Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần nền kinh tế Việt Nam đà phát triển mạnh Đóng vai trò quan trọng tiến trình công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước nghành khí Trong phải nói đến ngành động lực sản xuất ôtô, bước hoàn thiện công nghiệp ôtô nước, chuyển dần từ lắp ráp sang chế tạo bước cao sản xuất ôtô Để góp phần nâng cao trình độ kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật ta phải tự nghiên cứu, học hỏi trau dồi kinh nghiệm Có ngành ôtô ta phát triển Sau học xong môn nguyên lí động đốt cùng với các môn sở khác, sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học thiết kế động đốt Góp phần củng cố mở rộng kiến thức môn học “Lý thuyết động đốt trong” Ngoài ra, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên ngành khí động lực có thêm nhiều hiểu biết thực tế vận dụng lý thuyết vào ứng dụng để thiết kế động đốt mức độ đơn giản.Và từ rèn luyện cho sinh viên ý thức nghiêm túc việc tính toán thiết kế, trang bị kiến thức cần thiết cho sinh viên chuẩn bị cho công tác làm tốt nghiệp Cuốn báo cáo gồm ba phần: Phần 1: Lựa chọn thông số phương án Phần 2: Tính chu trình nhiệt động Phần 3: Thiết kế kỹ thuật hệ thống truyền lực Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu một cách nghiêm túc Tuy nhiên bản thân còn ít kinh nghiệm việc hoàn thành đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy mong thầy xem xét và chỉ dẫn để em ngày càng hoàn thiện kiến thức Em xin chân thành cảm ơn ! Nha Trang, tháng 05 năm 2012 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Khiêm GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT Phần 1: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ - Đặc điểm động thiết kế: + Động thiết kế động Xăng kỳ + Động có xy lanh bố trí thẳng hàng + Công suất danh nghĩa động Nn= 88,08 kW + Số vòng quay danh nghĩa nn= 5454,545 rpm - Động thiết kế trang bị xe ô tô FORD Focus Việt Nam 1.8 130 hp 1.2 TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH CHÁY 1.2.1 Nhiên liệu  Nhiên liệu dùng cho động cơ: Xăng  Các thành phần có nhiên liệu xăng - Xăng hỗn hợp loại hydrocarbon có nhiệt độ sôi khoảng 25-210 oC, chủ yếu hydrocarbon có số nguyên tử carbon phân tử từ đến 10 (C4 ÷ C10) Ngoài ra, xăng ôtô cũng có thể chứa một lượng nhỏ các tạp chất và chất phụ gia - Thành phần hóa học xăng phức tạp Và nghiên cứu thành phần hoá học dầu mỏ phân đoạn hay sản phẩm người ta thường chia thành phần chúng làm hai phần hydrocacbon phi hydrocacbon + Thành phần hydrocacbon xăng * Họ parafinic Công thức hóa học chung CnH2n+2, bao gồm chất có số nguyên tử nêu trên, chúng tồn dạng: mạch thẳng (n-parafin) mạch phân nhánh (iparafin), với isoparaffin mạch dài, mạch nhánh ngắn, chủ yếu gốc metyl * Họ olefine Các hydrocacbon olefine có công thức chung C nH2n, tạo thành từ trình chuyển hóa, đặc biệt trình cracking, giảm nhớt, cốc hoá Các olefine bao gồm hai loại n-parafin iso-parafin GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT * Họ naphtenic Hydrocacbon naphtenic hydrocacbon mạch vòng no với công thức chung là: CnH2n vòng thường cạnh, vòng có nhánh nhánh, hàm lượng họ chiếm số lượng tương đối lớn, hợp chất đứng đầu dãy thường đồng đẳng nó, đồng phân thường có nhiều nhánh nhánh lại ngắn chủ yếu gốc metyl (-CH3) * Họ aromatic Các hợp chất xăng thường chiếm hàm lượng nhỏ ba họ hợp chất đầu dãy hợp chất đồng đẳng + Thành phần phi hydrocacbon xăng Trong xăng, hợp chất hydrocacbon kể có hợp chất phi