zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Cơ khí - Chế tạo máy

Đồ án Động cơ đốt trong: Chu trình công tác của động cơ đốt trong

Chia sẻ: Trần Quốc Bách | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:36

Báo xấu

100
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của đồ án bao gồm: tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong; tính toán động học, động lực học; tính nghiệm bền các chi tiết chính.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án Động cơ đốt trong: Chu trình công tác của động cơ đốt trong

Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: LỜI NÓI ĐẦU Trong các ngành phát triển trọng điểm của nước ta hiện nay, ngành giao thông vận tải luôn đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.Theo thời gian, ngành giao thông đã phát triển để đáp ứng nhu cầu lưu thông về hàng hóa và con người. Ở nước ta hiện nay, ngành giao thông nói chung và giao thông đường bộ nói riêng cũng đang phát triển nhanh chóng mong đáp ứng cho công cuộc xây dựng đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Thế nhưng sự phát triển này chỉ dừng lại ở chổ nhập các phương tiện của nước ngoài, ngành công nghiệp ô tô trong nước còn kém phát triển, ngoại trừ một số liên doanh lắp ráp ô tô ở dạng CKD, kinh tế quốc doanh tham gia khá khiêm tốn: chỉ có một số nhà máy sữa chữa ô tô của nhà nước, còn đa phần xe được sữa chữa ở các Garage tư nhân, lĩnh vực lắp ráp động cớ và đóng mới xe chỉ đang ở giai đoạn thí nghệm chứ chưa sản suất đại trà. Hướng đầu tư để xây dựng các nhà máy sản xuất ô tô đáp ứng cho nhu cầu lớn trong thời gian sắp tới là một xu thế tất yếu.Vừa vực dậy nền công nghiệp ô tô lạc hậu ở nước ta vừa tiết kiệm nguồn ngoại tệ đáng kể cho ngân sách quốc gia. Đầu tư được hiểu gồm hai phần: đầu tư về vốn liếng và đầu tư về con người. Đầu tư về con người là đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn vững vàng, khả năng tư duy thiết kế tốt, có bản lĩnh, năng động, có khả năng nắm bắt nhanh các tiến bộ khoa học kĩ thuật, hoạt động hiệu quả và tin cậy. Nguồn cán bộ này được đào tạo từ các trường kĩ thuật có chuyên ngành giao thông. Đồ án môn học thiết kế động cơ đốt trong là một trong các bài tập để rèn luyện nên các phẩm chất cần thiết của một kĩ sư Ô tô, đáp ứng với các yêu cầu thực tiễn của ngành.Đồ án môn học nhằm giúp cho sinh viên ôn tập lại một cách tổng quát và sâu sắc, nhờ đó mà nắm vững các kiến thức về tính toán thiết kế,kết cấuvà cách thành lập bản vẽ động cơ đã được học. Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 201 Sinh viên thực hiện Page 1
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Chương 1. Tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong 1.1.Tổng quan về các phương pháp tính toán CTCT của động cơ Hiện nay để tính toán CTCT của động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu diesel nói riêng và các loại động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khác nói chung có rất nhiều phương pháp như: Phương pháp lý thuyết gần đúng: Dựa trên các định luật nhiệt động học I và II, coi các quá trình nén, giãn nở là đoạn nhiệt… phương pháp có ưu điểm là tính toán nhanh, không đòi hỏi nhiều thông số đầu vào phức tạp… tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là cho kết quả kém chính xác, chưa xét đến các quá trình trao đổi khí…. Phương pháp Grimheven Phương pháp cân bằng thể tích Bên cạnh các phương pháp trên người ta còn sử dụng phương pháp cân bằng năng lượng:….. Để tính toán CTCT của động cơ ….. trong khuôn khổ của đồ án môn học sẽ dựa trên phương pháp cân bằng năng lượng…. Phương pháp cân bằng năng lượng 1.2.Giới thiệu về động cơ mẫu và các thông số đầu vào phục vụ tính toán 1.2.1.Số liệu ban đầu 1 Công suất của động cơ Ne: Ne = 185 (mã lực)=185*0,736 = 136,16 (KW) 2 Số vòng quay của trục khuỷu n: n = 2310 (vg/ph) 3 Đường kính xi lanh D: D = 130 (mm) 4 Hành trình piton S : S =140 (mm) 5 Dung tích công tác Vh :Vh === 1,85731(dm3) 6 Số xi lanh i : i = 6 7 Tỷ số nén ε : ε =17,2 8 Suất tiêu hao nhiên liệu ge : = 190 (g/ml.h) =190/0,746=254,96 (g/kW.h) 9 Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp α1 ; α2 : α1 =20 (độ) α2 =56 (độ) 10 Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải : = 56 (độ) = 20 (độ) 11 Chiều dài thanh truyền ltt: ltt = 256 (mm) 12 Khối lượng nhóm pitton mpt: mpt = 3,25 (kg) 13 Khối lượng nhóm thanh truyền mtt: mtt = 4,215 (kg) 2
