Đồ án môn tìm hiểu và tính toán chu trình công tác động cơ đốt trong; tính toán động học động lực học có kèm theo sơ đồ; tính nghiệm bền chi tiết, trục khuỷu có đầy đủ sơ đồ kết cấu và sơ đồ lực tác dụng.
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN VĂN ĐẠI Họ tên sinh viên: PHẠM TRUNG KIÊN Mã sinh viên: 1205170023 Lớp: DHOTOCK12B Khóa: 12 Thời gian thực hiện: Tuần NỘI DUNG THỰC HIỆN Thực động D12 nội dung sau: A- Phần thuyết minh: 1- Tính tốn chu trình cơng tác động đốt 2- Tính tốn động học động lưc học có kèm theo sơ đồ Tính nghiệm bền chi tiết: Trục khuỷu có đầy đủ sơ đồ kết cấu sơ đồ lực tác dụng B- Phần vẽ: 1- Bản vẽ động học, động lực học giấy kẻ ly A0 2- Bản vẽ chi tiết giấy A1, A2, A3 theo tỷ lệ 1:1 1:2 Ngày giao đề: 16/01/2020 Ngày hồn thành: 16/03/2020 TRƯỞNG BỘ MƠN Nguyễn Ngọc Tú SVTH:Phạm Trung Kiên GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Văn Đại TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt SỐ LIỆU BAN ĐẦU CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐCĐT (D12) SỐ Họ tên sinh viên: Phạm Trung Kiên Khóa: 12 Các số liệu phần tính tốn nhiệt Tên thông số Ký hiệu Kiểu động D12 Số kỳ Số xilanh i Thứ tự nổ Hành trình piston S 115 mm Đường kính xilanh D 95 mm Góc mở sớm xupáp nạp 1 10 độ Góc đóng muộn xupáp nạp 2 29 độ Góc mở sớm xupáp xả 1 32 độ 10 Góc đóng muộn xupáp xả 2 độ 11 Góc phun sớm i 17 độ 12 Chiều dài truyền ltt 205 mm 13 Công suất động Ne 12 Mã lực 14 Số vòng quay động n 2200 v/ph 15 Suất tiêu hao nhiên liệu ge 180 g/ml.h 16 Tỷ số nén 16 17 Trọng lượng truyền mtt 2,262 kg 18 Trọng lượng nhóm piston mpt 1,15 kg SVTH:Phạm Trung Kiên Giá trị Đơn vị TT Ghi Đ/cơ Xăng, không tăng áp kỳ 8,83 (Kw) TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Piston chốt piston TT Thông số Ký hiệu Vật liệu chế tạo piston Chiều dày đỉnh piston 12 mm Đờng kính đỉnh piston D 95 mm Đường kính piston d 70 Diện tích tiết diện suy yếu FI-I 2630 mm2 Lỗ mm Đờng kính lỗ dầu Đơn vị Ghi Gang Số lỗ thoát dầu Giá trị d2 Đo đạc b/vẽ Kích thước buồng cháy Chiều dài thân piston hp 62 mm Đường kính ngồi chốt piston dcp 35 mm 10 Chiều dài phần bệ tiếp xúc với chốt l1 21,5 mm 11 Đường kính chốt d0 22 mm 12 Chiều dài chốt piston lcp 80 mm Xéc măng Chiều dày xéc măng t 4,3 mm Chiều cao xéc măng h 2,5 mm Khe hở miệng trạng thái tự A 14,5 mm Khe hở miệng trạng thái lắp ghép f 0,5 mm Số xéc măng khí Số xéc măng dầu Thanh truyền Đường kính ngồi đầu nhỏ d1 39 mm Đường kính đầu nhỏ d2 48 mm Chiều dài đầu nhỏ truyền lđ 34 mm Bán kính góc lợn nối đầu nhỏ với than 1 55 mm SVTH:Phạm Trung Kiên TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Chiều rộng thân vị trí nối với đầu nhỏ H 30 mm Đường kính bạc lót db 35 mm Nhiệt độ làm việc bạc lót đầu nhỏ truyền t 95 Các số liệu thân truyền tiết diện tính tốn (đo vẽ hoăc tính theo tỷ lệ cấu tạo thân truyền) H, h, B 30, 16, 20 C mm mn Khối lượng nắp đầu to truyền 0,485 kg 10 Khoảng cách đờng tâm bulông truyền l 90 mm 11 Chiều dày bạc đầu to h1 mm 12 Chiều dài bạc đầu to lb 38 13 Chiều dài nắp đầu to ln 40 14 Chiều dày nắp đầu to A-A h2 12 