Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Kết cấu tính toán động Cơ đốt trong - Bản vẽ Cơ cấu phối khí thuộc Bộ môn Động lực, Khoa Cơ khí, Đại học kỹ thuật
TÝnh to¸n hƯ thèng nhiªn liƯu ®éng c¬ x¨ng dïng bé chÕ hoµ khÝCHỈÅNG 9 TÊNH TOẠN CẠC THÄNG SÄÚ CHÊNH CA HÃÛ THÄÚNG NHIÃN LIÃÛU ÂÄÜNG CÅ XÀNG DNG BÄÜ CHÃÚ HO KHÊ9.1.Tênh toạn cạc bäü pháûn chênh ca bäü chãú ho khê9.1.1 Váût liãûu chãú tảo cạc chi tiãút chênhHÇu hÕt c¸c chi tiÕt bé chÕ hßa khÝ dïng kim lo¹i mµu ®Ĩ tr¸nh rØ.Th©n bé chÕ hßa khÝ: Hỵp kim ch× víi thµnh phÇn 0,6 ÷ 0,9%Cu; 3,5 ÷ 4,5% Al; 0,2% Mg; cßn l¹i lµ Zn, cho phÐp cã kh«ng qu¸ 0,12% t¹p chÊt (trong ®ã kho¶ng 0,015%Pb), 0,1% Fe, 0,002% Sn, 0,005% Cd. Hỵp kim nµy cã øng st kÐo giíi h¹n ≥ 27000 MN/m2, ®é cøng Brinen ≥ 73 øng víi lùc Ðp 9810N vµ ®êng kÝnh viªn bi lµ 10mm, trªn chiỊu dµi L = 5d (d - ®êng kÝnh mÉu kÐo); ®é gi·n në t¬ng ®èi ≥ 4,2%. th©n bé chÕ hßa khÝ rÊt phøc t¹p nªn ph¶i dïng ph¬ng ph¸p ®óc ¸p lùc hỵp kim ch×.Phao x¨ng: HÇu hÕt chÕ t¹o b»ng ®ång thanh, hiƯn nay cã xu híng dïng chÊt dỴo polycaprolactam hc nhùa tỉng hỵp MCH v× hai lo¹i nµy ®¶m b¶o cho phao ®¹t chÊt lỵng tèt. Phao lµm b»ng chÊt dỴo gi¶m ®ỵc thĨ tÝch cđa phao tõ ®ã gi¶m ®ỵc thĨ tÝch bng phao (vÉn ®¶m b¶o søc Ðp lªn van kim), søc bỊn c¬ häc tèt h¬n, gi¸ thµnh chÕ t¹o thÊp h¬n (kho¶ng 2 ÷ 2,5 lÇn so víi ®ång thanh). Ngoµi ra ngêi ta cßn dïng chÊt dỴo lµm häng vµ vµi chi tiÕt cđa bé chÕ hßa khÝ.C¸c gÝc-l¬, th©n van kim, pitt«ng . thêng lµm b»ng ®ång thanh ΛC59.Bím giã vµ bím ga lµm b»ng c¸c l¸ ®ång thanh Λ63.Th©n bng hçn hỵp ®óc b»ng gang x¸m C 18-36 hc C 21-14.9.1.2 Bưng häùn håüp9.1.2.1 TÝnh ®êng kÝnh bng hçn hỵp §êng kÝnh bng hçn hỵp lµ kÝch thíc c¬ b¶n vµ quan träng, dùa vµo ®êng kÝnh nµy ®Ĩ chän bé chÕ hßa khÝ cho ®éng c¬.1000n.i.V.adhnb= (mm)an - HƯ sè dao ®éng cđa dßng ch¶y, phơ thc vµo sè xilanh dïng chung mét bng hçn hỵp; Vh - thĨ tÝch c«ng t¸c cđa mét xilanh (dm3); i - sè xilanh dïng chung mét bng hçn hỵp; n - sè vßng quay ®éng c¬ (v/ph)Sè xilanh 1 2 3 4 5 6HƯ sè an24,2 17,1 14,15 13 12,85 11,99.1.2.2 KiĨm nghiƯm tèc ®é kh«ng khÝ qua bng hçn hỵpTheo kinh nghiƯm cđa c¸c níc, ®éng c¬ ®¹t ®ỵc chØ tiªu kinh tÕ kü tht tèt nÕu tèc ®é vtb = 40 ÷ 60 m/s (4 xilanh cã chung mét bng hçn hỵp), vtb = 20 ÷ 30 m/s (nÕu 2 xilanh chung mét ®êng hçn hỵp).Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng, Bé m«n §éng lùc, Khoa c¬ khÝ1 Tính toán hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hoà khíTốc độ trung bình của dòng khí qua buồng hỗn hợp tính theo công thức:750.d n.i.Vv2bvhtb= ; (m/s)Trong đó:Vh - thể tích công tác của một xilanh (m3); i - số xilanh dùng chung một buồng hỗn hợp; n - số vòng quay động cơ (v/ph); db - đờng kính của buồng hỗn hợp (m); v - hệ số nạp; - hệ số quét khí; -số kỳ.Vì nếu ít xilanh chung một buồng hỗn hợp thì thời gian môi chất đi qua buồng hỗn hợp rất nhỏ (chỉ chiếm khoảng 1/4 hoặc 1/2 thời gian của chu trình khi có 1 hoặc 2 xilanh).9.1.2.3 Chiều dài buồng hỗn hợpChiều dài buồng hỗn hợp lb= (0,8 ữ 1,8)db.9.1.3 Xaùc õởnh kờch thổồùc hoỹng:9.1.3.1 Xác định sơ bộ đờng kính: Đờng kính họng đợc quyết định bởi lu lợng không khí qua họng và tốc độ thực tế không khí qua họng trong giới hạn theo thực nghiệm. Chọn sơ bộ đờng kính của họng dh theo kinh nghiệm.- Loại một họng: dh = (0,6 ữ 0,8)db- Loại hai họng : dhn = (0,6 ữ 0,8)dbdht = (0,2 ữ 0,3)db.- Loại ba họng : dhn = (1 ữ 1,2)dbdhg = (0,4 ữ 0,5)dbdht = (0,2 ữ 0,3)db.dh - đờng kính của họng.dhn , dhg , dht - đờng kính của họng ngoài, họng giữa và họng trong.db - đờng kính của buồng hỗn hợp.9.1.3.2 Độ chân không tại họng:221202=hvhkhnidDSpà(N/m2)àh - Hệ số lu lợng của họng, phụ thuộc vào hình dáng, chất lợng của họng và số họng.àh = 0,85 ữ 0,9 - với loại một họng,àh = 0,7 ữ 0,85 - với loại hai hoặc ba họng.Chú ý rằng: ph không phải là hằng số theo thời gian, dao động của ph càng lớn khi số vòng quay động cơ càng thấp và số xilanh càng ít. ph - độ chân không ở Biên soạn TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Động lực, Khoa cơ khí2 Tính toán hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hoà khíhọng (N/m2), thờng khoảng 2000-15000 N/m2.9.1.3.3 Tốc độ thực tế không khí qua họng:khhkp2và=(m/s)Tốc độ thực tế của không khí qua họng nằm trong khoảng 40 - 130 m/s9.1.3.4 Lu lợng không khí qua họng:khvk120niVG=(kg/s)Vh : thể tích công tác của một xi lanh( m3); n: số vòng quay của động cơ (v/ph); k: khối lợng riêng của không khí trớc ống nạp = 1,1 -1,2 (kg/m3); i: số xilanh; v: hệ số nạp =0,7-0,9.9.1.3.5 Đờng kính chính