CHƯƠNG I TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Các thông số chọn 1.1.1 Số liệu ban đầu: Số liệu ban đầu cần thiết cho q trình tính tốn bao gồm: 1- Cơng suất động cơ: Ne = (kW) 2- Số vòng quay trục khuỷu: n = 2200 (vg/ph) 3- Đường kính xi lanh: D = 95 (mm) 4- Hành trình pittơng: S = 115 (mm) 5- Số xi lanh: i = 6- Tỷ số nén:  = 17 7- Thứ tự làm việc xilanh: 8- Suất tiêu thụ nhiên liệu: ge = 189 (g/kW.h) 9- Góc mở sớm xupáp nạp: 1 = 100 10- Góc đóng muộn xupáp nạp: 2 = 290 11- Góc mở sớm xupáp xả: 1 = 320 12- Góc đóng muộn xupáp xả: 2 = 70 13- Chiều dài truyền: l = 205 (mm) 14- Khối lượng nhóm pittơng: mnp = 1,15 (kg) 15- Khối lượng truyền: mtt = 2,262 16- Kiểu động cơ: D12; động Diesel 1.1.2 Các thông số cần chọn: Áp suất môi trường: pk Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp động p k thay đổi theo độ cao Ở nước ta chọn pk = 0,1 (Mpa) Nhiệt độ môi trường: Tk Lựa chọn nhiệt độ mơi trường theo nhiệt độ bình qn năm Ở nước ta Tk = 240C (2970K) Áp suất cuối q trình nạp: pa Áp suất mơi trường Pa phụ thuộc vào nhiều thônh số chủng loại động cơ, tính tốc độ n, hệ số cản đường nạp, tiết diện lưu thơng…Có thể chọn p a phạm vi sau pa = (0,8  0,9)pk Chọn pa = 0,088 (MPa) Áp suất khí thải: pr Áp suất phụ thuộc vào thônh số p a Có thể chọn pr phạm vi: pr = (1,10  1,15) Chọn pr = 1,1 (MPa) Mức độ sấy nóng mơi chất: T Chủ yếu phụ thuộc vào q trình hình thành khí hỗn hợp bên hay bên xi lanh Đối với động Diesel T = ÷ Chọn T = Nhiệt độ khí sót (khí thải): Tr Phụ thuộc vào chủng loại động Động Diesel = ÷ Chọn = Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: t Tỉ nhiệt môi chất thay đổi phức tạp nên thường phảI vào hệ số dư lượng khơng khí  để hiệu đính Có thể chọn t theo bảng sau:  0,8 1,0 1,2 t 1,13 1,17 1,14 Các loại động Diesel có α > 1,4 chọn = 1,10 1,4 1,11 Hệ số quét buồng cháy: 2 Động không tăng áp: Chọn 2 = Hệ số nạp thêm: 1 Phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thơng thường chọn: 1 = 1,02  1,05 Chọn 1 = 1,05 10 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z: Thể lượng nhiệt phát nhiên liệu để cháy điểm z so với lượng nhiệt phát đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu Đối với động Diesel ξ z = 0,70 ÷ 0,85 Chọn ξ z = 0,80 11 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b: ξb lớn ξ z Thông thường: Đối với động Diesel ξ b = 0,80 ÷ 0,90 Chọn ξ b = 0,89 12 Hệ số điền đầy đồ thị công:d Thể sai lệch tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác động với chu trình cơng tác thực tế Sự sai lệch chu trình thực tế với chu trình tính tốn động xăng động Diesel hệ số động xăng thường chọn trị số lớn Nói chung chọn phạm vi: = 0,92 ÷ 0,95 Chọn = 0,923 1.2 Tính tốn q trình cơng tác: 1.2.1 Tính tốn q trình nạp 1.2.1.1 Hệ số khí sót r: = = = 0.37 1.2.1.2 Nhiệt độ cuối trình nạp = = = 1.2.1.3 Hệ số nạp = = = 0,622 1.2.1.4 Lượng khí nạp = = = = = 0,588(kmol/kg nh.liệu) Trong đó: D: Đường kính xilanh S: Hành trình pistơng n: Số vòng quay động i: Số xilanh : Suất tiêu hoa nhiên liệu Ne: Công suất động : Số kì ; = 1.2.1.5 Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu : = Nhiên liệu động Diesel: C = 0,855; H = 0,145; O = 0,004 → = = 0,5125(kmol/kg nh.liệu) 1.2.1.6 Hệ số dư lượng khơng khí α Đối với động Diesel phải xét đến nhiên liệu, vậy: α = = = 1,148 1.2.2 Tính tốn q trình nén 1.2.2.