Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 I PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN XÂY DỰNG CÁC ĐỒ THỊ Vẽ đồ thị cơng 1.1 Xây dựng đường cơng áp suất đường nén Q trình nén động q trình nén đa biến : pvn1=const Do gọi x điểm đường nén : Pc.Vc n1 = Pnx.Vnx n1 Vnx = i ta có : Pc ⇒ Pnx = Pc  Vnx  n1 Đặt : Pnx = n1 Vc   i  Vc  Với : Pc = Pa ⋅ ε n1 : áp suất cuối q trình nén ( MN/m2) pa : áp suất đầu q trình nén Với động diesel: pa =( 0,90,96)pk Chọn pk= 0,14 áp suất khơng khí nạp Chọn : pa=0,9.p k = 0,9.0,14= 0,126 (MN/m2) Theo số liệu cho tỷ số nén : ε =16,5 động diesel nên: n1=(1,341,39) Ta chọn n1=1,35 Với tỉ số nén ε =16,5 Ta có: Pc = Pa ⋅ ε n1 =0,126.16,5 1,35 = 5,55(MN/m2) I.1.2 Xây dựng đường cơng áp suất đường giãn nở Q trình giãn nở đa biến, ta có cơng thức: pvn2=const Nếu gọi x điểm đường giãn nở thì: pz.vzn2=pgnx.vgnxn2 Pgnx = Pz ⋅ Vgnx n2 =i ⇒  Vnx  Đặt Vc    Vz  Ở : pz áp suất cực đại pz=9,3 (MN/m2) Có: Vz = ρ Vc ⇒ Pgnx = Pz ρ n2 i n2 : tỉ số giãn nở sớm.Với động diesel  = (1,2  1,7) Chọn  = 1,5 ε 16,5 = 11 Tỉ số giãn nở sau: δ = = ρ 1,5 n2 : số giãn nở đa biến Động diesel: n2 = (1,151,25) Chọn n2=1,2 Áp suất cuối q trình giãn nở: Pb = Pz 9,3 = 1, = 0,52 (MN/m2) n2 δ 11 I.2 Lập bảng xác định đường nén đường giãn nở Cho i tăng từ đến ε ta có: Bảng 1:Các điểm áp suất đường nén đường giãn nở Giá trị thật Đường nén Đường giản nở n1 n1 n1 n2 Vx i i 1/i pc*1/i i 1/in2 pz.ρn2/in2 Vc 0.097 1.000 1.000 5.550 1.000 1.000 15.128 Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 1.5Vc 2Vc 2.50 3Vc 3.5Vc 4Vc 4.5Vc 5Vc 6Vc 7Vc 8Vc 9Vc 10Vc 11Vc 12Vc 13Vc 14Vc 15Vc 16Vc 16.5Vc 0.146 0.195 0.244 0.292 0.341 0.390 0.438 0.487 0.584 0.682 0.779 0.877 0.974 1.071 1.169 1.266 1.364 1.461 1.558 1.607 1.5 2.5 3.5 4.5 10 11 12 13 14 15 16 16.5 1.729 2.549 3.445 4.407 5.426 6.498 7.618 8.782 11.233 13.832 16.564 19.419 22.387 25.461 28.635 31.902 35.259 38.701 42.224 44.015 0.578 0.392 0.290 0.227 0.184 0.154 0.131 0.114 0.089 0.072 0.060 0.051 0.045 0.039 0.035 0.031 0.028 0.026 0.024 0.023 3.210 2.177 1.611 1.259 1.023 0.854 0.729 0.632 0.494 0.401 0.335 0.286 0.248 0.218 0.194 0.174 0.157 0.143 0.131 0.126 1.627 2.297 3.003 3.737 4.497 5.278 6.079 6.899 8.586 10.330 12.126 13.967 15.849 17.769 19.725 21.714 23.733 25.782 27.858 28.906 0.615 0.435 0.333 0.268 0.222 0.189 0.164 0.145 0.116 0.097 0.082 0.072 0.063 0.056 0.051 0.046 0.042 0.039 0.036 0.035 I.3 Xác định điểm đặc biệt: Ta vẽ hệ trục toạ độ (v,p) với tỉ lệ xích: Vc 0,0974 = = 0,00974 V 10 Cbd v (dm3/mm) Pz max 9,3 = = 0,044 (MN/m2.mm) p = P 210 Zbd = π D 3,14.124 ⋅S = 125 = 1508770 (mm3) = 1,509 (dm3) 4 Vh 1,509 = = 0,0974 (dm3) vc = ε − 16,5 − Nên : va=vh+vc=1,509+0,0974 =1,6064 (dm3) vh :Thể tích cơng tác xi lanh vc: Thể tích buồng cháy va: Thể tích tồn phần xi lanh Các điểm đặc biệt là: r(vc, Pr) =(0,075 ; 0,107) pr : áp suất cuối hành trình thải với động diesel: pr =(1,051,10) pth , mà pth =(1,02-1,04) po ,chọn pr =1,05.0,102=0,107(MN/m2) • a (va; pa) = (1,606 ; 0,126) : Điểm cuối hành trình nạp Ta có : vh = 9.300 6.585 5.038 4.048 3.364 2.866 2.488 2.193 1.762 1.464 1.248 1.083 0.955 0.851 0.767 0.697 0.637 0.587 0.543 0.523 Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 • b (va; pb) = (1,606 ; 0,52) : Điểm cuối hành trình giãn nở • c (vc; pc) = (0,097; 5,55) : Điểm cuối hành trình nén • z (vz; pz) = (0,146; 9,3) : Điểm cuối hành trình cháy vz=.vc =1,5.0,097 = 0,146(dm3) Điểm đặc Giá trị thực Giá trị vẽ biệt r (Vc,pr) a (Va,pa) b (Va,pb) c (Vc, pc) V[l] 0.097 1.606 1.606 0.097 P[MN/m2] 0.107 0.126 0.520 5.550 V[l] 10.000 165.00 165.00 10.000 P[MN/m2] 2.432 2.864 11.818 126.136 y (Vc,pz) z (Vz, pz) 0.097 0.146 9.300 9.300 10.000 15.052 211.364 211.364 Chuyển sang giá trị biểu diễn đồ thị: Giá trị vẻ Vx pn pgn 10.000 15.052 20.103 25.155 30.103 35.155 