Bulông truyền Đường kính bulơng d M12 Số bulơng truyền z Loại ren Hệ mét Đường kính nhỏ bulơng 10,5 mm mm Trục khuỷu Đường kính ngồi chốt khuỷu dch 65 mm Đường kính chốt khuỷu ch 26 mm Đường kính ngồi cổ khuỷu dck 70 mm Đường kính cổ khuỷu ch mm Khối lượng riêng vật liệu làm trục khuỷu 7800 kg/m3 Chiều dài chốt khuỷu lch Chiều dài cổ trục khuỷu lck Các kích thước má khuỷu b, h SVTH:Phạm Trung Kiên mm 31; 90 mm TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Khối lượng ly tâm má khuỷu mmk 0,72 rmk a 24,5 Mđt 1,044 Khoảng cách từ trọng tâm đối trọng đến tâm quay rd 75 Khoảng cách c' c" c', c" 75,75 Khoảng cách từ trọng tâm phần khối lượng ly tâm đến tâm quay mm mm Khoảng cách a Khối lượng đối trọng 10 kg kg mm Bánh đà Dạng vành Dạng bánh đà Đường kính ngồi D 425 mm Đờng kính d 355 mm Chiều dày 2 62 mm Các kích thước khác cần cho tính tốn lấy từ vẽ chi tiết CÁC THƠNG SỐ CHỌN Thơng số Đơn vị Giá trị Bộ Bộ Bộ Bộ pa 0,088 0,088 0,088 0,088 MPa pr 0,111 0,111 0,111 0,111 MPa ΔT 20 20 20 20 Tr 766 766 766 766 λt 1,13 1,13 1,13 1,13 λ1 1,04 1,04 1,04 1,04 λ2 1 1 ξz 0,792 0,792 0,809 0,809 ξb 0,842 0,848 0,9 0,882 φd 0,967 0,967 0,97 0,964 λ 1,62 1,62 1,62 1,62 SVTH:Phạm Trung Kiên K TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt MỤC LỤC MỤC LỤC…………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 10 Trình tư tính tốn 10 Tính tốn q trình cơng tác 12 2.1 Tính tốn trình nạp 12 2.2 Tính tốn q trình nén 14 2.3 Tính tốn q trình cháy 15 2.4 Tính tốn q trình dãn nở 17 2.5 Tính tốn thơng số chu trình công tác 17 Vẽ hiệu đính đồ thị cơng 19 3.1 Xây dựng đường cong áp suất đường nén 19 3.2 Xây dựng đường cong áp suất trình giãn nở 19 3.3 Chọn tỷ lệ xích phù hợp điểm đặc biệt 20 3.4 Vẽ vòng tròn Brick đặt phía đồ thị cơng 20 3.5 Lần lượt hiệu định điểm đồ thị 21 PHẦN II: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 24 Vẽ đường biểu diễn quy luật động học 24 1.1 Đường biểu diễn hành trình piston 24 1.2 Đường biểu diễn tốc độ piston v = f(α) 24 1.3 Đường biểu diễn gia tốc piston j = f( x 25 Tính tốn động học 26 2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến 26 2.2 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến 27 2.3 Lực quán tính 28 2.4.Vẽ đường biểu diễn lực quán tính 29 2.5 Đường biểu diễn v=f(x) 30 2.6 Khai triển đồ thị công P_V thành pkt =ƒ(α) 31 SVTH:Phạm Trung Kiên TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt 2.7 Khai triển đồ thị Pj = ƒ(x) thành Pj = ƒ(α) 31 2.8 Vẽ đồ thị PΣ = ƒ(α) 32 2.9 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T = ƒ(α) đồ thị lực pháp tuyến Z = ƒ(α) 32 2.10 Vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) động nhiều xi lanh 36 2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 38 2.12 Vẽ đường biểu diễn Q= f( α) 39 CHƯƠNG III : TÍNH NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH 40 Tính nghiệm bền chi tiết trục khuỷu 40 3.1 Trường hợp chịu lực (Pzmax) 41 3.2 Trường hợp chịu lực (Tmax) 42 SVTH:Phạm Trung Kiên TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt LỜI NÓI ĐẦU Động đốt đóng vai trò quan trọng