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: 14 – Động cơ không tăng áp, 15 – góc đánh lửa sớm =20o Các thông số cần chọn 1 )Áp suất môi trường :pk Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào đông cơ (với động cơ không tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn pk=p0 Ở nước ta nên chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) 2 )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm .Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK 3 )Áp suất cuối quá trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại đông cơ ,tính năng tốc độ n ,hệ số cản trên đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì vậy cần xem xét đông cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi: pa =(0,80,9).pk =(0,80,9)0,1 = 0,080,09 (MPa) Căn cứ vào động cơ D12 đang tính ta chọn: pa =0,086 (Mpa) 4 )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như p Áp suất khí thải có thể chọn trong phạm vi : p= (1,101,15).0,1 =0,110,115 (MPa) chọn P =0,14 (MPa) 5 )Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành hỗn hợp khí ở bên ngoài hay bên trong xy lanh Với động cơ diezel : ∆T = 20ºK 40ºK Ta chọn: ∆T = 30ºK 6 )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu quá trình giãn nở càng triệt để ,Nhiệt độ T càng thấp Thông thường ta có thể chọn : T=700 ºK 1000 ºK Thông thường ta có thể chọn : T =800 ºK Page 3
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: 7 )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ được chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu đính .Thông thường có thể chọn λ theo bảng sau : α 0,8 1,0 1,2 1,4 λ 1,13 1,17 1,14 1,11 Đối với động cơ đang tính là động cơ diesel có α > 1,4 có thể chọn λ=1,10 8 )Hệ số quét buồng cháy λ : Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta chọn λ =1 9 )Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí .Thông thường ta có thể chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,04 10 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ,ξ phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ Với các loại đ/c điezen ta thường chọn : ξ= 0,700,85 Chọn : ξ= 0,75 11 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơ điezel .ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ Với các loại đ/c điezen ta thường chọn : ξ =0,800,90 ta chọn ξ=0,85 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ : Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ với chu trình công tác thực tế .Sự sai lệch giữa chu trình thực tế với chu trình tính toán của động cơ xăng ít hơn của động cơ điezel vì vậy hệ số φ của đ/c xăng thường chọn hệ số lớn. Có thể chọn φ trong phạm vi: φ =0,920,97 Nhưng đây là đ/c điezel nên ta chọn φ =0,9443 1.3. Tính toán các quá trình công tác của động cơ 1.3.1. Quá trình nạp 1 )Hệ số khí sót γ : 4
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,5 = . = 0,04066 2 )Nhiệt độ cuối quá trình nạp T Nhiệt độ cuối quá trình nạp T đươc tính theo công thức: T= ºK T= = 343 (ºK) 3 )Hệ số nạp η : η= = 0,789 4 )Lượng khí nạp mới M : Lượng khí nạp mới M được xác định theo công thức sau : M = (kmol/kgnhiên liệu) Trong đó p là áp suất có ích trung bình được xác định thao công thức sau: p = = = 0,63472 (MPa) Vậy M = = 0,71 (kmol/kg nhiên liệu) 5 )Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M : Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M được tính theo công thức : M = (kmol/kg) nhiên liệu Vì đây là đ/c điezel nên ta chọn C=0,87 ; H=0,126 ;O=0,004 M = ( + ) = 0,4946 (kmol/kgnhiên liệu) 6 )Hệ số dư lượng không khí α Vì đây là động cơ điezel nên : α = = = 1,43538 1.3.2.Tính toán quá trình nén 1 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí : =19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ) 2 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phạm cháy : Khi hệ số dư lượng không khí α >1 tính theo công thức sau : = .T (kJ/kmol.độ) = + 10.T = 20.9416+ 2,75.103.T (kJ/kmol.độ) 3 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp : Page 5
