Đồ án môn học động đốt Nhận xét, đánh giá đồ án Nhận xét đánh giá giáo viên hướng dẫn : …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………… ……………………………… Nhận xét đánh giá giáo viên bảo vệ : …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Đồ án môn học động đốt Lời nói đầu Động đốt đóng vai trò quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ, máy bay máy công tác máy phát điện, bơm nước… Động đốt nguồn cung cấp 80% lượng giới Chính việc tính toán thiết kế đồ án môn học động đốt đóng vai trò quan trọng sinh viên chuyên ngành động đốt Đồ án tính toán thiết kế đồ án môn học động đốt đồ án đòi hỏi người thực phải sử dụng tổng hợp nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức môn học sở Trong trình hoàn thành đồ án giúp cho em củng cố nhiều kiến thức học giúp em mở rộng hiểu sâu kiến thức chuyên ngành kiến thức tổng hợp khác Đồ án bước tập dượt quan trọng cho em trước tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau Mặc dù cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án cách tốt nhất, song hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế nên trình làm không tránh sai sót em mong đóng góp thầy cô toàn thể bạn để đồ án em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Ngọc Tú toàn thể thầy cô giáo Bộ môn Động Cơ Đốt Trong tạo điều kiện giúp em hoàn thành đồ án tốt đẹp Sinh viên Trần Huy Hùng Đồ án môn học động đốt Phần 1: Tính Nhiệt Số liệu ban đầu đồ án môn học ĐCĐT ( Số 1) Họ tên sinh viên: Trần Huy Hùng Khóa: Các số liệu phần tính toán nhiệt TT Tên thông số Kiểu động Ký hiệu Giá trị Đơn vị ZIL 130 Chữ V góc V= 900 Số kỳ τ kỳ Số xilanh i - Thứ tự nổ 1-5-4-2-6-3-7-8 - Hành trình piston S 95 mm Đường kính xilanh D 100 mm Góc mở sớm xupáp nạp α1 31 độ Góc đóng muộn xupáp nạp α2 83 độ Góc mở sớm xupáp xả β1 67 độ 10 Góc đóng muộn xupáp xả β2 47 độ 11 Góc phun sớm ϕi 15 độ 12 Chiều dài truyền ltt 185 mm 13 Công suất động Ne 152 ml 14 Số vòng quay động n 3250 v/ph 15 Suất tiêu hao nhiên liệu ge 245 16 Tỷ số nén ε 6.5 17 Trọng lượng truyền mtt 1,272 kg 18 Trọng lượng nhóm piston mpt 1,187 kg Ghi Đ/cơ Xăng, không tăng áp 111.796kWh g/ml.h 333.107g/kWh Đồ án môn học động đốt 1.1 Các thông số chọn 1) áp suất môi trường p0 - Áp suất môi trường p0 áp suất khí Với động không tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước xupap nạp nên ta chọn: P0 = 0,1(Mpa) 2) Nhiệt độ môi trường T0 - Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm Với động không tăng áp ta có nhiệt độ môi trường nhiệt độ trước xupap nạp nên: T0 = 240C = 2970K 3) Áp suất cuối trình nạp pa - Áp suất cuối trình nạp p a với động không tăng áp ta chọn phạm vi: Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0.85.p0 = 0,09.0,1 = 0.09 (MPa) 4) Áp suất khí thải pr: - Áp suất khí thải pr chọn phạm vi: pr = (1,10-1,15).pk = 1,15pk = 1,15.0,1 = 0,115 (MPa) 5) Mức độ sấy nóng môi chất Mức độ sấy nóng môi chất chủ yếu phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: 6) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr: Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Thông