Tính toán động lực học cấu trục khuỷu truyền cho động Điezen

Cơ sở tính toán... Tính toán động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền: 1- Dịch chuyển của piston... Dùng ph-ơng pháp cộng đồ thị ta thu đợc P.. Kết quả thu đợc nh bảng sau:... 2- Đồ

Tính toán động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh

truyền cho động cơ Điezen INter

Kích thớc xilanh và hành trình công tác : 80  110

Số xilanh : 6

Tỉ số nén : 17

Công suất lớn nhất : 110 (ml)

Số vòng quay lớn nhất : 3000 (v/ph)

I Cơ sở tính toán.

Để tính toán động lực học và xây dựng các đồ thị ta dựa vào các thông

số sau:

1 - Lực khí thể:

Do kết quả tính toán nhiệt đã xác định đợc các thông số của lực khí thể:

Pa = 0,94 (kG/cm2)

Pz = 73,45 (kG/cm2)

Pr = 1,1 (kG/cm2)

Pc = 43,2 (kG/cm2)

Pb = 4,31 (kG/cm2)

2 - Bán kính quay của trục khuỷu:

R = S/2

S = 110 (mm) : Hành trình của piston

R = 110/2 = 55 (mm)

3 - Chiều dài thanh truyền:

L = R/

Chọn  = 1/4 : Tham số kết cấu

L = 55/0,25 = 220 (mm)

4 - Vận tốc góc trục khuỷu:

w = .ne/30

ne : số vòng quay của trục khuỷu ứng với Nemax

nN = 3000 (v/ph)

w = 3,14.3000/30 = 314 (rad/s)

5 - Đờng kính piston:

D = 80 (mm)

6 - Khối lợng nhóm piston:

Bao gồm:

Khối lợng piston Khối lợng chốt piston Khối lợng sécmăng Khối lợng vòng hãm chốt piston Tra bảng:

np = 0,02 (kg/cm2) Tổng khối lợng nhóm piston:

mnp = m’

np.Fp = 0,02.3,14.82/4 = 1,0048 kg

7 - Khối lợng nhóm thanh truyền:

Bao gồm:

Khối lợng thanh truyền Khối lợng bạc lót Khối lợng bulông thanh truyền Tra bảng:

m’

tt = 0,03 (kg/cm2) Tổng khối lợng nhóm thanh truyền:

mtt = m’

tt.Fp = 0,03.3,14.82/4 = 1,5072 kg

8 - Khối lợng nhóm tham gia chuyển động tịnh tiến M 1

Bao gồm:

+ Khối lợng đầu nhỏ thanh truyền:

m1 = (0,275  0,35).mtt

lấy m1 = 0,35.1,5072 = 0,5275 kg + Khối lợng nhóm piston:

mnp = 1,0048 kg Tổng khối lợng nhóm tham gia chuyển động tịnh tiến:

m = m1 + mnp = 0,5275 + 1,0048 = 1,5323 kg

9 - Khối lợng tham gia chuyển động quay M 2

Bao gồm:

Khối lợng đầu to thanh truyền và các bulông:

m2 = 0,7.mtt = 0,7.1,5072 = 1,055 kg

10 - Khối lợng vận động thẳng tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston

m = M1/Fp

Fp : diện tích đỉnh piston

m = 1,5323/(3,14.82/4) = 0,03 (kg/cm2)

11 - Khối lợng vận động quay tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston

m2 = M2/Fp = 1,055/(3,14.82/4) = 0,02 (kg/cm2)

12 - Tỷ số nén: =17

13 - Xuất tiêu hao nhiên liệu: ge = 210

14 - Góc phun nhiên liệu sớm:  =150

15 - Góc mở sớm van nạp: 1 = 100

16 - Góc đóng muộn van nạp: 2 =300

17 - Góc mở sớm van thải: 3 = 300

18 - Góc đóng muộn van thải: 4 = 100

II Tính toán động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:

1- Dịch chuyển của piston.

