Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I. PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC ĐỒ THỊ TRONG BẢN VẼ ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ............................................................... 4 1. Đồ thị công : ................................................................................................... 4 1.1. Các thông số cho trước : ........................................................................... 4 1.2. Các thông số chọn : .................................................................................. 5 1.3. Vẽ đồ thị công : ........................................................................................ 6 1.3.1. Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén :.................................... 6 1.3.2. Xây dựng đường cong áp suất trên đường giãn nở : ............................. 6 1.3.3. Xác định các điểm đặc biệt : .................................................................. 6 1.3.4. Lập bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở :.......... 7 1.3.5. Hiệu đính đồ thị công : .......................................................................... 8 2.1. Động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền : ................................... 10 2.1.1. Xác định độ dịch chuyển (x) của piston bằng phương pháp đồ thị Brick : 10 2.1.2. Giải vận tốc v của piston bằng phương pháp đồ thị : .......................... 11 2.1.3. Giải gia tốc J bằng đồ thị Tôlê : .......................................................... 13 2.2. Động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền : ...................................... 4 2.2.1. Xác định khối lượng : .......................................................................... 16 2.2.2. Xác định lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến : . 16 2.2.3. Khai triển đồ thị Pj - V thành Pj -  : ................................................. 19 2.2.4. Cộng đồ thị P -  và Pj -  được P1 -  :............................................. 19 2.2.5. Lập bảng tính các lực tác dụng lên chốt khuỷu : ................................. 20 2.2.6. Tính mômen tổng T :......................................................................... 22 2.2.7. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu : ................................... 24 2.2.8. Khai triển đồ thị phụ tải trong hệ toạ độ cực thành đồ thị Q -  : ....... 26 2.2.9. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền : ................................ 28 2.2.10. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu : ............................................................. 31 PHẦN II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO ........................................................................................................................... 33 1.CHỌN ĐỘNG CƠ MAK M43C LÀM ĐỘNG CƠ THAM KHẢO: ...... 33 ............................................................................... Error! Bookmark not defined. 2. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ ......................... 35 MAK M43C: .................................................................................................... 35 2.1.Thân máy: ................................................................................................ 35 2.2.Nắp máy:................................................................................................ 35 2.3.Xylanh: .................................................................................................... 35 2.4.Các te: ...................................................................................................... 35 2.5.Cơ cấu phân phối khí của động cơ: ......................................................... 35 SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 1 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.6. Hệ thống nhiên liệu: ............................................................................... 36 2.7.Hệ thống làm mát: ................................................................................... 38 2.8.Hệ thống bôi trơn: .................................................................................... 38 2.9. Nhóm piston, xilanh, thanh truyền, trục khuỷu: ..................................... 39 PHẦN III: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA NHÓM PISTON-THANH TRUYỀN. ........................................................... 43 3.1. NHÓM PISTON: ...................................................................................... 43 3.1.1 cấu tạo , nhiệm vụ, yêu cầu của nhóm piston : ..................................... 43 3.1.2 Phân tích và lựa chọn kết cấu nhóm piston: ......................................... 44 3.2 NHÓM THANH TRUYỀN ....................................................................... 48 3.2.1 cấu tạo, nhiệm vụ, yêu cầu, vật liệu chế tạo của nhóm thanh truyền: .. 48 3.2.2 Phân tích và lựa chọn kết cấu nhóm thanh truyền : .............................. 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 53 SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 2 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung LỜI NÓI ĐẦU Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh, gi vai trò quan trọng trong nhiều nghành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, giao thông vận tải đường bộ, đường sắt, đường biển, đường không cũng như trong nhiều nghành công nghiệp khác. Sản lượng động cơ đốt trong ngày nay trên thế giới đạt mức 3 triệu chiếc n m và còn khả n ng t ng cao hơn n a. Tuy nhiên, con đường phát triển đi lên của nghành động cơ đốt trong nói chung và nghành công nghiệp đóng tàu nói riêng của các nước rất khác nhau. Tuỳ thuộc chủ yếu vào n ng lực của nghành cơ khí và mức độ công nghiệp hoá của từng nước. Để thuận lợi cho việc nghiên cứu người ta chia động cơ đốt trong thành nhiều phần , nhiều hệ thống .Trong đó có phần trục khuỷu bánh đà rất quan trọng và được coi là trái tim của động cơ Việc khảo sát các hệ thống trong động cơ giúp cho sinh viên hiểu thêm được kiến thức đã học Do vậy việc khảo sát nguyên l hoạt động , điều kiện làm việc của trục khuỷu bánh đà giúp sinh viên hiểu được nh ng vấn đề trên Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Quang Trung em đ hoàn thành xong đồ án này . Nhưng do lần đầu bắt tay vào làm một trong nh ng đồ án chuyên nghành nên không thể tránh khỏi nh ng sai sót em kính mong thầy cô trong khoa chỉ bảo thêm. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn của thầy Nguyễn Quang Trung cùng qu thầy trong khoa. Đà Nẵng, ngày 30 tháng 4 n m 2014 Lưu Trường Giang SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 3 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung PHẦN I. PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC ĐỒ THỊ TRONG BẢN VẼ ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 1. Đồ thị công : 1.1. Các thông số cho trƣớc : + Công suất động cơ :Ne=3360(Kw). + Số vòng quay : n= 750 (V/ph). + Tỷ số nén :   17,3 + Đường kính xilanh : D  320(mm). + Hành trình piston : S  440(mm). + Tham số kết cấu : l  0,25 + Ap suất cực đại : Pz  9,9(MN / m 2 ). + Khối lượng nhóm piston : m pt  48,4(kg). + Khối lượng nhóm thanh truyền : mtt  56,3(kg). + Góc phun sớm :  s  21. + Góc phân phối khí : 1  50  (r ' );  2  28 (a' );  3  35 (b' );  4  37 .(r ' ' ) + Thứ tự làm việc của động cơ : 1-3-5-6-2-4 + Hệ thống nhiên liệu : Bosch PE inline pump + Hệ Thống bôi trơn : Cưỡng bức cacte ướt + Hệ thống làm mát : Hai vòng (vòng ngoài nước biển) + Hệ thống nạp : Turbo Charger Intercooler + Hệ thống phân phối khí : 24 valve, OHV SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 4 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 1.2. Các thông số chọn : + Áp suất môi trường: P0  0,1(MN / m 2 ). + Chỉ số nén đa biến trung bình : n1  1,38 + Chỉ số giãn nở đa biến trung bình : n2  1,26 + Tốc độ trung bình của động cơ : C m  S .n 0,44.750   11(m / s)  9(m / s) 30 30 => Đây là động cơ cao tốc. + Chọn Pk  0,17(MN / m 2 ) Pa  (0,9  0,96) Pk  0,94.0,17  0,1598 (MN / m 2 ). h : Pc  Pa . n  0,1598.17,31.38  8,17 (MN / m 2 ). 1 + Áp suất cuối quá trình giãn nở : Pb  Pz   ( ) n2  9,9  0,455 (MN / m 2 ). 17,3 1, 26 ( ) 1,5 + Áp suất khí thải : pth=(0,75-0,9).pk=> pth =0,75.0,17=0,1275 [MN/m2] + Chọn áp suất khí sót : - Động cơ cao tốc: Pr=(1,05-1,10)Pth=> Pr=1,05.0,1275=0,1338[MN/m2] + Thể tích công tác :  .D 2 3,14.3,2 2 .4,4  33,387(dm 3 ). 4 4 V 33,387  Vc  h   2,171(dm 3 ).   1 17,3  1  Va  Vh  Vc  33,387  2,171  37,558(l ). Vh  .S  SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 5 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 1.3. Vẽ đồ thị công : Để vẽ đồ thị công ta cần xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở. 1.3.1. Xây dựng đƣờng cong áp suất trên đƣờng nén : Ta xác định các điểm trên đường nén với chỉ số nén đa biến n1 Ta có phương trình đường cong nén đa biến : Pc  Pa . n1 . PV n1  Const. Nếu gọi x là điểm bất kỳ trên đường nén thì: Pc .Vcn  pnx .Vnx n . 1 1 Suy ra : Pnx  Pc .  Pnx  1 Vnx     Vc  n1 ; Đặt : Vnx  i. Vc Pc . i n1 - n1 là chỉ số nén đa biến trung bình, xác định thông qua tính toán nhiệt. 