Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong Chương 1 - HV Kỹ thuật quân sự

KHOA ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ĐỘNG CƠ BÀI GIẢNG KẾT CẤU VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Thời gian: 60 tiết (3 tín chỉ) Dùng cho lớp: VB2 XQS3 NỘI DUNG Chương Động học cấu khuỷu trục truyền (CCKTTT) Chương Động lực học CCKTTT Chương Cân dao động xoắn động Chương Các chế độ làm việc phương pháp tính sức bền chi tiết Chương Nhóm chi tiết cố định Chương Nhóm pít tơng Chương Nhóm truyền Chương Trục khuỷu Bánh đà Chương Cơ cấu phối khí (CCPK) Chương 10 Các hệ thống động - Hệ thống bôi trơn - Hệ thống làm mát - Hệ thống sấy nóng khởi động TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết cấu Tính tốn động đốt (tập 1, 2); Lại Văn Đinh- Vy Hữu Thành, NXB Học viện KTQS, 1996 - 2003 Kết cấu Tính tốn động đốt (tập 1, 2, 3); Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến; NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, 1979 ATLAT động đốt (tập 1, 2), Bộ môn Động - Khoa Động lực, NXB Học viện KTQS, 2003 Động đốt trong; Phạm Minh Tuấn, NXB KHKT 2005 Đại cương động đốt trong, Lại Văn Định, NXB Học viện KTQS, 2007 Nguyên lý, kết cấu khai thác hệ thống phun xăng động ô tô đại Hà Quang Minh Học viện KTQS 1999 Hệ thống phun xăng điện tử dùng xe du lịch Hoàng Xuân Quốc NXB KHKT 1996 Automotive Handbook, BOSCH (1996), Cambridge, USA Hướng dẫn Đồ án môn học ĐCĐT Vy Hữu Thành, Vũ Anh Tuấn NXB Học viện KTQS, 1999 Giáo viên phụ trách • TS Lương Đình Thi, 4/, BM Động cơ, Khoa Động lực, HVKTQS 0974.922.757 Thidongluc33@yahoo.com • KS Đào Duy Tùng, 2/, BM Động cơ, Khoa Động lực, HVKTQS 0987.752.224 CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CCKTTT 1.1 Động học CCKTTT giao tâm 1.2 Động học CCKTTT lệch tâm 1.3 Động học CCKTTT có TT – phụ A ĐCT A Spl Sp A’ SL CCKTTT giao tâm CCKTTT α1 CCKTTT lệch tâm A’’ l ω B α O α α2 e CCKTTT có TT – phụ E R ĐCD Động học pít tơng Động học CCKTTT Động học truyền Động học trục khuỷu Chuyển vị Động học Vận tốc Gia tốc 1.1 Động học CCKTTT giao tâm • Giả thiết: ĐCT A - Tốc độ quay TK ω = const (n = Sp const ) - Các chi tiết cứng vững tuyệt đối Chú thích: ĐCT- điểm chết (A) ĐCD- điểm chết (A’) A’ ĐCD R - bán kính quay khuỷu trục l - chiều dài truyền α β - góc đường tâm TT đường tâm XL α - góc đưòng tâm má khuỷu với đường tâm XL S = AA’ = 2R – Hành trình piston λ = R/l - hệ số kết cấu Sơ đồ nguyên lý CCKTTT giao tâm A 1.1.1 Động học pít tơng Sp 1.1.1.1 Chuyển vị pít tơng • Chuyển vị Sp tính từ ĐCT: Sp = AB = AO - (DO + BD) = (l + R) - (R.cosα + l.cosβ) 1    S p = R 1 +  −  cos α + cos β  λ  λ   (1.1) α (1.2) • λ thông số đặc trưng động Khi tăng λ giảm chiều cao động cơ, có nhiều nhược điểm: ↑ λ  truyền ngắn  ↑ β max  dễ kẹt pít tơng XL ↑ λ  ↑ lực ngang N  ↑ tổn thất ma sát mài mòn XL Động ô tô - máy kéo : λ = 1/3 ÷ 1/4 • Việc sử dụng cơng thức (1.2) khơng thuận tiện Sp phụ thuộc vào α β Trong tính tốn nguời ta mong muốn Sp hàm α Có thể dùng cơng thức gần để xác định Sp: S p _ app λ   ≈ R ( − cos α ) + ( − cos 2α )    (1.3) Theo (1.3), Sp chia thành: Sp = SpI + SpII Chuyển vị cấp 1: Sp1 = R(1 - cosα) Chuyển vị cấp : Sp2 = (Rλ/4).