Thiết kế động cơ renault 4 xi lanh

LỜI NÓI ĐẦUTrong bối cảnh của đất nước ta hiện nay đã và đang phát triển một cáchnhanh chóng và đang trên đà phát triển thành một nước công nghiệp trong thờigian sắp tới, thì vai trò của

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh của đất nước ta hiện nay đã và đang phát triển một cáchnhanh chóng và đang trên đà phát triển thành một nước công nghiệp trong thờigian sắp tới, thì vai trò của ngành động cơ đốt trong nói chung và nền công nghiệpôtô nói riêng rất là quan trọng Cụ thể hơn thì nền công nghiệp ôtô đã góp phần rấtnhiều trong các ngành nông nghiệp ,công nghiệp ,dịch vụ…,và đặc biệt là khả năng

di chuyển rất linh động đã làm cho phần lớn người dân Việt Nam đã chọn ôtô xemáy làm phương tiện di chuyển qua đó thúc đẩy ngành công nghiệp ôtô pháttriển.Học qua môn kết cấu tính toán động cơ đốt trong đã giúp chúng ta phần nào

có thể hình dung ra được cách tính toán thiết kế ra một động cơ đốt trong.Và dướiđây là bản thiết kế tính toán động cơ đốt trong mà tôi đã áp dụng những kiến thức

về tính toán động cơ để thiết kế Hi vọng bạn đọc có thể có góp ý giúp tôi để tôi có

thể rút kinh nghiệm trong những bản thiết kế tiếp theo.Và xin cảm ơn thầy

PGS-TS Nguyễn Văn Phụng đã giúp đỡ em tận tình trong quá trình thực hiện bản thiết

kế

Đề bài:

Động cơ Renault 4 xi lanh:

I/Quy luật chuyển động của pittông:

1/Độ dịch chuyển của pittông S x :

S x=R[(1−Cosφ)+λ

4(1−Cos2φ)](1−1)

Với S=2R ¿>R= S2 = 802=40mm

Ta có : λ=0,25 tra bảng (0-1) trang 34

φ = 00 ¿ > Sx =0

3/Gia tốc chuyển động của pittông j:

2/Qui luật chuyển động của trục khuỷu:

a/Góc lắc thanh truyền β :

β=arcsin ( λSinφ ) (1−4)

Ta có : λ=0,25

b/Tốc độ lắc của thanh truyền ω tt :

Ta có :λ=0,25

φ = 00 ¿ > ω tt= ωλ = 523,6.0,25 = 130,9 (rad/s)

φ = 1800 ¿ > ω tt= − ωλ = -523,6.0,25 = -130,9 (rad/s)

φ = 2700 ¿ > ω tt=0

φ = 3600 ¿ > ω tt= ωλ = 523,6.0,25 = 130,9 (rad/s)

c/Gia tốc lắc của thanh truyền ε tt :

φ = 3600 ¿ > ε tt= 0

CHƯƠNG II: ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH

TRUYỀN

1/Lực khí thể tác dụng lên đỉnh pittông P kh :

Pkh= Fp.pkh (2-1)Với F p=π.D2

b/Lực quán tính chuyển động quay:

a/Thành phần lực tiếp tuyến T:

T= P.Sin(β+φ)

Cosβ (2-7)

Ta có :λ=0,25 tra bảng (0-5) trang 36

φ = 00 ¿ > ¿ T=0

φ = 900 ¿ > ¿ T=P= -17336N=-17,336 (kN)

φ = 1800 ¿ > ¿ T=0

φ = 3600 ¿ > ¿ T=0

b/Thành phần lực pháp tuyến z:

φ = 900 ¿ > ¿ Tra bảng (0-4) trang 35 ta được cos(φ+β) Cosβ = -0,256 ¿ > ¿

φ = 900 ¿ > ¿ S=-17,872 kN

φ = 3600 ¿ > ¿ S=96,658 kN

d/Thành phần lực ngang N tác dụng lên nòng xilanh:

φ = 1800 ¿ > ¿ tg β =0 ¿ > ¿ N=0

Vậy:

4/Momen tác dụng lên động cơ:

a/Momen quay trục khuỷu động cơ Me :

Me=TR (2-11)Với R=40mm=0,04m

φ = 900 ¿ > ¿ Me =-17,336.0,04=-0,693 (kNm)

φ = 1800 ¿ > ¿ Me =0

φ = 2700 ¿ > ¿ Me =17,336.0,04= 0,693 (kNm)

φ = 3600 ¿ > ¿ Me =0

¿ > ¿ Memax =0,693 (kNm) lấy về độ lớn

b/Momen lật của động cơ Mn:

Mn=-N.h (2-12)

dương ta chọn là chiều của Me

với h là khoảng cách từ tâm trục khuỷu tới tâm chốt pittông vì vậy h thay đổi liêntục

ta có : h=LCosβ + RCosφ = R λ Cosβ+ RCosφ =

cos β

0,25 0,04 ¿ + Cosφ)

c/Công suất của động cơ:

φ = 900 ¿ > ¿ Ne=-0,693.5000/60=-57,75 (kW)

φ = 1800 ¿ > ¿ Ne=0

φ = 2700 ¿ > ¿ Ne =0,693.5000/60=57,75 (kW)

φ = 3600 ¿ > ¿ Ne =0

¿ > ¿ Nemax =57,75 (kW) lấy về độ lớn.

