LỜI NÓI ĐẦU Động đốt ngày phát triển mạnh số lƣợng chất lƣợng, đóng góp vai trò quan trọng nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội, khoa học công nghệ Mặc dù khoa học công nghệ đạt đƣợc thành tựu đáng kể động đốt nhƣng tất dựa nguyên lý động cổ điển, tảng sở để tiếp tục nghiên cứu, sáng tạo, phát triển hoàn thiện động đốt Môn học Kết Cấu Tính Toán Động Cơ Đốt Trong môn học chuyên ngành động đốt với tảng sở kết cấu tính toán động đốt mà sinh viên ngành kỹ thuật khí cần nắm vững Đồ án môn học “Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong” đồ án quan trọng giúp cho sinh viên hiểu sâu kiến thức đƣợc học, nắm vững kiến thức cách chủ động, lý giải đƣợc nguyên lý tƣợng có liên quan Trong đồ án môn học em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống nhiên liệu động diessel xi lanh thẳng hàng để hiểu đƣợc cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thông nhiên liệu Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Nam thầy Huỳnh Tấn Tiến hƣớng dẫn tận tình để em hoàn thành nhiệm vụ đƣợc giao Dù cố gắng nhƣng tránh khỏi sai sót, em mong đƣợc bảo thêm thầy cô ý kiến đóng góp bạn Đà Nẵng, ngày 20 tháng 10 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thanh Bình Tính toán thiết kế động D1V4-0415 BẢNG THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỀ CHO A.SỐ LIỆU BAN ĐẦU: THÔNG SỐ KỸ THUẬT KÝ HIỆU Loại nhiên liệu Số xi lanh / Số kì / Cách bố trí Thứ tự làm việc Tỷ số nén Đƣờng kính x Hành trình piston (mm x mm) Công suất cực đại / số vòng quay(KW/vg/ph) Tham số kết cấu Áp suất cực đại (MN/mm2) Khối lƣợng nhóm piston (kg) Khối lƣợng nhóm truyền (kg) Góc phun sớm (độ) Diesel i/ τ /4 / In-line 1-3-4-2 ε 17.2 D x S 76.0 x 75.5 Ne / n 64.7 /3920 λ 0,25 pzmax 6.2 m pt 0.6 m tt 0.8 φs 14 α1 12 α2 53 α3 42 α4 14 Bocsh PE inline pump Cƣỡng Cácte ƣớt Cƣỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Không Tăng Áp valve, SOHC Góc phân phối khí Hệ thống nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống nạp Hệ thống phân phối khí (độ) GIÁ TRỊ B NỘI DUNG ĐỒ ÁN: I Phần thuyết minh: Xây dựng đồ thị công,động học động lực học động D1V4-0415 Phân tích đặc điểm chung động chọn làm tham khảo Thuyết kế hệ thống nhiên liệu động D1V4-0415 II Phần vẽ: Bản vẽ đồ thị công, đồ thị động học, động lực học động D1V4-0415 Bản vẽ sơ đồ hệ thống nhiên liệu lắp cụm chi tiết: Cụm bơm cao áp,vòi phun động D1V4-0415 Bản vẽ chi tiết: Piston bơm cao áp động D1V4-0415 Hình thức trình bày theo quy định thống khoa Cơ Khi Giao Thông! GVHD Bộ môn Máy Động Lực Trang1 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Phần 1: PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC Bảng thông số chọn: Tên thông số Ký hiệu n1 n2  Tk  Pk Pth pr Tr Pa pc pb Chỉ số nén đa biến trung bình Chỉ số giản nở đa biến Tỷ số giản nở sớm Nhiệt độ khí nạp Hệ số dƣ lƣợng không khí Áp suất khí nạp môi trƣờng Áp suất khí thải Áp suất khí sót Nhiệt độ khí sót Áp suất cuối kỳ nạp Áp suất cuối trình nén Áp suất cuối trính giản nở Thứ nguyên K MN/m2 MN/m2 MN/m2 K MN/m2 MN/m2 MN/m2 Giá trị Ghi 1,36 1,25 1,4 298 1,6 0,1 1,04Pk=0,104 1,07Pth 700 0,85Pk =0,085 4,071 0,27 1,32÷1,39 1,25÷1,29 1,2÷1,5 25˚C+273˚C 1,5 ÷ 1,9  P0 (1,02-1,04)Pk (0,105-1,1)pth (0,8-0,9)pk pc=pa*n1 Pb=Pz.