Tiểu luận Tính toán nhiệt, động lực học trục khuỷu – thanh truyền, kiểm nghiệm bền các chi tiết chủ yếu

TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ LỜI MỞ ĐẦU Ngành công nghiệp ô tô đời từ lâu, nhiều quốc gia tích cực thúc đẩy ngành tơ cách mạnh mẽ Và nói, ngành cho thấy phát triển đất nước, tiện nghi, lợi ích cho người Nhận thức điều này, Đảng Nhà nước tích cực thúc đẩy phát triển, tập trung vào ngành ô tô, bước phát triển tiến tới sản xuất ô tô nước mà khơng cần nhập Mơn “Đồ án tính toán kết cấu động đốt trong” mơn học đóng vai trị quan trọng việc thiết tập sở khoa học để thiết kế, tính toán kiểm nghiệm chi tiết động nhằm tối ưu hóa đặc tính động mà bảo vệ mơi trường, phù hợp với nhu cầu người Đồng thời thể độ mạnh mẽ bên bỉ chi tiết động Môn học môn sở, bước đệm cho ngành công nghiệp ô tô đời Xuất phát từ điều kiện trên, với mơn học này, nhóm chúng em thầy giáo giao đề tài: “ Tính tốn nhiệt, động lực học trục khuỷu – truyền, kiểm nghiệm bền chi tiết chủ yếu” động : SSANGYONG MUSSO E23 Trong trình thực đê tài này, hướng dẫn thầy Hà Thanh Liêm, giáo viên khác Nhóm chúng em hồn thành đề tài Do điều kiện thời gian hạn chế trình độ chun mơn thân, thêm vào vấn đề nghiên cứu mẻ so với nhóm chúng em nên đề tài khơng thể tránh khỏi sai sót Vì vậy, em mong nhận đóng góp, bổ sung thầy để nhóm chúng em hiểu rõ nâng cao nhận thức Nhóm chân thành cảm ơn! TP.HCM, Ngày tháng năm 2019 Nhóm thực hiện: Nhóm Nguyễn Ngọc Thắng 15079621 Đặng Lê Trí Tồn 15073581 Nguyễn Thành Nam 15035061 Nhóm TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Mục Lục CHƯƠNG : TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Mục đích tính tốn Tính tốn nhiệt động đốt (ĐCĐT) chủ yếu xây dựng đồ thị công thị động cần thiết kế thơng qua việc tính tốn thơng số nhiệt động học chu trình cơng tác động gồm trình : Nạp - nén - (cháy + dãn nở) - thải Mỗi trình đặc trưng thông số trạng thái nhiệt độ , áp suất, thể tích mơi chất cơng tác (MCCT) đầu cuối trình Trên sở lý thuyết nhiệt động học kỹ thuật, nhiệt động hóa học , lý thuyết động đốt , xác định giá trị thông số nêu Tiếp theo, ta tính thơng số đánh giá tính chu trình gồm thơng số thị thơng số có ích chu trình : áp suất thị trung bình p i, áp suất có ích trung bình pω, cơng suất thị Ni, cơng suất có ích Ne, … Cuối cùng, kết tính tốn nói xây dựng đồ thị cơng thị chu trình cơng tác số liệu cho bước tính tốn động lực học thiết kế sơ thiết kế kỹ thuật tồn động Trong tính tốn kiểm nghiệm động cho trước , việc tính tốn nhiệt thay cách đo đồ thị công thực tế băng thử công suất động nhờ phương tiện , công cụ đo , ghi có kĩ thuật điện tử tin học đại nhiên, với phương pháp tính tốn dựa sở lý thuyết nhiệt động hóa học ĐCĐT, người ta tiến hành khảo sát tiêu động lực tiêu kinh tế động có sẵn với kết đáng tinh cậy 1.1.2 Chế độ tính tốn Chế độ làm việc động đặc trưng thơng số cơng suất có ích , mơ men xoắn có ích , tốc độ quay nhiều thơng số khác Các thơng số ổn định thay đổi phạm vi rộng tùy theo cơng dụng động Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Mỗi chế độ làm việc động có ảnh hưởng đến tính kinh tế, hiệu quả, tuổi thọ , sức bền chi tiết tiêu khác Chế độ chọn để tính tốn gọi chế độ tính tốn Chế độ tính tốn chế độ ảnh hưởng đến sức bền tuổi thọ chi tiết loại động cụ thể chế độ phụ tải Do việc chọn chế độ tính tốn phải cân nhắc kĩ Đối với động tĩnh tại, chế độ tính tốn thường chế độ cơng suất định mức Đối với động xe , người ta thường tính hai chế độ mơ men xoắn có ích lớn cơng suất có ích lớn ( động xăng) công suất có ích định mức ( động diesel) Đối với động cao tốc , chế độ tính chế độ công suất lớn thường chọn để tính , lực khí thể qn tính lớn chế độ tính tốn phải tiến hành phụ tải toàn phần ứng với lượng cung cấp nhiên liệu lớn , trạng thái nhiệt động phụ tải học cao Những chế độ tính tốn khác : chế độ tải cục bộ, thay đổi thành phần hỗn hợp cháy , thay đổi góc đánh lửa góc phun nhiên liệu sớm tiến hành cần khảo sát riêng biệt Thông thường, người ta giả thiết động làm việc ổn định chế độ tính tốn Nhưng thực nghiệm cho thấy chế độ làm việc động chu trình xảy khơng hồn tồn giống Giá trị áp suất lớn áp suất trung bình chênh lệch khoảng 5%-10% Điều yếu tố điều kiện khí động q trình nạp, biến động trình cung cấp nhiên liệu , tạo hỗn hợp khí cháy… Chi phối Như vậy, số liệu ban đầu kết tính tốn thu giá trị trung bình mà thơi 1.2 Các thông số cho trước động Môi trường sử dụng