ĐỒ án MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ đốt TRONG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ~~~~~~*~~~~~~ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Sinh viên thực Lớp Mã sinh viên Giáo viên hướng dẫn : : : : UNG KHẢ Ý 18C4A 103180065 PGS.TS DƯƠNG VIỆT DŨNG LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đầy, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh Bên cạnh kỹ thuật nước ta bước tiến Trong phải nói đến ngành động lực sản xuất ôtô, liên doanh với nhiều hãng ôtô tiếng giới sản xuất lắp ráp ơtơ Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ sư ta phải tự nghiên cứu chế tạo, yêu cầu cấp thiết Có ngành ôtô ta đuổi kịp với đà phát triển quốc gia khu vực giới Sau học hai học phần ngành động lực nguyên lý động đốt , kết cấu tính tốn động đốt số môn sở nghành khác (sức bền vật liệu, lý thuyết, vật liệu học, ), sinh viên giao nhiệm vụ làm đồ án môn học tính tốn động đốt Đây học phần quan trọng chương trình đào tạo nghành động lực, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng kiến thức học vào q trình tính tốn thiết kế động đốt Trong đồ án này, em giao nhiệm vụ tính tốn thiết kế động DN40821 với thơng số kĩ thuật cho Trong suốt trình thực đồ án, em cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu bên với vận dụng kiến thức học lớp, làm việc cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án cách tốt Tuy nhiên, trình thực khơng tránh khỏi thiếu sót Đà Nẵng, ngày tháng 10 năm 2021 Sinh viên UNG KHẢ Ý PHẦN I: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ I GIỚI THIỆU: - Tính tốn nhiệt động đốt (ĐCĐT) chủ yếu xây dựng lý thuyết đồ thị công thị động cần thiết kế thơng qua việc tính tốn thơng số nhiệt động lực học chu trình cơng tác động gồm trình: + Quá trình nạp + Quá trình nén + Quá trình cháy + Quá trình giãn nở - 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 lực 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 cơng tác như: áp suất thị trung bình pi, áp suất có ích trung bình pe, cơng suất thị Ni, cơng suất có ích Ne, hiệu suất suất tiêu hao nhiên liệu ge động cơ, … - Cuối cùng, kết q trình tính tốn nói ta xây dựng giản đồ cơng thị động 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 động hoạt động nhờ phương tiện, dụng cụ đo ghi kỹ thuật đại Tuy nhiên với phương pháp tính tốn dựa sở lý thuyết nhiệt động hóa học động đốt trong, người ta tiến hành khảo sát tiêu động lực tiêu kinh tế động có sẵn với kết đáng tin cậy 1.1 CÁC THÔNG SỐ TÍNH Các thơng số cho trước - Kiểu động cơ: Diesel kỳ - Động : DN4-0821 Số xilanh i Số kỳ τ Cách bố trí In-Line Tỷ số nén ε 16 Đường kính piston D 93 mm Hành trình piston S 86,5 mm Cơng suất cực đại Ne 138 Kw Ứng với số vòng quay n 4200 v/p Tham số kết cấu λ 0,25 Áp suất cực đại pz 8.9 MN/m2 Khối lượng nhóm piston mpt 1,1 kg mtt 1,5 kg Góc đánh lửa sớm s 11 độ Góc phân phối khí α1 22 