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khơng khí: = 19,806 + 0,0029 T(kJ/kmol.độ) 1.2.2.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy: Hệ số dư lượng khơng khí α > 1, tính theo công thức: = (19,876+1,634/ α)+0,5.(427,86+187,36/ α).T (kJ/kmol.độ) = (19,876+1,634/ 1,148)+0,5.(427,86+187,36/ 1,148).T = 21,29 + 0,0029T(kJ/kmol.độ) 1.2.2.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp: Trong q trình nén tính theo cơng thức sau: = = = 20,18+0,0029T = T (kJ/kmol.độ) 1.2.2.4 Chỉ số nén đa biến trung bình : Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào nhiều thông số kết cấu thông số vận hành kích thước xilanh, loại buồng cháy, phụ tải, trạng thái nhiệt động v v… Tuy nhiên tăng theo quy luật sau: Tất nhân tố làm môi chất nhiệt khiến cho tăng, xác định giải phương trình sau: –1= Chọn = 1,285 VT = 1,285 – = 0,285 VP = = 0,296 1 = 0,296 – 0,285 = 0,0011( sai số nhỏ, nên chấp nhận được) Thỏa mãn chọn = 1,285 1.2.2.5 Áp suất nhiệt độ cuối q trình nén tính theo công thức sau: = = 0,088 = 3,48(MPa) 1.2.2.6 Nhiệt độ cuối trình nén: = = 832,49 = 1882,12(0K) 1.2.2.7 Lượng môi chất công tác qúa trình nén: = + = (1+) = 0,588.(1 + 0,34) = 0,788(Kmol/kg nh.liệu) 1.2.3 Tính tốn q trình cháy: 1.2.3.1 Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết : = = = 1+ Đối với động Diesel: = H/4 +O/32 Nhiên liệu động Diesel: C = 0,855; H = 0,145; O = 0,004 → = 1+ (H/4 +O/32)/ = 1+ (0,855/4+ 0,004/32)/0,588 = 0,3637 1.2.3.2 Hệ số thay đổi phân tử thực tế β β = = = 0,535 1.2.3.3 Hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z: = 1+ Trong đó: = = 0,8/0,89 = 0,8988 → = 1+ = 1+ 0,8988 = 0,582 1.2.3.4 Lượng sản vật cháy : = = 0,588 0,3637= 0,214(Kmol/kg nh.liệu) 1.2.3.5 Nhiệt độ điểm z: Đối với động xăng, nhiệt độ tính từ phương trình cháy: + ( + 8,314λ) = (*) Trong đó: - Nhiệt trị thấp nhiên liệu Đối với động Diesel thông thường chọn: = 42500 (kJ/kg nh.liệu) = = 20,18+0,0029 = 20,18+0,0029.1882,12= 25,63(kj/mol.độ) = + 8,314 = = = 21,0725 + 0,0029 → = + 8,314 = 21,0725 + 0,0029+8,314 = 29,3865 +0,0029 Chọn hệ số tăng áp suất = 1,6 Thay tất vào phương trình (*), ta Giải phương trình ta = 2716,06(0K) Áp suất điểm z: = λ Trong đó: λ- hệ số tăng áp suất xác định theo công thức: λ= → = λ = 1,6 = 5,568 1.2.4 Tính trình giãn nở: 1.2.4.1 Hệ số giãn nở sớm : Đối với động Diesel phải đảm bảo điều kiện < λ = = = 1,4 < λ (tmđk) 1.2.4.2 Hệ số giãn nở sau :  = / = 17/1,4 = 12,5 1.2.4.3 Chỉ số giãn nở đa biến trung bình – = (**) Trong đó: = = 2716,06/() =1406,18 - Nhiệt trị tính tốn Đối với