thường ta chọn: Tr = (800 – 1000) 7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt : t = 1000 Đồ án môn học động đốt Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt t chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu đính: t 8) Hệ số quét buồng cháy = 1.16 : Với động không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy 9) Hệ số nạp thêm Hệ số nạp thêm là: =1 : phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta chọn: = (1,02 – 1,07) = 1.03 10) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξ z : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξ z phụ thuộc vào chu trình công tác động Với loại động Xăng ta thường chọn: ξ z = 0,85 ÷ 0,92 = 0,88 11) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ b : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ b tuỳ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với loại động Xăng ta chọn: ξ b = 0,85 ÷ 0,95 = 0,9 12) Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕ d : Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕ d phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: Đồ án môn học động đốt ϕ d = 0,92 ÷ 0,97 = 0,97 1.2 Tính toán trình công tác: 1.2.1 Tính toán trình nạp: 1) Hệ số khí sót γ r : Hệ số khí sót γ r tính theo công thức: γr = λ2 (Tk + ∆T ) pr Tr pa 1  ÷ m p  ε λ1 − λt λ2  r ÷  pa  Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót chọn: m = 1, 45 ÷ 1,5 = 1, 47 Thay số vào công thức tính γ r ta được: γr = 1.(297 + 20) 0,115 1000 0,09    ÷  1,47  = 0, 07507  0,115  6,5.1, 03 − 1,16.1  ÷  0, 09  2) Nhiệt độ cuối trình nạp Ta : Nhiệt độ cuối trình nạp Ta tính theo công thức:  m −1   ÷ m   p  ( Tk + ∆T ) + λt γ r Tr  a ÷  pr  Ta = 1+ γ r Thay số vào công thức tính Ta ta được:  1,47 −1   ÷ 1,47   0, 09  ( 297 + 20 ) + 1,16.0, 07507.1000  ÷  0,115  Ta = + 0, 07507 3) Hệ số nạp η v : Hệ số nạp η v xác định theo công thức: = 369, 762( K ) Đồ án môn học động đốt 1   ÷  pr  m   Tk pa  ηv = ε λ1 − λt λ2  ÷  ε − (Tk + ∆T ) pk   pa     Thay số vào công thức tính η v ta được:     ÷ 297 0, 09   0,115  1,47   ηv = 6,5.1, 03 − 1,16.1  = 0,8163 ÷  6,5 − ( 297 + 20 ) 0,1   0, 09    4) Lượng khí nạp M : Lượng khí nạp M xác định theo công thức: M1 = 432.102 pk η v g e pe Tk Trong đó: pe áp suất có ích trung bình xác định theo công thức: pe = 30.N e τ Vh n.i Vh thể tích công tác động xác định theo công thức: Vh = π D S Thay số vào công thức ta được: Vh = π 12.0,95 = 0,74575(dm3 ) = 0,74575(l ) pe = 30.111, 796.4 = 0, 6919( MPa ) 0, 74575.3250.8 432.103.0,1.0,8163 M1 = = 0,5152(kmol / kg.nl ) 333,107.0, 6919.297 5) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M : Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M tính theo công thức: Đồ án môn học động đốt M0 = C H O  + − ÷ 0, 21  12 32  Đối với nhiên liệu động Xăng ta có: C = 0,855; H = 0,145; O = nên thay vào công thức tính M ta được: M = 0,512(kmol / kg nl ) 6) Hệ số dư lượng không khí α : Đối với động Xăng hệ số dư lượng không khí α xác định theo công thức: α= M1 − µ nl M0 nl Trong đó: µ = 114 Thay số vào công thức tính hệ số dư lượng không khí α ta được: α= 114 = 0,9891 0,512 0,5152 − 1.2.2 Tính toán trình nén: 1) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí: mcv = 19,806 + 0, 00209.T (kJ / kmol.do) 2) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy: Với động Xăng có hệ số dư lượng không khí α < tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí xác định theo công thức: mcv'' = ( 17,977 + 3,504.α ) + ( 360,34 + 252,4.α ) 10 −5.T Thay số ta được: 0, 0061 mcv'' = ( 17,997 + 3,504.0,9891) + ( 360,34 + 252, 4.0,9891) 10 −5.T = 21, 4627 + T 2 3) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp: Đồ án môn học động đốt Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp trình nén mcv' tính theo công thức: mcv + γ r mcv'' b' = av' + v T (kJ / kmol.do) 1+ γ r mcv' = Thay số ta được: 0, 0061   19,806 + 0, 00209.T + 0, 07507  21, 4627 + T ÷ '   = 19,9217 + 0, 004314 T (kJ / kmol.do) mcv = + 0,07507 Do ta có: bv' mc = a + T ' v ' v  av' = 19,9217 → ' bv = 0, 004314 4) Chỉ số nén đa biến trung bình n1 : Chỉ số nén đa biến trung bình n1 xác định cách giải phương trình: n1 − = 8,314 a + b Ta ε n1 −1 + ' v ' v ( ) Thay n1 = 1,375 vào hai vế phương trình ta được: n1 − = 0,375 8,314 av' + ' v b Ta ( ε n1 −1 + 1) = 8,314 = 0,37235 0,004314 1,375 −1 19,9217 + 369, 762 ( 6,5 + 1) Vậy ta có sai số hai vế phương trình là: ∆n1 = 0,37235 − 0,375 100% = 0,193% < 0, 2% 0,375 Vậy ta có nghiệm phương trình là: n1 = 1,375 5) áp suất cuối trình nén pc : Đồ án môn học động đốt áp suất cuối trình nén pc xác định theo công thức: pc = pa ε n1 Thay số ta xác định được: pc = 0,09.6,51,375 = 1,18( MPa) 6) Nhiệt độ cuối trình nén Tc : Nhiệt độ cuối trình nén Tc xác định theo công thức: Tc = Ta ε n1 −1 Thay số ta được: Tc = 369, 762.6,51,375−1 = 746, 04( K ) 7) Lượng môi chất công tác trình nén M c : Lượng môi chất công tác trình nén M c xác định theo công thức: M c = M + M r = M ( + γ r ) Thay số ta được: M c = 0,5152 ( + 0, 07507 ) = 0,5539(kmol / kg nl ) 1.2.3 Tính toán trình cháy: 1) Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β : Ta có hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β xác định theo công thức: β0 = M M + ∆M ∆M = = 1+ M1 M1 M1 Với động xăng ta sử dụng công thức : H O + − ) + 0,21(1 − α) M 32 µnl β0 = + αM + ( µnl Thay số ta được: 10 42 65 9,77 46 46 8,67 382 176 38,5 38,5 488,5 382 176 65 39 39 433,5 176 65 46 45 45 11,87 593,5 38,5 39 45 52 18,07 903,5 46 38,5 39 45 26,03 1301,5 65 46 38,5 39 45 52 52 52 61 61 61 72 31,3 1566,5 382 176 65 46 38,5 39 34,63 1731,5 382 176 65 46 38,5 39 33,87 1693,5 382 176 65 46 38,5 400 72 a 71 1413 12 11 10 15 16 17 a Oc 18 19 20 21 22 23 O ' 45 210 210 d bc 52 317 317 317 458 458 458 23 458 22 21 20 0 61 19 Pk g 10 72 18 71 17 20 10 16 Đồ án môn học động đốt 4) Chọn tỉ lệ xích µ m = 1/ 50 từ tính giá trị biểu diễn tổng phụ tải Q∑i thể đồ thị ta đồ thị mài mòn chốt khuỷu O fe Q0 +T Ptt Q 360 +Z 317 210 1 ΣQ1 ΣQ2 ΣQ3 ΣQ4 43 46 65 176 382 1656 33 ΣQ20 ΣQ21 ΣQ22 ΣQ23 