độ α2 56 độ α3 62 độ α4 14 độ Khối lượng nhóm truyền Hệ thống nhiên liệu CRDI Hệ thống bôi trơn Cưỡng cacte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp TurboCharger Intercooler Hệ thống phân phối khí 16 valve, DOHC 1.2 Các thơng số cần tính tốn -Xác định tốc độ trung bình động cơ: 𝑆 𝑛 86,5 10−3 4200 𝐶𝑚 = = = 12,11 (𝑚/𝑠) 30 30 Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển piston xilanh N (vòng/phút) : Tốc độ quay động Do Cm > m/s nên động động tốc độ cao hay động cao tốc Chọn trước: n1 = 1,35 ( số nén đa biến trung bình) n2 = 1,25 (chỉ số giãn nở đa biến trung bình) + Áp suất khí cuối kỳ nạp: Đối với động bốn kỳ tăng áp ta chọn: pa = (0,9 - 0,96)pk Trong đó:  pk áp suất môi chất trước xupáp nạp Đối với động tăng áp pk > pth > p0, pk = (0,14÷ 0,4) (MN/m2).Ta lấy pk = 0.2(MN/m2) Suy ra: pa = 0,9pk = 0,9.0.2 = 0.18 (MN/m2) + Áp suất cuối kì nén: pc = pa.𝜀 𝑛1 = 0,18.161,35 = 7,6 [MN/m2] + Áp suất cuối trình giãn nở: 𝑝𝑏 = 𝑝𝑧 𝑝𝑧 8,9 𝑀𝑁 = = = 0,46 [ ] 1,25 𝜀 𝑛2 𝑚2 𝛿1𝑛2 16 ( ) ( ) 𝜌 1.5 Trong đó:  pz áp suất cực đại  Với ρ tỷ số giãn nở sớm Đối với động diesel ρ = 1,2÷1,5, ta chọn ρ = 1,5  Và n2 tỷ số giãn nở đa biến trung bình  ε tỷ số nén +Thể tích cơng tác: Vh  S π.D [dm ] Trong đó:  S hành trình piston, S = 86,5mm = 0,865 dm  D đường kính xilanh, D = 93mm = 0,93 dm Suy ra: Vh= S π.D2 = 0,865 π.0,932 = 0,5875 dm3 + Thể tích buồng cháy: Vc = Vh ε−1 = 0,5875 16−1 = 0,0391 dm3 + Vận tốc góc trục khuỷu: ω= π.n 30 = π.4200 30 = 439,82(rad/s)  Áp suất khí sót (động cao tốc) chọn:  Đối với động cao tốc: pr = (1,05÷1,1)pth Trong  pth áp suất trước tuôcbin Với động tăng áp pth = (0,9-1.0) pk Ta chọn 𝑝𝑡ℎ = pk Với p0 áp suất khơng khí bên ngồi động cơ, p0 = 1atm = 0,0981(MN/m2) Suy ra: pth = pk = 0.2 (MN/m2) 1.3 ĐỒ THỊ CƠNG 1.3.1Các thơng số xây dựng đồ thị a Các thông số cho trước Áp suất cực đại: pz = 8,6 [MN/m2] Góc đánh lửa sớm:  s = 11o Góc phân phối khí: α1 = 22o α2 = 56o α3 = 62o α4 = 14o b Xây dựng đường nén Gọi Pnx , Vnx áp suất thể tích biến thiên theo q trình nén động cơ.Vì trình nén trình đa biến nên: Pnx Vnxn1  const  Pnx Vnxn  PC VCn 1 V  Pnx= PC  C  Vnx Đặt i     n1 Vnx P , ta có : Pnx  nC1 VC i Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  c Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo trình giãn nở động cơ.Vì trình giãn nở q trình đa biến nên ta có: Pnx Vnxn  const n  PZ VZn  Pgnx Vgnx 2 V  Pgnx= PZ  Z  V gnx Ta có : VZ = .VC Đặt i  Vgnx VC  Pgnx = , ta có : Pgnx      PZ  Vgnx     VZ  n2 n2  PZ  Vgnx    VC    n2 PZ  n2 i n21 Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  c Xây dựng đường giãn nở Gọi Pgnx , Vgnx áp suất thể tích biến thiên theo trình giãn nở động cơ.Vì trình giãn nở trình đa biến nên ta có: Pnx Vnxn  const n  PZ VZn  Pgnx Vgnx 2 V  Pgnx= PZ  Z  V gnx     n2 Ta có : VZ = .VC = 0,0391.1,5 = 0,0586  Pgnx = Đặt i  PZ  Vgnx     VZ  Vgnx VC n2 PZ   Vgnx    