pháp tuyến Z” gây ra: M uz Z ' b ' (0, 00168).0, 029  13, 27  MN / m   uz    0, 0086.(0, 016) Wu Wu Ứng suất lực quán tính ly tâm Pr2 gây ra:  ur  M ur Pr (a  c) 0, 00576.(0, 021  0, 021)    0( MN / m ) 0, 086.0, 016 Wu Wu Ứng suất uốn lực tiếp tuyến T” gây ra:  uT  T '.r 0, 002964.0, 00205   1, 66  MN / m  2 b.h 0, 086.(0, 016) 6 Ứng suất uốn mômen xoắn M”k gây ra:  uM M k'' (�Ti1  T ).( R  r ) (0, 012  0, 002946).(0, 0023)     9,37( MN / m ) 2 h.b h.b 0, 086.0,016 6 Ứng suất xoắn má khuỷu lực tiếp tuyến T” gây ra: Do tiết diện má khuỷu dạng chữ nhật ứng suất xoắn điểm khác nhau: Điểm 1,2,3,4 có τk= Điểm I,II có τk=τkmax= Điểm III,IV có τk=τkminĐ=g2.τkmax h 0.086   5.375 g1,g2 hệ số ứng suất phụ thuộc tỷ số b 0.016 => g1= 98; g2= 0.75  k max  T '' b '' 0, 002946.0, 029   3,96( MN / m2) g1.h.b 0,98.0, 086.0, 016 τkmin= g2.τkmax=3,96.0,75 =2,97(MN/m2) Ứng suất nén lên má khuỷu n  Z '' Pr2 (0, 00168  0, 00576)   5, 407( MN / m2 ) b.h 0, 016.0, 086 Do má khuỷu chịu ứng suất phức tạp trên, để tính ứng suất tổng tác dụng lên điểm má khuỷu, ta phải xét dấu loại ứng suất tác dụng lên điểm cách lập bảng Khi lập bảng ta qui ước ứng suất nén(+) ứng suất kéo(-) theo bảng I II III IV n -5,407 -5,407 -5,407 -5,407 -5,407 -5,407 -5,407 -5,407  uz -13,27 -13,27 -13,27 - -13,27 -13,27 0 -13,27 -13,27  ur 0 0 13,27  uT 1,66 1,66 1,66 1,66 0 1,66 1,66  uM 9,37 9,37 9,37 9,37 0 9,37 9,37 Σσ -7,647 -7,647 -7,647 -7,647 -7,647 -7,647 - k 0 0 18,67 3,96 σΣ 7,647 7,647 7,647 7,647 20,28 -18,67 3,96 2,97 2,97 20,28 9,68 9,68 Ứng suất tổng điểm 1,2,3,4 là: σΣ1,2,3,4=Σσ1,2,3,4 =7,647 (MN/m2) Ứng suất tổng điểm I,II : Ứng suất tổng điểm III,IV là: σΣIII,IV= (MN/m2) 3.3.3 Tính tốn sức bền bánh đà: Bánh đà dạng đĩa Ta chọn: + Đường kính ngồi bánh đà: Dn= 364 (mm) =0,364 (m) + Đường kính bánh đà: D0 = 36 (mm)= 0,036(m) Ứng suất phần đĩa nối với bánh đà có hai loại: Ứng suất tiếp tuyến ( theo phương vận tốc vòng) ứng suất pháp tuyến (theo phương đường kính) Giá trị ứng suất tiếp tuyến lớn ứng suất pháp tuyến ta kiểm tra ứng suất tiếp tuyến lớn xuất mép đĩa nối theo công thức sau: Trong +γ: trọng lượng riêng vật liệu bánh đà γ=7,1.10-3 (MN/m3) +g: gia tốc trọng trường g= 9,81 (m/s2) +R: Bán kính ngồi bánh đà R=0,182 (m) +r: Bán kính bánh đà r=0,018 (m) +μ: hệ số pốt xơng μ=0,3 Vậy  T max 7,1.103.528,82  [(3  0,3).0,182  (1  0,3).0,0182 ]  5,55( MN / m2 ) 4.9,81 KẾT LUẬN Qua tuần làm việc tích cực cộng với giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn,các thầy cô môn Đến đồ án em hồn thành Đồ án mơn học " Thiết kế động đốt trong” Nhằm mục đích tìm hiểu mục đích ,ý nghĩa đồ thị công, động học động lực học ngồi tìm hiểu ngun lý làm việc kết cấu phận hệ thống động để có phương án bảo dưỡng sửa chữa hư hỏng kịp thời Trong lĩnh vực đề tài, em trình bày cách thực để vẽ đồ thị công động học động lực học vấnđề giới thiệu tổng quan hệ thống động tham khảo động mà em thiết kế, nhiệm vụ, phân loại, yêu cầu phận, chi tiết sử dụng hệ thống Đặc biệt nội dung trình bày hệ thống thiết kế em khảo sát tìm hiểu ngun lý làm việc, tính tốn tìm hiểu kết cấu trình bày kết cấu hệ thống nhiên liệu kèm theo phần vẽ cấu, phận hệ thống nhiên liệu động thiết kế Trong trình thực đề tài này, kiến thức lý thuyết thực tế thân học hỏi thêm nhiều Nhưng điều kiện tài liệu lượng kiến thức thân có phần hạn chế thiếu thốn nên đồ án hồn thành khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy, mơn tham gia góp ý để đề tài em hoàn thiện Một lần em xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn Dương Đình Nghĩa thầy mơn cho em hồn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Phú , Hồ Tấn Chuẩn , Trần Văn Tế , Nguyễn Tất Tiến - Kết cấu tính tốn động đốt tập I, II, III [2] GS.TS Nguyễn