xác của họng:kkkh.v.G4d=(m)Tốc độ vtb đợc chọn chỉ đảm bảo kết quả tốt khi lựa chọn chính xác tỷ số giữa tiết diện lu thông họng khuếch tán fh và tiết diện lu thông của buồng hỗn hợp fb:Với bộ chế hòa khí lắp trên động cơ ôtô 75,04,0ffbhữ=Với bộ chế hòa khí lắp trên động cơ xe máy, xuồng máy ffhb = 1Nếu ffhb nhỏ quá làm tăng áp suất tĩnh sau họng khuếch tán, xăng khó bay hơi, mặt khác còn gây ảnh hởng xấu tới chất lợng làm việc của hệ thống không tải.Nếu ffhb lớn quá, ảnh hởng xấu tới khả năng phục hồi áp suất tĩnh tại khu vực sau họng khuếch tán và do đó làm tăng tổn thất trong bộ chế hòa khí.9.1.4 Gờc lồ vaỡ voỡi phunNếu bộ chế hoà khí có gíc lơ chính và gíc lơ bổ xung thì kích thớc các gíc lơ đợc tính nh sau.9.1.4.1 Tốc độ nhiên liệu qua gíc lơ chínhà=ghp2vnlhgnl (m/s)àg: H ỷ s l u l ỹng qua gờc l chờnh xaùc õởnh theo ty s ló ọỳ ổ ổồ ồ ớ ọỳg/dg va ỡ ph.Biên soạn TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Động lực, Khoa cơ khí3 Tính toán hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hoà khínl: Kh i l ỹng ri ng nhi n li ỷu (kg/mọỳ ổồ ó ó ó3), õ i v ùi xng =ọỳ ồ 730-780kg/m3g: gia t c troỹng tr ng = 9,81m/sọỳ ổồỡ2.h: Ch nh l ỷch m ùc xng va mi ỷng vo i phun (m).ó ó ổ ỡ ó ỡ9.1.4.2 Đờng kính lỗ gíc lơ chính:nlnlnlcg.v.G4d=Gnlc: L u l ỹng nhi n li ỷu qua gờc l chờnh (kg/s) chi m 90 - 95ổ ổồ ó ó ồ óỳ % l ỹng nhi n li ỷu ti u thuỷ trong m ỹt gi cu a õ ỹng c .ổồ ó ó ó ọ ồ ớ ọ ồ3eenl103600.g.NG= (kg/s)9.1.4.3 Tốc độ lý thuyết nhiên liệu qua gíc lơ bổ xung:gH2vnlp=(m/s)H: la m ùc xng trong bu ng phao (m).ỡ ổ ọử9.1.4.4 Độ chân không sau gíc lơ bổ xung:22nlnlppvp=(N/m2)9.1.4.5 Đờng kính gíc lơ bổ xung:nlnlpgpnlpgpvGdà= .4(m)Gnlp: L u l ỹng nhi n li ỷu qua gờc l b xung (kg/s). Gổ ổồ ó ó ồ ọứnlp=Gnl-Gnlcàg: H ỷ s l u l ỹng qua gờc l b xung xaùc õởnh theo ty s ló ọỳ ổ ổồ ồ ọứ ớ ọỳgp/dgp vaỡ pp9.1.5 Buọửng phao:9.1.5.1 Tính toán cơ cấu phao:Các thành phần lực tác dụng lên cơ cấu phao. 543216FFFFFF++++=Trong đó:F1 - lực đẩy của áp suất xăng trên ống dẫnF2 - trọng lực của van kimF3 - lực cần để đóng kín van kimBiên soạn TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Động lực, Khoa cơ khí4 TÝnh to¸n hƯ thèng nhiªn liƯu ®éng c¬ x¨ng dïng bé chÕ hoµ khÝF4 - träng lùc tay ®ßnF5 - träng lùc cđa