động cơ: mơi trường bình thường Kiểu, loại động cơ: SSANGYONG MUSSO E23, Vh=2293 cm Số kỳ τ: Số xilanh i: Cách bố trí xilanh: thẳng hàng Đường kính xilanh, D= 8.72 (cm) Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Hành trình piston, S= 9,592 (cm) Cơng suất thiết kế, Ne = 102,9 (kW) Số vòng quay thiết kế , n = 5300(v/ph) Tỷ số nén, ε = 10,4 Kiểu buồng cháy phương pháp tạo hỗn hợp: Buồng cháy thống Kiểu làm mát: Làm mát Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích : (g/kW.h) Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp thải: α1= 45o α2= 30o α3= 40o α4= 55o Chiều dài truyền, L = 171.1 (mm) Khối lượng nhóm piston, mnp = 0.6129 (kg) Khối lượng nhóm truyền, mtt = 1494.03(kg) 1.3 Chọn thơng số tính tốn nhiệt 1.3.1 Áp suất khơng khí nạp(po) Po = 0,1013 MN/m2 1.3.2 Nhiệt độ khơng khí nạp To = (Tkk + 273) với tkk =29oC To = (29 + 273) = 302 (K) 1.3.3 Áp suất khơng khí nạp trước xupap nạp Pk = Po = 0,1013 (MN/m2) (tăng áp trung bình) 1.3.4 Nhiệt độ khí nạo trước xupap nạp 1.3.5 Áp suất cuối trình nạp Pa= 0,875.0,1013= 0,0886 (MN/m2) Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ 1.3.6 chọn áp suất khí sót Pr= 0,11 (MPa) 1.3.7 Nhiệt độ khí sót Tr= 1050 (K) 1.3.8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp 1.3.9 Chọn hệ số nạp thêm 1.3.10 Chọn hệ số quét buồn cháy Vc = 1.3.11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt với 1.3.12 Hệ số tác dụng nhiệt điểm Z 1.3.13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b () 1.3.14 Chọn hệ số dư lượng khơng khí 1.3.15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị cơng 1.3.16 Tỷ số tăng áp 1.4 Tính tốn nhiệt 1.4.1 Q trình nạp ( ) Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Hệ số khí sót γr: Nhiệt độ cuối trình nạp: 1.4.2 Quá trình nén Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khí nạp mới: Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy: 10-3T Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp khí q trình nén: Xác định số nén đa biến trung bình n1: n1 = 1,377 Áp suất trình nén pc: Nhiệt độ cuối trình nén Tc: 1.4.3 Q trình cháy: Lượng khơng khí lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo: Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Lượng khí nạp thực tế nạp vào xy lanh : Lượng sản vật cháy M2: Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết βo: Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế β: Hệ số biến đổi phân tử khí điểm βz: = Tổn thất nhiệt lượng cháy khơng hồn tồn: =6144 KJ/Kg.nl Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình mơi chất điểm z: Nhiệt độ cuối trình cháy Tz: Tz = 2366,927 (K) Áp suất cuối trình cháy pz: 1.4.4 Tính tốn q trình dãn nở Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Tỷ số dãn nở đầu: Tỷ số dãn nở sau: Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2: Mà n2 = Giải ra: n2 = 0,26 => n2 = 1,255 Nhiệt độ cuối trình dãn nở Tb = 1410,2448 (K ) Áp suất cuối trình dãn nở : Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót Tr: Sai số cho phép: 1.4.5 Tính tốn thơng số đặc trưng chu trình Áp suất thị trung bình tính tốn : Áp suất thị trung bình thực tế pi: pi = φd = 0,97.1,177= 1,141 (MPa) Áp suất tổn thất khí pm: pm =a + b.vp + (pr -pa) Mà: Áp suất có ích trung bình pe: Hiệu suất giới : Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ Xác định hiệu suất thị : Xác định hiệu suất có ích : Suất tiêu hao nhiên liệu thị gi: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge: Tính tốn thơng số kết cấu động cơ: Tính thể tích cơng tác vh: Tính đường kính piston: Hành trình piston: 1.4.5 Vẽ đồ thị cơng Chọn tọa độ vng góc: Xác định điểm đặc biệt đồ thị cơng: Có :vz =vc = 0,0564 ( lít), vb = va = 0,5864 ( lít) Dựng đường cong nén: Dựng đường cong dãn nở: 10 Nhóm ... 4.4 Lực quán tính chi tiết chuyển động Lực qn tính xác định theo cơng thức sau Pqt = m.J Trong đó: m – khối lượng chi tiết chuyển động J – gia tốc chuyển động chi tiết 22 Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG... (62.4 – 84) Chọn • Bề dày đầu lớn= (0.45 – 0.95).dc.p = (21,6 – 45.6) Chọn = 25 mm CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶUTHANH TRUYỀN 4.1 Mục đích chung Phần tính toán động lực học đồ... Nhóm TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: Nguyễn Quốc Sỹ CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PISTONTRỤC KHUỶU ? ?THANH TRUYỀN 3.1 Phân tích động học cấu trục khuỷu – truyền Trong động