Tất Tiến – Nguyên lý động đốt – Nhà xuất giáo dục , năm 2000 [3] Trần Thanh Hải Tùng – Kết cấu tính tốn động đốt – Trường đại học Bách khoa Đà nẵng [4] Nguyễn Văn Yến - Giáo trình chi tiết máy – Nhà xuất giao thơng vận tải Ngồi có tham khảo số tài liệu: Giáo trình giảng dạy thầy môn động đốt - Khoa khí giao thơng - ĐHBK – Đai Học Đà Nẵng số tài liệu lấy từ mạng internet MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH .2 1.2 ĐỒ THỊ CÔNG .3 1.2.1 Các thông số xây dựng đồ thị 1.2.2 Cách vẽ đồ thị .5 1.3 ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1 Phương pháp 1.3.2 Đồ thị chuyển vị 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V(α) 10 1.4.1 Phương pháp 10 1.4.2 Đồ thị vận tốc V(α) 11 1.5.ĐỒ THỊ GIA TỐC .12 1.5.1.Phương pháp 12 1.5.2.Đồ thị gia tốc j = f(x) 12 1.6.VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH 13 1.6.1 Phương pháp 13 1.6.2 Đồ thị lực quán tính 14 1.7.ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN: PKT, PJ, P1 – α .15 1.7.1 Vẽ Pkt – α 15 1.7.2 Vẽ Pj – α 15 1.7.3 Vẽ p1 – α 15 1.8.XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N – α 19 1.8.1 Sơ đồ lực tác dụng lên cấu trục khủy truyền 19 1.8.2 Xây dựng đồ thị T, Z, N – α .19 1.9.ĐỒ THỊ ∑T – α 24 1.10.ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU 25 1.11.ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN Q(α) .26 1.12.ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN 30 1.13.ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU .32 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG 35 CƠ THAM KHẢO 1NZ-FE 35 2.1 THÔNG SỐ KĨ THUẬT CHỌN ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 1NZ-FE 35 2.2.1 Nhóm piston, truyền, trục khuỷu 36 2.2.1.1.Piston 36 2.2.1.2.Thanh tryền 37 2.2.1.3.Trục khuỷu 37 2.2.2 Cơ cấu phân phối khí .38 2.2.3.Hệ thống bôi trơn, làm mát .39 2.2.3.1.Hệ thống bôi trơn 39 2.2.3.2.Hệ thống làm mát 39 2.2.4.Hệ thống nhiên liệu 41 2.2.5.Hệ thống đánh lửa .42 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU TRỤC KHUỶU BẠC LĨT BÁNH ĐÀ ĐỘNG CƠ XZV4-0218 43 3.1.NHIỆM VỤ, YÊU CẦU CỦA CƠ CẤU TRỤC KHUỶU BẠC LÓT BÁNH ĐÀ 43 3.1.1.Nhiệm vụ cấu trục khuỷu bạc lót bánh đà 43 3.1.1.1.Nhiệm vụ trục khuỷu 43 3.1.1.2.Nhiệm vụ bạc lót 43 3.1.2.Yêu cầu cấu trục khuỷu bạc lót bánh đà 43 3.1.2.1.Yêu cầu trục khuỷu 43 3.1.2.2.Yêu cầu bạc lót .43 3.1.2.3.Yêu cầu bánh đà 44 3.2.PHÂN TÍCH LỰA CHỌN KẾT CẤU 44 3.2.1.Kết cấu trục khuỷu 44 3.2.1.1.Đầu trục khuỷu 44 3.2.1.2.Cổ trục khuỷu 45 3.2.1.3.Chốt khuỷu 45 3.2.1.4.Má khuỷu .46 3.2.1.5.Đối trọng 47 3.2.1.6.Đuôi trục khuỷu 47 3.2.2.Kết cấu bạc lót 48 3.2.3.Kết cấu bánh đà 48 3.3 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ VÀ KÍCH THƯỚC CƠ BẢN .49 3.3.1 Tính tốn kiểm tra bền trục khuỷu 49 3.3.1.1 Các thông số chọn 49 3.3.1.2 Xác định khối lượng chuyển động quay theo bán kính r má khuỷu .49 3.3.1.3 Khối lượng chốt khuỷu 50 3.3.1.4 Lực ly tâm C1 C2 51 3.3.1.5 Lực quán tính ly tâm má khuỷu đối trọng 51 3.3.2 Kiểm tra sức bền trục khuỷu 52 3.3.2.1 Trường hợp chịu lực Pzmax 53 3.3.2.2 Trường hợp chịu lực Tmax 53 3.3.3 Tính toán sức bền bánh đà: 58 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 ... -99,800 -104,632 Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4- 0218) 1.9.ĐỒ THỊ ∑T – α Thứ tự làm việc động : – – – Góc lệch cơng tác: δ ct  180.τ 180.4   1800 i Ta tính T chu kỳ góc cơng tác Xi lanh... suất thể tích biến thiên theo q trình nén động cơ, Vì trình nén trình đa biến nên:   Pnx= SVTH: Phan Đình Lực – Lớp 14C4A Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4- 0218) Đặt , ta có : Để dễ vẽ ta tiến.. .Tính tốn thiết kế động đốt (XZV4- 0218) CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH Các thơng số cho trước Số xilanh Số kỳ Cách