1.3.2. Xây dựng đƣờng cong áp suất trên đƣờng giãn nở : - Ta có phương trình của đường cong giãn nở đa biến : PV n  Const. 2 Gọi x là điểm bất kỳ trên đường giãn nở thì: - Suy ra : Pgnx  Pz . Thì ta có: Pgnx  1 V gnx     Vz  n2 Pz .Vzn2  Pgnx.Vgnx 2 . ; Với Vz  .Vc ; Đặt : n V gnx Vc  i. Pz . n2 . i n2 - n2 là chỉ số giãn nở đa biến trung bình, xác định thông qua tính toán nhiệt. - Đối với động cơ diesel ta chọn tỷ số giãn nở sớm :   1,5 => Vz  .Vc =1,5.2,171= 3,256 [l] 1.3.3. Xác định các điểm đặc biệt : r (Vc,Pr) => r(2,171[l]; 0,1338 [MN/m2]) a (Va,pa) => a (37,558[l]; 0,1598[MN/m2]) b (Va, pb) => b (37,558 [l]; 0,445[MN/m2]). c (Vc, pc) => c (2,171[l]; 8,17[MN/m2]). y(Vc, pz) => y (2,171[l]; 9,9 [MN/m2]) z (Vz, pz) => z (3,255 [l]; 7,8 [MN/m2] SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 6 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 1.3.4. Lập bảng xác định các điểm trên đƣờng nén và đƣờng giãn nở : Bảng 1-1: Xác định đường nén và đường giãn nở Vxl 2.171 3.256 4.342 6.513 8.684 10.855 13.026 15.197 17.368 19.539 21.710 23.881 26.052 28.223 30.394 32.565 34.736 36.907 37.558 vx 1VC 1.5VC 2VC 3VC 4VC 5VC 6VC 7VC 8VC 9VC 10VC 11VC 12VC 13VC 14VC 15VC 16VC 17VC 17.3VC i i 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17.3 n1 1 1.75 2.60 4.55 6.77 9.22 11.85 14.66 17.63 20.74 23.99 27.36 30.85 34.45 38.16 41.98 45.89 49.89 51.11 Đường nén 1/in1 1 0.57 0.38 0.22 0.15 0.11 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 n1 pc/i 8.17 4.67 3.14 1.79 1.21 0.89 0.69 0.56 0.46 0.39 0.34 0.30 0.26 0.24 0.21 0.19 0.18 0.16 0.16 i n2 1.00 1.67 2.39 3.99 5.74 7.60 9.56 11.61 13.74 15.93 18.20 20.52 22.90 25.33 27.80 30.33 32.90 35.51 36.30 Đường giản nở 1/in2 pz.ρn2/in2 1 0.600 0.418 0.251 0.174 0.132 0.105 0.086 0.073 0.063 0.055 0.049 0.044 0.039 0.036 0.033 0.030 0.028 0.028 9.9 9.90 6.89 4.13 2.88 2.17 1.73 1.42 1.20 1.04 0.91 0.80 0.72 0.65 0.59 0.54 0.50 0.46 0.45 Cho i t ng từ 1    17,3 từ đó ta lập bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở. Sau khi xác định được các điểm đặc biệt và các điểm trung gian ta tiến hành vẽ đồ thị công theo trình tự sau : - Vẽ hệ trục toạ độ P - V theo tỷ lệ xích : v= Vc 2.171 =  0,217 [l/mm] Vcbd 10 p= Pz 9,9   0,0495[MN/m2/mm]. Pzbd 200 Vẽ vòng tròn tâm O, đường kính của vòng tròn Brick AB = Vhbd = 163 =>s= S V OO’bd = = hbd oo' s  0,44 = 2,7.10-3 [ m mm]=> giá trị biểu diễn 163 R S 0,44.0,25    10,18 (mm) 2 S 4 S 4.2,7.10 3 Bảng 1-3: Giá trị vẽ trên biểu đồ SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 7 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu Vxl 10.0 15.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 120.0 130.0 140.0 150.0 160.0 170.0 173.0 GVHD:Nguyễn Quang Trung Pnx 165.05 94.32 63.42 36.24 24.37 17.91 13.92 11.26 9.36 7.96 6.88 6.03 5.35 4.79 4.32 3.93 3.60 3.31 3.23 Pgnx 200.00 200.00 139.19 83.51 58.12 43.87 34.87 28.71 24.27 20.92 18.32 16.25 14.56 13.16 11.99 10.99 10.13 9.39 9.18 1.3.5. Hiệu đính đồ thị công : - Dùng đồ thị Brick xác định các điểm: Góc mở sớm xupap nạp (r’):  1  50  ; Góc đóng muộn xupap nạp (a’):  2  28  ; Góc mở sớm xupap thải (b’):  3  35  ; Góc  đóng muộn xupap thải (r’’) :  4  37  ; Góc phun sớm (c’):  s  21 . - Xác định các điểm uốn trung gian : 1 3 Trên đường cy lấy điểm c’’ với cc ' '  cy 1 2 Trên đường yz lấy điểm z’’ với yz ' '  yz 1 2 Trên đoạn ab lấy điểm b’’ với bb' '  ba - Nối các điểm c’,c’’,z’’ với các đường nén, đường giãn nở thành đường cong liên tục tại điểm chết trên và điểm chết dưới ta nối b’, b’’ nối tiếp xúc với đường thải. Ta nhận được đồ thị công đã hiệu chỉnh. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 8 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 1-1: Đồ thị công P = f(V) SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 9 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.1. Động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền : Trong động cơ đốt trong kiểu piston cơ cấu trục khuỷu thanh truyền có 2 loại: loại giao tâm và loại lệch tâm, ta chỉ xét trường hợp cơ cấu trục khuỷu thanh truyền giao tâm là cơ cấu mà đường tâm xy lanh trực giao với đường tâm trục khuỷu tại 1 điểm, (hình vẽ). Với : R : bán kính quay của trục khuỷu. L : chiều dài thanh truyền. S : hành trình piston.   R / l : tham số kết cấu.  : vận tốc góc của trục khuỷu (rad s). x : độ dịch chuyển của piston tính từ ĐCT ứng với góc quay  của trục khuỷu.  : góc lắc của thanh truyền ứng với góc  O : giao điểm của đường tâm xylanh và đường tâm trục khuỷu. B : giao điểm của đường tâm thanh truyền và đường tâm chốt khuỷu. A : giao điểm của đường tâm thanh truyền và đường tâm chốt piston. 2.1.1. Xác định độ dịch chuyển (x) của piston bằng phƣơng pháp đồ thị Brick : Chuyển vị x của piston tuỳ thuộc vào vị trí của trục khuỷu, x thay đổi theo góc quay  của trục khuỷu. - Theo phương pháp giải tích chuyển dịch x của piston được tính theo công thức:  1   1 1    x  R.1     cos   . cos    R.1  cos    .1  cos   .          - Công thức tính gần đúng giá trị x :    x  R.1  cos    .1  cos 2  . 4   Giải x bằng phương pháp đồ thị Brick cho phép ta xác lập được mối quan hệ thuận nghịch gi a chuyển vị x của piston với góc quay  của trục khuỷu một cách thuận lợi và khá chính xác. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 10 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung + Các bước tiến hành vẽ đồ thị như sau : - Vẽ nửa vòng tròn tâm bán kính R, đường kính AB = 2.R; R  S 440   220(mm) 2 2 - Lấy về phía bên phải tâm (phía ĐCD) trên AB một đoạn OO’ sao cho: OO '  R. 0,44.0,25   10,18(mm). 2.s 4.2,7.10 3 - Từ O ' kẻ các tia từ trái sang phải ứng với các góc từ 0 ,10 ,20 ,......,180 , các tia này cắt nửa vòng tròn Brick tương ứng tại các điểm từ 0,1,2,......,18 - Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc S   phía dưới nửa vòng tròn, trục O trục đứng dóng từ A xuống biểu diễn giá trị  từ 0  180 với tỉ lệ xích:   2 / mm , trục OS nằm ngang với tỉ lệ xích:  S  2.10 3 m/mm - Từ các điểm chia 0,1,2,......,18 trên nửa vòng tròn Brick ta dóng các đường thẳng song song với trục O . Và từ các điểm chia trên trục O ứng với các giá trị 0 ,10 ,20 ,......,180 ta kẻ các đường nằm ngang. Các đường này tương ứng với các góc cắt nhau tại các điểm 1,2,3,...,18.Nối các điểm này lại ta đựơc đường cong biểu diễn độ dịch chuyển của piston (x) theo  : S  f  . Hình 2-1 : Đồ thị chuyển vị S = f(α) _ Đồ thị vận tốc khai triển V = f(α) 2.1.2. Giải vận tốc v của piston bằng phƣơng pháp đồ thị : - Theo phương pháp giải tích ta lấy đạo hàm của x theo thời gian ta được công thức để tính vận tốc piston : SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 11 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu v GVHD:Nguyễn Quang Trung dx d 1 d    R. sin  .  .sin  .  . dt dt  dt   Từ hình vẽ ta có : sin   . sin  .  trục khuỷu thì ta có d . cos  d  . . Và gọi  là tốc độ góc của dt cos  dt d    const  d  . cos  . dt dt cos  Vậy vận tốc v của piston : v  R. . sin(   ) . cos  - Công thức gần đúng :     v  R... sin   . sin 2   R.. sin   R.. . sin 2  v1  v2 2 2   + Các bước tiến hành xây dựng đồ thị : - Vẽ nửa vòng tròn tâm O bán kính r1  R. (mm). Vẽ vòng tròn đồng tâm O có bán kính : r2  R. . mm 2 Với :    .n 30  S 440 3,14.750  200(mm) ;   0,25  78,5rad / s  ; R   2 30 2 - Ta chọn tỷ lệ xích sao cho giá trị vẽ nửa vòng tròn bán kính r1 = AB 2, có đường kính là : AB  Với Vh V  35,38  163(mm) 0,217  v  . S  78,5.2,7.10 3  211,9 (mm/s.mm)  r2  r1  R. v  220.78,5  81,5(mm). 211,9 R.. 22.78,5.025   10.2mm . 2. v 2.211,9 - Chia đều nửa vòng tròn bán kính r1 , và vòng tròn bán kính r2 ra n phần bằng nhau. Như vậy ứng với góc  ở nửa vòng tròn bán kính r1 thì ở vòng tròn bán kính r2 sẽ là 2 , ta chia trên nửa vòng tròn bán kính r1 thành 18 điểm mỗi điểm cách nhau 10  và trên vòng tròn bán kính r2 ta cũng chia thành 18 điểm mỗi điểm cách nhau là 20  . Đánh số thứ tự điểm chia trên nửa vòng tròn r1 ta đánh số từ ,1,2,...,18 theo chiều SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 12 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung ngược kim đồng hồ, còn trên vòng tròn bán kính r2 ta đánh số ’,1’,2’,...18’ theo chiều kim đồng hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA. - Từ các điểm chia trên 1 2 vòng tròn bán kính r1 ta dóng các đường thẳng vuông góc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vòng tròn bán kính r2 ta kẻ các đường thẳng song song với AB, các đường kẽ này sẽ cắt nhau tại các điểm , a, b, c, ... nối các điểm này lại bằng 1 đường cong ta được đường biểu diễn trị số tốc độ, các đoạn thẳng đứng nằm gi a đường cong với nửa đường tròn r1 biểu diễn trị số tốc độ ở các góc  tương ứng , phần giới hạn của đường cong này và 1 2 vòng tròn lớn gọi là giới hạn vận tốc của pis ton. - Vẽ toạ độ vuông góc v - S, trục Ov trùng với trục Oa , trục ngang biểu diễn giá trị S. Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, ta kẻ các đường song song với trục Ov và cắt trục OS tại các điểm ,1,2,3,..,18, từ các điểm này ta đặt các đoạn thẳng ’, 11’, 22’, 33’, ... ,1818’ song song với trục v có khoảng cách bằng khoảng cách các đoạn tương ứng nằm gi a đường cong với nửa đường tròn bán kính r 1 mà nó biểu diển tốc độ ở các góc  tương ứng. Nối các điểm ’’, 1’’, 2’’, ...lại với nhau ta có đường cong biểu diễn vận tốc piston V  f ( ) . Hình 2-2: Đồ thị vận tốc V = f(α) 2.1.3. Giải gia tốc J bằng đồ thị Tôlê : - Theo phương pháp giải tích lấy đạo hàm của vận tốc theo thời gian ta có công thức để tính gia tốc của piston : SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 13 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung  cos(   ) cos 2   . j  R. 2 .  . cos 3    cos  - Công thức tính gần đúng : j  R. 2 .cos   . cos 2  . + Giải gia tốc của piston bằng phương pháp đồ thị thường dùng phương pháp Tôlê. Các bước tiến hành như sau : - Vẽ hệ trục J - s. Lấy đoạn thẳng AB trên trục s, AB = S = 2R. - Từ A dựng đoạn thẳng AC về phía trên AB, với:   AC  J max  R. 2 .1     220.10 3.78,5 2 (1  0,25)  1694 m / s 2 . - Từ B dựng đoạn thẳng BD về phía dưới AB, với:   BD  J min  R. 2 .1     220.10 3.78,5 2 (1  0,25)  1016,8 m / s 2 . - Nối CD cắt AB tại E, dựng EF về phía dưới AB một đoạn :   EF  3R 2  3.0,25.220.78,5 2.10 3  1016,8 m / s 2 . - Ta lấy tỷ lệ xích :  J  33,9(m / s 2 .mm) . AC  J max BD  J min J J  1694  50(mm) . 33,9   1016,8 EF  1016,8  30(mm) EF    30(mm) . 33,9 J 33,9 - Nối đoạn CF và DF, ta phân chia các đoạn CF và DF thành 5 đoạn nhỏ bằng nhau và ghi số thứ tự cùng chiều, chẳng hạn như trên đoạn CF: C,1,2,3,...,4,F ; trên đoạn FD: F,1’,2’,3’,...,4’,D. Nối các điểm chia 11' ,22 ' ,33' ,... Đường bao của các đoạn này là đường cong biểu diễn gia tốc của piston J  f (x). SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 14 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 2-3: Đồ thị gia tốc J = f(x) 2.2. Động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền : Tính toán động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền nhằm mục đích xác định các lực do hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên các chi tiết trong cơ cấu ở mỗi vị trí của trục khuỷu để phục vụ cho việc tính toán sức bền, nghiên cứu trạng thái mài mòn của các chi tiết máy và tính toán cân bằng động cơ. Trong quá trình làm việc của động cơ, cơ cấu trục khuỷu thanh truyền chịu tác dụng của các lực sau: Lực quán tính do các chi tiết có khối lượng chuyển động ; Lực khí thể ; trọng lực ; Lực ma sát. Trừ trọng lực ra, chiều và trị số của các lực khác đều thay đổi theo vị trí của piston trong các chu kỳ công tác của động cơ. Trong các lực nói trên lực quán tính và kực khí thể có trị số lớn hơn cả, nên trong quá trình tính toán ta chỉ xét đến hai loại lực này. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 15 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.1. Xác định khối lƣợng : 2.2.1.1. Khối lƣợng tham gia chuyển động thẳng : Các chi tiết máy trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền tham gia vào chuyển động tịnh tiến bao gồm các chi tiết trong nhóm piston và khối lượng của thanh truyền quy dẫn về đầu nhỏ thanh truyền. m  mnp  m1 . Ta có : Trong đó : mnp : khối lượng nhóm piston. mnp  48,3(kg) . : khối lượng thanh truyền qui dẫn về đầu nhỏ thanh truyền. m1 = (0,275  0,35). mtt . Ta chọn : m1  0,3.mtt  0,3.56,3  16,9(kg) . Vậy khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến là : m  mnp  m1  48,3  16,9  65,2(kg) . 2.2.1.2. Khối lƣợng các chi tiết tham gia chuyển động quay : Khối lượng tham gia chuyển động quay trong cơ cấu trục khuỷu thanh truyền gồm phần khối lượng nhóm thanh truyền quy dẫn về đầu to, khối lượng trục khuỷu gồm có khối lượng chốt khuỷu và khối lượng má khuỷu quy dẫn về tâm má khuỷu. m2  mtt  m1 Trong đó : m2 : khối lượng thanh truyền qui về đầu to thanh truyền. m2  56,3  16,9  39,4(kg) mk :khối lượng chuyển động quay của khuỷu trục. Khuỷu trục có kết cấu má khuỷu như nhau mk  mck  2mmr Trong quá trình tính toán, thiết kế và để xây dựng các đồ thị được tiên lợi thì người ta thường tính toán khối lượng chuyển động tịnh tiến và khối lượng chuyển động quay của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền thường tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston. 2.2.2. Xác định lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến : - Diện tích đỉnh piston : D 2   3,14.320 2 FP    80424.10 6 m 2` . 4 4 - Khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston : SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 16 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu m'   GVHD:Nguyễn Quang Trung  m 65,2   811 kg / m 2 . 6 FP 80424,8.10 Suy ra : - Lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến: PJ max  m'.R. 2 .(1   )  m'.J max  811.220.10 6.78,5 2.(1  0,25)  1,4(MN / m 2 )  PJ min  m'.R. 2 .1     m'.J min  811.  1016,8  0,8 MN / m 2  đoạn E' F '   EF .m'  881.  1016,8  0,8N / m 2 . Ta vẽ đồ thị - Pj theo phương pháp đồ thị Tôlê nhưng với tỷ lệ xích:  Pj   p  0,0495(MN / m 2 .mm) . Đồ thị Pj này vẽ chung với đồ thị công nhưng trục ngang lấy bằng Po. AC '  PJ max BD '  PJ min  Pj E' F '   Pj E' F '  Pj  1,4  27,8(mm) 0,0495   0,8  16,1(mm) 0,0495   0,8  16,1(mm) 0,0495 - Cách vẽ tiến hành như đối với đồ thị (j - s). SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 17 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 2-4: Đồ thị công P = f(v) _ Đồ thị lực quán tính –Pj = f(x) SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 18 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.3. Khai triển đồ thị Pj - V thành Pj -  : Cách khai triển đồ thị này giống như cách khai triển đồ thị P -V thành P -  nhưng giá trị của Pj trên đồ thị P - V khi chuyển sang đồ thị P -  phải đổi dấu. 2.2.4. Cộng đồ thị P -  và Pj -  đƣợc P1 -  : Cộng các giá trị Pkt với Pj ở các trị số góc  tương ứng ta vẽ được đường biểu diễn hợp lực của lực quán tính và lực khí thể P1 P1  Pkt  Pj (MN/m ). 2 Hình 2-5: Đồ thị Pkt, Pj, P1 SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 19 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.5. Lập bảng tính các lực tác dụng lên chốt khuỷu : - Ta có : Lực tiếp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu: T  P1 sin     . cos  Lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu: Z  P1 cos    . cos  Lực ngang tác dụng lên phương thẳng góc với đường tâm xylanh: N  P1tg   . - Ta lập bảng tính P1 , T , Z , N . theo giá trị góc . + ta xác định được trên đồ thị tương ứng với các giá trị của  + Xác định các giá trị T , Z , N :Ta có các giá trị sin     cos     , , tg   phụ thuộc cos  cos  vào giá trị  ,  cho trong bảng phụ lục sách Kết Cấu và Tính Toán Động Cơ tập I. Sau khi lập bảng xác định các giá trị T , Z , N . Ta vẽ đồ thị T , Z , N theo  trên hệ trục toạ độ vuông góc chung ( T , Z , N - ). Với tỷ lệ xích : T   Z   N   P  0,0495(MN / m 2 .mm) . Hình 2-6: Đồ thị T, N, Z SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 20 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu ANPHA 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 120.0 130.0 140.0 150.0 160.0 170.0 180.0 190.0 200.0 210.0 220.0 230.0 240.0 250.0 260.0 270.0 280.0 290.0 300.0 310.0 320.0 330.0 340.0 350.0 360.0 370.0 380.0 390.0 400.0 410.0 420.0 430.0 440.0 450.0 460.0 470.0 480.0 490.0 500.0 510.0 520.0 530.0 540.0 550.0 560.0 570.0 580.0 590.0 600.0 610.0 620.0 630.0 640.0 650.0 660.0 670.0 680.0 690.0 700.0 710.0 720.0 Pkt 4.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -2.0 -3.0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 7.5 10.5 12.5 27.0 38.0 59.0 97.0 187.0 200.0 197.3 76.0 69.0 64.0 60.0 57.0 51.0 39.0 42.5 39.0 37.0 32.0 27.0 22.0 20.0 18.0 17.0 15.0 14.0 13.0 12.5 12.0 11.5 10.0 5.0 -1.0 -5.0 -10.0 -16.0 -19.0 -23.0 -28.0 -30.0 -32.0 -33.0 Pj -26.0 -25.5 -25.3 -25.0 -22.0 -18.0 -14.0 -10.0 -5.0 0.0 6.0 11.0 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 12.0 11.7 11.6 11.5 11.4 11.3 11.2 11.0 6.0 0.0 -5.0 -10.0 -14.0 -18.0 -22.0 -25.0 -25.3 -25.5 -26.0 -25.5 -25.3 -25.0 -22.0 -18.0 -14.0 -10.0 -5.0 0.0 6.0 11.0 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 12.0 11.7 11.6 11.5 11.4 11.3 11.2 11.0 6.0 0.0 -5.0 -10.0 -14.0 -18.0 -22.0 -25.0 -25.3 -25.5 -26.0 P1 -29.0 -28.5 -28.3 -23.0 -19.0 -15.0 -10.0 -6.0 -2.0 3.0 6.0 9.0 10.1 10.3 13.5 14.3 14.3 14.3 15.0 15.3 16.0 16.0 16.5 16.0 14.0 13.5 10.8 9.0 6.0 3.0 2.0 2.2 8.5 19.0 38.5 115.0 144.0 168.0 146.5 82.0 50.0 31.0 22.0 19.0 18.0 19.5 19.4 20.2 21.5 21.6 21.7 21.8 21.0 20.0 19.8 18.0 16.5 16.1 15.0 14.0 12.2 11.8 9.5 6.5 -2.0 -6.0 -10.0 -15.0 -18.0 -23.0 -26.0 -28.5 -29.0 ANPHA 0.0 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1.0 1.2 1.4 1.6 1.7 1.9 2.1 2.3 2.4 2.6 2.8 3.0 3.1 3.3 3.5 3.7 3.8 4.0 4.2 4.4 4.5 4.7 4.9 5.1 5.2 5.4 5.6 5.8 5.9 6.1 6.3 6.5 6.6 6.8 7.0 7.2 7.3 7.5 7.7 7.9 8.0 8.2 8.4 8.6 8.7 8.9 9.1 9.3 9.4 9.6 9.8 9.9 10.1 10.3 10.5 10.6 10.8 11.0 11.2 11.3 11.5 11.7 11.9 12.0 12.2 12.4 12.6 GVHD:Nguyễn Quang Trung BẢNG TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ T, N, Z BETA sin (anpha+beta) cos(anpha+beta) cos(beta) 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 0.2 1.0 1.0 0.1 0.4 0.9 1.0 0.1 0.6 0.8 1.0 0.2 0.8 0.7 1.0 0.2 0.9 0.5 1.0 0.2 1.0 0.3 1.0 0.2 1.0 0.1 1.0 0.2 1.0 -0.1 1.0 0.3 1.0 -0.3 1.0 0.2 0.9 -0.4 1.0 0.2 0.8 -0.6 1.0 0.2 0.7 -0.7 1.0 0.2 0.6 -0.8 1.0 0.2 0.5 -0.9 1.0 0.1 0.4 -0.9 1.0 0.1 0.3 -1.0 1.0 0.0 0.1 -1.0 1.0 0.0 0.0 -1.0 1.0 0.0 -0.1 -1.0 1.0 -0.1 -0.3 -1.0 1.0 -0.1 -0.4 -0.9 1.0 -0.2 -0.5 -0.9 1.0 -0.2 -0.6 -0.8 1.0 -0.2 -0.7 -0.7 1.0 -0.2 -0.8 -0.6 1.0 -0.2 -0.9 -0.4 1.0 -0.3 -1.0 -0.3 1.0 -0.2 -1.0 -0.1 1.0 -0.2 -1.0 0.1 1.0 -0.2 -1.0 0.3 1.0 -0.2 -0.9 0.5 1.0 -0.2 -0.8 0.7 1.0 -0.1 -0.6 0.8 1.0 -0.1 -0.4 0.9 1.0 0.0 -0.2 1.0 1.