VC    n2 PZ  n2 i n2 Pgnx  , ta có : Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , i = 1, , 3,  d Biểu diễn thông số - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 10 [mm]  μV  0,0391 Vc = [dm3/mm] =0,00391 [dm3/mm] 10 Vcbd - Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 200 [mm] μp  pz [MN/(m2.mm) = 0,0445 [MN/(m2.mm)] p zbd + Giá trị biểu diễn thể tích cơng tác Vhbd Vhbd = 𝑉ℎ 𝜇𝑣 = 0,5875 0,00391 = 150 (mm) Để đơn giản cho q trình tính tốn ta chia Vhbd thành 𝜀 = 16 khoảng Về giá trị biểu diễn ta có đường kính vịng trịn Brick AB giá trị biểu diễn Vh, nghĩa giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd + Giá trị biểu diễn đường kính vịng trịn Brick AB = Vhbd = 150 (mm) Suy tỉ lệ xích μS= S AB = 86,5 150 = 0,00058 (m/mm) + Giá trị biểu diễn oo’ oo’bd= Từ lấy đoạn 00’ phía ĐCD: oo’ = Suy ra: oo’bd= oo′ μs = 5,406 0,57 oo′ μs Rλ = 86,5.0,25 = 5,406 (mm) = 9,37 (mm) Bảng 1-1: Bảng giá trị đồ thị công động Diesel Vx i Đường nén V(dm3) V(mm) in1 Đường giãn nở 1/in1 Pc*1/in1 Pn(mm) in2 Pz.n2\in2 Pgn(mm) 1/in2 1vc 0.0392 10 7.60037 170.795 1 14.7742 200 ρVc 1.5 0.0588 15 1.729 0.578 4.39654 98.7987 1.66 0.6024 8.9 200 2vc 0.0783 20 2.549 0.392 2.98156 67.0014 2.3784 0.42045 6.21179 139.59 3vc 0.1175 30 4.407 0.227 1.72473 38.7579 3.9482 0.25328 3.74199 84.09 4vc 0.1567 40 6.498 0.154 1.16964 26.2841 5.6569 0.17678 2.61173 58.691 5vc 0.1959 50 8.782 0.114 0.86542 19.4476 7.4767 0.13375 1.97602 44.405 6vc 0.235 60 11.23 0.089 0.6766 15.2044 9.3905 0.10649 1.57331 35.355 7vc 0.2742 70 13.83 0.072 0.54948 12.3479 11.386 0.08783 1.29757 29.159 8vc 0.3134 80 16.56 0.06 0.45884 10.3111 13.454 0.07433 1.0981 24.676 9vc 0.3526 90 19.42 0.051 0.39139 8.79523 15.588 0.06415 0.94777 21.298 10vc 10 0.3917 100 22.39 0.045 0.3395 7.62912 17.783 0.05623 0.83081 18.67 11vc 11 0.4309 110 25.46 0.039 0.29851 6.70802 20.033 0.04992 0.7375 16.573 12vc 12 0.4701 120 28.63 0.035 0.26542 5.96458 22.335 0.04477 0.6615 14.865 13vc 13 0.5092 130 31.9 0.031 0.23824 5.35366 24.685 0.04051 0.59851 13.45 14vc 14 0.5484 140 35.26 0.028 0.21556 4.84397 27.081 0.03693 0.54556 12.26 15vc 15 0.5876 150 38.7 0.026 0.19639 4.41318 29.52 0.03388 0.50048 11.247 16vc 16 0.6268 160 42.22 0.024 0.18 4.04494 32 0.03125 0.46169 10.375 1.3.2 Cách vẽ đồ thị công động Diesel kì tăng áp + Vẽ hệ trục tọa độ P-V theo tỉ lệ xích: μv = 0,00391 (dm3/mm), μp = 0,0445(MN/m2.mm) + Từ bảng giá trị đồ thị công ta vẽ đường nén đường giãn nở + Vẽ nửa vòng tròn đồ thị Brick để xác định điểm đặc biệt: - Điểm phun sớm c’ : Xác định từ đồ thị Brick ứng với góc phun sớm φs= 11𝑜 - Điểm c : (Vc , Pc= 7,6 MN/m2) - Điểm mở cửa xupap thải b : Xác định từ đồ thị Brick ứng với α3 = 62𝑜 - Điểm mở cửa quét d : Xác định từ đồ thị Brick ứng với α1= 22𝑜 pa = 0,18 (MN/m2) - Điểm bắt đầu nén a : Xác định từ đồ thị Brick ứng với α4= 14𝑜 pa= 0,18 (MN/m2) Các điểm đặc