40.206 45.155 50.206 60.206 70.309 80.309 90.412 100.412 110.412 120.515 130.515 140.619 150.619 126.136 72.953 49.485 36.614 28.622 23.247 19.412 16.558 14.363 11.229 9.119 7.615 6.496 5.634 4.954 4.405 3.954 3.577 3.259 343.827 211.364 149.659 114.502 92.001 76.464 65.143 56.557 49.840 40.046 33.283 28.355 24.618 21.694 19.349 17.431 15.835 14.487 13.336 Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 160.619 165.000 2.987 2.866 12.342 11.895 Nối điểm trung gian đường nén đường giãn nở với điểm đặc biệt ta đồ thị cơng lý thuyết Dùng đồ thị Bric xác định điểm: • Góc phun sớm c’: ứng với góc φ1 = 10 • Mở sớm xu páp nạp r’: α1 = 17 • Đóng muộn xu páp nạp a’: α2 = 29 • Mở sớm xu páp thải b’: α3 = 59 • Đóng muộn xu thải r”: α4 = 11 Dựng nửa vòng tròn bán kính R’ , tâm o trung điểm đoạn vh Vh 1,509 = = 155,57 mm µ v 0.0097 v 155,57 ⇒ Rbd = hbd = = 77,785 (mm) 2 Rλ Lấy từ tâm o khoảng : OO’= Vhbd = =0,25 : R= Tham số kết cấu S 125 = = 62,5 (mm)=0,0625(m) 2 Ta có tỉ lệ xích :s S µ v 125.0,0097 = = 0,8035 Vh 1,509 λ.R 0,25.62,5 Đoạn OO’ biểu diễn : ΟΟ ' bd = 2µ = 2.0,8035 = 9,723 (mm) S có S Vh = µ S µV ⇒ µs = I.4 Hiệu chỉnh đồ thị cơng: Xác định điểm trung gian: • Trên đoạn cy lấy điểm c" với c"c = cy • Trên đoạn yz lấy điểm z" với yz"= yz • Trên đoạn ba lấy điểm b" cho bb"= ba Nối điểm c'c"z" đường giãn nở thành đường cơng liên tục ĐCT, ĐCD tiếp xúc với đường thải Ta nhận đồ thị cơng hiệu chỉnh Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 P 0' 18 17° 10° 11° 17 59 ° y y'' 16 15 14 z 13 10 12 11 c'' c b' b b'' r 1Vc a 2Vc 3Vc 4Vc 5Vc 6Vc 7Vc 8Vc 9Vc 10Vc 11Vc a 12Vc 13Vc 14Vc 15Vc 16Vc 16,5Vc Hình I.1: Đồ thị cơng V Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 Tính tốn động học động lực học 2.1 Tính tốn động học 2.1.1 Đồ thị biểu diễn hành trình piston S=f(α) + Có tỉ lệ xích: µ S = 0,8035( mm / mm ) ; µα = (độ/mm) + Đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S/2 Lấy bán kính R 1/2 khoảng cách từ Va đến Vc +Lấy phía phải λ.R 0,25.62,5 = = = 9,723( mm / mm ) 2µ S 2.0,8035 điểm O’ khoảng OO’ + Từ tâm O’ đồ thị brick kẻ tia ứng với 10 ; 200…1800 Đồng thời đánh số thứ tự từ trái qua phải 100 ; 200…1800 + Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hồnh biểu diễn khoảng dịch chuyển piston Gióng điểm ứng với 100 ; 200…1800 chia cung tròn đồ thị + brick xuống cắt đường kẻ từ điểm 100 ; 200…1800 tương ứng trục tung đồ thị S=f(α) để xác định chuyển vị tương ứng + Hình I.2: Đồ thị chuyển vị Nối giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình piston S= f(α) v 18 17 16 15 14 13 12 11 S=f(α) 2.1.2 Đồ 10 01 10 thị biểu diễn tốc độ piston v=f(α) 11 12 13 14 15 16 17 18 s Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 Vẽ đường biểu diễn tốc độ theo phương pháp đồ thị : + Xác định vận tốc chốt khuỷu: ω= π n 3,14.2200 = = 230,27 (rad/s) 30 30 + Chọn tỷ lệ xích µvt = ω µ S = 230,27.0,8035 = 185,02(mm/(s.mm))=0,185 (m/ (s.mm)) + Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R1 phía đồ thị s(α) R.ω 62,5.230,27 với R1 = µ = 0,185 = 77,79 (mm) vt + Vẽ đường tròn tâm O bán kính R2 với: ω.λ 230,27.0,25 = 9,723 (mm) = 62,5 2.µ vt 2.185,02 + Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R1 thành 18 phần đánh số thứ R2 = R tự 0;1;2 …18 + Chia vòng tròn tâm O bán kính R2 thành 18 phần đánh số thứ tự 0’; 1’; 2’…18’ theo chiều ngược lại + Từ điểm 0;1;2…kẻ đường thẳng góc với AB cắt đường song song với AB kẻ từ điểm 0’;1’;2’…tương ứng tạo thành giao điểm Nối giao điểm lại ta có đường cong giới hạn vận tốc piston Khoảng cách từ đường cong đến nửa đường tròn biểu diễn trị số tốc độ piston ứng với góc α * Biểu diễn v = f(s) Để khảo sát mối quan hệ hành trình piston vận tốc piston ta đặt chúng chung hệ trục toạ độ Trên đồ thị chuyển vị s = f(α) lấy trục Ov trùng với trục Oα, trục ngang biểu diễn hành trình piston Từ điểm 