Tính toán và thiết kế hệ thống nhiên liệu của động cơ XGV6-0414 theo các thông số kĩ thuật.

+ Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp , tiến hànhhiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’  .Ý nghĩa của đồ thị công: Biểu thị mối quan hệ giữa áp suất v

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đầy, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh Bên cạnh đó kỹ thuật của nước

ta cũng từng bước tiến bộ Trong đó phải nói đến ngành động lực và sản xuất ôtô, chúng ta đã liên

doanh với khá nhiều hãng ôtô nổi tiến trên thế giới cùng sản xuất và lắp ráp ôtô Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật,đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu và chế tạo, đó là yêu cầu cấp thiết Có như vậy ngành ôtô của ta mới phát triển được.

Sau khi được học hai môn chính của ngành động cơ đốt trong (Nguyên lý động cơ đốt trong, Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong) cùng một số môn cơ sở khác (sức bền vật liệu, cơ lý thuyết, vật liệu học, ), sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong Đây

là một phần quan trọng trong nội dung học tập của sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể của ngành.

Nội dung bài báo cáo đồ án này gồm ba phần:

Phần 1: Phương pháp tính toán xây dựng đồ thị công,động học và động lực học.

Phần 2: Phân tích đặc điểm chung của động cơ chọn tham khảo.

Phần 3: Thiết kế hệ thống nhiên liệu.

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng học tập, nghiên cứu tài liệu, làm việc một cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nhất Tuy nhiên, vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể không có những thiếu sót.

Em rất mong muốn nhận được sự xem xét và chỉ dẫn của các thầy cô để em ngày càng hoàn thiện kiến thức của mình.

Em xin chân thành cảm ơn!

1.1 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG 1

1.1.1 Các số liệu ban đầu 1

1.1.2 Các thông số tính toán 1

1.1.3 Các thông số chọn 2

1.1.4 Xây dựng đồ thị công3

1.1.4.1 Xây dựng đường nén 3

1.1.4.2 Xây dựng đường giản nở 3

1.1.4.3 Xác định các điểm đặc biệt và bảng giá trị đồ thị công 4

1.1.4.4 Vẽ đồ thị 6

1.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 9

1.2.1 Xây dựng đồ thị động học 9 1.2.1.1 Đồ thị chuyển vị S = f(α)) 9

1.2.1.2 Đồ thị vận tốc V(α)) 10

1.2.1.3 Đồ thị gia tốc j = f(x) 12

1.2.2 Xây dựng đồ thị động lực học 13 1.2.2.1 Đồ thị lực quán tính -Pj=f(x) 13

1.2.2.2 Đồ thị khai triển: Pkt, Pj,P1-α) 14

1.2.2.3 Đồ thị T,Z,N- α) 18

1.2.2.4 Đồ thị ΣT-αT-α) 22

1.2.2.5 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 24

1.2.2.6 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 27

1.2.2.7 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 29

1.2.2.8 Đồ thị khai triển Q(α)) 33

Ph n 2: PHÂN TÍCH Đ C ĐI M CHUNG C A Đ NG C CH N THAM KH OẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO ỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO ỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO ỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ Ơ ỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ ẢO 35 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO 35

2.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA MỘT SỐ CƠ CẤU, HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ………

35 2.3 PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ ………

38

2.3.1 Piston-Trục khuỷu-Thanh truyền 38

2.3.2 Cơ cấu phân phối khí 43

2.3.4 Hệ thống bôi trơn 45

2.3.5 Hệ thống đánh lửa 46

2.3.6 Hệ thống khởi động 48

2.3.7 Hệ thống nạp 48

Ph n 3: THI T K H TH NG NHIÊN LI U Đ NG C XGV6-0414ẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XGV6-0414 ẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XGV6-0414 Ệ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XGV6-0414 ỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XGV6-0414 Ệ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XGV6-0414 ỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ Ơ 50

3.1 HỆ THỐNG CUNG CẤP XĂNG ĐỘNG CƠ XGV6-0414

TÀI LI U THAM KH OỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XGV6-0414 ẢO 65