kinh tế,là nguồn động lực cho phương tiện vận tải ôtô,máy kéo,xe máy,táu thủy,máy bay máy công tác máy phát điện,bơm nước … Mặt khác động đốt đặc biệt động ôtô ngun nhân gây nhiễm môi trường,nhất thành phố Sau học xong môn học ‘‘ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’, em vận dụng kiến thức học để làm đồ án ‘‘TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’ Trong q trình tính tốn để hồn thành đồ án mơn học chun nghành này, bước đầu gặp khơng khó khăn bỡ ngỡ với nỗ lực thân với hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy giáo Nguyễn Văn Đại, sau thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc nghiên cứu tìm hiểu em hồn thành xong đồ án môn học ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tuy nhiên lần em vận dụng lý thuyết học, vào tính tốn tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp nhiều khó khăn khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong xem xét, giúp đỡ bảo đưa ý kiến thầy để em hoàn thành đồ án cách tốt nhất, đồng thời qua rút kinh nghiệm, học làm giàu kiến thức chuyên môn khả tự nghiên cứu Cũng qua đồ án em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy giáo Nguyễn Văn Đại thầy giáo khoa giúp đỡ, hướng dẫn tận tình đóng góp ý kiến q báu giúp em hồn thành đồ án cách tốt tiến độ Rất mong giúp đỡ nhiều thầy Em xin chân thành cảm ơn! Vinh,ngày tháng năm 2020 SVTH: Phạm Trung Kiên SVTH:Phạm Trung Kiên TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt NHẬN XÉT,ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN Giáo viên hướng dẫn: Kết đánh giá: Giáo viên chấm: SVTH:Phạm Trung Kiên TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trình tư tính tốn: 1.1 Số liệu ban đầu: - Công suất động Ne Ne = 12 (mã lực) = 8,83 (Kw) - Số vòng quay trục khuỷu n n = 2200 (vòng/phút) - Đường kính xi lanh D D = 95 (mm) - Hành trình piston S S =115 (mm) - Dung tích cơng tác Vh Vh = - Số xi lanh i i=1 - Tỷ số nén Ɛ = 0,81515(dm3 ) Ɛ = 16 - Thứ tự làm việc xi lanh - Công suất tiêu hao nhiên liệu ge ge = 180(g/mlh) - Góc mở sớm đóng muộn xupap nạp ɑ1 , ɑ2 ɑ1 = 10(độ) ɑ2 = 29 (độ) - Góc mở sớm đóng muộn xupap thải ß1 , ß2 - Chiều dài truyền ltt ß1 = 32 (độ) ß2 = (độ) ltt = 205 (mm) - Khối lượng nhóm pitton mpt - Khối lượng nhóm truyền mtt 1.2 Các thông số cần chọn: mpt = 1,15 (kg) mtt = 2,626 (kg) 1.2.1 Áp suất môi trường: pk Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp vào động (với động khơng tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước nạp nên ta chọn pk =p0 Ở nước ta nên chọn pk =p0 = 0,1 (MPa) 1.2.1 Nhiệt độ môi trường: Tk Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm SVTH:Phạm Trung Kiên 10 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt 290 300 310 5.0615 5.236 5.4105 -0.246 -0.226 -0.2 4.8157 5.0099 5.2109 -1.025 -0.981 -0.896 0.1063 0.3008 0.4878 -10 -18 9.8106 16.13 -3.008 -8.78 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 5.5851 5.7596 5.9341 6.1087 6.2832 6.4577 6.6323 6.8068 6.9813 7.1558 7.3304 7.5049 7.6794 7.854 8.0285 8.203 8.3776 8.5521 8.7266 8.9012 9.0757 9.2502 