(1 - cos2α) ( )   S p _ acc = R ( − cos α ) + − − λ sin α  λ   (1.4) 1.2.1.3 Vận tốc pít tông: Công thức gần (đạo hàm 1.16 theo thời gian): V pl = λ   = Rω  sin α + sin 2α − λk cos α  dt   dS pl (1.17) Cơng thức xác (đạo hàm 1.15 theo thời gian): Vpl = ds pl dt  sin α cos β + sin β cos α  = Rω   cos β    sin( α + β )  = Rω    cos β  (1.18) 1.2.1.4 Gia tốc pít tơng: Cơng thức xác   α + β α dVpl cos( ) cos = = ω + λ J pl R   β dt cos β   cos (1.19) Công thức gần J pl = dV pl dt = Rω ( cos α + λ cos 2α + λk sin α ) Góc quay TK ứng với vị trí ĐCT e OE e λk R sin α = = = = l + R 1+ λ OA l + R R Góc quay TK ứng với vị trí ĐCD e OE e λk R sin α = − '' = − =− =− l−R l−R 1− λ OA R (1.20) 1.2.2 Động học truyền 1.2.2.1 Chuyển vị góc truyền: βcr = arcsin[λ(sinα-k)] (1.21) 1.2.2.2 Vận tốc góc truyền: dβ cos α ωcr = = λω dt cos β ωcr = λω (1.22) cos α 1 − λ ( sin α − k )    1/ (1.23) 1.2.2.3 Gia tốc góc truyền: ε cr = d ωtt dt 2  sin α cos β − λ cos α sin β  = −λω  ÷ cos β   2  λ cos α ( sin α − k ) − sin α − λ ( sin α − k )    = λω 2 3/ 2 1 − λ ( sin α − k )    ε cr (1.24) (1.25) 1.3 Động học CCKTTT động kiểu chữ V Phân loại CCKTTT động kiểu V theo quan điểm động học: Loại 1: Động kiểu V có động học hai dãy giống nhau: TT đồng dạng, TT hình nạng – trung tâm Dùng công thức CCKTTT động hàng xi lanh Loại 2: Động kiểu chữ V có động học hai dãy khác nhau: TT – phụ Động học dãy giống động hàng xi lanh, động học dãy phụ khác xác định phần sau Chú thích: ĐCT - điểm chết dãy phụ, B’ C – vị trí chốt phụ R - bán kính quay khuỷu trục L - chiều dài truyền l - chiều dài truyền phụ r – khoảng cách từ tâm đầu to TT đến chốt phụ β1 - góc đường tâm TT phụ đường tâm XL phụ α1 - góc đưịng tâm má khuỷu với đường tâm XL phụ γ - góc nhị diện γ – góc đường tâm TT với đoạn thẳng nối tâm đầu to với chốt phụ Sơ đồ nguyên lý CCKTTT động kiểu V truyền - phụ Giả thiết: - Tốc độ góc TK ω = const - Các chi tiết cứng vững tuyệt đối Ưu điểm: - Rút ngắn chiều dài, giảm chiều cao động thuận lợi cho việc bố trí khoang động lực - Tăng độ cững vững cho CCKTTT đc nói chung Nhược điểm: - Quy luật động học dãy khác - Tính tốn động học, động lực học dãy phụ phức tạp - Kết cấu truyền phức tạp 1.3.1 Chuyển vị pít tơng dãy phụ: S pp = S max − S = S max − { R cos(α − γ ) + r cos( β + γ − γ ) + l cos β1} S max = max{ R cos(α − γ ) + r cos( β + γ − γ ) + l cos β1} (1.26) l sin β1 = R sin ( α − γ ) − r sin ( β + γ − γ ) 1.3.2 Hành trình pít tơng dãy phụ: S p = S max − S S = min{ R cos(α − γ ) + r cos( β + γ − γ ) + l cos β1} (1.27) 1.3.3 Vận tốc pít tơng dãy phụ: ζ = β + γ − γ1   (1.28) r cos α cos ζ ( tgζ − tgβ i1 )  Vn = Rω sin α i1 + cos α i1tgβ i1 + L cos β   1.3.4 Gia tốc pít tơng dãy phụ: r sin α cos ζ J n = Rω [cos α − sin α 1tgβ1 − L cos β rλ cos α ( tgζ − tgβ1 ) + + L cos β cos ζ R r cos α cos ζ rλ cos α cos ζ ( tgζ − tgβ1 )( tgβ − tgζ ) ] (cos α − ) + L cos β L l cos β1 cos β (1.29) 1.3.5 Chuyển vị TT dãy phụ: r R  β1 = arcsin  sin ( α − γ ) − sin ( β + γ − γ ) ÷ l l  1.3.6 Vận tốc góc TT dãy phụ: d β1 Rω  r cos α cos ξ  ω1 = = cos ( α − γ ) −  dt l cos β1  L cos β  1.3.7 Gia tốc góc TT dãy phụ: dω1 ε1 = dt ... nóng khởi động TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết cấu Tính tốn động đốt (tập 1, 2); Lại Văn Đinh- Vy Hữu Thành, NXB Học viện KTQS, 19 96 - 2003 Kết cấu Tính tốn động đốt (tập 1, 2, 3); Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức... R/l - hệ số kết cấu Sơ đồ nguyên lý CCKTTT giao tâm A 1. 1 .1 Động học pít tơng Sp 1. 1 .1. 1 Chuyển vị pít tơng • Chuyển vị Sp tính từ ĐCT: Sp = AB = AO - (DO + BD) = (l + R) - (R.cosα + l.cosβ) 1? ??... Trung học chuyên nghiệp, 19 79 ATLAT động đốt (tập 1, 2), Bộ môn Động - Khoa Động lực, NXB Học viện KTQS, 2003 Động đốt trong; Phạm Minh Tuấn, NXB KHKT 2005 Đại cương động đốt trong, Lại Văn Định,