Phần 1: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG

LỰC HỌC ĐỘNG CƠ XGV6-0414

1.1 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG

1.1.1.Các số liệu ban đầu

1.1.2.Các thông số tính toán

Để xây dựng đồ thị công ta phải tính toán các thông số sau:

Xác định tốc độ trung bình của động cơ :

Số xilanh/ Số kỳ/ Cách bố trí i/ τ 6/ 4/ V-Type

Áp suất cực đại (MN/m2) P z 5

Khối lượng nhóm piston (kg) m pt 0.8

Khối lượng nhóm thanh truyền (kg) m tt 1,1

Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cácte ướt

Hệ thống làm mát Cưỡng bức sử dụng môi chất lỏng

Trong đó: S [m]là hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh, n [vòng/phút] là tốc

độ quay của động cơ

Vì Cm ≥ 9 m/s: động cơ tốc độ cao hay còn gọi là động cơ cao tốc

Chọn trước: n1=1,32 ÷ 1,39; n2 = 1,25 ÷ 1,29 Chọn chỉ số nén đa biến trung bìnhn1= 1,35, chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2= 1,25

Vì đây là động cơ xăng không tăng áp nên pk ≈ p0

Áp suất cuối kỳ nạp: Đối với động cơ 4 kỳ không tăng áp ta có:

pa=(0,8÷0,9)pk Chọn pa = 0,8pk = 0,8x0,1 = 0,08 [MN/m2]

Áp suất cuối kỳ nén: pc = pa.n1 = 0,08×10,41,35 = 1,89 [MN/m2]

Chọn tỷ số giản nở sớm (ρ) Vì là động cơ xăng nên chọn ρ = 1,3) Vì là động cơ xăng nên chọn ρ) Vì là động cơ xăng nên chọn ρ = 1,3 = 1,3

Áp suất cuối quá trình giản nở:

Pb =

225 , 1 1

4 , 1

5 , 16

8 , 5 )

=0,27[MN/m2]

 Tỷ số giản nở sớm ρ) Vì là động cơ xăng nên chọn ρ = 1,3 = 1

1.1.4.Xây dựng đồ thị công

1.1.4.1.Xây dựng đường nén

Gọi Pnx, Vnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ Vìquá trình nén là quá trình đa biến nên :

Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng, khi đó i = 1; 1,5, 2; 2,5; ; 10; 10.4

1.1.4.2.Xây dựng đường giản nở

Gọi Pgnx, Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ

Vì quá trình giản nở là quá trình đa biến nên ta có:

Pnx.Vnx n

= const (1.3) pz.Vcn2 = pgnx.Vgnxn2

1.1.4.3 Biễu diễn các thông số

 Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 10, 15, 20 mm Chọn Vcbd = 15 [mm]

141

μ 0,00314  [mm]

 Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 ÷ 220mm Chọn pzbd = 200 [mm]

Tỉ lệ xích biểu diễn áp suất là: p =



 

1.1.4.4.Xác định các điểm đặc biệt và bảng giá trị đồ thị công

 Điểm bắt đầu quá trình nạp: r(Vc,pr)

Với Vc = 0,05 [dm3], 0,85pz = 4,25 [MN/m2]

Vậy điểm y( 0,05; 4,25), ybd(15; 170)

 Điểm z(Vc; pz) = (0,05; 5), zbd(15; 200)

V i (dm3)V V(mm) Đườngnén Đường giãnnở

0,07

7.5Vc 7,5 0,35 112,5 15,18 0,07 0,1244 5,0 12,41 0,08 0,4029 16,1

16,56

0,06

0,05

10,

23,60

0,04

1.1.4.5.Vẽ đồ thị

Để vẽ đồ thị công ta thực hiện theo các bước như sau:

+ Vẽ đường biểu diễn quá trình nạp và quá trình thải bằng hai đường thẳng songsong với trục hoành đi qua hai điểm Pa và Pr Ta có được đồ thị công lý thuyết