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén tính theo công thức sau : = 19,848 + 2.1145.103 .T = av' + .T (kJ/kmol.độ) 4 ) Chỉ số nén đa biến trung bình n: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thông số kết cấu và thông số vận hành như kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độ của động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật sau : Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n tăng.Chỉ số nén đa biến trung bình n được xác bằng cách giải phương trình sau : n1 = Ta chọn của vế phải là thay vào phương trình trên ta có Mà
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β được xác đinh theo công thức : β = == 1,044058 3 )Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z β : (Do cháy chưa hết ) Ta có hệ số thay đổi phân tư thực tế tại điểm z β được xác định theo công thức : β = 1 + χ Trong đó χ = = Nên: β =1 + = 1,038875 4 )Lượng sản vật cháy M : Ta có lượng sản vật cháy M đươc xác định theo công thức : M= M +ΔM = β. M = 1,0459040,6889= 0,720556 5 )Nhiệt độ tại điểm z T : * Đối với động cơ điezel,tính nhiệt độ T bằng cách giải pt cháy : (1) Trong đó : Q : là nhiệt trị của dầu điezel , Q =42,5.10( kJ/kgn.l ) :là tỉ nhiệt mol đẳng áp trung bình của sản vật cháy tại z là : =8,314+ :là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy tại z được tính theo ct : = = 20,817+ 2,678.103.Tz = a'' + (b''/2) T . Chỉnh lý lại ta có : = 29,131 + 2,678.103.Tz = a'' + (b'' /2) T (2) . Thay (2) vào (1) ta được: + ( 19,848+ 2,1145.103Tz + 8,314 .1,6). 957.127 = 1,034.( 29,131 + 2,678.103.Tz).Tz Giải phương trình trên ta được : T = 2252,195052; T= 12198,01481 (loại) 6 )Áp suất tại điểm z p : Page 7
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Ta có áp suất tại điểm z p được xác định theo công thức p = λ. Pc =6,910416( MPa ) Với λ là hệ số tăng áp λ= β. CHÚ Ý :Đối với động cơ điezel hệ số tăng áp λ được chọn sơ bộ ở phần thông số chọn. Sau khi tính toán thì hệ số giãn nở ρ (ở quá trình giãn nở) phải đảmbảo ρ
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Áp suất cuối quá trình giãn nở P được xác định theo CT : Pb= = (MPa) 6 )Tính nhiệt độ khí thải T : T = T. =1154,431.= 879,493 (0K) Ta tính được T = 879,493( ºK ).So sánh với nhiệt độ khí thải đã chon ban đầu thỏa mãn điều kiện không vượt quá 15 % 1.3.5 Tính toán các thông số chu trình công tác 1 )Áp suất chỉ thị trung bình p'Đây là đông cơ điezel áp suất chỉ thị trung bình P'được xác định theo công thức : Thay số vào ta có: Qua tính toán thực nghiệm ta tính được P' = 0,8188 (MPa) 2 )Áp suất chỉ thị trung bình thực tế p : Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị trung bình, trong thực tế được xác định theo công thức : p= p'.φ = 0,86209.0,9487 = 0,81787(MPa) Trong đó φ _hệ số hiệu đính đồ thị công.chọn theo tính năng và chung loại đông cơ. 3 )Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g : Ta có công thức xác định suất tiêu hoa nhiên liệu chỉ thị g: (g/kW.h) 4 )Hiệu suất chỉ thi η: Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị η : 5 )Áp suất tổn thất cơ giới P : Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và đươc biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ.Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : V = = = 10,78 (m/s) Đối với động cơ diesel cao tốc dùng cho ô tô P= 0,015+0,0156.V= 0,18317 (MPa) Page 9