9.4248 9.5993 9.7738 9.9484 10.123 10.297 10.472 10.647 10.821 10.996 11.17 11.345 11.519 11.694 11.868 12.043 -0.167 -0.13 -0.089 -0.045 0.045 0.0887 0.1298 0.1672 0.1997 0.2261 0.2458 0.2578 0.2619 0.2578 0.2458 0.2261 0.1997 0.1672 0.1298 0.0887 0.045 -0.045 -0.089 -0.13 -0.167 -0.2 -0.226 -0.246 -0.258 -0.262 -0.258 -0.246 -0.226 -0.2 -0.167 -0.13 5.4179 5.6298 5.8455 6.0637 6.2832 6.5027 6.7209 6.9366 7.1485 7.3555 7.5565 7.7507 7.9373 8.1159 8.2863 8.4488 8.6037 8.7518 8.8938 9.031 9.1644 9.2952 9.4248 9.5543 9.6852 9.8186 9.9557 10.098 10.246 10.401 10.563 10.734 10.912 11.099 11.293 11.494 11.701 11.913 -0.772 -0.613 -0.426 -0.218 0.218 0.4256 0.6131 0.7721 0.8961 0.9811 1.0255 1.0306 0.939 0.8539 0.751 0.636 0.5135 0.3869 0.2585 0.1293 -0.129 -0.258 -0.387 -0.514 -0.636 -0.751 -0.854 -0.939 -1 -1.031 -1.025 -0.981 -0.896 -0.772 -0.613 0.6576 0.8008 0.9093 0.977 0.977 0.9093 0.8008 0.6576 0.4878 0.3008 0.1063 -0.086 -0.268 -0.433 -0.578 -0.699 -0.798 -0.875 -0.931 -0.97 -0.993 -1 -0.993 -0.97 -0.931 -0.875 -0.798 -0.699 -0.578 -0.433 -0.268 -0.086 0.1063 0.3008 0.4878 0.6576 0.8008 -20 -10 10 70 150 180 178 75 45 30 20 18 19 23 27 30 34 36 38 40 42 43 43 42 40 38 36 33 30 25 20 15 -7 -20 -31 -41 -50 15.441 -4.256 -15.26 39.234 75.749 50.979 34.743 26.883 19.621 18.459 19.581 23 25.354 25.617 25.534 22.895 19.513 15.478 10.856 5.5611 -5.432 -10.34 -14.7 -18.49 -20.99 -21.53 -21.35 -18.78 -15 7.1784 19.621 27.779 31.655 30.653 -13.15 -3.4 9.0929 68.39 150 175.86 161.85 50.056 29.59 14.633 6.015 1.9138 -6.165 -11.7 -17.33 -23.77 -28.72 -33.23 -37.25 -40.74 -42.68 -43 -41.69 -38.8 -35.39 -31.48 -26.33 -21.98 -14.44 -8.666 -4.021 -0.744 -6.015 -15.12 -26.96 -40.04 SVTH:Phạm Trung Kiên 34 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 700 720 12.217 12.566 -0.089 Đồ án động đốt 12.129 12.566 -0.426 0.9093 -55 -63 23.406 -50.01 -63 ΣT= f( α) T= f ( ) 180 360 540 720 Z= f( α ) Hình 2.9 : Đồ thị lực: T= f( α), Z= f( α), ΣT= f( α) SVTH:Phạm Trung Kiên 35 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt 2.10 Vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) động nhiều xi lanh Động nhiều xi lanh có nhiều momen tích lũy phải xác định momen Ta xác định chu kỳ momen tổng phụ thuộc vào số xy lanh số kỳ, chu kỳ góc cơng tác khuỷu : Trong : : số kỳ động cơ: kỳ i: Số xylanh động cơ: xylanh Nếu trục khuỷu không phân bố khuỷu theo gốc canh tác (điều kiện đồng chu trình) chu kỳ momen tổng thay đổi Ví dụ: Động diezel 2-20 nhà máy khí Trần Hưng Đạo (điều kiện đồng chu trình ) chu kỳ momen tổng thay đổi 720o Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) đường biểu diễn ΣM =ƒ(α) (do ta biết ΣM = Σ T.R) Ta vẽ đường biểu diễn sau: 1) Lập bảng xác định góc αi ứng với khuỷu theo thứ tự làm việc động Do động kỳ, xi lanh có thứ tự làm việc 1-3-4-2: 0o 180o 360o 540o 720o Nạp Nén Thải Cháy Nén Cháy Nạp Thải Cháy Thải Nén Nạp Thải Nạp Cháy Nén α1=0o α2=180o α3=540o α4= 360o Chú thích: Tại thời điểm xy lanh góc cơng tác α1=0o xy lanh 2,3,4 góc tương ứng α2=180o, α3=540o, α4=360o 2) Ta có bảng tính ΣT = ƒ(α) 3) Từ bảng số liệu ta vẽ đường đồ thị ΣT = ƒ(α) góc đồ thị T Z 4) Vẽ đường ngang xác dịnh ΣTtb (đại diện cho momen cản) trực tiếp đồ thị cánh đếm diện tích bao đường ΣT với trục hồnh α(FΣT) chia diện tích cho chiều dài trục hồnh Nghĩa là: Trong đó: T tỷ lệ xích lực tiếp tuyến Tiếp đến ta tính T tbt SVTH:Phạm Trung Kiên theo công suất động : 36 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Trong đó: N e : Công suất động N e = 8,83 ( KW ) Fpt : Diện tích đỉnh piston Fpt = 7,088.10 3 (m2 ) R : Bán kính quay trục khuỷu R = 57,5 103 ( m ) n: Số vòng quay động n = 2200 ( v/ph ) m = (0, 63 0,93) chọn m = 0,8012 Giá trị biểu diễn : Ta kiểm nghiệm công thức thực nghiệm sau : So sánh giá trị T tb T tbtbd ta thấy 4,75% < 5% Đạt yêu cầu toán a1 T1 a2 T2 a3 T3 a4 T4 T 0 180 540 360 0 10 -13.73 190 -5.496 550 -5.432 370 39.234 14.574 20 30 -24.26 -30.65 200 210 -10.34 -14.7 560 570 -10.34 -14.7 380 390 75.749 45.979 30.814 -14.08 40 50 60 -31.66 -29.57 -22.56 220 230 240 -19 -22.26 -23.28 580 590 600 -18.49 -20.99 -22.53 400 410 420 34.743 26.883 19.621 -34.4 -45.93 -48.75 70 80 90 100 -10.25 5.153 15 19.719 250 260 270 280 -23.91 -21.6 -16 -10.31 610 620 630 640 -21.35 -18.78 -15 -7.214 430 440 450 460 18.459 19.581 23 25.354 -37.05 -15.64 27.553 110 120 130 23.055 24.032 22.259 290 300 310 -2.051 9.8106 16.13 650 660 670 7.1784 19.621 27.779 470 480 490 25.617 25.534 22.895 53.8 78.997 89.064 140 150 160 170 20.027 15.478 10.598 5.3671 320 330 340 350 15.441 6.1306 -4.256 -15.26 680 690 700 710 31.655 30.653 23.406 13.078 500 510 520 530 19.513 15.478 10.856 5.5611 86.636 67.739 40.604 8.7486 SVTH:Phạm Trung Kiên 37 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt 2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Ta tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu theo bước : - Vẽ hệ trục toạn độ 0’TZ dựa vào bảng tính T= f( α) Z= f( α) tính bảng để xác định điểm điểm có tọa độ T0o , Z 0o ; điểm điểm T10o , Z10o …điểm 72 điểm có tọa độ T720o , Z 720o Thực chất đồ thị ptt biểu dienx đồ thị T_Z ta thấy từ gốc tọa độ điểm ta có: - Tìm gốc phụ tải cách đặt véc tơ pko (đại diện cho lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu là: Vậy xác định gốc O đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Nối O với điểm đồ thị ta có: Trị số thể độ dài Chiều tác dụng chiều Điểm tác dụng a phương kéo dài AO cắt vòng tròn tượng trưng cho mặt chốt khuỷu 10 o 0o 20o O' O Q Hình 2.11: Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu SVTH:Phạm Trung Kiên 38 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt 2.12 Vẽ đường biểu diễn Q= f( α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn Q= f( α) theo trình tự sau: - Chọn hồnh độ α gần sát mép tờ giấy vẽ đặt μα với đồ thị p= f( α), T= f( α), Z= f( α) - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta lập bảng giá trị Q theo góc quay α trục khuỷu: 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Q 98 95 83 70 60 48 38 36 40 42 50 59 61 63 65 69 71 73 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 Q 78 74 