Đồ án Thiết kế động cơ đốt trong - Nguyễn Văn Tường
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
PHẦN I
XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC
ĐỘNG CƠ D1 V4-0415
1. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG:
1.1 Các thông số cho trước:
Bảng 1-1: Bảng các thông số cho trước
Thông số kỹ thuật
Nhiên liệu
Số xilanh/ Số kỳ/ Cách bố trí
Thứ tự làm việc
Ký hiệu
i/ τ/
Giá trị
Diesel
4/ 4/ In-line
1-3-4-2
Tỷ số nén
Đường kính x Hành trình piston
Công suất cực đại / Số vòng quay (kW/(vg/ph))
Tham số kết cấu
Áp suất cực đại
Khối lượng nhóm piston
Khối lượng nhóm thanh truyền
Góc phun sớm
ε
D x S
Ne / n
λ
17.4
75.0 x 77.0
64.7 / 3890
(mm x mm)
0.25
6.2
0.6
0.8
14
(MN/m2)
(kg)
(kg)
pz
mpt
mtt
φs
(độ)
α 1
12
Góc phân phối khí
(độ)
α 2
53
α 3
42
α 4
13
Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống bôi trơn
Hệ thống làm mát
Hệ thống nạp
Bosch PE inline pump
Cưỡng bức cácte ướt
Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng
Không tăng áp
Hệ thống phân phối khí
8 Valve, SOHC
1.2 Các thông số chọn:
Xác định tốc độ trung bình của động cơ:
S.n 0,077.3890
Cm
9,98 [m/s]
30
30
Vì Cm 9 [m/s] nên động cơ đang khảo sát là động cơ cao tốc.
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 1
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
Bảng 1-2 : Bảng thông số chọn
Thông số
Đơn vị Khoảng giá trị
Giá trị chọn Tài liệu
tham
khảo
Áp suất khí nạp pk
MN/m2 pk p0 0,1013
n1 1,32 1,39
pk 0,1013
n1 1,37
[1]
Chỉ số nén đa biến trung bình
n1
[1]
Chỉ số nén giãn nở đa biến
biến trung bình n2
Áp suất cuối quá trình nạp
n2 1,251,29
n2 1,26
[1]
MN/m2 pa (0,80,9) pk
1,2 1,5
MN/m2 pth (1,02 1,04) pk pth 0,104
MN/m2 pr (1,051,1) pth
pr 0,11
pa 0,09
1,3
[1]
[1]
[1]
[1]
Tỉ số giãn nở sớm ρ
Áp suất khí thải
Áp suất khí sót
Từ các thông số đã chọn, ta tính toán được các thông số sau:
+ Áp suất cuối kì nén:
pc pa. n1 0,09.17,41,37 4,506 [MN/m2]
+ Áp suất cuối kì giãn nở:
pz
6,2
pc
0,236 [MN/m2]
1,26
n
2
17,4
1,3
+ Thể tích công tác:
.D2
4
.0,752
[dm3]
.0,77 0,3402
Vh
.S
4
+ Thể tích buồng cháy:
Vh
0,3402
[dm3]
0,0207
Vc
1 17,4 1
+ Thể tích toàn phần:
Va Vh Vc 0,3402 0,0207 0,3609 [dm3]
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 2
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
1.3 Vẽ đồ thị công:
Để vẽ đồ thị công, ta cần xác định đường nén và đường giãn nở.
1.3.1 Xây dựng đường nén:
Gọi Vnx và pnx là thể tích và áp suất của không khí biến thiên theo quá trình nén của động
cơ. Vì quá trình nén là quá trình đa biến, nên:
n1
Vc
n1
n1
pnx.Vnx const pnx.Vnx pc.Vcn p p .
1
nx
c
Vnx
pc
1
Vnx
Vc
Đặt
, ta có: pnx
i
in
1.3.2 Xây dựng đường giãn nở:
Gọi Vgnx và pgnx là thể tích và áp suất của khí cháy biến thiên theo quá trình giãn nở của
động cơ. Vì quá trình giãn nở là quá trình đa biến, nên:
n
2
Vz
n2
n2
pgnx.Vgnx const pgnx.Vgnx pz .Vzn pgnx p .
