Cau Hoi Bao Ve Do An Dong Co5623 [PDF]

Zitiervorschau

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 LỜI NÓI ĐẦU Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triể n rấ t ma ̣nh cả về số lươ ̣ng, lẫn chất lươ ̣ng, nó đóng một vai trò quan tro ̣ng trong nhiề u liñ h vực kinh tế , xã hô ̣i, khoa học công nghệ…Mặc dù hiê ̣n nay khoa học công nghê ̣ đã đạt đươ ̣c nhiề u thành tựu đáng kể trong liñ h vực đô ̣ng cơ đốt trong, nhưng cơ bản đề u dựa trên nguyên lý cơ bản của đô ̣ng cơ cổ điển, đó là nề n tảng để chúng ta tiế p tu ̣c nghiên cứu, sáng ta ̣o, phát triể n và hoàn thiê ̣n hơn nữa đô ̣ng cơ đố t trong. Môn học kết cấu và tính toán đô ̣ng cơ đốt trong là môn ho ̣c chuyên ngành đô ̣ng cơ đố t trong với những nề n tảng cơ sở về kế t cấ u và tính toán đô ̣ng cơ đố t trong mà sinh ngành Cơ Khí Giao Thông cầ n nắ m vững. Đồ án môn học kế t cấ u và tính toán đô ̣ng cơ đố t trong là mô ̣t trong những môn học quan trọn giúp cho sinh viên hiểu sâu hơn những kiến thức đã đươ ̣c ho ̣c, nắ m vững kiến thức mô ̣t cách chủ đô ̣ng, lý giải đươ ̣c các hiê ̣n tươ ̣ng có liên quan. Ngoài ra đồ án môn ho ̣c này còn giúp cho sinh viên năng đô ̣ng sáng tạo trong quá trình tìm tòi, tra cứu tài liê ̣u và ứng du ̣ng tin ho ̣c trong quá triǹ h làm đồ án. Dù đã rấ t cố gắ ng để hoàn thành tố t nhiê ̣m vu ̣ đươ ̣c giao song trong quá trình làm không tránh khỏi những sai sót em rấ t mong được sự chỉ bảo thêm của các thầ y và những ý kiế n đóng góp của toàn thể các ba ̣n.Và đăc biệt cảm ơn thầy Trần Văn Luận đã hướng dẫn em cùng em chỉnh sửa để hoàn thành đồ án này.

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2018 Sinh viên thực hiê ̣n

TỐNG PHƯỚC QUANG

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU

TRANG

PHẦN 1 : TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢNG VẼ ĐỒ THỊ 1.1. CÁC THÔNG SỐ TÍNH 1.2. ĐỒ THỊ CÔNG 1.2.1. CÁC THÔNG SỐ XÂY DỰNG ĐỒ THỊ………………….…….2 1.2.2. CÁCH VẼ ĐỒ THỊ……………………………………………....5 1.3. ĐỒ THỊ BRICK 1.3.1. PHƯƠNG PHÁP………………………………………………....7 1.3.2. ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ………………………………………..…..8 1.4. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC V() 1.4.1. PHƯƠNG PHÁP………………………………………….…….10 1.4.2.ĐỒ THỊ VẬN TỐC V()…………………………………….….11 1.5. ĐỒ THỊ GIA TỐC 1.5.1. PHƯƠNG PHÁP…………………………………………….….12 1.5.2. ĐỒ THỊ GIA TỐC J=F(x)…………………………...…….........13 1.6. VẼ ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH 1.6.1. PHƯƠNG PHÁP…………………………………………….….14 1.6.2. ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH……………….……………...........15 1.7. ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN : PKT, PJ, P1 -  1.7.1. VẼ PKT - …………………………………………….………...16 1.7.2. VẼ PJ - ……………………………………………….………..17 1.7.3. VẼ P1 - ……………………………………………….……..…17 1.7.4. ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN PKT, PJ, P1-………………….…….…..18 1.8. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N -  1.8.1. SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN…………………………………….…….…20 1.8.2. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ T, Z, N - ………………...…….………22 1.9. ĐỒ THỊ ∑T - …………………………………………………....……...25 SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 1.10. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU……………..….27 1.11. ĐỒ THỊ KHAI TRIỂN Q()…………………………………………....30 1.12. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN…..32 1.13. ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU…………………………………..34 PHẦN 2 : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO 2.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ THAM KHẢO (KOMATSU SA6D140E-3)……………………..……37 2.2. CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG CHÍNH ĐỘNG CƠ (SA6D140E-3) 2.2.1.PISTON, XILANH, THANH TRUYỀN VÀ TRỤC KHUỶU…38 2.2.2. CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ…………………………………….42 2.3. CÁC HẸ THỐNG TRÊN ĐỘNG CƠ KOMATSU SA6D140E-3 2.3.1. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU……………………………………..43 2.3.2. HỆ THỐNG BÔI TRƠN………………………………………..45 PHẦN 3 : PHÂN TÍCH KẾT CẤU NHÓM PISTON - THANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ DDV6-0118 3.1. NHÓM PISTON 3.1.1. KẾT CẤU CỦA PISTON……………………………………….47 3.1.2. TÍNH NGHIỆM BỀN CỦA PISTON…………………………..47 3.2. NHÓM THANH TRUYỀN 3.2.1. KẾT CẤU CỦA THANH TRUYỀN…………………………...49 3.2.2. BẠC LÓT ĐẦU TO THANH TRUYỀN……………………….51 3.2.3. BULÔNG THANH TRUYỀN………………………………….52 3.2.4. TÍNH BỀN THANH TRUYỀN 3.2.4.1.XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN ĐẦU NHỎ THANH TRUYỀN…………………………………………...52 3.2.4.2. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CỦA ĐẦU TO THANH TRUYỀN……………………………………………..53 TÀI LIỆU THAM KHẢO

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 Phần 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1.ĐỒ THỊ CÔNG 1.1.1.Các thông số cho trước: - Áp suất cực đại: pz = 4.9 (MN/m2); - Góc đánh lửa sớm: S = 12 (độ); - Góc phân phối khí: 1 = 10 (độ); 2 = 63 (độ); 3 = 40 (độ); 4 = 3 (độ); 1.1.2.Chọn và tính toán các thông số: - Áp suất khí nạp: pk = 0.1 (MN/m2) → chọn n1 = 1.32 → chọn n2 = 1.25 - Tỷ số giản nở sớm đối với động cơ diesel : ρ = 1.5 - Tốc độ trung bình của động cơ: Cm  S  n  0.18 1600  9.6(m / s) 30

30

=> Vì Cm = 9.6 (m/s) > 9 (m/s) nên động cơ DDV6-0118 là động cơ tốc độ cao. - Áp suất khí cuối kỳ nạp: pa = (0.9 ÷ 0.96)  pk → chọn pa = 0.95pk = 0.95  0.14 = 0.133 (MN/m2) - Áp suất cuối kỳ nén: pc = pa  n1 = 0.133  171.32 = 5.6(MN/m2) - Áp suất cuối quá trình giản nở: Pb=

𝑃𝑧

 ( ) n2 𝜌

=

9.7 17 ( )1.25 1.5

= 0.4665(MN/m2)

- Áp suất khí sót: + Động cơ cao tốc: pr = (1.05  1.10)  pth → chọn pr = 1.1  pth = 1.1  1  pk

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

1

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 với pth bằng (0.9  1.0)  pk => chọn pth = 1  pk => pr = 1.1  1  0.14 = 0.154 (MN/m2) - Thể tích công tác: Vh = S x

𝜋 x D2

= 0.156 x

4

𝜋 𝑥 0.132

- Thể tích buồng cháy: Vc =

4 Vh −1

=

= 2.07 x 10−3 (m3) = 2.069 (dm3) 2.07 17−1

= 0.129(dm3)

- Thể tích toàn bộ: Va = Vh + Vc = 2.069 + 0.129= 2.198 (dm3) 1.1.3.Xây dựng đường nén: - Gọi Pnx , Vnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ.Vì quá trình nén là quá trình đa biến nên:

Pnx .Vnxn1  const

(1.1)

n n  Pnx .Vnx1  PC .VC 1

 Pnx= PC  VC 

n1

 V nx 

Đặt i 

PC Vnx , ta có: Pnx  n1 VC i

(1.2)

- Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , khi đó i = 1, 2 , 3, ,21 1.1.4.Xây dựng đường giãn nở: - Gọi Pgnx , Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ.Vì quá trình giãn nở là quá trình đa biến nên ta có:

Pnx .Vnxn  const n n  Pgnx .Vgnx2  PZ .VZ 2

V   Pgnx= PZ  Z   V gnx 

Ta có : VZ = .Vc = Vc

n2

 Pgnx =

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

PZ  Vgnx    V  Z 

n2



PZ  Vgnx     V  C

n2

2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

PZ . n2 - Đặt i  , ta có: Pgnx  n2 i VC Vgnx

- Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , khi đó i = 1, 2 , 3, 21 1.1.5.Biểu diển các thông số: - Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd = 10 (mm) Bảng 1 – 1: Tọa độ các điểm trên đường cong nén và đường cong giản nở (μV=0,0129 [dm3/mm]; μp=0,0485 [MN/m2.mm] )