70 69 66 63 61 59 50 45 40 36 37 42 50 33 30 32 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 Q 114 145 147 50 45 40 42 43 47 52 59 65 71 73 75 78 79 80 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 Q 80 78 76 73 72 57 53 50 45 42 40 45 56 60 68 80 90 97 98 - Vẽ Q= f( α) đồ thị Q- α - Xác định Qtb cách đếm diện tích bao Q= f( α) trục hồnh chia cho chiều dài trục hồnh ta có Qtb: Qtb Hệ số va đập χ: FQ Q 360 SVTH:Phạm Trung Kiên 1137 = 81,74 0,039.360 ( MPa) Qmax 98 1,19 Qtb 81.74 39 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt CHƯƠNG III : TÍNH NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH Tính nghiệm bền chi tiết trục khuỷu : Ta biết trục khuỷu dầm siêu tĩnh, chịu lực phức tạp Để đơn giản cho qua trình xét tính kiểm nghiệm, ta phân thành nhiều giai đoạn với đoạn dầm trở thành dầm tĩnh định ứng, với khuỷu sơ đồ tính giới thiệu hình : Ký hiệu sơ đồ sau : T va Z lực tiếp tuyến lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu Pr1 : Lực quán tính ly tâm má khuỷu C1 : Lực quán tính ly tâm chốt khuỷu C2 : Lực quán tính ly tâm m2 Pr : Lực quán tính ly tâm đối trọng T’, T’’, Z’, Z’’ : phản lực T Z sinh tác dụng lên trục làm việc M 'k , M ''k : Momen xoắn tác dụng lên cổ trục bên trái bên phải SVTH:Phạm Trung Kiên 40 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Người ta giả thiết ứng suất lớn tác dụng lên khuỷu nguy hiểm xảy trường hợp sau: Trường hợp chịu lực Pzmax khởi động Trường hợp chịu lực Zmax làm việc Trường hợp chịu lực Tmax làm việc Trường hợp chịu lực Trong thực tế vận hành động cơ, 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 ta cần xét hai trường hợp 3.1 Trường hợp chịu lực (Pzmax) Đối với động diezel trường hợp khởi động Lúc xét vị trí trục khuỷu vị trí điểm chết (ĐCT) nên ta có: Lúc này: a) Tính nghiệm bền chốt khuỷu momen uốn chốt khuỷu: Ứng suất uốn chốt khuỷu là: Trong đó: Wu : mođun chống uốn tiết diện ngang chốt : Đối với chốt đặc: SVTH:Phạm Trung Kiên 41 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt b) Tính nghiệm bền má khuỷu: Lực pháp tuyến Z gây uốn nén má khuỷu tiết diện (A-A) *) Ứng suất uốn má khuỷu: * Úng suất nén má khuỷu Tổng ứng suất tác dụng lên má khuỷu là: c) Tính nghiệm bền cổ trục Ứng suất uốn lực Z tạo hai bên cổ trục: 3.2 Trường hợp chịu lực (Tmax) Vị trí tính tốn khuỷu trục xét nguy hiểm lệch so với ĐCT góc α= αTmax Lúc n≠ 0; T= Tmax lực quán tính khác tồn Cần vào đồ thị T= f( α) để tính giá trị lực tiếp tuyến góc tương ứng SVTH:Phạm Trung Kiên 42 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt T=f(x) 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 T=f(x) 10.000 0.000 10 20 30 40 50 60 70 80 -10.000 -20.000 -30.000 Hình 11 : Đồ thị T=f(α) Tính nghiệm bền chốt khuỷu Ứng suất uốn mặt phẳng trục: ux M ux Z '.l ' Pr1.a Pr c Wux Wux Trong đó: c- khoảng cách từ trọng tâm đối trọng đến đường tâm xy lanh, khuỷu hoàn tồn đối xứng thì:c=c’=c’’= 38 (mm) a- khoảng cách từ tâm phần không má khuỷu đến đường tâm xy lanh SVTH:Phạm Trung Kiên 43 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Pr1- Lực