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: 6 )Áp suất có ích trung bình P : Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác định theo công thức : P = P – P =0,63470 (MPa) 7 )Hiệu suất cơ giới η : Ta có có thức xác định hiệu suất cơ giới: η = = 77,6 % 8 )Suất tiêu hao nhiên liệu g : Ta có có thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là: g= = (g/kW.h) 9 )Hiệu suất có ích η : Ta có có thức xác định hiệu suất có ích η được xác định theo công thức: η = η .η= 0,33257 10 )Kiểm nghiêm đường kính xy lanh D theo công thức : D = (mm ) Mặt khác ( dm3 ) D = (mm) Ta có sai số so với đề bài là :0,00
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp suất P 0 song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly. Đường 1V c cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ. Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi qua hai điểm p a và pr . Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị. Các bước hiệu đính như sau: 1.4.1 Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình piston S là: Vì gtbd Vmax – gtbd Vmin = 22013=207 (mm) Thông số kết cấu của động cơ là: (mm) Khoảng cách OO là: ’ (mm) Giá trị biểu diễn OO trên đồ thị: ’ (mm) Ta có nửa hành trình của pistông là: (mm) Giá trị biểu diễn R trên đồ thị: (mm). Từ và ta có thể vẽ được vòng tròn Brick 1.4.2 Lần lượt hiệu định các điểm trên đồ thị 1 ) Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp : (điểm a) Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải β , bán kính này cắt đường tròn tại điểm a’ . Từ a’ gióng đường thẳng song song với trục tung cắt đường P tại điểm a” . Nối điểm r trên đường thải ( là giao điểm giữa đường P và trục tung ) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp. 2 ) Hiệu định áp suất cuối quá trình nén : ( điểm c’) Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm (động cơ điezel ) và hiện tượng đánh lửa sớm (động cơ xăng ) nên thường chọn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết P đã tính . Theo kinh nghiệm , áp suất cuối quá trình nén thực tế P’ được xác định theo công thức sau : Vì đây là động cơ điezel : P’ = P+ .( P P ) = 4,188 + .( 6,91–4,188) = 5,095595 ( MPa ) Từ đó xác định được tung độ điểm c’ trên đồ thị công : Page 11
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: y = = = 184,3434 (mm ) 3 ) Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm c’’ ) Do hiện tương phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết tại điểm c’’. Điểm c’’ được xác định bằng cách .Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định được góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm θ, bán kính này cắt vòng tròn Brick tại 1 điểm . Từ điểm gióng này ta gắn song song với trục tung cắt đường nén tại điểm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’ 4 )Hiệu đính điểm đạt P thực tế Áp suất p thực tế trong quá trình cháy giãn nở không duy trì hằng số như động cơ điezel ( đoạn ứng với ρ.V ) nhưng cũng không đạt được trị số lý thuyết như động cơ xăng. Theo thực nghiệm ,điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền vào khoảng 372° ÷ 375° ( tức là 12° ÷ 15° sau điểm chết trên của quá trình cháy và giãn nở ) Hiệu định điểm z của động cơ điezel : Cắt đồ thị công bởi đường 0,85p z = 0,85.6,91 = 5,8735 (MPa), vậy ta có giá trị biểu diễn đường pz là : y = pz = = 212,5 (mm) Xác định điểm z từ góc 15º .Từ điểm O΄trên đồ thị Brick ta xác định góc tương ứng với 375º góc quay truc khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại 1 điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường P tại điểm z . Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở . 5 ) Hiệu định điểm bắt đầu quá trình thải thực tế : ( điểm b’ ) Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải thực sự diễn ra sớm hơn lý thuyết . Ta xác định điểm b bằng cách : Từ điểm O’trên đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm xupáp thải β,bán kính này cắt đường tron Brick tại 1điểm.Từ điểm này ta gióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở tại điểm b’. 6 ) Hiệu định điểm kết thúc quá trình giãn nở : ( điểm b’’ ) Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế P thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định được : P= P+ .( P P ) = 0,14 + .( 0,3166173 0,14 ) = 0,2283086 (MPa) Từ đó xác định tung độ của điểm b’’ là : y = = = 8,259585( mm ) Sau khi xác định b', b'' dùng cung thích hợp nối hợp với đường rr. Như vậy ta đã có đò thị công chị thị dùng cho phần tính toán động lực học. 12
