động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Chuyển vị của Piston Chuyển vị của Piston đợc xác định theo công thức gần đúng cos 1.. Gia tốc chuyển động của Piston _ Gia tốc chuyển động của Piston đợc xác định theo công thức gần

1.1 Chuyển vị của Piston

Chuyển vị của Piston đợc xác định theo công thức gần đúng

cos 1

R X

Tính toán theo từng 10 O một ta có bảng thống kê sau

R dt

α ω

2 sin 2

sin

R V

R V

1.3 Gia tốc chuyển động của Piston

_ Gia tốc chuyển động của Piston đợc xác định theo công thức gần đúng

ω

α ω

2 cos

cos 2

2

R J

R J

Mục đích của việc tính toán động lực học là xác định các lực do hợplực của hai loại lực trên đây tác dụng lên CCTKTT và mô men do chínhchúng sinh ra để làm cơ sở cho việc tính toán cân bằng động cơ, tính toán sứcbền của các chi tiết, nghiên cứu trạng thái mài mòn và tính toán dao độngxoắn của hệ trục khuỷu.

Việc khảo sát động lực học đợc dựa trên phơng pháp và quan điểm củacơ học lý thuyết Các lực và mô men trong tính toán động lực học đợc biểudiễn dới dạng hàm số của góc quay trục khuỷu α và quy ớc là pittong ở ĐCTthì α = 00 Ngoài ra, các lực này thờng đợc tính với một đơn vị diện tích đỉnh

- Đồ thị vectơ phụ tải dùng để:

Xác định phụ tải nhằm xem xét quy luật mài mòn bề mặt làm việc

Xác định khu vực chịu lực bé nhất và trung bình để đánh giá nhằm chọn

vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn

Xác định đơn vị phụ tải lớn nhất và trung bình để đánh giá mức độ va đập

- Để dựng đồ thị ấy, trớc tiên ta phải xác định các lực tác dụng: lực tiếptuyến T, lực pháp tuyến Z và lực li tâm Pk0 do khối lợng m2 gây ra

Cộng hai đồ thị đó lại sẽ đợc sự biến thiên của lực P theo 

+)Tiếp theo sẽ xác định đợc sự biến thiên của lực tiếp tuyến:

T =

β

β α

= ++

=

21, 27 ln 0,92

p

=

74,5 ln

4, 28 ln10,5

=1,215 (kG/cm2)

- LËp b¶ng: i =

4 1

Khoảng di chuyển : OO’= R = 43

4.2 = 5,375 (mm) Hiệu chỉnh điểm c’ : Góc đánh lửa sớm ϕs = 90

Hiệu chỉnh điểm c”: Pc,, = 1,25 Pc = 1,25.21,27 = 26,587 (kG/cm2)

Hiệu chỉnh điểm r’: Góc mở sớm van nạp : ϕ1 = 80

a’: Góc đóng muộn van nạp : ϕ2 = 460

r” : Góc đóng muộn van thải : ϕ4 = 180

b’: Góc mở sớm van thải : ϕ 3 = 520

Hiệu chỉnh điểm z’ : áp suất cực đại của động cơ

0,85.Pz = Pz’ , Vz’ = Vz

2.2/Khai triển đồ thị công P-V sang đồ thị P-α :

Do pkt = p - po ,với p là áp suất đã xác định ở đồ thị công Vì vậy ta xác

định áp suất khí thể nh sau:

- Theo phơng pháp Brích ta khai triển đồ thị P-V sang đồ thị P-α

- Dựng đờng tròn Brich có bán kính 2R=la-lc,đờng tròn (O,R).Từ O lấy một

đoạn OO’ về phía điểm chết trên một khoảng OO’=R.λ/2=R/8

- Từ O chia nửa đờng tròn thành tng khoảng 30o một ,từ 0 đến 720otơng ứng với 24 khoảng.Nối O1,O2,°O24.Từ O’ kẻ O’1’,O’2’°O’24’ tơng ứng song song với O1,O2°O24.Từ 1’,2’,°24’ dóng lên song song với trục Pz cắt

đồ thị công tại 24 vị trí trên đồ thị vừa vẽ trớc

- Dựng đồ thị P-α bằng cách lấy gốc sao cho trục hoành trùng phơng với ờng P0 của đồ thị P-V

Chia trục hoành thành 72 phần bằng nhau tơng ứng với mỗi phần là 10o

Từ mỗi điểm trên trục hoành dóng lên và mỗi điểm trên đồ thị P-V tơng ứng dóng sang ta đợc một điểm tơng ứng trên đồ thị Pkt-α

2s m

- Từ đồ thị công ta khai triển theo phơng pháp sử dụng vòng tròn Brick ta đợc

đồ thị lực khí thể Pkttheo góc α và từ đồ thị Pj theo góc α ta cộng hai đồ thịlại ta đợc đồ thị lực tổng P∑= Pkt+ Pj

2.5/Vẽ đồ thị T và Z

- Từ đồ thị P∑ ta đo các giá trị P∑ ứng với các góc α sau đó ta chia cho tỉ lệxích p= 0,0025 (MPa/mm) ta đợc bảng các giá trị P∑ ứng với các góc α Tatính :

T = P∑

) cos(

) sin(

β

β

α +

với góc : β= arcsin(λ sin α )

+) R = 0,043 (m) : là bán kính quay của trục khuỷu

+) ω = 586,13 (rad/s): là vận tốc góc

Từ O’ dựng các vectơ Q tơng ứng với các điểm trên đồ thị T- Z

2.6 Triển khai đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu sang đồ thị Q c

-α :

8 126 max

max

tb

Q k

k

= 4 ( đối với động cơ một hàng xylanh)

* Khi vẽ đồ thị mài mũn ta cần sử dụng một số giả thiết sau:

+ Lượng mũn tỷ lệ thuận với lực tỏc dụng

+ Lực tỏc dụng gõy mài mũn bề mặt trục trờn phạm vi 1200 ( 600 về mỗi bờn)

+ Khụng xột đến điều kiện làm việc thực tế của cổ trục, cổ chốt

* Cỏch vẽ được thể hiện như sau:

+ Vẽ một vũng trũn bỏn kớnh ρ = 100 mm biểu hiện chốt khuỷu

+ Chia vũng trũn thành 24 phần đều nhau, được đỏnh số lần lượt 0, 1,

2, …, 23

+ Xỏc định tổng QΣi tỏc dụng lờn cỏc điểm thứ i (dựa vào đồ thị phụ tải tỏc dụng lờn chốt khuỷu) sau đú ta lập bảng cỏc giỏ trị đú của QΣi

+ Xỏc định ΣQi bàng cỏch cộng tất cả cỏc lực QΣp tỏc dụng lờn mỗi điểm

lỗ dẫn dầu bụi trơn

σu =

4

1

Pz 22δ

d

(KG/cm2)Trong đó :

Pz : áp suất khí thể lớn nhất (KG/cm2 )

ứng suất uốn cho phép nằm trong pham vi sau:

• đối với thép cac bon: [σu] = 800KG/cm2

• đối với thép hợp kim : [σu] = 1200KG/cm2

Nh vậy xupap không thoả mãn điều kiện chịu uốn

khi trục cam trực tiếp dẫn động xupap cần kiểm tra áp suất nén của thân xupap khi chịu mô men uốn áp suất cực đại kiểm tra theo công thức sau:

l: chiều dài phần thân tiếp xúc với ống dẫn hớng (mm)

x: khoảng cách từ lực tác dụng đến đờng tâm xupap(mm)

[kmax] = 20(KG/cm2 )