quán tính quay má khuỷu Pr2- Lực quán tính quay đối trọng Ứng suất uốn mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục: uy M uy T '.l ' Tmax l ' 0,0187.0,0595 11 (MN/m2 5 Wuy Wuy 2.Wuy 2.5,12.10 Ứng suất tổng cộng tác dụng lên chốt khuỷu : x u u y u 412 112 42 (MN/m2) Ứng suất xoắn chốt khuỷu: Tính ngiệm bền cổ trục Chúng ta cần tính cho cổ trục bên phải cổ thường chịu lực lớn cổ trục bên trái Ứng suất lực pháp tuyến Z’’ gây ra: M ux Z ".b " Wux Wux x u M ux 0,054.0,0245 = 18,5 (MN/m2) 5 Wux 7,15.10 x u Ứng suất lực tiếp tuyến T’’ gây ra: uy M uy T ".b " 0,0187.0,0245 = 6,4 (MN/m2) 5 Wuy Wuy 7,15.10 Ứng suất uốn tổng cộng: SVTH:Phạm Trung Kiên 44 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH u Đồ án động đốt x u y u 18,52 6, 42 =19,5 (MN/m ) Ứng suất xoắn tổng cộng chịu uốn chịu xoắn Tính kiểm nghiệm bền má khuỷu Ta cần tính nghiệm bền má bên phải má thường chịu lực lớn Ứng suất lực pháp tuyến Z’’ gây ra: uZ M ux Z ".b " 0,054.0,0245 115 (MN/m2) 5 1,152.10 Wu hb Ứng suất lực tiếp tuyến T’’ gây ra: uT 0, 0187.64.103 T ".r 104 (MN/m2) 5 1,152.10 hb Ứng suất uốn momen xoắn gây ra: uM M " Tmax Rch 0,0187.18,6.103 =30,2 (MN/m2) 5 hb hb 1,152.10 6 Ứng suất xoắn má khuỷu lực tiếp tuyến T’’ gây ra: Trong Wk momen chống xoắn tiết diện má hình chữ nhật hình dưới: Ở điểm I II ta có: SVTH:Phạm Trung Kiên 45 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Ở điểm III IV ta có: Các hệ số g1 g2 phụ thuộc vào tỉ số h/b hình dưới: Ta có: Từ hình vẽ ta có: g1=0,29, g2= 0,75 Vậy SVTH:Phạm Trung Kiên 46 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Ứng suất nén má khuỷu lực phương pháp tuyến: Khi lập bảng để tính ứng suất tổng điểm má khuỷu, ta quy ước ứng suất kéo mang đâu “+”, ứng suất nén mang dấu “-“ Bảng xét dấu ứng suất tác dụng má khuỷu : I II III IV n 14,747 14,747 14,747 14,747 14,747 14,747 14,747 14,747 38,12 -38,12 38,12 -38,12 38,12 -38,12 0 ur 3,25 -3,25 3,25 -3,25 3,25 -3,25 0 uT 43,18 43,18 -43,18 -43,18 0 43,18 -43,18 uM - 21,64 - 21,64 21,64 21,64 0 - 21,64 21,64 77,657 -5,083 34,577 -43,243 56,117 -27,37 36,287 -6,793 0 3,37 3,37 0,0189 0,0189 -5,083 34,577 -43,243 59,487 -24 36,31 -6,7741 uz x 77,657 SVTH:Phạm Trung Kiên 47 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt Căn vào bảng tính ứng suất ta thấy ứng suất tổng điểm 1,2,3,4 Σσi cộng theo cột dọc Ứng suất tổng điểm I II bằng: Ứng suất tổng điểm III IV bằng: Từ bảng ta thấy max i = =34,577< mk =120÷180 (MN/m ) Kết luận: Má khuỷu đảm bảo bền SVTH:Phạm Trung Kiên 48 ... khác động đốt đặc biệt động ôtô ngun nhân gây nhiễm mơi trường,nhất thành phố Sau học xong môn học ‘‘ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ’, em vận dụng kiến thức học để làm đồ án ‘‘TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ’ Trong. .. SVTH:Phạm Trung Kiên TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trình tư tính tốn: 1.1 Số liệu ban đầu: - Cơng suất động Ne Ne = 12 (mã lực) = 8,83 (Kw)... ĐHSPKT VINH Đồ án động đốt MỤC LỤC MỤC LỤC…………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 10 Trình tư tính tốn