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC 2.1 Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học Các đường biểu diễn này đều vẽ trên 1 hoành độ thống nhất ứng với hành trình piston S = 2R .Vì vậy độ thị đều lấy hoành độ tương ứng với V của độ thị công ( từ điểm 1.V đến ε.V ) 2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của piston x = ƒ(α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau : 1 . Chọn tỉ lệ xích góc : thường dùng tỉ lệ xích ( 0,6 ÷ 0,7 ) ( mm/độ ) ở đây ta chọn tỉ lệ xích 0,6 mm/độ 2 . Chọn gốc tọa độ cách gốc cách độ thị công khoảng 15 ÷ 18 cm 3 . Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10° ,20° ,…….180° 4 . Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 10° ,20° ,…….180° tương ứng trên trục tung của đồ thị của x = ƒ(α) ta được các điểm xác định chuyển vị x tương ứng với các góc 10°,20°,…..180° 5 .nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ x = f(α). 2.1.2 Đường biểu diễn tốc độ của piston v = f(α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của píton v = f(α). Theo phương pháp đồ thị vòng .Tiến hành theo các bước cụ thể sau: 1.Vẻ nửa vòng tròn tâm O bán kính R ,phía dưới đồ thị x = f( α). Sát mép dưới của bản vẽ 2. Vẽ vòng tròn tâm O bán kính O' 3. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính là R λ/2 thành 18 phần theo chiều ngược nhau . 4. Từ các điểm chia trên nửa vòng tâm tròn bán kính là R kẻ các đường song song với tung độ , các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất phát từ các điểm chia tương ứng trên bán kính là Rλ/2 tại các điểm a,b,c,…. Page 13
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: 5. Nối tại các điểm a,b,c,…. Tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ piton thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng tròn bán kính R tạo với trục hoành góc α đến đường cong a,b,c…. Đồ thị này biểu diễn quan hệ v = f(α) trên tọa độ độc cực : Hinh 2.1: Dạng đồ thị v = f(α) 2.1.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston j = f( x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê ta vẽ theo các bước sau : 1.Chọn tỉ lệ xích μ phù hợp trong khoảng 30 ÷ 50 (m/s .mm ) Ở đây ta chọn μ = 45 (m/s .mm ) 2.Ta tính được các giá trị : Ta có vận tóc góc : ω = = = 241,78 (rad /s ) Gia tốc cực đại : j= R.ω .( 1 + λ ) = 70.10.241,78.( 1 +0,273) = 5,21.10( m/ s) ( Trong đó: ) Vậy ta được giá trị biểu diễn jlà : = = = 115,8 ( mm ) Gia tốc cực tiểu : j = –R.ω.( 1– λ ) = 70.10.241,78.( 10,273) = –2,973.10 ( m/ s) .Vậy ta được giá trị biểu diễn của j là : 14
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: gtbd = = = –66,069 (mm) Xác định vị trí của EF : EF = –3.R.λ.ω = –3.70.10.0,27.241,78 = –3,356.10 ( m/s ) Vậy giá trị biểu diễn EF là : gtbd = = = 74,59429 ( mm ) 3. Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC = j , từ điểm B tương ứng điểm chết dưới lấy BD = j , nối CD cắt trục hoành ở E ; lấy EF = –3.R.λ.ω về phía BD Nối CF với FD ,chia các đoạn này làm 4 phần , nối 11, 22, 33 …Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33 …ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = ƒ(x) 2.2 Tính toán động lực học 2.