động Diesel = = 42500(kJ/kg nl) Chọn = 1,23 = 29,3865 +0,0029 Thay vào (**) 1,23-1 =  0,23 = 0,21 1.2.4.4 Áp suất cuối trình giãn nở: = = 5,568/ 12,5^ 1,23 = 0,249(MPa) Kiểm tra nhiệt độ khí thải : = = = 1070,71 (0K) Sai số so với chọn ban đầu xác định sau: = 100% = (1070,71-920)/920 100% = 14,538% < 15% 1.2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác: 1.2.5.1 Áp suất thị trung bình : Đối với động Diesel =] = = 0,627 (MPa) 1.2.5.2 Áp suất thị trung bình thực tế : = = 0,923 0,627 = 0,58(MPa) 1.2.5.3 Suất tiêu hao nhiên liệu thị : = = 265,284(g/KW.h) 1.2.5.4 Hiệu suất thị : = = 1.2.5.5 Áp suất tổn thất giới : Áp suất thường biểu diễn quan hệ tuyến tính tốc độ trung bình pittơng = (0,115 2250)/30 = 8,625(m/s) Đối với động Diesel có τ = 4, D = 90 ÷ 120mm Thì = 0,09 +0,0138 = 0,09+ 0,12 = 0,21(MPa) 1.2.5.6 Áp suất có ích trung bình : = – = 0,58– 0,21 = 0,37 (MPa) 1.2.5.7 Hiệu suất giới : = / = 0,637 1.2.5.8 Suất tiêu hao nhiên liệu : = = / 0,622 = 426,51 (g/KW.h) 1.2.5.9 Hiệu suất có ích : = = 0,637 = 1.2.5.10 Kiểm nghiệm đường kính xilanh D theo cơng thức: Trong đó: = = (9,3212.30.4)/(0,37 1.2250) = 1,34 D = = = 94,1mm Sai số đường kính D = 95 – 94,1 = 0,9 mm < mm 1.3 Vẽ hiệu đính đồ thị cơng: Ta chọn tỷ lệ xích biểu diễn áp suất xilanh dung tích cơng tác xilanh trình nén giãn nở là: = /200 = 0,02784(MPa/mm) = = 6,6.10^3(l/mm) = = 1,34/(17 – 1) = 0,084(l) Căn vào số liệu tính , , , , , , Ta lập bảng để tính đường nén đường giãn nở theo biến thiên dung tích cơng tác = i (– dung tích xi lanh) Bảng tính trình nén trình giãn nở: i 10 11 12 13 14 15 16 2,4368 4,1228 5,9381 7,9099 9,9982 12,1885 14,47 16,8345 19,2752 21,7866 24,3639 27,0033 29,7012 32,4546 35,2609 Quá trình nén = MPa mm 3,48 1,4280 0,8481 0,5861 0,4399 0,3480 0,2855 0,2404 0,2067 0,1805 0,1597 0,1428 0,1288 0,1171 0,1072 0,0986 125 51,2931 30,4633 21,0524 15,8010 12,5 10,255 8,6351 7,4246 6,4835 5,7364 5,1293 4,6264 4,2062 3,8506 3,5417 Quá trình giãn nở = MP mm a 5,568 200 2,3456 2,3737 85,2622 3,8624 1,4415 51,7780 5,5021 1,1012 39,5545 7,2399 0,7690 27,6221 9,0599 0,6145 22,0725 10,9514 0,5084 18,2614 12,9062 0,4314 15,4957 14,9182 0,3732 13,4052 16,9824 0,3278 11,7744 19,0947 0,2915 10,4705 21,2516 0,262 9,4109 23,4504 0,2374 8,5273 25,6884 0,2167 7,7838 27,9635 0,1991 7,1516 30,2738 0,1839 6,6056 Ta có thơng số kết cấu động λ’ = S/2.l = 115/2.205 = 0,28 Vậy khoảng cách OO’ OO’ = (λ’.S)/4 = (0,28.115)/4 = 8,05mm Căn vào bảng số liệu, tỷ lệ xích, ta vẽ đường nén đường giãn nở Sau đó, ta vẽ tiếp đường biểu diễn nạp thải lý thuyết hai đường thẳng song song với trục hoành qua hai điểm, Sau vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị cơng để có đồ thị cơng thị Các bước hiệu đính sau: Vẽ đồ thị Brich đặt phía đồ thị cơng Đó nửa đường tròn có tâm O, bán kính R = S/2, xác định điểm O’ cách O đoạn Rλ/2 phía điểm chết Lần lượt hiệu đính điểm đồ thị: 1.3.1- Hiệu đính điểm bắt đầu q trình nạp: (điểm