(ɛ /n2 TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ CÔNG: Xác định tốc độ trung bình động cơ: Cm  S n 75,5.103.3920   9,865 30 30  Động tốc độ cao hay gọi động cao tốc + Thể tích công tác : Vh  S +Thể tích buồng cháy: Vc   D   (0, 076)2 (0, 0755)  3, 425.104 m3=0,3425dm3 Vh 3, 425.104   2,11.105 m3=0,0211dm3  1 17,  +Thể tích toàn phần buồng cháy :Va =Vh +Vc =3,636.10-4m3=0,3636dm3 +Vận tốc trục khuỷu:    n 30   3920 30  410,5  rad / s  +Thể tích áp suất cực đại: Vz  .Vc  1, 4.2,11.105  2,954.105 m3 = 2,954.10-2 dm3 +Thể tích điểm cuối trình giãn nở :Vb=Va=3,636.10-4m3=0,3636dm3 Trang2 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 +Thể tích điểm cuối trình thải:Vr=Vc=2,11.10-5m3=3,11.10-2dm3 1.1 ĐỒ THỊ CÔNG: 1.1.1 Xây dựng đƣờng nén: Gọi Pnx ,Vnx áp suất thể tích biến thiên theo trình nén động Ta có: phƣơng trình đƣờng nén đa biến: pnx.Vnx n1 =const , gọi x điểm đƣờng nén : pc Vcn1  pnx Vnxn1 Từ đó: p nx  pc ( Đặt: i Vnx n1 ) Vc Vnx Vc Khi áp suất điểm x: pnx  pc i n1 [MN/m2] (1.1) n1 Ở đây, pc  pa  áp suất cuối kỳ nén Với pa áp suất cuối kỳ nạp động không tăng áp pa = (0,8  0,9)pk Chọn pa = 0,85 pk.Trong pk áp suất trƣớc xupap nạp chọn pk= 0,1[MN/m2] Nên: pa = 0,085 [MN/m2] : tỷ số nén, =17,2 (Theo [1](N T Tiến) trang 63, động Diezel buồng cháy thống nhất: buồng cháy dự bị, buồng cháy xoáy lốc…) n1: số nén đa biến trung bình Động Diesel: n1 = (1,321,39) Chọn n1 = 1,36  pc = 0,085.17,2 1,36 = 4,07 [MN/m2] Trang3 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 1.1.2 Xây dựng đƣờng giản nở: Phƣơng trình đƣờng giản nở đa biến: p.V n  const gọi x điểm đƣờng giản nở thì: n2 p z Vzn  p gnx.Vgnx Rút ra: p gnx  p z V gnx n ( ) Vz Ở đây: pz: Áp suất cực đại, pz = 6,2 [MN/m2] Vz = .Vc Trong đó: : Tỷ số giãn nở sớm,  = (1,2÷1,5) Chọn  = 1,4 n2- số giãn nở đa biến Đối với động Diesel: n2 = (1,251,29) Chọn n2 = 1,25 Ta đặt: V gnx Vc i n Suy ra: p gnx  p z n (1.2) i 2 1.1.3 Lập bảng tính đƣờng nén đƣờng giản nở : +Biểu diễn thể tích buồng cháy :Chọn Vcbd=10mm  V   dm3  Vc 2,11.102   0, 00211   Vcbd 10  mm   Giá trị biểu diễn Vhbd  Vh Vc  0,3425  162,32  mm 2,11.103 +Biểu diễn áp suất cự đại :Chọn Pzbd=200mm  P  Pz 6,  MN    0, 031  Pzbd 200  m mm  +Về giá trị biểu diễn ta có giá trị đƣờng kính Brick AB giá trị biểu diễn Vh,nghĩa giá trị biểu diễn AB=Vhbd=162mm Trang4 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 S 75,5.103  m   S    0, 00047  