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 0.2 1.0 1.0 0.1 0.4 0.9 1.0 0.1 0.6 0.8 1.0 0.2 0.8 0.7 1.0 0.2 0.9 0.5 1.0 0.2 1.0 0.3 1.0 0.2 1.0 0.1 1.0 0.2 1.0 -0.1 1.0 0.3 1.0 -0.2 1.0 0.2 0.9 -0.4 1.0 0.2 0.8 -0.6 1.0 0.2 0.7 -0.7 1.0 0.2 0.6 -0.8 1.0 0.2 0.5 -0.9 1.0 0.1 0.4 -0.9 1.0 0.1 0.3 -1.0 1.0 0.0 0.1 -1.0 1.0 0.0 0.0 -1.0 1.0 0.0 -0.1 -1.0 1.0 -0.1 -0.3 -1.0 1.0 -0.1 -0.4 -0.9 1.0 -0.2 -0.5 -0.9 1.0 -0.2 -0.6 -0.8 1.0 -0.2 -0.7 -0.7 1.0 -0.2 -0.8 -0.6 1.0 -0.2 -0.9 -0.4 1.0 -0.3 -1.0 -0.3 1.0 -0.2 -1.0 -0.1 1.0 -0.2 -1.0 0.1 1.0 -0.2 -1.0 0.3 1.0 -0.2 -0.9 0.5 1.0 -0.2 -0.8 0.7 1.0 -0.1 -0.6 0.8 1.0 -0.1 -0.4 0.9 1.0 0.0 -0.2 1.0 1.0 0.0 0.0 1.0 1.0 tan(beta) 0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 -0.1 -0.1 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.3 -0.3 -0.3 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.1 -0.1 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 -0.1 -0.1 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.3 -0.3 -0.3 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.1 -0.1 0.0 0.0 T 0.0 -6.2 -12.0 -14.0 -14.6 -13.4 -9.8 -6.1 -2.1 3.0 5.6 7.7 7.6 6.6 7.0 5.6 3.7 1.9 0.0 -2.0 -4.2 -6.3 -8.5 -10.2 -10.6 -11.6 -10.2 -9.0 -6.2 -3.1 -2.0 -2.0 -6.5 -11.6 -16.3 -24.9 0.0 36.4 61.9 49.9 38.4 27.6 21.5 19.4 18.5 19.5 18.2 17.3 16.2 13.8 11.2 8.5 5.5 2.6 0.0 -2.4 -4.3 -6.3 -7.8 -9.0 -9.2 -10.1 -8.9 -6.5 2.1 6.1 9.8 13.4 13.8 14.0 11.0 6.2 0.0 SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 21 Z -29.0 -27.9 -25.8 -18.5 -12.6 -7.4 -3.1 -0.7 0.2 -0.8 -2.5 -5.1 -7.0 -8.2 -11.8 -13.3 -13.9 -14.2 -15.0 -15.2 -15.5 -14.9 -14.4 -12.7 -9.7 -7.7 -4.6 -2.3 -0.5 0.3 0.6 1.1 5.6 15.3 35.0 112.4 144.0 164.2 133.4 65.8 33.1 15.3 6.8 2.2 -1.4 -5.0 -8.2 -11.5 -14.9 -17.1 -18.9 -20.3 -20.3 -19.8 -19.8 -17.9 -16.0 -15.0 -13.1 -11.1 -8.4 -6.7 -4.0 -1.7 0.2 -0.7 -3.1 -7.4 -11.9 -18.5 -23.7 -27.9 -29.0 N 0.0 -1.2 -2.4 -2.9 -3.1 -2.9 -2.2 -1.5 -0.5 0.8 1.5 2.2 2.2 2.0 2.2 1.8 1.2 0.6 0.0 -0.7 -1.4 -2.0 -2.7 -3.1 -3.1 -3.3 -2.7 -2.3 -1.5 -0.7 -0.4 -0.4 -1.4 -2.4 -3.3 -5.0 0.0 7.3 12.6 10.3 8.1 6.0 4.9 4.6 4.6 5.0 4.9 4.9 4.8 4.2 3.5 2.7 1.8 0.9 0.0 -0.8 -1.4 -2.0 -2.4 -2.7 -2.7 -2.9 -2.4 -1.7 0.5 1.5 2.2 2.9 2.9 2.9 2.2 1.2 0.0 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.6. Tính mômen tổng T : - Thứ tự làm việc của động cơ : 1-3-5-6-4-2 - Góc công tác  ct  180. 180.4   1200 . i 6 Bảng 2-3 : Xác định các kì làm việc của xilanh Góc 0 180 360 540 720 lệch khuỷu nạp máy 1 máy 2 nén cháy-giản nở nén thải cháy-giản-nở thải nạp máy 3 thải nạp nén cháy-giản nở thải máy 4 nén cháy-giản nở thải nạp nén thải máy 5 nạp nén cháy-giản nở máy 6 cháy-giản nở thải nạp nén Bảng 2-4 : Xác định góc công tác của các xilanh TT Tính mômen tổng Góc công tác Điểm Điểm đầu cuối 1 α1 0 120 2 α2 120 240 3 α3 600 720 4 α4 240 360 5 α5 480 600 6 α6 360 480 T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 . Tính giá trị của  Ttb bằng công thức: 30.N i .103  Ttb  ( N / m 2 ).  .R.FP ..n Trong đó : : công suất chỉ thị của động cơ; N i  Ne m [KW ] SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 22 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu Với GVHD:Nguyễn Quang Trung m  (0,7  0,95) ; chọn  m  0,9  N i  3360  3733 [KW ] 0,9 n: là số vòng quay của động cơ; n = 750(v/p).   .n 3,14.750 30  FP : là diện tích đỉnh piston; 30 FP   78,5( Rad / s)  .D 2 4  3,14.0.32 2  0,08(m 2 ) . 4 R:là bán kính quay của trục khuỷu; R=160(mm)=0,16(m). : là hệ số hiệu đính đồ thị công; φ=( ,92÷ ,97) ,chọn φ= ,97 (Khi vẽ đã hiệu chỉnh đồ thị công)   Ttb  30.3733.10 3.  3,83( MN / m 2 ) . 3  .160.10 .0,08.0,97.750  Ttb  3,83  77,37( MN / m 2 ) . 0,0495 Với tỷ lệ xích : T   P  0,0495(MN / m 2 .mm) Bảng 2-5 : Xác định tổng T α1 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 120.0 T1 0.0 -6.2 -12.0 -14.0 -14.6 -13.4 -9.8 -6.1 -2.1 3.0 5.6 7.7 7.6 α2 T2 α3 120.0 7.6 240.0 130.0 6.6 250.0 140.0 7.0 260.0 150.0 5.6 270.0 160.0 3.7 280.0 170.0 1.9 290.0 180.0 0.0 300.0 190.0 -2.0 310.0 200.0 -4.2 320.0 210.0 -6.3 330.0 220.0 -8.5 340.0 230.0 -10.2 350.0 240.0 -10.6 360.0 BẢNG GIÁ TRỊ TỔNG T T3 α4 T4 α5 -10.6 600.0 -9.2 480.0 -11.6 610.0 -10.1 490.0 -10.2 620.0 -8.9 500.0 -9.0 630.0 -6.5 510.0 -6.2 640.0 2.1 520.0 -3.1 650.0 6.1 530.0 -2.0 660.0 9.8 540.0 -2.0 670.0 13.4 70.0 -6.5 680.0 13.8 560.0 -11.6 690.0 14.0 570.0 -16.3 700.0 11.0 580.0 -24.9 710.0 6.2 590.0 0.0 720.0 0.0 600.0 T5 16.2 13.8 11.2 8.5 5.5 2.6 0.0 -2.4 -4.3 -6.3 -7.8 -9.0 -9.2 α6 360.0 370.0 380.0 390.0 400.0 410.0 420.0 430.0 440.0 450.0 460.0 470.0 480.0 T6 0.0 36.4 61.9 49.9 38.4 27.6 21.5 19.4 18.5 19.5 18.2 17.3 16.2 α TỔNG T 0.0 4.1 10.0 28.9 20.0 49.1 30.0 34.5 40.0 28.9 50.0 21.8 60.0 19.5 70.0 20.3 80.0 15.3 90.0 12.4 100.0 2.3 110.0 -12.9 120.0 4.1 Hình 2-7: Đồ thị tổng T SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 23 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.7. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu : Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu. Từ đồ thị này ta có thể tìm trị số trung bình của phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu cũng như có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và lực bé nhất. Dùng đồ thị phụ tải ta có thể xác định khu vực chịu lực ít nhất để xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ở trục. - Khi vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu có thể chưa cần xét đến lực quán tính chuyển động quay của khối lượng thanh truyền m2 quy về tâm chốt khuỷu vì phương và trị số của lực quán tính này không đổi, sau khi vẽ xong ta xét. - Vẽ hệ toạ độ T - Z gốc toạ độ 0' trục ’Z có chiều dương hướng xuống dưới. - Chọn tỉ lệ xích : T   Z   P  0,0495(MN / m 2 .mm) . - Đặt giá trị của các cặp (T,Z) theo các góc  tương ứng lên hệ trục toạ độ T - Z. Ứng với mỗi cặp giá trị (T,Z) ta có một điểm, đánh dấu các điểm từ 0,1,2,  72 ứng với các góc  từ 0   720  nối các điểm lại ta có đường cong biểu diễn véc tơ phụ tải tác dung lên chốt khuỷu. - Dịch chuyển gốc toạ độ. Trên trục ’Z (theo chiều dương) ta lấy điểm với 00'  PR o (lực quán tính ly tâm). m2 .R. 2 + Lực quán tính ly tâm : PRo  . FP m2 : khối lượng thanh truyền qui dẫn về đầu to; m2  39,4(kg)  PR  o m2 .R. 2 39,4.0,220.78,5 2 MN  .10 6  0,667679( 2 ). FP 0,08 m Với tỷ lệ xích  Z ta dời gốc toạ độ ’ xuống PRo  PRo z  một đoạn ’ . 0,667679  13,4(mm) . 0,0495 + Đặt lực PR về phía dưới tâm ’, ta có tâm 0 đây là tâm chốt khuỷu. - Từ tâm O vẽ vòng tròn tượng trưng chốt khuỷu. + Xác định , giá trị , phương chiều và điểm đặt lực. Giá trị của lực là độ dài véctơ tính từ gốc đến vị trí bất kì mà ta cần. Chiều của lực hướng từ tâm ra ngoài. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 24 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Điểm đặt của lực là giao của phương kéo dài về phía của véctơ lực và đường tròn tượng trưng cho chốt khuỷu. Q  PRo  T  Z  00'  0'   0 . Q  PRo  Ptt .  : là điểm bất kỳ trên đồ thị Q : là hợp lực của các lực tác dụng lên chốt khuỷu. Hình 2-8 : Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 25 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.8. Khai triển đồ thị phụ tải trong hệ toạ độ cực thành đồ thị Q -  : - Khai triển đồ thị phụ tải ở toạ độ độc cực trên thành đồ thị Q -  rồi tính phụ tải trung bình Qtb . - Vẽ hệ trục Q -  . Chọn tỉ lệ xích  Q   P  0,0495(MN / m 2 .mm) .   2( 0 / mm) . - Trên các điểm chia của trục -  , ta lần lượt đặt các véctơ Ptt tương ứng với các góc  từ 0 ,10 ,20 ,...,720 . Với Ptt  T  Z và trị số của Ptt được lấy ở đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Nối các đầu nút véctơ lại ta sẽ có đường cong biểu diển đồ thị khai triển Q  f ( ) . Xác định Qtb. Qtb  50,35(mm) . Hình 2-9: Đồ thị khai triển Q_α SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 26 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Đồ thị phụ tải chốt khuỷu α Q 0.0 73.1 5.0 72.6 10.0 68.4 15.0 61.5 20.0 52.6 25.0 42.8 30.0 33.6 35.0 27.5 40.0 26.5 45.0 30.3 50.0 36.0 55.0 41.9 60.0 46.7 65.0 50.0 70.0 52.2 75.0 53.6 80.0 54.5 85.0 55.0 90.0 55.2 95.0 55.0 100.0 55.6 105.0 53.8 110.0 52.6 115.0 50.6 120.0 47.6 125.0 43.3 130.0 37.9 135.0 32.4 140.0 27.8 145.0 26.1 150.0 27.6 155.0 30.0 160.0 29.4 165.0 22.5 170.0 15.2 175.0 70.8 180.0 82.4 Bảng 2-6 : Bảng xây dựng đồ thị Q-α. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 27 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.9. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền : Dựa trên nguyên l lực và phản lực tác dụng tại một điểm bất kỳ trên chốt khuỷu và đầu to thanh truyền và xét đến sự chuyển động tương đối gi a chúng, ta có thể xây dựng được đồ thị phụ tải tác dụng lên trục khuỷu. Sau khi vẽ được đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta c n cứ vào đó để vẽ đồ thị phụ tải của ổ trượt ở đầu to thanh truyền. Cách vẽ như sau : - Chiều của lực tác dụng lên chốt khuỷu, ngược chiều với lực tác dụng lên đầu to thanh truyền nhưng trị số của chúng bằng nhau. - Vị trí của điểm đặt các lực tác dụng tương ứng với góc quay 1 , 2 .... của chốt khuỷu là vị trí tương ứng với các góc 1  1 ,  2   2 ,... của đầu to thanh truyền và đầu to thanh truyền ngược chiều quay chốt khuỷu. - Vẽ dạng đầu to thanh truyền lên tờ giấy bóng, tâm của đầu to thanh truyền là O, đầu thanh truyền hướng xuống. Vẽ vòng tròn tâm O (tâm đầu to thanh truyền), đường tâm thanh truyền cắt vòng tròn tại điểm và lấy làm gốc O 0 . Trên vòng tròn này ta chia thành các góc chia có giá trị ( 2   2 ) ; ( 2   2 ) ... và bắt đầu từ điểm O 0 theo chiều kim đồng hồ, ( 2   2 ) , ( 2   2 ) ,...tra trong bảng phụ lục sách Kết Cấu và Tính Toán Động Cơ. - Vẽ hệ trục T - Z chiều dương trục Z hướng xuống dưới. - Sau đó đem tờ giấy bóng này đặt lên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, sao cho tâm O của đầu to thanh truyền trùng với tâm O chốt khuỷu và trục O-Z trùng với đường tâm thanh truyền (hướng xuống dưới ). - Trên tờ giấy bóng hiện lên các số ghi của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu điểm đầu trên là O o , sau đó lần lượt xoay tờ giấy bóng theo chiều ngược chiều kim đồng hồ sao cho các điểm chia (tia chia) (1  1 ) ; ( 2   2 ) .. trên tờ giấy bóng mờ lần lượt trùng với trục O-Z và mỗi lần ta lại đánh dấu các điểm ở dưới hiện lên tờ giấy bóng, tương ứng với góc xoay. Nối lần lượt các điểm vừa đánh dấu trên tờ giấy bóng theo đúng thứ tự ta được đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền. - Xác định giá trị , phương chiều, và điểm đặt lực : + Giá trị là độ dài của véctơ tính từ tâm O đến bất kỳ vị trí nào ta cần xác định trên đồ thị. + Chiều của lực từ tâm O đi ra. + Điểm đặt là giao điểm của véctơ và vòng tròn tượng trưng cho đầu to thanh truyền. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 28 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 0 Z' T' MN m2 MN 2 m Hình 2-1 : Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 29 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung ANPHA ANPHA+BETA ANPHA ANPHA+BETA 370.0 372.5 0.0 0.0 380.0 384.9 10.0 12.5 390.0 397.2 20.0 24.9 400.0 409.2 30.0 37.2 410.0 421.0 40.0 49.2 420.0 432.5 50.0 61.0 430.0 443.6 60.0 72.5 440.0 454.3 70.0 83.6 450.0 464.5 80.0 94.3 460.0 474.3 90.0 104.5 470.0 483.6 100.0 114.3 480.0 492.5 110.0 123.6 490.0 501.0 120.0 132.5 500.0 509.2 130.0 141.0 510.0 517.2 140.0 149.2 520.0 524.9 150.0 157.2 530.0 532.5 160.0 164.9 540.0 540.0 170.0 172.5 550.0 547.5 180.0 180.0 560.0 555.1 190.0 187.5 570.0 562.8 200.0 195.1 580.0 570.8 210.0 202.8 590.0 579.0 220.0 210.8 600.0 587.5 230.0 219.0 610.0 596.4 240.0 227.5 620.0 605.7 250.0 236.4 630.0 615.5 260.0 245.7 640.0 625.7 270.0 255.5 650.0 636.4 280.0 265.7 660.0 647.5 290.0 276.4 670.0 659.0 300.0 287.5 680.0 670.8 310.0 299.0 690.0 682.8 320.0 310.8 700.0 695.1 330.0 322.8 710.0 707.5 340.0 335.1 720.0 720.0 350.0 347.5 360.0 360.0 Bảng 2.7: Bảng tính tổng Alpha+Beta SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 30 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.10. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu : Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thực chất là đồ thị biểu diễn trạng thái chịu lực của chốt khuỷu trong một chu trình công tác của động cơ, nó cũng phản ánh được dạng mài mòn l thuyết của chốt khuỷu, xác định vùng chịu lực bé nhất khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn. Các giả thiết khi xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu: + Khi tính toán mài mòn, ta tính ở động cơ có tốc độ không đổi và bằng định mức + Tại một điểm trên chốt khuỷu lực tác dụng gây ảnh hưởng đều về cả 2 phía trong phạm vi 12 o. + Độ mài mòn tỷ lệ thuân với phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. + Không xét đến điều kiên công nghệ chế tạo và sử dụng, lắp ghép. + Các bước tiến hành vẽ như sau : - Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ vòng tròn bất kỳ và chia thành 24 phần bằng nhau tức là chia theo 15o, theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, bắt đầu tại điểm tai giao điểm của vòng tròn với trục OZ (theo chiều dương) tiếp tục đánh số thứ tự 0,1,2,...,23. - Từ các điểm chia vòng tròn này, ta kẻ các tia qua tâm O và kéo dài, các tia này sẽ cắt đồ thị phụ tải phụ tải tai nhiều điểm, có bao nhiêu điểm cắt đồ thị thì sẽ có bấy nhiêu lực tác dụng tại vị trí đó. Do đó ta có :  Qi  Q0  Q1  ..  Q23 Lập bảng ghi kết quả  Qi vào bảng. - Tính  Qi theo các dòng:  Q   Qi   Q0   Q1  ...   Q23 . - Chọn tỉ lệ xích :   2(MN / m 2 .mm) . - Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho chốt khuỷu, vẽ các tia ứng với số lần chia, lần lượt đặt các giá trị  Q0 ,  Q1 ,..,  Q23. lên các tía tương ứng theo chiều từ ngoài vào tâm vòng tròn. Nối các đầu mút lại ta có dạng đồ thị mài mòn chốt khuỷu. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 31 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 2-11: Đồ thị mài mòn chốt khuỷu Bảng 2-8 : xác định đồ thị mài mòn chốt khuỷu 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Tổng Vẽ 0 131 156 128 71 47 14 20 35 98 700 0 35 1 131 156 128 71 47 34 20 35 98 720 1 36 2 131 156 128 71 47 34 26 35 98 726 2 36 3 131 156 128 71 47 34 26 22 98 713 3 36 4 131 156 128 71 47 34 26 22 21 636 4 32 5 156 128 71 47 34 26 22 21 22 527 5 26 6 128 71 47 34 26 22 21 22 77 7 8 71 47 47 34 34 26 26 22 22 21 21 22 22 77 77 120 120 131 448 440 500 6 7 8 22 22 25 9 34 26 22 21 22 77 120 131 143 596 9 30 10 11 26 22 22 21 21 22 22 77 77 120 120 131 131 143 143 54 54 8 616 598 10 11 31 30 12 13 14 15 16 17 21 22 22 77 77 77 120 120 120 120 131 131 131 131 131 143 143 143 143 143 143 54 54 54 54 54 54 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 10 10 10 10 12 12 12 14 14 20 18 19 20 21 22 23 131 131 131 131 156 156 156 128 128 71 54 8 8 9 10 12 14 20 35 8 8 8 9 9 9 10 10 10 10 12 12 12 12 12 14 14 14 14 14 20 20 20 20 20 35 35 35 35 35 98 98 98 98 98 584 572 560 495 389 278 170 214 337 485 604 665 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 29 29 28 25 19 14 9 11 17 24 30 33 SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 32 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung PHẦN II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 1.CHỌN ĐỘNG CƠ MAK M43C LÀM ĐỘNG CƠ THAM KHẢO: Hình 2.1 Động cơ MAK M43C SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 33 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung * Bảng thông số kỹ thuật của động MAK M43C SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 34 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ MAK M43C : 2.1.Thân máy: Thân máy bao gồm thân xylanh và hộp trục khuỷu. Các xy lanh làm thành ống lót rồi lắp lên thân.Chung quanh xy lanh đều có nước làm mát bao bọc.Kết cấu thân máy theo kiểu thân xy lanh hộp trục khuỷu được đúc bằng gang xám và được gia cố bằng các đường gân t ng độ bền, độ cứng v ng, dễ dàng bao kín và ít bề mặt lắp ghép. Do thân máy đúc liền với hộp trục khuỷu nên giảm bớt được mặt lắp ghép khiến cho gia công đơn giản và ở mặt lắp thân máy với hộp trục khuỷu chỉ cần làm mỏng như chiều dày của thân máy,không cần làm mặt lắp ghép. 2.2.Nắp máy: Là chi tiết dùng để đậy kín buồng cháy và là nơi để lắp ráp các bộ phận khác như:xupap,ló xo xupap,ống dẫn hướng xupap, các đường nạp,đường thải,đường dầu bôi trơn,đường làm mát. Ở động cơ tham khảo này mỗi hàng xylanh được bố trí một nắp xylanh riêng biệt. Các đường nước làm mát trên nắp xylanh được nối thông với các đường nước trên thân máy.Nh ng điểm nối của nắp xylanh và sơmi xylanh được làm kín bằng đệm. 2.3.Xylanh: Xylanh được đúc liền với hộp trục khuỷu, được làm bằng gang xám. 2.4.Các te: Các te có nhiệm vụ chứa dầu bôi trơn và lắng đọng bụi bẩn tạp chất,che chắn và bao kín phần dưới của hộp trục khuỷu và bơm dầu bôi trơn đi bôi trơn các chi tiết. Trên các te có một vách ng n ở gi a nhằm hạn chế bụi bẩn,từ ng n chứa qua ng n bên cạnh. Ở dưới các te có một bulong xả dầu khi bảo dưỡng,thay thế dầu bôi trơn, bulong này nằm ở vị trí thấp nhất của các te để xả dầu đồng thời cũng xả được bụi bẩn lắng đọng trong các te. Các te được làm bằng thép và được chế tạo bằng phương pháp dập. 2.5.Cơ cấu phân phối khí của động cơ: 2.5.1.Phƣơng án bố trí xupap: Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí, thải sạch khí thải khỏi xy lanh và nạp đầy không khí mới vào xy lanh để động cơ làm việc liên tục.Cơ cấu phân phối khí xupap treo được bố trí theo kiểu dung 2 xupap cho một xylanh(một xupap nạp và một xupap thải),xupap được bố trí hai dãy dọc theo thân máy.Cách bố trí này đường thải và đường nạp về hai phía để giảm sự sấy nóng không khí nạp do đó nâng cao hệ số nạp. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 35 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 2.3. Xupap Để dẫn động xupap trục cam được bố trí ở hộp trục khuỷu đặt gi a hai hang xylanh để dẫn động toàn bộ các xupap,bố trí trục cam và cách dẫn động như thế làm cho kết cấu của động cơ nhỏ gọn.Và dẫn động gián tiếp qua con đội,đũa đẩy,đòn bẩy… 2.5.2.Phƣơng án dẫn động trục cam: Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo quy luật nhất định,trục cam bao gồm các phần cam:cam thải,cam nạp và các cổ trục cam.Vật liệu chế tạo trục cam là thép,các mặt ma sát của trục cam,mặt làm việc của cam,của cổ trục,của mặt đầu trục cam được xementit hóa và tôi cao tần.Trục cam bố trí trên hộp trục khuỷu nên được dẫn động bằng bánh r ng.Phương án dẫn động bằng bánh r ng có ưu điểm là kết cấu đơn giản ,cặp bánh r ng phân phối khí dùng bánh r ng nghiêng nên n khớp êm và bền. 2.6. Hệ thống nhiên liệu: +Nhiệm vụ: SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 36 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hệ thống nhiên liệu động cơ có những nhiệm vụ sau: - Chứa nhiên liệu dự tr , đảm bảo cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảnng thời gian quy định . - Lọc sạch nước và tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu . - Cung cấp nhiên liệu cần thiết cho mỗi chu trình ứng với chế độ làm việc quy định của động cơ . - Cung cấp nhiên liệu đồng đều vào các xy lanh theo trình tự làm việc quy định của động cơ. - Cung cấp nhiên liệu vào xy lanh động cơ đúng lúc theo một quy luật đã định. Hệ thống nhiên liệu động cơ MAK M43C sử dụng bơm đơn.Trên mỗi xylanh có 1 bơm để phun nhiên liệu vào buồng cháy. * Sơ đồ kết cấu bơm cao áp đơn. Một số chi tiết chính trong bơm: 1 1. đầu nối ống cao áp 2 2. lò xo van cao áp 3 4 5 3. van cao áp 4. đế van cao áp 6 5. đệm kín 7 8 6. xi lanh 9 7. lổ nối đường dầu vào 10 8. ống r ng 11 9. thanh r ng 12 1 . chắn chận lò xo 11. piston 12. lò xo 13 16 15 14 13. cốc dẫn hướng 14. than bơm 15. vòng chặn 16. chắn chận lò xo phía dưới Hình 2.4 : Sơ đồ kết cấu bơm cao áp đơn * Nguyên lý làm việc: Quá trình nạp:dưới tác dụng của lò xo piston đi xuống phía dưới đồng thời van cao áp đóng kín nên tạo ra độ chân không trong không gian phía trên đỉnh piston và cho đến khi đỉnh piston mở đường nạp thì nhiên liệu tràn vào bên trong xylanh cho đến khi piston dừng lại thì quá trình nạp kết thúc. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 37 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Quá trình nén:piston đi lên nhờ con đội tác dụng vào cốc dẫn hướng,khi piston đi qua khỏi lỗ nạp thì nhiên liệu được nén trong xylanh cho đến khi áp suất thắng được lực của lò xo van cao áp,thì nhiên liệu cao áp bắt đầu theo đường ống cao áp đến vòi phun cho đến khi rãnh xoắn trên thân piston đến lỗ trên thân xylanh thì trong xylanh đi qua lỗ trên thân piston hồi trở lại.Áp suất nhiên liệu trong xylanh giảm dưới tác dụng của lò xo van cao áp đóng lại chấm dứt quá trình cấp nhiên liệu cho vòi phun mặt dầu piston vẫn tiếp tục đi lên. 2.7.Hệ thống làm mát: Động cơ dùng hệ thống làm mát hai vòng,vòng ngoài nước biển. -Sơ đồ hệ thống: . Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống làm mát. Động cơ 6M43C có hệ thống làm mát bằng nước kiểu 2 vòng ( vòng ngoài: nước biển). Trong hệ thống này, nước được làm mát tại két nước không phải là dòng không khí do quạt gió tạo ra mà là bằng dòng nước có nhiệt độ thấp hơn, như nước sông, biển. Vòng thứ nhất làm mát động cơ như ở hệ thống làm mát cưỡng bức một vòng gọi là vòng kín. Vòng thứ SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 38 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung hai là nước biển được bơm chuyển đến két làm mát để làm mát nước vòng kín, sau đó lại thải ra biển nên gọi là hệ thống hở. 2.8.Hệ thống bôi trơn: Động cơ ta khảo sát dùng hệ thống bôi trơn cưỡng bức,dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn từ nới chứa dầu, được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định cần thiết ,gần như đảm bảo tốt tất cả các yêu cầu về bôi trơn ,làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát ổ trục của hệ thống bôi trơn. +Hệ thống bôi trơn: 2.9. Nhóm piston, xilanh, thanh truyền, trục khuỷu: 2.9.1. Piston: Đỉnh piston kiểu đỉnh bằng, kết cấu đơn giản, diện tích chịu nhiệt nhỏ. Đầu piston có 3 rãnh xécm ng trong đố có 2 rãnh xécm ng khí và 1 rãnh xécm ng dầu, rãnh xécm ng dầu có các lỗ để đưa dầu bôi trơn xilanh về lại cácte. Mặt trong thân piston có các đường gân để t ng độ cứng v ng cho piston trong quá trình làm việc. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 39 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Chân piston không làm bằng mà được khoét lõm vào để giảm trọng lượng cho piston. Chốt piston là một ống hình trụ được vát ở hai đầu. Chốt piston lắp tự do với đầu nhỏ thanh truyền được hãm bằng hai vòng khóa tại hai đầu chốt piston. Xécm ng có 3 xécm ng, 2 xécm ng khí và 1 xécm ng dầu. Xécm ng khí có kết cấu khá đơn giản, tiết diện ngang là hình ch nhật. Xécm ng dầu là loại xécm ng tổ hợp gồm một vòng lò xo đệm đặt gi a vành thép mỏng, loại này có tác dụng t ng áp suất tiếp xúc. Hình 2.7. Piston 2.9.2. Xilanh: Xilanh là ống trụ tròn, được đúc rời so với thân máy để tiện việc thay thế và được cố định với thân máy nhờ các gờ trên xilanh. Xilanh được làm mát trực tiếp. 2.9.3. Thanh truyền: Thanh truyền là chi tiết nối piston (hoặc là guốc của cán piston) với trục khuỷu, nhằm truyền lực tác dụng trên piston cho trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Đâu nhỏ thanh truyền có rãnh chứa dầu có chức n ng bôi trơn, chốt piston và đầu nhỏ thanh truyền có bạc lót để giảm mài mòn. Thân thanh truyền có tiết diện hình tròn có khoang lỗ dầu bôi trơn. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 40 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Đầu to thanh truyền có độ cứng v ng lớn để bạc lót không bị biến dạng Hình 2.8. Thanh truyền Hình 2.9.Kết cấu đầu to thanh truyền. 1- Nắp đầu to; 2- Bulông đầu to thanh truyền; 3- Thân thanh truyền; 4Bạc lót 2.9.4. Trục khuỷu: Trục khuỷu là một trong nh ng chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất và giá thành cao nhất của động cơ đốt trong. Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng lên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay của trục để đưa công suất ra ngoài. Trục khuỷu của động MAK M43C là trục khuỷu nguyên, loại trục khuỷu này có ưu điểm là dể chế tạo và đảm bảo độ cân bằng, cứng v ng. Tuy nhiên, nhược điểm là trục sẽ dài hơn và khó lắp ráp. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 41 GVHD:Nguyễn Quang Trung 114.3 152.4 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu 76.35 65.2 1130 Hình 2.1 . Kết cấu trục khuỷu nguyên. 2.9.5. Thân máy: Thân máy có đặc điểm là làm rời với xilanh (vỏ thân chịu lực) vì vậy khi lực khí thể tác dụng lên thân thì chỉ có phần vỏ thân chịu lực kéo còn xilanh thì không.Vì vậy nó có ưu điểm là cải thiện được công nghệ đúc thân máy, tiết kiệm được vật liệu quí, khi sửa chửa thay thế xilanh dễ dàng. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 42 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung PHẦN III: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA NHÓM PISTON-THANH TRUYỀN. 3.1. NHÓM PISTON: Hình 3.1 Kết cấu piston. 3.1.1 Cấu tạo , nhiệm vụ, yêu cầu của nhóm piston : * Cấu tạo: Nhóm piston động cơ MAK M43C gồm có piston, chốt piston, vòng hãm chốt piston, xécm ng khí và xécm ng dầu. * Nhiệm vụ: - Tạo thành buồng cháy và bao kín buồng cháy, ng n không cho khí lọt xuống cácte và không cho dầu nhờn sục lên buồng cháy. - Tiếp nhận lực khí thể và truyền cho thanh truyền làm quay trục khủy, trong quá trình nạp thải nhóm piston có tác dụng như một bơm hút đẩy *Yêu cầu: Do các điều kiện trên nên khi chế tạo piston cần phải đảm bảo các yêu cầu: * Đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt, đảm bảo bao kín * Tản nhiệt tốt, tránh kích nổ, giảm ứng suất nhiệt * Trọng lượng nhỏ để giảm lực quán tính * Đủ bền, đủ độ cứng v ng để giảm biến dạng quá lớn * Chịu mài mòn tốt SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 43 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 3.1.2 Phân tích và lựa chọn kết cấu nhóm piston: Từ hình 3.1, ta thấy kết cấu Piston động cơ MAK M43C có 3 phần : Phần đỉnh, phần đầu và phần thân piston. - Đỉnh piston: Đỉnh piston động cơ MAK M43C là loại đỉnh được đúc bằng, kết cấu đơn giản chịu nhiệt tốt - Phần đầu piston : Có xẻ 3 rãnh để lắp đặt xéc m ng. Gồm 2 xéc m ng khí phía trên và 1 xéc m ng dầu phía dưới cùng. Nhiệm vụ của các xéc m ng khí phía trên là bao kín buồng cháy và của xéc m ng dầu phía dưới là ng n không cho dầu bôi trơn sục vào buồng cháy của động cơ đồng thời tạo ra một lớp màng dầu mỏng để bôi trơn thành xy lanh. - Phần thân piston : Nhìn từ hình cắt dọc của động cơ ta cũng thấy phần thân piston khá dài đảm bảo dẫn hướng tốt. Trên thân piston có chế tạo lỗ và bệ để lắp chốt piston. + Chốt piston: Chốt pittông có kết cấu là hình trụ rỗng nhằm giảm trọng lượng Chốt pittông được lắp theo phương pháp lắp tự do, tức là không cố định trên bệ chốt mà cũng không cố định trên đầu nhỏ thanh truyền. Trong quá trình làm việc chốt pittông có thể xoay tự do quanh đường tâm chốt. Ở hai đầu chốt có hai vòng khoá hãm hạn chế khả n ng chốt di chuyển dọc trục ở bên trong pittông. a. Điều kiện làm việc: Chốt piston là một chi tiết máy nối piston với thanh truyền, truyền lực tác dụng của khí thể tác dụng trên piston cho thanh truyền để làm quay trục khuỷu. Trong quá trình làm việc, chốt piston chịu lực khí thể và lực quán tính rất lớn. Các lực này đều thay đổi theo chu kỳ đồng thời có tính chất va đập mạnh. Ngoài ra, nhiệt độ làm việc của chốt piston tương đối cao ( > 373 K) mà chốt piston