2
z
Vgnx
n
2
.Vc
Vgnx
pz
Vz .Vc pgnx p .
Mà
z
n
2
V
gnx
.Vc
pz .n
2
Vgnx
Đặt
i pgnx
in
2
Vc
1.3.3 Lập bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở:
Cho i tăng từ 1, ρ, 2, 3, …, ε ; từ đó ta xác định được các điểm trên đường nén và đường
giãn nở.
+ Biểu diễn thể tích buồng cháy: Vcbd 10,15,20[mm]
Chọn Vcbd 10[mm]
Vc
0,0207
10
[dm3/mm]
0,00207
V
Vcbd
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 3
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
Vh
0,3402
=>Giá trị biểu diễn của thể tích công tác:
[mm]
164,35
Vhbd
V 0,00207
+ Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd 160 220 [mm]
6,2
Chọn pzbd 200 [mm] p
0,031 [MN/(m2.mm)]
200
+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 = 164,35 [mm]
S
0,077
[m/mm]
0,000469
S
Vhbd 164,35
OO' R. 0,0385.0,25
+ Giá trị biểu diễn của OO’:
[mm]
10,26
OO'bd
S
2S 2.0,000469
Bảng 1-3: Bảng giá trị các điểm trên đường nén và đường giãn nở
Đường nén
Đường giãn nở
n
pz .n
2
2
1
in
pc
n
in
in
in
pgnxbd
1
2
1
1
2
2
pnxbd
i
in
V
1Vc
ρVc
2Vc
3Vc
4Vc
5Vc
6Vc
i
1
1.3
2
3
4
5
6
7
8
1.00
1.43
2.58
4.50
6.68
9.07
1.00 4.51 145.35 1.00 1.39
0.70 3.15 101.47 1.39 1.00
0.39 1.74 56.24 2.39 0.58
0.22 1.00 32.27 3.99 0.35
0.15 0.67 21.76 5.74 0.24
0.11 0.50 16.03 7.60 0.18
8.63
6.20
3.60
2.16
1.50
1.14
0.90
0.74
0.63
0.54
0.47
0.42
0.38
0.34
0.31
0.28
0.26
0.24
0.24
278.35
200.00
116.23
69.73
48.53
36.64
29.12
23.98
20.26
17.47
15.30
13.57
12.16
10.99
10.01
9.18
11.64 0.09 0.39 12.48 9.56 0.15
14.38 0.07 0.31 10.11 11.61 0.12
7Vc
8Vc
9Vc
17.27 0.06 0.26
20.29 0.05 0.22
23.44 0.04 0.19
26.71 0.04 0.17
30.09 0.03 0.15
33.58 0.03 0.13
37.17 0.03 0.12
40.85 0.02 0.11
44.63 0.02 0.10
48.50 0.02 0.09
8.42 13.74 0.10
7.16 15.93 0.09
6.20 18.20 0.08
5.44 20.52 0.07
4.83 22.90 0.06
4.33 25.33 0.05
3.91 27.80 0.05
3.56 30.33 0.05
3.26 32.90 0.04
3.00 35.51 0.04
2.90 36.57 0.04
9
10Vc
11Vc
12Vc
13Vc
14Vc
15Vc
16Vc
17Vc
10
11
12
13
14
15
16
17
8.46
7.84
7.61
17.4Vc 17.4 50.07 0.02 0.09
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 4
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
1.3.4 Xác định các điểm đặc biệt:
Dựng hệ trục tọa độ p-V theo tỷ lệ xích:
V 0,00207 [dm3/mm]
p 0,031 [MN/(m2.mm)]
Dựng vòng tròn đồ thị Brick với đường kính AB=164,35 [mm].
