đồ án tính toán động cơ đốt trong IFA w50 píton

Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế,là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ôtô,máy kéo,xe máy, tàu thủy,máy bay và các máy công tác như máy phát điện,bơm nước … Mặt khác động cơ đốt trong đặc biệt là động cơ ôtô là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường,nhất là ở thành phố. Sau khi học xong môn học ‘‘ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’, em đã vận dụng những kiến thức đã học để làm đồ án ‘‘TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’. Trong quá trình tính toán để hoàn thành đồ án môn học chuyên ngành này, bước đầu đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của chính bản thân cùng với sự hướng dẫn và giúp đỡ hết sức tận tình của giáo viên Bộ Môn giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hoàn thành xong đồ án môn học ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

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 Ngọc Tú Họ tên sinh viên: Phan Thế Hùng Lớp ĐHOTOK12B Khóa: 12 Thời gian thực hiện: Tuần NỘI DUNG THỰC HIỆN Thực động IFA-W50 nội dung sau: A –Phần thuyết minh: 1-Tính tốn chu trình cơng tác động đốt 2-Tính tốn động học động lực học có kèm theo sơ đồ 3-Tính nghiệm bền chi tiết : Piston có đầy đủ sơ đồ kết cấu sơ đồ lực tác dụng B – Phần vẽ: 1-Bản vẽ động học, vẽ động lực học giây kẻ ly A0 2-Bản vẽ chi tiết giấy A1, A2, giấy A3 theo tỷ lệ 1:1 1:2 Ngày giao đề: 13/04/2020 Ngày hoàn thành: 13/06/2020 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Ngọc Tú SỐ LIỆU TÍNH NGHIỆM BỀN ĐỘNG CƠ IFAW50 PISTON VÀ CHỐT PISTON TT Thông số Vật liệu chế tạo piston Chiều dày đỉnh piston Đường kính đỉnh piston Diện tích tiết diện suy yếu (nếu dùng rãnh phay để thoát dầu) Số lỗ thoát dầu Ký hiệu Giá trị kim  D Đường kính lỗ thoát dầu mm mm mm2 lỗ mm Đo đạc Kích thước buồng cháy Chiều dài thân piston Đường kính ngồi chốt piston Chiều dài phần bệ tiếp xúc với chốt 10 Đường kính chốt 11 Chiều dài chốt piston XÉC MĂNG Chiều dày xéc măng Chiều cao xéc măng Khe hở miệng trạng thái tự Khe hở miệng trạng thái lắp ghép Số xéc măng khí Số xéc măng dầu THANH TRUYỀN Đường kính ngồi đầu nhỏ Đường kính đầu nhỏ Chiều dài đầu nhỏ truyền Bán kính góc lượn nối đầu nhỏ với thân Chiều rộng thân vị trí nối với đầu nhỏ Đường kính bạc lót Nhiệt độ làm việc bạc lót đầu nhỏ truyền Các số liệu thân truyền 120 FI-I (nếu dùng lỗ trụ để thoát dầu) Đơn vị Ghi Nhơm hợp tiết diện tính tốn (đo vẽ hoăc tính theo tỷ lệ cấu tạo thân truyền) vẽ hp dcp l1 d0 lcp 105 42 20 22 100 mm mm mm mm mm t h A f 12 0,5 mm mm mm mm d1 d2 lđ 50 70 40 mm mm mm 1 mm H 36 mm db 42 mm t 150 o H, h, B 43; 25; 34 c mm 10 Khối lượng nắp đầu to truyền Khoảng cách đường tâm bulông truyền 11 Chiều dày bạc đầu to 12 Chiều dài bạc đầu to 13 Chiều dài nắp đầu to 14 Chiều dày nắp đầu to A-A BULÔNG THANH TRUYỀN Đường kính bulơng Số bulơng truyền 10 1,5 kg l 100 mm h1 lb ln h2 1,8 32 34 23,5 mm mm mm mm d z M12 Hệ Loại ren Đường kính nhỏ bulơng TRỤC KHUỶU Đường kính ngồi chốt khuỷu Đường kính chốt khuỷu Đường kính ngồi cổ khuỷu Đường kính cổ khuỷu Khối lượng riêng vật liệu làm trục khuỷu Chiều dài chốt khuỷu Chiều dài cổ trục khuỷu Các kích thước má khuỷu Khối lượng ly tâm má khuỷu mn Khoảng cách từ trọng tâm phần khối 10 mét mm dch ch dck ch 80 90 mm mm mm mm  7800 kg/m3 lch lck b, h mmk 46 25 24;120 0,106 mm mm mm kg Coi má rmk 64 mm khuỷu lượng ly tâm đến tâm quay đối Khoảng cách a Khối lượng đối trọng a Mđt 35 1,2 mm kg Khoảng cách từ trọng tâm đối trọng rd 45 mm c', c" 38,38 mm xứng đến tâm quay Khoảng cách c' c" BÁNH ĐÀ Dạng bánh đà Dạng vành Đường kính ngồi Đường kính Chiều dày Các kích thước khác cần cho tính tốn lấy từ vẽ chi tiết D d  440 312 76 mm mm mm SỐ LIỆU BAN ĐẦU CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐCĐT CÁC SỐ LIỆU CỦA PHẦN TÍNH TỐN NHIỆT T Tên thơng số Ký hiệu Giá trị T Kiểu động IFAW50 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Số kỳ Số xilanh Thứ tự nổ Hành trình piston Đường kính xilanh Góc mở sớm xupáp nạp Góc đóng muộn xupáp nạp Góc mở sớm xupáp xả Góc đóng muộn xupáp xả Góc phun sớm Chiều dài truyền Cơng suất định mức Số vịng quay định mức Suất tiêu hao nhiên liệu Tỷ số nén Khối lượng truyền Khối lượng nhóm piston  i S D 1 2 1 2 i ltt Ne n ge  mtt mnpt 4 1-3-4-2 145 120 38 44 24 280 125 2500 188 18.7 3.5 Đơn vị Ghi kỳ mm mm độ độ độ độ độ mm mã lực v/ph g/ml.h kg kg Thông số pa pr T Tr Giá trị Bộ 0.09 0.11 20 710 Đơn vị Bộ 0.09 0.11 20 710 Bé 0.09 0.11 20 710 Bé 0.09 0.11 20 710 MPa MPa K t 1 2 z b d  1.1 1.02 0.79 0.9 0.97 1.52 1.1 1.02 0.79 0.9 0.97 1.53 1.1 1.02 0.79 0.9 0.97 1.52 1.1 1.02 0.79 0.9 0.97 1.53 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Kết đánh giá : Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN BẢO VỆ Kết đánh giá : Giáo viên bảo vệ MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I Trình tự tính tốn 1.1 Số liệu ban đầu .4 1.2 Các thông số cần chọn II Tính tốn q trình cơng tác 2.1 Tính tốn q trình nạp 2.2 Tính tốn q trình nén 2.3 Tính tốn q trình cháy .9 2.4 Tính tốn trình giãn nở 11 2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác 12 III Vẽ hiệu đính đồ thị công 13 3.1 Xây dựng đường cong áp suất đường nén : 13 3.2 Xây dựng đường cong áp suất trình giãn nở 14 3.3 Chọn tỷ lệ xích phù hợp điểm đặc biệt .14 3.4 Vẽ vòng trịn Brick đặt phía đồ thị cơng 14 3.5 Lần lượt hiệu định điểm đồ thị 16 PHẦN II TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 19 I Vẽ đường biểu diễn quy luật động học : 19 1.1 Đường biểu diễn hành trình piston x = ƒ(α) 19 1.2 Đường biểu diễn tốc độ piston: v = f(α) 19 1.3 Đường biểu diễn gia tốc piston j = f( x) 20 II Tính tốn động học 22 2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến 22 2.2 Các khối lượng chuyển động quay 23 2.3 Lực quán tính 24 2.4 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính .24 2.5 Đường biểu diễn v = ƒ(x) 26 2.6 Khai triển đồ thị công P–V thành p =ƒ(α) 26 2.7 Khai triển đồ thị P = ƒ(x) thành P = ƒ(α) .28 2.8 Vẽ đồ thị P = ƒ(α) 30 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 xy lanh 35 2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu .38 2.12 Vẽ đường biểu diễn Q= f( α) .39 2.