Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V40316, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ X1V40316

2.2.1.4. Nhóm trục khuỷu:Trục khuỷu động cơ được chế tạo bằng thép nhờ công nghệ rèn khuôn, được tăng bền bằng tôi cao tần. Trục khuỷu có năm cổ trục và bốn cổ chốt. Trên các má khuỷu có bố trí các đối trọng có tác dụng để làm giảm phụ tải cho ổ trục và cổ trục, má khuỷu và đối trọng được chế tạo liền với má khuỷu. Hình 2.4. Trục khuỷu1 – Đầu trục khuỷa ; 2 Rotor cảm biến vị trí trục khuỷa ; 3Lỗ dẫn dầu bôi trơn ; 4 –Cổ trục ; 5 Chốt khuỷa ; 6 – Đối trọng ; 7 Đuôi trục khuỷa Ở đầu trục khuỷu có chế tạo rãnh then bán nguyệt để lắp bánh răng dẫn động bơm dầu và pu li bơm nước.Trong thân trục khuỷu có làm các rãnh dầu bôi trơn để cấp dầu tới các bề mặt ma sát giữa bạc lót và cổ trục cũng như cổ chốt.Đuôi trục khuỷu có gia công mặt bích để bắt chặt với bánh đà.Bánh đà được đúc bằng gang, trên bề mặt trụ ngoài có ép vành răng chế tạo bằng thép để khởi động động cơ. Bề mặt của các răng trên vành răng được tôi cao tần đạt độ cứng HRC từ 49 đến 55. Bánh đà được bắt vào mặt bích của đuôi trục khuỷu nhờ các bu lông chịu lực.Bạc cổ trục chính và cổ chốt có kết cấu hai nửa tháo rời, vật liệu ba lớp với lớp làm việc được làm bằng hợp kim.Bạc trên và bạc dưới của cổ trục chính không lắp lẫn cho nhau được. Nửa bạc trên có lỗ dẫn dầu và có lỗ nhỏ để phân phối dầu.2.2.2. Cơ cấu phân phối khíCơ cấu phối khí có nhiệm vụ xác định thời điểm và điều khiển quá trình đóng mở xupap để thực hiện việc nạp hỗn hợp cháy cũng như thải sản vật cháy ra khỏi xy lanh động cơ. Cơ cấu phối khí động cơ 1NZFE là cơ cấu phối khí sử dụng xupap treo, dẫn động gián tiếp thông qua cò mổ. Trục cam được bố trí trên thân máy và được dẫn động từ trục khuỷu qua bộ truyền đai. 3Hình 2.5 Cơ cấu phân phối khí1 Tay căng xích ; 2 Thiết bị kéo căng ; 3 Bộ điều khiển phối khí (VVTi) ; 4 Xích dẫn động trục cam ; 5 Trục cam nạp; 6Trục cam thải; 7Bộ phận dẫn hướng xích.a.Trục cam:Trục cam được chế tạo bằng thép. Trên trục cam có 8 vấu cam được bố trí lệch nhau một góc 450 và có 5 ổ đỡ.Trên các ổ đỡ trục cam có gia công các lỗ dẫn dầu bôi trơn. Đầu trục cam có then bán nguyệt để lắp bánh răng dẫn động từ trục khuỷu. Hình 2.6. Trục camb. Dẫn động xupap: Xu páp nạp và xu páp xả được chế tạo từ thép chịu nhiệt. Bề mặt làm việc của xu páp xả được làm bằng vật liệu hợp kim có tính chống mòn cao. Xu páp dịch chuyển trong ống đẫn hướng, trên ống dẫn hướng của xu páp nạp người ta đặt vòng làm kín để hạn chế dầu đi vào khe hở giữa thân xu páp và ống dẫn hướng. Để ép xu páp vào đế xu páp , phần cuối của thân xu páp có gia công một rãnh để cài móng hãm đuôi xupáp, lò xo tỳ ép vào đế. Hình 2.7. Sơ đồ dẫn động xupap1 Xupap ; 2 con đội ; 3 vấu cam 2.2.3. Hệ thống bôi trơn, làm mát.2.2.3.1. Hệ thống bôi trơn Hệ thống bôi trơn của động cơ kiểu cưỡng bức dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chi tiết chuyển động của động cơ.Hệ thống bôi trơn gồm: Bơm dầu, bầu lọc dầu, cácte dầu, các đường ống... dầu sẽ từ cácte được hút bằng bơm dầu, qua lọc dầu, vào các đường dầu dọc thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào các bạc biên, theo các lỗ phun lên thành xylanh, từ trục cam vào các bạc trục cam, rồi theo các đường dẫn dầu tự chảy về