a) Từ O’ đồ thị Brich xác định góc đóng muộn = xupáp thải, bán kính cắt vòng tròn Brich a’, từ a’ gióng đường song song với tung độ cắt đường a Nối điểm r đường thải với a Ta có đường chuyển tiếp từ trình thải sang trình nạp 1.3.2- Hiệu đính áp suất cuối q trình nén: (điểm c) Áp suất cuối trình nén thực tế có đánh lửa sớm (động xăng) nên thường lớn áp suất cuối trình nén lý thuyết tính Theo kinh nghiệm, áp suất cuối q trình nén thực tế xác định theo cơng thức sau: = + 1/3.(- ) = +1/3.(5,568-3,48)= 4,176MPa Từ xác định tung độ điểm c’ đồ thị công = / = 4,176 / 0,02784= 150mm Điểm C” - điểm đường nén thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết, xác định theo góc đánh lửa sớm =17 đặt đồ thị Brich gióng xuống đường nén để xác định điểm C” Có = + ( - ) = 3,48 + (1,1 - 4,176) = 0,404 → = / = 0,404 / 0,02784 = 14,511 Dùng cung thích hợp nối C’C” 1.3.3- Hiệu đính điểm đạt thực tế: 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 23.85285 19.77890 11.48008 0.38553 -10.94219 -19.51290 -22.95118 -20.21094 -11.96886 -0.44369 0.00471 0.00390 0.00227 0.00008 -0.00216 -0.00385 -0.00453 -0.00399 -0.00236 -0.00009 12.64311 6.23846 1.24739 -0.03998 3.71649 12.28687 23.85724 35.53345 44.23527 47.59064 0.00249 0.00123 0.00025 -0.00001 0.00073 0.00242 0.00471 0.00701 0.00873 0.00939 + Vẽ hệ trục tọa độ T-Z chiều dương trục Z hướng xuồng dưới, xác định tọa độ (,) Ví dụ điểm điểm có tọa độ ; điểm điểm có tọa độ ; …Cứ chấm điểm ta có đồ thị hình bên Đây đồ thị biểu diễn tọa độ T-Z Thực vậy, từ gốc tọa độ 0’ đồ thị, nối với điểm đồ thị (ví dụ nối với điểm 400) ta có: = + Tìm gốc phụ tải tác dụng chốt khuỷu cách đặt véc tơ (đại diện cho lực ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu) lên đồ thị hình bên: 20010 0O Q0 +T O' Ptt Pk0 Q 4000 360 +Z = = mm Ta xác định gốc tọa độ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Nối với điểm ta có: =+ Trị số thể độ dài OA Chiều tác dụng chiều , điểm tác dụng điểm a phương kéo dài AO cắt vòng tròn tượng trưng cho mặt chốt khuỷu 2.2.12 Vẽ đường biểu diễn Q = f(α) theo bước sau: + Chọn hoành độ α gần sát mép tờ giấy vẽ với đồ thị + Lập bảng giá trị Q theo α cách đo khoảng cách từ tâm O đến điểm đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu: α 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 Q mm MN 78.33249873 86.75275 86.66525 77.95089 63.16497 45.99987 30.80114 20.77037 17.21177 19.37094 24.96481 31.29516 36.25018 38.73167 38.68537 36.79438 34.07551 31.74783 30.74 31.90237 35.60423 41.81519 49.96537 58.90508 67.00652 72.13129 72.48368 67.12302 56.56384 43.24006 30.88731 23.44414 23.59021 0.015455002 0.017116318 0.017099054 0.015379711 0.012462449 0.009075774 0.006077065 0.004097994 0.003395882 0.003821886 0.004925557 0.006174535 0.007152161 0.007641758 0.007632624 0.007259531 0.006723098 0.006263847 0.006065002 0.006294338 0.007024715 0.008250137 0.009858168 0.011621972 0.013220386 0.014231504 0.01430103 