biệt: + điểm cuối trình hút:a(Va,pa) + điểm cuối trình nén:c(Vc,pc) + điểm cuối trình cháy:z(Vz,pz) + điểm cuối trình giản nở:b(Vb,pb) + điểm cuối trình thải r(Vc,pr) Gia trị thật Gía trị vẽ a(Va,Pa) 0.6268 0.18 160 4.045 c(Vc,Pc) 0.0392 7.6 10 170.8 z(rVc,Pz) 0.0588 8.9 15 200 0.6268 0.462 160 10.38 0.0392 0.21 10 4.719 0.0392 8.9 10 200 b(Va,Pb) r(Vc,Pr) y(Vc,Pz) 10 - Lực tác dụng lên chốt piston P1 hợp lực lực quán tính lực khí thể P1 = Pkt + Pj (1.5) - Trong q trình tính tốn động lực học lực tính đơn vị diện tích đỉnh piston nên: p1 = pkt + pj Với: p1 = P1 Fp pj = Pj Fp - Phân tích P1 làm thành phần lực : ⃗⃗ p1 = ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ptt + N (1.6) Trong đó: p1 thành phần lực tác dụng lên đường tâm truyền N thành phần lực tác dụng lên phương thẳng góc với đường tâm xilanh - Từ quan hệ lượng giác ta xác định trị số ptt N: { ptt = p1 Cosβ (1.7) N = p1 tgβ - Ta lại phân tích ptt làm thành phần lực: lực tiếp tuyến T lực pháp tuyến Z Sin(α + β) cosβ { Cos(α + β) Z = ptt Cos(α + β) = p1 cosβ T = ptt Sin(α + β) = p1 (1.8) b Xây dựng đồ thị T, Z , N theo α - Từ đồ thị p1 - α tiến hành đo giá trị biểu diễn p1 theo α = 00, 50, 100, …, 3600 Sau xác định β theo quan hệ: Sinβ = 𝜆.Sinα ⇒ β = arcsin(𝜆.Sinα ) - Do đó, với giá trị α ta có giá trị β tương ứng Từ quan hệ công thức (1.7) (1.8) , ta lập bảng giá trị đồ thị T, N, Z – α - Bảng 1-2: Bảng giá trị T, N, Z - α ( μT = μN = μZ = μp = 0,0445 (MN/m2.mm) 18 a(độ) p1 tính sin(a+b)/cosb cos(a+b)/cosb tgb T Z -2.17 0.00 0.00 0.00 10 -2.12 0.22 0.977262 0.04 20 -1.96 0.42 0.910341 30 -1.69 0.61 40 -1.33 50 N -2.17 0.000 -0.46 -2.07 -0.092 0.09 -0.83 -1.78 -0.168 0.803031 0.13 -1.03 -1.35 -0.212 0.77 0.66139 0.16 -1.02 -0.88 -0.217 -0.95 0.89 0.493315 0.20 -0.84 -0.47 -0.185 60 -0.51 0.98 0.307945 0.22 -0.50 -0.16 -0.114 70 -0.08 1.02 0.114909 0.24 -0.08 -0.01 -0.020 80 0.31 1.03 -0.07651 0.25 0.32 -0.02 0.078 90 0.69 1.00 -0.2582 0.26 0.69 -0.18 0.178 100 0.96 0.94 -0.42381 0.25 0.91 -0.41 0.245 110 1.21 0.86 -0.56913 0.24 1.04 -0.69 0.293 120 1.38 0.76 -0.69206 0.22 1.04 -0.96 0.306 130 1.49 0.64 -0.79226 0.20 0.96 -1.18 0.291 140 1.58 0.52 -0.8707 0.16 0.82 -1.38 0.258 150 1.61 0.39 -0.92902 0.13 0.63 -1.50 0.203 160 1.60 0.26 -0.96904 0.09 0.42 -1.55 0.138 170 1.61 0.13 -0.99235 0.04 0.21 -1.60 0.070 180 1.64 0.00 -1 0.00 0.00 -1.64 0.000 190 1.64 -0.13 -0.99235 -0.04 -0.21 -1.63 -0.071 200 1.65 -0.26 -0.96904 -0.09 -0.43 -1.60 -0.141 210 1.62 -0.39 -0.92902 -0.13 -0.63 -1.51 -0.204 220 1.62 -0.52 -0.8707 -0.16 -0.84 -1.41 -0.264 230 1.53 -0.64 -0.79226 -0.20 -0.98 -1.21 -0.298 240 1.42 -0.76 -0.69206 -0.22 -1.07 -0.98 -0.315 250 1.27 -0.86 -0.56913 -0.24 -1.09 -0.72 -0.308 260 1.05 -0.94 -0.42381 -0.25 -0.99 -0.45 -0.267 19 270 0.82 -1.00 -0.2582 -0.26 -0.82 -0.21 -0.212 280 0.49 -1.03 -0.07651 -0.25 -0.51 -0.04 -0.125 290 0.19 -1.02 0.114909 -0.24 -0.19 0.02 -0.045 300 -0.12 -0.98 0.307945 -0.22 0.12 -0.04 0.027 310 -0.37 -0.89 0.493315 -0.20 0.33 -0.18 0.071 320 -0.42 -0.77 0.66139 -0.16 0.33 -0.28 0.069 330 -0.25 -0.61 0.803031 -0.13 0.15 -0.20 0.031 340 0.52 -0.42 0.910341 -0.09 -0.22 0.47 -0.045 350 1.73 -0.22 0.977262 -0.04 -0.37 1.69 -0.075 360 4.30 0.00 0.00 0.00 4.30 0.000 370 5.72 0.22 0.977262 0.04 1.24 5.59 0.248 380 6.74 0.42 0.910341 0.09 2.85 6.14 0.579 390 6.67 0.61 0.803031 0.13 4.06 5.35 0.840 400 5.52 0.77 0.66139 0.16 4.24 3.65 0.899 410 2.39 0.89 0.493315 0.20 2.13 1.18 0.467 420 1.73 0.98 0.307945 0.22 1.69 0.53 0.385 430 1.50 1.02 0.114909 0.24 1.53 0.17 0.362 440 1.49 1.03 -0.07651 0.25 1.53 -0.11 0.379 450 1.59 1.00 -0.2582 0.26 1.59 -0.41 0.411 460 1.67 0.94 -0.42381 0.25 1.58 -0.71 0.425 470 1.80 0.86 -0.56913 0.24 1.54 -1.02 0.435 480 1.87 0.76 -0.69206 0.22 1.42 -1.30 0.416 490 1.91 0.64 -0.79226 0.20 1.23 -1.52 0.374 500 1.96 0.52 -0.8707 0.16 1.01 -1.70 0.318 510 1.95 0.39 -0.92902 0.13 0.76 -1.81 0.246 520 1.92 0.26 -0.96904 0.09 0.50 -1.87 0.165 530 1.91 0.13 -0.99235 0.04 0.25 -1.89 0.083 540 1.90 0.00 -1 0.00 0.00 -1.90 0.000 550 1.90 -0.13 -0.99235 -0.04 -0.25 -1.88 -0.082 560 1.67 -0.26 -0.96904 -0.09 -0.44 -1.62 -0.143 570 1.65 -0.39 -0.92902 -0.13 -0.64 -1.53 -0.208 580 1.62 -0.52 -0.8707 -0.16 -0.84 -1.41 -0.265 20 590 1.53 -0.64 -0.79226 -0.20 -0.98 -1.21 -0.299 600 1.42 -0.76 -0.69206 -0.22 -1.07 -0.98 -0.314 610 1.25 -0.86 -0.56913 -0.24 -1.07 -0.71 -0.302 620 1.00 -0.94 -0.42381 -0.25 -0.94 -0.42 -0.254 630 0.73 -1.00 -0.2582 -0.26 -0.73 -0.19 -0.188 640 0.34 -1.03 -0.07651 -0.25 -0.35 -0.03 -0.087 650 -0.05 -1.02 0.114909 -0.24 0.05 -0.01 0.011 660 -0.48 -0.98 0.307945 -0.22 0.47 -0.15 0.106 670 -0.91 -0.89 0.493315 -0.20 0.81 -0.45 0.178 680 -1.30 -0.77 0.66139 -0.16 0.99 -0.86 0.211 690 -1.65 -0.61 0.803031 -0.13 1.01 -1.33 0.208 700 -1.93 -0.42 0.910341 -0.09 0.82 -1.76 0.166 710 -2.10 -0.22 0.977262 -0.04 0.45 -2.05 0.091 720 -2.16 0.00 0.00 0.00 -2.16 0.000 ĐỒ THỊ T-Z-N 150 100 50 0 100 200 300 400 -50 -100 Đồ thị T,Z,N-α 1.8 Xây dựng đồ thị 𝚺T - 𝛂 - Góc lệch cơng tác 𝛿 ct = 180τ i = 180.4 21 = 1800 500 600 700 800 - Bảng thứ tự làm việc động kỳ, xilanh : 1-3-4-2 Xy lanh 0-180 180-360 360-540 540-720 Nạp Nén Cháy-giãn nở Xã Nén Cháy-giãn nở Xã Thải Nạp Nén Cháy-giãn nở Cháy-giãn nở Thải Nạp Nén Nạp - Ta có quan hệ α2 , α3 , α4 , theo α1 α1 nhận giá trị từ 00 đến 3600 cho bảng - Cứ giá trị α1 , α2 , α3 , α4 , ta có giá trị T1 , T2 , T3 , T4 , tương ứng xác định theo giá trị T- α - Ta có ΣT = T1 + T2 + T3 + T4 - Bảng giá trị ΣT - α α1 T1 α2 T2 α3 T3 α4 T4 0.000 180 0.000 540 0.000 360 0.000 0.000 10 -0.459 190 -0.215 550 -0.248 370 1.237 0.315 20 -0.829 200 -0.431 560 -0.437 380 2.850 1.154 30 -1.027 210 -0.634 570 -0.644 390 4.060 1.755 40 -1.023 220 -0.839 580 -0.842 400 4.236 1.533 50 -0.844 230 -0.979 590 -0.981 410 2.133 0.671 60 -0.503 240 -1.072 600 -1.071 420 1.695 -0.95 70 -0.084 250 -1.091 610 -1.071 430 1.533 -0.71 80 0.315 260 -0.990 620 -0.939 440 1.534 -0.08 90 0.690 270 -0.821 630 -0.726 450 1.591 0.734 22 ST 100 0.905 280 -0.506 640 -0.352 460 1.575 1.623 110 1.040 290 -0.191 650 0.047 470 1.542 2.438 120 1.043 300 0.117 660 0.467 480 1.415 3.043 130 0.956 310 0.326 670 0.812 490 1.227 3.320 140 0.820 320 0.326 680 0.995 500 1.013 3.154 150 0.630 330 0.150 690 1.005 510 0.762 2.547 160 0.419 340 -0.220 700 0.815 520 0.503 1.518 170 0.211 350 -0.374 710 0.455 530 0.250 0.541 180 0.000 360 0.000 720 0.000 540 0.000 0.000 1.8.2 Tổng ∑ 𝑻 ∑ 𝑇= 30𝑁𝑖 𝜋𝑛𝑅𝐹𝑝𝜑 Trong : Ni = 𝑵𝒆 ἠm ἠm =(0,63-0,93) Fp = chọn 0,7 𝜋𝐷 𝜑=1 ∑ 𝑇 𝑡𝑏= 30𝑁𝑖 𝜋𝑛𝑅𝐹𝑝𝜑 = 30.197,1429 3,14∗4200∗0,043∗0,0068 =1,5257 1.9 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu a Mục đích việc xây dựng đồ thị phụ tải: 23 - Xác định lực tác dụng chốt vị trí trục khuỷu - Khai triển đồ thị phụ tải theo quan hệ Q - α ta xác định phụ tải lớn nhất, bé chốt khuỷu - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền đồ thị mài mòn chốt khuỷu , từ xác định vị trí chịu phụ tải bé chốt khuỷu để khoan lỗ dầu bôi trơn b Phương pháp vẽ - Vẽ hệ tọa độ T-Z, gốc tọa độ O’, trục O’Z có chiều dương hướng xuống - Đặt giá trị cặp (T, Z) theo góc α tương ứng lên hệ trục tọa độ T-Z Ứng với cặp giá trị (T, Z) ta có điểm Đánh dấu điểm từ 0, 5, 10,…, 360, ứng với góc α từ 00, 50, 100,…, 3600 - Nối điểm lại ta đường cong biểu diễn phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu - Dời gốc tọa độ O’ theo phương trục Z đoạn O’O giá trị biểu diễn lực quán tính li tâm PRo - Tính lực quán tính li tâm PRo: Ta có: PRo = m2.R.ω2 Trong đó: m2 khối lượng nhóm truyền quy đầu to truyền, tính đơn vị diện tích đỉnh piston Suy ra: PRo = -0,9.0,043.439,822 = -7529,8173 (N/m2 ) Giá trị biểu diễn O’O = PRobd = PRo μp = −0,0075 0,0445.0,0068 = -24,9097 mm - Điểm O xác định tâm chốt khuỷu Từ tâm O vẽ vòng tròn tượng trưng chốt khuỷu - Xác định giá trị, chiều điểm đặt vectơ phụ tải điểm A đồ thị phụ tải + Giá trị vectơ phụ tải khoảng cách từ tâm O đến điểm A + Chiều vectơ phụ tải theo chiều từ tâm O điểm A cần xác định 24 + Điểm đặt vectơ phụ tải điểm giao vectơ OA kéo dài phía gốc cắt vịng trịn tượng trưng chốt khuỷu Khai triển đồ thị phụ tải hệ tạo độ cực O thành đồ thị Q – 𝛂 - Chọn tỉ lệ xích μQ = μp = 0,0445 (MN/m2.mm) μα = (0/ mm) - Tiến hành đo khoảng cách từ tâm O đến điểm Ai(Ti, Zi) ứng với góc αi đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Ta nhận giá trị Qi tương ứng - Lập bảng tính xây dựng đồ thị Q - α α Q α Q α Q α Q 23.7503 95 12.6744 190 174.9949 285 17.3010 24.0262 100 14.6504 195 171.4825 290 20.1268 10 24.0292 105 16.8357 200 143.1831 295 22.1689 15 23.7372 110 20.0328 205 70.2987 300 24.2283 20 23.5398 115 22.1113 210 53.0347 305 25.6683 25 23.8238 