+ Hiệu chỉnh đồ thị công:

- Vẽ đồ thị brick phía trên đồ thị công Lấy bán kính cung tròn R bằng ½ khoảngcách từ Va đến Vc (R=S/2)

- Tỉ lệ xích đồ thị Brick như đã tính toán ở trên

- Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng : OO’

- Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm:

Điểm mở sớm của xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α)1=160

Điểm đóng muộn của xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α)4=150

Điểm đóng muộn của xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α)2=210

Điểm mở sớm của xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α)3=480

Điểm đánh lửa sớm : c’ xác định từ Brick ứng với θs=170

 Điểm y (Vc, 0,85Pz)= y(0,05; 4,25)

 Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz)= z(0,05; 5)

- Áp suất cuối quá trình nén thực tế pc’’

Áp suất cuối quá trình nén thực tế thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lýthuyết do sự đánh lửa sớm

pc’’ = pc +

1

3 ( py -pc )

pc’’ = 1,89 +

1

3 ( 4,25 – 1,89 ) = 2,68 [MN/m2], Giá trị vẽ là 107,0 [mm]

Nối các điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục và dính vào đường giãn nở

- Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’:

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn

nở lý thuyết do mở sớm xupap thải

Nối các điểm b’, b’’ và tiếp dính với đường thải prx

- Nối điểm r với r’’, r’’ xác định từ đồ thị Brick bằng cách gióng đường song songvới trục tung ứng với góc 10 độ trên đồ thi Brick cắt đường nạp pax tại r’’

Sau khi hiệu chỉnh ta nối các điểm lại thì được đồ thị công thực tế

+ Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp , tiến hànhhiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’

 Ý nghĩa của đồ thị công: Biểu thị mối quan hệ giữa áp suất và thể tích làm việccủa xylanh động cơ ứng với mỗi vị trí của piston Cho ta thấy được các quá trìnhnạp, nén, cháy giản nở và thải xảy ra như thế nào Đồng thời là căn cứ để xácđịnh các đồ thị: Pkt -α), P1-α), T, N, Z Do đó đồ thị công có ý nghĩa quan trọngtiên quyết, ảnh hưởng đến tính đúng đắn của toàn bộ quá trình tính toán thiết kếđộng cơ

b' a'

b b'' a r'

r r''

11 12 13 14 15 16 17 18

p = f(V)

4 3 2

Hình 1.1.1 Đồ thị công

1.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

1.1.1 Xây dựng đồ thị động học

1.1.1.1 Đồ thị chuyển vị S = f(α)α)

Để xây dựng đồ thị chuyển vị ta sử dụng phương pháp đồ thị Brick

o o'

Từ O vẽ OB ứng với các góc 100, 200, 300 1800

Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ MC thẳng gócvới AD Theo Brick đoạn AC = x Điểm A ứng với ĐCT vởi α)=00, điểm D ứng vớiĐCD với α)=1080

Cứ như thế từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các tia ứng với 100 ; 200…1800 Đồngthời đánh số thứ tự từ trái qua phải 0,1,2…18

Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hoành biểudiễn khoảng dịch chuyển của piston.

Gióng các điểm ứng với 100; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuốngcắt các đường kẻ từ điểm 100; 200…1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị x=f(α)) để xácđịnh chuyển vị tương ứng

Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston S = f(α))

 Ý nghĩa đồ thị chuyển vị S = f(α)): qua đồ thị thể hiện được sự dịch chuyển củapiston theo góc quay của trục ứng với khuỷu và tương mỗi giá trị của góc quay ta sẽ cóhành trình tương ứng của trục khuỷu

1.1.1.2 Đồ thị vận tốc V(α)α)

Chia vòng tròn tâm O bán kính R2 thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự

0’, 1’, 2’…18’ theo chiều ngược lại

Từ các điểm 0;1;2… kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với

AB kẻ từ các điểm 0’, 1’, 2’…tại các điểm o, a, b, c Nối các giao điểm này lại ta cóđường cong giới hạn vận tốc của piston Khoảng cách từ đường cong này đến nửađường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc α)