hydrocacbon hợp chất oxy, nitơ, lưu huỳnh Trong hợp chất người ta quan tâm nhiều đến hợp chất lưu huỳnh tính ăn mòn ô nhiễm môi trường chúng Trong xăng, lưu huỳnh chủ yếu tồn chủ yếu dạng mercaptan (RSH), hàm lượng phụ thuộc vào nguồn gốc dầu thô có chứa hay nhiều lưu huỳnh hiệu trình xử lý HDS Các hợp chất nguyên tử khác có hàm lượng chủ yếu dạng vết, nitơ tồn chủ yếu dạng pyridin hợp chất oxy chúng thường dạng phenol đồng đẳng Bảng 1-1: Một số tính chất nhiệt động Xăng Xăng Đơn vị Trị số Khối lượng riêng Áp suất bão hòa Nhiệt trị Lượng không khí lý thuyết Nhiệt ẩn hóa Kg/dm3 Bar kJ/kg m3/kg kJ/kg 0,72÷0,76 0,6÷0,8 43000÷44000 11,8 315÷350 Thành phần C Thành phần H Thành phần O Phân tử lượng μnl Độ nhớt vận động 20oC 1.2.2 Buồng đốt %m %m %m 0,855 0,145 110÷120 0,65÷0,85 GVHD: TS Lê Bá Khang Tài liệu tham khảo Bảng 1-11 Bài giảng nhiên liệu môi chất chuyên dụng, Hồ Đức Tuấn Bảng 3.2 Nguyên lý động đốt trong, Nguyễn Tất Tiến SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT Sử dụng loại buồng đốt thống hình chỏm cầu Đỉnh piston khoét lõm Mục đích làm khoét lõm đỉnh piston để tạo xoáy lốc trình nén, giúp nhiên liệu dễ dàng bay hơi, hòa trộn dễ dàng, tạo hỗn hợp cháy đồng tạo điều kiện để cháy kiệt, cháy hoàn toàn Ngoài làm giảm tổn thất nhiệt, tăng tiêu kinh tế cho động Hình 1-1: Sơ đồ buồng cháy thống  Đặc điểm cấu tạo : Buồng cháy thống (còn có tên gọi buồng cháy phun nhiên liệu trực tiếp) phổ biến động gồm có: đỉnh piston, mặt nắp xi lanh thành xi lanh Nhiên liệu cung cấp cho chu trình phun trực tiếp vào không gian Động có buồng cháy thống thường sử dụng vòi phun nhiều lỗ, áp suất phun cao (pph=175÷1000 bar)  Nguyên lý tạo hỗn hợp cháy: - Khoét lõm đỉnh piston làm cho cuối trình nén phần không khí chèn, chứa kẽ hở đỉnh piston nắp xi lanh dồn vào không gian khoét lõm tạo vận động xoáy lốc mạnh không khí không gian Biện pháp sử dụng rộng rãi có hiệu lớn việc hòa trộn nhiên liệu với không khí  Ưu điểm : - Hiệu suất động cao tổn thất nhiệt qua vách buồng cháy tổn thất lưu động loại buồng cháy ngăn cách - Động dễ khởi động - Cấu tạo nắp xi lanh tương đối đơn giản, dễ đặt xupáp GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT  Nhược điểm : - Động phải làm việc với hệ số dư lượng không khí lớn đảm bảo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn, nên áp suất có ích trung bình động tương đối thấp - Động nhạy cảm thay đổi số vòng quay chất lượng nhiên liệu - Tốc độ tăng áp suất cao, áp suất cháy cực đaị lớn, động làm việc “cứng”, độ ồn lớn phụ tải học tác dụng lên cấu piston-trục khuỷu-thanh truyền lớn - Hệ thống nhiên liệu làm việc khó khăn áp suất phun lớn  Phạm vi ứng dụng: Buồng cháy thống chủ yếu sử dụng cho động trung tốc thấp tốc 1.2.3 Hệ thống nhiên liệu Sử dụng hệ thống phun xăng điện tử có khả khắc phục nhược điểm chế hòa khí giảm sức ngăn cản ống nạp, phân bố hỗn hợp cháy vào xy lanh đồng Đồng thời hệ thống phun xăng điện tử làm việc với độ xác cao làm việc điều kiện khác nhau, giúp động hoạt động tốt chế độ  Sơ đồ cấu tạo hệ thống Hình 1-2: Hệ thống phun xăng điện tử EFI 1- Bình chứa xăng GVHD: TS Lê Bá Khang 10- Buji 19- Công tắc nhiệt khởi động SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 2- Bơm xăng điện 3- Bộ lọc xăng 4- Dàn phân phối 5- Bộ điều chỉnh áp suất xăng 6- Bộ giảm dao động áp suất 7- Bộ điều chỉnh trung tâm 8- Bôbin đánh lửa 9- Bộ phân phối đánh lửa 11- Vòi phun 12- Vòi phun khởi động lạnh 13- Vít điều chỉnh không tải 14- Bướm