Đường nén vx

Đường giản nở

i

V(mm) V(dm3)

in1

1/in1

pc.1/in1

Pn

in2

1/in2

pz.ρn2/in2

Pgn

10.0

0.129

1VC

1

1

1

5.60

115.43

1.00

1

9.7

200.00

15.0

0.194

ρVC

1.5

1.71

0.59

3.28

67.59

1.66

0.602

9.70

200.00

20.0

0.259

2VC

2

2.50

0.40

2.24

46.23

2.38

0.420

6.77

139.59

30.0

0.388

3VC

3

4.26

0.23

1.31

27.07

3.95

0.253

4.08

84.09

40.0

0.517

4VC

4

6.23

0.16

0.90

18.52

5.66

0.177

2.85

58.69

50.0

0.647

5VC

5

8.37

0.12

0.67

13.79

7.48

0.134

2.15

44.40

60.0

0.776

6VC

6

10.65

0.09

0.53

10.84

9.39

0.106

1.71

35.36

70.0

0.905

7VC

7

13.05

0.08

0.43

8.85

11.39

0.088

1.41

29.16

80.0

1.035

8VC

8

15.56

0.06

0.36

7.42

13.45

0.074

1.20

24.68

90.0

1.164

9VC

9

18.18

0.06

0.31

6.35

15.59

0.064

1.03

21.30

100.0

1.293

10VC

10

20.89

0.05

0.27

5.52

17.78

0.056

0.91

18.67

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 110.0

1.423

11VC

11

23.69

0.04

0.24

4.87

20.03

0.050

0.80

16.57

120.0

1.552

12VC

12

26.58

0.04

0.21

4.34

22.33

0.045

0.72

14.87

130.0

1.682

13VC

13

29.54

0.03

0.19

3.91

24.68

0.041

0.65

13.45

140.0

1.811

14VC

14

32.58

0.03

0.17

3.54

27.08

0.037

0.59

12.26

150.0

1.940

15VC

15

35.68

0.03

0.16

3.23

29.52

0.034

0.55

11.25

160.0

2.070

16VC

16

38.85

0.03

0.14

2.97

32.00

0.031

0.50

10.38

170.0

2.199

17VC

17

42.09

0.02

0.13

2.74

34.52

0.029

0.47

9.62

𝑉𝑐

0.129

 μv =

=

𝑉𝑐𝑏𝑑

10

= 0.0129(dm3/mm)

 Giá trị biểu diễn :Vhbd =

𝑉ℎ μv

=

2.069 0.0129

= 160.39(mm)

- Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 200 (mm)  μp =

𝑃𝑧 𝑃𝑧𝑏𝑑

=

9.7 200

= 0.0485(MN/m2.mm)

- Về giá trị biểu diễn ta có đường kính của vòng tròn Brick AB bằng giá trị biểu diễn của Vh , nghĩa là giá trị biểu diễn của AB = Vhbd [mm]  μs =

156 160.39

= 0.973 (mm/mm)

- Giá trị biểu diễn : OO’bd =

𝑂𝑂′ 𝜇𝑠

=

𝜆𝑥𝑅 2 𝑥 𝜇𝑠

=

0.24 +

130 2

2 𝑥 0.973

= 8.016(mm)

* Cho i tăng từ 1 đến ε = 17 ta lập được bảng xác định giá trị cho đường nén và đường giản nở như bên dưới.

1.1.6.Các điểm đặc biệt của đồ thị công: - Thể tích tính theo đơn vị dm3, áp suất tính theo đơn vị MN/m2. + Điểm a: Điểm cuối hành trình nạp có áp áp suất Pa và thể tích Va → a(Va;pa) = (2.198; 0.133) + Điểm c: Điểm cuối hành thình nén tính toán SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

4

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 → c(Vc;pc) = (0.129; 5.60) + Điểm z: Điểm cuối hành trình cháy tính toán → z(Vz;pz) = (Vc;pz) = (0.129; 12.6) + Điểm b: Điểm cuối hành trình giãn nở → b (Vb;pb) = (Va;pb) = (2.198; 0.4665) + Điểm r: Điểm cuối hành trình thải → r(Vc;pr) = (0.129; 0.154) - Giá trị biểu diễn của các điểm đặt biệt: a(170; 2.74) ; c(10 ;115.43) ; z(10 ;200) ; b(170; 9.62) ; r(10; 3.18) 1.1.7.Vẽ đồ thị công. - Để vẽ đồ thị công ta thực hiện các bước sau: - Chọn hệ trục tọa đồ vuông góc: biểu diễn áp suất khí thể trên trục tung và thể tích xilanh trên trục hoành với tỉ lệ xích μp và μv đã chọn ở trên. - Từ các số liệu đã cho ta xác định được các tọa độ điểm trên hệ trục tọa độ. Nối các tọa độ điểm đó với các điểm đặc biệt bằng các đường cong nét đứt thích hợp được đường cong nén và đường cong giãn nở. Vẽ đường biểu diễn quá trình nạp và quá trình thải bằng hai đường thẳng song song với trục hoành đi qua hai điểm Pa và Pr. Ta có được đồ thị công lý thuyết. - Hiêụ đính đồ thị công: vẽ vòng tròn của đồ thị Brick để xác định các điểm: + Đánh lửa sớm c’: ứng với θs = 13 (độ) + Mở sớm xupap nạp r’: ứng với α1 = 14 (độ) + Đóng muộn xupap nạp a’: ứng với α2 = 53 (độ) + Mở sớm xupap thải b’: ứng với α3 = 65 (độ) + Đóng muộn xupap thải r’’: ứng với α4 = 15 (độ) + Điểm y(Vc;pz)=(10;200) + Điểm z’: áp suất cực đại lý thuyết: SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

5

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 z’( Vc ; pz )= (1.5Vc ; pz ) = (0.194;12.6) '

=> z (15;200) + Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’=1/2yz’ + Điểm c’’ : cc”=1/3cy + Điểm b’’ : bb’’=1/2ba +Dùng thước cong nối liền tất cả các điểm xác định trên thành một đường cong liên tục và tiến hành hiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’ ta được đồ thị công chỉ thị của động cơ tính toán Bảng 1 – 2 : Tọa độ các điểm đặc biệt trong đồ thị công

Điểm đặc biệt

Giá trị thực

Giá trị vẽ

V[l]

P[MN/m2]

V[l]

P[MN/m2]

r (Vc,pr)

0.129

0.154

10

3.18

a (Va,pa)

2.198

0.133

170

2.74

b (Va,pb)

2.198

0.4665

170

9.62

z’( Vc ; pz )

0.194

12.6

15

200

c (Vc, pc)

0.129

5.6

10

115.43

y (Vc,pz)

0.129

12.6

10

200.00

z (Vz, pz)

0.129

12.6

10

200.00

Bảng 1 – 3: Các giá trị biểu diễn trên đường nén và đường giãn nở Giá trị vẽ Vx

pnén

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

pgiản nở

p0

6

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 10

115.43

200.00

2.0619

15

67.59

200.00

2.0619

20

46.23

139.59

2.0619

30

27.07

84.09

2.0619

40

18.52

58.69

2.0619

50

13.79

44.40

2.0619

60

10.84

35.36

2.0619

70

8.85

29.16

2.0619

80

7.42

24.68

2.0619

90

6.35

21.30

2.0619

100

5.52

18.67

2.0619

110

4.87

16.57

2.0619

120

4.34

14.87

2.0619

130

3.91

13.45

2.0619

140

3.54

12.26

2.0619

150

3.23

11.25

2.0619

160

2.97

10.38

2.0619

170

2.74

9.62

2.0619

1.2.TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC. 1.2.1. Xây dựng đồ thị chuyển vị của piston S= f(α): SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

7

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 *Xác định đồ thị chuyển vị của piston S = f(α) bằng phương pháp đồ thị Brick: - Chọn tỉ lệ xích:  S 

S 156 = = 0.973 = μR (mm/mm) 160.39 Vhbd

-   2 (độ/mm). - Đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S . Lấy bán kính Rbd 2

bằng 1 khoảng cách từ Vc đến Va. 2

- Lấy về phía phải điểm O’ với giá trị biểu diễn là: OO’bd =

𝑂𝑂′ 𝜇𝑠

=

𝜆𝑥𝑅 2 𝑥 𝜇𝑠

=

0.24+

130 2

2 𝑥 0.973

= 8.016(mm)

- Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các tia ứng với 100 ; 200; …; 1800. Đồng thời đánh số thứ tự từ trái qua phải 100 ; 200; …; 1800. - Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hoành biểu diễn khoảng dịch chuyển của piston. - Gióng các điểm ứng với 100; 200; …; 1800 đã chia trên cung tròn đồ thị Brick xuống cắt các đường kẻ từ điểm 100; 200; …; 1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị S = f(α) để xác định chuyển vị tương ứng. - Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston S = f(α).