Dựng đường nén và đường giãn nở của đồ thị công dựa vào bảng 1-3 và các điểm đặc
biệt sau:
+ Điểm phun sớm: c’ xác định từ Brick ứng với góc phun sớm φs
+ Điểm cuối đường nén không cháy: c V ; p hay c 10;145,35
c
c
+ Điểm bắt đầu quá trình nạp: r V ; p hay r 10;3,58
r
c
+ Điểm mở sớm của xupap nạp: r’ xác định từ Brick ứng với α1
+ Điểm đóng muộn xupap thải: r’’ xác định từ Brick ứng với α4
+ Điểm đóng muộn của xupap nạp: a’ xác định từ Brick ứng với α2
+ Điểm mở sớm của xupap thải: b’ xác định từ Brick ứng với α3
+ Điểm y V ; p hay y 10;200
z
c
+ Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z V ; p hay z 13;200
z
c
1
2
+Điểm áp suất cực đại thực tế:
hay z '' 11,5;200
z ''
.Vc ; p
z
1
+ Điểm cuối quá trình nén ứng với đường nén cháy: c’’ sao cho cc'' cy
3
1
+ Điểm cuối quá trình cháy thực tế: b’’ sao cho bb'' ba
2
Ta có đồ thị công hoàn chỉnh như sau:
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 5
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
O
O'
0
18
17
a1
a4
f s
a3
1
p[MN/m2]
a2
16
2
z''
z
15
6.2
y
3
14
4
13
12
5
11
c''
6
10
7
8
9
4.65
c
3.1
c'
p=f(V)
1.55
b'
b
V[dm3]
b''
a
r'
r''
a'
po
r
0
1Vc
6Vc
2Vc
8Vc
4Vc
12Vc
10Vc
16Vc
17.4Vc
14Vc
Hình 1: Đồ thị công động cơ D1 V4-0415
2. Xây dựng đồ thị động học và động lực học:
2.1 Xây dựng đồ thị động học:
2.1.1 Xây dựng đồ thị chuyển vị S=f(α)
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 6
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
180o
a
90o
a
A
C
0
B
M
a
O
x=f(a)
O'
D
S
Hình 2-1: Xây dựng đồ thị chuyển vị bằng phương pháp Brick
+ Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính R=38,5 [mm]. Do đó, đoạn AD=2R=77 [mm]. Điểm A
ứng với góc quay 0o (vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng với khi 180o (vị trí điểm
chết dưới).
R
2
+ Từ O, lấy điểm O’ trên đoạn AD dịch về phía D sao cho OO'
+ Từ O, vẽ OB ứng với các góc 100, 200, 300....1800.
10,26[mm].
+Từ O’ kẻ đoạn thẳng O’M song song với đường tâm má khuỷu OB. Tại M, hạ đường
thẳng vuông góc với AD, cắt AD ở C. Theo đồ thị Brick, đoạn AC = x . Điều này có thể
chứng minh như sau:
R
2
Ta có: AC AO CO AO (CO' OO') R MO'.cos
R
2
Coi: MO' R
cos
2
AC=R 1 cos 1 cos2 R 1 cos 1 cos2 x
4
+ Cứ như thế 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 0,1,2…18.
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 7
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
+ 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 x=f(α) để xác định
chuyển vị tương ứng.
+ Nối các giao điểm này với nhau, ta có đồ thị chuyển vị S = f(α), biểu diễn hành trình
của piston theo góc quay trục khuỷu như sau:
a[ 0 ]
200
190
180
S=f(a)
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
150
100
S[mm]
165
50
Hình 2-2: Đồ thị chuyển vị S=f(α)
2.1.2 Xây dựng đồ thị vận tốc v=f(α)
+ Chọn tỷ lệ xích: v s. 0,000469.407,36 0,191 [m/(s.mm)]
R 0,25.0,0385.407,36
+ Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính:
[mm]
10,26
R2
2v
2.0,191
Vòng tròn tâm O đồng tâm với nửa vòng tròn có bán kính:
R 0,0385.407,36
[mm]
82,1
R
1
v
0,191
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 8
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
+ Chia đều nửa vòng tròn bán kính R1 thành 18 phần bằng nhau, đánh số thứ tự 0, 1, 2,
…, 18.
+ Chia đều vòng tròn bán kính R2 thành 18 phần bằng nhau, đánh số thứ tự 0’, 1’, 2’, …,
18’ theo chiều ngược lại so với chiều đánh số trên nửa vòng tròn bán kính R1.
+ Trên nửa vòng tròn bán kính R1, gọi AB là đường kính. Từ các điểm 0, 1, 2,…, 18, ta
kẻ các đường thẳng vuông góc với AB, các đường này lần lượt cắt các đường thẳng kẻ từ
các điểm 0’, 1’, 2’,…, 18’ song song với AB.
