BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ( CƠ CẤU SINH LỰC)

Hình 3.1 Mô phỏng bánh đà...........................................................................................15 Hình 3.2 Bản vẽ chi tiết bánh đà ....................................................................................16 Hình 3.3 Mô phỏng trục khuỷu......................................................................................16 Hình 3.4 Mô phỏng trục khuỷu......................................................................................17 Hình 3.5 Bản vẽ chi tiết trục khuỷu ...............................................................................17 Hình 3.6 Mô phỏng nắp bạc trục khuỷu.........................................................................18 Hình 3.7 Bản vẽ chi tiết nắp bạc trục khuỷu..................................................................18 Hình 3.8 Mô phỏng nắp bạc trục khuỷu.........................................................................19 Hình 3.9 Bản vẽ chi tiết nắp bạc trục khuỷu..................................................................19 Hình 3.10 Mô phỏng thanh truyền .................................................................................20 Hình 3.11 Bản vẽ chi tiết thanh truyền ..........................................................................21 Hình 3.12 Bản vẽ chi tiết đầu to thanh truyền ...............................................................21 Hình 3.13 Mô phỏng piston ...........................................................................................22 Hình 3.14 Bản vẽ chi tiết piston.....................................................................................22 Hình 3.15 Mô phỏng xéc măng......................................................................................23 Hình 3.16 Bản vẽ chi tiết xéc măng ...............................................................................24 Hình 3.17 Mô phỏng cụm piston thanh truyền ..............................................................243 Hình 3.18 Mô phỏng cụm piston thanh truyền ..............................................................25 Hình 3.19 Mô phỏng cụm piston thanh truyền ..............................................................25 Hình 3.20 Mô phỏng thân máy ......................................................................................26 Hình 3.21 Mô phỏng thân máy ......................................................................................26 Hình 3.22 Bản vẽ chi tiết thân máy................................................................................27 Hình 3.23 Mô phỏng cơ cấu sinh lực .............................................................................28 Hình 3.24 Mô phỏng cơ cấu sinh lực .............................................................................29 Hình 3.25 Mô phỏng chi tiết bên trong cơ cấu sinh lực.................................................30 Hình 3.26 Mô phỏng chi tiết bên trong cơ cấu sinh lực.................................................31 Hình 3.27 Mô phỏng động cơ V6 ..................................................................................32

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Đề tài: Thiết kế mô phỏng cơ cấu sinh lực động cơ V6

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nhanh

TP Hồ Chí Minh, ngày… tháng năm 2020

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

 

Động cơ đốt trong đang ngày càng phát triển rất mạnh mẽ cả về số lượng lẫn chất lượng, nó đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hôi, khoa học công nghệ,… Là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ôtô, máy kéo, tàu thủy, máy bay,… Và đặc biệt là ngành ôtô hiện nay cực kỳ phát triển mang đến nhiều tiềm năng Đối với một sinh viên kỹ thuật ôtô, đồ án “động cơ đốt trong” đóng một vai trò rất

một vấn đề cụ thể của ngành

Đề tài đồ án được thầy giao là “Thiết kế mô phỏng cơ cấu sinh lực động cơ V6” trên

xe Mercedes-E350 sử dụng động cơ V6-M276 Tuy là một đề tài quen thuộc nhưng đối với sinh viên đó là một đề tài với mục đích thiết thực, nó không những giúp cho sinh viên có điều kiện để củng cố lại kiến thức ở trường mà còn có thể hiểu biết kiến thức nhiều hơn thông qua việc tiếp xúc thực tế Động cơ V6-M276 có rất nhiều ưu điểm vượt bậc Do đó việc thiết kế mô phỏng của động cơ này mang đến cho chúng em nhiều kiến thức cực kỳ

bổ ích Và kết quả của đồ án này đánh giá một cách chính xác về quá trình học tập thời gian qua đã mang đến cho sinh viên những gì ? Và khả năng tiếp thu kiến thức cũng như áp dụng kiến thức vào đồ án