ΣQ ∆i ΣQ19 ΣQ18 ΣQ17 ΣQ16 ΣQ15 ΣQ14 ΣQ13 ΣQ12 ΣQ11 ΣQ10 ΣQ9 ΣQ8 ΣQ7 ΣQ6 ΣQ5 458 ΣQ0 Phần 3: Tính nghiệm bền chi tiết 3.1 Kiểm nghiệm bền trục khuỷu Tính sức bền trục khuỷu bao gồm tính sức bền tĩnh tính sức bền động 32 1611 382 176 65 1 210 317 458 31 1547 382 176 1 1 210 317 458 27,4 1372 382 1 1 210 317 458 19,8 991 1 1 1 210 317 458 10,68 534 1 1 1 210 317 4,38 219 1 1 1 210 0,26 13 1 1 1 0,44 22 10 1 1 1 1,84 92 71 10 1 1 3,26 163 72 71 10 1 1 10 4,46 223 61 72 71 10 1 11 5,46 273 52 61 72 71 10 1 12 6,34 317 45 52 61 72 71 10 13 7,1 355 39 45 52 61 72 71 10 14 7,83 391,5 38,5 39 45 52 61 72 71 10 15 Đồ án môn học động đốt Đồ án môn học động đốt Do trục khuỷu dầm siêu tĩnh nên tính toán gần đúng, người ta phân trục khuỷu làm nhiều đoạn, đoạn dầm tĩnh định nằm hai gối tựa hai ổ trục Thông thường, đoạn khuỷu Khi tính toán ta phải xét khuỷu chịu lực lớn để tính cho khuỷu pr1 a pr1 a Z b T' b Z' T'' C2 dck Z'' A C1 A T dch c c pr2 pr2 l'' l' l0 pr1 A A b pr1 T'' Z'' T h Z T' Z' pr2 pr2 Ký hiệu lực sơ đồ sau : T, Z: Lực tiếp tuyến lực pháp tuyến tác dụng chốt khuỷu (MN) Pr1, Pr2: Lực quán tính ly tâm má khuỷu đối trọng (MN) C1, C2: Lực quán tính ly tâm chốt khuỷu khối lượng truyền quy dẫn đầu to (MN) Z’, Z’’: Các phản lực gối tựa nằm mặt phẳng khuỷu (MN) 44 Đồ án môn học động đốt T’, T’’: Các phản lực gối tựa nằm mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng khuỷu (MN) Mk’, Mk’’: mômen xoắn cổ trục bên trái cổ trục bên phải khuỷu trục tính toán (MNm) Do ta có : Mk’ = ΣTi-1.R Mk’’ = Mk’ + T.R = ΣTi.R R: bán kính khuỷu (m) ΣTi-1 : tổng lực tiếp tuyến khuỷu đứng trước khuỷu tính toán Người ta giả thiết ứng suất lớn tác dụng khuỷu nguy hiểm xảy trường hợp sau: + Trường hợp : Chịu lực PZmax khởi động + Trường hợp : Chịu lực Zmax làm việc + Trường hợp : Chịu lực Tmax làm việc + Trường hợp : Chịu lực ΣTmax Trong thực tế vận hành động lực tác dụng trường hợp lớn trường hợp lực tác dụng lên trục khuỷu trường hợp lớn trường hợp Vì ta tính nghiệm bền hai trường hợp 3.1.1 Trường hợp chịu lực PZmax Đây trường hợp khởi động Do tốc độ động nhỏ nên ta bỏ qa ảnh hưởng lực quán tính lực tác dụng lại lực áp suất lớn khí thể xylanh pzmax Giả thiết lúc lực xuất điểm chết ( gần ) nên α = 0; T = 0; PJ = 0, Pr = 45 Đồ án môn học động đốt Z a Z' a b'' b' l' l'' l0 πD Z = PZmax = p Zmax FP = p Z max Z = 3,59975 π (98, 75.10−3 ) = 0,027569978 MN Do trục khuỷu hoàn toàn đối xứng nên : Z’ = Z’’ = Z 0, 027569978 = = 0,013784989 MN 2 3.1.1.1 Tính nghiệm bền chốt khuỷu, mô men uốn chốt khuỷu Mu =Z’.l’ = 0,013784989.50,75.10-3 = 0,69959.10-3 MNm Vơi l’ = a+ Lck b + =28+13+9,75=50,75 (mm) 2 Ứng suất uốn chốt khuỷu là: σu = Mu (MN/m2) Wu 46 Z'' Đồ án môn học động đốt Trong : Wu : mô đun chống uốn tiết diện ngang chốt Vì chốt chốt đặc nên : Wu = 0,1d ch3 = 0,1.(65.10-3)3 =27,4625.10-6 m3 Mu 0, 69959.10−3 ⇒ σu = = = 25,474 MN/m2 27, 4625.10 −6 Wu Đối với trục khuỷu động làm thép hợp kim nên ta có [σu] = 120 MN/m2 nên đảm bảo bền 3.1.1.2 Tính nghiệm bền má khuỷu Lực pháp tuyến Z gây uốn nén A-A Ứng suất uốn má khủyu: Z ' b ' Mu σu = = hb (MN/m2) Wu 0, 013784989.19,5.10 −3 σu = 40.10−3.