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

I XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ X1V4-0316 2

1.1 Xây dựng đồ thị công 2

1.1.1 Các thông số xây dựng đồ thị 2

1.1.1.1 Các thông số cho trước 2

1.1.2 Xây dựng đường nén 4

1.1.3 Xây dựng đường giãn nở 4

1.1.4 Biểu diễn các thông số 5

1.1.5 Xác định các điểm đặc biệt 6

1.1.6 Vẽ và hiệu chỉnh đồ thị công 8

1.2 Động học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ 10

1.2.1 Xây dựng đồ thị chuyển vị piston bằng phương pháp đồ thị Brick 10

1.2.2 Xây dựng đồ thị vận tốc 11

1.2.3 Xây dựng đồ thị gia tốc bằng phương pháp đồ thị Tôlê 13

1.3 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ 15 1.3.1 Xác định khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến 15

1.3.2 Xây dựng đồ thị lực quán tính –P J – V 16

1.3.3 Vẽ đồ thị khai triển P kt -  17

1.3.4 Vẽ đồ thị khai triển P J -  17

1.3.5 Vẽ đồ thị P 1 -  17

1.3.6 Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N theo α 21

1.3.7 Xây dựng đồ thị T -  25

1.3.8 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 27

1.3.9 Khai triển đồ thị Q -  29

1.3.10 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 34

II PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO– 1NZ-FE 45

2.1 Thông số kỹ thuật động cơ chọn tham khảo 1NZ-FE 45

2.2 Phân tích một số đặc điểm kết cấu của động cơ 1NZ-FE 46

2.2.1 Nhóm piston, thanh truyền, trục khuỷu 47

2.2.1.1 Thân máy: 47

2.2.1.2 Nắp máy 48

2.2.1.3 Nhóm piston - thanh truyền 49

2.2.2 Cơ cấu phân phối khí 52

2.2.3 Hệ thống bôi trơn, làm mát 55

2.2.3.1 Hệ thống bôi trơn 55

2.2.3.2 Hệ thống làm mát 55

2.2.4 Hệ thống nhiên liệu 56

III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ X1V4-0316 58

3.1 Mục đích và yêu cầu của hệ thống phân phối khí 58

3.1.1 Mục đích của hệ thống phân phối khí 58

3.1.2 Yêu cầu của hệ thống phân phối khí 58

3.2 Nhiệm vụ của hệ thống phân phối khí 59

KẾT LUẬN 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đầy, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh Bên cạnh đó kỹthuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ,trong đó có ngành cơ khí động lực nói chung

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 cơ khí động lực của ta mới pháttriển được

Sau khi được học hai môn chính của ngành động cơ đốt trong (Nguyên lý động cơđốt trong và Kết cấu động cơ đốt trong) cùng một số môn cơ sở khác (sức bền vật liệu,

cơ lý thuyết, ), sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học “Thiết Kế Động CơĐốt Trong” Đây là một phần quan trọng trong nội dung học tập của sinh viên, nhằmtạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết mộtvấn đề cụ thể của ngành

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu, làmviệc một cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nhất Tuy nhiên, vì bảnthân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể không cónhững thiếu sót, mong quý thầy cô góp ý giúp đỡ thêm để em hoàn thành tốt nhiệm vụ.Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tình truyền đạt

lại những kiến thức quý báu cho em Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Dương