Gọi giao điểm của các đường kẻ từ 1 và 1’ là a; giao điểm của các đường kẻ từ 2 và 2’ là
b; giao điểm của các đường kẻ từ 3 và 3’ là c…
+ Nối các điểm 0, a, b, c … bằng các đường cong, ta được đường biểu diễn giá trị vận tốc
của piston tại các vị trí góc quay trục khuỷu khác nhau v=f(α) như sau:
v=f(a)
e
d
5'
4'
f
c
6'
3'
g
b
7'
2'
h
8'
9'
a
1'
0
B
i
A
q
j
18
17
16
15
10'
11'
12'
0
17'
16'
p
k
l
o
m
n
15'
14' 13'
1
2
3
4
14
5
13
6
12
7
11
8
10
9
Hình 2-3: Đồ thị vận tốc v=f(α)
Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston, ta đặt đồ thị
của chúng lên cùng hệ trục toạ độ.
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 9
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
+ Trên đồ thị chuyển vị S = f(α), thay trục tung Oα biểu diễn góc quay trục khuỷu thành
trục Ov, biểu thị giá trị vận tốc piston, còn trục hoành OS vẫn biểu diễn hành trình của
piston.
Từ các điểm 00, 100, 200,...,1800 trên đồ thị Brick, ta gióng các đường thẳng góc với
trục OS, cắt trục này tại các điểm 0, 1, 2,...,18 tương ứng. Từ các điểm này ta đặt các
đoạn tương ứng từ đồ thị vận tốc v=f(α), sau đó, nối các điểm của đầu còn lại của các
đoạn này, ta có đường biểu diễn v = f(S).
a[d?]
v=f(S)
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
13
14
15 16 1718
10
12
11
S[mm]
Hình 2-4: Đồ thị v=f(S)
2.1.3 Xây dựng đồ thị gia tốc j=f(x)
Giải gia tốc của piston bằng phương pháp đồ thị, người ta thường dung phương pháp Tô
-Lê. Cách tiến hành cụ thể như sau:
+ Ta có: Jmax R2 (1 ) 0,0385.407,362.(1 0,25) 7985,97 [m/s2]
Chọn giá trị biểu diễn của Jmax là: Jmaxbd 70 [mm]
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 10
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
Jmax
7985,97
70
[m/(s2.mm)]
114,09
j
Jmaxbd
Jmin R2 (1 ) 0,0385.407,362.(1 0,25) 4791,58 [m/s2]
Jmin 4791,58
Jminbd
42 [mm]
j
114,09
+ Lấy đoạn thẳng AB=S=2R. Từ A, dựng đoạn thẳng AC vuông góc với AB, sao cho:
AC = Jmaxbd. Từ B, dựng đoạn BD vuông góc với AB, sao cho: BD = Jminbd . Nối CD,
đoạn này cắt AB tại E.
+Từ E, dựng đoạn EF vuông góc với AB sao cho: EF 3R2 4791,58 [m/(s2.mm)]
EF
EF
42 [mm]
bd
j
+ Nối CF và DF. Chia đoạn CF thành 5 đoạn bằng nhau, đánh số thứ tự là C, 1, 2, 3, 4,
F. Chia đoạn DF thành 5 đoạn bằng nhau, đánh số thứ tự là F, 1’, 2’, 3’, 4’, D.
Nối 11’, 22’, 33’, 44’ với nhau, ta được đường bao của các đoạn này chính là đường biểu
diễn mối quan hệ của hàm sô: j=f(x). Cụ thể như sau:
C
j=f(x)
1
2
E
3
B
A
4
D
3'
1'
2'
4'
F
Hình 2-5: Đồ thị gia tốc j=f(x)
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 11
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
2.2 Xây dựng đồ thị động lực học:
2.2.1 Xây dựng đồ thị lực quán tính Pj
Trước tiên ta thấy lực quán tính Pj = -m j -Pj = m j. Do đó, thay vì vẽ Pj , ta vẽ -Pj
lấy trục hoành đi qua po của đồ thị công vì đồ thị -Pj là đồ thị j = f(x) có tỷ lệ xích khác
mà thôi. Vì vậy ta có thể áp dụng phương pháp Tôlê để vẽ đồ thị -Pj=f(x).