1.2.2 Xây dựng đồ thị vận tốc của piston V= f(α ): * Phương pháp: - Xác định vận tốc của chốt khuỷu: 𝜋 𝑥 1900 ω =  n = = 198.97(rad/s)

30

30

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

8

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 - Chọn tỷ lệ xích: μv = μs x ω = 0.973 x 198.97 = 193.6 [ - Vẽ nữa vòng tròn tâm O bán kính R1 =

𝑉ℎ𝑏𝑑 2

=

𝑚𝑚 𝑠.𝑚𝑚

160.39 2

]

= 80.195 (mm) phía

dưới đồ thị S = f(). 𝑥 198.97   R   0.24 𝑥 130 2 - Vẽ vòng tròn tâm O bán kính R2  = = 8.02 (mm) 2 𝑥 193.6 2  v

đồng tâm với nữa vòng tròn có bán kính

R1[mm]

- Đẳng phân định hướng chia nữa vòng tròn R1 và vòng tròn R2 thành 18 phần đánh số 1, 2 , 3, ,18 và 1’ , 2’ , 3’ ,,18’, trên nữa đường tròn R1 ta đánh số theo chiều ngược chiều kim đồng hồ còn ở vòng tròn R2 thì đánh số theo chiều kim đồng hồ, cả hai đánh số xuất phát từ tia OA, như vậy ứng với góc α ở nữa vòng tròn bán kính R1 thì ở vòng tròn bán kính R2 là 2α. - Từ các điểm 0 , 1 , 2 , 3 , kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với AB kẻ từ 0’ , 1’ , 2’, 3’, tại các điểm o , a , b , c  Nối các điểm o , a, b , c bằng các đường cong ta dược đường biểu diễn trị số tốc độ. - Các đoạn thẳng ứng với a1 , b2 , c3 , nằm giữa đường cong o, a ,b , cvới nữa đường tròn R1 biểu diễn trị số tốc độ ở các góc  tương ứng.

1.2.3 Xây dựng đồ thị V-S: * Phần giới hạn của đường cong o, a, b, c,… với nữa đường tròn R1 gọi là giới hạn vận tốc của piston. - Vẽ hệ trục tọa độ v-S trên đồ thị S = f(α), trục Ov trùng với trục Oα, trục ngang vẫn biểu diễn giá trị S. -Từ các điểm chia trên đồ thị Brick ta kẻ các đường thắng song song với trục Ov và cắt trục OS tại các điểm 0, 1, 2,…,18. Từ các điểm này ta vẽ các đoạn thẳng trên đồ thị giới hạn vận tốc như 00’, 11’,22’,…1818’ nối các điểm 0’, 1’, 2’,… 18’ lại ta được đường cong biểu diễn vận tốc piston theo hành trình piston.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

9

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 1.2.4 Xây dựng đồ thị gia tốc J-S: * Phương pháp: Để vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston ta sử dụng phương pháp Tole. - Chọn hệ trục tọa độ với trục OS là trục hoành, lấy trục tung là trục biểu diễn giá trị gia tốc. - Lấy đoạn AB = S, O ≡ A với tỉ lê xích μS - Từ điểm A dựng lên phía trên đoạn thẳng AC = jmax vuông góc tại A, với:

jmax  R   2  (1   ) = 0.065 x 198.972 x (1+0.24) = 3190.88 (m/𝑠 2 ) -Từ điểm B dựng xuống phía dưới đoạn thẳng BD = jmin vuông góc tại B, với:

jmin   R   2  (1   ) = -0.065 x 198.972 x (1-0.24) = -

1955.7 (m/𝑠 2 ) - Trên trục tung, từ điểm A tương ứng với điểm chết trên, lấy điểm C sao cho AC=Jmaxbd=80[mm]. Như vậy ta tính được tỷ xích j = - Từ B, kẻ BD =

𝐽𝑚𝑖𝑛

𝑗

=

−1955.7 39.886

- CD cắt AB tại E, lấy EF = =

𝐽𝑚𝑎𝑥 𝐽𝑚𝑎𝑥𝑏𝑑

=

3190.88 80

= 39.886[

𝑚 𝑠 2 .𝑚𝑚

]

= -49.03[mm] biểu diễn gia tốc cực tiểu.

−3𝑅2

𝑗

−3.0,24.0.065.198.882 39.886

= -46.41[mm].

- Nối đoạn CF và DF. Ta chia đoạn CF và DF thành 4 đoạn bằng nhau và ghi các số 1, 2, 3, 4 và 1’, 2’, 3’, 4’ theo thứ tự cùng chiều. - Nối các điểm chia 11’, 22’, 33’, 44’ . Đường bao của các đoạn này biểu thị quan hệ của hàm số: j = f(x).

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

10

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

1.3.TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC: * Vẽ theo phương pháp Tole với trục hoành đặt trùng với

P0

ở đồ thị công, trục

tung biểu diễn giá trị pj. * Vẽ đường biểu diễn lực quán tính được tiến hành theo các bước như sau: 2

-Chọn tỉ lệ xích trùng với tỉ lệ xích đồ thị công: μpj=μp=0,0485( MN /( m .mm) ) - Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến: m = m1 + mnpt Trong đó: m - Khối lượng chuyển động tịnh tiến (kg). mnpt = mpt = 6 (kg) - Khối lượng nhóm piston. m1- Khối lượng nhóm thanh truyền qui về đầu nhỏ (kg). - Theo công thức kinh nghiệm: động cơ tàu thủy: m1 = (0.275÷ 0.35).mtt. Lấy m1 = 0,35  mtt (kg). mtt = 7 (kg) - Khối lượng nhóm thanh truyền. =>

m1 = 0.35  7 = 2.45 (kg).

=>

m = m1  mnpt  2.45 + 6 = 8.45 (kg).

- Để có thể dùng phương pháp cộng đồ thị -Pj với đồ thị công thì -Pj phải có cùng thứ 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 đĩnh Piston . Tức là thay: m

m m  kg  8.45 𝑥 4  2 = 𝜋 𝑥 0.132 = 636.61  2  F pis D m  4

- Áp dụng công thức tính lực quán tính: -pj = m.j, ta có:

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

11

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 -pjmax = m  jmax =636.61  3190.88 = 2031346.12 (N/m2) = 2.03 (MN/m2). -pjmin= m  jmin = 636.61  -1955.7 = -1245018.18 (N/m2) = -1.25 (MN/m2) - Đoạn: EF = m  jEF = 636.61  -1851= -1178365.11 (N/m2) = -1.18 (MN/m2) - Đổi ra đơn vị trên bản vẽ: Pjmax =

Pjmax μpj

Pjmin = = EF ==

=

2.03 0.0485

Pjmin

EF μpj

μpj

=

=

= 41.4 (mm)

−1.25 0.0485

−1.18 0.0485

= -25.5(mm)

= -24.08 (mm)

1.3.2 Đồ thị khai triển: pkt, pj, p1 – α: 1.3.2.1.Khai triển đồ thị công trên tọa độ p-V thành p = f(α) : - Để biểu diễn áp suất khí thể pkt theo góc quay của trục khuỷu α ta tiến hành như sau: - Vẽ hệ trục tọa độ p - α. Trục hoành đặt ngang với đường biểu diễn p 0 trên đồ thị công. - Chọn tỉ lệ xích:

  2 (độ/mm).  p  0,0485 [MN/(m2.mm)]

- Dùng đồ thị Brick để khai triển đồ thị p-V thành pkt-α. - Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, dựng các đường song song với trục Op cắt đồ thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn quá trình: Nạp, nén, cháy giãn nở, xả. - Qua các giao điểm này ta kẻ các đường song song với trục hoành gióng sang hệ toạ độ p-α . Từ các điểm chia tương ứng 00, 100, 200,… trên trục hoành của đồ thị p-α ta kẻ các đường thẳng đứng cắt các đường trên tại các điểm ứng với SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

12

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 các góc chia trên đồ thị Brick và phù hợp với các quá trình làm việc của động cơ. Nối các điểm lại bằng đường cong thích hợp ta được đồ thị khai triển pkt-α. 1.3.2.2. Khai triển đồ thị pj = f(s) thành pj = f(α) : - Đồ thị -pj = f(s) biểu diễn đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ. - Cách vẽ giống cách khai triển đồ thị công nhưng giá trị của điểm tìm được ứng với  chọn trước lại được lấy đối xứng qua trục o, bởi vì đồ thị trên cùng trục tạo độ với đồ thị công là đồ thị -Pj . - Sở dĩ khai triển như vậy bởi vì trên cùng trục toạ độ với đồ thị công nhưng -Pj được vẽ trên trục có áp suất P0. 1.3.2.3 Vẽ đồ thị

p1  f   :