Việt Dũng đã quan tâm, nhiệt tình hướng dẫn trong quá trình làm đồ án Em rất mong

muốn nhận được sự xem xét và chỉ dẫn của các thầy để em ngày càng hoàn thiện kiếnthức của mình

Sinh Viên Thực Hiện Trần MinhHải

1

I XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ

X1V4-0316 1.1 Xây dựng đồ thị công

1.1.1 Các thông số xây dựng đồ thị

1.1.1.1 Các thông số cho trước

Khối lượng nhóm piston ( kg) m pt 0.6

- Tốc độ trung bình của pisto

z b

ρ ε

p δ

p p

π.D S.

2

] 0,3739).p[dm 4

2 , 10

5260 π 30

π.n

3

1.1.2 Xây dựng đường nén

Gọi pnx, Vnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ.Vì quátrình nén là quá trình đa biến nên:

const V

n nx

c c nx

V

Vp

c p ε

1,34

10,2 0,08



=1,79).p7[MN/m2]

1.1.3 Xây dựng đường giãn nở

Gọi pgnx, Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ.Vìquá trình giãn nở là quá trình đa biến nên ta có:

const V

n gnx

V

V p

z n

z gnx

z gnx

VρVp

VV

pp

Khi đó ta có áp suất giãn nở tại điểm bất kỳ x:

2 2

n

n z gnx

i

ρp

1.1.4 Biểu diễn các thông số

- Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 15 [mm]



cbd

c V

V

V

0,002666 15

μ

V

24 , 140 0.002666

p

p

02722 , 0 180

2.5Vc 2.5 0.1 37.5 3.41 0.53 19).p.34 3.14 1.56 57.263Vc 3.0 0.12 45.0 4.36 0.41 15.15 3.9).p5 1.24 45.59).p3.5Vc 3.5 0.14 52.5 5.36 0.34 12.32 4.79).p 1.02 37.60

5.5Vc 5.5 0.22 82.5 9).p.82 0.18 6.72 8.42 0.58 21.376Vc 6.0 0.24 9).p0.0 11.03 0.16 5.9).p8 9).p.39).p 0.52 19).p.176.5Vc 6.5 0.26 9).p7.5 12.28 0.15 5.38 10.38 0.47 17.347Vc 7.0 0.28 105.0 13.57 0.13 4.87 11.39).p 0.43 15.817.5Vc 7.5 0.30 112.5 14.88 0.12 4.44 12.41 0.39).p 14.50

8.5Vc 8.5 0.34 127.5 17.60 0.10 3.75 14.51 0.34 12.409).pVc 9).p.0 0.36 135.0 19).p.00 0.09).p 3.48 15.59).p 0.31 11.55

Vc = 0,04 [dm3]

r (0,04;0,11)

- Điểm mở sớm của xu páp nạp r’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α1

- Điểm đóng muộn của xupáp thải r’’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α4

- Điểm đóng muộn của xupáp nạp a’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α2

- Điểm mở sớm của xupáp thải b’: xác định từ đồ thị Brick ứng với α3

b’’ 0,46719).p 0.2535 141 10.370

1.1.6 Vẽ và hiệu chỉnh đồ thị công

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

+ Chọn tỉ lệ xích: Biểu diễn áp suất cực đại Pzbd = 160 220 mm

zbd

z p

p

p

μ  [MN/(m2.mm)]

02722 , 0 180

+ 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

Vẽ đồ thị brick phía trên đồ thị công Lấy bán kính cung tròn R bằng ½ khoảng

s

v h

th bd

th

)0022666,

0/3739).p,0(

87)

.