0, 100, 200, ,1800 đồ thị Brick ta gióng xuống đường cắt đường Ox diểm 0, 1, 2, ,18 Từ điểm ta đặt đoạn tương ứng từ đồ thị vận tốc, nối điểm đầu lại đoạn ta có đường biểu diễn v = f(s) Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 d c e 3' f b g h a ÐCT 4' 5' 6' 2' 7' 1' 8' 18' 9' 17' 10' j 11' 16' 15' 14' 13' t i k m l 12' n 18 p 17 16 15 14 13 12 11 10 Hình I.3: Đồ thị vận tốc V= f(α) 2.1.3 Xây dựng đồ thị gia tốc j = f ( s ) Để vẽ đường biểu diễn gia tốc piston ta sử dụng phương pháp Tole + Chọn hệ trục tọa độ với trục Ox trục hồnh, trục tung trục biểu diễn giá trị gia tốc + Trên trục Ox lấy đoạn AB = Vhbd= S 125 = = 155,57 (mm) µ S 0,8035 Tính: ( ) ( ) j max = R.ω (1 + λ ) = 62,5 230,27 (1 + 0,25) = 4142521,32 mm s ( ) ( ) j = − R.ω (1 − λ ) = −62,5 230,27 (1 − 0,25) = -2485512,8 mm s EF = -3.R.λ.ω2 = -3.62,5.0,25.230,27 = -2485512,8 (mm/s2) + Từ điểm A tương ứng với điểm chết lấy lên phía đoạn AC = j max bd =80(mm) j max = => µ j = j max bd 4142521,32 = 51781,5 (mm/s2mm) 80 + Từ điểm B tương ứng với điểm chết lấy xuống đoạn ÐCD Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 BD = jmin bd = j µj = − 2485512,8 51781,5 = 48(mm) Nối C với D Đường thẳng CD cắt trục hồnh Ox E Từ E lấy xuống đoạn EF= − 2485512,8 51781,5 = 48( mm) Nối CF FD, đẳng phân định hướng CF thành phần đánh số thứ tự 0; ;2…đẳng phân định FD thành phần đánh số thứ tự 0’ ;1’; 2’…vẽ đường bao tiếp tuyến 11’;22’;33’…Ta có đường cong biểu diễn quan hệ j = f ( s ) C 1' 2' 3' 74 16 18 A E 4' B 5' 6' F Hình I.4: Đồ thị gia tốc j=f(x) D Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 2.2 Tính tốn động lực học 2.2.1 Đường biểu diễn lực qn tính khối lượng chuyển động tịnh tiến Pj=f(s) Vẽ theo phương pháp Tole với trục hồnh đặt trùng với P0 đồ thị cơng, trục tung biểu diễn giá trị Pj Vẽ đường biểu diễn lực qn tính tiến hành theo bước sau: + Chọn tỉ lệ xích trùng với tỉ lệ xích đồ thị cơng: µ Pj = µ p = 0,044( MN / m mm) + Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến: m’ = mpt + m1 Trong đó: m’ - Khối lượng chuyển động tịnh tiến (kg) mpt = 1,7 (kg) - Khối lượng nhóm piston m1 - Khối lượng truyền qui tâm chốt piston (kg) Theo cơng thức kinh nghiệm: m1 = (0,275 ÷ 0,350).mtt Lấy m1 = 0,3.2,2 = 0,66(kg) mtt = 2,2 (kg) - Khối lượng nhóm truyền  m’ = mpt + m1 = 1,7+0,66 = 2,36(kg) Để đơn giản tính tốn vẽ đồ thị ta lấy khối lượng đơn vị diện tích đỉnh piston: m' 2,36 m' m = F = πD = 3,14.(124.10 −3 ) =195,52 (kg/m2) pt 4 Áp dụng cơng thức tính lực qn tính: pj = - m.j , ta có: pjmax = - m.jmax = -195,52 4142,52132 = -809945,7685(N/m2) = -0,81MN/m2) pjmin = -m.jmin = -195,52.(-2485,5128) = 485976,46(N/m2) = 0,486(MN/m2) Giá trị biểu diễn Pjmax: AC = Pj max µP = 0,81 = 18,4 [mm] 0,044 Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 III THIẾT KẾ NHĨM PISTON THANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ DM-0112 Đặc điểm kết cấu tính tốn sức bền nhóm piston - truyền động DM-0112 3.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc vật liệu chế tạo piston 3.1.1 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc - Trong quạ trçnh lm viãûc ca âäüng cå, nhọm piston cọ nhiãûm vủ chênh sau : + Bo âm bao kên bưng chạy, giỉỵ khäng cho khê chạy lt xúng cạcte v ngàn khäng cho dáưu nhåìn tỉì häüp trủc khuu sủc lãn bưng chạy + Tiãúp nháûn lỉûc khê thãø thäng qua truưn, truưn xúng trủc khuu lm quay trủc khuu quạ trçnh chạy v gin nåí ; nẹn khê quạ trçnh nẹn ; âáøy khê xylanh quạ trình thải v hụt khê nảp måïi vo bưng chạy quạ trçnh nảp - Trong quạ trçnh lm viãûc ca âäüng cå, piston chëu lỉûc ráút låïn, nhiãût âäü ráút cao v ma sạt mi mn låïn, lỉûc khê thãø, lỉûc quạn v piston tiãúp xục våïi sn váût chạy åí nhiãût âäü cao, thiãúu dáưu bäi trån gáy nãn ỉïng sút cå hc, ỉïng sút nhiãût v àn mn hoạ hc piston + Ti trng cå hc: quạ trçnh chạy, häøn håüp khê chạy sinh