Ta có:

X = R.[(1 - cos) + (1 - cos2)./4]

Trong đó:

X - khoảng dịch chuyển của piston (mm)

R - bán kính quay trục khuỷu (mm)

 - tham số kết cấu

Ta có bảng kết quả sau:

360 0.0000 0.0000

2- Xác định vận tốc của piston

Ta có:

V = R.w.[sin + (/2).sin2]

Trong đó:

V - Vận tốc piston (m/s)

R - bán kính quay trục khuỷu (m)

w - vận tốc góc trục khuỷu (rad/s)

Ta có bảng kết quả sau:

-290 -1.0200 17.6161

-3- Xác định gia tốc của piston

Ta có:

J = R.w2.(cos + .cos2) Trong đó:

J - gia tèc cña piston (m/s2) víi c¸c gi¸ trÞ cña (cos + .cos2) ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau:

III Tính toán động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

1- Lực quán tính

Pj = -m.R.w2.(cos + .cos2)

Ta có kết quả ở bảng sau:

90 -0.2500 4].0671 +

-2- Lực khí thể

Từ kết quả tính toán nhiệt, ta vẽ đợc đồ thị công trên toạ độ P - V nh trên bản vẽ Khai triển đồ thị từ P - V sang đồ thị P -  ta sẽ thu đợc các giá trị của lực khí thể

IV Xây dựng các đồ thị

1- Đồ thị P-

Trên hệ trục P- sau khi khai triển thu đợc Pkt ta vẽ đồ thị Pj Dùng

ph-ơng pháp cộng đồ thị ta thu đợc P

Kết quả thu đợc nh bảng sau:

150 -0.74]10 12.0553 -1.0000 11.0553

2- Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.

Trớc hết ta tính giá trị các lực thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến

Lực pháp tuyến:

Z = P.[cos(+)/cos]

Lực tiếp tuyến:

T = P.[sin(+)/cos]

Kết quả tính đợc thể hiện theo bảng sau:

600 -0.6921 -0.7551 -8.24]4]0 -7.5561

Với kết quả thu đợc nh trên ta tiến hành xây dựng đồ thị:

+ Vẽ hệ trục T - Z

+ Xác định các trị số T và Z tại các vị trí từ 00 tới 7200 + Từ gốc của đồ thị ta dịch xuống dới một đoạn

Pk0 = -m2.w2.R = (0,02.3142.5,5)/1000 = 11,45 (kG/cm2)

Từ đồ thị nếu ta nối O với bất kỳ một điểm nào trên hình vẽ ta sẽ xác

định đợc véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

Căn cứ vào đồ thị phụ tải này ta vẽ đợc đồ thị Q - 

Đếm ô ta có tổng diện tích là : (mm2) với chiều dài (mm)

 Qtb =

Do đó hệ số va đập là  = Qmax/Qtb =

3- Đồ thị mài mòn chốt khuỷu.

Để xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu ta chú ý hai giả thiết :

+ Độ mòn tỷ lệ thuận với lực tác dụng + Phạm vi tác dụng lực là 120o

Trớc hết ta tính hợp lực tác dụng trên các điểm của bề mặt chốt khuỷu

sau đó thống kê phạm vi tác dụng của lực nh bảng phía dới

Xây dựng đồ thị:

+ Dựng đờng tròn bán kính 100 mm

+ Chia đờng tròn thành 12 phần bằng nhau, đánh số từ 0 đến 11

+ Nối các điểm 0,1,2,…11 với O

+ Xác định độ dài các đoạn theo tỷ lệ nhất định với hợp lực Q

Căn cứ vào đồ thị mài mòn ta có vị trí khoan lỗ dầu

Q 11

V Sơ đồ: Lực và mômen tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

VI Tính toán sức bền ống lót silanh ớt

Coi Pz phân bố đều và ứng suất kéo tác dụng lên phơng tiếp tuyến có trị số lớn nhất :

max = (2 D2 +D2) Pz / (D2 -D2 )(MN/m2)

Ta có:

D = 80(mm); Pz = 73,45(KG/cm2)= 7,345(MN/m2)

Chọn D2 = D1+20( mm)

D1 =D + =80+ (mm)

max = (2 (80+)2+ 802 ).7,345/((80+)2-( 100+)2)(MN/m2)

Chän vËt liÖu chÕ t¹o èng lãt silanh b»ng gang hîp kim :

[ k] =40  60( MN/m2)

max < [ k] = 40  60( MN/m2)

  12,3421

øng suÊt kÐo híng tiÕp tuyÕn ë mÆt ngoµi :

kx min = 2D2 .Pz /(D1 -D2 ) (MN/m2) (MN/cm2) = 2 802 7,345/ ((80+)2-( 100+)2) (MN/m2)

kx min < max

øng suÊt kÐo híng kÝnh mÆt trong:

ky min = -Pz =- 7,345

ky max =0 Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn ta chän  = 13(mm)

10 0

11