- Giá trị biểu diễn :

8

OO’= 8 , 285

63 0 2

5 , 43 24 , 0

 Mở sớm (b’) đóng muộn (r’’) xupap thải

 Mở sớm (r’) đóng muộn (a’) xupap hút

- Áp suất cực đại của chu trình thực tế thường nhỏ hơn áp suất cực đại trong tínhtoán :

pz’ = 0,85.pz = 0,85.4,9).p= 4,165 (MN/m2)

Vẽ đường đẳng áp pz’ = 4,165 (MN/m2)

Từ đồ thị Brick xác định góc 100 gióng xuống cắt đoạn đẳng áp tại z’

- 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

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

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

9

1.2 Động học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ

1.2.1 Xây dựng đồ thị chuyển vị piston bằng phương pháp đồ thị Brick

s

v h

th bd

th

)002666,

0/3739).p,0(

87)

43,5 μ

R R

- Muốn xác định chuyển vị của piston ứng với góc quay trục khuỷu là α =10o, 20o,

30o, ta làm như sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB(hình 1.2) Hạ MC vuông góc với AD Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chếttrên) và điểm D ứng với khi =1800 (vị trí điểm chết dưới).Theo Brick đoạn AC = x

- Thật vậy, ta có thể chứng minh điều này rất dễ dàng

Từ hình 1.1 ta có:

10

AC = AO - OC = AO - (CO’ - OO’) = R - MO’.Cos + R./2

2

λ R R MO'   

- Thay quan hệ trên vào công thức tính AC, sau khi chỉnh lý ta có :

4

λ cosα 1 R α cos 1 2

λ cosα 1

239).p60,9).p3 μ

R R

550,8259).p 5

, 43 0,24 2

ω R λ

- Giá trị biểu diễn của R2 là:

28 , 8 347.02

2875,3 μ

R R

- Trên nửa vòng tròn R1 ta đánh số thứ tự từ 0, 1, 2, , 18 theo chiều ngược kimđồng hồ, còn trên vòng tròn bán kính R2 ta đánh số 0’,1’,2’, , 18’ theo chiều kim đồng

hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA

- Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn bán kính R1, ta dóng các đường thẳng vuônggóc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vòng tròn bán kính R2 ta kẻ cácđường thẳng song song với AB Các đường kẻ này sẽ cắt nhau tương ứng theo từngcặp 0-0’;1-1’; ;18-18’ tại các điểm lần lượt là 0, a, b, c, , 18 Nối các điểm này lạibằng một đường cong và cùng với nửa vòng tròn bán kính R1 biểu diễn trị số vận tốc vbằng các đoạn 0, a,2b,3c, , 0 ứng với các góc 0, 1,2, 3 18 Phần giới hạn củađường cong này và nửa vòng tròn lớn gọi là giới hạn vận tốc của piston

- Vẽ hệ toạ độ vuông góc OvS trùng với hệ toạ độ OS , trục thẳng đứng Ov trùngvới trục O Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, ta kẻ các đường thẳng song song với

trục Ov cắt trục Os tại các điểm 0, 1, 2, 3, , 18 Từ các điểm này, ta đặt các đoạn

thẳng 00, 1a, 2b, 3c, , 1818 song song với trục Ovvà có khoảng cách bằng khoảngcách các đoạn 0, a,2b,3c, , 0 Nối các điểm 0, a ,b c, , 18 lại với nhau ta có đườngcong biểu diễn vận tốc của piston v=f(S)

12

0 20 40 60 80

A 0

1

2

3

4 5 6

8 9).p 10 11

12 13 14 15 16 17

18 B

5' 6' 7' 9).p' 10' 12' 13' 14' 15' 16' 17' 0'

3' 4' 2'

100 120 140 160 180

1.2.3 Xây dựng đồ thị gia tốc bằng phương pháp đồ thị Tôlê

- Theo phương pháp giải tích lấy đạo hàm của vận tốc theo thời gian ta có côngthức để tính gia tốc của piston:

) cos2 λ (cosα ω

16365,89).p 0,24)

(1 8259).p , 550 10 5 ,

-10445,77 0,24)

(1 8259).p , 550 10 3 ,

8259).p , 550 63 , 0

- Vẽ hệ trục J - s

- Lấy đoạn thẳng AB trên trục Os, với:

138 0,63

87 μ

S AB

16365,89).p μ

J AC

10445,77 -

μ

J BD

-49).p,71 19).p1,15

8259).p , 550 43,5.10 0,24

- Nối đoạn CF và DF, ta phân chia các đoạn CF và DF thành 8 đoạn nhỏ bằng nhau

và ghi số thứ tự cùng chiều, chẳng hạn như trên đoạn CF: C, 1, 2, 3, 4, F; trên đoạnFD: F, 1’, 2’, 3’,4’,D Nối các điểm chia 11',22',33', Đường bao của các đoạn này làđường cong biểu diễn gia tốc của piston: J = f(s)

14

ÂCT C

B ÂCD

D F

E

3 2 1

Hình 1- 3: Đồ thị gia tốc J=f(S) của động cơ X1V4-0316

1.3 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ

1.3.1 Xác định khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến

- Các chi tiết máy trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền tham gia vào chuyển độngtịnh tiến bao gồm các chi tiết trong nhóm piston và khối lượng của thanh truyền quydẫn về đầu nhỏ thanh truyền

Trong đó:

+ mpt: Khối lượng nhóm piston Theo đề ta có mpt = 0,6 [kg]

+ m1: Khối lượng thanh truyền qui dẫn về đầu nhỏ thanh truyền Được chọn tùytheo loại động cơ ôtô máy kéo hay tàu thủy, tĩnh tại Vì động cơ đang thiết kế có cácthông số phù hợp với động cơ ôtô máy kéo nên ta chọn m1 trong khoảng

- Vậy khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến là:

- 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 đỉnh Piston

19).p5,4 4

0,074 π 0,84

4 πD

m' F

- Từ công thức (1.37) ta xác định được:

max Jmax m J

3,19).p7 16365,89).p

10 19).p5,4 6

- Đồ thị PJ này vẽ chung với đồ thị công P-V

- Cách vẽ tiến hành tương tự như cách vẽ đồ thị J - S, với

- Chọn tỷ lệ xích trùng với tỷ lệ xích đồ thị công

02722 , 0 μ

- Trục hoành trùng với trục Po của đồ thị công

117,45 0,02722

3,19).p7 μ

P AC

2,04 - μ

P BD

22 , 68 0,02722

8259).p , 550 24 , 0 10 5 , 43 10 19).p5,4

- Trên trục O ta chia 10o một, ứng với tỷ lệ xích  = 2 [o/mm].

- Kết hợp đồ thị Brick và đồ thị công như ta đã vẽ ở trên, ta tiến hành khai triểnnhư sau:

+ Từ các điểm chia trên đồ thi Brick, dóng các đường thẳng song song với OP

và cắt đồ thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, cháy giãn nở và thải Qua các giao điểm này ta kẻ các đường ngang song song với trụchoành sang hệ trục toạ độ OP

-+Từ các điểm chia trên trục O, kẻ các đường song song với trục OP, nhữngđường này cắt các đường dóng ngang tại các điểm ứng với các góc chia của đồ thịBrick và phù hợp với quá trình làm việc của động cơ Nối các giao điểm này lại ta cóđường cong khai triển đồ thị Pkt -  với tỷ lệ xích :

Hình 1-5: Đồ thị lực khai triển Pkt - ; Pj - ; P1 - 

1.3.6 Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N theo α

Pkh N

l Pk

T Ptt

N

Z

Ptt O







Hình 1-6: Hệ lực tác dụng trên cơ cấu khuỷu trục thanh truyền giao tâm

- Lực tiếp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu:

370 0.2140 0.9770 0.2035 0.9289 0.0399 7.4743 34.123 1.4669

380 0.4190 0.9110 0.2213 0.4811 0.0433 8.1286 17.673 1.590839).p0 0.6040 0.8050 -0.1019 -0.1359 -0.0203 -3.7448 -4.991 -0.7440