ạp sút ráút låïn bưng chạy, cạc chu trçnh cäng tạc ca âäüng cå, ạp sút khê thãø tạc dủng lãn âènh piston cọ trë säú thay âäøi ráút nhiãưu, âọ lỉûc khê thãø cọ va âáûp låïn, v säú vng quay ca âäüng cå cao nãn lỉûc quạn tạc dủng lãn piston ráút låïn + Ti trng nhiãût: Trong quạ trçnh chạy piston tiãúp xục våïi khê chạy cọ nhiãût âäü cao (2300 ÷ 2800)oK nãn nhiãût âäü ca piston, nháút l nhiãût âäü ca pháưn âènh piston v xẹcmàng khê thỉï nháút ráút cao (500 ÷ 800)oK , nhiãût âäü ca piston cao gáy Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 cạc tạc hải:sinh ỉïng sút nhiãût låïn lm rản nỉït piston; gáy biãún dảng lm bọ kẻt piston xylanh, tàng ma sạt piston v xylanh; lm gim sỉïc bãưn, tøi th piston; giảm hãû säú nảp, nh hỉåíng âãún cäng sút âäüng cå; lm dáưu nhåìn chọng bë phán hu + Ma sạt v àn mn hoạ hc: quạ trçnh lm viãûc piston chëu ma sạt låïn thiãúu dáưu bäi trån, lỉûc ngang N ẹp piston vo xylanh ngoi lỉûc khê thãø, lỉûc quạn v nhiãût âäü cao lm piston bë biãún dảng lm tàng ma sạt Do piston ln tiãúp xục våïi sn váût chạy åí nhiãût âäü cao nãn bë sn váût chạy àn mn Do cạc âiãưu kiãûn trãn nãn chãú tảo piston phi âm bo cạc u cáưu sau: - Đènh piston tảo thnh bưng chạy täút, âm bo bao kên - Tn nhiãût täút, trạnh kêch näø, gim ỉïng sút nhiãût -Trng lỉåüng nh âãø gim lỉûc quạn - Đ bãưn, â âäü cỉïng vỉỵng âãø trạnh biãún dảng quạ låïn - Chëu mi mn täút 3.1.2 Vật liệu chế tạo piston động DM-0112 - Đãø âm bo cạc âiãưu kiãn lm viãûc ca piston trãn, nãn váût liãûu chãú tảo piston phi âm bo cạc u cáưu sau : + Cọ sỉïc bãưn låïn åí nhiãût âäü cao v ti trng thay âäøi + Trng lỉåüng riãng nh + Hãû säú giãn nỡ nh, hãû säú dẫn nhiãût låïn + Chäúng âỉåüc sỉû àn mn hoạ hc ca khê chạy v chëu mi mn ma sạt täút âiãưu kiãn nhiãût âäü cao v bäi trån kẹm - Piston âäüng cå DM-0112 âỉåüc chãú tảo bàòng håüp kim nhäm Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 3.1.3 Phân tích chọn kết cấu piston - Âènh piston: Đènh piston âäüng cå DM-0112 l loải âènh âỉåüc âục lõm hçnh vẽ mủc âêch l âãø tảo sỉû xoạy läúc v âãø tảo hỗn håüp nhiãn liãûu v khäng khê täút hån - Âáưu piston: Lm nhiãûm vủ bao kên bưng chạy Trãn bãư màût trủ ngoi ca piston cọ khoẹt rãnh âãø làõp xẹcmàng khê v rãnh làõp xẹcmàng dáưu, åí rãnh làõp xẹcmàng dáưu v åí dỉåïi mäüt tê ngỉåìi ta khoan cạc läù âãø dẫn dáưu vo bãn piston, säú läù khoan trãn mäùi hng : 12 läù Φ2 Trãn piston âäüng cå DM-0112 ngỉåìi ta bäú trê rãnh xẹcmàng dáưu nàòm vãư phêa ca bệ chäút piston Khi toạn thiãút kãú âáưu piston cáưn chụ gii quút váún âãư : Tn nhiãût, váún âãư bao kên v sỉïc bãưn - Thán piston: Lm nhiãûm vủ dẫn hỉåïng cho piston chuøn âäüng xylanh v chëu lỉûc ngang N + Đãø khàõc phủc hiãn tỉåüng bọ kẻt piston ngỉåìi ta tiãûn vạt båït màût thán piston åí phêa hai âáưu bãû chäút - Xẹcmàng: Đỉåüc chãú tảo bàòng gang håüp kim, trãn bãư màût ngoi (màût lỉng) xẹcmàng âỉåüc mả cräm âãø hản chãú mi mn Xẹcmàng khê säú cọ rãnh lõm trãn bãư màût (màût bủng) âãø tàng cháút lỉåüng nẹn ca - Chäút piston: âỉåüc chãú tảo bàòng thẹp v rỗng bãn Chäút piston âỉåüc làõp tỉû do, cạc vng hãm làõp bãû chäút piston giỉỵ cho dëch chuøn dc trủc, mäúi làõp giỉỵa chäút piston v bãû chäút pisston l mäúi làõp chàût, cn mäúi làõp giỉỵa chäút v âáưu nh truưn l làõp lng Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 R5 1.25 7.5 20 72.5 40 0.36 32.5 1.25 Piston động DM6-0112 3.1.4 Tính tốn kích thước piston - Đỉåìng kênh piston D = 125 (mm) - Chiãưu cao H piston H = (1÷1,6)D, ta chọn H = 1,16D = 1,16.125 = 145 (mm) - Chiãưu dy âènh piston δ = (0, 05 → 0,1)D , δ = (0,05 ÷ 0,1).125 = 6,25 ÷ 12,5 (mm) - Chiều dày đầu piston s = (0,05 ÷ 0,1).D s = (0,05 ÷ 0,1).125 = 6,25 ÷ 12,5 (mm) - Chiãưu dy pháưn thán piston s1 = (2 ÷ 5) (mm), ta chọn s1= (mm) - Khong cạch c tỉì âènh âãún xẹcmàng thỉï nháút : c = (1,0 ÷ 2,0).