- Theo công thức: p1  p kt  p j . Ta đã có pkt  f   và p j  f   . Vì vậy việc xây dựng đồ thị p1 = f(α) được tiến hành bằng cách cộng đại số các toạ độ điểm của 2 đồ thị pkt=f(α) và pj=f(α) lại với nhau ta được tọa độ điểm của đồ thị p1=f(α) . Dùng một đường cong thích hợp nối các toạ độ điểm lại với nhau ta được đồ thị p1=f(α). Bảng 1-1: Bảng giá trị : pkt, pj, p1 Giá trị đo (mm) α 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Giá trị vẽ (mm)

Pkt

Pj

P1

3 2.4 1 2 1 3 1 1 1 1 1 2 2

-28 -27 -24 -20 -14 -8 1 7 12 16 20 22 24

-25 -24.6 -23 -18 -13 -5 2 8 13 17 21 24 26

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

13

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560

3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 5 6 9 12 15 20 26 38 63 108.5 196 200 195 117 51 34 21 16 14 14 13 13 13 13 11 9 8 7 6.6 6 5.4

26 28 29 29 29 29 29 29 29 28 26 25 23 20 17 11 4 -3 -10 -16 -20 -24 -26.5 -28 -27 -24 -20 -14 -8 1 7 12 16 20 22 24 26 28 29 29 29 29 29 29

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

29 30 30 30 30 30 30 30 30 29 28 27 26 25 23 20 16 12 10 10 18 39 82 168 173 171 97 37 26 22 23 26 30 33 35 37 39 39 38 37 36 35.6 35 34.4

14

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720

5 5.4 7 6 6 7 7 8 8 7 8 8 7 7 6.5 5

29 28 26 25 23 20 17 11 4 -3 -10 -16 -20 -24 -26.5 -28

34 33.4 33 31 29 27 24 19 12 4 -2 -8 -13 -17 -20 -23

1.3.3 Xây dựng đồ thị T, Z, N –α: - Các đồ thị: T = f(α), Z = f(α), N = f(α) được vẽ trên cùng một hệ toạ độ. - Áp dụng các công thức:

N  P1 * tg . T  P1 *

sin     cos 

Z  P1 *

cos    cos 

- Quá trình vẽ các đường này được thực hiên theo các bước sau: - Chọn tỉ lệ xích:

μα = 2 (độ/mm). μT = μZ = μN = μp = 0.0485 [MN/(m2.mm)]

- Từ đồ thị p1 -  tiến hành đo giá trị biểu diễn của p1 theo  = 00,100, 200, 300,7200. Sau đó xác định  theo quan hệ: sin = sin SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

15

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118  = arcsin(sin) - Do đó ứng với mổi giá trị của  ta có giá trị của  tương ứng . Từ quan hệ ở các công thức

N  P1  tg  ; T  P1 

cos    sin     và Z  P1  ta lập cos  cos 

được bảng giá trị của đồ thị T , Z , N -  như sau:

Bảng 1-2: Bảng giá trị T, N, Z - α P1(mm)

α (độ)

β (độ)

sin(   ) cos(  )

T(mm)

cos(   ) cos(  )

Z (mm)

tgβ

-25

0

0.0

0.00

0.00

1.00

-25.00

0.00

0.00

-24.6

10

2.6

0.22

-5.37

0.98

-24.03

0.05

-1.11

-23

20

5.1

0.43

-9.80

0.91

-20.91

0.09

-2.05

-18

30

7.5

0.61

-11.04

0.80

-14.41

0.13

-2.36

-13

40

9.6

0.77

-10.04

0.66

-8.54

0.17

-2.20

-5

50

11.5

0.90

-4.48

0.49

-2.44

0.20

-1.02

2

60

13.0

0.98

1.96

0.30

0.60

0.23

0.46

8

70

14.1

1.03

8.21

0.11

0.84

0.25

2.02

13

80

14.8

1.03

13.40

-0.09

-1.13

0.26

3.44

17

90

15.1

1.00

17.00

-0.27

-4.58

0.27

4.58

21

100

14.8

0.94

19.72

-0.43

-9.12

0.26

5.56

24

110

14.1

0.85

20.48

-0.58

-13.89

0.25

6.05

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

16

N (mm)

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 26

120

13.0

0.75

19.51

-0.70

-18.20

0.23

6.01

29

130

11.5

0.64

18.43

-0.80

-23.16

0.20

5.89

30

140

9.6

0.51

15.39

-0.88

-26.25

0.17

5.09

30

150

7.5

0.39

11.59

-0.93

-27.95

0.13

3.93

30

160

5.1

0.26

7.74

-0.97

-29.11

0.09

2.68

30

170

2.6

0.13

3.87

-0.99

-29.78

0.05

1.36

30

180

0.0

0.00

0.00

-1.00

-30.00

0.00

0.00

30

190

-2.6

-0.13

-3.87

-0.99

-29.78

-0.05

-1.36

30

200

-5.1

-0.26

-7.74

-0.97

-29.11

-0.09

-2.68

30

210

-7.5

-0.39

-11.59

-0.93

-27.95

-0.13

-3.93

29

220

-9.6

-0.51

-14.88

-0.87

-25.37

-0.17

-4.92

28

230

-11.5

-0.64

-17.79

-0.80

-22.36

-0.20

-5.69

27

240

-13.0

-0.75

-20.26

-0.70

-18.90

-0.23

-6.24

26

250

-14.1

-0.85

-22.19

-0.58

-15.05

-0.25

-6.55

25

260

-14.8

-0.94

-23.47

-0.43

-10.86

-0.26

-6.62

23

270

-15.1

-1.00

-23.00

-0.27

-6.19

-0.27

-6.19

20

280

-14.8

-1.03

-20.62

-0.09

-1.74

-0.26

-5.30

16

290

-14.1

-1.03

-16.41

0.11

1.68

-0.25

-4.03

12

300

-13.0

-0.98

-11.78

0.30

3.60

-0.23

-2.77

10

310

-11.5

-0.90

-8.97

0.49

4.87

-0.20

-2.03

10

320

-9.6

-0.77

-7.73

0.66

6.57

-0.17

-1.70

18

330

-7.5

-0.61

-11.04

0.80

14.41

-0.13

-2.36

39

340

-5.1

-0.43

-16.61

0.91

35.46

-0.09

-3.48

82

350

-2.6

-0.22

-17.89

0.98

80.11

-0.05

-3.71

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

17

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 168

360

0.0

0.00

0.00

1.00

168.00

0.00

0.00

173

370

2.6

0.22

37.74

0.98

169.01

0.05

7.82

171

380

5.1

0.43

72.83

0.91

155.46

0.09

15.27

97

390

7.5

0.61

59.52

0.80

77.64

0.13

12.72

37

400

9.6

0.77

28.59

0.66

24.31

0.17

6.27

26

410

11.5

0.90

23.31

0.49

12.66

0.20

5.28

22

420

13.0

0.98

21.59

0.30

6.60

0.23

5.08

23

430

14.1

1.03

23.59

0.11

2.42

0.25

5.80

26

440

14.8

1.03

26.80

-0.09

-2.27

0.26

6.89

30

450

15.1

1.00

30.00

-0.27

-8.08

0.27

8.08

33

460

14.8

0.94

30.98

-0.43

-14.34

0.26

8.74

35

470

14.1

0.85

29.87

-0.58

-20.26

0.25

8.82

37

480

13.0

0.75

27.77

-0.70

-25.91

0.23

8.55

39

490

11.5

0.64

24.78

-0.80

-31.14

0.20

7.93

39

500

9.6

0.51

20.00

-0.88

-34.13

0.17

6.61

38

510

7.5

0.39

14.68

-0.93

-35.40

0.13

4.98

37

520

5.1

0.26

9.55

-0.97

-35.90

0.09

3.30

36

530

2.6

0.13

4.65

-0.99

-35.74

0.05

1.63

35.6

540

0.0

0.00

0.00

-1.00

-35.60

0.00

0.00

35

550

-2.6

-0.13

-4.52

-0.99

-34.74

-0.05

-1.58

34.4

560

-5.1

-0.26

-8.88

-0.97

-33.38

-0.09

-3.07

34

570

-7.5

-0.39

-13.14

-0.93

-31.67

-0.13

-4.46

33.4

580

-9.6

-0.51

-17.13

-0.87

-29.22

-0.17

-5.66

33

590

-11.5

-0.64

-20.97

-0.80

-26.35

-0.20

-6.71

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

18

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 31

600

-13.0

-0.75

-23.27

-0.70

-21.70

-0.23

-7.16

29

610

-14.1

-0.85

-24.75

-0.58

-16.78

-0.25

-7.31

27

620

-14.8

-0.94

-25.35

-0.43

-11.73

-0.25

-7.15

24

630

-15.1

-1.00

-24.00

-0.27

-6.46

-0.26

-6.46

19

640

-14.8

-1.03

-19.59

-0.09

-1.66

-0.25

-5.03

12

650

-14.1

-1.03

-12.31

0.11

1.26

-0.24

-3.02

4

660

-13.0

-0.98

-3.93

0.30

1.20

-0.22

-0.92

-2

670

-11.5

-0.90

1.79

0.49

-0.97

-0.20

0.41

-8

680

-9.6

-0.77

6.18

0.66

-5.26

-0.16

1.36

-13

690

-7.5

-0.61

7.98

0.80

-10.41

-0.13

1.70

-17

700

-5.1

-0.43

7.24

0.91

-15.46

-0.09

1.52

-20

710

-2.6

-0.22

4.36

0.98

-19.54

-0.04

0.90

-23

720

0.0

0.00

0.00

1.00

-23.00

0.00

0.00

- Vẽ hệ trục tọa Decac trong đó trục hoành biểu thị giá trị góc quay trục khuỷu, trục tung biểu diễn giá trị của T, N, Z. Từ bảng 1-2 ta xác định được tọa độ các điểm trên hệ trục, nối các điểm lại bằng các đường cong thích hợp cho ta đồ thị biểu diễn: T = f(α), Z=f(α), N = f(α). - Việc vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến T = f(α), lực pháp tuyến Z = f(α) và lực ngang N = f(α) cho ta mối quan hệ giữa chúng cũng như tạo tiền đề cho việc tính toán và thiết kế về sau nhằm bảo đảm độ ổn định ngang, độ ổn định dọc của động cơ, phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, đầu to thanh truyền… đồng thời là cơ sở thiết kế các hệ thống khác như hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn… 1.3.4 Xây dựng đồ thị ΣT = f(α): * Để vẽ đồ thị tổng T ta thực hiện theo những bước sau: SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