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cụm cơ cấu sinh lực 6

Hình 2.2 Thân máy 7

Hình 2.3 Piston 8

Hình 2.4 Thanh truyền 8

Hình 2.5 Xéc mang 9

Hình 2.6 Trục khuỷu 10

Hình 2.7 Bánh đà 10

Bảng 2.8 Chu trình otto 11

Hình 2.9 Cấu tạo buồng đốt 12

Bảng 2.10 Thứ tự nổ động cơ V6 13

Hình 2.11 Vị trí và góc lệch công tác giữa các xylanh 14

Hình 3.1 Mô phỏng bánh đà 15

Hình 3.2 Bản vẽ chi tiết bánh đà 16

Hình 3.3 Mô phỏng trục khuỷu 16

Hình 3.4 Mô phỏng trục khuỷu 17

Hình 3.5 Bản vẽ chi tiết trục khuỷu 17

Hình 3.6 Mô phỏng nắp bạc trục khuỷu 18

Hình 3.7 Bản vẽ chi tiết nắp bạc trục khuỷu 18

Hình 3.8 Mô phỏng nắp bạc trục khuỷu 19

Hình 3.9 Bản vẽ chi tiết nắp bạc trục khuỷu 19

Hình 3.10 Mô phỏng thanh truyền 20

Hình 3.11 Bản vẽ chi tiết thanh truyền 21

Hình 3.12 Bản vẽ chi tiết đầu to thanh truyền 21

Hình 3.13 Mô phỏng piston 22

Hình 3.14 Bản vẽ chi tiết piston 22

Hình 3.15 Mô phỏng xéc măng 23

Hình 3.16 Bản vẽ chi tiết xéc măng 24

Hình 3.17 Mô phỏng cụm piston thanh truyền 24

Hình 3.18 Mô phỏng cụm piston thanh truyền 25

Hình 3.19 Mô phỏng cụm piston thanh truyền 25

Hình 3.20 Mô phỏng thân máy 26

Hình 3.21 Mô phỏng thân máy 26

Hình 3.22 Bản vẽ chi tiết thân máy 27

Hình 3.23 Mô phỏng cơ cấu sinh lực 28

Hình 3.24 Mô phỏng cơ cấu sinh lực 29

Hình 3.25 Mô phỏng chi tiết bên trong cơ cấu sinh lực 30

Hình 3.26 Mô phỏng chi tiết bên trong cơ cấu sinh lực 31

Hình 3.27 Mô phỏng động cơ V6 32

Hình 3.28 Mô phỏng các cơ cấu bên trong động V6 32

Hình 3.29 Mô phỏng các cơ cấu bên trong động V6 33

Hình 3.30 Mô phỏng các cơ cấu bên trong động V6 33

Hình 3.31 Mô phỏng các cơ cấu bên trong động V6 34

Hình 3.32 Mô phỏng động cơ hoàn chỉnh 34

Hình 3.33 Mô phỏng động cơ hoàn chỉnh 35

Hình 3.34 Mô phỏng động cơ hoàn chỉnh 35

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

cuộc sống Để xuất hiện được momen xoắn thì không thể thiếu được cơ cấu sinh lực nên việc thiết kế mô phỏng cơ cấu sinh lực để giúp hiểu hơn về việc sản sinh ra momen xoắn

của động cơ

Cơ cấu sinh lực động cơ:

- Cơ cấu sinh lực là cụm chi tiết giúp sản sinh ra momen xoắn giúp động cơ hoạt động

và tạo ra lực và chúng ta sử dụng lực đó để ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau

Ý nghĩa của đề tài:

- Cơ cấu sinh lực được thiết kế để thực hiện quá trình tạo ra momen xoắn ứng với quá

trình Nổ của động cơ, giúp động cơ hoạt động và tạo ra lực để ứng dụng vào ô tô

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI:

- Hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cơ cấu sinh lực

- Thiết kế, mô phỏng được cơ cấu sinh lực bằng phần mềm SOLIDWORKS 2017

1.3 NỘI DUNG:

- Tìm hiểu chi tiết về: nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

- Mô phỏng các chi tiết của cơ cấu sinh lực

- Viết báo cáo đồ án

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

- Phương pháp tìm kiếm tài liệu trên internet hay thực tiễn, sách vở

- Phương pháp tổng hợp, so sánh, phân tích

- Phương pháp mô phỏng

1.5 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN:

- GỒM 5 CHƯƠNG:

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ PHỎNG CƠ CẤU SINH LỰC V6

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT



2.1: CƠ CẤU SINH LỰC

2.1.1 Yêu cầu:

- Cơ cấu sinh lực là một bộ phận quan trong nhất trong các cụm chi tiết làm cho động

cơ xe ôtô chuyển động Với mục đích như vậy, mỗi một bộ phận được chế tạo từ các chi

tiết chính xác cao

2.1.2 Nhiệm vụ:

- Tạo ra momen xoắn khi động cơ hoạt động

- Truyền momen xoắn đó đến các tải cần sử dụng

2.1.3 Cấu tạo:

2.1.3.1 Cụm hệ thống sinh lực:

Hình 2.1: Cụm cơ cấu sinh lực

- Trong quá trình làm việc thân máy đảm nhận truyền nhiệt giữa môi chất công tác và môi trường để làm mát động cơ, trên thân máy được bố trí các đường dầu bôi trơn để dẫn đến các chi tiết, vị trí cần bôi trơn