0.013243372 0.011160046 0.008531264 0.006094066 0.004625529 0.004654348 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 31.86145 46.35369 63.29916 78.11018 86.71677 86.71843 78.22413 63.40379 46.30143 31.04655 20.87909 17.20087 19.28009 24.84312 31.18731 36.17696 38.71443 38.70614 36.81014 34.14863 31.74584 30.74 31.84531 35.47732 41.67114 49.80378 58.7295 66.82578 72.03852 72.49358 67.23596 56.75736 43.46747 31.08555 23.5143 23.51397 31.64606 46.06251 63.00641 77.88695 0.006286264 0.009145583 0.012488924 0.015411139 0.017109219 0.017109546 0.015433621 0.012509568 0.009135272 0.006125484 0.004119444 0.003393732 0.003803962 0.004901548 0.006153256 0.007137714 0.007638357 0.007636721 0.007262641 0.006737525 0.006263454 0.006065002 0.00628308 0.006999675 0.008221716 0.009826286 0.01158733 0.013184726 0.0142132 0.014302983 0.013265655 0.011198227 0.008576132 0.006133179 0.004639371 0.004639306 0.006243768 0.009088133 0.012431165 0.015367095 Ví dụ α = , giá trị đoạn thẳng đồ thị phụ tải hình (III-4); đoạn 0,1… + Vẽ Q = f(α) tọa độ Q-α Lực Q khơng có giá trị âm + Xác định cách đếm diện tích bao Q = f(α) trục hoành chia cho chiều dài trục hồnh ta có : = = (mm) Hệ số va đập : 2.2.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu: Đồ thị mài mòn chốt khuỷu biểu diễn trạng thái mài mòn lý thuyết chốt khuỷu từ xác định miền phụ tải bé để khoan lỗ dầu bôi trơn chốt khuỷu Sở dĩ gọi mài mòn lý thuyết vẽ ta đ• dùng giả thiết sau đây: - Phụ tải tác dụng chốt khuỷu phụ tải ổn định ứng với công suất Nơe tốc độ n định mức - Lực tác dụng có ảnh hưởng miền 1200 - Độ mòn tỷ lệ thuận với phụ tải - Không xét đến điều kiện công nghệ sử dụng, lắp ghép…ví dụ khơng xét đến vật liệu, độ cứng bề mặt, độ bóng, độ chặt lỏng, dầu mỡ bơi trơn… Vẽ đồ thị mài mòn lý thuyết theo bước sau: + Chia vòng tròn tượngtrưng mặt chốt thành 24 phần nhau, đánh số thứ tự hình bên + Từ điểm chia 1,2,3,….23 vòng tròn 0, gạch cát tuyến 0.0, 1.0, 2.0, ….23.0 cắt đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu điểm a, b, c, d… cát tuyến 1.0 hình bên Ta lập tổng phụ tải tác dụng điểm là: Làm tượng tự ta có: Bảng tìm tổng phụ tải tác dụng điểm 1, 2, 3,…23 sau: Điểm 13 14 15 16 17 487 487 487 18 19 20 21 10 22 11 23 12 469 469 469 469 385 385 385 0 Qi Q0 486.5 487 Q1 384.5 385 Q2 Q3 0 385 0 385 0 385 0 384.5 0 0 0 Q4 0 0 0 0 Q5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Q6 Q7 Q8 Q9 0 Q10 0 0 0 0 0 0 0 0 77 77 77 88 88 Q11 0 0 Q12 0 0 Q13 77 77 77 77 77 77 Q14 88 87.5 88 87.5 87.5 87.5 87.5 Q15 92 92 92 92 92 92 92 92 92 82 81.5 82 81.5 81.5 81.5 81.5 81.5 81.5 69.5 70 69.5 69.5 69.5 69.5 69.5 69.5 69.5 62 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 56 56 56 56 56 56 56 56 56 54.5 54.5 54.5 54.5 54.5 54.5 54.5 54.5 66 66 66 66 66 66 66 201 201 201 201 201 201 525 525 525 525 525 Q16 Q17 Q18 Q19 Q20 54.5 Q21 66 Q22 201 Q23 525 66 201 525 201 525 525 Q 1717.51663 1597 1396 871 384.5 0 77 165 