Đang tải... (xem toàn văn)
mã động cơ DD6 0313 6xilanh, đồ thị công, đồ thị brick, đồ thị vận tốc, đồ thị gia tốc, đồ thị khai triển, đồ thị NZT, đồ thị mài mòn chốt khuỷu, đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền, tính toán và thiết kế cơ cấu phân phối khí 6 xilanh
Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) 1. Tính toán xây dựng bản vẽ đồ thị 1.1. Xây dựng đồ thị công Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : ( ) 3 . 155.10 .1960 10,13 / 30 30 m S n C m s − = = = 9 / m C m s > nên động cơ là động cơ cao tốc. Với 1 1,32 1,39n = ÷ 2 1,25 1,29n = ÷ Ta chọn 1 2 1,35 ; 1,27n n = = Động cơ là động cơ 4 kỳ tăng áp nên áp suất cuối kì nạp ( ) 0,9 0,96 a k p p ⇒ = ÷ Chọn 0,96 a k p p = Trong đó k p là áp suất trước xupap nạp. Chọn ( ) 2 0,15 / k p MN m = ( ) 2 0,96.0,15 0,144 / a p MN m ⇒ = = Áp suất cuối kì nén : ( ) 1 1,35 2 . 0,144.16,8 6,494 / n c a c p p p MN m ε = ⇒ = = Áp suất cuối quá trình giãn nở : 1 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) 2 2 1 z z b n n p p p δ ε ρ = = ÷ Trong đó : ρ : là tỉ số giãn nở sớm, với 1,2 1,5 ρ = ÷ Động cơ là động cơ đesel nên ta chọn 1,4 ρ = z p : là áp suất cực đại, ( ) 2 9,5 / z p MN m = ( ) 2 1,27 9,5 0,405 / 16,8 1,4 b p MN m ⇒ = = ÷ Thể tích công tác ( ) ( ) 2 2 2 2 3 . 130.10 . . 155.10 . 2,057 4 4 h D V S dm π π − − = = = Trong đó : S – là hành trình của piston. D – là đường kính piston. Thể tích buồng cháy : ( ) 3 2,057 0,13 1 16,8 1 h c V V dm ε = = = − − Thể tích toàn phần Va : ( ) 3 0,13 2,057 2,187 a c h V V V dm = + = + = Vận tốc góc của trục khuỷu : 2 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) ( ) . .1960 205,25 / 30 30 n rad s π π ω = = = Áp suất khí sót : Động cơ cao tốc ( ) 1,05 1,10 r th p p ⇒ = ÷ Trong đó th p là áp suất trước tuabin ( ) 0,9 1 th k p p = ÷ Chọn ( ) 2 0,9 0,9.0,15 0,135 / th k th p p p MN m = ⇒ = = Động cơ cao áp nên áp suất khí sót được xác định : ( ) 1,05 1,10 r th p p = ÷ Chọn ( ) 2 1,05 1,05.0,135 0,1418 / r th p p MN m = = = Gọi nx p , nx V là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ. Vì quá trình nén là quá trình đa biến nên : 1 1 1 1 . . . . n nx nx n n nx nx c c n c nx c nx p V const p V p V V p p V = ⇒ = ⇒ = ÷ Đặt 1 nx c nx n c V p i p V i = ⇒ = Để dễ dàng vẽ ta chia h V thành ε khoảng, khi đó i = 1,2,3,…,ε * Xây dựng đường giãn nở 3 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) Gọi , gnx gnx p V là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ. Vì quá trình giãn nở là đa biến nên ta có : 2 2 2 2 . . . . n gnx gnx n n gnx gnx z z n z gnx z gnx p V const p V p V V p p V = ⇒ = ⇒ = ÷ ÷ Ta có 2 2 3 1,4.0,13 0,182 z z z c gnx n n gnx gnx z c p p V V dm p V V V V ρ ρ = = = ⇒ = = ÷ ÷ Đặt 2 2 . n gnx z gnx n c V p i p V i ρ = ⇒ = Ta chia h V thành ε khoảng, khi đó i = 1,2,3,…,ε Biểu diễn thể tích buồng cháy : 3 0,130 10 0,013 10 c cbd V cbd V dm V mm V mm µ = ⇒ = = = ÷ → Gía trị biểu diễn của V hbd : ( ) 2,057 158 0,013 h hbd Vc V V mm µ = = = Biểu diễn áp suất cực đại : 2 9,5 190 0,05 190 . z zbd p zbd P MN P mm P m mm µ = ⇒ = = = ÷ Việc tính toán các giá trị , nx gnx p p được thực hiện như bảng sau : 4 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) Bảng 1 -1: Bảng giá trị đồ thị công động cơ V i Đường nén Đường giãn nở i n1 1/i n1 Pc/i n1 Pn i n2 1/i n2 (Pz.