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 đỉnh piston.
m' (0,2750,35)m
1
tt
Ta có:m m'1 mnpt
Với động cơ ô-tô, máy kéo thì:
m'2 (0,650,725)mtt
Trong đó: m _ khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến
mnpt _ khối lượng nhóm Piston
mtt _ khối lượng nhóm thanh truyền
m’1 _ khối lượng nhóm thanh truyền quy về đầu nhỏ
m’2 _ khối lượng nhóm thanh truyền quy về đầu to
m' 0,3m
1
tt
Chọn:
m'2 0,7mtt
m'1 0,3.0,8 0,24 [kg]
m m'1 mnpt 0,24 0,6 0,84 [kg]
m
m
0,84
mj
190,14 [kg/m2]
D2 .0,0752
Fpt
4
4
+ Chọn tỷ lệ xích của đồ thị -Pj là: P p 0,031[MN/(m2.mm)]
j
+ Lấy trục po làm trục hoành cho đồ thị -Pj
Ta có: P mj .Jmax 190,14.7985,97 1518429,22 [N/m2]
j max
1518429,22.106
0,031
P
j max
[mm]
48,98
P
j maxbd
P
j
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 12
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
P mj .Jmin 190,14.(4791,58) 911071,05 [N/m2]
j min
911071,05.106
P
j min
[mm]
29,39
P
j minbd
P
0,031
j
EF= - mj 3R2 190,14.3.0,25.0,0385.407,362 911071,02[N/m2]
EF 911071,02.106
[mm]
29,39
EF
bd
P
0,031
j
O
O'
0
18
17
a1
a4
f s
a3
1
p[MN/m2]
a2
16
2
15
6.2
4.65
3.1
3
14
4
13
12
5
11
10
6
7
8
9
p=f(V)
C
1.55
-Pj=f(x)
1
2
3
E
A
a'
3
po
B
V[dm ]
0
1Vc
2Vc
6Vc
8Vc
4Vc
12Vc
10Vc
16Vc
17.4Vc
14Vc
4
D
3'
1'
2'
4'
F
Hình 2-6: Đồ thị -Pj=f(x)
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 13
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
2.2.2 Xây dựng đồ thị Pkt, Pj và P1
2.2.2.1 Đồ thị khai triển Pkt-α
+ Đồ thị Pkt- được vẽ bằng cách khai triển p theo từ đồ thị công trong 1 chu trình của
động cơ (=0,10,20,...,720o). Nếu trục hoành của đồ thị khai triển nằm bằng với trục
hoành của đồ thị công thì ta được p - , để được pkt - ta đặt trục hoành của đồ thị mới
ngang với trục p0 ở đồ thị công . Làm như vậy bởi vì áp suất khí thể : pkt = p - p0 .
+ Cách khai triển là dựa vào đồ thị Brick và đồ thị công để xác định điểm có áp suất theo
giá trị cho trước.
o
o'
P
P
Pkt
P0
0
V
0
Hình 2-7: Cách khai triển pkt
2.2.2.2 Đồ thị Pj-α
+ Cách vẽ giống cách khai triển đồ thị công, nhưng giá trị của điểm tìm được ứng với
chọn trước lai được lấy đối xứng qua trục O , bởi vì đồ thị trên cùng trục tọa 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
2.2.2.3 Đồ thị P1-α
+ P1 được xác định : P1 = pkt + Pj
+ Do đó P1 đựoc vẽ bằng phương pháp cộng đồ thị.
+ Để có thể tiến hành cộng đồ thị thì P1 , pkt và Pj phải cùng thứ nguyên và cùng tỷ lệ
xích.