δ Ta chọn c = (1 ÷ 2) = 1,2.12,5 = 15 (mm) - Vë trê ca chäút piston (đến chân piston) : H- h = 0,5 D = 0,5.125= 62,5 (mm) - Đỉåìng kênh chäút piston d cp = (0,3 ÷ 0,45).D → dcp = (0,3 ÷ 0,45).125= 37,5 ÷ 56,25(mm) Chọn dcp = 40 mm Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 - Đỉåìng kênh läù trãn chäút piston d = (0,6 ÷ 0,8).d cp ; ta chọn = 0,8.dcp → d0 = 0,8.50 = 40 (mm) - Đỉåìng kênh bãû chäút piston d b = (1,3 ÷ 1,6).d cp ; ta chọn db = 1,5.dcp → db = 1,5.50 = 75 (mm) - Säú xẹcmàng khê : ; Säú xẹcmàng dáưu : - Chiãưu dy hỉåïng kênh t ca xẹcmàng khê xécmăng dầu: t = (1/22÷ 1/26)D, ta chọn t = (1/25).D = 125/25 = (mm) - Chiãưu cao a ca xẹcmàng khí: a = (2,2÷ 4),ta chọn a = (mm) - Chiều cao xéc măng dầu: chọn a = (mm) - Chiãưu dy båì rãnh xẹcmàng : a1 = (mm) - Säú läù khoang dẫn dáưu bäi trån trãn rãnh xẹc màng dáưu : 12 läù Φ2 - p sút cỉûc âải Pz = 9,3(MN/m2) 3.2 Xéc măng 3.2.1 Điều kiện làm việc vật liệu chế tạo xécmăng Xẹcmàng lm viãûc âiãưu kiện xáúu, chëu nhiãût âäü cao ạp sút va âáûp låïn, ma sạt mi mn nhiãưu v chëu àn mn hoạ hc ca khê chạy v dáưu nhåìn Xẹc màng khê cọ nhiãûm vủ bao kên bưng chạy ngàn khäng cho khê chạy tỉì bưng chạy lt xúng cạcte, khê chạy cọ thãø lt xúng cạcte qua ba âỉåìng : qua khe håí giỉỵa màût xylanh v màût cäng tạc (màût lỉng xẹcmàng), qua khe håí giỉỵa xẹcmàng v rãnh xẹcmàng, qua khe håí pháưn miãûng xẹcmàng Xẹcmàng dáưu ngàn khäng cho dáưu nhåìn chảy lãn bưng chạy, gảt dáưu bạm trãn vạch xilanh tråí vãư cạcte, ngoi cn phán bäú âãưu trãn vach xilanh mäüt låïp dáưu mng Với điều kiện làm việc nên vật liệu chế tạo xéc măng phải có đầy đủ tính chất sau : + Có tính chịu mài mòn tốt điều kiện ma sát tới hạn Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 + Có hệ số ma sát nhỏ mặt xilanh + Có sức bền độ đàn hồi cao ổn định điều kiện nhiệt độ cao + Có khả khít với xilanh cách nhanh chóng Vì ta chọn hợp kim gang làm vật liệu chế tạo xéc măng có ưu điểm mà loại vật liệu khác khơng có : + Nếu mặt ma sát bị cào xước q trình làm việc vết xước dần, mặt ma sát khơi phục cũ + Gơraphit hợp kim gang có khả bơi trơn mặt ma sát, làm giảm hệ số ma sát + Ít nhạy cảm với ứng suất tập trung sinh vùng có vết xước 3.2.2 Phân tích chọn kết cấu xécmăng Xéc măng có kết cấu đơn giản, có dạng vòng thép hở miệng Đường kính D xéc măng đường kính ngồi xéc măng trạng thái lắp ghép xilanh Mặt mặt đáy, mặt mặt lưng mặt mặt bụng, chiều dày xéc măng khoảng cách hai mặt đáy Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 fo D t h t Kết cấu xecmăng 1- Mặt đáy; 2- Mặt lưng (mặt cơng tác); 3- Mặt bụng; 4- Phần miệng; 5- Khe hở miệng xecmăng trạng thái lắp ghép xilanh (f0) Theo nhiệm vụ xéc măng chia làm hai loại xéc măng khí xéc măng dầu Tùy theo phân bố áp suất xéc măng mà có xéc măng đẳng áp xéc măng khơng đẳng áp Do xéc măng đẳng áp bị mòn khơng khu vực gần miệng xéc măng bị mòn nhiều hơn, xéc măng khơng đẳng áp xéc măng trạng thái tự có hình dạng định gia cơng theo phương pháp đặc biệt để có áp suất phần miệng xéc măng tương đối lớn, loại xéc măng sau thời gian sử dụng áp suất phần miệng có giảm giảm loại xéc măng đẳng áp Vì xéc măng khơng đẳng áp dung nhiều 3.3 Nhọm truưn Nhóm truyền gồm có: truyền, bulơng truyền bạc lót Trong q trình làm việc nhóm truyền truyền lực tác dụng piston cho trục khuỷu Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 Hình 3.3 Kết cấu truyền Thân truyền; Bulơng truyền; Nắp đầu to 3.3.1 Đặc điểm kết cấu nhóm truyền động DM-0112 - Trong quạ trçnh lm viãûc ca âäüng cå nhọm truưn cọ nhiãûm vủ truưn lỉûc tạc dủng lãn piston cho trủc khuu, lm quay trủc khuu - Khi âäüng cå lm viãûc truưn chëu tạc dủng ca cạc lỉûc sau : Lỉûc khê thãø xylanh, lỉûc quạn chuøn âäüng tënh tiãún ca nhọm piston, lỉûc quạn ca truưn - Đáưu nh truưn bë biãún dảng dỉåïi tạc dủng ca lỉûc quạ tênh, âáưu to truưn chëu tạc dủng ca lỉûc quạn tinh ca nhọm piston v truưn, thán