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu .43 2.14 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền 45 SV: Phan Thế Hùng PHẦN III TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH ( TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN PISTON) 47 3.1 Tính nghiệm bền đỉnh piston .47 3.2 Tính nghiệm bền đầu piston 49 3.3 Tính nghiệm bền thân Piston: 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 SV: Phan Thế Hùng LỜI NĨI ĐẦU Động đốt đóng vai trị quan trọng kinh tế,là nguồn động lực cho phương tiện vận tải ôtô,máy kéo,xe máy, tàu thủy,máy bay máy công tác máy phát điện,bơm nước … Mặt khác động đốt đặc biệt động ôtô nguyên 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 q trình tính tốn để hồn thành đồ án môn học chuyên ngành này, bước đầu gặp không khó khăn bỡ ngỡ với nỗ lực thân với hướng dẫn giúp đỡ tận tình giáo viên Bộ Môn sau thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc nghiên cứu tìm hiểu em hồn thành xong đồ án mơn 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 chun mơn khả tự nghiên cứu Cũng qua đồ án em xin bày tỏ lòng biết ơn đối thầy giáo khoa giúp đỡ, hướng dẩn tận tình đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành đồ án cách tốt tiến độ Rất mong giúp đỡ nhiều thầy Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 15 tháng 03 năm 2020 Sinh viên thực Phan Thế Hùng SV: Phan Thế Hùng PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I Trình tự tính tốn 1.1 Số liệu ban đầu 1- Kiểu động : IFA-W50 Động Diesel hàng xilanh, không tăng áp,buồng cháy hình cầu đỉnh piston  =4 2- Số kỳ  : 3- Số xilanh i: i= 4- Thứ tự nổ: 1-2-4-3 5- Hành trình Piston S: S =145 (mm) 6- Đường kính xi lanh D: D =120 ( mm) 7- Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp α1 ; α2 : α1 =80 α2 =380 8- Góc mở sớm đóng muộn xupáp thải 1 ;  : 1 =440  =80  s = 240 9- Góc phun sớm  s : 10- Chiều dài truyền ltt : ltt =280 (mm) 11- Công suất động Ne: Ne = 125 ( m.l) 12- Số vòng quay trục khuỷu n: n =2500 (vg/ph) 13- Suất tiêu hao nhiên liệu ge : ge 14- Tỷ số nén ε: ε =18.7 15- Khối lượng nhóm truyền mtt: mtt = (kg) 16- Khối lượng nhóm pitton mpt: mnpt =3.5 (kg) =188 (g/ml.h) 17- Dung tích cơng tác Vh :  1, 22.1, 45 Vh = \f(π.D.S,4 = = 1,6391 (lít) 1.2 Các thơng số cần chọn 1)Áp suất môi trường: pkÁp 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: Ở nước ta nên chọn (MPa) )Nhiệt độ môi trường : Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm SV: Phan Thế Hùng cách đếm diện tích bao Q= f( α) trục hoành chia cho chiều dài trục hồnh ta có Qtb: Qtb   Hệ số va đập χ: FQ 720  51273,375  71, 213 720 ( mm) Qmax 126, 040   1, 77  Qtb 71, 213 Α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 SV: Phan Thế Hùng Q 126.040 118.167 111.204 96.639 81.857 70.095 49.976 43.312 41.807 50.990 57.044 63.243 68.572 74.667 80.600 85.145 89.570 92.797 94.340 97.400 94.766 90.517 85.234 79.598 73.616 67.520 62.206 56.220 50.445 41.606 41.193 43.355 51.886 46.339 36.824 9.383 74.761 tổng Q 1221.033 1146.854 1039.214 892.480 759.763 600.354 466.437 425.593 463.983 540.167 601.433 659.074 716.194 776.336 