257 338 407.5 469 525 579.5 645.5 769.5 1207 1584 1887 1817 1756 mm 6.9 1.4 6.7 1.6 6.4 1.9 5.6 2.1 3.5 2.3 1.5 2.6 3.1 4.8 6.3 0.3 7.5 0.7 7.3 + Vẽ vòng tròn tượng trưng cho chốt khuỷu bán kính qua điểm 0, 1, 2, … hình bên đặt đoạn thẳng ,…lên vị trí tương ứng theo chiều từ ngồi vào Sau nối điểm lại, ta có dạng mài mòn lý thuyết chốt khuỷu + Vẽ chốt khuỷu tượng trưng chiều quay chốt để xác định vị trí miền phụ tải nhỏ theo chiều quay Toàn đồ thị phần động học phần động lức học bố trí theo sơ đồ sau: Chương III Tính nghiệm bền chi tiết 3.1 Tính nghiệm bền pittơng 3.1.1 Tính nghiệm bền đỉnh pittơng: Theo đầu ta có  = 8,4 mm < 0,2.D = 0,2.92 = 18,4 mm nên ta sử dụng công thức Orơlin để tính đỉnh mỏng Cơng thức Orơlin giả thiết đỉnh pittơng đĩa tròn bị ngàm cứng gối tựa hình trụ Như sơ đồ sau: ứng suất hướng kính tính theo cơng thức sau: pz - áp suất lớn đỉnh pittông: pzmax = 4,00 Mpa r – bán kính pittơng: r = 36,225 mm  - hệ số ngàm:  =  - hệ số pốt xơng nhơm là:  = 0,26 MN/m2 < [] = 60 MN/m2 3.1.2 Tính nghiệm bền đầu pittơng: ứng xuất kéo: Trong đó: mI-I – khối lượng phần đầu pittông: mI-I = AL.VI-I m3 V1 = 2,3505.10-6 m3 m3 V = 49,3398.10-6 m3 VI-I = V – V1 – V2 = (49,3398 - 2,3505 – 0,94202).10-6 = 46,0446.10–6 m3 Mđ = 46,0446.10-6.2,7 = 0,12432 kg nmax = 1,3.nđm = 1,3.4000 = 5200 vg/ph m/s2 MN/m2 < [k] = 10 MN/m2 ứng suất nén: MN 3.1.3 Tính nghiệm bền thân pittơng: áp suất tiếp xúc thân: Trong đó: lth- Chiều dài phần thân Nmax- Lực ngang lớn Có thể lập đồ thị N = f() để xác định Nmax Cũng lấy theo số liệu kinh nghiệm: Nmax = (0,0050,006)p20 p20- Hợp lực khí thể lực quán tính 200 sau ĐCT q trình cháy gi•n nở MN MN MN/m2< [kth] = [0,51,2]MN/m2 áp suất tiếp xúc bề mặt chốt: Trong đó: dch- Đường kính chốt pittông: dch = 25 mm dch- Chiều dài tiếp xúc bệ chốt:.dch = 20 mm MN/m2 < [kb] = (2030)MN/m2 3.2 Tính nghiệp bền chốt pittơng: Sơ đồ tính lực chốt pittơng: 1.ứng suất uốn: Mơmem uốn chốt: MN.m Mơmem uốn chốt rỗng: Trong đó: l- Khoảng cách tâm hai bệ chốt lđ- Chiều dài đầu nhỏ truyền dch- Đường kính chốt pittơng d0- Đường kính lỗ rỗng chốt - Hệ số độ rỗng chốt Coi chiều dài chốt pittông lcp = 3l1 = 0,074m l1 = lđ = 0,04 m ứng suất uốn chốt pittơng tính theo cơng thức sau: MN/m2 < [u] = (150250) MN/m2 ứng suất cắt:  = 46 MN/m2 < [] = (5070)MN/m2 áp suất tiếp xúc với đầu nhỏ truyền: MN/m2 < [kđ] = (2035)MN/m2 Độ biến dạng: Khi chịu lực chốt rỗng, thường bị biến dạng thành ô van Nếu độ biến dạng lớn gây bó kẹt Độ biến dạng loại chốt có hệ số rỗng  = 0,40,8 xác định theo cơng thức sau: Trong đó: k – hệ số hiệu đính k = [1,5 – 15( - 0,4)3] = [1,5 – 15(0,64 - 0,4)3 = 1,29264 E- Môđun đàn hồi thép: E = 2.105 MN/m2 m Độ biến dạng tương đối: ứng suất biến dạng: Khi chốt bị biến dạng thành ôvan, ứng suất biến dạng điểm 1, 2, 3, tiết diện ngang chốt hình bên tính theo cơng thức sau: Ta thấy điểm chịu ứng suất kéo lớn nhất, điểm chịu ứng suất nén Theo kết tính tốn, mặt chốt thường có