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến Khối lượng nhóm piton mnp = 3,25 Kg Khối lượng thanh truyền phân bố về tâm chốt piston + ) Khối lương thanh truyền phân bố về tâm chốt piston m có thể tra trong các các sổ tay ,có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể tính gần đúng theo bản vẽ . + ) Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiêm sau : Đối với động cơ điezel ta có : m = Trong đó là khối lượng thanh truyền mà đề bài đã cho. Ta chọn m = 0,28 . m = 0,28. 3,25= 1,1802 Vậy ta xác định đươc khối lượng tịnh tiến mà đề bài cho là : m = m + m = 3,25 + 1,1802 = 4,4302 (Kg) 2.2.2 Các khối lượng chuyển động quay Khối lượng chuyển động quay của một trục khuỷu bao gồm : Khối lượng của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt : m = = 4,4302– 1,1802= 3,0348 Khối lượng của chốt trục khuỷu : m m = π. .ρ Page 15
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: Trong đó ta có : d : Là đường kính ngoài của chốt khuỷu : δ : Là đường kính trong của chốt khuỷu : l : Là chiều của chốt khuỷu : ρ : Là khối lượng riêng của vật liệu làm chốt khuỷu ρ : 7800 Kg/ m = 7,8.10 Kg/ mm Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt : m . Khối lượng này tính gần đúng theo phương trình quy dẫn : m = Trong đó : mm khối lượng của má khuỷu r bán kính trọng tâm má khuỷu : R bán kính quay của khuỷu : R = S /2= 140/2 =70 (mm) 2.2.3 Lực quán tính 1) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến : P = m.j = m.R.ω.( cos α + λ.cos 2α ) = 4,4302.70.241,78.106( cosα + λ.cos 2α ) , [Mpa] Bảng 2: Tính giá trị Pj góc (angle pj=1366487 .( cos α + ) (rad) cos(alpha)+… λ .cos 2α ) 0 0,0000 1,2734 1,740137 10 0,1745 1,2418 1,696843 20 0,3491 1,1492 1,570310 30 0,5236 1,0027 1,370238 40 0,6981 0,8135 1,111674 50 0,8727 0,5953 0,813478 60 1,0472 0,3633 0,496419 70 1,2217 0,1326 0,181135 80 1,3963 0,0833 0,113827 90 1,5708 0,2734 0,373649 16
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: 100 1,7453 0,4306 0,588403 110 1,9199 0,5515 0,753598 120 2,0944 0,6367 0,870068 130 2,2689 0,6903 0,943245 140 2,4435 0,7186 0,981907 150 2,6180 0,7293 0,996589 160 2,7925 0,7302 0,997847 170 2,9671 0,7279 0,994613 180 3,1416 0,7266 0,992839 2.2.4 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính –Pj=f(x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tolê nhưng hoành độ đặt trùng với đường p ở đồ thị công và vẽ đường =ƒ(x) (tức cùng chiều với j = ƒ(x)) Ta tiến hành theo bước sau : 1 ) Chọn tỷ lệ xích để vẽ của là μ (cùng tỉ lệ xích với áp suất p ) (MPa/mm), tỉ lệ xích μ cùng tỉ lệ xích với hoành độ của j = ƒ(x) Chú ý : Ở đây lực quán tính p sở dĩ có đơn vị là MPa (tính theo đơn vị áp suất ) bởi vì được tính theo thành phần lực đơn vị (trên 1 đơn vị diện tích đỉnh piston ) để tạo điều kiện cho công việc công tác dụng lực sau này của lực khí thể và lực quán tính. 2 ) Ta tính được các giá trị : Diện tích đỉnh piston : F = = ( m ) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực đại : P = = = 1,7401.10 N/m P = 1,7401( Mpa) Vậy ta được giá trị biểu diễn là : gtbd = = = 62,9533( mm ) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực tiểu : Page 17
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: P = = = 0,99283.106 (N/m2) = 0,99283 (Mpa) Vậy ta được giá trị biểu diễn là : gtbd = = = 35,918( mm ) Ta xác định giá trị E’F’ là : E’F’ = = =1,12.106 (N/m2) =1,12 (Mpa) Vậy ta được giá trị biểu diễn của E’F’ là : gtbd = = = 40,552(mm ) 3 ) Từ điểm A’ tương ứng điểm chết trên lấy A’C’ = P từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy B’D’ = P ; nối C’D’ cắt trục hoành ở E’ ; lấy E’F’ về phía B’D’. Nối C’F’ và F’D’ ,chia các đoạn này ra làm 5 phần , nối 11, 22 , 33..Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33…Ta đuợc đường cong biểu diễn quan hệ –P = ƒ(x) 2.2.5 Đường biểu diễn v = ƒ(x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ v = ƒ(x) dựa trên 2 đồ thị là đồ thị đó là x = ƒ(x) và đồ thị v = ƒ(x) (sử dụng theo phương pháp đồ thị vòng ).Ta tiến hành theo đồ thị sau : 1 ) Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đường song song với trục tung tương ứng với các giá trị góc quay α = 10°, 20°, 30°…180° 2 ) Đặt các giá của vận tốc v này (đoạn thăng biểu thị giá trị của v có 1 đầu mút thuộc đồ thị v = ƒ(x) ,1 đầu thuộc nữa vòng tròn tâm O, bán kính R trên đồ thị ) trên các tia song song với các trục tung nhưng xuất phát tư các góc tương ứng trên đồ thị Brick gióng xuống hệ trục tọa độ của đồ thị v = ƒ(x). 