Chọn tỷ lệ xích cho 3 đồ thị này là p 0,031[MN/(m2.mm)]
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 14
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
Ta có bảng số liệu các giá trị P1 như sau:
Bảng 2-1: Bảng giá trị đồ thị pkt, Pj và P1
α
α
α
α[độ] [rad]
Pkt
0.6
Pj
-
P1
α[độ] [rad]
Pkt
1.9
2.1
3.4
4.3
6.6
Pj
P1
α[độ] [rad] Pkt
Pj
P1
0
0.00
0.17
0.35
0.52
0.70
0.87
1.05
1.22
1.40
1.57
1.75
1.92
2.09
2.27
2.44
2.62
2.79
2.97
3.14
3.32
3.49
3.67
3.84
4.01
48.98 -48.38
-
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470
480
4.36
4.54
4.71
4.89
5.06
5.24
5.41
5.59
5.76
5.93
20.91 22.81
16.01 18.11
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720
8.55
8.73
8.90
9.08
9.25
9.42
9.60
9.77
9.95
6
26.89 32.89
10
-0.2 47.80 -48.00
5.3 28.32 33.62
4.9 29.04 33.94
3.9 29.32 33.22
-
20
-0.4 44.33 -44.73
9.80
2.40
13.20
6.70
-
30
-0.5 38.83 -39.33
-
40
-0.6 31.72 -32.32
-5.90
-
0.70
3
29.38 32.38
-
50
-0.6 23.49 -24.09
10.9 14.69
-3.79
-7.89
-7.12
3.27
2.3 29.39 31.69
1.7 29.38 31.08
0.9 29.32 30.22
0.8 29.04 29.84
-
-
60
-0.6 14.69 -15.29
15.6 23.49
-
70
-0.6 -5.90
-6.50
1.80
9.20
24.6 31.72
-
42.1 38.83
-
80
-0.6
-0.6
2.40
9.80
90
71.1 44.33 26.77
10.12 0.7 28.32 29.02
10.30 0.7 26.89 27.59
10.47 0.7 24.49 25.19
10.65 0.6 20.91 21.51
10.82 0.6 16.01 16.61
-
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
-0.6 16.01 15.41
-0.6 20.91 20.31
-0.6 24.49 23.89
-0.5 26.89 26.39
-0.5 28.32 27.82
-0.5 29.04 28.54
-0.5 29.32 28.82
-0.5 29.38 28.88
-0.5 29.39 28.89
-0.5 29.38 28.88
-0.3 29.32 29.02
-0.2 29.04 28.84
-0.1 28.32 28.22
6.11 129.1 47.80 81.30
-
6.28 160.1 48.98 111.12
-
6.46 197.1 47.80 149.30
-
6.63 140.1 44.33 95.77
-
6.81
6.98
7.16
7.33
7.50
7.68
7.85
8.03
8.20
8.38
94.1 38.83 55.27
11.00 0.6
11.17 0.6
9.80
2.40
10.40
3.00
-
58.1 31.72 26.38
-
38.6 23.49 15.11
11.34 0.6 -5.90 -5.30
-
-
-
27.4 14.69 12.71
11.52 0.6 14.69 14.09
-
-
19.9
15.1
11.8
9.5
8
-5.90
2.40
9.80
14.00
17.50
21.60
11.69 0.6 23.49 22.89
-
-
11.87 0.6 31.72 31.12
-
-
12.04 0.6 38.83 38.23
-
-
16.01 25.51
20.91 28.91
24.49 31.39
12.22 0.6 44.33 43.73
-
-
12.39 0.6 47.80 47.20
-
-
0.5
26.89 27.39
6.9
12.57 0.6 48.98 48.38
Từ bảng số liệu, ta vẽ được đồ thị khai triển pkt, Pj , P1 như sau:
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 15
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
pkt, pj, p1[MN/m2]
50
pkt
50
P1
50
50
a[ o
]
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
720
Pj
Hình 2-8: Đồ thị khai triển pkt , Pj và P1
2.2.3 Xây dựng đồ thị T, Z, N-α
Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục thanh truyền:
+ Lực tác dụng trên chốt piston P1 là hợp lực của lực quán tính và lực khí thể . Nó tác
dụng lên chốt Piston và đẩy thanh truyền:
+ Phân tích P1 ra làm hai thành phần lực:
P1 = Pkt + Pj
Ptt _ lực tác dụng trên đường tâm thanh truyền.
N _ tác dụng trên phương thẳng góc với đường tâm xylanh.
