Thiết kế chi tiết động cơ Diesel cỡ nhỏ làm mát bằng gió theo tiêu chuẩn Việt Nam

THIẾT KẾ SƠ BỘ ĐỘNG CƠ

Động cơ bố trí chung gọn, kết cấu khá đơn giản, kích thước của hai xupap lớn, dễ dàng cho việc thải sạch và nạp đầy, chốt khuỷu và cổ khuỷu có độ trùng điệp tăng, độ cứng vững và chiều cao động cơ không cao lắm. Khi tăng trị số của λ góc lắc của thanh truyền tăng lên, thanh truyền có thể va chạm phía dưới của lót xilanh, vì vậy để tránh va chạm phải cắt phần dưới của lót xilanh khuyết đi một ít.

THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CỦA ĐỘNG CƠ

Thông số kết cấu λ là tỷ số của bán kính quay của trục khuỷu so với chiều dài của thanh truyền, vì vậy thông số này ảnh hưởng rất nhiều đến chiều cao và trọng lượng của động cơ. Động cơ có hệ số λ lớn (dùng thanh truyền ngắn) chiều cao và trọng lượng của động cơ cú xu hướng giảm xuống khs rừ rệt. Khi tăng trị số của λ góc lắc của thanh truyền tăng lên, thanh truyền có thể va chạm phía dưới của lót xilanh, vì vậy để tránh va chạm phải cắt phần dưới của lót xilanh khuyết đi một ít. 6) Thiết kế thanh truyền: Sau khi xác định được các kích thước cơ bản trên mặt cắt ngang, cần tiến hành thiết kế dạng thanh truyền để đặt vào bản vẽ mặt cắt ngang. 7) Xác định hình dạng của trục khuỷu và thân xilanh: Ta cắt thanh truyền bằng giấy bóng đúng như dạng thanh truyền đã thiết kế. Đặt tâm đầu nhỏ của thanh truyền di động trên vòng tròn bán kính R của trục khuỷu để xác định không gian mà thanh truyền đã quét qua. Cần phải đảm bảo thanh truyền không va chạm với bất cứ chi tiết máy nào. Nếu không, phải thay đổi các thông số kết cấu để thoã mãn yêu cầu bố trí chung. Khi xác định vị trí của trục cam cần xét đến vấn đề đảm bảo đường tâm của trục cam càng gần đường tâm trục khuỷu càng tốt. Vì như thế rất dễ giải quyết vấn đề dẫn động trục cam, bánh răng dẫn động cũng bé. Nhưng khoảng cách giữa hai đường tâm phải đảm bảo cơ cấu khuỷu trục thanh truyền không va chạm với trục cam. Như thế tháo lắp trục cam dễ dàng. Ngoài ra cố gắn bố trí trục cam gần với xupap đẻ giảm lực quán tính của cơ cấu phối khí và chiều ngang của động cơ cũng hẹp hơn. Tuy nhiên, trong thiết kế mặt cắt ngang vì chưa xác định được một cách chắc chắn vị trí của xupap và cơ cấu dẫn động nên vị trí của trục cam cũng chỉ xác định sơ bộ thôi. Sau khi xác định xong vị trí của trục cam, có thể xác định sơ bộ hình dạng bên ngoài của thân máy và hộp trục khuỷu. Ở đay cũng có thể xác định luôn thân máy dùng kiểu nào, có thể dùng lót xylanh hay khọng. 8) Vẽ hình dạng và ổ trục khuỷu lên mặt cắt ngang.

THIẾT KẾ MẶT CẮT DỌC CỦA ĐỘNG CƠ

Và sau đó tiến hành bố trí các cơ cấu và hệ thống phụ trên cả hai mặt cắt của động cơ.

TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ

Sau õọ veỵ phạt hoỹa hỗnh dảng cuớa xylanh, piston, thanh truyền, đường kính của chốt, của cổ trục khuỷu và bố trí cho hợp lý. 3) Sau đó ta vẽ kết cấu của trục khuỷu, kích thước được xác õởnh theo õọỹng cồ tham khaớo XA. 4) Xác định chiều rộng của bạc lót và của ổ trục khuỷu, chốt khuỷu, đầu nhỏ của thanh truyền và sau đó vẽ hình dạng của ổ trục, piston, thanh truyền. 5) Sau khi thiết kế xong mặt cắt dọc, ta có thể tiếp tục thiết kế mặt cắt ngang, căn cứ vào mặt cắt dọc để bố trí cơ cấu phối khí trên mặt cắt ngang. Tính toán động lực học của cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền nhằm mục đích xác định các lực do hợp lực của lực quán tính, lực khí thể tác dụng lên chi tiết ở mỗi vị trí của khuỷu trục phục vụ cho việc tính toán sức bền, nghiên cứu trạng thái mòn của các chi tiết máy và tính toán cân bằng động cơ.

THIẾT KẾ CƠ CẤU KHUỶU TRỤC-THANH TRUYỀN

• XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRỤC KHUỶU
• PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỨC BỀN TRỤC KHUỶU THEO CÁCH PHÁN ÂOẢN
• BẠNH ÂAÌ
• NẮP XYLANH

Ứng suất mặt trong và mặt ngoài của thanh truyền khi chịu kéo (a) và chịu nén (b). - Ứng suất biến dạng của đầu nhỏ thanh truyền:. + Độ giãn nở thanh truyền khi chịu nhiệt. + Aùp suất nộn trờn bề mặt lắp ghộp:. + Ứng suất biến dạng của đầu nhỏ thanh truyền:. Ứng suất trên mặt ngoài đầu nhỏ thanh truyền:. Ứng suất trên mặt trong:. Ứng suất biến dạng của đầu nhỏ thanh truyền:. - Độ biến dạng theo hướng kính của đầu nhỏ. J - mômen quán tính tiết diện dọc đầu nhỏ thanh truyền. Trạng thái chịu lực của thân thanh truyền:. Chịu nén và uốn dọc do hợp lực của lực khí thể và lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến. Chịu kéo do tác dụng của lực chuyển động tịnh tiến. Chịu uốn ngang. Do tác dụng của lực quán tính chuyển động lắc của thanh truyền. Hình 5.11.Sơ đồ tính toán thân thanh truyền. - Lực tác dụng lên thanh truyền chịu nén và uốn dọclà:. - Tính sức bền mỏi của thanh truyền chịu tải trọng thay đổi:. l1- chiều dài của thân thanh truyền:. + Ứng suất kéo trên tiết diện trung bình:. Pjt - lực quán tính chuyển động tịnh tiến của nhóm piston và phần thân phía trên tiết diện trung bình. - Hệ số an toàn ở tiết diện trung bình:. - Tính sức bền của thân thanh truyền theo hệ số an toàn:. Ứng suất nén lớn nhất ở tiết diện nhỏ nhất trên thân thanh truyền:. Ứng suất kéo gây ra do lực quán tính Pjd của khối lượng nhóm piston và đầu nhỏ thanh truyền ở tiết diện nhỏ nhất:. min max min. - Hệ số an toàn ở tiết diện nhỏ nhất:. Vậy thanh truyền có sức bền mỏi đồng đều. • Tính sức bền của thân thanh truyền khi xét đến momen quạn tênh:. Nếu coi thanh truyền có tiết diện đồng đều thì lực quán tính của thân thanh truyền phân bố theo hình tam giác dọc theo thanh truyền. Momen lực quán tính uốn thân thanh truyền có giá trị lớn nhất ở tiết diện cách đầu nhỏ một đoạn là 0,577l. Lực quán tính của thanh truyền có giá trị lớn nhất khi trục khuỷu quay đến vị trí đường tâm thanh truyền vuông góc với đường tâm má khuỷu. Sơ đồ phân bố lực quán tính của thân thanh truyền. F - tiết diện tính toán cách đầu nhỏ thanh truyền một âoản 0,577l. Mumax - momen uốn cực đại do lực quán tính Pjt gây ra. mt - khối lượng thanh truyền trên đơn vị chiều dài ). Trong quá trình tính toán, ta giả thiết rằng lực tác dụng chỉ tác dụng lên mấy gujông chịu lực chung quanh xylanh (khi trong xylanh này xuất hiện lực khí thể lớn nhất) cũng như khi siết chặt các gujông chịu lực này, phần thân máy và nắp xylanh chịu nén và biến dạng cũng chỉ là phần có gujông chịu lực nói trên.