ga Lớp 51CKOT 20- Cảm biến nhiệt độ động 21- Thiết bị bổ sung không khí chạy ấm máy 22- Vít điều chỉnh hỗn hợp chạy không tải 23- Cảm biến vị trí trục khuỷu 15- Cảm biến vị trí bướm ga 24- Cảm biến tốc độ động 16- Lưu lượng kế không khí 25- Ắc quy 17- Cảm biến nhiệt độ khí 26-Công tắc khởi động nạp 18- Cảm biến lambda 27- Rơle 28- Rơle bơm xăng  Nguyên lý hoạt động hệ thống Khi động làm việc, xăng từ bình chứa (1) bơm xăng điện (2) hút qua lọc xăng (3) theo đường ống dẫn xăng đến dàn phân phối xăng (4) xăng phân phối tới vòi phun, đầu cuối dàn phân phối có lắp thông với điều chỉnh áp suất xăng (5) để ổn định áp suất xăng dàn ống phân phối Tất thông tin nhận từ cảm biến ECU tiếp nhận xử lý Sau xử lý thông tin nhận từ cảm bíên ECU lệnh cho vòi phun phun xăng thời điểm lượng cần thiết Xăng phun có kích thước nhỏ (cỡ 100µm), hạt nhiên liệu hoá hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp cháy Hỗn hợp cháy hút vào xylanh động theo trình tự làm việc động Khi bugi đánh lửa hỗn hợp cháy bốc cháy sinh công Khí thải qua xupáp xả theo đường ống xả  Ưu điểm: - Giảm tiêu hao nhiên liệu động - Tăng hiệu sử dụng dung tích xylanh - Động nhạy cảm với điều kiện làm việc tốt chế độ ổn định - Hoạt động tốt điều kiện địa hình thời tiết - Thích ứng với chế độ tải trọng khác - Giảm lượng độc tố khí thải GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT  Nhược điểm : Cấu tạo phức tạp, độ nhạy cảm cao, yêu cầu khắt khe chất lượng nhiên liệu không khí, sửa chữa bảo dưỡng đòi hỏi phải có trình độ chuyên môn cao Giá thành cao 1.3 HỆ THỐNG NẠP XẢ Dùng cấu phân phối khí kiểu xupáp treo nắp nắp xylanh - Sơ đồ cấu tạo: Hình 1.2 Hệ thống phân phối khí kiểu xupáp treo - Trục cam; - Con đội; - Đũa đẩy; - Đòn gánh; – Lò xo; - Xupáp  Nguyên lý hoạt động: Khi trục cam (1) quay, cam truyền chuyển động tịnh tiến cho đội (2) đũa đẩy (3) làm đòn gánh (4) quay quanh trục đòn gánh, đầu đòn gánh đè xupáp (6) xuống mở cửa xylanh, vấu cam vị trí cao xupáp mở hoàn toàn Trục cam tiếp tục quay làm vấu cam xuống, lúc cam không đội đội nữa, tác dụng lò xo (5) giãn làm xupáp đậy kín bệ xupáp, đồng thời đũa đẩy xuống theo chiều ngược lại Tùy loại xupáp nạp hay xả mà ta điều chỉnh khe hở nhiệt xupáp Cần phải có khe hở nhiệt động hoạt động tác dụng nhiệt độ áp suất môi chất công tác buồng đốt cao làm xupáp bị giãn nở tăng chiều dài xupáp, buồng đốt bị hở dẫn đến động hoạt động với hiệu suất không cao Ngoài GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT có trục giảm áp dùng để đóng mở xupáp thực việc giảm áp cho xy lanh cần  Ưu điểm: + Buồng cháy gọn + Dòng khí nạp bị ngoặt nên tổn thất nhỏ, tăng hiệu suất nạp từ: (5 – 7)% + Tạo điều kiện thải nạp đầy - Nhược điểm: + Tăng chiều cao động có nhiều chi tiết bố trí thân máy nắp xylanh + Lực quán tính chi tiết tác dụng lên bề mặt cam đội lớn + Nắp máy động phức tạp 1.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT Hệ thống làm mát có chức lấy nhiệt từ chi tiết nóng (như: piston, xylanh,…) để chúng không bị tải nhiệt Ngoài làm mát động có tác dụng trì nhiệt độ dầu bôi trơn phạm vi định để thực chức bôi trơn tốt, tăng hệ số nạp ηv, tăng tỷ số nén ε mà không sợ bị kích nổ Ở đây, ta dùng hệ thống làm mát nước tuần hoàn vòng kín, lấy nhiệt nhờ quạt gió nhiệt độ nước làm mát cao, thiết lập ổn định chế độ nhiệt có lợi cho làm việc động chế độ tải định mức chế độ khác, giảm tổn thất nhiệt cho nước làm mát, tăng hiệu suất thị, giảm hao mòn lót xi lanh – xéc