truưn chëu nẹn dỉåïi tạc dủng ca lỉûc khê thãø v chëu ún màût phàóng làõc ca dỉåïi tạc dủng ca lỉûc quạn Khi âäüng cå lm viãûc thç cạc lỉûc khê thãø v lỉûc quạn thay âäøi theo chu k c vãư trë säú v hỉåïng, ti trng tạc dủng lãn truưn l ti trng thay âäøi v cọ cháút va âáûp - Thanh truưn âäüng cå DM-0112 âỉåüc chãú tảo bàòng thẹp täút, cọ tiãút diãûn chỉỵ I Trãn âáưu nh truưn âỉåüc khoẹt läù hỉïng dáưu bäi trån chäút piston v âỉåüc làõp bảc lọt bàòng âäưng cọ âäü däi, bãn bảc cọ rãnh läù âãø dẫn dáưu âãún chäút piston Đáưu to truưn âỉåüc càõt thnh hai nỉỵa pháưn trãn näúi liãưn våïi thán pháưn dỉåïi l nàõp âáưu to truưn v làõp våïi bàòng buläng truưn, Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 màût phàóng làõp ghẹp vng gọc våïi âỉång tám trủc thán truưn Buläng truưn l loải buläng chè chëu lỉûc kẹo,cọ màût gia cäng âảt âäü chênh xạc cao âãø âënh vë Bảc lọt âáưu to truưn chia thnh hai pháưn v âỉåüc trạng mäüt låïp håüp kim cỉïng chëu mi mn 3.3.2 Tính tốn nhóm truyền d2 > 1,5 d1 ÅÍ âáy: d2- âỉåìng kênh ngoi ca âáưu nh truưn d1- âỉåìng kênh ca âáưu nh truưn d1 = 46 [mm] Chọn (d2/d1) = 1,5 ⇒ d2 = 1,5.d1 = 1,5.46 ≈ 69 [mm] -Đỉåìng kênh ngoi âáưu nh d = 69(mm) -Đỉåìng kênh âáưu nh d1 = 46(mm) -Đỉåìng kênh ca bảc d b = 43(mm) - Chiều dày bạc đầu nhỏ: 50.0,06 = 3(mm) - Chiều dài đầu nhỏ ld = 0,4.125 = 50(mm) -Chiãưu dy âáưu nh S = 6(mm) -Chiãưu räüng thán tỉì chäù chuøn tiãúp qua âáưu nh H = 24(mm) -Mäâun ân häưi thẹp Et = 2.10 ( MN / m ) -Mäâun ân häưi âäưng E d = 1,15.10 ( MN / m ) -Hãû säú gin nåí di ca thẹp α t = 1.10 −5 -Hãû säú gin nåí di ca âäưng α b = 1,8.10 −5 -Hãû säú poạtxäng µ = 0,3 -Đäü däi làõp ghẹp bảc vo âáưu nh : ∆ = 0,035(mm) Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 R S 125 -Chiãưu di truưn : l = λ = 2.λ = 2.0,25 = 250(mm) -Đỉåìng kênh âáưu to truưn : D1 = D.0,64 = 125.0,64 = 80 (mm) - Chiều dài đầu to truyền: lđt = 80.0,75 = 60 (mm) - Chiều dày bạc lót: tbl = 80.0,05 = (mm) -Khong cạch giỉỵa hai tám buläng truưn : c = 80.1,3 = 104(mm) -Kêch thỉåïc thán truưn tải tiãút diãûn trung bçnh : H × B = 34 × 30(mm) 3.4 Bạc lót Trong động ơtơ máy kéo động tàu thủy, tĩnh tại… đa số ổ trục chốt ổ trượt Vì đầu to truyền ổ trục khuỷu thường dùng bạc lót dày bạc lót mỏng có tráng lớp hợp kim chịu mòn Do đầu to truyền thường cắt thành hai nửa nên bạc lót đầu to chia làm hai nửa Bạc lót truyền gồm có gộp bạc thép phía ngồi lớp hợp kim chịu mòn tráng lên mặt bạc 3.4.1 u cầu bạc lót - Có tính chống mòn tốt - Có độ cứng thích đáng độ dẻo hợp lý - Chóng rà khít với bề mặt trục - Ở nhiệt độ cao sức bền giảm - Truyền, dẫn nhiệt tốt giãn nở - Giữ dầu bơi trơn - Dễ chế tạo lắp ghép 3.4.2 Kết cấu bạc lót Hợp kim chịu mòn đúc tráng lên đầu to truyền theo hai cách sau: a Tráng trực tiếp hợp kim chịu mòn lên đầu to cắt thành hai nửa làm liền khối Kết cấu có ưu điểm lắp ghép đơn giản, truyền nhiệt tốt, có khả giảm kích thước trọng lượng đầu to Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 A-A A B A B B-B Hình 3.4 Bạc lót truyền - Lớp hợp kim chịu mòn; - Gộp bạc; – Rãnh vát chứa dầu chống biến dạng; - Lưỡi gà định vị Tuy nhiên đúc tráng theo phương pháp dễ ảnh hưởng đến sức bền truyền lắp phải dùng đệm điều chỉnh b Tráng hợp kim chịu mòn lên bạc lót Tùy theo chiều dày lớp hợp kim chịu mòn, bạc lót chia thành hai loại: bạc lót dày bạc lót mỏng Bạc lót dày hay bạc lót mỏng gồm có hai phần: gộp bạc lớp hợp kim chịu mòn tráng lên mặt gộp bạc Bạc lót chế tạo thành chi tiết máy riêng đem lắp căng với đầu to truyền - Bạc lót dày loại bạc lót có chiều dày gộp bạc từ – 6mm, lớp hợp kim chịu mòn dày khoảng 1,5 – 3mm - Bạc lót mỏng có chiều dày gộp bạc từ 0,9 – 3mm, lớp hợp kim chịu mòn thường dày khoảng 0,4 – 0,7mm Lắp bạc lót dày lên đầu to truyền thường dùng bulơng truyền để định vị Cũng có dùng chốt đóng lên nắp đầu to định vị bạc lót Chiều dày