3 ) Nối các điểm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ v = ƒ(x) Chú ý : nếu vẽ đúng điểm v sẽ ứng với j = 0 2.2.6 Khai triển đồ thị công P–V thành p =ƒ(α ) Để thuận tiện cho việc tính toán sau này ta tiến hành khai triển đồ thị công P–V thành đồ thị p =ƒ(α).Khai triển đồ thị công theo trình tự sau : 18
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: 1 ) Chọn tỷ lệ xích μ = 2°/ 1mm .Như vậy toàn bộ chu trình 720° sẽ ứng với 360 mm .Đặt hoành độ α này cùng trên đường đậm biểu diễn P và cách điểm chết dưới của đồ thị công khoảng 4÷5 cm 2 ) Chọn tỷ lệ xích μ đúng bằng tỷ lệ xích μ khi vẽ đồ thị công (MN/mm) 3 ) Từ các điểm chia trên đồ thị Brick ta xác định trị số cua P tương ứng với các góc α rồi đặt các giá trị này trêb đồ thị P–α Chú ý : + )Cần xác định điểm p .Theo kinh nghiệm , điểm này thường xuất hiện ở 372° ÷ 375°. + ) Khi khai triển cần cận thận 1 đoạn có độ dốc tăng trưởng và đột biến lớn của p từ 330° ÷ 400° ,nên lấy thêm điểm ở đoạn này để vẽđược chính xác. 4 ) Nối các điểm xác định theo 1 đường cong trơn ta thu được đồ thị biểu diễn quan hệ P = ƒ(α) 2.2.7 Khai triển đồ thị P = ƒ(x) thành P = ƒ(α) Đồ thị P = ƒ(x) biểu diễn trên đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ. Nếu động cơ ở tốc độ cao đương này thế nào cũng cắt đường nén ac . Động cơ tốc độ thấp, đường P ít khi cắt đường nén. Ngoài ra đường P còn cho ta tìm được giá trị của P = P + P một cách dễ dàng vì giá trị của đường p chính là khoảng cách giữa đường nạp P với đường biểu diễn P của các quá trình nạp, nén ,cháy giãn nở và thải của động cơ. Khai triển đồ thị P = ƒ(x)thành đồ thị P = ƒ(α) tương tự như cách ta khai triển đồ thị công ( thông qua vòng tròn Brick ) chỉ có điều cần chú ý là đồ thị trước là ta biểu diễn đồ –P = ƒ(x) nên cần lấy lại giá trị P cho chính xác. 2.2.8 Vẽ đồ thị P = ƒ(α) Ta tiến hành vẽ đồ thị P = ƒ(α) bằng cách ta cộng 2 đồ thị là đồ thị là độ thị P=ƒ(α) và đồ thị P = ƒ(α). 2.2.9 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T = ƒ(α) và đồ thị lực pháp tuyến Z = ƒ(α) Theo kết quả tính toán ở phần động lực học ta có công thức xác định lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau : Page 19
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong GVHD: T = P. ; Z = P. Trong đó góc lắc của thanh truyền β được xác định theo góc quay α của trục theo công thức sau :sin β = λ.sinα Vẽ 2 đường này theo trình tự sau: Bố trí hoành độ α ở dưới đường P , tỷ lệ xích μ = 2°/ 1mm sao cho đường biểu diễn nằm ở khoảng giữa tờ giấy kẻ ly A( có thể chọn trùng với đường biểudiển hoành độ của đồ thị j = ƒ(α) ) Căn cứ vào thông số kết cấu λ = R/l, dựa vào các công thức trên và dựa vào đồ thị P = ƒ(α) ta xác định được các giá trị cho trong bảng dưới đây theo góc quay α của trục khuỷu . Biểu diển đường và trên tọa độ đã chọn Chú ý : Kiểm tra các mối tương quan nhau : + ) Ở các điểm ta đều có T = 0 nên đường T đều cắt trục hoành . + ) Ở các điểm thì T = Z = 0 nên 2 đường này giao nhau trên trục hoành . Bảng 3: Tính giá trị T và Z 2.2.10 Vẽ đường biểu diễn Σ T = ƒ(α ) của động cơ nhiều xy lanh Động cơ nhiều xilanh có mômen tích luỹ vì vậy phải xác định mômen này. Ta xác định chu kỳ của mômen tổng phụ thuộc vào số xilanh và số kỳ, Chu kỳ này bằng đúng góc công tác của các khuỷu : Trong đó : : Là số kỳ của động cơ. : Là số xilanh của động cơ. Nếu trục khuỷu không phân bố các khuỷu theo đúng góc công tác (điều kiện đồng đều chu trình) thì chu kỳ của mômen tổng cũng thay đổi. 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA

165 tài liệu

2066 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.