1 2

4

7

10

14 16

1' 3' 4' 5' 6' 7' 9'

0

3

5 6

12 13 15

Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston ta đặt chúngcùng chung hệ trục toạ độ

Trên đồ thị chuyển vị S = f(α)) lấy trục OV ở bên phải đồ thị trùng với trục Oα),trục ngang biểu diễn hành trình của piston

Từ các điểm 00, 100, 200, ,1800 trên đồ thị Brick ta gióng xuống các đường cắtđường OS tại các diểm 0, 1, 2, ,18 Từ các điểm này ta đặt các đoạn tương ứng từ đồthị vận tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đoạn ta có đường biểu diễn v = f(x)

ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊμα)= 2 [độ/mm]

μv= 0.2507 [m/s.mm]

Hình 1.2.1.2- Đồ thị vận tốc V (α))

μα)= 2 [độ/mm]

μv= 0.2507 [m/s.mm]

 Ý nghĩa của đồ thị vận tốc V(α)): cho ta thấy mối qua hệ giữa vận tốc piston ứngvới mỗi góc quay của trục khuỷu Đồng thời thể hiện mối quan hệ giữ hành trình piston

và vận tốc piston

1.1.1.3 Đồ thị gia tốc j = f(α)x)

Để xác định và vẽ đồ thị gia tốc của piston ta sử dụng phương pháp đồ thị Tôlê và

cụ thể được tiến hành như sau:

Trước tiên chọn hệ trục toạ độ Trục hoành là truc Ox, trục tung Oj biểu thị giá trịcủa gia tốc

Ta có: Jmax = R2(1+) = 0,0375×471,302×(1+0,25)

= 10412,05 [m/s2] Jmin = -R2(1-) = -0,0375×471,302×(1-0,25)

Giá trị biểu diễn EFbd =

Lấy EF = -3R2 Nối CF và DF Phân đoạn CF và DF thành 5 đoạn nhỏ bằngnhau ghi các số 1 , 2 , 3 , 4 và 1’ , 2’ , 3’ , 4’ Nối 11’ ,22’ ,33’ ,44’ Đường bao củacác đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm số : j = f(x)

 Ý nghĩa đồ thị gia tốc j = f(x): qua đồ thị cho ta thấy được sự biến thiên của giatốc piston theo hành trình piston ứng với góc quay trục khuỷu Biết được gia tốc cực đại

và gia tốc cực tiểu của piston

Hình 1.2.1.3- Đồ thị gia tốc J = f(x)

1.1.2 Xây dựng đồ thị động lực học

1.1.2.1 Đồ thị lực quán tính -P j =f(α)x)

Trước tiên ta thấy lực quán tính Pj = -m j  -Pj = m j Do đó thay vì vẽ Pj ta vẽ -Pjlấy trục hoành đi qua po của đồ thị công vì đồ thị -Pj là đồ thị j = f(x) có tỷ lệ xích khác

mà thôi Vì vậy ta có thể hoàn toàn áp dụng phương pháp Tôlê để vẽ đồ thị -Pj=f(x)

Để có thể dùng phương pháp cộng đồ thị -Pj với đồ thị công thì -Pj phải có cùngthứ nguyên và tỷ lệ xích với đồ thị công, thay vì vẽ giá trị thực của nó ta vẽ -Pj = f(x)ứng với một đơn vị diện tích đĩnh Piston Do đó ta có tỉ lệ xích của đồ thị là: μ P j=μ P

= 0,0486 [MN/s2.mm] Và có:

Fpis=

m'πDD2

m1 = (0,2750,350)mtt Chọn m1 = 0,28mtt = 0,28×1,1 = 0,308 [kg]

m2 = (0,6500,725)mtt Chọn m2 = 0,7mtt = 0,7×1,1 = 0,77 [kg]

m’ = m1 + mnpt = 0,308+0,8 = 1,108 [kg]