(19,5.10−3 ) = 106,038 MN/m2 Ứng suất nén má khuỷu σn = 0, 027569978 Z = 2.19,5.40.10 −6 =17,673 MN/m2 2bh Ứng suất tổng σΣ = σu + σn = 106,038 + 17,673 = 123,711 MN/m2 < [σu] = 180 MN/m2 Do má khuỷu đủ độ bền 3.1.1.3 Tính nghiệm bền cổ trục Ứng suất uốn cổ trục Mu Z ' b ' σu = = MN/m2 Wu Wu 47 Đồ án môn học động đốt Wu = 0,1d ch3 = 0,1.(65.10-3)3 =27,4625.10-6 m3 Mu Z ' b ' 0, 013784989.19,5.10−3 σu = = = = 9,788 MN/m2 Wu 27, 4625.10−6 Wu ⇒ σu < [σu] = 100 MN/m2 3.1.2 Trường hợp chịu lực Tmax Vị trí tính toán khuỷu trục nguy hiểm lệch so với vị trí ĐCT góc α=αTmax = 4600 Tmax=46,0318.0,021175=0,9747 MN m pr1 Z a c1 pr1 a Tmax c2 A T' Z' A A A b' b'' T'' III Z'' M''k II c' l' I c'' pr2 l'' pr2 IV b l0 Lúc n ≠ 0, T = Tmax tồn lực quán tính Căn vào đồ thị T = f(α) ta xác định trị số lực tiếp tuyến góc tương ứng α0 T (MN/m2) 4600 5500 6400 100 1000 1900 2800 3700 0.9747 -0.1126 -0.1309 0.2903 0.4177 -0.1002 -0.2181 0.4608 48 h M'k Đồ án môn học động đốt Bảng 3.1 : Bảng tìm khuỷu nguy hiểm α khuỷu 4600 5500 6400 100 1000 1900 2800 3700 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 =0 -0.1126 -0.1309 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 =0 -0.1126 -0.1309 0.2903 0.4177 -0.2181 0.4608 -0.1126 -0.1309 0.4177 -0.1002 -0.1309 -0.2903 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 = -0.0035 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 = 0.0272 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 = -0.1309 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 = 0.3482 0.4608 -0.1126 -0.1309 -0.2903 0.4177 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 = -0.2435 Tmax = 0.9747 ∑Ti-1 = -0.1309 -0.1126 -0.1126 -0.1309 -0.1002 -0.2181 Từ bảng ta thấy khuỷu thứ có (∑Ti-1)max đồng thời chịu Tmax ta tính toán cho khuỷu Ta có : Tmax = 0,9747.Fp = 0,9747.π (98, 75.10−3 ) = 7,465.10-3 MN Tmax 7, 465.10 −3 = ⇒ T’ = T” = = 3,7325.10-3 MN 2 Z 550 −40, 69486.0, 021175.π (98, 75.10 −3 ) = z.Fp = = -6,5964.10-3 MN π (d ch2 ) Lck ρ R.ω C1 = mch.R.ω = π 652.10−6 48.10−3.7800.47,5.10−3.334,93332 ⇒ C1 = ⇒ C1 = 6616,7 Kgm/s2 =6,6167.10-3 MN C2 = m2.R.ω2 = 0,922.47,5.10-3.334,9333 = 4912,9 N = 4,9129.10-3 MN Z − (C1 + C2 ) −6,5964.10−3 − (6, 6167.10 −3 + 4,9129.10 −3 ) = ⇒Z’=Z”= = -9,063.10-3 MN 2 3.1.2.1 Tính nghiệm bền chốt khuỷu 49 Đồ án môn học động đốt Ứng suất uốn mặt phẳng khuỷu trục M xu Z ' l ' + p r1a − p r c σ = = Wux Wux x u MN/m2 Wux = Wuy = 0,1dch3 = 27,4625.10-6 m3 Pr1 = mmk.rmk.ω2 = 0,26.58.10-3.334,93332 = 1,6916.10-3 MN Pr2 = mđt.rđt.ω2 =0,78.52.10-3 334,93332 = 4,55.10-3 MN −9, 063.10−3.50, 75.10 −3 + 1, 6916.10 −3.28.10 −3 − 4,55.10 −3.28.10−3 ⇒σ = 27, 4625.10 −6 x u = - 19,6625 MN/m2 Ứng suất uốn mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục M yu T ' l ' 3, 7325.10−3.50, 75.10 −3 σ = = W = =3,89756 MN/m2 −6 27, 4625.10 Wuy uy y u Ứng suất uốn tổng cộng σu = (σ ) + (σ ) x u y u = 19, 66252 + 3,89756 =20,8372 MN/m2 Ứng suất xoắn chốt khuỷu −3 M k ( ΣTi −1.Fp + Tmax ) R (0,3482.