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

• PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THÔNG NHIÊN LIỆU
• TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

Vị trí mà piston đứng yên che kín lỗ b (vòng tròn b tiếp tuyến với đỉnh) thể hiện thời điểm bát đầu cấp nhiên liệu, còn vị trí mà mép dưới của rãnh chéo mở lỗ b - thể hiện thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu (vòng tròn b tiếp tuyến với rãnh chéo), khoảng cách tâm hai đường tròn trên thể hiện hành trình có ích Se của piston. Như vậy lỗ thoát nhiên liệu b trên xylanh ở đò thị triển khai chuyển dần sang phía phải (tức cho piston bơm cao áp xoay theo chiều kim đồng hồ khi nhìn từ trên xuống) sẽ làm tăng haỡnh trỗnh cọ ờch. Mép trên của đầu piston quyết định thời điểm bắt đầu cấp nhiên liệu, còn mép phía dưới của đầu piston quyết định thời điểm kết thúc cấp nhiên liệu. Bồm cao ạp. a) Cấu tạo bơm; b) Thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho chu trình.

ĐẶC ĐIỂM, KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ

• PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ XUPAP VÀ DẪN ĐỘNG XUPAP
• KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT TRONG CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
• TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

Nếu bố trí xupap song song với đường tâm xylanh có thể tăng kớch thước của nấm xupap bằng cỏch đỳc lừm nắp xylanh để tạo thành buồng cháy trên nắp xylanh (hình 8.3b) khi bố trí xupap theo thành 2 dãy, dẫn động rất phức tạp, có thể sử dụng phương án như (hình 8.3a và b) dùng một trục cam dẫn động gián tiếp qua các đòn bẩy hoặc có thể dùng hai trục cam dẫn động trực tiếp như phỉồng ạn trón (hỗnh 8.3c). Trủc cam cuớa õọỹng cồ tộnh tải vaỡ taỡu thuyớ Đối với cam rời cần phải lắp chắc chắn trên trục và định vị chính xác, khi cần thiết phải xoay cam để điều chỉnh pha phân phối khí, cam rời không được lắp trực tiếp trên trục mà lắp trên ống lót sau đấy dùng đai ốc để hãm chặt cam với ống lót (hình 8.20a) ống lót này dùng then để định vị, khi kích thước của cam rời lớn quá có thể làm thành hai nửa rồi dùng đai ốc lắp chặt trên bục (hình 8.20b).

Tính kiểm nghiệm sức bền trục cam

Giả thiết trục cam như dầm có tiết diện đồng đều đặt tự do trên hai gối tựa như hình (8.41). Mômen xoắn đạt cực đại khi lực PT ở xa tâm trục cam nhất, con đội trượt hết phần cung bán kính ρ.

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PISTON

• PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

Trong quá trình làm việc, piston chịu ma sát khá lớn do thiếu dầu bôi trơn và do lực ngang ép piston vào xylanh. Ở đây, do dạng sản xuất đơn chiếc, để đảm bảo về mặt kinh tế, quy trình công nghệ gia công được thực hiện theo phương pháp tập trung nguyên công, cho phép ta có thể chuyển quy trình công nghệ một cách dễ dàng.

Nguyên công 1: Gia công chuẩn phu.û

Việc lựa chọn bề mặt chuẩn thô và chuẩn tinh hợp lý, nhằm mục đích giảm sai số chuẩn và sai số gá đặt. Ngoài ra, việc chọn chuẩn hợp lý còn nhằm mục đích phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công.

Nguyên công 2: Gia công lỗ ắc

Đây là nguyên công đầu tiên nhằm tạo chuẩn tinh, định vị trên mâm cặp ba chấu tự định tâm.

Nguyên công 1: Gia công chuẩn phụ

Định vị bằng Êke kẹp lên mâm cặp, hoặc dùng đài gá gá lên baìn dao mạy.

Nguyên công 4: Tiện thân, đỉnh, rãnh xecmăng

Kẹp chặt: Trục gá rút (dùng êcu) và đặt gá kẹp lên mâm kẹp lên máy tiện.