ứng suất lớn Chính vậy, chốt pittơng thường rạn nứt mặt + ứng suất kéo điểm mặt ngồi ( = 00) tính theo cơng thức sau: + ứng suất nén điểm mặt ( = 900): + ứng suất nén điểm mặt ( = 00): + ứng suất nén điểm mặt ( =900): ứng suất biến dạng cho phép: [] = 60  170 MN/m2 3.3 Tính nghiệm bền xéc măng khơng đẳng áp: Tính nghiệm bền xéc măng thường tính theo cơng thức kinh nghiệm Ghinxbua Trong phạm vi kích thước xéc măng có: D/t = 92/3,4 = 27,1 A/t = 12/3,4 = 3,5 D - Đường kính xilanh; t – chiều dài xéc măng A - Độ mở miệng trạng thái tự Các loại ứng suất tính theo cơng thức sau: ứng suất uốn xéc măng trạng thái làm việc: Trong đó: Cm- Hệ số phân bố áp suất không đẳng áp: Cm = 1,74  1,87 - Hệ số điều chỉnh  = 0,196 E- Môđun đàn hồi gang hợp kim: E = 1,20.105 MN/m2 MN/m2 ứng suất uốn xéc măng lắp vào pittơng: Trong đó: Chọn Cm = 1,8 m- Hệ số lắp ghép; lắp đệm m = 1,57 MN/m2 ứng suất gia công phôi xéc măng: = 1,25.245,6 = 307 MN/m2 áp suất bình qn xéc măng khơng đẳng áp tác dụng lên mặt xi lanh: =1,117 Pa Quy luật phân bố áp suất không đẳng áp xéc măng vận dụng theo cơng thức sau: p = ptb Hệ số  thay đổi theo góc  tính từ ngàm cong (điểm đối diện với miệng xéc măng) kê bảng sau:  00 300 600  1,051 1,047 1,137 0,896 0,456 0,670 2,861 p 1,174 1,17 1,27 900 1200 1500 1800 1,001 0,50940,74843,145 Ta thấy áp suất vùng miệng xéc măng có trị số lớn Mục lục Chương I Tính tốn chu trình công tác động đốt 1.1 Các thông số chọn 1.1.1 Số liệu ban đầu: 1.1.2 Các thơng số cần chọn: 1.2 Tính tốn q trình cơng tác: 1.2.1 Tính tốn q trình nạp 4 1.2.2 Tính tốn q trình nén 1.2.3 Tính tốn q trình cháy: 1.2.4 Tính q trình gi•n nở: 1.2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác:10 1.3 Vẽ hiệu đính đồ thị cơng: 11 CHƯƠNG II Tính tốn động học, động lực học 2.1 Vẽ đường biểu diễn quy luật động học 13 2.1.1 Đường biểu diễn hành trình pittơng x = f(): 13 2.1.2 Đường biểu diễn tốc độ pittông v = f(): 13 2.1.3 Đường biểu diễn gia tốc pittơng: 3.2 Tính tốn động lực học 14 14 3.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến m bao gồm: 3.2.2 Khối lượng chuyển động quay: 3.2.3 Lực quán tính: 14 14 15 3.2.4 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính –pj = f(x): 2.2.5 Đường biểu diễn v = f(x): 15 15 2.2.6 Khai triển đồ thị công P-V thành P = f(): 15 3.2.7 Khai triển đồ thị pj = f(x) thành pj = f(): 16 3.2.8 Vẽ đồ thị p = f(): 16 3.2.9 Vẽ lực tiếp tuyến T = f() đường lực pháp tuyến Z = f(): 18 2.2.10 Vẽ đường T = f() động nhiều xilanh: 21 2.2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng chốt khuỷu: 22 2.2.12 Vẽ đường biểu diễn Q = f() theo bước sau: 25 2.2.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu: 28 Chương III Tính nghiệm bền chi tiết 3.1 Tính nghiệm bền pittơng 33 3.1.1 Tính nghiệm bền đỉnh pittơng: 33 3.1.2 Tính nghiệm bền đầu pittơng: 33 3.1.3 Tính nghiệm bền thân pittơng: 34 3.2 Tính nghiệp bền chốt pittơng: 35 3.3 Tính nghiệm bền xéc măng khơng đẳng áp: 38