Vhbd 162  mm  +Giá trị biểu diễn oo’ : .R 0, 25.37, 75.103  0, 0047  mm 2 oo' 0, 0047  oo'bd    10  mm s 0, 00047 oo'   Từ công thức (1.1) (1.2), kết hợp với việc chọn thể tíchVnx Vgnx, ta tìm đƣợc giá trị áp suất pnx, pgnx Việc tính giá trị pnx, pgnx đƣợc thực bảng sau : Vx i i Đƣờng nén 1/i Pc*1/in1 Pn(mm) in2 1.000 0.633 0.390 0.288 0.224 0.182 0.152 0.112 0.087 0.071 0.059 0.050 0.044 0.038 0.034 0.031 0.028 0.025 V(dm3) V(mm) n1 0.0211 0.0295 0.0422 0.0528 0.0633 0.0739 0.0844 0.1055 0.1266 0.1477 0.1688 0.1899 0.2110 0.2321 0.2532 0.2743 0.2954 0.3165 1.0 1.4 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 0.021 0.030 0.042 0.053 0.063 0.074 0.085 0.106 0.127 0.148 0.169 0.190 0.211 0.233 0.254 0.275 0.296 0.317 10 15 20 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 1.000 1.580 2.567 3.477 4.455 5.495 6.589 8.925 11.436 14.104 16.912 19.850 22.909 26.079 29.355 32.731 36.202 39.763 0.3376 16.0 0.338 160 0.3587 17.0 0.359 0.3629 17.2 0.364 n1 4.071 2.576 1.586 1.171 0.914 0.741 0.618 0.456 0.356 0.289 0.241 0.205 0.178 0.156 0.139 0.124 0.112 0.102 Đƣờng giãn nở 1/in2 Pz.rn2\in2 131.323 83.101 51.161 37.769 29.475 23.900 19.931 14.714 11.483 9.311 7.765 6.616 5.732 5.036 4.474 4.012 3.627 3.303 1.000 1.523 2.378 3.144 3.948 4.787 5.657 7.477 9.391 11.386 13.454 15.588 17.783 20.033 22.335 24.685 27.081 29.520 1.000 0.657 0.420 0.318 0.253 0.209 0.177 0.134 0.106 0.088 0.074 0.064 0.056 0.050 0.045 0.041 0.037 0.034 43.411 0.023 0.094 3.025 32.000 0.031 0.295 170 47.142 0.021 0.086 2.786 34.519 0.029 0.274 172 47.898 0.021 0.085 2.742 35.028 0.029 0.270 Trang5 9.442 6.200 3.970 3.003 2.391 1.972 1.669 1.263 1.005 0.829 0.702 0.606 0.531 0.471 0.423 0.382 0.349 0.320 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 1.1.4 Xác định điểm đặc biệt: Vẽ hệ trục tọa độ (V, p) với tỷ lệ xích: v= 0,00211 [lít/mm] p= 0,031 [MN/m2.mm] Xác định điểm đặc biệt: Điểm r(Vc,pr) Với Vc = 0,0211 dm3 Pr: áp suất khí sót, động điesel chọn pr = 0,1113 [MN/m2] => r (0,0211;0,1113) Điểm a (Va,pa): Với Va = 0,3636 dm3 pa = 0,085 [MN/m2] =>a (0,3636; 0,085) [MN/m2] Điểm b (Va,pb): Ở đây: pb - áp suất cuối trình giãn nở pb  =   pb = p z n       = 6, 1,25  17,   1,    Pz n ;  0, 27 [MN/m ] => b (0,3636;0,27) Điểm c (Vc, pc): Và c (0,0211; 4,071) Điểm y (Vc,pz): Và y (0,0211; 6,2) Điểm z (Vz, pz): Với Vz = .Vc = 1,4 0,0211=0,0296 Nên z (0,0296; 6,2) Ta đƣợc bảng sau : Trang6 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Giá trị thực V p[MN/m2] 0,0211 0,1113 V 10 a (Va,pa) 0,3636 0,085 172 2,74 b (Va,pb) 0,3636 0,27 172 8,71 c (Vc, pc) 0,0211 4,071 10 131,32 y (Vc,pz) 0,0211 6,2 10 200 z (Vz, pz) 0,0296 6,2 14 200 Điểm đặc biệt r (Vc,pr) Giá trị vẽ p[MN/m2] 3,59 Vẽ hệ trục tạo độ VOp, trục hoành biểu diển thể tích xilanh động cơ, trục tung biểu diển áp suất khí thể