ρ n2 /i n2 Pg n 1Vc 1 1.000 1.000 6.494 6.494 1.000 1.000 14.565 14. 565 ρVc 1.4 1.575 0.635 4.123 4.123 1.533 0.652 9.500 9.5 00 2Vc 2 2.549 0.392 2.548 2.548 2.412 0.415 6.039 6.0 39 3Vc 3 4.407 0.227 1.474 1.474 4.036 0.248 3.609 3.6 09 4Vc 4 6.498 0.154 0.999 0.999 5.816 0.172 2.504 2.5 04 5Vc 5 8.782 0.114 0.739 0.739 7.721 0.130 1.886 1.8 86 6Vc 6 11.233 0.089 0.578 0.578 9.733 0.103 1.496 1.4 96 7Vc 7 13.832 0.072 0.470 0.470 11.838 0.084 1.230 1.2 30 8Vc 8 16.564 0.060 0.392 0.392 14.02 6 0.071 1.038 1.0 38 9Vc 9 19.419 0.051 0.334 0.334 16.28 9 0.061 0.894 0.8 94 10Vc 10 22.387 0.045 0.290 0.290 18.62 1 0.054 0.782 0.7 82 11Vc 11 25.461 0.039 0.255 0.255 21.01 7 0.048 0.693 0.6 93 12Vc 12 28.635 0.035 0.227 0.227 23.47 3 0.043 0.621 0.6 21 13Vc 13 31.902 0.031 0.204 0.204 25.98 4 0.038 0.561 0.5 61 14Vc 14 35.259 0.028 0.184 0.184 28.54 8 0.035 0.510 0.5 10 15Vc 15 38.701 0.026 0.168 0.168 31.16 3 0.032 0.467 0.4 67 5 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) 16Vc 16 42.224 0.024 0.154 0.154 33.82 5 0.030 0.431 0.4 31 16.8Vc 17 45.099 0.022 0.144 0.144 35.98 7 0.028 0.405 0.4 05 * Cách vẽ đồ thị - Điểm r (V c , p r ) = (0,13; 0,1418) - Điểm a(V a , p a ) = (2,187; 0,144) - Điểm b (V b , p b ) = (2,187; 0,405) - Điểm c (Vc, pc) = (0,13; 6,494) - Điểm y (Vc, pz) = (0,13; 9,5) -Điểm z(Vz, pz) = (0,182; 9,5) Nối các điểm trung gian của đường nén và đường giãn nở với các điểm đặc biệt sẽ được đồ thị công lý thuyết. Dùng đồ thị Brick xác định các điểm : - Điểm phun sớm : c’ xác định từ Bríck ứng với φ s = 13 o . -Điểm phun sớm của xupap nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α 1 = 14 o . -Điểm đóng muộn xupap thải : r” xác định từ Bríck ứng với α 4 = 15 o . - Điểm đóng muộn của xupap nạp : a’ xác định từ Brick ứng với góc α 2 = 53 o . - Điểm mở sớm xupap thải : b’ xác định từ Brick ứng với góc α 3 = 65 o . - Trên đoạn cy lấy điểm c” với c”c = 1/3 cy. - Trên đoạn yz lấy điểm z” với yz” = 1/2 yz. - Trên đoạn ba lấy điểm b” với bb” = 1/2 ba 6 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) ` Hình 1 – 1: Đồ thị công 1.2. Đồ thị Brick 1.2.1. Phương pháp Vẽ vòng tròn tâm O bán kính R = S/2=155/2=77,5 (mm). Do đó AD = 2R = S =155 (mm). Chọn tỷ lệ xích : . 155.0,013 0,981 2,057 v S h S m V mm µ µ = = = Gía trị biểu diễn của R là : 7 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) ( ) 77,5 79 0,981 S R R mm µ = = = Điểm A ứng với góc quay α = 0 o và điểm D ứng với khi α = 180 o . Từ O lấy đoạn OO’ dịch về phía ĐCD một đoạn: OO' 2 R λ = Trong đó λ là thông số kết cấu, λ = 0,24 ( ) 77,5.0,24 OO' 9,3 2 mm ⇒ = = Gía trị biểu diễn là : ( ) 9,3 OO' 9,48 0,981 mm = = Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB, hạ M’C thẳng góc với AD. Theo Brick đoạn AC = x. Điều đó được chứng minh như sau: Ta có : ( ' ') '. 2 R AC AO OC AO CO OO R MO cos λ α = − = − − = − + Coi ' . 