828.729 873.576 911.836 935.687 958.699 960.828 926.416 878.759 824.161 766.071 705.680 648.629 592.128 533.321 460.255 413.997 422.740 476.207 491.129 415.817 231.034 420.717 995.348 44 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 SV: Phan Thế Hùng 124.309 78.265 33.776 31.681 37.625 40.448 43.910 48.629 63.242 68.138 73.982 79.744 82.819 87.742 91.446 95.043 97.489 98.240 96.705 93.779 89.443 84.571 79.630 73.283 66.772 61.038 54.505 48.335 41.640 44.466 52.137 73.226 84.532 98.659 112.706 118.939 1012.870 560.204 327.286 346.533 390.365 421.786 462.695 559.355 656.899 710.603 768.632 812.815 852.805 895.941 932.446 962.661 978.646 974.726 952.422 916.108 870.066 821.003 764.565 700.273 639.046 577.715 514.204 449.876 430.526 483.015 626.815 788.787 915.954 1056.827 1158.228 Tổng: 51273.375 45 Hình 10: đồ thị Q= f( α) 2.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu Đồ thị mài mòn chốt khuỷu biểu diễn trạng thái mài mòn lý thuyết chốt khuỷu từ xác định miền phụ tải bé để khoan lỗ dầu bôi trơn chốt khuỷu Sở dĩ ta gọi đồ thị mài mòn lý thuyết vẽ ta dùng giả thiết sau: - Phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu phụ tải ổn định ứng với công suất Ne tốc độ n định mức - Lực tác dụng có ảnh hưởng miền 120 - Độ mòn tỉ lệ thuận với phụ tải SV: Phan Thế Hùng 46 - Không xét đến điều kiện công nghệ sử dụng, lắp ghép… ví dụ khơng xét đến vật liệu, độ cứng bề mặt, độ bóng, độ chặt lỏng, dầu mỡ bơi trơn… Trên sở ta tiến hành vẽ đồ thị mài mòn lý thuyết theo bước sau: 1) Chia vòng tròn tượng trưng mặt chốt khuỷu thành 24 phần, đánh số thứ tự từ 0,1, 2, , 23 2) Từ điểm chia 0,1, 2, , 23 vòng tròn tâm O , gạch cát tuyến 0.0,1.0, 2.0, , 23.0 cắt đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu điểm a, b, c, d cát tuyến 1.0 hình vẽ 3) Ta xác định tổng phụ tải tác dụng điểm là: �Q  0a  0b  0c  0d  0e Gía trị �Q giá trị khác ghi bảng sau: 4) Chọn tỉ lệ xích m  1/ 50 từ tính giá trị biểu diễn tổng phụ tải Q�i thể đồ thị ta đồ thị mài mòn chốt khuỷu g 10 O 0 20 fe Q0 dO bc +T ' Pk a 1413121110 15 16  17a Oc 1 19 20 21 22 23 Ptt Q 400 360 SV: Phan Thế Hùng 47 31,3 34,63 33,87 45 39 39 38,5 38,5 38,5 46 46 46 65 65 65 176 176 176 382 382 382 15665 1731, 1693,5  458 317  458 317 210  458 317 210 +Z SV: Phan Thế Hùng 48 i 33 32 31  1 1 1 1 2 4 10 10 10 71 71 72 1  1 10 71 72 61  1 10 71 72 61 52 10 71 72 61 52 45 10 71 72 61 52 45 39          458 10 10 71 71 71 72 72 72 72 61 61 61 61 61 52 52 52 52 52 52 45 45 45 45 45 45 39 39 39 39 39 39 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 38,5 46 46 46 46 46 65 65 65 65 176 176 176 382 382 13 22 92 163 223 273 317 355 391,5 433,5 488,5 593,5 903,5 1301,5 ,5 1 1  27,4 19, 10,688 4,36 0,24 0,44 1,8 3,26 4,466 5,44 6,3 7,1 7,83 8,67 9,77 11,87 18,07 26,03 1 1 Q7 1 Q8 1 Q9 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q16 Q17 Q18 Q19 Q20 46 Q21 65 65 Q22 176 176 176 Q23 382 382 382 382 Q 16561 161 1547 1372 991 534 219 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6         458 458 458 458 458 317 317 317 317 317 317 210 210 210 210 210 210 210 