π (98,75.10 ) + 7, 465.10−3 ).47,5.10−3 τx= = = 2Wux Wx 2.27, 4625.10−6 '' = 8,76098 MN/m2 Ứng suất tổng chịu uốn xoắn σΣ = 2 σ u + 4τ x = 20,83722 + 4.8, 760982 = 27,225 MN/m2 ⇒ σ∑ < [σu] = 120 MN/m2 3.1.2.2 Tính nghiệm bền cổ trục Ta tính cổ bên phải cổ chịu lực lớn cổ bên trái Ứng suất uốn lực pháp tuyến Z’’ gây ra: σxu M xu Z ''b '' −9, 063.10−3.22,75.10−3 = = = = - 7,5078 MN/m2 −6 27, 4625.10 Wux Wux 50 Đồ án môn học động đốt Ứng suất uốn lực T’’ gây mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu: M yu T '' b '' 3, 7325.10 −3.22, 75.10 −3 σ = = = = 3,092 MN/m2 −6 27, 4625.10 Wuy Wuy y u Ứng suất xoắn cổ trục −3 M k ( ΣTi −1.Fp + Tmax ) R (0,3482.π (98, 75.10 ) + 7, 465.10−3 ).47,5.10−3 τx= = = 2Wux Wx 2.27, 4625.10−6 '' = 8,76098 MN/m2 Ứng suất tổng chịu uốn xoắn: (σ ) + (σ ) x u σΣ= y u 2 2 + 4τ x = 7, 5078 + 3, 092 +4.8, 76098 =19,3118 MN/m ⇒ σ∑ < [σu] = 100 MN/m2 3.1.2.3 Tính sức bền má khuỷu Ta tính nghiệm bền má khuỷu bên phải má thường dch chịu lực lớn má bên trái Ứng suất uốn lực pháp tuyến Z’’ gây R I '' '' Zb M uz σuz= = bh = Wu −9, 063.10−3.22, 75.10 −3 19,5.10−3.402.10−6 = -39,65MN/m2 Ứng suất uốn lực T’’ gây ra: σuT = M uT WuT T '' r 3, 7325.10 −3.58.10−3 = bh = 19,5.10−3.402.10−6 = 41,6317 MN/m2 6 Với r : khoảng cách từ tâm cổ trục khuỷu đến tiết diện nguy hiểm má Ứng suất uốn lực Mk’’ gây ra: '' σuM= Mk = WuM ( ΣT i −1 Fp + Tmax ) R bh (0,3482.π = (98, 75.10−3 ) + 7, 465.10 −3 ).47,5.10 −3 19,5.10−3.402.10−6 51 r dck Đồ án môn học động đốt σuM = 92,5336 MN/m2 Ứng suất nén má khuỷu lực phương pháp tuyến Z ,, σn = −9, 063.10−3 − 4,55.10−3 Z '' − Pr = = -17,4525 MN/m2 −6 19,5.40.10 bh Ứng suất kéo má khuỷu lực P r σ Pr = 4,55.10−3 Pr 2 = −6 =5,83333 MN m bh 19,5.40.10 ứng suất kéo má khuỷu lực p r1 σ pr = p r1 1, 6916.10−3 = −6 = 2,1687 ( MN m ) bh 19,5.40.10 ứng suất xoắn T’’ gây ra: T '' b '' τx = MN/m2 Wx Trong : Wx : mô đun chống xoắn má (m3) Do tiết diện chịu xoắn má tiết diện hình chữ nhật nên + điểm 1, 2, 3, : τx = + điểm I, II : τx = τmax + điểm III, IV : τx = τmin τmax τmin xác định : T '' b '' τmax = MN/m g1 b.h τmin = g2τmax Các hệ số g1 g2 phụ thuộc vào tỷ số h/b, h/b = 2,05 tra đồ thị hình (VIII-17a) [Sách kết cấu tính toán động đốt trong] ta xác định g1 = 0,245; g2 = 0,805 52 Đồ án môn học động đốt T '' b '' 3, 7325.10−3.22, 75.10 −3 ⇒ τmax = = 0, 245.19,5.40 2.10 −9 = 11,1086 MN/m g1 b.h ⇒ τmin = g2τmax= 0,805.11,1086 = 8,9424 MN/m2 Để tìm ứng suất tổng má ta phải lập bảng xét dấu với quy ước ứng suất gây nén tiết diện dương ứng suất kéo âm − − (σur + σuz ) + σuM II σuM − IV σur III σn b + I (σur + σuz ) + σur h τmin II III IV I τ max Bảng 3.2 : Bảng xét dấu ứng suất má khuỷu Điểm ứs σ nz =-17,4525 I II III IV + + + + + + + + σuz= -39,65 σur= σut= 41,6317 σuM=92,5336 Σσ τx σ∑ + + + Σσ1 σ∑1 + + Σσ2 σ∑2 + + + Σσ3 σ∑3 + Σσ4 σ∑4 + + 0 ΣσI τmax σ∑I ,, 53 0 + ΣσII ΣσIII τmax τmin σ∑II σ∑III 0 + ΣσIV τmin σ∑IV Đồ án môn học động đốt Căn vào bảng tính ứng suất ta thấy Σσi điểm 1,2,3,4 ,I,II,III,IV cách cộng theo cột dọc (theo dấu) sau : Σσi = σnz ± σuzi ± σuri ± σuTi ± σuMi ⇒ Σσ1 = -108,0044 MN/m2 ; Σσ2 = 156,3628 MN/m2 ; Σσ3 = -6,2006 MN/m2 ; Σσ4 = 73,0994 MN/m2 ; ΣσI = -57,1025 MN/m2 ; ΣσII = 22,1975 MN/m2 ; ΣσIII = 68,3544 MN/m2 ; ΣσIV = 33,4494 MN/m2 ; σ∑ tính theo công thức sau : σ∑i = ∑ σ2i + 4τ2i ⇒ σ∑1 = Σσ1 = 108,0044 MN/m2 ; σ∑2 =Σσ2 = 156,3628 MN/m2; σ∑3 = Σσ3 = 6,2006 MN/m2 ; σ∑4 = Σσ4  = 73,0994 MN/m2 ; σ∑I = 58,1729 MN/m2 ; σ∑II = 24,8219 MN/m2 ; σ∑III = 68,9368 MN/m2 ; σ∑IV = 34,6241 MN/m2 ; Các giá trị tổng σΣIi < [σ] = 180 MN/m2 má khuỷu đủ bền ******** 54 Đồ án môn học động đốt MỤC LỤC 1.1 Các thông số chọn 1.2 Tính toán trình công tác: 1.2.1 Tính toán trình nạp: 1.2.2 Tính toán trình nén: 1.2.3 Tính toán trình cháy: 10 1.2.4 Tính toán trình giãn nở: 13 1.2.5 Tính toán thông số chu trình công tác 15 1.3 Vẽ hiệu đính đồ thị công 18 1.3.1 Hiệu đính điểm bắt đầu trình nạp: (điểm ) .20 1.3.2 Hiệu đính áp suất cuối trình nén: (điểm ) 21 Phần 2: Tính toán động học, động lực học 24 2.1 Vẽ đường biểu diễn quy luật động học: 24 2.1.1 Đường biểu diễn hành trình piston .24 2.1.2 Đường biểu diễn tốc độ piston 24 2.1.3 Đường biểu diễn gia tốc piston: .25 2.2 Tính toán động lực học: .27 2.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến: 27 2.2.2 Lực quán tính: 27 2.2.3 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính 28 2.2.4 Đường biểu diễn 30 2.2.5 Khai triển đồ thị công thành 30 2.2.6 Khai triển đồ thị thành .31 2.2.7 Vễ đồ thị 31 2.2.8 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến đồ thị lực pháp tuyến 31 2.2.9 Vẽ đường biểu diễn động nhiều xy lanh 34 2.2.10 Đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu: 38 2.2.11 Vẽ đường biểu diễn 39 2.2.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 41 55 Đồ án môn học động đốt Phần 3: Tính nghiệm bền chi tiết 43 MỤC LỤC 55 56 [...]... định được điểm b’ và b’’ dùng cung thích hợp nối với đường thải ta được đồ thị công thực tế 22 Đồ án môn học động cơ đốt trong p O 0,85pz O' z c' c c'' b' r a -pj = a b b'' V f(x) v=f(x) f( a = x ) x j=f( x) v=f(a) 23 Đồ án môn học động cơ đốt trong Phần 2: Tính toán động học, động lực học 2.1 Vẽ các đường biểu diễn các quy luật động học: 2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của piston x = f ( α ) Ta tiến... của động cơ Zil 130 ; động cơ 4 kỳ, 8 xylanh có thứ tự làm việc 1-5-4-2-6-3-7-8 là: 34 Đồ án môn học động cơ đốt trong 00 Ta có 1800 1 nạp 3600 Nén 5400 Cháy 7200 : Thải 2 C T n N C 3 N C T N N 4 5 T T n N N N C C T 6 C T n N 7 N C T n 8 n N C T α i = 7200 − ( j − 1).δ ct α 2 = 4500 α 5 = 6300 α 3 = 2700 α 6 = 3600 α 4 = 5400 α 7 = 1800 α 8 = 900 2) Ta có bảng tính ∑ T = f ( α ) : 35 n Đồ án môn học động. .. Từ các điểm chia trên đồ thị Brick ta xác định trị số của pkt tương ứng với các góc α rồi đặt các giá trị này trên toạ độ p − α 4) Nối các điểm xác định được theo một đường cong trơn ta thu được đồ thị biểu diễn quan hệ pkt = f ( α ) 30 Đồ án môn học động cơ đốt trong 2.2.6 Khai triển đồ thị p j = f ( x ) thành p j = f ( α ) Ta tiến hành khai triển đồ thị p j = f ( x ) thành đồ thị p j = f ( α ) tương... và FD , chia các đoạn này ra làm 8 phần, nối 11, 22,33, Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22,33, ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = f ( x ) 26 Đồ án môn học động cơ đốt trong j §å THÞ GIA TèC µ = 80,001 j f(x) 2.2 Tính toán động lực học: 2.