Trong đó: m _ khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến

mnpt _ khối lượng nhóm Pistonmtt _ khối lượng nhóm thanh truyềnm1 _ khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu nhỏ m2 _ khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu to

Để có thể cộng đồ thị lấy trục P0 làm trục hoành cho đồ thị -Pj

Ta có: -Pjmax = mJmax = 187,65×10412,05×10-6

= 1,9539 [MN/m2] -Pjmin = mJmin = 187,65×(-6247,23)×10-6

= -1,1723 [MN/m2]

EF = -3mλR2 = -3×187,65×0,025×0,0375×471,302×10-6 = -1,1723 [MN/m2]Giá trị biểu diễn gia tốc là:

 Giá trị biểu diễn của -Pjmaxbd =

360o) Nếu trục hoành của đồ thị khai triển nằm bằng với trục hoành của đồ thị công thì

ta được P - , Để được Pkt -  ta đặt trục hoành của đồ thị mới ngang với trục chứa giátrị p0 ở đồ thị công Làm như vậy bởi vì áp suất khí thể : Pkt = P - P0

+ Cách khai triển là dựa vào đồ thị Brick và đồ thị công để xác định điểm có ápsuất theo giá trị  cho trước

P

o' o

+ Cách vẽ giống cách khai triển đồ thị công nhưng giá trị của điểm tìm được ứng

với  chọn trước lai được lấy đối xứng qua trục o , bởi vì đồ thị trên cùng trục tạo độ

với đồ thị công là đồ thị -Pj

+ Sở dĩ khai triển như vậy bởi vì trên cùng trục toạ độ với đồ thị công nhưng -Pj

được vẽ trên trục có áp suất P0

 Vẽ P 1 - 

+ P1 được xác định : P1 = Pkt + Pj

+ Do đóp P1 đựoc vẽ bằng phương pháp cộng đồ thị

+ Để có thể tiến hành cộng đồ thị thì P1 , Pkt và Pj phải cùng thứ nguyên và cùng

Hình 1.2.2.1 - Đồ thị khai triển Pkt , Pj, P1

 Ý nghĩa đồ thị khai triển P kt , P j , P 1 :

 Đồ thị Pkt: được khai triển từ đồ thị P-V, cho thấy áp lực khí thể tác dụng lên đơn

vị diện tích đỉnh piston ứng với góc quay α) của trục khuỷu

 Đồ thị Pj: biểu diễn lực quán tính chuyển động thẳng ứng với mỗi góc quay trụckhuỷu

Đồ thị P1: là đồ thị biểu diễn hợp lực của lực khí thể và lực quán tính chuyểnđộng thẳng ứng với mỗi góc quay trục khuỷu Là căn cứ xác định đồ thị T, N, Z– α)sau này

Áp dụng các công thức sau:

T =P1.sin( α+β )

cos( β ) , Z =P1.

cos (α+β ) cos (β ) , N= P1.tan(β) ) Với sin = sin  = arcsin(sin)

Vẽ hệ hệ trục tọa độ T, Z, N – α)

Chọn tỉ lệ xích: μT = μZ = μN = 10.μP = 0,025 [m MN2 mm]

μα) = 2 [độ/mm]

Từ đồ thị p1 -  tiến hành đo giá trị biểu diễn của p1 theo  = 00,100, 200,

300,7200 Ứng với mỗi giá trị của  ta có giá trị của  tương ứng Từ quan hệ ở cáccông thức trên ta lập được bảng giá trị của đồ thị T , Z , N -  như sau:

cos(α)+β) )/cosβ)

Z(mm ) tgβ)

N(mm )

0.16 -7.3

0.16 -7.4

Hình 1.2.2.2- Đồ thị T, N, Z-α)

 Ý nghĩa đồ thị T, N, Z-α): qua đồ thị ta thấy được lực ngang N, lực tiếp tuyến T,lực pháp tuyến Z tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền Lực T, N, Z có trị sốthay đổi theo góc quay trục khuỷu Là căn cứ để xác định tất cả các đồ thị còn lại

1.2.2.4 Đồ thị ΣT-α

Để vẽ đồ thị ΣT-αT-α) ta thực hiện theo những bước sau:

 Lập bảng xác định góc αi ứng với góc lệch các khuỷu theo thứ tự làm việc.