19

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 - Góc lệch công tác:  ct  180.  180.4  1200 i

6

- Thứ tự làm việc của động cơ là: 1- 5 - 3 – 6 - 2 - 4 - Lập bảng xác định góc i ứng với góc lệch công tác theo thứ tự làm việc của động cơ. Bảng 1-3: Thứ tự làm việc của động cơ 4 kỳ với δct = 120o Góc Công Tác 00-600 600-1200 1200-1800 1800-2400 2400-3000 3000-3600 3600-4200 4200-4800 4800-5400 5400-6000 6000-6600 6600-7200

1

Số Xi Lanh 3 4 Hút Nổ

2 Xả

Nổ

Nén

5

6

Nén

Hút

Xả

Hút

Nổ

Xả

Nén Nổ

Hút

Nén

Xả

Hút

Nổ Xả

Nén

Nổ

Hút

Nén

Hút

Xả

Nổ

Xả Nén

- Sau khi lập bảng xác định góc i ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc, ta có quan hệ 2 , 3 , 4 theo 1 khi 1 lần lượt nhận các giá trị từ 00  7200 được cho trong bảng 1-3. - Cứ mỗi giá trị 1 , 2 , 3 , 4 ta có giá trị T1 , T2 , T3 , T4 tương ứng được xác định theo giá trị T- , chọn μ∑T = 4μT, kết quả cho ở bảng 1-4: Bảng 1-4: Bảng giá trị ΣT-α α1

T1

α2

T2

α3

T3

α4

T4

α5

T5

α6

T6

0

0.00

240

-20.26

480

27.77

120

19.51

600

-23.27

360

0.00

5.49

10

-5.37

250

-22.19

490

24.78

130

18.43

610

-24.75

370

37.74

38.45

20

-9.80

260

-23.47

500

20.00

140

15.39

620

-25.35

380

72.83

52.62

30

-11.04

270

-23.00

510

14.68

150

11.59

630

-24.00

390

59.52

50.21

40

-10.04

280

-20.62

520

9.55

160

7.74

640

-19.59

400

28.59

37.62

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

20

∑T

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 50

--4.48

290

-16.41

530

4.65

170

3.87

650

-12.31

410

23.31

26.68

60

1.96

300

-11.78

540

0.00

180

0.00

660

-3.93

420

21.59

20.06

70

8.21

310

-8.97

550

-4.52

190

-3.87

670

1.79

430

23.59

15.77

80

13.4

320

-7.73

560

-8.88

200

-7.74

680

6.18

440

26.80

10.60

90

17.00

330

-11.04

570

-13.14

210

-11.59

690

7.98

450

30.00

-0.15

100

19.72

340

-16.61

580

-17.13

220

-14.88

700

7.24

460

30.98

-6.81

110

20.48

350

-17.89

590

-20.97

230

-17.79

710

4.36

470

29.87

-9.81

120

19.51

360

0.00

600

-23.27

240

-20.26

720

0.00

480

27.77

5.49

- Nhận thấy tổng T lặp lại theo chu kỳ 1200 vì vậy chỉ cần tính tổng T từ 00 đến 1200 sau đó suy ra cho các chu kỳ còn lại.





- Vẽ đồ thị ∑T bằng cách nối các tọa độ điểm ai  i ;  T i bằng một đường cong thích hợp cho ta đường cong biểu diễn đồ thị tổng T. - Sau khi đã có đồ thị tổng - Phương pháp xác định

T

tb



T

i

18



 T  f   ta vẽ  T

T

tb

tb

.

từ đồ thị như sau:

177.35  13.64(mm) 13

- Tính giá trị của  Ttb theo lý thuyết bằng công thức:

 Ttb 

30  Ni 103 ( N / m2 )   R  FP    n

- Trong đó : + N i : công suất chỉ thị của động cơ; N i 

Ne

m

[KW ]

+ Với m  (0,63  0,93) chọn  m =0.7 N i  242.7  346.7 [KW ] 0.7

+ n: là số vòng quay của động cơ; n=1900 (vòng/phút) + FP :là diện tích đỉnh piston

Fp 

  .D2 3.14 1302   13266.5(mm2 )  13266.5 106 (m2 ) 4 4

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

21

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 + R: là bán kính quay của trục khuỷu; R= S  156  78 =0.078 (m) 2

2

-  : là hệ số hiệu đính đồ thị công; Lấy   1 .

30  346.7 103  1.68( MN / m2 )   Ttb  6 3.14  0.078 13266.5 10 11900   Ttbbd 

Ttb

p



1,68  34.64 [mm] 0,0485

 Vậy sai số của phương pháp vẽ là:   17  13.64  100%  19.76%. 17

1.3.5 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dung lên chốt khuỷu: - Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của chốt khuỷu. Sau khi có đồ thị này ta tìm được trị số trung bình của phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, cũng có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và bé nhất, dùng đồ thị phụ tải có thể xác định được khu vực chịu tải ít nhất để xác định vị trí lỗ khoan dẫn dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ổ trục. *Các bước tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu được tiến hành như sau: - Vẽ hệ trục toạ độ O’TZ trong đó trục hoành O’T có chiều dương từ tâm O’ về phía phải còn trục tung O’Z có chiều dương hướng xuống dưới. - Chọn tỉ lệ xích:

 'T  1.5  T  1.5  0.02  0.03 (MN/m2.mm).

 ' Z  1.5   Z  1.5  0.02  0.03 (MN/m2.mm).

- Dựa vào bảng tính

T  f   , Z  f  

ta chuyể sang bảng giá trị T, Z-α với

giá trị μ’T và μ’Z. Từ bảng giá trị mới đó ta có được toạ độ các điểm  i  Ti ; Z i  ứng với các góc α = 100 ; 200…7200. Cứ tuần tự như vậy ta xác định được các điểm từ 0  T0 ; Z 0  cho đến 720  T72 ; Z 72  . SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

22

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 Bảng 1-5: Bảng giá trị T, Z-α với tỉ lệ xích μ’T và μ’Z. α (độ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

T(mm)

Z (mm)

0.000

-102.29

-21.56

-97.55

-39.27

-84.48

-49.51

-65.28

-51.04

-43.93

-43.65

-24.15

-29.57

-9.32

-11.79

-1.37

6.25

-0.46

21.79

-5.62

33.05

-14.89

38.94

-25.85

40.18

-36.82

37.37

-46.17

31.76

-53.41

24.59

-58.43

16.54

-61.41

8.32

-63.03

0.00

-63.57

α (độ) 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

T (mm)

Z (mm)

0.00

39.71

21.06

95.01

26.16

56.29

10.53

13.89

-5.88

-5.06

-8.46

-4.68

-1.72

-0.54

9.66

1.08

22.51

-1.68

34.39

-8.87

43.31

-19.51

46.65

-30.97

46.22

-42.36

41.98

-51.87

35.13

-59.07

27.01

-64.19

18.10

-67.22

8.97

-67.99

0.00

-66.75

23

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 α (độ) 190 200 21 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

T(mm)

Z (mm)

-8.33

-63.13

16.59

-61.60

24.78

-58.89

-32.17

-54.10

-38.01

-46.96

-41.01

-37.58

-39.97

-26.53

-34.84

-15.70

-23.89

-6.16

-9.54

-0.75

6.58

-0.74

22.53

-7.10

33.68

-18.63

36.98

-31.83

30.38

-40.07

17.10

-36.80

1.67

-7.57

0.00

39.71

α (độ) 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720

T (mm)

Z (mm)

-8.50

-64.42

-16.85

-62.57

-24.98

-59.36

-32.28

-54.28

-38.01

-46.96

-40.93

-37.52

-39.79

-26.42

-33.99

-15.31

-22.79

-5.88

-7.28

-0.54

10.77

-1.21

28.59

-9.01

42.76

-23.66

50.27

-43.26

49.14

-64.80

39.10

-84.12

21.54

-97.45

0.00

-102.29

- Nối các điểm trên hệ trục toạ độ bằng một đường cong thích hợp, ta có đồ thị biểu diễn phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

24

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 - Trong quá trình vẽ để dễ dàng xác định các toạ độ điểm ta nên đánh dấu các toạ độ điểm đồng thời ghi các số thứ tự tương ứng kèm theo. - Tính lực quán tính của khối lượng chuyển động quay của phần khối lượng quy về đầu to thanh truyền (tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston). 2 - Từ công thức: PRo  m2 .R.

