KHẢO sát hệ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG cơ SA6D140E 3 lắp TRÊN máy ủi KOMATSU d275a 5

ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc KHOA CÅ KHÊ GIAO THÄNG NHIỆM VỤ THIÃÚT KÃÚ ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Việt Lớp: 24C4 Khoá: 2001 - 2006 Ngành: Động lực I Tên đề tài: KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ SA6D140E - LẮP TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D275A - II Các số liệu ban đầu: Tài liệu máy ủi KOMATSU NHẬT BẢN III Nội dung phần thuyết minh: Tổng quan cấu phân phối khí động đốt Khảo sát cấu phân phối khí động SA6D140E-3 Giới thiệu chung động SA6D140E-3 Các thông số kỷ thuật động SA6D140E-3 Đặc điểm kết cấu cụm chi tiết hệ thống động SA6D140E-3 Đặc điểm kết cấu chi tiết cụm chi tiết cấu phân phối khí động SA6D140E-3 Tính tốn động học động lực học động Tính kiểm nghiệm cấu phân phối khí động SA6D140E-3 Bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa dạng hư hỏng chi tiết phân phối khí động SA6D140E-3 IV Các vẽ đồ thị: Bản vẽ mặt cắt động SA6D140E-3 Bản vẽ cong, động học, động lực học Bản vẽ dạng cấu phân phối khí động đốt (2Ao) Bản vẽ kết cấu chi tiết phân phối khí động SA6D140E-3 Bản vẽ dạng dẫn động Bản vẽ sơ đồ dẫn động phân phối khí động SA6D140E-3 Cán hướng dẫn: SVTH: NGUÙN VÀN VIỆT DNG Trang1 GVHD: DỈÅNG VIÃÛT ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ Phần ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… Họ tên cán ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… Ngày giao nhiệm vụ: Ngày tháng năm 2006 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 22 tháng 12 năm 2006 Thông qua môn Ngày….tháng… năm…… TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Kết điểm đánh giá Sinh viên hoàn thành nộp tồn báo cáo cho mơn Ngày….tháng….năm… Ngày….tháng….năm… CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký, ghi rõ họ tờn) SVTH: NGUYN VN VIT DUẻNG Trang2 GVHD: DặNG VIT ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ MỤC LỤC Lời nói đầu…………………………………………………………………… Phần I: Tổng quan cấu phân phối khí động đốt trong………… 1.1 Giới thiệu sơ lược cấu phân phối khí động đốt trong….… 1.2 Phân loại yêu cầu……………………………………………………… 1.2.1 Phân loại …………………………………………………………… 1.2.2 Yêu cầu……………………………………………………………… 1.3 Đặc điểm kết cấu nguyên lý làm việc dạng cấu phân phối khí động đốt trong………………………………………………… 1.3.1Phương án bố trí Xupáp phận truyền động Xupáp………… 1.3.2 Phương án dẫn động trục cam……………………………………… 1.4 Kết cấu chi tiết cấu phân phối khí…………………… 1.4.1 Xu páp…………………………………………………………………4 1.4.2 Nấm Xupáp…………………………………………………………… 1.4.3 Thân Xupáp…………………………………………………………… 1.4.4 Đuôi Xupáp…………………………………………………………… 1.4.5 Đế Xupáp…………………………………………………………… 1.4.6 Ống dẫn hướng……………………………………………………… 1.4.7 Lò xo Xupáp………………………………………………………… 1.4.8 Trục cam…………………………………………………………… 1.4.9 Con đội……………………………………………………………… 1.4.10 Đủa bẩy…………………………………………………………… 1.4.11 Đòn đẩy…………………………………………………………… Phần II: Khảo sát cấu phân phối khí động SA6D140E-3…………… 2.1 Giới thiệu chung động SA6D140E-3 ………………………….