vỏ bạc lót thường nằm khoảng (0,03 – 0,05)d c, khe hở bạc lót chốt khuỷu nằm khoảng (0,00045 – 0,0015)dc Khe hở mặt đầu bạc lót má khuỷu thường vào khoảng 0,15 – 0,25mm Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 Trên mặt làm việc bạc lót, chỗ mép hai nửa bạc lắp ghép với người ta thường kht lõm vào lớp hợp kim chống mòn để siết bulơng, mép bạc dù biến dạng khơng sát lên mặt chốt khuỷu nên đảm bảo khe hở bạc chốt khuỷu Chỗ vát khơng kht rộng q, rộng q làm giảm diện tích tiếp xúc, tăng áp suất bề mặt chốt, khó hình thành màng dầu Định vị bạc lót mỏng thường dùng lưỡi gà dập nhơ khỏi gộp bạc lắp khớp vào rãnh định vị phay đầu to truyền 3.5 Bulơng truyền 3.5.1 Trạng trái làm việc bulơng truyền Trong động cơ, bulơng truyền chi tiết nhỏ quan trọng Vì bulơng truyền bị đứt, động bị hư hỏng nặng gây tai nạn người vận hành Trong q trình làm việc bulơng truyền chịu lực sau: - Lực siết lắp ghép - Lực tác dụng q trình làm việc động gồm lực qn tính khối lượng chuyển động tịnh tiến khối lượng chuyển động quay 3.5.2 Kết cấu biện pháp nâng cao sức bền bulơng truyền Tải trọng tác dụng lên bulơng truyền thay đổi theo chu kỳ có giá trị lớn, động kỳ động hai kỳ tác dụng kép Vì thiết kế chế tạo cần phải đảm bảo sức bền độ cứng vững, phải có sức bền mỏi cao cho bulơng truyền Hình dạng kết cấu bulơng truyền có nhiều kiểu, phụ thuộc vào cơng dụng động phương pháp nâng cao sức bền mỏi bulơng truyền Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 108 12 28 24 24 25 Bulơng truyền Khi thiết kế cần ý vấn đề sau: a Thiết kế cho bulơng truyền chịu lực kéo, tránh lực cắt uốn tác dụng bulơng truyền muốn cần thực biện pháp: - Gia cơng bề mặt tựa đầu bulơng đai ốc truyền vng góc với đườg tâm truyền - Hình dạng đầu bulơng nên làm đối xứng mặt ren ốc phải đồng tâm với đường tâm bulơng b Tăng sức bền chống mỏi bulơng truyền biện pháp kết cấu như: - Tại chỗ thay đổi kích thước đường kính bulơng chỗ nối tiếp thân đầu bulơng cần có bán kính góc lượn lớn - Để tăng sức bền chống mỏi bulơng truyền phần thân nối với ren thường làm thắt lại - Dùng loại đai ốc chịu kéo - Tăng độ cứng vững nắp đầu to truyền, để giảm lực tác dụng lên bulơng đầu to truyền c Tăng sức bền bulơng truyền biện pháp cơng nghệ như: - Mài bóng tồn bulơng truyền - Dùng loại thép hợp kim tốt, nhiệt luyện để đạt độ cứng cao - Dùng biện pháp gia cơng ren đặc biệt Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 3.5.3 Tênh buläng truưn - Säú buläng Z =2 - Đỉåìng kênh buläng d = 15(mm) - Đỉåìng kênh trung bçnh d tb = 13(mm) - Đỉåìng kênh chán ren d o = 12(mm) Kích thước đường kính bulơng truyền thay đổi phạm vi sau: -Đối với động kỳ: + Khi dùng hai bulơng db = (0,18 ÷ 0,25)d Bán kính góc lượn bu lơng r1 = (0,1 ÷ 0,25)db r2 = (0,2 ÷ 1,0)db Đồ án thiết kế động đốt DM6-0112 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS-TS Nguyễn Tất Tiến Ngun lý động đốt NXB giáo dục - 2000 [2] Nguyễn Đức Phú Kết cấu tính tốn động đốt tập I, II, III Nhà xuất đại học trung học chun nghiệp Hà Nội 1977 [3].Giáo trình kết cấu tính tốn động đốt Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng [4] Mazda MX-5 (Miata) 1999 Workshop Manual Ngồi có tham khảo số tài liệu: Giáo trình giảng dạy thầy mơn động đốt – Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng số tài liệu lấy từ mạng internet [...]