120 24.2551 215 44.8937 310 26.1293 30 24.1526 125 25.9868 220 41.0787 315 26.3565 35 24.7698 130 26.7687 225 39.0371 320 25.5760 40 25.3902 135 27.3129 230 36.5152 325 24.8137 45 26.0306 140 26.6149 235 34.7100 330 24.0170 50 25.7266 145 25.7528 240 32.0795 335 23.5028 55 25.1871 150 24.2223 245 29.0547 340 23.0588 60 23.6958 155 22.1063 250 26.4068 345 23.1118 65 21.5370 160 19.9893 255 23.2939 350 23.3902 70 19.3915 165 20.7512 260 20.4167 355 23.5582 75 16.6303 170 35.8933 265 18.5231 360 23.6203 80 13.7577 175 63.4261 270 17.7703 85 12.0376 180 121.5597 275 18.2275 90 12.0203 185 153.0064 280 15.1111 25 - Tiến hành vẽ đồ thị: + Vẽ hệ trục tọa độ QOα + Đặt cặp điểm (Q, α) lên hệ trục tọa độ + Đường cong nối điểm biểu diễn đồ thị Q - α cần vẽ - Xác định giá trị biểu diễn Qtb: Qtbbd = ΣTtb = Σ(Qi)/36 =34,3003 mm Suy Qtb = Qtbbd μQ = 34,3003.0,0445 =1,526 (MN/m2) ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN Q-a 120 100 80 60 40 20 a(độ) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 11 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền a Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền: - Vẽ tượng trưng dạng đầu to truyền tờ giấy bóng mờ Lấy tâm đầu to tâm O Vẽ vòng tròn tâm O bán kính Giao điểm đường tâm truyền vòng tròn điểm gốc 00 - Chia vòng tròn tâm O thành 36 phần theo chiều kim đồng hồ xuất phát từ gốc 00 , điểm chia tương ứng với góc (αi +βi ) Để đơn giản điểm chia vòng tròn thay ghi giá trị (αi +βi ) ta ghi giá trị αi Tức ghi 0,10,20,…,360 - Đem tờ giấy bóng đặt lên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu cho tâm O trùng với gốc O đồ thị đường tâm truyền OZ’ trùng với trục OZ đồ thị 26 - Lúc tờ giấy bóng lên điểm đầu mút vectơ ⃗⃗⃗⃗⃗ Q0 , ta ghi điểm đầu lên tờ giấy bóng Lần lượt xoay tờ giấy bóng ngược chiều kim đồng hồ cho điểm chia 10, 20, 30, …, 360 trùng với trục OZ Đồng ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ đồ thị phụ thời đánh dấu đầu mút vectơ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Q10, ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Q20, ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Q30, …,Q360 tải tác dụng lên chốt khuỷu tờ giấy bóng điểm 10, 20, 30, …, 360 - Nối điểm vừa đánh dấu tờ giấy bóng theo thứ tự ta đường cong biểu diễn đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to truyền b Xác định giá trị, chiều điểm đặt lực: - Giá trị biểu diễn khoảng cách từ tâm O điểm B cần xác định - Chiều từ tâm O điểm cần xác định B - Điểm đặt giao điểm vectơ OB vòng tròn tượng trưng đầu to truyền 12 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu a Các giả thiết để xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu - Khi tính mài mịn ta tính lúc động tốc độ định mức - Độ mài mòn tỉ lệ với lực tác dụng lên chốt khuỷu - Tại điểm chốt khuỷu, lực tác dụng gây ảnh hưởng lên vùng lân cận hai phía phạm vi 1200 b