măng, tăng độ bền nhiệt cho lót xi lanh GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT  Sơ đồ cấu tạo : Hình 1-6: Sơ đồ cấu tạo hệ thống làm mát cưỡng tuần hoàn vòng kín 1-Bình dãn nở ; 2-Bộ điều tiết nhiệt; 3-Nhiệt kế; 4-Đường nước làm mát; 5- Bơm đẩy  Nguyên lý hoạt động: - Sau làm mát cho động cơ, nước nóng qua điều tiết nhiệt (2) tới bình giãn nở (1) đến ống tản nhiệt Khi nước qua ống tản nhiệt trao nhiệt cho không khí quạt hút qua, nguội bơm (5) đẩy làm mát cho động - Khi trời lạnh, lúc khởi động động nguội, điều tiết nhiệt không cho nước tới bình giãn nở (1) làm mát, mà mở cho nước theo đường (4) trở bơm 1.5 HỆ THỐNG BÔI TRƠN Khi động hoạt động chi tiết động chuyển động tương có cọ sát mài mòn Vì việc bôi trơn cần thiết quan trọng giúp bề mặt tiếp xúc chi tiết động có lớp dầu bôi trơn: biến ma sát khô GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT thành ma sát ướt nhằm giảm hao mòn; chi tiết động chuyển động êm nhẹ nhàng Ngoài có tác dụng hấp thụ nhiệt, làm chi tiết máy Làm kín khe hở dầu qua, bảo vệ động khỏi han rỉ Ở ta sử dụng hệ thống bôi trơn cacte ướt dùng lọc thấm  Sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn cacte ướt Hình1-7: Hệ thống bôi trơn cacte ướt 1-Cacte dầu, 2-Lọc thô, 3-Bơm dầu bôi trơn, 4-Lọc tinh, 5-Bình làm mát dầu, 6-Mạch dầu chính, 7-Áp kế dầu, 8-Van điều áp, 9-Van an toàn  Nguyên lý hoạt động : Bơm dầu dẫn động từ trục khuỷu Dầu bôi trơn cácte hút vào bơm qua lưới lọc thô 2, lưới lọc để lọc sơ tạp chất có kích thước lớn Sau qua bơm dầu có áp suất cao dầu vào bầu lọc tinh dầu lọc đưa lên bình làm mát 5, dầu làm mát đưa lên đường ống dẫn dầu bôi trơn cho phận cacte  Ưu, nhược điểm : Ưu điểm: gọn, chiếm chỗ, thiết bị Nhược điểm: toàn dầu bôi trơn chứa cacte động lên cacte phải sâu để có dung tích lớn, làm tăng chiều cao động dầu luôn tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao từ buồng đốt lọt xuống theo nhiên liệu axít làm giảm tuổi thọ dầu GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 32 Lớp 51CKOT Hình 3-4: Cấu tạo nhóm truyền 3.1.1.3 Trục khuỷu - Trục khuỷu động đốt trong chi tiết quan trọng bậc Nó có khối lượng lớn, giá trị chế tạo cao (chiếm 25 đên 30% giá thành chế tạo động cơ) - Trong trình làm việc trục khuỷu chịu tác dụng tỉ trọng thay đổi theo chu kỳ uốn xoắn phức tạp Đồng thời trục khuỷu chịu mài mòn bề mặt cổ cổ biên, dao động ngang dọc có mômen uốn, xoắn không đồng giá trị gây Do điều kiện làm việc nên trục khuỷu chế tạo thép hợp kim 18XHNA chế tạo phương pháp rèn khuôn để tạo phôi, sau dùng phương pháp gia công khí để chế tạo hoàn thiện khâu lại + Cổ khuỷu: có dộ bóng cao, cổ khuỷu phải có đường kính, bên rãnh có dầu bôi trơn + Cổ biên: cần phải có độ bóng cao, cổ biên yêu cầu phải có kích thước phải có rãnh dầu để bôi trơn + Má khuỷu: dùng để nối liền cổ trục chốt khuỷu + Đối trọng: làm riêng lắp lên má khuỷu bu lông Đối trọng trục khuỷu để tạo lực quán tính ly tâm nhằm tạo cân lực ly tâm trục khuỷu, giảm tải trọng tác dụng cho cổ khuỷu GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 33 Lớp 51CKOT + Đuôi trục khuỷu: có mặt bích để lắp bánh đà làm rỗng để lắp vòng bi, đỡ trục sơ cấp hộp số Trên bề mặt ngỗng trục có lắp phớt chắn dầu, tiếp ren hồi dầu có chiều xoắn ngược với chiều quay trục khuỷu để gạt dầu trở lại, sát với cổ trục cuối đĩa chắn dầu Hình 3-5: Cấu tạo khuỷu trục 3.1.2 Các kích thước kiểm tra bền 3.1.2.1 Đối với nhóm piston • Kích thước nhóm piston [7,tr.51] Hình 