... -0.64 0.31 0.96 1.47 1.77 1.72 1.34 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 34 35 36 -21.77 -18.87 -0.54 46.44 83.68 134.70 -4.42 -3.79 -0.11 71 72 3.76 0.13 -16.39 -16.30 0.76 0.03 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 2.2.6 Vẽ đồ thị tác dụng lên đầu to thanh truyền + Các bước tiến hành: Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 Trên tờ giấy bóng vẽ đầu... 12.62 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 II PHÂN TÍCH ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 1 Chọn động cơ tham khảo Qua các thông số kỹ thuật đề cho, sau một thời gian tìm kiếm các thông số kỹ thuật của rất nhiều loại động cơ, em tìm được một số động cơ có thể tham khảo cho đồ án, trong đó động cơ D6AC có thông số kỹ thuật gần với đề 1.1 Giới thiệu chung cho xe HUYNDAI DIESEL D6AC Động cơ D6AC là một trong những động. .. [mm] [cm3] [cm3] Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 Thông số Góc phân phối khí Giá trị - Góc mở sớm xu páp nạp ϕ1 = 100 - Góc đóng muộn xu páp nạp ϕ2 = 460 - Góc mở sớm xu páp thải ϕ3 = 560 ? ? - Góc đóng muộn xu páp thải ϕ = 100 4 Mặt cắt động cơ D6AC Đơn vị Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 2 Đặc điểm nhóm chi tiết và cơ cấu của động cơ tham khảo 2.1 2 Trục khuỷu – Bánh đà 13 1 3 4... Pj=f(s) EF = Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 P 0 0' 18 17° 10° 11° 0 17 59° 1 2 y y'' 16 15 14 3 z 4 5 13 6 7 8 10 9 12 11 c'' c C b' 1 r A 1Vc 3 2Vc 3Vc 4Vc b b'' 2 5Vc 6Vc 7Vc 4 8Vc 9Vc 10Vc E 5 a a B 11Vc 12Vc 13Vc 14Vc 15Vc 16Vc 16,5Vc F Đồ thị - Pj 1' 2' 3' 4' 5' D V Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 2.2.2 Khai triển các đồ thị a) Vẽ và khai triền đồ thị công P-V thành đồ thị công... trưng cho cổ trục Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 0 Z' T' MN 2 m Hình I.9: Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu MN m2 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 2.2.7 Vẽ đồ thị khai triển Q = f(α) + Các bước tiến hành: Chọn hoành độ α Đặt cùng µα với các đồ thị P=f(α), T=f(α), Z=f(α) Lập bảng giá trị của Q theo α bằng cách đo các khoảng cách từ tâm O đến các điểm α trên đồ thị phụ tải tác... sang đồ thị PJ-α cần phải đổi dấu c) Vẽ đồ thị P1 = f(α) Từ trên đồ thị khai triển Pkt-α với PJ-α ta tiến hành cộng đồ thị theo công thức: P1=Pkt+PJ Các đồ thị khai triển Ta có thể khai triển trực tiếp đồ thị P J-α từ đồ thị P-V Giá trị P1 được xác định từ hai đường công P J với các đường công biễu diễn quá trình công tác của động cơ Hình I.5: Đồ thị khai triển Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112. .. 35.8 8.5 8.2 9 11 13.8 17.5 24 41 73.5 125 183.2 144.5 88.5 59.5 42.5 34.5 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 Q19 Q20 Q21 Q22 Q23 30.0 29.5 28.2 30.5 10.0 11.2 15 21.5 14 23.5 30 29.5 28.2 30.5 95.7 29.5 13 12 11 10 9 8 16 17 7 18 6 19 5 4 20 21 3 22 23 0 1 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 2 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 LỰC ĐIỂM 0 1 2 3 4 Q0 95.4 95.4 95.4 95.4 95.4 Q1 76.6 76.6 76.6 76.6... 0.31 0.96 1.47 0.03 0.00 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 310 320 330 340 350 360 -6.70 -10.16 -15.61 -21.77 -18.87 0.00 3.68 8.70 20.42 46.44 83.68 134.70 -1.47 -2.16 -3.23 -4.42 -3.79 0.00 680 690 700 710 720 8.34 8.30 6.57 3.76 0.00 -7.08 -10.78 -13.88 -16.39 -16.30 1.77 1.72 1.34 0.76 0.00 Hình I.6: Đồ thị N-T-Z 2.2.4 Vẽ đồ thị ΣT=f(α) Dựa vào thứ tự làm việc của động cơ để ta xác định các... giấy bóng đặt lên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu sao cho tâm O của đầu to thanh truyền trùng với tâm O của chốt khuỷu và trục OZ trùng với đường tâm của thanh truyền Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 (hướng xuống dưới) Trên tờ giấy bóng hiện lên các số ghi của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Đầu tiên ta đánh dấu điểm O, sau đó xoay tờ giấy bóng theo ngược chiều kim đồng hồ sao cho... làm việc của động cơ để ta xác định các góc làm việc α1, α2, α3, α4, α5, α6, α7, α8, của các khuỷu Thứ tự làm việc của động cơ là: 1-4-2-6-3-5 Vậy góc lệch công tác của động cơ là: δ ct = 180 o τ 180.4 = = 120 0 i 6 Góc lệch giữa hai hàng xi lanh: δ=1200 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112 Lập bảng để xác định các góc của trục khuỷu ta có: Khi trục khuỷu 1 nằm ở vị trí α1=00 thì: + Khuỷu 2 ở vị