Phương pháp xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu - Vẽ vòng tròn tượng trưng cho chốt khuỷu, tâm O trùng với tâm đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Chia vòng tròn thành 24 phần ngược chiều kim đồng hồ xuất phát từ điểm ( giao điểm đường tâm má khuỷu vòng tròn tâm O) Đánh số điểm chia từ 0, 1, 2, …, 23 - Tích hợp lực ΣQ’i : Từ điểm đến 23 ta kẻ qua tâm O kéo dài, tia cắt đồ thị phụ tải Có điểm giao có nhiêu lực tác dụng điểm Do đó: ΣQ’i = Q’i1 + Q’i2 + Q’i3 Trong đó: i điểm chia 27 1, 2, số giao điểm tia chia với đồ thị phụ tải - Tính ΣQi theo cột: ΣQ = ΣQi = ΣQ’0 + ΣQ’1+ ΣQ’2 + …+ ΣQ’23 - Chọn tỉ lệ xích μΣQ = 1,58 (MN/m2.mm) Đặt đoạn 00’ = ΣQ0.μT / μΣQ , 11’ = ΣQ1.μT / μΣQ , 22’ = ΣQ2.μT / μΣQ , …, 2323’ = ΣQ23.μT / μΣQ lên tia chia tương ứng phía đường trịn ta có điểm mút 0’, 1’, 2’, …, 23’ Dùng thước cong nối điểm lại ta có đồ thị biểu diễn dạng mài mịn lý thuyết chốt khuỷu - Bảng giá trị đồ thị mài mòn chốt khuỷu: 28 Điểm Lực ∑Q0 ∑Q1 ∑Q2 ∑Q3 ∑Q4 ∑Q5 ∑Q6 ∑Q7 ∑Q8 ∑Q9 ∑Q10 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 278 278 278 278 278 249 146.0 51 40 249 146.0 51 40 41 249 146.0 51 40 41 47 249 146.0 51 40 41 47 65 249 146.0 51 40 41 47 65 109 5.0 249 146.0 51 40 41 47 65 109 131 6.0 146.0 51 40 41 47 65 109 131 130 ∑Q11 ∑Q12 ∑Q13 7.0 51 40 41 47 65 109 131 130 103 8.0 40 41 47 65 109 131 130 103 72 9.0 10.0 11.0 41 ∑Q22 ∑Q23 ∑Q(mm) ∑Q'(MN/m2) ∑Q"(mm) 51 16.0 109 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 131 278 278 278 278 249 249 146.0 249 146.0 51 47 65 109 131 130 65 109 131 130 109 131 130 131 130 130 103 72 34 103 72 34 103 72 34 103 72 34 103 72 34 103 72 34 103 72 34 72 34 34 17 17 11 17 11 17 11 17 11 17 11 17 11 17 11 17 11 11 9 8 8 8 8 7 7 7 7 ∑Q17 ∑Q21 40 41 47 65 109 131 130 ∑Q14 ∑Q15 ∑Q16 ∑Q18 ∑Q19 ∑Q20 47 9 176 286 176 286 176 286 286 1542.7 1275.6 1313.2 1202 1025 878.2 759.2 716.6 737.8 732.1 708.2 672.9 617 516 391.8 268.8 173.1 110.3 55.2993 35 57.76 36 58.43 37 53.489 34 45.61 29 39.07 25 1.5575 31.89 20 32.89 21 32.57 21 29.94 20 27.45 19 22.96 17 17.4 15 11.96 11 7.7 4.9 11.2 29 7 8 7 7 8 9 9 9 176 176 286 176 286 176 286 176 286 176 286 251.9 520.9 787.6 1027.7 1165.7 1209.7 23.1 35.04 15 22 29 33 34 30 31 32 ... kiến thức học vào q trình tính tốn thiết kế động đốt Trong đồ án này, em giao nhiệm vụ tính tốn thiết kế động DN40821 với thông số kĩ thuật cho Trong suốt trình thực đồ án, em cố gắng tìm hiểu,... - Trong trình tính tốn động lực học lực tính đơn vị diện tích đỉnh piston nên: p1 = pkt + pj Với: p1 = P1 Fp pj = Pj Fp - Phân tích P1 làm thành phần lực : ⃗⃗ p1 = ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ptt + N (1.6) Trong. .. công thị động số liệu cho bước tính toán động lực học thiết kế sơ thiết kế kỹ thuật toàn động - Trong tính tốn kiểm nghiệm động cho trước, việc tính tốn nhiệt thay cách đo đồ thị công thực tế