+ Với: m2 - Khối lượng đơn vị của thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu. - Ta có khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu là: m2= mtt – m1 = 10 –3.5 = 6.5(kg) => m2 

m2 6.5  4   286.37(kg / m2 ) 2 Fpt   0.17

=> PRo  m2 .R. 2 = 286.37  0.18  167.552 = 1447067.83 N/m2 = 1.44 ( MN / m 2 ) - Giá trị biểu diễn của PRo: PRobd 

PRo 1.44   23(mm)  P 0.063

- Từ gốc tọa độ O’của đồ thị lấy theo hướng dương của Z một khoảng: O’O = 23 (mm) - O là tâm chốt khuỷu, từ tâm chốt khuỷu ta kẻ đường tròn tượng trưng cho chốt khuỷu, giá trị của lực tác dụng lên chốt khuỷu là vectơ có gốc O và ngọn là một điểm bất kỳ nằm trên đường biểu diễn đồ thị phụ tải.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

25

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

Hình 1.8: Đồ thị phụ tải tác dung lên chốt khuỷu.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

26

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 1.3.6 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền: * Để vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền ta thực hiện theo các bước như sau: - Vẽ dạng đầu to thanh truyền lên tờ giấy bóng, tâm của đầu to là O. Đầu thanh truyền hướng xuống dưới. - Vẽ hệ trục tọa độ OT’Z’, chiều dương của trục Z’ hướng xuống dưới, chiều dương trục T’ hướng sang phải. - Vẽ một vòng tròn bất kì tâm O. Giao điểm của đường tâm phần thân thanh truyền với vòng tròn tâm O tại 0o. - Từ điểm 0o tương ứng với (0o + 𝛽0𝑜 ), ghi trên vòng tròn các điểm 1; 2;…; 36 theo chiều quay trục khuỷu (chiều kim đồng hồ) tương ứng với các góc (10o + 𝛽10𝑜 ); (20o + 𝛽20𝑜 );…; (360o+ 𝛽360𝑜 ), Ta có bảng giá trị (αi+𝛽𝛼𝑖 ) như sau: Bảng 1-6: Bảng giá trị (αi+𝛽𝛼𝑖 ) α(độ)

β(độ)

(α+β)(độ)

α(độ)

β(độ)

(α+β)(độ)

α(độ)

β(độ)

(α+β)(độ)

0

0.00

0.00

130

11.041

141.041

250

-13.587

236.413

10

2.448

12.488

140

9.247

149.247

260

-14.253

245.747

20

4.905

24.905

150

7.181

157.181

270

-14.478

255.522

30

7.181

37.181

160

4.905

164.905

280

-14.253

265.747

40

9.247

49.247

170

2.488

172.488

290

-13.587

276.413

50

11.041

61.041

180

0.00

180.00

300

-12.504

287.496

60

12.504

72.504

190

-2.488

187.552

310

-11.041

298.959

70

13.587

83.587

200

-4.905

195.095

320

-9.247

310.753

80

14.253

94.253

210

-7.181

202.819

330

-7.181

322.819

90

14.478

104.478

220

-9.247

210.753

340

-4.905

335.095

100

14.253

114.253

230

-11.041

218.959

350

-2.488

347.512

110

13.587

123.587

240

-12.504

227.496

360

0.00

360.00

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

27

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 120

12.504

132.504

- Đem tờ giấy bóng đặt chồng lên đồ thị phụ tải của chốt sao cho tâm O trùng với tâm O của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Lần lượt xoay tờ giấy bóng sao cho các điểm 0; 1; 2… trùng với trục O’Z về phần dương (theo chiều ngược chiều kim đồng hồ), đồng thời đánh dấu các điểm mút của véc tơ





Q0 ; Q1



; Q2 …của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0; 1; 2; …; 72. - Nối các điểm lại bằng một đường cong thích hợp cho ta đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền. * Cách xác định lực trên đồ thị phụ tải như sau: - Giá trị của lực tác dụng lên đầu to là dộ dài đoạn thẳng nối từ tâm O đến điểm trên đường vừa vẽ xong nhân với tỷ lệ xích. - Chiều của lực hướng từ tâm O ra ngoài. - Điểm đặt lực là giao điểm của đường nối từ tâm O đến điểm tính với vòng tròn tượng trưng cho đầu to thanh truyền.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

28

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

Hình 1.9: Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền. SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

29

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 1.3.7 Xây dựng đồ thị khai triển Q(α): * Các bước vẽ đồ thị khai triển phụ tải chốt khuỷu như sau:

  2 (độ/mm)

- Chọn tỉ lệ xích:

Q  T  0.063  0.063  MN / (m2 .mm)  - Lập bảng: Quá trình lập bảng theo các bước như sau: + Xác định

Qi

bằng cách đo khoảng cách từ tâm O của đồ thị phụ tải tác dụng

lên chốt khuỷu tới các điểm  i  Ti ; Z i  ta nhận được các giá trị khác nhau của Q:

Q0 ; Q1 ;…; Q72

, sau đó lập bảng

Q  f   .

Bảng 1-7: Bảng giá trị Q-α α(độ)

Q(mm)

α(độ)

Q(mm)

α(độ)

Q(mm)

α(độ)

Q(mm)

0

125

190

86

370

71

560

87

10

122

200

85

380

42

570

86.5

20

115

210

84.5

390

14.5

580

83.5

30

101

220

83

400

29

590

80

40

84

230

79

410

28

600

73

50

54

240

64.5

420

26

610

64

60

43

250

64

430

28

620

51.5

70

25

260

51.5

440

33.5

630

32

80

24

270

32

450

46.5

640

29.5

90

36

280

25

460

60

650

26

100

50

290

27

470

70

660

43

110

63

300

38

480

78.5

670

62.5

120

72

310

53

490

80

680

79

130

78

320

66.5

500

89

690

100

140

83

330

70

510

90

700

113

150

85

340

62

520

91.5

710

122

160

86.5

350

31

530

91

720

125

170

86.5

355

2.50

540

91

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

30

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 180

87

360

17

550

88

- Vẽ đồ thị: + Vì ở đây giá trị của Q có đơn vị là (mm). Do vậy để nhận được giá trị thật của Q ta có: Qti  Qi .Q . + Vẽ hệ trục toạ độ OQα. Đặt các toạ độ điểm lên hệ trục toạ độ, dùng một đường cong thích hợp nối các toạ độ điểm lại với nhau ta nhận được đồ thị khai triển véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu

Q  f   .

- Sau khi vẽ xong đồ thị ta xác định Qtb bằng cách đếm diện tích bao bởi đường Q với trục hoành α rồi chia diện tích này cho chiều dài của đồ thị theo trục hoành: Qtb 

 Qi 4844   67.28 (mm) 72 72

Hình 1.10: Đồ thị khai triển Q(α). 1.3.8 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu: * Để vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu ta thực hiện theo các bước như sau: - Từ tâm O của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ đường tròn (O, R) với bán kính tùy ý (vòng tròn đặc trưng mặt chốt khuỷu). - Chia đường tròn thành 24 phần bằng nhau, đánh số 0 tại giao điểm tại giao điểm vòng tròn trục OZ (theo chiều dương) tiếp tục đánh số 1, 2, 3,…,23 theo chiều quy ước ngược chiều kim đồng hồ. - Từ các điểm chia này ta kẻ các tia qua tâm O. Kéo dài các tia này ra cắt đồ thị tại các điểm a, b, c,… có bao nhiêu điểm cắt đồ thị thì sẽ có bấy nhiêu lực tác

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

31

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 dụng tại điểm đó. Tổng chiều dài các điểm cắt đồ thị là hợp lực Q’. Rồi ghi trị số của hợp lực tác dụng trong phạm vi tác dụng (giả thiết phạm vi tác dụng là 102o). - Cộng trị số của: ∑Qi = ∑Q0 + ∑Q1 + ∑Q3 + … + ∑Q23. - Vẽ vòng tròn bất kỳ (chọn R = 80mm) tượng trưng cho chốt khuỷu. - Vẽ các tia ứng với số lần chia ban đầu là 24 phần, lần lượt đặt các giá trị ∑Q1, ∑Q2, ∑Q3, … lên các tia ứng với chiều từ ngoài vào tâm vòng tròn. Nối các điểm này lại ta được đồ thị mài mòn chốt khuỷu. - Bảng xác định lực ∑Qi được lập theo bảng 1-6. - Chọn tỉ lệ xích:

µm = 2.5 (mm/mm)

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

32

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

Hình 1.11: Đồ thị mài mòn chốt khuỷu. Phần 2: PH ÂN T ÍCH ĐIỂM ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO (ĐỘNG CƠ KOMATSU 140-3) 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KOMATSU 140-3 Là động cơ Diesel 6 xy lanh, được lắp thẳng hàng. Động cơ có công suất cực đại 478hp (357KW) ở số vòng quay 1800(vòng/phút). Cơ cấu phân phối khí

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

33

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 Thông số

Ký hiệu

Động cơ yêu cầu

Động cơ chọn

trục cam được bố trí trên thân máy gồm 4 xupap cho mỗi xilanh. Hành trình piston 165 mm, đường kính xylanh 140 mm.