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến: Khối lượng nhóm piston m pt được cho trong số liệu ban đầu của đề bài là: m pt = 1,187(kg ) Khối lượng của... (K) 12 Đồ án môn học động cơ đốt trong 6) Áp suất tại điểm z pz : Ta có áp suất tại điểm z pz được xác định theo công thức: pz = λ pc Trong đó λ là hệ số tăng áp : λ = βz Tz 2725,85 = 1, 05058 = 3,8386 Tc 746,05 Thay số ta được: pz = 3,8386.1,18 = 4,531( MPa) 1.2.4 Tính toán quá trình giãn nở: 1) Hệ số giãn nở sớm ρ : Hệ số giãn nở sớm ρ được xác định theo công thức sau: ρ= β z Tz λ.Tc Với động cơ xăng... cách ta khai triển đồ thị công chỉ có điều cần chú ý là ở đồ thị trước là ta biểu diễn đồ thị − p j = f ( x ) nên cần phải lấy lại giá trị p j cho chính xác 2.2.7 Vễ đồ thị p∑ = f ( α ) Ta tiến hành vẽ đồ thị p∑ = f ( α ) bằng cách ta cộng hai đồ thị là đồ thị pj = f (α ) và đồ thị p = f ( α ) a) P kt=f( P S =f(a) 0 180 360 540 720 Pj =f(a) 2.2.8 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T = f ( α ) và đồ thị lực pháp... cos β Z = p∑ cos ( α + β ) cos β Trong đó góc lắc của thanh truyền β được xác định theo góc quay α của trục theo biểu thức sau: 31 Đồ án môn học động cơ đốt trong sin β = λ.sin α Dựa vào các công thức trên và dựa vào đồ thị p∑ = f ( α ) ta xác định được các giá trị cho trong bảng dưới đây theo góc quay α của trục khuỷu: α (độ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200... thuyết do đó ta có cách hiệu đính điểm z của động cơ xăng như sau : a) Cắt đồ thị công bởi đường 0,85pz Ta vẽ đường 0.85pz 0,85.4,531 Giá trị biểu diễn: = 0, 022655 = 170(mm) b).Từ đồ thị Brick xác định góc 12 0 gióng xuống đoạn đẳng áp 0,85pz để xác định điểm z c) Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở 21 Đồ án môn học động cơ đốt trong 4) Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế... 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 2.2.3 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính − p j = f ( x ) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tôlê được tiến hành theo các bước sau: 1) Chọn tỉ lệ xích để vẽ đường p j là µ p = 0, 021175Mpa / mm ; µ x = µ s = 0, 487 2) Ta tính được các giá trị: Diện tích đỉnh piston: 28 Đồ án môn học động cơ đốt trong π D 2 π ( 100.10 Fpt... − 1 χ z 1+ γ r Trong đó ta có: χz = ξ z 0,88 = = 0,97778 ξ b 0,9 Thay số ta được: βz = 1+ 1, 05562 − 1 0,97778 = 1, 05058 1 + 0, 07507 4) Lượng sản vật cháy M 2 : Ta có lượng sản vật cháy M 2 được xác định theo công thức: M 2 = M 1 + ∆ M = β 0 M 1 Thay số ta được: M 2 = 1, 05562.0,5152 = 0,54383(kmol / kg nl ) 5) Nhiệt độ tại điểm z Tz : 11 Đồ án môn học động cơ đốt trong Đối với động cơ Xăng, nhiệt