phaoF6 - lùc ®Èy acsimetTrªn c¬ së tÝnh to¸n ta chän c¸c chi tiÕt cđa bng phao nh»m gi÷ møc x¨ng thay ®ỉi Ýt khi thay ®ỉi lu lỵng x¨ng hc ¸p st trong b¬m chun x¨ng.9.1.5.2 C¸c kÝch thíc chÝnh cđa bng phao:Mét sè sè liƯu kinh nghiƯm cđa c¬ cÊu bng phao:- §êng kÝnh ®Õ van kim: 1,5 ÷ 2,2 mm.Gãc ®Ønh van kim: 900 ÷ 1200. Gãc nµy cã thĨ nhá h¬n gãc v¸t cđa ®Õ van kim kho¶ng 1 ÷ 20 lµm cho van kim b¸m chỈt lªn ®Õ van kim khi kim lo¹i cã biÕn d¹ng nhá.- Khèi lỵng van kim: 1 ÷ 3 g.- Kho¶ng c¸ch tõ trơc quay ®Õn van kim: 5 ÷ 10 mm.- Kho¶ng c¸ch tõ trơc quay tíi trơc th¼ng ®øng cđa phao: 20 ÷ 30 mm.- Khèi lỵng phao: 10 ÷ 35 g.- ThĨ tÝch phao: 35 ÷ 52 cm3.- Khèi lỵng riªng cđa phao: 0,2 ÷ 0,385 g/cm3.- PhÇn thĨ tÝch phao ch×m trong x¨ng: 0,5 ÷ 0,7.- ThĨ tÝch x¨ng chøa trong bng phao: 50 ÷ 150 cm3.9.2.Båm xàng:9.2.1.1 TÝnh to¸n b¬m x¨ng kiĨu mµng:L u l üng b m xàng phủ thu üc va o:ỉ ỉå å ä ìng kênh th n b m DÂỉåì á åT (mm).Di ûn têch ti p xục âéa ẹp, ïng v ïi Dã ãú ỉ å1(mm).Ha nh trçnh cu a trủc â y ma ng b m hì í áø ì åc(mm).L u l üng l thuy t cu a b m:ỉ ỉå ãú í å 10.65nVVltlt′=− (l/h)Trong âọ :( )2222.12DDDDhVTTclt++π=′ (mm3)n: la s chu trçnh la m vi ûc cu a b m trong m üt phụt.ì äú ì ã í å ä21cltD4hVπ≈′Vlt âàûc tr ng cho kêch th ïc cu a b m. Th ng th ng Vỉ ỉå í å ä ỉåìlt l ïn h nå å Biªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng, Bé m«n §éng lùc, Khoa c¬ khÝ5 TÝnh to¸n hƯ thèng nhiªn liƯu ®éng c¬ x¨ng dïng bé chÕ hoµ khÝ20 l n l üng nhi n li ûu l ïn nh t â üng c ti u thủ trong 1 gi . Dốư ỉå ã ã å áú ä å ã åì v ûy khi cạc chi ti t d ùn â üng b m mo n v ùn cọ th âa m ba o cungá ãú á ä å ì á ãø í í c p âu xàng.áú íL u l üng th ûc t cu a b m Vỉ ỉå ỉ ãú í åt (l/h) â üc xạc âënh tr n b ûỉå ã ã th tr ng h üp kh ng cọ â i ạp sau b m (tr l ûc van kim). Vỉí ỉåì å ä äú å åí ỉ åíct l l u l üng c ng tạc cu a b m âi u ki ûn xạc âënh nh Vỉ ỉå ä í å ãư ã ỉt nh ng cọỉ â i ạp sau b m. Väú åct l ïn h n l u l üng ti u thủ l ïn nh t cu a â üngå å ỉ ỉå ã å áú í ä c khoa ng 2-3 l n vç v ûy cọ th kh sảch bt khê trong â ngå í áư á ãø ỉí ỉåì ng.äúTrçnh t û thi t k b m xàng:ỉ ãú ãú åChn hc khoa ng 4-6mm (v ïi b m cọ Dí å åt <50mm.)Xạc âënh D1, tênh d û tr ỵ v ïi hỉ ỉ åct = 0,1hcctmax1h.V4Dπ′=, v ïi V’åmax l u l üng xàng cung c p trong m üt ch ỉå áú ä trçnh, tênh theo l üng nhi n li ûu ti u thủ l ïn nh t trong m üt gi .