Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong: Chương 2 - HV Kỹ thuật quân sự

Chia sẻ: Ryan Smith | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

300
lượt xem 66
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Chương 2: Động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền giúp người học xác định và qui dẫn các khối lượng chuyển động; lực tác dụng lên CCKTTT; lực và mô men tác dụng lên trục khuỷu động cơ 1 xi lanh; lực và mô men tác dụng lên trục khuỷu động cơ một hàng nhiều XL;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong: Chương 2 - HV Kỹ thuật quân sự

CHƯƠNG 2. ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN 2.1. Xác định và qui dẫn các khối lượng chuyển động 2.2. Lực tác dụng lên CCKTTT 2.3. Lực và mô men tác dụng lên trục khuỷu động cơ 1 xi lanh 2.4. Lực và mô men tác dụng lên trục khuỷu động cơ một hàng nhiều XL 2.5. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ khuỷu và bạc đầu to thanh truyền 2.6. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục và bạc ổ trục 2.7. Đồ thị mài mòn 2.8. Động lực học động cơ kiểu chữ V
ĐỘNG HỌC CHUYỂN VỊ VẬN TỐC GIA TỐC ĐỘNG LỰC HỌC LỰC MÔ MEN Giả thiết: Trục khuỷu quay đều (n = const) Bỏ qua lực ma sát, lực cản khí động
2.1. Xác định và qui dẫn các khối lượng chuyển động 2.1.1. Qui dẫn khối lượng nhóm pít tông: mnp = mp + mx + mc + mk + mg + … (kg) (2.1) Khi piston có kết cấu đặc biệt (cơ cấu thay đổi tỷ số nén, khoang chứa dầu làm mát…) thì khối lượng của chúng cũng được tính chung vào mnp.
2.1.2. Qui dẫn khối lượng nhóm thanh truyền Nguyên tắc quy dẫn: Tổng khối lượng không đổi Trọng tâm không đổi Mô men quán tính đối với trọng tâm không đổi m1 l1 Chú thích m1 – khối lượng quy dẫn về tâm đầu nhỏ l m2 m2 khối lượng quy dẫn về tâm đầu to m3 khối lượng quy dẫn về trọng tâm l – chiều dài tính toán của TT m3 l1 – chiều dài từ trọng tâm tới tâm đầu nhỏ Hình 2.1. Sơ đồ quy dẫn khối lượng TT về 3 điểm.
• Hệ phương trình xác định m1, m2 và m3: mtt = m1 + m2 + m3 m1.l1 = m3(l – l1) m1. l12 + m3(l – l1)2 = Jo (2.3) Do: m2
• Trọng tâm TT có thể xác định bằng phương pháp: cân (khi có TT thực), sử dụng các phần mềm CAD mô phỏng 3D (khi có bản vẽ). Hình 2.3. Xác định trọng tâm TT theo PP cân
2.1.3. Qui dẫn khối lượng của khuỷu trục mkh mck R mm R ρ mct Hình 2.4. Sơ đồ xác định khối lượng khuỷu trục Khối lượng khuỷu trục chia thành: mck, mm, mct. Quy dẫn mm về tâm cổ khuỷu: mmr = mm.ρ/R Khối lượng chuyển động quay không cân bằng của khuỷu trục: mkh = mck + 2.mmr (2.5)
• Khối lượng chuyển động tịnh tiến của CCKTTT là: mj = mnp + m1 [kg] (2.6) • Khối lượng chuyển động quay của CCKTTT là: mr = mkh + m2 [kg] (2.7) • Ngoài ra, thường gặp đối trọng bố trí trên phần kéo dài của má khuỷu nhưng khối lượng quay sẽ được tính riêng.
2.1.4. Qui dẫn khối lượng của CCKTTT động cơ kiểu chữ V • Đối với TT đồng dạng: mj = mnp + m1; mr = mkh + 2m2 [kg] (2.8) • Đối với TT hình nạng – trung tâm: mtttr = m1tr + m2tr ; mttph = m1ph + m2ph mr = mkh + m2tr + m2ph [kg] (2.9) Thiết kế: m1tr = m1ph để quy luật động lực học 2 piston trái và phải giống • Đối với TT chính – phụ: nhau TT chính: mc = mc1 + mc2 TT phụ: mp = mp1 + mp2 mp2 tập trung tại tâm chốt phụ, tiếp tục quy dẫn (cùng với chốt phụ mcp): mp2 + mcp = mp2’ + mp2’’ b .m ’ = b .m ’’
Khối lượng chuyển động tịnh tiến ở dãy chính: mjc = mnp + mc1 + mp2’ ở dãy phụ: mjp = mnp + mp1 Khối lượng chuyển động quay: mr = mkh + mc2 + mp2’’
2.2. Các lực tác dụng lên CCKTTT Lực khí thể Lực quán tính CCKTTT Trọng lực chịu các lực Lực ma sát Lực cản khí – thủy độngực khác Các l 2.2.1. Lực khí thể Pkt: Pkt = p. Fp = p.π. D2/4 (2.13) p = pkt – po
Pkt, pkt [MN];[MN/m2] α Hình 2.5. Đồ thị triển khai lực khí thể theo GQTK và pha phối khí ĐC diesel 4 kỳ rakỳ nạp; ackỳ nén; czz’bkỳ cháy giãn nở; brkỳ thải; r’a’quá trình nạp; a’cquá trình nén; czz’b’quá trình cháygiãn nở; b’r’’quá trình thải; rr’’ giai đoạn trùng điệp; hc’góc phun sớm; cc’góc bất đầu cháy; hcgóc cháy trễ; fx, fntiết diện lưu thông cửa nạp và
2.2.2. Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến Pj = mj.jp = mj.R.ω2.(cosα + λcos2α).106 (MN) (2.14) Pj được chia thành: Pj = Pj1 + Pj2 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1: Pj1 = mj.R.ω2.cosα (2.15) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2: Pj2 = mj.R.λω2.cos2α (2.16) Chu kỳ Pj1 ứng với 1 vòng quay TK, Pj2 ứng với 1/2 vòng quay TK. Pj luôn tác dụng trên đường tâm xi lanh, trùng với phương của Jp. Pj là dương khi nó cùng chiều với lực khí thể
ĐCT 3600, 00 - Pj1 = C.cos O’ 2700 900 C + ĐCD 1800 2 ĐCT 3150 450 Pj2 = λC. cos2 - + O’’ + .C - 2250 1350 ĐCD Với C = mj.R.ω2 Hình 2.6. Sơ đồ xác định chiều và dấu của lực quán tính cấp 1 và cấp 2
Hình 2.7. Diễn biến lực khí thể (Pkt), lực quán tính (Pj) và lực tổng (P = Pkt + Pj) theo góc quay TK
2.2.3. Lực quán tính ly tâm Khối lượng chuyển động quay của CCKTTT: mr Lực quán tính ly tâm Pr được xác định theo công thức: Pr = mr.R.ω2.106 [MN] (2.18) Do mr, R, ω có giá trị không đổi (động cơ làm việc ổn định) nên Pr có giá trị không đổi, phương luôn trùng với bán kính quay, hướng từ tâm TK ra ngoài.