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2.14 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền Căn vào đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu để vẽ Cách vẽ xuất phát từ nguyên lý sau a) Chiều lực tác dụng Q0 ; Q1 (tác dụng vào điểm O, điểm 1…) đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu, trái chiều với lực Q0’ ; Q1’ … đồ thị phụ tải tác dụng đầu to truyền, trị số chúng b) Vị trí điểm tác dụng lực tương ứng với góc quay 1 ; 2 ; 3; …của chốt khuỷu vị trí tương ứng với góc 1 + 1 ; 2 + 2 ; 3 + 3 ; …của đầu to truyền, chiều quay đầu to truyền ngược chiều quay chốt khuỷu Tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng đầu to truyền sau: Vẽ dạng đầu to truyền tờ giấy bóng, tâm đầu to truyền điểm O Vẽ đường tròn tâm O, giao điểm đường tâm phần thân truyền với vòng tròn tâm O điểm 00 Từ điểm 00 đường tròn tâm O ghi điểm 100, 200, 300 theo chiều quay chốt khuỷu tương ứng với góc  100   100 ;  200   200  30   30 ; ; …(phải ý dấu  ) Đưa tờ giấy bóng đặt chồng lên đồ thị phụ tải chốt khuỷu (sao cho tâm O tờ giấy bóng trùng tâm O đồ thị phụ tải chốt khuỷu) Lần lượt xoay tờ giấy bóng cho điểm 10, 20, 30, …trùng với trục Z đồ thị phụ tải chốt khuỷu Đồng thời đánh dấu điểm đầu mút (điểm ngọn) véc tơ Qo ; Q10 ; Q20 ; Q30 ; …của đồ thị phụ tải chốt khuỷu lên tờ giấy bóng điểm 10, 20, 30 Nối điểm 10, 20, 30, …lại đường cong, ta có đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng đầu to truyền SV: Phan Thế Hùng 49 540 10 450 630 90 270 360 720 Hình 12: Đồ thị phu tải tác dụng lên đầu to truyền SV: Phan Thế Hùng 50 PHẦN TÍNH III KIỂM NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH ( TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN PISTON) 3.1 Tính nghiệm bền đỉnh piston 3.1.1 Công thức Back: - Công thức Back giả thiết đỉnh có chiều dày đồng đặt tự gối đỡ hình trụ - Cơng thức thường thích hợp với loại đỉnh động xăng động diêzel buồng cháy xoáy lốc dự bị - Sau xác định kích thước cụ thể, ta tính mơmen uốn đỉnh: D D3 (120.103 )3 M u  Pz  P z  6,1181  4, 405.104 6 24 24 - Coi DiD ta có : (MN.m) - Mơmen chống uốn tiết diện ngang đỉnh: Wu  D. 120.17   5, 780.103 ( mm3 )  5, 780.10 6 ( m3 ) 6 - Do ứng suất đỉnh: u  M u 4, 405.104   76, 211( MN / m ) 6 ¦ Wu 5, 780.10 - Ứng suất cho phép đỉnh piston Nhơm hợp kim: +Nếu đỉnh có gân tăng bền: SV: Phan Thế Hùng u = 25  190 (MN/m2) 51 + Nếu đỉnh khơng có gân tăng bền: u = 20  25 (MN/m2) Ta thấy ứng suất uốn đỉnh piston ta tính nằm khoảng đỉnh có gân tăng bền Vì ta chọn thiết kế loại piston có gân chịu lực 3.1.2 Cơng thức Orơlin cho đỉnh mỏng - Vì = 17 < 0,2.120 nên ta sử dụng công thức Orơlin đỉnh mỏng - Công thức Orơlin giả thiết đỉnh Piston đĩa trịn bị ngàm cứng gối tựa hình trụ b h r z - Công thức thường dùng để tính đỉnh mỏng ( có ≤ 0,2D) với đỉnh piston động điêzen buồng cháy thống r2  Pz max - Ứng suất hướng kính : =  ( MN/m) Ở đây:- Hệ số xét đến tính chất ngàm cố định ; chọn - Chiều dày đỉnh pittong ;δ = 17 (mm) Pz - Áp suất lực khí thể ; Pz = 6,1181 (MPa) r - Khoảng cách từ tâm đỉnh pittong đến mép ngàm cố định đỉnh - Trong đó: D- Đường kính