2 R MO R cos λ α ≈ + ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 1 1 1 2 2 4 AC R cos cos R cos cos x λ λ α α α α ⇒ = − + − = − + − = 8 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) o o' α A D α o S x R λ/2 x=f( α ) S=2R C B M α Hình 1-2. Phương pháp vẽ đồ thị Brich 1.2.2. Đồ thị chuyển vị Hình 1-3. Đồ thị chuyển vị S = f(a), V - S 9 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) 1.3. Xây dựng đồ thị vận tốc V(α) Chọn tỷ lệ xích . . V S m s mm µ µ ω = Trong đó ω là tốc độ góc của trục khuỷu, ω = 205,251 (rad/s) 205,251.0,981 201,39 V µ ⇒ = = . m s mm Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R 1 . ( ) 1 . 77,5.205,251 15906,9 /R R mm s ω = = = Gía trị biểu diễn là : ( ) 1 15906,9 79 201,39 R mm = = Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R 2 là : ( ) 2 . . 77,5.0,24.205,251 1908,83 / 2 2 R R mm s λ ω = = = Gía trị biểu diễn R 2 là : ( ) 2 1908,83 9,48 201,39 R mm = = Chia nửa vòng tròn R 1 và vòng tròn R 2 thành 18 phần đánh số 1, 2, 3,…,18 và 1’, 2’, 3’, …,18’ theo ngược chiều kim đồng hồ tương ứng. Từ các điểm 0, 1, 2,…kẻ các đường thẳng góc với AB kẻ từ 0’, 1’, 2’,… tương ứng tạo thành các giao điểm o, a, b, c,… Nối các giao điểm này lại bằng đường cong ta được đường biểu diễn trị số vận tốc. Các đoạn thẳng ứng với a1 , b2 , c3 ,… nằm giữa đường cong o, a ,b , c…với nữa đường tròn R 1 biểu diễn trị số tốc độ ở các góc α tương ứng. 10 [...]... 2 ) µ Pj 0,05 15 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) Hình 1-6: Đồ thị - Pj KT J 1.6 Đồ thị khai triển P , P , P 1-α KT 1.6.1 Vẽ P -α kt Đồ thị P -α được vẽ bằng cách khai triển P theo α từ đồ thị công trong 1 o chu trình của động cơ (α = 0, 10, 20, …, 720 ) Nếu trục hoành của đồ thị khai 16 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) kt triển nằm bằng với trục hoành của đồ thị công ta được... j = f(x) 12 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) Hình 1-5 Đồ thị gia tốc j = f(x) 1.5 Vẽ đồ thị lực quán tính Ta có lực quán tính : Pj = − m j ⇒ − Pi = m j Do đó thay vì vẽ Pj ta vẽ Pj lấy trục hoành đi qua po của đồ thị công vì đồ thị -Pj là đồ thị j = f(x) có tỉ lệ xích khác mà thôi Vì vậy ta có thể áp dụng phương pháp TôLê để vẽ đồ thị -Pj = f(x) 13 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6... Pj 17 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) j Do đó P được vẽ abwnfg phương pháp cộng đồ thị 1 kt j Để có thể tiến hành cộng đồ thị P , P và P phải cùng thứ nguyên và cùng tỉ lệ xích kt j 1 1.6.4 Đồ thị khai triển P , P , P - α kt j 1 Hình 1–7: Đồ thị khai triển P , P , P - α 1.7 Xây dựng đồ thị T, Z, N-α * Sơ đồ tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền 18 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong. .. trong những động cơ Diesel bốn kỳ, sáu xilanh thẳng hàng hiện đại và được sử dụng rộng rải hiện nay Động cơ được lắp trên 35 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) xe bus DAEWOO 49 chỗ.Xe DAEWOO có công thức lốp 4x2 là loại dùng chở khách, chủ yếu chạy trong đường thành thị Xe có kết cấu cứng vững, độ bền và độ tin cậy cao, đầy đủ tiện nghi cho người sử dụng đảm bảo an toàn, kết cấu, hình dáng... m2 ) π R.Fp ϕ n