P P N
1
tt
+ Từ quan hệ lượng giác,ta có thể xác định được trị số của Ptt và N :
P
1
P
tt
cos
N Ptg
1
+ Phân tích Ptt làm hai thành phần lực : lực tiếp truyến T và lực pháp tuyến Z :
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 16
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
sin( )
cos
cos( )
cos
T P sin( ) P
tt
1
Z P cos( ) P
tt
1
Trong đó: sin = sin = arcsin(sin)
P
kt
N
P1
Ptt
PR0
Z
T
Ptt
Hình 2-9: Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục – thanh truyền
Ta có bảng giá trị các thành phần lực T, Z, N theo α như sau:
Bảng 2-2: Bảng giá trị các lực T, Z và N theo α
α[độ] α [rad] β[rad]
P1
T
Tbd
0.00
Z
Zbd
N
Nbd
0.00
0
0.00
0.17
0.35
0.00
0.04
0.09
-48.38
-48.00
-44.73
0.00
-0.32
-0.59
-1.50
-1.45
-1.26
-48.38
-46.90
-40.72
0.00
-0.06
-0.12
10
20
-10.39
-18.90
-2.09
-3.84
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 17
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
30
0.52
0.70
0.87
1.05
1.22
1.40
1.57
1.75
1.92
2.09
2.27
2.44
2.62
2.79
2.97
3.14
3.32
3.49
3.67
3.84
4.01
4.19
4.36
4.54
4.71
4.89
5.06
5.24
5.41
5.59
5.76
5.93
6.11
6.28
6.46
6.63
6.81
0.13
0.16
0.19
0.22
0.24
0.25
0.25
0.25
0.24
0.22
0.19
0.16
0.13
0.09
0.04
0.00
-0.04
-0.09
-0.13
-0.16
-0.19
-0.22
-0.24
-0.25
-0.25
-0.25
-0.24
-0.22
-0.19
-0.16
-0.13
-0.09
-0.04
0.00
0.04
0.09
0.13
-39.33
-32.32
-24.09
-15.29
-6.50
1.80
-0.74
-0.77
-0.67
-0.46
-0.21
0.06
0.29
0.45
0.54
0.56
0.52
0.45
0.35
0.23
0.12
0.00
-0.12
-0.24
-0.35
-0.45
-0.54
-0.61
-0.61
-0.53
-0.41
-0.21
-0.02
0.11
0.22
0.17
-0.06
-0.35
-0.55
0.00
1.00
1.25
1.04
-23.96
-24.81
-21.47
-14.94
-6.64
1.85
-0.98
-0.66
-0.37
-0.15
-0.02
0.00
-31.59
-21.38
-11.88
-4.71
-0.15
-0.16
-0.15
-0.11
-0.05
0.01
0.07
0.12
0.15
0.16
0.16
0.14
0.11
0.08
0.04
0.00
-0.04
-0.08
-0.11
-0.14
-0.17
-0.18
-0.17
-0.14
-0.11
-0.05
-0.01
0.03
0.05
0.04
-0.01
-0.07
-0.11
0.00
0.20
0.25
0.22
-4.96
-5.26
-4.70
-3.39
-1.57
0.46
2.37
3.91
4.91
5.30
5.15
4.53
3.60
2.47
1.26
0.00
-1.26
-2.49
-3.63
-4.59
-5.34
-5.74
-5.51
-4.60
-3.41
-1.70
-0.17
0.84
1.54
1.16
-0.41
-2.30
-3.53
0.00
6.49
8.22
6.96
40
50
60
70
-0.75
80
-0.14
90
9.20
9.20
-0.07
-0.20
-0.36
-0.51
-0.65
-0.75
-0.82
-0.87
-0.89
-0.90
-0.89
-0.87
-0.83
-0.76
-0.67
-0.56
-0.40
-0.24
-0.11
-0.02
0.00
-2.37
100
110
120
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
15.41
20.31
23.89
26.39
27.82
28.54
28.82
28.88
28.89
28.88
29.02
28.84
28.22
27.39
25.89
22.81
18.11
13.20
6.70
14.50
17.40
18.04
16.91
14.41
11.16
7.53
-6.53
-11.56
-16.53
-20.91
-24.22
-26.51
-27.93
-28.66
-28.89
-28.66