Thứ tự làm việc của động cơ là: 1-5-3-6-2-4

Sau khi lập bảng xác định góc αi ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc Lấy

tỉ lệ xích μΣT-αT = μP = 0,025(MN/m2.mm), ta lập được bảng tính ∑T =f(α) Trị số của

Ti ta đã tính, căn cứ vào đó tra bảng các giá trị Ti đã tịnh tiến theo α .Cộng tất

cả các giá trị của Ti ta có ∑T .(Với giá trị ΣT-αT được tính theo μΣT-αT).Ta có bảng giá

trị sau:

29.7 480 37.1 360 0.0 240

29.5 6.7

-130 27.0 10 16.7- 610 28.8 490 32.9 370 19.4 250- 29.3- 4.5

140 23.0 20

30.2 620

24.3 500 27.0 380 26.7 260

25.2 -2.9

-200 12.0- 80 3.1 680 38.6 560 12.5 440 24.0 320 23.9 65.1210

-17.8 90 14.8 690 37.6 570

18.2 450 31.1 330 19.5 67.0

-220 23.2 100 23.3- 700 29.8 580 23.6 460 36.3 340 10.0 52.6

-230 27.4 110 27.9- 710 16.4 590 27.7 470 38.0 350- 0.1 27.4240

-29.5 120 28.9 720 0.0 600

29.7 480 37.1 360 0.0 6.7

-Ta nhận thấy rằng ∑T lặp lại theo chu kỳ 1200 vì vậy chỉ cần tính tổng T từ 00đến 1200 sau đó suy ra cho các chu kỳ còn lại

Vẽ đồ thị ∑T bằng cách nối các tọa độ điểm a i=(α i ;∑T i) bằng một đường

cong thích hợp cho ta đường cong biểu diễn đồ thị tổng T

Sau khi đã có đồ thị tổng ∑T =f(α) ta vẽ ∑Ttb (đại diện cho mô men cản).Phương pháp xác định ∑Ttb như sau:

∑Ttb=∑T i

12 =22, 56( mm )

 Ý nghĩa đồ thị ∑T = f (x): dựa vào đồ thị T và thứ tự làm việc của động cơ, ứngvới mỗi góc quay trục khuỷu ta sẽ có giá trị ∑T tương ứng và lặp lại theo chu kỳ 1800.Đồng thời qua đồ thị xác định giá trị trung binh của ∑T (∑Ttb)

1.2.2.5 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên chốt

khuỷu ở mỗi vị trí của chốt khuỷu Sau khi có đồ thị này ta tìm được trị số trung bìnhcủa phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, cũng có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và bénhất, dùng đồ thị phụ tải có thể xác định được khu vực chịu tải ít nhất để xác định vị trí

lỗ khoan dẫn dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ổ trục

Các bước tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu được tiến hành nhưsau:

Vẽ hệ trục toạ độ TO’Z trong đó trục hoành O’T có chiều dương từ tâm O’ vềphía phải còn trục tung O’Z có chiều dương hướng xuống dưới

Chọn tỉ lệ xích: μT= μZ=0, 025 (MN/m2/mm)

Dựa vào bảng tính T =f ( α ) , Z =f ( α ) Ta có được toạ độ các điểm

a i=(T i ;Z i) ứng với các góc α) = 100 ; 200…7200 Cứ tuần tự như vậy ta xác định đượccác điểm từ 0=(T ;Z ) cho đến 72=(T ; Z )

Nối các điểm trên hệ trục toạ độ bằng một đường cong thích hợp, ta có đồ thịbiểu diễn phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.