Trong đó : Ni - công suất chỉ thị của động cơ; 24 Ni = Ne ηm Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) Với η m = 0,63 ÷ 0,93 Chọn η m ⇒ Ni = = 0,93 242,7 = 260,9677 ( kW ) 0,93 n – số vòng quay của động cơ, n = 1960 (v/ph) FP - diện tích đỉnh piston, Fp = π ( 130.10− 3 ) 4 2 = 0,01327 ( m 2 ) R – bán kính quay của trục khuỷu, R = 77,5 (mm) φ – hệ số hiệu chỉnh đồ thị công, φ =... -20.713 9 22.98 710 -14.727 3.235 -22.756 4 33 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) 23.46 720 -15.440 0.000 -23.469 9 Hình 1-12: Đồ thị khai triển phụ tải chốt khuỷu 1.11 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể hiện trạng thái chịu tải của các điểm trên bề mặt trục Đồ thị này cũng thể hiện trạng thái hao mòn lý thuyết của trục, đồng thời chỉ rõ khu vực chịu tải ít để khoan lỗ... thị ΣT − α Góc lệch công tác : δ ct = 180τ 180.4 = = 120o i 6 Thứ tự làm việc của động cơ : 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4 được biểu diễn như bảng sau : Bảng 1-3: Thứ tự làm việc của động cơ Xi lanh 0o 60o 120o 180o 240o 300o 360o 420o 480o 540o 600o 660o 720o 23 1.200 1.493 1.455 1.146 0.628 0.000 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) 1 2 3 4 5 6 Nạp Nén Cháy – giãn nở Thải Nén Cháy – giãn nở Thải... trục Cách xây dựng được tiến hành như sau : 26 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) Vẽ hệ tọa độ OTZ có chiều dương của trục Z là chiều hướng xuống dưới Tính lực quán tính của khối lượng chuyển động quay của thanh truyền PR 0 = − m2 R.ω 2 Trong đó : m2 - khối lượng tập trung tại đầu to thanh truyền m2 = mtt − m1 = 2,4 − 0,768 = 1,632 kg R – bán kính quay của trục khuỷu, R = 77,5 (mm) PR 0... cong, ta có đồ thị phụ tải trên đầu to thanh truyền 1.11 Đồ thị khai triển Q (α) 2 Q α Chọn tỉ lệ xích μ = 0.05 ( MN/m mm) và μ = 2 (độ/mm) Lập bảng xác định giá trị của Q theo α bằng cách đo các khoảng cách từ i 1 o 2 o 72 o tâm O đến các điểm α : α = 10 , α = 20 , …,α = 720 trên đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Để xác định Q ta tính theo công thức : 29 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6... 0,768 + 1,9 = 2,668 ( kg ) MN µ Pj = µ P = 0,05 2 ÷ Chọn tỷ lệ xích của –Pj là m mm Để có thể cộng đồ thị lấy trục Po làm trục hoành cho đồ thị -Pj Lực quán tính Pj max 2,668 ( 4048487.10 mJ = − max = − 2 π D2 π ( 130.10−3 ) 4 4 −9 ) = − 0,8138 14 ( MN / m ) 2 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) − Pj min = − mJ min = 2,668 ( − 2481331.10− 9 ) π ( 130.10 ) −3 2 = − 0, 4988 ( MN / m . ta có thể áp dụng phương pháp TôLê để vẽ đồ thị -P j = f(x). 13 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (DD6 – 0313) Để có thể dùng phương pháp cộng đồ thị -P j với đồ thị công thì –P j phải có. vời đường tâm xy lanh. Từ quan hệ lượng giác ta có thể xác định được trị số của p tt và N. 1 cos tt p p β = 1 .tanN p β = Phân p tt thành hia phân lực : lực tiếp tuyến T và lực pháp tuyến Z(. lực quán tính Ta có lực quán tính : . . j i P m j P m j = − ⇒ − = Do đó thay vì vẽ P j ta vẽ P j lấy trục hoành đi qua p o của đồ thị công vì đồ thị -P j là đồ thị j = f(x) có tỉ lệ xích khác