-28.12
-26.79
-24.57
-21.70
-17.92
-12.98
-7.68
3.78
0.00
-3.78
-7.58
-11.27
-14.62
-17.55
-19.55
-19.55
-17.04
-13.20
-6.89
-0.72
3.71
-3.41
-0.51
0.70
0.08
-3.79
-7.89
-7.12
3.27
-0.04
-0.12
-0.15
0.08
-1.17
7.03
-3.89
5.46
-4.71
-1.99
-11.32
-17.60
0.00
2.62
26.77
81.30
111.12
149.30
95.77
55.27
0.76
24.37
79.46
111.12
145.91
87.19
44.38
2.46
3.44
32.32
40.48
33.66
4.52
2.70
1.38
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 18
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720
6.98
7.16
0.16
0.19
26.38
15.11
12.71
14.00
17.50
21.60
25.51
28.91
31.39
32.89
33.62
33.94
33.22
32.38
31.69
31.08
30.22
29.84
29.02
27.59
25.19
21.51
16.61
10.40
3.00
0.63
0.42
0.38
0.44
0.56
0.67
0.74
0.77
0.73
0.65
0.54
0.41
0.27
0.13
0.00
-0.13
-0.24
-0.36
-0.47
-0.55
-0.59
-0.57
-0.48
-0.32
-0.10
0.17
0.43
0.63
0.74
0.72
0.57
0.32
0.00
20.25
13.47
12.41
14.32
18.01
21.60
24.00
24.77
23.70
21.07
17.42
13.27
8.68
0.54
0.23
17.45
7.46
0.13
0.09
0.09
0.10
0.14
0.17
0.20
0.22
0.22
0.20
0.17
0.13
0.09
0.04
0.00
-0.04
-0.08
-0.12
-0.15
-0.17
-0.17
-0.16
-0.13
-0.08
-0.02
0.04
0.10
0.14
0.16
0.15
0.12
0.06
0.00
4.30
2.95
2.82
3.38
4.45
5.58
6.48
6.99
6.96
6.42
5.47
4.28
2.85
1.41
0.00
-1.35
-2.59
-3.76
-4.72
-5.38
-5.59
-5.20
-4.22
-2.68
-0.76
1.28
3.13
4.47
5.07
4.82
3.75
2.05
0.00
7.33
0.22
0.12
3.91
7.50
0.24
0.05
1.61
7.68
0.25
-0.04
-0.17
-0.34
-0.51
-0.67
-0.81
-0.91
-0.98
-1.00
-1.00
-0.98
-0.96
-0.91
-0.86
-0.78
-0.68
-0.54
-0.38
-0.22
-0.08
-0.01
-0.02
-0.13
-0.35
-0.64
-0.95
-1.23
-1.43
-1.50
-1.34
7.85
0.25
-5.58
8.03
0.25
-10.81
-16.45
-21.72
-26.06
-29.27
-31.53
-32.19
-32.14
-31.69
-30.85
-29.28
-27.72
-25.27
-21.86
-17.43
-12.24
-7.04
8.20
0.24
8.38
0.22
8.55
0.19
8.73
0.16
8.90
0.13
9.08
0.09
9.25
0.04
4.24
9.42
0.00
0.00
9.60
-0.04
-0.09
-0.13
-0.16
-0.19
-0.22
-0.24
-0.25
-0.25
-0.25
-0.24
-0.22
-0.19
-0.16
-0.13
-0.09
-0.04
0.00
-4.07
-7.90
-11.66
-15.03
-17.67
-19.02
-18.43
-15.63
-10.40
-3.09
5.42
9.77
9.95
10.12
10.30
10.47
10.65
10.82
11.00
11.17
11.34
11.52
11.69
11.87
12.04
12.22
12.39
12.57
-2.68
-0.23
-5.30
-0.61
-14.09
-22.89
-31.12
-38.23
-43.73
-47.20
-48.38
13.77
20.40
23.88
23.29
18.48
10.22
0.00
-4.34
-11.29
-20.58
-30.70
-39.81
-46.12
-48.38
Từ bảng số liệu, ta có đồ thị T, Z, N-α như sau:
SVTH: Nguyễn Văn Tường
Trang 19
Tải về để xem bản đầy đủ
64 trang
28/03/2022
4400
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế động cơ đốt trong - Nguyễn Văn Tường", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_dong_co_dot_trong_nguyen_van_tuong.docx