đỉnh pittong D =150 (mm) s- chiều dày phần đầu pittons s = (0,05÷0,1).D =0,1.120=12 (mm) r D 120 s   12  48 2 (mm) - Ứng suất hướng tiếp tuyến : ( MN/m) Trong đó: - Hệ số pốt xơng (đối với gang =0,26) -Ta thấy vùng ngàm, ứng suất uốn có trị số lớn ta cần tính ứng suất ngàm cố định : ( MN/m) SV: Phan Thế Hùng 52 r2 602  x   PZ  6,1181  57,159  17 Với : (MN/m2) r2 602  y   pZ  0, 26 6,1181  14,861  17 (MN/m2) - Vậy    x   y  57,1592  14,8612  59, 059 (MN/m2) - Chọn vật liệu làm đỉnh pittong nhôm nên Ứng suất uốn cho phép với nhôm = 60 (MN/m) Ta thấy ứng suất uốn lớn gần ứng suất cho phép thỏa mản điều kiện 3.2 Tính nghiệm bền đầu piston - Ta có tiết diện nguy hiểm tiết diện I-I, cắt qua rãnh xécmăng dầu cuối đầu piston Tiết diện chịu kéo lực quán tính âm lớn khối lượng mI-I phần đầu piston sinh Ngồi cịn chịu nén lực khí thể pzmax gây Ta xác định khối lượng phần đầu piston mI-I thể tích phần đầu piston Vđầu để lấy thơng số tính tốn 3.2.1 Ứng suất kéo: - Ta có với mI-I khối lượng đầu piston Nó xác định cách: mI-I = nhom.V Trong : nhom khối lượng riêng Nhơm nhom = 2700 (Kg/m3) V thể tích đầu piston - Căn vào hình dạng tỷ lệ đầu piston loại động ta có thẻ xác định việc thực đo đầu piston thiết kế động cơ, lấy giá trị biểu diễn kích thứơc mà ta tính giá trị thực ta tính tỷ lệ xích Sau xác định kích thước thực lại đầu piston bàng cách lấy kết đo kích thước nhân với tỷ lệ xích Ta có hình vẽ mơ piston: SV: Phan Thế Hùng 53 Hình 3: Hình vẽ mô Piston Cm S n = 30 = = 10,63 > 9,0 (m/s2) Vậy động ta xét động cao tốc Các kích thước Piston động cao tốc thường xác định theo công thức kinh nghiệm thể bảng sau d d a1 c h s I l th l d ck H I b d s Hình 3.1.Sơ đồ tính tốn Piston Thơng số SV: Phan Thế Hùng Đông ôtô máy kéo Điezen Xăng Động cao tốc Điêzen Xăng 54 kích thước -Chiều dày đỉnh piston  +khơng làm mát đỉnh +có gân làm mát đỉnh (0,1 �0,2)D (0,05 �0,1)D (0,03 �0,09) (0,1 �0,2)D (0,04 �0,07) D (0,1 �0,2)D D (0,04 �0,07) (0,5 �1,5)  (0,8 �1,5)  D (0,6 �1,2)  -Khoảng cách c từ đỉnh (1,0 �2,0)  đến xécmăng thứ -Chiều dày s phần (0,05 �0,1)D đầu -Chiều caoH piston (1,0 �1,6)D (động bốn kỳ) -Vị trí chốt piston (0,5 �1,2)D (đến chân piston) H-h -Đường kính chốt piston (0,3 �0,45) dcp - Đường kính bệ chốt db -Đường kính lỗ chơt D (1,3 �1,6)dcp (0,6 �0,8)dcp (1,3 �1,6)dcp (0,6 �0,8)dcp -Chiều dày phân thân S1 -Số xéc măng khí -Chiều dày hướng kính t �5 mm �4 �4 (1/22 �1/26)D (0,02 �0,03)D �4 �3 (1/25 �1/32)D xécmăng khí -Chiều cao a 2,2 �4 mm (0,3 �0,6)t xécmăng khí -Số xécmăng dầu -Chiều dày bờ rảnh �3 �a �3 �a (0,06 �0,12)D (1,0 �1,4)D (0,6 �1,0)D (0,5 �0,8)D (0,35 �0,45)D (0,22 �0,3)D (0,3 �0,5)D (0,25 �0,35) D xécmăng a1 Bảng 3.1 Số liệu Piston Trong sách ‘’ KẾT CẤU VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ‘’trang51của Nguyển Đức Phú chủ biên 3.3 Tính nghiệm bền thân Piston: Tính kiểm nghiệm bền thân Piston chủ yếu chọn chiều cao thân để áp suất Piston nén xylanh khơng q lớn, củng nhằm mục đích kiểm nghiệm khản trì màng dầu bơi trơn đở hao mòn SV: Phan Thế Hùng 55 3.3.1 Áp suất tiếp xúc thân k th  N max l th D Trong : D - Đường kính xy lanh : D = 82,5 (mm) = 0,825 (m) hp – Chiều dài thân piston : hp = 28 (mm) = 0,028 (m) Nmax – Lực ngang lớn nhất, lập đồ thị N= f() để xác định Nmax lấy theo số liệu kinh nghiệm : Nmax = (0,005-0,006)p20 p20 – Hợp lực lực khí thể lực qn tính 20o sau ĐCT q trình cháy p20 = p20do P = 220 0,0275 =4,95 (MPa)=485,43 104 (N/m2) giãn nở : Nmax = 0,005 485,43 104= 2,43 104 (N)= 0,0243 (MN) kth  Như vậy: N max 0, 0243   1,5 l p D 0, 073.0,152 (MN/m2) 3.3.2 Áp suất tiếp xúc bề mặt chốt kb  p z max 2.d ch l b Trong đó: Pz  p z F p Fp : diện tích pittơng  D 3,14.0, 08252 Fp    5,343.103 (m ) 4 dch - Đường kính ngồi chốt piston: dch = 15 (mm) lb – chiều dài tiếp xúc bệ chốt : l1 = 15 (mm) Vậy : kb  pz max 5, 243.10 3.2.48   29,925 2.d ch lb 2.15.15.106 (MN/m2) Áp suất tiếp cho phép: kb <  kb   k b  = (20 ÷ 30) (MN/m ) thoả mãn Theo kết kiểm nghiệm tra bảng ta thấy: Khi chế tạo pisston phải chế tạo đỉnh pisston thép đầu pisston nhôm đủ SV: Phan Thế Hùng 56 Kêt luận : Qua trình kiểm nghiệm bền Piston ta thấy Piston chưa đạt độ cứng vửng cần thiết nên trình thiết kế sản xuất cần phải sử dụng biện pháp kết cấu để tăng độ cứng vửng Piston biện pháp sau : +> Thiết kế đỉnh có gân trợ lực phía khơng có cơng dụng làm tăng độ cứng vửng mà cịn làm tăng diện tích tiếp xúc với khơng khí giúp tản nhiệt nhanh Kêt luận : Qua trình kiểm nghiệm bền Piston ta thấy Piston chưa đạt độ cứng vửng cần thiết nên trình thiết kế sản xuất cần phải sử dụng biện pháp kết cấu để tăng độ cứng vửng Piston biện pháp sau : +> Thiết kế đỉnh có gân trợ lực phía khơng có cơng dụng làm tăng độ cứng vửng mà cịn làm tăng diện tích tiếp xúc với khơng khí giúp tản nhiệt nhanh +>Thiết kế gân dọc nối phần đầu với bệ chốt để làm tăng độ cứng cho phấn đầu bệ chốt +>Tăng cường thành phần Si hơp kim nhôm để tăng độ cúng vửng đồng thời giảm hệ số giản nở dài  ngăn ngừa bó kẹt +>Do Piston làm hợp kim nhôm nên cần nhiệt luyện để đạt độ cứng HB = 120 �140 TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết cấu tính tốn động đốt NXB Giao thông vận tải-TG :PGSTS Nguyễn Tất Tiến Kết cấu tính tốn động đốt tập I , II , III NXB ĐH Giao thông vận tải trung học chuyên nghiệp – TG :Hồ Tất Chuẩn , Nguyễn Đức Phú Nguyên lý tính tốn động đốt tập I , II , III ĐH SPKT TP Hồ Chí Minh – TG : GVC Th s :Nguyễn Tấn Quốc Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo tập I, II, III: NXB Đại học trung học chuyên nghiệp – Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên SV: Phan Thế Hùng 57 Dung sai lắp ghép NXB GD 2003 – TG : GSTS Ninh Đức Tốn Bài giảng công nghệ chế tao phụ tùng : NXB ĐH GTVT Hà Nội Giáo trình nguyên lý động đốt NXB GD-TG :Nguyễn Tất Tiến SV: Phan Thế Hùng 58 ... 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 ngành này, bước... PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I Trình tự tính tốn 1.1 Số liệu ban đầu .4 1.2 Các thông số cần chọn II Tính tốn q trình cơng tác ... Hùng SV: Phan Thế Hùng PHẦN I: TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I Trình tự tính tốn 1.1 Số liệu ban đầu 1- Kiểu động : IFA- W50 Động Diesel hàng xilanh, không tăng áp,buồng cháy hình