700 -0.4190 0.9110 1.2089 -2.6284 0.2366 44.4086 -96.554 8.6909

710 -0.2150 0.9770 0.6660 -3.0263 0.1301 24.4642 -111.170 4.7791

ΣTT ΣTTbd

-1.0176 -12.4607 -2.0779).p -25.4432 -3.19).p10 -39).p.0740 -3.9).p303 -48.1266 -4.1171 -50.4130 -3.8221 -46.8018 -2.6486 -32.4324 -0.9).p89).p0 -12.1106 0.2219).p 2.7175 1.7766 21.7546 3.2776 40.1334 4.5008 55.1114 4.9).p19).p9).p 60.2434 4.8345 59).p.19).p74 4.19).p24 51.3358 3.049).p1 37.3353 1.5756 19).p.29).p36

- Tính giá trị của T tb bằng công thức:

nFRπ

N30T

P

i tb

)) (74.(10^-3 π

4

D π

π.0,0435.0

30.124 T

244 , 1



p tb

T

Hình 1-8: Đồ thị T

1.3.8 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

- Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lênchốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu Từ đồ thị này ta có thể tìm trị số trung bình củaphụ tải tác dụng lên chốt khuỷu cũng như có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và lực

bé nhất Dùng đồ thị phụ tải ta có thể xác định khu vực chịu lực ít nhất để xác định vịtrí khoan lỗ dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ở trục

- Vẽ hệ toạ độ T - Z gốc toạ độ O’ trục O’Z có chiều dương hướng xuống dưới

- Chọn tỉ lệ xích :T = Z = p = 0,02722 [MN/(m2.mm)]

- Đặt giá trị của các cặp (T,Z) theo các góc  tương ứng lên hệ trục toạ độ T - Z.Ứng với mỗi cặp giá trị (T,Z) ta có một điểm, đánh dấu các điểm từ 0  72 ứng vớicác góc  từ 00 720 Nối các điểm lại ta có đường cong biểu diễn véctơ phụ tải tácdụng lên chốt khuỷu.

- Dịch chuyển gốc toạ độ Trên trục 0’Z (theo chiều dương) ta lấy điểm 0 vớiRo

F

.R.ω m

+ m2: khối lượng thanh truyền qui dẫn về đầu to

0,56 8 0 0,7 m 0,7

m2   tt    [kg](1.53)[1]

0,00429).p

8259).p , 550 0435 , 0 0,56

Với tỷ lệ xích Z ta dời gốc toạ độ O’ xuống O một đoạn O’O

29).p , 63 0,02722

1,723 μ

Z

21 22

19 20

17 18

14 15 16

6

0 23

20 21 22 23 24 25

26 27

28 64

67 68 69 70 71

29

31 32 33

34 35

36

37 38

39 40 41

45 46 47

48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

60

61

63 62

Α T Z TÍNH -Z (-Z +Pro)

Q = SQRT(T2 +Z2)

9).p369).p,809).p273

Hình 1-10 Đồ thị khai triển của véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

1.3.10 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền

Dựa trên nguyên lý lực và phản lực tác dụng tại 1 điểm bất kỳ trên chốt khuỷu vàđầu to thanh truyền và xét đến sự chuyển động tương đối của chúng, ta có thể xâydựng được đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền, nhờ có kết quả xây dựng đồthị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

Tại bất kỳ một điểm trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, chúng ta hoàntoàn xác định được giá trị, phương, chiều và điểm đặt của lực tác dụng lên chốt khuỷu.Bây giờ chúng ta xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền tức làtìm các phản lực tác dụng lên ổ trượt đầu to thanh truyền do phụ tải Q trên chốt khuỷugây ra

Như vậy, ứng với một giá trị Q ta sẽ có một phản lực Qi bằng nhau về giá trị nhưngngược chiều nhau Còn điểm đặt của phản lực này do có sự chuyển động tương đối nêntại vị trí của một chốt khuỷu có góc i thì trên đầu to thanh truyền sẽ có một góc tươngứng là i + i, chiều quay của đầu to thanh truyền ngược chiều quay với chốt khuỷu.Giá trị i có thể là dương hoặc có thể là âm tùy thuộc vào  và  được xác địnhtheo bảng sau:

Bảng 1-8: Bảng giá trị +

α (độ) α (radian) sin α β (radian) β (độ) α + β (độ)

300 5.236 -0.866 -0.209).p -11.9).p9).p60 288.0040

- Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền được xây dựng bằng cách :

- Đem tờ giấy bóng đặt chồng lên đồ thị phụ tải của chốt khuỷu sao cho tâm O trùngvới tâm O của đồ thị phụ tải chốt khuỷu Lần lượt xoay tờ giấy bóng cho các điểm 00,

100, 200, 300,  trùng với trục OZ của đồ thị phụ tải chốt khuỷu Đồng thời đánh dấucác điểm đầu mút của các véc tơ Q0 , Q10 ,Q20 ,Q30 , của đồ thị phụ tải tác dụngtrên chốt khuỷu trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0 , 10 , 20 , 30, 

Nối các điểm 0 , 15 , 30 ,  bằng một đường cong , ta có đồ thị phụ tải tác dụng trên đầu to thanh truyền

Hình 1-11: Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền

1.3.11 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu

- Đồ thị mài mòn của chốt khuỷu (hoặc cổ trục khuỷu ) thể hiện trạng thái chịutải của các điểm trên bề mặt trục Đồ thị này cũng thể hiện trạng thái hao mòn lý

0 1

2 3 4 5

35 34 33 32 31 30 29).p 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19).p

36 36,5 37,5

Z ' (MN/m²)

'

T ' (MN/m²)

thuyết của trục, đồng thời chỉ rõ khu vực chịu tải ít để khoan lỗ dầu theo đúng nguyêntắc đảm bảo đưa dầu nhờn vào ổ trượt ở vị trí có khe hở giữa trục và bạc lót của ổ lớn nhất Áp suất bé làm cho dầu nhờn lưu động dễ dàng.

- Sở dĩ gọi là mài mòn lý thuyết vì khi vẽ ta dùng các giả thuyết sau đây:

+ Phụ tải tác dụng lên chốt là phụ tải ổn định ứng với công suất Ne và tốc độ nđịnh mức;

+ Lực tác dụng có ảnh hưởng đều trong miền 1200;

+ Độ mòn tỷ lệ thuận với phụ tải;

+ Không xét đến các điều kiện về công nghệ, sử dụng và lắp ghép

- Các bước tiến hành vẽ như sau:

+ Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ vòng tâm O, bán kính bất kì.Chia vòng tròn này thành 24 phần bằng nhau, tức là chia theo 15o theo chiều ngượcchiều kim đồng hồ, bắt đầu tại điểm 0 là giao điểm của vòng tròn O với trục OZ (theochiều dương), tiếp tục đánh số thứ tự 1, 2, , 23 lên vòng tròn

+ Từ các điểm chia 0, 1, 2, , 23 của vòng tròn O, ta kẻ các tia qua tâm O vàkéo dài, các tia này sẽ cắt đồ thị phụ tải tại nhiều điểm, có bao nhiêu điểm cắt đồ thị thì

sẽ có bấy nhiêu lực tác dụng tại điểm chia đó Do đó ta có :

in i1

i0

i Q' Q' Q'

Trong đó:

+ i : Tại mọi điểm chia bất kì thứ i

+ 0, 1, , n: Số điểm giao nhau của tia chia với đồ thị phụ tải tại 1 điểm chia

- Lập bảng ghi kết quả Q’i

- Tính Qitheo các dòng:

23 1

- Vẽ các tia ứng với số lần chia

- Lần lượt đặt các giá trị Q0, Q1, Q2, …, Q23 lên các tia tương ứng theo chiều từngoài vào tâm vòng tròn Nối các đầu mút lại ta có dạng đồ thị mài mòn chốt khuỷu

- Các hợp lực Q0, Q1, Q2, …, Q23 được tính theo bảng sau :