lại khó chuyển động xoay tròn trong bệ chốt nên rất khó bôi trơn. Ma sát dưới dạng n a ướt, chốt piston dễ bị mòn. Hình 3.2 : Chốt piston SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 44 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung b. Vật liệu chế tạo chốt piston: Do điều kiện làm việc như vậy, chốt piston được chế tạo bằng vật liệu tốt, đảm bảo sức bền, độ cứng v ng. Chốt piston được nhiệt luyện bằng phương pháp tôi để bề mặt làm việc có độ cứng cao, chống mòn tốt, nhưng ruột chốt vẫn dẻo để chống mỏi tốt. Mặt chốt được mài bóng để tránh ứng suất tập trung, khe hở lắp ghép chốt piston với thanh truyền và piston phải nhỏ. Nếu không chốt sẽ chịu va đập lớn, dễ bị hư hỏng. Khi chốt bị gãy trong quá trình làm việc, động cơ sẽ bị hư hỏng rất nặng: Vỡ thân máy, gãy cong trục khuỷu, cong thanh truyền... Do đặc điểm làm việc như trên nên yêu cầu vật liệu chế tạo chốt piston phải có sức bền cao, chịu được mài mòn tốt và có độ dẻo lớn. Do đó thường sử dụng các loại vật liệu: Thép cacbon và thép hợp kim có thành phần cacbon thấp. Động cơ MAK M43C chọn thép hợp kim 12CrNi3A (thành phần: ,12%C, khoảng 1%Cr, 3%Ni, thuộc loại thép hợp kim tốt). Thép được thấm than với độ sâu ( ,5 ÷ 2) [mm] rồi tôi đạt độ cứng bề mặt HRC = 56÷62, độ cứng phần ruột cũng đạt HRC = 26÷3 . c. Kết cấu và kiểu lắp ghép chốt piston: Kết cấu chốt piston rất đơn giản, đều là hình trụ rỗng để giảm bớt khối lượng, t ng mômen chống uốn và mômen chống xoắn. Các chốt chỉ khác nhau ở bề mặt bên trong chốt. Bề mặt trong của chốt có thể là hình trụ hoặc côn với chiều dày chốt t ng dần từ hai đầu vào gi a. Trong động cơ MAK M43C, sử dụng chốt piston có mặt bên trong là hình trụ để dễ gia công. Lắp ghép chốt piston động cơ MAK M43C theo kiểu lắp tự do: - Do chốt xoay tự do quanh đường tâm của nó nên mòn đều, mặt chịu lực luôn thay đổi nên chốt ít bị mỏi. - Nếu khi có bụi bẩn chui vào làm kẹt chốt với bệ chốt hay đầu nhỏ thanh truyền thì chốt vẫn có khả n ng làm việc. + Xecm ng: Xecm ng làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy, không cho khí cháy lọt xuống Cacte và ng n dầu bôi trơn sục vào buồng cháy.Khi làm việc xecm ng trượt trên gương xy lanh với tốc độ trượt rất cao, áp suất lớn nhưng thiếu dầu bôi trơn nên ma sát hầu như là ma sát n a khô. Các tạp chất của quá trình cháy, tạp chất do dầu nhờn và do mạt kim loại sinh ra trong quá trình ma sát nên càng làm cho xecm ng chống bị mòn. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 45 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Trên piston của động cơ có lắp hai loại xécm ng: xécm ng khí và xécm ng dầu. Xécm ng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ng n không cho khí cháy lọt xuống cacte. Xécm ng dầu có nhiệm vụ ng n dầu nhưng sục lên buồng cháy, gạt tạo màng dầu mỏng trên gương xylanh để bôi trơn. Xécm ng làm việc trong điều kiện xấu: chịu nhiệt độ cao, áp suất va đập lớn, ma sát mài mòn nhiều và chịu n mòn hóa học của khí cháy, dầu nhờn. Chịu nhiệt độ cao: Khi làm việc, xécm ng tiếp xúc trực tiếp với khí cháy, cộng thêm nhiệt lượng truyền từ piston qua và nhiệt sinh ra do ma sát gi a nó với xylanh nên nhiệt độ của xécm ng rất cao nhất là xécm ng khí thứ nhất, khoảng (623 K÷673 K), nhiệt độ trung bình của các xécm ng khí khác khoảng (4730K÷5230K). Nhiệt độ của xécm ng dầu cũng vào khoảng (3730K÷4230K). Nếu xécm ng khí bị hở, không khít với xylanh thì khí cháy thổi qua chỗ bị hở làm cho nhiệt độ cục bộ vùng này t ng lên rất cao, có thể làm cháy xécm ng và piston. Do nhiệt độ cao nên làm giảm độ bền vì vậy xécm ng dễ bị mất độ đàn hồi, làm hạn chế khả n ng gạt dầu nhờn về cacte nên dầu nhờn dễ bị cháy thành keo bám trên xécm ng và gương xylanh, làm xấu thêm điều kiện làm việc, thậm chí làm bó xécm ng. Chịu lực va đập lớn: Khi làm việc, dưới tác dụng của lực khí thể và lực quán tính có trị số rất lớn, luôn thay đổi về trị số và chiều tác dụng nên xécm ng bị va đập mạnh trong rãnh xécm ng, có thể dẫn đến khả n ng hỏng xécm ng và rãnh xécm ng. Chịu mài mòn và bị n mòn: Khi làm việc, xécm ng chịu ma sát lớn và mài mòn nhiều là do áp suất tiếp xúc của xécm ng tác dụng lên gương xylanh lớn, tốc độ trượt lớn mà bôi trơn lại rất kém. Ngoài ra, xécm ng còn bị n mòn, mài mòn bởi các tạp chất sinh ra trong quá trình cháy hoặc có lẫn trong khí nạp và trong dầu nhờn. * Vật liệu chế tạo xécm ng: Do điều kiện làm việc của xécm ng như trên nên vật liệu chế tạo xécm ng cần phải có các tính n ng cơ l tính sau đây: • Có tính chịu mòn tốt ở điều kiện ma sát tới hạn. • Có hệ số ma sát nhỏ đối với gương xylanh. • Có sức bền, có độ đàn hồi cao và ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao. • Có khả n ng rà khít với gương xylanh một cách nhanh chóng. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 46 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Vật liệu gang xám hợp kim được dùng phổ biến nhất để chế tạo xécm ng vì nó có nh ng tính chất thõa mãn phần lớn các yêu cầu đặt ra. Trong trường hợp thiết kế xécm ng cho động cơ MAK M43C , ta chọn vật liệu gang xám hợp kim vì nó có nhiều ưu điểm mà bản thân các loại vật liệu khác không có được như: • Nếu mặt ma sát bị cào xước, trong quá trình làm việc vết xước mất dần, mặt ma sát được khôi phục như cũ. • Graphit trong hợp kim ngang có khả n ng bôi trơn mặt ma sát do đó làm giảm hệ số ma sát. • Ít nhạy cảm với ứng suất tập trung sinh ra ở các vùng có vết xước. * Phân tích kết cấu xécm ng: Xécm ng có kết cấu rất đơn giản . Nó có dạng vòng thép hở miệng. Đường kính D của xécm ng là đường kính ngoài của xécm ng ở trạng thái lắp ghép trong xylanh. Mặt 1 là mặt đáy, mặt 2 là mặt lưng và mặt 3 là mặt bụng, chiều dày của xécm ng là khoảng cách gi a hai mặt đáy. Hình 3.3 Xéc m ng khí và xéc m ng dầu SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 47 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung +Ống lót xylanh Hình 3.6 : Kết cấu xylanh động cơ MAK M43C Xy lanh của động cơ MAK M43C được chế tạo riêng sau đó lắp vào thân máy bằng phương pháp ép lót xy lanh. (như hình 3.6)Sau khi ép có chừa gờ xy lanh, cao hơn mặt của thân máy để khi lắp ghép với đệm nắp máy sẽ kín khít hơn. Đây là lót xy lanh ướt, xung quanh thân xy lanh có các rãnh được đúc chừa sẵn để tạo với xy lanh thành áo dẫn đường nước làm mát. Kết cấu này có hiệu quả làm mát tốt, tuy nhiên việc lắp ghép lót xy lanh vào thân máy cần phải đảm bảo độ chính xác cao cũng như yêu cầu về vấn đề làm kín xy lanh để tránh trường hợp lọt nước làm mát vào bên trong xy lanh xuống cacte dầu. Đây cũng là nhượt điểm so với loại xy lanh được đúc sẳn trong thân máy. 3.2 NHÓM THANH TRUYỀN 3.2.1 cấu tạo, nhiệm vụ, yêu cầu, vật liệu chế tạo của nhóm thanh truyền: a. Cấu tạo:Nhóm thanh truyền bao gồm: Thanh truyền, bulông đầu to, bạc lót đầu nhỏ và bạc lót đầu to b. Nhiệm vụ: Trong quá trình làm việc của động cơ nhóm thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực khí thể tác dụng lên piston đến cho trục khuỷu, làm quay trục khuỷu. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 48 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung c. Điều kiện làm việc: Thanh truyền dùng để nối piston và trục khuỷu, có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Điều kiện làm việc của thanh truyền: - Chịu tác động của lực khí thể. - Chịu tác động của lực quán tính nhóm piston. - Chịu tác động của lực quán tính thanh truyền. Thân thanh truyền chịu nén dưới tác dụng của lực khí thể và chịu uốn trong mặt phẳng lắc của thanh truyền dưới tác dụng của lực quán tính. Đầu nhỏ thanh truyền bị biến dạng dưới tác dụng của lực quá tính, đầu to thanh truyền chịu tác dụng của lực quán tinh của nhóm piston và thanh truyền, thân thanh truyền chịu nén dưới tác dụng của lực khí thể và chịu uốn trong mặt phẳng lắc của nó dưới tác dụng của lực quán tính. Khi động cơ làm việc thì các lực khí thể và lực quán thay đổi theo chu kỳ cả về trị số và hướng, tải trọng tác dụng lên thanh truyền là tải trọng thay đổi và có tính chất va đập. d.Vật liệu chế tạo: Vật liệu chế tạo thanh truyền thường là thép cacbon và thép hợp kim tùy thuộc vào động cơ. Động cơ MAK M43C chọn vật liệu làm thanh truyền là thép hợp kim: 4 Cr, 4 CrNi, ngoài ra có thể dùng 4 Cr Mo, 18Cr Ni W... 3.2.2 Phân tích và lựa chọn kết cấu nhóm thanh truyền : Đây là kết cấu thanh truyền SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 49 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 3.4 : Kết cấu thanh truyền Kết cấu thanh truyền gồm ba phần: • Đầu nhỏ thanh truyền: Đầu lắp ghép thanh truyền với chốt piston • Đầu to thanh truyền: Đầu lắp ghép thanh truyền với chốt khuỷu. • Thân thanh truyền: Phần thanh truyền nối đầu nhỏ với đầu to. + Đầu nhỏ thanh truyền: Kết cấu đầu nhỏ thanh truyền phụ thuộc vào kích thước chốt piston và phương pháp lắp ghép chốt piston với đầu nhỏ thanh truyền. Khi piston lắp theo kiểu tự do thì đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng, cung tròn đồng tâm. Động cơ YANMAR 6HA2M - WDT có số vòng quay lớn nên đầu nhỏ thanh truyền dùng dạng hình trụ mỏng để giảm lực quán tính. Trên đầu nhỏ thanh truyền có bố trí lỗ phun dầu để làm mát đỉnh piston. Vì chốt piston lắp theo kiểu tự do nên trên đầu nhỏ có lắp bạc lót để tránh làm hỏng đầu nhỏ thanh