- Thân máy thường được đúc nguyên khối và sử dụng hợp kim nhôm, hợp kim gang hoặc các loại thép định hình

b) Piston

Hình 2.3: Piston

- Công dụng chủ yếu là cùng với các chi tiết khác như xylanh, nắp máy bao kín tạo thành

buồng cháy, đồng thời truyền lực nén khí thể cho thanh truyền cũng như nhận lực từ thanh truyền để nén khí

- Do là một chi tiết quan trong của động cơ và làm việc trong điều kiện tải trọng cơ học

lớn, nhiệt độ cao, ma sát lớn và ăn mòn hóa học… nên piston thường được chế tạo từ các vật liệu có độ bền cao như: gang, thép, hợp kim nhôm, …

c) Thanh truyền

Hình 2.4: Thanh truyền

- Thanh truyền là chi tiết kết nối giữa piston và trục khuỷu, nó nhằm biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu và ngược lại

- Thanh truyền làm việc trong môi trường chịu nhiều áp lực từ: lực khí thể trong quá trình nén và nổ, lực quán tính của nhóm piston, lực quán tính của bản thân thanh truyền,

vì vậy cần sử dụng vật liệu có độ bền cao như: thép cacbon, thép hợp kim,

d) Xéc măng (segmant)

Hình 2.5: Xéc măng

- Xéc măng khí: ngăn không cho khí cháy lọt xuống cacte (còn ở kỳ nén thì không cho

môi chất xuống cacte)

- Xéc măng dầu: gạt dầu về cacte không cho dầu lên buồng đốt và hình thành một lớp

dầu bôi trơn piston và xylanh

- Xéc măng làm việc trong điều kiện xấu: chịu nhiệt độ cao, chịu va đập mạnh, bị ăn mòn

hóa học cao và lực ma sát lớn Nên xéc măng thường được chế tạo từ gang xám hợp kim

và mạ thêm Cr hay Sn để chống mòn

- Trục khuỷu ở động cơ tốc độ thấp thường được chế tạo từ thép cacbon trung bình, còn trục khuỷu của động cơ cao tốc thường được chế tạo từ thép hợp kim crom, niken, …

f) Bánh đà

Hình 2.7: Bánh đà

- Đảm bảo trục khuỷu động cơ quay đều

- Tích trữ năng lượng trong quá trình sinh công để bù đắp phần thiếu hụt trong quá trình

tiêu hao công

- Ngoài ra, bành đà còn là nơi lắp đặt các chi tiết như: bánh răng khởi động hoặc đánh dấu

tương ứng với điểm chết và chia độ vòng quay của trục khuỷu

-Bánh đà động cơ tốc độ thấp thường là gang xám, còn của động cơ tốc độ cao thường

dùng thép ít cacbon

2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:

• Nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong là hỗn hợp không khí và nhiên liệu

sẽ được đốt trong xylanh của động cơ đốt trong sẽ sinh ra nhiệt Nhiệt độ cao sẽ làm cho khí đốt giãn nở tạo ra áp suất tác dụng lên piston giúp đẩy piston di chuyển

Bảng 2.8 Chu trình Otto

a) Nguyên lý hoạt động

Hình 2.9 Cấu tạo buồng đốt

Kỳ 1: Kỳ nạp

• Kì 1 là kỳ nạp: nạp – xupap nạp mở xupap thải đóng

• Piston chuyển động đi xuống từ điểm chết trên -> điểm chết dưới, để nạp hỗn hợp không khí và nhiên liệu

• Lúc này piston được trục khuỷu dẫn động đi xuống, áp suất trong xylanh giảm, lanh nhờ sự chênh lệch áp suất không khí trong đường nạp sẽ qua cửa nạp đi vào xylanh

Kỳ 3: Kỳ nổ

• Trong kỳ 3 sẽ tạo công – các van vẫn tiếp tục được đóng Piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, giống như kỳ 2, cả 2 xupap đều đóng

• Nhiên liệu sẽ được phun tơi vào buồng cháy trộn với khí nóng để tạo hòa khí và được đốt cháy

• Áp suất và nhiệt độ trong xylanh, hòa khí tự bốc cháy và đẩy piston đi xuống qua thanh truyền đến trục khuỷu và được biến đổi thành chuyển động quay và sinh công