ỉå ã ã ã å áú ä åì V’max ≈V’ltTh ng chn Dỉåì1 = D2, khi âọ kêch th ïc DỉåT s la :ìDT = D1 + 4r + 4δr: bạn kênh l ün cu a âéa ẹp tr n va d ïi (mm). ỉå í ã ì ỉåδ; chi u da y ma ng b m.(mm) th ng 0,5mmãư ì ì å ỉåìKinh nghi ûm cho th y r va R n n >= 0,5hã áú ì ãc. Khi r >=4 - 5 chi ư da y âéa ẹp va R>= 7-8 mm, b m la m vi ûc t t nh t.ì ì å ì ã äú áúTh ng DỉåìT = (1,4 - 1,8)D1. A p su t â y cu a b m Ï áú áø í å ∆pb phủ thu ücä s ïc ca n sau b m, ỉ í å ∆pb l ïn nh t khi l u l üng bà ng kh ng va bà ngå áú ỉ ỉå ò ä ì ò 120 - 250mmHg, ạp su t na y phủ thu üc â ü c ïng lo xo ma ng b máú ì ä ä ỉ ì ì å C= 13 - 25 N/cm; dlxo = 1,8 - 1,9mm; v ût li ûu lo xo thẹp 65á ã ì Γ; Dtb= 20 - 30 mm, lo = 40 - 50 mm.Ma ng b m bà ng va i s n âàûc bi ût, cọ kha nàng âa n h i v å ò í å ã í ì äư ì chëu â üc xàng. Ha nh trçnh cu a cạc van m üt chi u khoa ng 1,5 -ỉå ì í ä ãư í 2,5mm, â ng kênh l ù van th ng khoa ng (0,12 - 0,16)Dỉåì ä ỉåì íT. Van bà ngò pêp hồûc cao su chëu xàng là p v ïi â van va lo xo va o th n van. dõ å ãú ì ì ì álxo = 0,2 - 0,4mm, s vo ng 5,5 - 65, D = 6 - 8 mm, â ü c ïng 0,35 - 0,4 N/cm.äú ì ä ỉBiªn so¹n TS TrÇn Thanh H¶i Tïng, Bé m«n §éng lùc, Khoa c¬ khÝ6 Tính toán hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí9.2.2 Thuỡng xng:Thể tích thùng xăng:Động cơ máy kéo:Vg N tte enl= .(lít)Động cơ ôtô xe máy:VSVt=.100100 (lít)Trong đó: - hệ số sử dụng thể tích: động cơ máy kéo = 1,1; ôtô, xe máy = 1,06 ữ 1,12; ge - suất tiêu hao nhiên liệu (kg/kW.h); Ne - công suất có ích định mức (kW)t - số giờ động cơ làm việc liên tục ở chế độ toàn tải (thờng t = 10 h); S - Quãng đờng xe chạy một ngày đêm hoặc quãng đờng xe chạy không cần đổ xăng; V100 là thể tích nhiên liệu tiêu thụ trung bình cho 100 km.Biên soạn TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Động lực, Khoa cơ khí7 . khÝ6 Tính toán hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí9 .2.2..Thuỡng xng:Thể tích thùng xăng: Động cơ máy kéo:Vg N tte enl=.. .(lít )Động cơ ôtô. ph.Biên soạn TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Động lực, Khoa cơ khí3 Tính toán hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng bộ chế hoà khínl: Kh i l ỹng ri ng