CHƯƠNG III: CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ

1/Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến:

Chỉ xét động cơ có một xy lanh

Để cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến ta đặt 2 đối trọng (mỗi đối trọng

Để cân bằng lực quán tính chuyển động quay ta đặt them 2 đối trọng (mỗi đối

CHƯƠNG IV: NHÓM PITTÔNG

1/Bề dày đỉnh pittông δ :

2/Kiểm tra bền cho pittông:

a/Kiểm tra bền theo phương pháp BACK:

4.p z (D i

δ)2 (4-1)

Ta có: δ= D−D22=¿D2 =D-2 δ 2.4,95=45,1mm

CHƯƠNG V: NHÓM THANH TRUYỀN

1/Đầu nhỏ thanh truyền:

2δl đn (5-1)

+Với Pjmax= ( mnp+ m1) ωmax2R(1+λ)

d1:đường kính trong đầu nhỏ

d2:đường kính ngoài đầu nhỏ

¿ > ¿ lđn=lđt=0,5.38,5=19,25mm

¿σ max= 94995.10 −6

2.1,815.10−3.19,25.10−3 =1359MN/m 2

> [ σ ] =60-80 MN/m2

Nên không đảm bảo bền

2/Thân thanh truyền:

Khi đó: σ kmax=σ nmax= 96658.10−6

1,87.10 −4 =516,88MN/m 2

> [ σ ] =180 MN/m2

Nên không đảm bảo bền

3/Đầu to thanh truyền:

với m2:khối lượng đầu to thanh truyền

mn:khối lượng nắp đầu to thanh truyền

nên tính được

Pj=523,62.0,04 [ 6,93 ( 1+0,25 ) +(20,35−0,1) ] .10−6=317063.10−6MN

> [ σu] =100-300 MN/m2 nên không đảm bảo bền

CHƯƠNG VI: CHỐT PITTÔNG

+ pzmax là áp suất khí cháy pzmax= p−p0= 0,8−0,1=0,7N/mm2

+K là hệ số phụ thuộc chế độ bôi trơn K=0,7-0,86 chọn K=0,7

Nên P=2376.0,7.10−6+0,7.0,095=0,068MN

2/Áp lực tác dụng lên đầu nhỏ thanh truyền q 1 :

q1= P

d ch l đn (6-2)

Trong đó:

+dch: đường kính ngoài của chốt dch=0,22D=0,22.55=12,1mm

+dtr: đường kính trong của chốt dtr=0,6 dch =0,6.12,1=7,26mm

+hệ số tỷ lệ đường kính chốt: α= d d ch tr=0,6

+Chiều dài chốt pittông: lch=0,7.D=0,7.55=38,5mm

+Khoảng cách giữa hai bệ chốt pittông b=1,2lđn=1,2.19,25=23,1mm

Nên không đảm bảo bền

4/Ứng suất uốn của chốt pittông σu :

σ u=P(ch+2b−1,5lđn)

1,2 (1−α4 )d ch3 =0,068(38,5+2.23,1−1,5.19,25).10−3

1,2 (1−0,64 )(12,1.10−3 )3=2052MN/m

> [ σu] =100-250 MN/m2 nên không đảm bảo bền

5/ Ứng suất cắt của chốt pittông τ :

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]PGS-TS Nguyễn Văn Phụng;Tính toán động cơ đốt trong;Nhà xuất bản Đại HọcCông Nghiệp TPHCM

[2]A.Kolchin and V.Demidov;DESIGN OF AUTOMOTIVE ENGINES

MỤC LỤC

Lời nói đầu 1

Đề bài 2

CHƯƠNG I: ĐỘNG HỌC KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN

I/Quy luật chuyển động của pittông:

1/Độ dịch chuyển của pittông Sx 3

2/Tốc độ chuyển động của pittông V 5

3/Gia tốc chuyển động của pittông j 7

II/Qui luật chuyển động của trục khuỷu: 1/Góc lắc thanh truyền β 8

2/Tốc độ lắc của thanh truyền ω tt 9

3/Gia tốc lắc của thanh truyền ε tt 11

CHƯƠNG II: ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN 1/Lực khí thể tác dụng lên đỉnh pittông Pkh 12

2/Tính lực quán tính: a/Lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj 12

b/Lực quán tính chuyển động quay 14

3/Tổng lực tác dụng lên pittông 15

a/Thành phần lực tiếp tuyến T 16

b/Thành phần lực pháp tuyến Z 18

c/Thành phần lực tác dụng dọc thanh truyền S 19

d/Thành phần lực ngang N tác dụng lên nòng xilanh 20

4/Momen tác dụng lên động cơ: a/Momen quay trục khuỷu động cơ Me 22

b/Momen lật của động cơ Mn 23

c/Công suất của động cơ 24

CHƯƠNG III: CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ

1/Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến 26

2/Cân bằng lực quán tính chuyển động quay 27

CHƯƠNG IV: NHÓM PITTÔNG 1/Bề dày đỉnh pittông δ 29

2/Kiểm tra bền cho pittông: a/Kiểm tra bền theo phương pháp BACK 30

b/Kiểm tra bền theo phương pháp ORLIU 31

CHƯƠNG V: NHÓM THANH TRUYỀN 1/Đầu nhỏ thanh truyền 32

2/Thân thanh truyền 33

3/Đầu to thanh truyền 34

CHƯƠNG VI: CHỐT PITTÔNG 1/Lực tác dụng lên chốt pittông 36

2/Áp lực tác dụng lên đầu nhỏ thanh truyền q1 37

3/Áp lực tác dụng lên bệ chốt q2 38

4/Ứng suất uốn của chốt pittông σu 38

5/ Ứng suất cắt của chốt pittông τ 38

6/Ứng suất biến dạng 38

Tài liệu tham khảo 39

Mục lục 40