• Đây là kì duy nhất sinh công trong cả 4 kỳ

Hình 2.11 Vị trí và góc lệch công tác giữa các xy lanh

• Góc lệch công tác giữa các xylanh:

720∘

6 = 120 ∘

• Với 2 vòng quay của trục khuỷu sẽ sinh ra công một lần (có 1 lần đánh lửa) với mỗi xylanh

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ PHỎNG CƠ CẤU SINH LỰC

Hình 3.2 Bản vẽ chi tiết bánh đà

3.2.2 Trục khuỷu

Hình 3.3: Mô phỏng trục khuỷu

Hình 3.4 Mô phỏng trục khuỷu

Hình 3.6 Mô phỏng nắp bạc trục khuỷu

Hình 3.7 Bản vẻ chi tiết nắp bạc trục khuỷu

Hình 3.8 Mô phỏng nắp bạc trục khuỷu

3.2.3 Thanh truyền

Hình 3.10 Mô phỏng thanh truyền

Hình 3.11 Bản vẽ chi tiết thanh truyền

3.2.4 Piston

Hình 3.13 Mô phỏng piston

Hình 3.14 Bản vẽ chi tiết piston

Hình 3.16 Bản vẽ chi tiết xéc măng

Hình 3.17 Mô phỏng cụm piston thanh truyền

Hình 3.18 Mô phỏng cụm piston thanh truyền

3.2.5 Thân máy

Hình 3.20 Mô phỏng thân máy

Hình 3.21 Mô phỏng thân máy

Hình 3.22 Bản vẽ chi tiết thân máy

3.3 HÌNH MÔ PHỎNG CƠ CẤU SINH LỰC VÀ ĐỘNG CƠ V6:

3.3.1 Hình mô phỏng cơ cấu sinh lực

Hình 3.23 Mô phỏng cơ cấu sinh lực

Hình 3.25 Mô phỏng chi tiết bên trong cơ cấu sinh lực

3.3.2 Hình mô phỏng động cơ V6

Hình 3.27 Mô phỏng động cơ V6

Hình 3.28 Mô phỏng các cơ cấu bên trong động cơ V6

Hình 3.29 Mô phỏng các cơ cấu bên trong động cơ V6

Hình 3.31 Mô phỏng các cơ cấu bên trong động cơ V6

Hình 3.32 Mô phỏng động cơ hoàn chỉnh

Hình 3.33 Mô phỏng động cơ hoàn chỉnh

Hình 3.34 Mô phỏng động cơ hoàn chỉnh

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN



4.1 KẾT LUẬN:

đồ án giúp em nắm chắc kiên thức về môn học

- Hiểu được cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu sinh lực, tìm hiểu thêm về các bộ phận khác trong động cơ V6, kèm theo là nguyên lý hoạt động của từng bộ phận

- Mô phỏng được cơ cấu sinh lực cũng như động cơ

- Tìm hiểu và mô phỏng được hoạt động của động cơ mà nhóm đã thể hiện trong đồ án

- Tóm lại sau một thời gian thực hiện thì nhóm gần đạt được toàn bộ 2 mục tiêu và mục tiêu ít nhiều cũng mang khó khăn cho tụi em Kèm theo đó vẫn còn thiếu sót cần chỉnh sửa thêm về cách trình bày bố cục của cuốn báo cáo đồ án môn học

4.2 HƯỚNG PHÁT TRIỀN ĐỀ TÀI:

- Đầu tiên khắc phục các thiếu sót về kiến thức và kĩ năng của nhóm

- Thiết kế, mô phỏng được động cơ trên phần mềm SOLIDWORKS 2017

- Mở rộng thêm phần tính toán chi tiết các vật liệu cấu thành nên bộ phận

- Hiểu thêm về chuyển động tương đối giữa các chi tiết trong động cơ

- Cách lắp ráp bộ các chi tiết trong cả một hệ thống

- Tìm hiểu thêm về các hệ thống khác trên ôtô

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bùi Văn Ga Quá trình cháy trong động cơ đốt trong, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-2002

2 Nguyễn Tất Tiến Nguyên lý động cơ đốt trong – Nhà xuất bản giáo dục-1999

3 The Internal Combustion Engine in Theory and Pratice, The M.I.t press

(Massachusetts Institute of Technology)-1998

4 Tài liệu kỹ thuật Mercedes: https://workshop-manuals.com/mercedesbenz

5 Tài liệu động cơ đốt trong HUTECH (biên soạn ThS Nguyễn Văn Bản)