Hình 2.1

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

34

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 Nhiên liệu

Diesel

Diesel

Công suất có ích

Ne (Kw)

447

357

Tỷ số nén



21

19.5+-0,8

1600

1800

Số vòng quay

N (vòng/phút)

Đường kính xilanh

D (mm)

170

140

Hành trình piston

S (mm)

180

165

Số xilanh

i

6

6

Số kỳ



4

4

Kiểu xupáp

treo

Thứ tự làm việc Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn

1-5-3-6-2-4

1-5-3-6-2-4

Bocsh VE-type pump Bocsh VE-type pump Cưỡng bức cácte ướt

Cưỡng bức cácte ướt

Cưỡng bức sử dụng

Cưỡng bức sử dụng

môi chất lỏng

môi chất lỏng

Hệ thống làm mát

Hệ thống nạp

Không tăng áp

Hệ thống phân phối khí

4 valve/cyl

Turbo Charger intercooler 4 valve/cyl

Với đề bài yêu cầu của đồ án này thì em chọn động cơ KOMATSU 140-3 để tham khảo. Các thông số kỹ thuật của động cơ :

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

35

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

2.2 CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG CHÍNH ĐỘNG CƠ KOMATSU 140-3. 2.2.1 piston, xilanh, thanh truyền và trục khuỷu. a. Piston Piston là một chi tiết quan trọng trong động cơ đốt trong. Trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ cao và ma sát mài mòn lớn. Do điều kiện làm việc như vậy nên vật liệu dùng để chế tạo piston có độ bền cao. Trên động cơ KOMATSU vật liệu chế tạo piston là hợp kim nhôm. Đỉnh piston: Có dạng lõm, biên dạng lõm trùng với vị trí của 2 xupap đặt trên nắp máy. Trên phần đầu piston có xẻ 3 rãnh để lắp các xéc măng khí và xéc măng dầu. Trong đó hai rãnh trên hẹp hơn để lắp xéc măng khí, rảnh dưới cùng rộng hơn để lắp xéc măng dầu. b. Xilanh Trên động cơ KOMATSU xilanh được đúc liền với thân máy, với kết cấu này động cơ có độ cứng vững rất cao, do đó độ biến dạng của xylanh và cổ trục là rất nhỏ. Vật liệu chế tạo xy lanh thân máy là gang, bề mặt xy lanh được gia công chính xác và tôi luyện để đảm bảo cho xilanh làm việc được trong điều kiện nhiệt độ, áp suất và sự mài mòn lớn. c. Thanh truyền Thanh truyền là chi tiết nối piston (hoặc guốc trượt của cán piston ) với trục khuỷu, nhằm truyền lực tác dụng trên piston cho trục khuỷu, làm quay trục khuỷu. Vật liệu chế tạo thanh truyền thường là thép cacbon và thép hợp kim tùy thuộc vào động cơ. Thanh truyền động cơ 4JH TE dùng vật liệu thép cacbon..  Đầu nhỏ thanh truyền để lắp chốt khuỷu.  Thân thanh truyền có tiết diện ngang hình chữ I và có tiết diện thay đổi tăng dần từ đầu nhỏ đến đầu to thanh truyền.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

36

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118  Đầu ta thanh truyền gồm hai nữa ghép với nhau bằng bulông. Trên đầu to thanh truyền có khoan lỗ để dẫn dầu bôi trơn. Bạc lót thanh truyền cũng gồm hai nửa ngăn cách giữa bề mặt khuỷu trục và thanh truyền.

Hình 2.2 d. Trục khuỷu Trục khuỷu trên động cơ KOMATSU là trục khuỷu nguyên, gồm có 6 chốt khuỷu cho 6 xylanh động cơ và 5 cổ trục để lắp vào hộp thân máy, đầu trục khuỷu lắp bánh răng dẫn động các bộ phận khác. Trong thân trục khuỷu có các lỗ dầu đi bôi trơn cho chốt khuỷu và thanh truyền.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

37

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

Hình 2.3 2.2.2 Hệ thống làm mát: Hệ thống làm mát gián tiếp bằng nước biển. Nước biển được bơm vào từ biển bởi bơm nước biển làm mát dầu bôi trơn và sau đó đi vào thiết bị trao đổi nhiệt. Sau đó nó được gửi đến trục khuỷu và được thải ra với khí thải. Còn nước ngọt được bơm bằng bơm nước từ két nước ngọt cho đến xi lanh để làm mát các xi lanh và sau đó đầu xi-lanh. Dưới đây là sơ đồ dẫn động hệ thống làm mát của động cơ KOMATSU. Các chi tiết chính như sau:

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

38

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

Hình 2.4 2.2.3 Hệ thống nhiên liệu: Hệ thống nhiên liệu của động cơ KOMATSU sử dụng bơm BOSCH để bơm chuyển nhiên liệu từ thùng chứa nhiên liệu tới các bộ lọc nhiên liệu. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

39

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

Hình 2.5 Hệ thống cung cấp nhiên liệu bao gồm: Bình nhiên liệu: là nơi chứa nhiên liệu. Bơm nhiên liệu có chức năng nhiên liệu từ bình nhiên liệu đến bơm cao áp. Lọc nhiên liệu: có tác dụng lọc các tạp chất chứa trong nhiên liệu. Bơm cao áp: có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu dưới áp suất cao theo lưu lượng và thời điểm thích hợp của động cơ Vòi phun : có nhiệm vụ phun nhiên liệu dưới áp cao vào buồng đốt. Các đường ống dẫn nhiên liệu: có nhiệm vụ kết nối các thiết bị với nhau, gồm các đường dẫn nhiên liệu và các đường nhiên liệu hồi.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

40

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 2.2.4 Hệ thống bôi trơn: Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu đến các mặt ma sát, đồng thời lọc sạch những tạp chất bẩn trong dầu nhờn khi dầu nhờn tẩy rửa các mặt ma sát này và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng hóa lý của nó. Các loại động cơ đốt trong ngày nay chủ yếu dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức. Động cơ KOMATSU cũng không ngoại lệ. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bôi trơn như sau:

Hình 2.6

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

41

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 PHẦN 3 - PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 3.1.NHIỆM VỤ-YÊU CẦU SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ Cơ cấu phân phối khí của động cơ KOMATSU là cơ cấu phân phối khí dùng xupap treo có trục cam đặt trong thân máy.

Hình 2.7 3.1.1: Nhiệm vụ Cơ cấu phân phối khí có nhiệm vụ điểu khiển quá trình thay đổi môi chất công tác trong động cơ, thải sạch khí thải khỏi xi lanh hoặc nạp đầy hỗn hợp hoặc không khí mới vào xilanh động cơ. 3.1.2: Điều kiện làm việc -

Tải trọng cơ học cao

-

Nhiệt độ cao

-

Tải trọng va đập lớn

3.1.3: Yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí -

Đóng mở xupap đủ quy luật và đúng thời điểm

-

Độ mở lớn

-

Đóng kín, xupap thải không tự mở trong suất quá trình nạp

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

42

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 -

Ít mòn, tiếng ồn nhỏ, dễ dàng điều chỉnh, sữa chữa và giá thành thấp.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

43

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 3.2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU 3.2.1. xupap

Hình 2.8 3.2.2. Náúm xupap: Náúm xupap thaíi tiãúp xuïc våïi doìng khê thaíi coï nhiãût âäü ráút cao (700-9000C) Màût laìm viãûc quan troüng laì màût cän coï goïc α âäü tæì 15-450. α caìng nhoí tiãút læu thäng caìng låïn nhæng màût náúm caìng moíng laìm giaím âäü cæïng væîng gáy cong vãnh seî tiãúp xuïc khäng kên khêt våïi âãú xupap.α caìng låïn màût náúm caìng bãön vaì doìng khê thaíi âi ra dãù daìng hån, âäúi våïi âäüng cå thæåìng α = 450. (Láúy cho caí 2 xupap naûp vaì thaíi)

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

44

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 Chiãöu räüng b cuía màût cän trãn náúm xupap ;b =(0,05-0,12)d1

(d1:âæåìng

kênh

náúm

xupap),

b

phuû

thuäüc vaìo váût liãûu chãú taûo xupap. 3.2.3.Thán xupap: Âæåìng kênh thán xupap phaíi âaím baío âãø dáùn hæåïng täút, taín nhiãût täút vaì chëu âæåüc læûc nghiãng khi xupap âoïng måí. Âãø traïnh hiãûng tæåüng xupap bë keût trong äúng dáùn hæåïng khi bë âäút noïng, âæåìng kênh thán xupap åí pháön näúi tiãúp våïi náúm xupap thæåìng laìm nhoí âi mäüt êt hoàûc khoeït räüng läù cuía äúng dáùn hæåïng åí pháön naìy . Chiãöu caïch

bäú

daìi trê

cuía

xupap,

thán

xupap

noï

thæåìng

phuû thay

thuäüc

vaìo

âäøi

trong

phaûm vi khaï låïn : lt=(2,5-3,5)d 1 . Chiãöu daìi cuía thán xupap phaíi læûa choün âuí âãø làõp äúng dáùn hæåïng vaì loì xo xupap. 3.2.4 Âuäi xupap: Pháön âuäi xupap thæåìng coï daûng âàûc biãût âãø coï thãø làõp gheïp âéa loì xo.âéa loì xo làõp våïi xupap bàòng 2 moïng haîm hçnh cän làõp vaìo âoaûn

coï

âæåìng

kênh

nhoí trãn

âuäi

xupap.