… 14 2.1.1 Các thông số động cơ…………………………………………… 2.1.2 Đặc điểm kết cấu cụm chi tiết hệ thống động SA6D140E-3 ……………………………………………………………… Hệ thống nạp, thải…………………………………………………………17 Nhón pít tong, khuỷu trục truyền………………………………… SVTH: NGUYN VN VIT DUẻNG Trang3 GVHD: DặNG VIT 1 1 5 7 10 12 13 14 16 17 19 ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ 2.1 Trục khuỷu…………………………………………………………… 19 2.2 Thanh truyền………………………………………………………… 20 2.3 Pít tong………………………………………………………………… 22 2.4 Xy lanh……………………………………………………………… 23 Hệ thống làm mát………………………………………………………… 23 Hệ thống bôi trơn………………………………………………………… 24 Hệ thống nhiên liệu……………………………………………………… 27 2.2 Đặc điểm kết cấu chi tiết, cụm chi tiết cấu phân phối khí động SA6D140E-3 …………………………………………………………… 30 2.2.1 Xupáp……………………………………………………………… 31 2.2.2 Đế Xupáp…………………………………………………………… 33 2.2.3 Ống dẫn hướng……………………………………………………… 34 2.2.4 Lò xo Xu páp……………………………………………………… 35 2.2.5 Trục cam…………………………………………………………… .37 2.2.6 Con đội……………………………………………………………… 37 2.2.7 Đủa bẩy……………………………………………………………… 38 2.2.8 Đòn đẩy……………………………………………………………… 39 Phần III Tính tốn động học, động lực học cấu khuỷu trục truyền tính kiểm nghiệm trục cam………………………………………………… 41 3.1 Tính tốn động học động lực học…………………………………… 41 3.1.1 Vẽ đồ thị …………………………………………………………… 42 3.1.2 Giải vận tốc cơng pít tong phương pháp đồ thị…………… 47 3.1.3 Giải gia tốc J đồ thị To Lê…………………………………… 49 3.1.4 Động lực học cấu trục khuỷu truyền……………………… 51 3.1.5 Khai triển đồ thị P thành P ………………………………… 53 3.1.6 Đồ thị T - Z - N……………………………………………………… 55 3.1.7 Đồ thị  T…………………………………………………………… 58 3.1.8 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu……………………………… 60 3.1.9 Khai triển đồ thị phụ tải hệ toạ độ cực thành đồ thị Q - … 61 3.1.10 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền…………………… 3.1.11 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu……………………………………… 3.2 Tính kiểm nghiệm chi tiết cấu phối khí động SA6D140E-3 ……………………………………………………………… 65 67 SVTH: NGUÙN VÀN VIỆT DNG Trang4 GVHD: DỈÅNG VIÃÛT 70 ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ 3.2.1 Xác định tỷ số truyền cấu phối khí………………………… 71 3.2.2 Xác định tiết diện lưu thông………………………………………… 72 3.2.3 Cam tiếp tuyến động học động lăn………………… 74 3.2.4 Tính bền chi tiết cấu phân phối khí……………………… 78 Phần IV Bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa dạng hư hỏng chi tiết phân phối khí động SA6D140E-3 …………………………………………… 89 4.1 Xupáp đế Xupáp…………………………………………………… 89 4.2 Lò xo Xupáp………………………………………………………… 90 4.3 Ống dẫn hướng……………………………………………………… 91 4.4 Con đội……………………………………………………………… 93 4.5 Đủa đẩy đòn gánh………………………………………………… 94 4.6 Trục cam…………………………………………………………… 94 KẾT LUẬN……………………………………………………………… 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 98 LỜI NÓI ĐẦU Động đốt ngày đóng vai trò quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ôtô, máy kéo, tàu thuỷ, máy bay máy động cở nh v.v SVTH: NGUYN VN VIT DUẻNG Trang5 GVHD: DặNG VIÃÛT ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ Vì tính phổ biến động đốt nên từ lâu, tất sinh viên khí học động đốt nhằm trang bị kiến thức nguyên lý hoạt động kết cấu động đốt Học hiểu phần