truyền. + Thân thanh truyền: SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 50 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Động cơ MAK M43C dùng thanh truyền có tiết diện thân là hình tròn và sử dụng vật liệu hợp l nên trọng lượng thanh truyền nhỏ mà độ cứng v ng lớn. Chiều rộng của thân thanh truyền t ng dần từ đầu nhỏ lên đầu to để phù hợp với quy luật phân bố lực quán tính tác dụng trên thân thanh truyền trong mặt phẳng lắc (phân bố theo quy luật hình tam giác). Chiều dày của thân thanh truyền làm đồng đều trên suốt chiều dài. + Đầu to thanh truyền: Kích thước đầu to thanh truyền phụ thuộc vào đường kính và chều dài chốt khuỷu. Đầu to thanh truyền phải đảm bảo các yêu cầu: • Có độ cứng v ng lớn để bạc lót không bị biến dạng. • Kích thước nhỏ gọn để lực quán tính chuyển động quay nhỏ. • Chỗ chuyển tiếp gi a thân và đầu to phải có góc lượn lớn để giảm ứng suất tập trung. • Dễ lắp ghép cụm piston thanh truyền với trục khuỷu. Đầu to thanh truyền động cơ MAK M43C được cắt thành hai nửa: phần trên nối liền với thân, phần dưới là nắp đầu to thanh truyền và lắp với nhau bằng bulông thanh truyền. + Bu lông thanh truyền: a. Trạng thái làm việc: Bulông thanh truyền là một chi tiếi nhỏ nhưng rất quan trọng. Trong quá trình làm việc, bulông thanh truyền chịu các lực sau: • Lực siết ban đầu khi lắp ghép. Lực này gây ra ứng suất kéo và xoắn bulông. • Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến và khối lượng chuyển động quay (không tính khối lượng của nắp đầu to thanh truyền) gây ra. Các lực này gây ra ứng suất thay đổi. b. Vật liệu chế tạo Vật liệu chế tạo bulông thanh truyền là thép hợp kim 4 Cr. c. Kết cấu: Kết cấu của bulông thanh truyền phải đủ sức bền, độ cứng v ng, nhất là phải có sức bền mỏi cao. Khi thiết kế phải đảm bảo bulông chỉ chịu lực kéo, tránh lực cắt và lực uốn. Có biện pháp t ng sức bền chóng mỏi của bulông thanh truyền như làm góc lượn ở nh ng chổ thay đổi kích thước đường kính, làm thắt chổ phần thân nối với ren và dùng các biện pháp công nghệ. + Bạc lót đầu to và đầu nhỏ thanh truyền: a.Yêu cầu đối với vật liệu chế tạo bạc lót: Do đặc điểm kết cấu, điều kiện làm việc của động cơ, vật liệu chịu mòn dùng làm ổ trục phải thoả mãn các yêu cầu sau: có tính chống mòn tốt, có độ cứng thích hợp và độ dẻo SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 51 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung cần thiết, chống rà khít với bề mặt trục, ở nhiệt độ cao sức bền ít giảm sút, truyền và dẫn nhiệt tốt, ít giãn nở, gi được dầu bôi trơn, dễ đúc và dễ bám vào vỏ thép. b. Vật liệu chế tạo bac lót: Động cơ MAK M43C dùng hợp kim đồng chì thuộc nhóm kim loại để làm lớp chịu mòn. Bởi vì nó có các ưu điểm sau: sức bền cơ học cao, chịu được nhiệt độ cao(48 oK), độ cứng cao, ít giảm ở nhiệt độ cao, chịu được áp suất bề mặt ổ lớn, dẫn nhiệt tốt . Tuy nhiên việc dùng hợp kim đồng chì cũng có nh ng khuyết điểm sau: gia công bạc lót hợp kim dồng chì yêu cầu độ chính xác cao, tính đúc của hợp kim đồng chì rất khó kh n, phải đảm bảo chất lượng dầu bôi trơn không để nước lẫn vào vì phá hỏng hợp kim đồng chì. c. Kết cấu của bạc lót: Bạc lót đầu to thanh truyền và bạc lót đầu nhỏ thanh truyền được chia thành hai nửa, cấu tạo gồm gộp bạc bằng thép ở ngoài và lớp hợp kim đồng chì tráng lên mặt trong của bạc. Sử dụng bạc lót mỏng có ưu điểm sau: • Thích hợp với điều kiện sản xuất hàng loạt, thay thế dễ dàng do đảm bảo tính lắp lẫn tốt. • Giảm được nhiều thời gian cạo rà khi lắp ghép bạc lót, tốn ít vật liệu hợp kim chịu mòn và giảm được thời gian sửa ch a động cơ nên giảm giá thành sửa ch a. • T ng khả n ng truyền nhiệt của bạc lót • Giảm kích thước và trọng lượng của đầu to thanh truyền do đó tạo khả n ng t ng đường kính chốt khuỷu. Tuy nhiên, nó vẫn có nhược điểm: yêu cầu gia công có độ chính xác cao,cần nhiều thiết bị chuyên dùng nên chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt lớn. Hình 3.5 Bạc lót thanh đầu to và đầu nhỏ thanh truyền SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 52 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyên lý động cơ đốt trong _ Nguyễn Tất Tiến. 2. Giáo trình môn học kết cấu động cơ đốt trong _ TS.Dương Việt Dũng. 3. Giáo trình Kết cấu tính toán động cơ đốt trong _ PGS.TS.Trần Thanh Hải Tùng. SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 53 Đồ án môn học:Thiết Kế Máy Tàu SVTH: Trần Mạnh Chính - 11KTTT GVHD:Trần Thanh Hải Tùng Trang 54 [...]... MSSV:103110240 Trang 17 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 2-4: Đồ thị công P = f(v) _ Đồ thị lực quán tính –Pj = f(x) SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 18 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.3 Khai triển đồ thị Pj - V thành Pj -  : Cách khai triển đồ thị này giống như cách khai triển đồ thị P -V thành P -  nhưng giá trị của Pj trên đồ thị P - V... Trang 32 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung PHẦN II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 1.CHỌN ĐỘNG CƠ MAK M43C LÀM ĐỘNG CƠ THAM KHẢO: Hình 2.1 Động cơ MAK M43C SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 33 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung * Bảng thông số kỹ thuật của động MAK M43C SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 34 Đồ án môn... MSSV:103110240 Trang 30 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.10 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu : Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thực chất là đồ thị biểu diễn trạng thái chịu lực của chốt khuỷu trong một chu trình công tác của động cơ, nó cũng phản ánh được dạng mài mòn l thuyết của chốt khuỷu, xác định vùng chịu lực bé nhất khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn Các giả thiết khi xây dựng đồ thị mài mòn chốt... Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 12 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung ngược kim đồng hồ, còn trên vòng tròn bán kính r2 ta đánh số ’,1’,2’, 18’ theo chiều kim đồng hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA - Từ các điểm chia trên 1 2 vòng tròn bán kính r1 ta dóng các đường thẳng vuông góc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vòng tròn bán kính r2 ta kẻ các đường thẳng song song... 0.0 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.6 Tính mômen tổng T : - Thứ tự làm việc của động cơ : 1-3-5-6-4-2 - Góc công tác  ct  180. 180.4   1200 i 6 Bảng 2-3 : Xác định các kì làm việc của xilanh Góc 0 180 360 540 720 lệch khuỷu nạp máy 1 máy 2 nén cháy-giản nở nén thải cháy-giản-nở thải nạp máy 3 thải nạp nén cháy-giản nở thải máy 4 nén cháy-giản nở thải nạp nén thải máy. .. 90.0 12.4 100.0 2.3 110.0 -12.9 120.0 4.1 Hình 2-7: Đồ thị tổng T SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 23 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.7 Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu : Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu Từ đồ thị này ta có thể tìm trị số trung bình của phụ... khuỷu Hình 2-8 : Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 25 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.8 Khai triển đồ thị phụ tải trong hệ toạ độ cực thành đồ thị Q -  : - Khai triển đồ thị phụ tải ở toạ độ độc cực trên thành đồ thị Q -  rồi tính phụ tải trung bình Qtb - Vẽ hệ trục Q -  Chọn tỉ lệ xích  Q   P  0,0495(MN / m 2... ,720 Với Ptt  T  Z và trị số của Ptt được lấy ở đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Nối các đầu nút véctơ lại ta sẽ có đường cong biểu diển đồ thị khai triển Q  f ( ) Xác định Qtb Qtb  50,35(mm) Hình 2-9: Đồ thị khai triển Q_α SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 26 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Đồ thị phụ tải chốt khuỷu α Q 0.0 73.1 5.0 72.6 10.0... trên đồ thị P - V khi chuyển sang đồ thị P -  phải đổi dấu 2.2.4 Cộng đồ thị P -  và Pj -  đƣợc P1 -  : Cộng các giá trị Pkt với Pj ở các trị số góc  tương ứng ta vẽ được đường biểu diễn hợp lực của lực quán tính và lực khí thể P1 P1  Pkt  Pj (MN/m ) 2 Hình 2-5: Đồ thị Pkt, Pj, P1 SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 19 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.5... MSSV:103110240 Trang 14 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 2-3: Đồ thị gia tốc J = f(x) 2.2 Động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền : Tính toán động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền nhằm mục đích xác định các lực do hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên các chi tiết trong cơ cấu ở mỗi vị trí của trục khuỷu để phục vụ cho việc tính toán sức bền, nghiên cứu ... Trang 33 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung * Bảng thông số kỹ thuật động MAK M43C SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 34 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn... Trang 18 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung 2.2.3 Khai triển đồ thị Pj - V thành Pj -  : Cách khai triển đồ thị giống cách khai triển đồ thị P -V thành P -  giá trị Pj đồ thị... tiến hành đồ thị (j - s) SVTH:Lưu Trường Giang -11KTTT MSSV:103110240 Trang 17 Đồ án môn học :Thiết Kế Máy Tàu GVHD:Nguyễn Quang Trung Hình 2-4: Đồ thị công P = f(v) _ Đồ thị lực quán tính –Pj