Âuäi

xupap coï daûng hçnh cän âãø tàng khaín nàng chëu moìn bãö màût âuäi,åí âäüng IFA âæåüc traïng lãn 1 håüp kim cæïng. 3.2.5. Âãú xupap: Âäúi våïi cå cáúu phán phäúi khê xupap treo cuaí âäüng cå IFA, âæåìng thaíi vaì âæåìng naûp bäú trê

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

45

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 trong nàõp xilanh. Âãø giaím hao moìn cho nàõp xilanh khi chëu læûc va âáûp cuía xupap ngæåìi ta duìng âãú xupap eïp vaìo âæåìng thaíi vaì âæåìng naûp Kãút cáúu cuía âãú xupap ráút âån giaín, laì 1 voìng hçnh truû trãn coï vaït màût cän âãø tiãúp xuïc våïi màût cän cuía náúm xupap. Âãú xupap laìm theïp håüp kim. Chiãöu daìy cuía âãú xupap thæåìng nàòm trong khoaíng (0,08-0,15)dh. 3.2.6 .Äúng dáùn hæåïng xupap:

Âãø sæía chæîa vaì traïnh hao moìn cho thán maïy hoàûc nàõp xilanh åí chäù làõp xupap, ngæåìi ta làõp äúng dáùn hæåïng trãn caïc chi tiãút maïy naìy. Xupap âæåüc làõp vaìo äúng dáùn hæåïng theo chãú âäü làõp loíng. Äúng

dáùn

hæåïng

âæåüc

chãú

taûo

bàòng

loaûi

gang håüp kim CH21-40 coï täø chæïc peclit.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

46

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 Bäi trån äúng dáùn hæåïng vaì thán xupap coï thãø duìng phæång phaïp bäi trån cæåîng bæïc hay vung toeï. ÄÚng dáùn hæåïng coï daûng hçnh truû. Chiãöu daìy cuía äúng 3(mm) . Chiãöu daìi cuía äúng xupap phuû thuäüc vaìo âæåìng kênh vaì chiãöu daìi cuía thán xupap,

khoaíng

(1,75-2,5)dn

(

dn:laì

âæåìng

kênh

náúm xupap). 3.2.7 Loì xo xupap: Loì xo xupap duìng âãø âoïng kên xupap trãn âãú xupap vaì âaím baío xupap âoïng theo âuïng qui luáût cuía cam phán phäúi khê. Do âoï trong quaï trçnh âoïng måí xupap khäng coï hiãûn tæåüng va âáûp trãn màût cam. Loì xo xupap laìm viãûc trong âiãöu kiãûn taíi troüng âäüng thay âäøi ráút âäüt ngäüt. Váût liãûu chãú taûo xupap thæåìng duìng dáy theïp coï âæåìng kênh 5 mm loaûi theïp C65

43

66,4

8,6

0.02 Ø 38

LOÌXO XUPAÏP

LOÌXO

Loì xo coï daûng hçnh truû coï bæåïc xoàõn thay âäøi âãø traïnh hiãûn tæåüng cäüng hæåíng laìm cho SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

47

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 loì xo bë gaîy vaì gáy va âáûp maûnh trong cå cáúu phán phäúi khê. Hai voìng åí 2 âáöu loì xo quáún sêt nhau vaì maìi phàóng âãø làõp gheïp. Âãø náng cao sæïc bãön chäúng moíi vaì chäúng rè cho loì xo duìng caïc biãûn phaïp cäng nghãû nhæ phun haût theïp laìm chai bãö màût, nhuäüm âen loì xo, sån loì xo bàòng låïp sån âàûc biãût, maû keîm hoàûc maû caïtmium... 3.2.8: Trục cam Truûc cam duìng âãø dáùn âäüng xupap âoïng måí theo qui luáût nháút âënh. Truûc cam gäöm caïc pháön cam thaíi cam naûp vaì caïc cäø truûc

Váût liãûu chãú taûo truûc cam bàòng theïp håüp kim C45 Caïc

màût

ma

saït

cuía

truûc

cam

(màût

laìm

viãûc cuía cam ,cuía cäø truûc..) âãöu tháúm than vaì täi cæïng. Âäü sáu tháúm than thæåìng khoaíng 0,72mm, âäü cæïng HRC khoaíng 52-65. Caïc bãö màût khaïc thæåìng HRC khoaíng 30-40.

SVTH: TỐNG PHƯỚC QUANG_15KTTT

48

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ............................................................... Error! Bookmark not defined. Phần 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ..................................................2 1.1.ĐỒ THỊ CÔNG .........................................................................................................1 1.1.1.Các thông số cho trước: ..........................................................................................1 1.1.2.Chọn và tính toán các thông số: .............................................................................1 1.1.3.Xây dựng đường nén: .............................................................................................2 1.1.4.Xây dựng đường giãn nở: .......................................................................................2 1.1.5.Biểu diển các thông số:...........................................................................................3 1.1.6.Các điểm đặc biệt của đồ thị công: .........................................................................4 1.1.7.Vẽ đồ thị công. .......................................................................................................5 1.2.TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC. ......................................................................................7 1.2.1. Xây dựng đồ thị chuyển vị của piston S= f(α): .....................................................7 1.2.2 Xây dựng đồ thị vận tốc của piston V= f(α ):.........................................................8 1.2.3 Xây dựng đồ thị V-S: .............................................................................................9 1.2.4 Xây dựng đồ thị gia tốc J-S: .................................................................................10 1.3.TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC: ...........................................................................11 1.3.2 Đồ thị khai triển: pkt, pj, p1 – α: ............................................................................12 1.3.2.1.Khai triển đồ thị công trên tọa độ p-V thành p = f(α) : .....................................12 1.3.2.2. Khai triển đồ thị pj = f(s) thành pj = f(α) : .......................................................13 1.3.2.3 Vẽ đồ thị

p1  f   : ........................................................................................... 13

1.3.3 Xây dựng đồ thị T, Z, N –α: .................................................................................15 1.3.4 Xây dựng đồ thị ΣT = f(α): ..................................................................................19 1.3.5 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dung lên chốt khuỷu: ...............................................22 1.3.6 Xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền: ..................................27 1.3.7 Xây dựng đồ thị khai triển Q(α): ..........................................................................30 1.3.8 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu: .................................................................31 Phần 2: PH ÂN T ÍCH ĐIỂM ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO (ĐỘNG CƠ KOMATSU 140-3) ........................................................................................................33

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ DDV6-0118 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KOMATSU 140-3 .................................................33 2.2 CƠ CẤU VÀ HỆ THỐNG CHÍNH ĐỘNG CƠ KOMATSU 140-3. .....................36 2.2.1 piston, xilanh, thanh truyền và trục khuỷu. ..........................................................36 2.2.2 Hệ thống làm mát: ................................................................................................ 38 2.2.3 Hệ thống nhiên liệu: ............................................................................................. 39 2.2.4 Hệ thống bôi trơn:.................................................................................................41 PHẦN 3 - PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ..42 3.1.NHIỆM VỤ-YÊU CẦU SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ..........................................................................................................42 3.1.1: Nhiệm vụ .............................................................................................................42 3.1.2: Điều kiện làm việc ............................................................................................... 42 3.1.3: Yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí .................................................................42 3.2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU ..........................................................................................44 3.2.1. xupap ...................................................................................................................44 3.2.2. Náúm xupap: ......................................44 3.2.3.Thán xupap: .......................................45 3.2.4 Âuäi xupap: .......................................45 3.2.5. Âãú xupap: .......................................45 3.2.6 .Äúng dáùn hæåïng xupap: ..........................46 3.2.7 Loì xo xupap: .....................................47 3.2.8: Trục cam ..............................................................................................................48