Tính lực quán tính của khối lượng chuyển động quay của thanh truyền (tính trênđơn vị diện tích của piston)

Từ công thức: P ko=m2 R ω2

Với: m2 : Khối lượng đơn vị của thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu

Ta có khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu là:

O là tâm chốt khuỷu, từ tâm chốt khuỷu ta kẻ đường tròn tượng trưng cho chốtkhuỷu, giá trị của lực tác dụng lên chốt khuỷu là vectơ có gốc O và ngọn là một điểmbất kỳ nằm trên đường biểu diễn đồ thị phụ tải

 Ý nghĩa đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu: qua đồ thị xác định được phụ tảitác dụng lên chốt khuỷu ứng với vị trí trục khuỷu Xác định được vị trí phụ tải cực đại,cực tiểu Đồng thời từ đồ thị ta xác định đồ thị đầu to thanh truyền và đồ thị mài mònchốt khuỷu

1.2.2.6.Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền

Để vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền ta thực hiện theo các bướcnhư sau:

Vẽ tượng trưng đầu to thanh truyền lên tờ giấy bóng, đầu nhỏ hướng xuống, tâmcủa đầu to là O

Vẽ một vòng tròn bất kì tâm O Giao điểm của đường tâm phần thân thanhtruyền với vòng tròn tâm O tại 0o

Từ điểm 0o, ghi trên vòng tròn các điểm 0, 1, 2…36 theo chiều quay trục khuỷu(chiều kim đồng hồ) và tương tự ứng với các góc α10 0 +β100

-587.5

40 9.2 49.2 230 11.0- 219.0 420 12.5 432.5 610 13.6- 596.4

50 11.0 61.0 240 12.5- 227.5 430 13.6 443.6 620 14.3- 605.7

13.6

-615.5

70 13.6 83.6 260 14.3- 245.7 450 14.5 464.5 640 14.3- 625.7

14.5

-636.4

0o;10o;20o…trùng với trục O’z về phần dương (theo chiều ngược chiều kim đồng hồ),đồng thời đánh dấu các điểm mút của véc tơ ⃗Q0 , ⃗Q10 , ⃗Q20 , ⃗Q30 , của đồ thị

phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0;10;20 Vì đây làđộng cơ 4 kỳ nên ta quay thêm một vòng nũa, tức là đến điểm 720

Nối các điểm lại bằng một đường cong thích hợp cho ta đồ thị phụ tải tác dụnglên đầu to thanh truyền

Cách xác định lực trên đồ thị phụ tải như sau:

- Giá trị của lực tác dụng lên đầu to là dộ dài đoạn thẳng nối từ tâm O đến điểmtrên đường vừa vẽ xong nhân với tỷ lệ xích

- Chiều của lực hướng từ tâm O ra ngoài

- Điểm đặt lực là giao điểm của đường nối từ tâm O đến điểm tính với vòng tròntượng trưng cho đầu to thanh truyền

 Ý nghĩa đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền: là đồ thị biểu diễn phảnlực tác dụng lên ổ trượt đầu to thanh truyền do phụ tải Q chốt khuỷu gây nên Qua đồthị ứng với mỗi vị trí ta có một giá trị phụ tải xác định về điểm đặt, phượng, chiều, độlớn

100 110 120 130 140

150160

170 180 190

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

T'[MN/m 2 ]

Z'[MN/m 2 ]

0 1 2 3

63

64 65 30

21 20

19 1817 1615

13 12 11 10 9 43 42

40 39

38

37

0

36 66

67 32

33 34 35 68

69 70

71 72

41

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

μ=

Hình 1.9 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

1.2.2.7 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu

Đồ thị mài mòn chốt khuỷu là đồ thị biểu diễn trang thái chịu lực của chốt khuỷutrong một chu trình công tác của động cơ đồng thời phản ánh dạng mài mòn lý thuyếtcủa chốt khuỷu, xác định vùng chịu lực bé nhất khi khoan lỗ dầu bôi trơn Đảm bảo đưadầu nhờn vào ổ trượt ở vị trí có khe hở giữa trục và bạc lót của ổ lớn nhất Áp suất bélàm cho dầu nhờn lưu động dễ dàng