3-6: Các kích thước piston - Chiều dày đỉnh piston: δ = ( 0,05 ÷ 0,1).D Chọn δ = 0,1.115 = 11,5 GVHD: TS Lê Bá Khang [mm] SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 34 Lớp 51CKOT - Chiều cao piston: H = (1,0 ÷ 1,4 ).D Chọn Η = 1,2.115 = 138 [mm] - Chiều cao từ đỉnh đến tâm chốt piston: h1 = ( 0,5 ÷ 1,2).D Chọn h1 = 0,9.D = 0,9.115 = 103,5 [mm] - Chiều cao từ chân đến tâm chốt piston: hs = H − h1 = 138 – 103,5 = 34,5 [mm] - Đường kính chốt piston: d p = ( 0,22 ÷ 0,3).D Chọn d p = 0,28.D = 0,28.115 = 32,2 [mm] - Đường kính bệ chốt: dδ = (1,3 ÷ 1,6).d p Chọn dδ = 1,5.d p = 1,5.32,2 = 48,3 [mm] - Khoảng cách giữahai bệ chốt: b = ( 0,3 ÷ 0,5).D Chọn b = 0,4.D = 0,4.115 = 46 [mm] - Bề dày thân(váy): δ S = ÷ [mm] Chọn δ S = [mm] - Chiều dày đầu piston: S = ( 0,05 ÷ 0,1).D Chọn S = 0,08.D = 0,08.115 = 9,2 [mm] - Khoảng cách từ đính piston đến xécmăng đầu tiên: e = ( 0,5 ÷ 1,5).δ Chọn e = 1,4.δ = 1,4.11,5 = 16.1 [mm] - Bề rộng xécmăng: + Đối với xécmăng khí: t = ( 0,04 ÷ 0,045).D Chọn t = 0,042.D = 0,042.115 = 4,83 [mm] + Đối với xécmăng dầu: t = ( 0,038 ÷ 0,043).D Chọn t = 0,04.D = 0,042.115 = 4,83 [mm] - Chiều cao xécmăng: a = ( ÷ ) [mm] Chọn a = [mm] - Chiều cao bờ rãnh xecmăng: a1 ≥ a [mm] Chọn a1 = a = - Khe hở miệng xécmăng trạng thái tự làm việc ( A0 ) : A0 = ( 2,5 ÷ 4) [mm] Chọn A = GVHD: TS Lê Bá Khang [mm] SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 35 Lớp 51CKOT - Khe hở đường kính xécmăng piston: + Đối với xécmăng khí: ∆t = ( 0,7 ÷ 0,95) [mm] Chọn ∆t = 0,85 [mm] + Đối với xécmăng dầu: ∆t = ( 0,9 ÷ 1.1) [mm] Chọn ∆t = 0,98 [mm] - Đường kính piston: d i = D − 2( S + t + ∆t ) d i = 115 − 2.(9,2 + 4,83 + 0,98) = 84,98 [mm] - Số lỗ khoan rãnh xécmăng dầu: n0 = ( ÷ 12 ) lỗ Chọn n = 10 lỗ - Đường kính lỗ khoan rãnh xécmăng dầu: d = ( 0,3 ÷ 0,5) a Chọn d = 0,4.a = 0,4.3 = 1,2 [mm] - Đường kính chốt piston: d cp = ( 0,22 ÷ 0,3).D Chọn d cp = 0,3.D = 0,3.115 = 34,5 [mm] - Đường kính chốt piston: d ip = ( 0,6 ÷ 0,8).d p Chọn d ip = 0,7.d p = 0,7.32,2 = 22,54 [mm] - Chiều dài chốt piston: l p = ( 0,78 ÷ 0,88).D Chọn l p = 0,86.D = 0,86.115 = 98,9 [mm] 3.1.2.2 Đối với nhóm truyền [7,tr.80] • Kích thước nhóm truyền Hình 3-6: Các kích thước truyền GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 36 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT * Đầu nhỏ truyền - Bề rộng đầu nhỏ truyền ( lắp lỏng): Ld = ( 0,28 ÷ 0,32).D Chọn Ld = 0,31.115 = 35,65 [mm] - Đường kính đầu nhỏ: d1 = (1,1 ÷1,25).d cp Chọn d1 = 1,16.d cp = 1,16.34,5 = 40,02 [mm] - Đường kính ngoài: d = (1,25 ÷ 1,65).d cp Chọn d = 1,52.d cp = 1,52.34,5 = 52,44 [mm] - Chiều dày bạc lót đầu nhỏ: Sb = ( 0,055 ÷ 0,085).d cp Chọn S b = 0,073.d cp = 0,073.34,5 = 2,519 [mm] - Chiều dày đầu nhỏ: δ = ( 0,16 ÷ 0,27 ).d cp Chọn δ = 0,18.d cp = 0,18.34,5 = 6,21 [mm] - Khe hở hướng kính bạc lót đầu nhỏ với chốt piston: ∆ = ( 0,0004 ÷ 0,0015).d cp Chọn ∆ = 0,0009.d cp = 0,0009.34,5 = 0,031 GVHD: TS Lê Bá Khang [mm] SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 37 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT • Đầu to truyền - Đường kính đầu to: d t = ( 0,56 ÷ 0,75).D Chọn d t = 0,72.D = 0,72115 = 82,8 [mm] - Chiều dài đầu to: Lt = ( 0,45 ÷ 0,95).d t Chọn Lt = 0,75.d t = 0,75.82,8 = 62,1 [mm] - Chiều dày bạc lót đầu to: f b = (0,03 ÷ 0,05)dt Chọn f b = 0,04.d t = 0,04.82,8 = 3,312 [mm] - Khoảng cách hai bu lông (C): C = (1,3 ÷ 1,75).d t Chọn C = 1,3.d t = 1,3.82,8 = 107,64 [mm] - Chiều rộng đầu to truyền: l = (1,5 ÷ 1,6).d t Chọn l = 1,5.d t = 1,5.82,8 = 124,2 [mm] - Đường kính lỗ dầu (d): Chọn d = ( ÷ 8) Chọn d = GVHD: TS Lê Bá Khang [mm] SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 38 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT • Thân truyền - Chiều dài thân truyền: L= R S 70 R S 92 = = = 140 L = = = = 184 λR 2.