động đốt cần thiết cho sinh viên nghành khí nói chung nghành động lực nói riêng để làm tiền đề cho việc sâu vào nghiên cứu, khảo sát động đốt sau Là sinh viên nghành động lực, em giao đề tài :Nghiên cứu kết cấu , cấu phân phối khí động SA6D140E-3 Được giúp đỡ hướng dẫn thầy Dương Việt Dũng với việc tìm hiểu, tham khảo tài liệu liên quan vận dụng kiến thức học, em cố gắn tổng hợp kiến thức vào hoàn thành thuyết minh Trong kiến thức chừng mực đó, em có điều sai sót Em kính mong q thầy giáo thơng cảm góp ý để em rút kinh nghiệm cho thân Em xin chân thành cám ơn thầy hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ cho em hoàn thành thuyết minh Đà Nẵng: 22/12/2006 Sinh viên Nguyễn Văn Việt SVTH: NGUYÃÙN VN VIT DUẻNG Trang6 GVHD: DặNG VIT ệ AẽN TT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠ CẤU PHỐI KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Hầu hết động đốt cần có cấu phân phối khí Nó phận quan trọng cấu thành động ôtô Nhiệm vụ: cấu phân phối khí có nhiệm vụ đóng mở cửa hút cửa xả lúc để hút đầy khơng khí ( động diezel) hỗn hợp xăng khơng khí (động xăng) vào xilanh động xả khí thải ngồi 1.2 PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ: 1.2.1 Phân loại: Cơ cấu phân phối khí bao gồm loại sau: Cơ cấu phân phối khí dùng xupáp (đối với động kỳ) Cơ cấu phân phối khí dùng van trượt ( động kỳ) Cơ cấu phân phối khí phối hợp(hỗn hợp) Động kỳ dùng cửa quét xupáp thải 1.2.2 Yêu cầu: Đóng mở xupáp thời gian qui định tiết diện lưu thơng lớn, cửa dòng nạp xupap lớn dòng khí lưu thơng dài, đóng kín khơng hở 1.3 ĐẶC ĐIÊM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC DẠNG CƠ CẤU PHỐI KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.3.1 Phương án bố trí xupáp phận truyền động xupáp Có vài cách bố trí khác xupáp truyền động xupáp.Chúng phân biệt theo, vị trí trục cam, dẩn động trục cam, kiểu truyền động, số xu páp mổi xilanh, Trong động đốt có phương án bố trí xupáp bản: SVTH: NGUYN VN VIT DUẻNG Trang7 GVHD: DặNG VIT ệ AÏN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHAÍO SAÏT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ + Xupáp đặt: Được bố trí thân máy: Ưu điểm: kết cấu gọn, làm việc tin cậy, giảm chiều cao đọng Nhược điểm: Buồng cháy không gọn (vc tăng) làm cho tỉ số nén giảm dẫn đến việc động có tỉ số nén thấp Hình 1.1:Cơ cấu phối khí xupáp đặt a phương án bố trí xu páp tên kề + Phương án bố trí xupáp treo: Ưu điểm: Tăng tỉ số nén, giảm tổn thất khí động SVTH: NGUYÃÙN VÀN VIT DUẻNG Trang8 GVHD: DặNG VIT ệ AẽN TT NGHIP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 Nhược điểm: KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ Tăng số chi tiết xupáp ( đũa đẩy, đội, cò mổ).việc dẩn độngxu páp xupap phức tạp, tăng chiều cao động d ) Hình 1.2: Cơ cấu phân phối khí xupáp treo a b trục cam bố trí mnắp xi lanh, c dẩn động trực tiếp 1.3.2 Phương án dẫn động trục cam: Bộ truyền bánh Bánh trụ, bánh nghiêng( ăn khớp trực tiếp).bánh trung gian (một nhiều ), bánh nón Ưu điểm: Làm việc lâu Khoảng cách trục nhỏ, chịu lực lớn, giá thành rẻ Nhược điểm: ồn , nặng , phức tạp, bơi trơn khó khăn a) b) c) Trang9 SVTH: NGUÙN VÀN VIỆT DNG d) GVHD: DỈÅNG VIÃÛT e) ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ Hình 1.3: Các phương án dẫn động trục cam a cặp bánh răng, b bánh mrăng trung giam,.c xích răng, d bánh rămng 1.4 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CHÍNH TRONG CƠ CẤU PHỐI KHÍ 1.4.1 Xupạp: Các xupáp có nhiệm vụ đóng mở đường nạp thải để thực thay đổi môi chất xilanh động Xupáp làm việc điều kiện chịu tác động tải trọng học nhiệt lớn Vận tốc lưu động dòng mơi chất qua xupáp lớn nên dễ gây ăn mòn học bề mặt nấm đế.Vật liệu chế tạo Sử dụng thép hợp kim chịu nhiệt Si, Cr, Mn SVTH: NGUYÃÙN VÀN VIT DUẻNG Trang10 GVHD: DặNG VIT ệ AẽN TT NGHIP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 Kch = Với KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ PP [MN/m2] d L  l  (3.30) PP- lực tác dụng lên chốt lăn (hình 3.10) PP= PN 1749 ,813 = = 817,614 (N) sin sin62,14o L-Chiều dài chốt L=20mm l-Chiều dày lăn l=10mm d-Đường kính chốt lăn d=5mm  817,613.10 Kch = = 16,352 MN/m2 0,005 0,02 0,001 Aïp suất cho phép [Kch] < 90 [MN/m2].Vậy chốt đủ bền Áp suất bạc chốt 817,613.10 PP Kb = = = 32,705 [MN/m2] (3.31) 0,01.0,0025 d.l Aïp suất cho phép [Kb] =80 [MN/m2] Ứng suất cắt chốt : бc= 2PP [MN/m2]  d2    Với =0-đường kính chốt(chốt đặc) (3.32)  2.817,613.10 бc= =83,281 [MN/m2] 2    0,0025  SVTH: NGUYN VN VIT DUẻNG Trang94 GVHD: DặNG VIT ệ AÏN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHAÍO SAÏT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ Ứng suất cho phép [?c]=90 [MN/m2] Ứng suất uốn chốt : бu = Với L PP (3.33) 8.WU Wu =Ġ [m3]   0,0025 = 1 32   бu=      0,0025 L PP   d [1 ( )4 ] 32 d   = 1,539.10-9 m3  (3.34) 817,613.10 6.1.5.10  бu= .2,53.10 9.[1 ( )4 ] 32 2,5 (MN/m2) бu= 99,937 Ứng suất cho phép [(u]=200 [MN/m2] +.Tính sức bền đòn bẩy lC Lực tác dụng lên hai đầu đòn bẩy luôn cân nên : Pk lx = PT lc (3.35) Do lực tác dụng lên đầu phía bên xu páp bằng: Pk = PT Với lc [N] lx lX Hỗnh 3.11 Sồ õọử tờnh sổùc bóửn õoỡn báøy (3.36) lx=41,5mm,lc=35mm- khoảng cách từ lực tác dụng đến tâm quay đòn bẩy SVTH: NGUÙN VÀN VIỆT DNG Trang95 GVHD: DỈÅNG VIÃÛT ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3  Pk = 924,775 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ 35 41,5 Pk = 779,93 (N) Ứng suất tiếp xúc với xupáp tính theo cơng thức бtx = 0,388 PT E [MN/m2] r (3.37) Với r =5mm- bán kính mặt tiếp xúc đầu đòn bẩy với đuôi xupap  бtx = 0,388 851,766.10 6.2,12.1010 52.10 бtx = 4315,355 [MN/m2] Ứng suất tiếp xúc cho phép nằm phạm vi [(tx ]< 4500 [MN/m2] Vậy đòn bẩy đủ bền + Tính sức bền xupap Để tính sức bền mặt nấm xupap ta dùng công thức Back,coi mặt nấm xupap đĩa tròn đặt tự đế tựa hình trụ Ứng suất uốn mặt nấm xupap xác định theo công thức sau: d2  u  p z [MN/m2]  (3.38) Trong đó: pZ=7,837 (MN/m2)-áp suất khí thể lớn xác định ở phần tinh tốn nhiệt SVTH: NGUÙN VÀN VIỆT DNG Trang96 GVHD: DỈÅNG VIÃÛT ÂÄƯ ẠN TÄÚT NGHIÃÛP ÂÄÜNG CÅ SA6D140E-3 KHO SẠT HÃÛ THÄÚNG PHÁN PHÄÚI KHÊ d=36,775.10-3(m) -đường kính trung bình nấm xupap (=6.10-3(m)-chiều dày trung bình mặt nấm  36,7752.10 = 73,6(MN/m2)  u  7,837 6 10 Ứng suất cho phép nằm phạm vi [(u]