Để xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu ta dùng các giả thuyết sau:

 Tính toán động cơ ở tốc độ định mức

 Độ mài mòn tác tỷ lệ với lực tác dụng lên chốt khuỷu

 Tại một điểm trên chốt khuỷu lức tác dụng sẽ gây ảnh hưởng lên vùng lân cận về

cả hai phía trong phạm vi 1200(mỗi phía 600)

Để vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu ta thực hiện theo các bước như sau:

 Từ tâm O của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ đường tròn (O,R) vớibán kính tùy ý (vòng tròn đặc trưng mặt chốt khuỷu)

 Chia đường tròn thành 24 phần bằng nhau, đánh số thứ tự theo chiều quy ướcngược chiều kim đồng hồ

 Từ các điểm 0, 1, 2…23 trên vòng tròn gạch cát tuyến O0; O1;O2,…,O23 cắt đồthị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ở các điểm khác nhau

 Tính hợp lực ∑Q’: từ các điểm 0, 1, 2 23 ta kẻ qua tâm O và kéo dài, các tia nàysẽ cắt đồ thị phụ tải và có bao nhiêu điểm giao nhau thì có bấy nhiêu lực tác dụngtại một điểm

Nên ta có: ∑Q’i= Qi1+ Qi2+ Qi3 + Qin

Với: i là điểm chia bất kỳ, n là số giao điểm của tia chia và đồ thị phụ tải

 Ghi kết quả tính được vào bảng trong pham vi tác dụng 1200

 Tính ∑Q theo dòng:

 ∑Q = ∑Q’0 + ∑Q’1 + +∑Q’23

 Chọn tỷ lệ xích:μ∑Q = 2,1[MN/m2.mm]

 Có được ∑ Q ta tiến hành thực hiện các bước vẽ đồ thị như sau:

 Vẽ đường tròn tượng trưng cho chốt khuỷu

 Chia đường tròn thành 24 phần bằng nhau đồng thời đánh số thứ tự 0,1,2…23 theochiều ngược chiều kim đồng hồ

 Đặt các giá trị ∑ Q từ đường tròn hướng về tâm theo thứ tự các điểm.

 Nối các điểm lại với nhau bằng một đường cong thích hợp ta được đường cong thểhiện đồ thị mài mòn chốt khuỷu

 Ta có bảng giá trị sau:

Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0414)

SVTH:Đặng Văn Chướng -Lớp 11C4B Trang 37

4

55 7.

4

55 7.

4

55 7.

4

55 7.

4

55 7.

4

55 7 4

47 5

47 5

4 7 5

47 5

47 5

47 5

0 0

0 0

0 0

0 0

0

0 0 0

∑'Q

0 0

0

0 0

0 0

0

0 0 0 0

∑'Q

0 0

0

0 0

0 0

0

0 0 0 0 0

∑'Q

10

0 0

0

0 0

0 0

0

0 0 0 0 0 0

∑'Q

11

0

0 0

0 0

0 0

0

0 0 0 0 0 0

∑'Q

0 0

0 0

0

0 0 0 0 0 0

∑'Q

0 0

0 0

0

0 0 0 0 0 0 0

∑'Q

6 9 0

6 9 0

6 9

6 9

6 9

6 9

6 9

6 9

6 9

∑'Q

4 8 0

4 8

4 8

4 8

4 8

4 8

4 8

4 8

4 8

∑'Q

3 9

3 9

3 9

3 9

3 9

3 9

3 9

3 5

3 5

3 5

3 5

3 5

5

3 1.

5

3 1 5

3 1 5

3 1.

5

3 1.

5

31 5

31 5

31 5

∑'Q

3 2

3 2

3 2

3 2

3 3 5

3 3.

5

3 3.

5

33 5

33 5

33 5

33 5

∑'Q

21 37.0 37.0

3 7

3 7

5

4 2.

5

42 5

42 5

42 5 42 5