λR 2.0, 25 λ R 2.λ R 2.0,25 [mm] - Chiều dày thân truyền: B = 0,7.Lt = 0,7.62,1 = 43,47 [mm] - Chiều rộng thân truyền: H = 1,4.B = 1,4.43,47=60,858 [mm] h = 0,668.H = 0,668.60,858 = 40,653 [mm] - Chiều dày tối thiểu lớp kim loại chịu mòn: δ = ( 0,5 ÷ 1) [mm] Chọn δ = [mm] - Đường kính trục khuỷu: d ck = ( 0,6 ÷ 0,7 ).D Chọn d ck = 0,65.D = 0,65.115 = 74,75 [mm] - Đường kính bu lông truyền (dùng hai bu lông): d b = ( 0,18 ÷ 0,25).d ck Chọn d b = 0,22.d ck = 0,22.74,75 = 16,445 [mm] - Chiều dài bu lông: + Khoảng cách từ đuôi bu lông đến mặt ghép h1: h1 = ( 0,5 ÷ 0,65).d ck Chọn h1 = 0,56.d ck = 0,56.74,75 = 41,86 [mm] + Khoảng cách từ đầu bu lông đến mặt ghép h2 : GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 39 Lớp 51CKOT h2 = ( 0,55 ÷ 0.65).d ck Chọn h2 = 0,6.d ck = 0,6.74,75 = 44,85 [mm] - Bán kính góc lượn bu lông: r1 = ( 0,1 ÷ 0,25).d b Chọn r1 = 0,15.d b = 0,15.16,445 = 2,467 [mm] r2 = ( 0,2 ÷ 1).d b Chọn r2 = 0,7.d b = 0,7.16,445 = 11,512 [mm] Ngoài vào đường kính bu lông; tra bảng ren hệ met (sách vẽ kĩ thuật khí), ta có kích thước bu lông (theo TCVN 2284-77) đai ốc sáu cạnh xẻ rãnh (theo TCVN 1911-76) sau: * Đối với bu lông: - Đường kính danh nghĩa: d = 20 [mm] - Chiều rộng đầu bulông : S = 30 [mm] - Chiều cao đầu bulông : H = 13 [mm] - Đường kính vòng tròn : D = 33,6 [mm] - Bán kính góc lượn : r = 1,2 [mm] - Bước ren: p = 2,5 [mm] * Đối với đai ốc: - Đường kính ren : d = 20 [mm] - Chiều rộng đai ốc: S = 30 [mm] - Chiều cao đai ốc: H = 16 [mm] - Đường kính vòng ngoại tiếp: D = 33,6 [mm] - Bước ren : P = 2,5 [mm] 3.1.2.3 Đối với trục khuỷu [7,tr.123] • Kích thước trục khuỷu - Đường kính cổ trục khuỷu: Dct = ( 0,65 ÷ 0,8).D Chọn Dct = 0,7.D = 0,7.115 = 80,5 [mm] - Chiều dài cổ trục: l ct = ( 0,5 ÷ 0,6 ).Dct Chọn l ct = 0,55.Dct = 0,55.80,5 = 44,275 [mm] - Đường kính chốt khuỷu: Dck = ( 0,6 ÷ 0,7 ).D Chọn Dck = 0,65.D = 0,6.115 = 69 [mm] - Chiều dài chốt khuỷu: l ck = ( 0,8 ÷ 1).Dck GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 40 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT Chọn l ck = 0,8.Dck = 0,9.69 = 62,1 [mm] - Chiều rộng má khuỷu: h = (1 ÷ 1,25).D Chọn h = 1,2.D = 1,2.115 = 138 [mm] - Chiều dày má khuỷu: b = (0,2 ÷ 0,22).D Chọn b = 0,22.D = 0,22.115 = 25,3 [mm] - Bán kính góc lượn trục khuỷu (r): r = ( 0,06 ÷ 0,08).Dck Chọn r = 0,7.Dck = 0,7.69 = 48,3 [mm] 3.2 ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TRUYỀN LỰC 3.2.1 Chuyển vị piston - Thông số kết cấu: λ = R = 0,25 (bảng tổng hợp thông số bản) L - Phương trình chuyển động cấu trục khuỷu – truyền: S p = R[(1 − cos α ) + λ (1 − cos 2α )] Phương trình biểu diễn khoảng trượt piston, phụ thuộc vào α, R λ S L O R Hình 3-7: Liên hệ α, R λ GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 41 Lớp 51CKOT Bảng 3-1: Tổng hợp số liệu chuyển vị piston α0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Dấu + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Sp [mm] 0.00000 0.87223 3.44676 7.60033 13.13772 19.80601 27.31250 35.34445 43.58880 51.75000 59.56443 66.81030 73.31250 78.94247 83.61381 87.27467 89.89848 91.47454 92.00000 Dấu + + + + + + + + + + + + + + + + + + + α0 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 3.2.2 Vận tốc piston GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 42 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT Phương trình tốc độ chuyển động piston hàm phụ thuộc vào góc quay trục khuỷu, cách vi phân biểu thức tính chuyển vị (S p) theo thời gian Kết ta có phương trình vận tốc chuyển động piston sau: V p = R.ω (sin α + Trong đó: ω = λ sin 2α ) π n 3,14.5454,545 = = 570,909 30 30 Bảng 3-2: Bảng tổng hợp số liệu tốc độ piston α0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Dấu + + + + + + + + + + + + + + + + + + + GVHD: TS Lê Bá Khang Vp [m/s] 0.00000 5.68308 11.09217 15.97383 20.11362 23.35057 25.58632 26.78813 26.98560 26.26182 24.74008 22.56794 19.90047 16.88486 13.64791 10.28798 6.87197 3.43756 0.00000 Dấu - α0 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 43 Lớp 51CKOT 3.2.3 Gia tốc piston Lấy đạo hàm tốc độ piston theo thời gian ta có công thức tính gia tốc piston sau: V p = R.ω (cos α + λ cos 2α ) Bảng 3-3: Bảng tổng hợp số liệu gia tốc piston α0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Dấu + + + + + + + + - GVHD: TS Lê Bá Khang JP[m/s2] 18741.38531 18287.55754 16960.25999 14858.55115 12136.26874 8986.50273 5622.41559 2256.59822 918.70237 3748.27706 6125.75422 7999.29184 9370.69265 10288.26569 10834.50578 Dấu + + + + + + + + - α0 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 150 160 170 180 GVHD: TS Lê Bá Khang - 44 11110.27409 11217.56637 11243.10095 11244.83118 Lớp 51CKOT - 210 200 190 180 SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 45 Lớp 51CKOT TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Nguyễn Văn Nhận, TS Lê Bá Khang, Bài giảng Nguyên lý động đốt 2007 GS.TS Nguyễn Tất Tiến (1994, 2000), Nguyên lý động đốt trong, NXB Giáo dục Nguyễn Văn Nhận (2007), Hướng dẫn đồ án môn học Động đốt trong, No-1 Nguyễn Văn Nhận (2007), Hướng dẫn đồ án môn học Động đốt trong, No-2 Nguyễn Văn Nhận (2007), Mẫu thiết kế Động Quách Đình Liên (1994), Hướng dẫn thiết kế động Diesel, NXB Nông nghiệp Hồ Tấn Chuẩn - Nguyễn Đức Phú - Trần Văn Tế - Nguyễn Tất Tiến (1996), Kết cấu tính toán động đốt trong, tập1, 2, NXB Giáo Dục PGS.TS Nguyễn Duy Tiến (2007), Nguyên lý động đốt trong, NXB Giao thông vận tải Hà Nội GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT MỤC LỤC GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm [...]... sẽ hút trục của bánh răng 7 chuyển động qua trái ăn khớp với bánh răng 8 của động cơ Đồng thời khi này đĩa tiếp điểm đóng các tiếp điểm để cung cấp điện cho máy khởi động nên GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 11 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT motơ đề sẽ có điện và sẽ quay bánh răng 7, do đó làm quay bánh răng 8, cuối cùng làm quay trục khuỷu động cơ giúp động cơ khởi động, khi này cuộn.. .Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 10 Lớp 51CKOT 1.6 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Hệ thống khởi động có nhiệm vụ đưa động cơ từ trạng thái đứng yên sang trạng thái hoạt động Muốn thực hiện được điều này thì - Máy khởi động phải thực hiện ít nhất một chu trình làm việc trọn vẹn và công do chu trình sinh ra phải đủ để quay trục khuỷu động cơ đến tốc độ quay cần thiết để động cơ nổ và làm việc Vì vậy... Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 26 Lớp 51CKOT 2.8 ĐỒ THỊ CÔNG CHỈ THỊ 2.8.1 Đồ thị công của động cơ xăng 4 kỳ Hình 2.1: Đồ thị công của động cơ xăng 4 kỳ 2.8.2 Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công • Điểm a: điểm cuối hành trình nạp, Có áp suất p a = 0,8 và thể tích Va = Vs + Vc Vs 572,613 = = 63,624 10 − 1 10 − 1 ⇒ Va = 572,613 + 63,624 = 636,237 Trong đó: Vc = • [bar] [cm... Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 32 Lớp 51CKOT Hình 3-4: Cấu tạo nhóm thanh truyền 3.1.1.3 Trục khuỷu - Trục khuỷu của động cơ đốt trong là một trong những chi tiết quan trọng bậc nhất Nó có khối lượng lớn, giá trị chế tạo cao (chiếm 25 đên 30% giá thành chế tạo động cơ) - Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tác dụng của tỉ trọng thay đổi theo chu kỳ uốn và xoắn phức tạp Đồng thời trục... 51.4582 54.154 SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 29 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong Lớp 51CKOT Phần 3 THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 3.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 3.1.1 Sơ đồ cấu tạo và vật liệu chế tạo các bộ phận cơ bản 3.1.1.1 Nhóm piston Nhóm piston có nhiệm vụ : - Góp phần cùng với các chi tiết trong nhóm piston, lót xylanh, nắp xylanh tạo thành không gian công tác của động cơ - Nhận áp lực khí thể từ phía đỉnh truyền... thống khởi động là tạo ra số vòng quay định mức và momen quay đủ lớn - Phải làm việc ổn định, có độ bền, độ tin cậy cao - Có thể khởi động động cơ được nhiều lần liên tục - Khởi động êm, đóng ngắt êm dịu và tự động  Sơ đồ cấu tạo của hệ thống Hình 1-8: Sơ đồ hệ thống khởi động 1-Khóa điện 2,3-Cuộn dây hút của solenoi 4,5-Stato, roto của mô tơ đề 6-Ly hợp 1 chiều 7, 8- Bánh răng  Nguyên lý hoạt động của... 6,8 9,4 5,6 4,4 7,1 7 1.8 KÍNH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ a Đường kính xylanh (D) D=3 4.N e z π k D p e n.i Trong đó : Ne = 88,08 Kw : Công suất danh nghĩa Z=2 : Hệ số kỳ k D = 0,8 : Hệ số động học pe = 8,46 bar : Áp suất có ích trung bình n = 5454,545 rpm : Tốc độ quay danh nghĩa GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm 12 Đồ án: Động Cơ Đốt Trong i = 4 cái Lớp 51CKOT : Số xi... từ động cơ lên motơ đề khi nó đã nổ 1.7 ĐỘNG CƠ MẪU Bảng 1-2: Đặc điểm kỹ thuật của động cơ mẫu TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Đặc điểm kĩ thuật Dung tích xilanh (cm3) Số xilanh (cái) Công suất cực đại (mã lực/rpm) Mô men xoắn cực đại (Nm/rpm) Sử dụng nhiên liệu Tốc độ tối đa (km/h) Tiêu thụ nhiên liệu (city, L/100km) Tiêu thụ nhiên liệu (highway, L/100km) Tiêu thụ nhiên liệu (combined, L/100km) Ghi chú Động cơ. .. Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động Cơ Đốt Trong 15 Lớp 51CKOT 32 Hiệu suất có ích ηe - 0,286 33 Suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị gi g/kW.h 251,977 34 Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích ge g/kW.h 286,338 35 Lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ Ge kg/h 25,221 36 37 38 Đường kính của xylanh Hành trình của piston Dung tích công tác của xylanh Tổng nhiệt đưa vào động cơ trong 1đơn vị thời D S VS mm mm cm3... động trong lòng xylanh Nó tiếp nhận áp lực của môi chất công tác 2 rồi truyền cho trục khủy thông qua trung gian là thanh truyền Ngoài ra piston còn có công dụng trong 3 việc nạp, nén khí mới và đẩy khí thải ra khỏi không gian công tác của xylanh - Sơ đồ cấu tạo: Hình 3-1: Sơ đồ cấu tạo piston 1- Đỉnh piston; 2- Đầu và thân piston; 3- Váy piston GVHD: TS Lê Bá Khang SVTH: Nguyễn Văn Khiêm Đồ án: Động