piston Nối điểm trung gian đƣờng nén đƣờng giãn nở với điểm đặc biệt, đƣợc đồ thị công lý thuyết Dùng đồ thị Brick xác định điểm : - Phun sớm c’ - Mở sớm (b’), đóng muộn (r’’) xupáp thải - Mở sớm (r’), đóng muộn (a’’) xupáp nạp Hiệu chỉnh đồ thị công : Động Diesel lấy áp suất cực đại pz Xác định điểm trung gian: - Trên đoạn cz’ lấy điểm c’’ với c’’c = 1/3 cy - Trên đoạn zz’ lấy điểm z’’ với z’z’’ = 1/2 zz’ - Trên đoạn ba lấy điểm b’’ với bb’’ = 1/2 ba Nối điểm c’c’’z’’ đƣờng giãn nở thành đƣờng cong liên tục ĐCT ĐCD tiếp xúc với đƣờng thải, ta nhận đƣợc đồ thị công hiệu chỉnh Trang7 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 a 1=12° p[MN/m²] f s=a 4=14° a 3=42° a 2=53° y z''z 6,2 c'' 4,65 c c' 3,1 p = f(V) 1,55 b' r' r'' 1Vc 2Vc r P0 4Vc 6Vc 8Vc 10Vc 12Vc a' 14Vc 16Vc b b'' a V[dm³] Hình 1.1: Đồ thị công động diesel kỳ không tăng áp 1.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ PISTON BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐỒ THỊ BRICK: Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính R = S/2 = 75,5/2 = 37,75[mm] Chọn tỷ lệ xích: s cho Vhbd/v=S/s Suy : s = 0,000466 [m/mm] Giá trị biểu diễn R : Rbd  R S  37, 75  81 [mm] 0, 466 Trang8 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Từ O lấy đoạn OO’ dịch phía điểm chết dƣới đoạn : OO'  R. Với: - thông số kết cấu  = 0,25  OO '  R. 37, 75.0, 25   4, 719[mm] 2 R. 37, 75.0, 25   101[mm] 2.S 2.0, 0466 Giá trị biểu diễn : OO '  Chọn μα=2[độ/mm] Muốn xác định chuyển vị piston ứng với góc quay trục khuỷu ta làm nhƣ sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đƣờng tâm má khuỷu OB nhƣ hình 1.1 Hạ MC thẳng góc với AD Theo Brick đoạn AC = x Thật vậy, ta chứng minh điều dễ dàng Từ hình 1.1 ta có : AC = AO - OC = AO - (CO’ - OO’) = R - MO’.Cos + R./2 coi: MO’=R+ R. cos  Thay quan hệ vào công thức tính AC, sau chỉnh lý ta có :       AC  R.1  Cos    Cos 2   R.1  Cos   1  Cos 2   x      A  ÂCT M  S=2R R O R  180 x x B C 90  X=f( S=2R (S=Xmax)  O' D ÂCD Hình 1.2: Đồ Thị Chuyển Vị Trang9  Tính toán thiết kế động D1V4-0415 3.2.2.4.2 Bầu lọc tinh a Nhiệm vụ: Bầu lọc tinh dùng để lọc nhiên liệu lần cuối trƣớc nhiên liệu vào bơm cao áp b Kết cấu: Hình 3-9: Kết cấu bầu lọc tinh 1- Lò xo; 2- Phần tử lọc giấy; 3- Mặt bích; 4- Đƣờng nhiên liệu; 5- Đai ốc xả không khí; 6-Nắp 7- Đƣờng nhiên liệu ra;; 8- Lõi lọc thép c Nguyên lý làm việc: Nhiên liệu từ bơm vận chuyển nhiên liệu đƣa nhiên liệu đến bầu lọc theo đƣờng ống vào bầu lọc tinh Nhiên liệu vào bên lõi lọc có hình trụ, xung quanh lõi lọc có lỗ nhỏ để nhiên liệu qua, bên lớp vỏ lõi lọc phần tử lọc giấy Nhiên liệu qua phần tử lọc bên lõi lọc tạp chất có kích thƣớc nhỏ đƣợc phần tử giấy giữ lại Nhiên liệu Trang59 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 theo đƣờng bầu lọc nằm nắp bầu lọc đến bơm cao áp đƣờng ống thấp áp 3.2.2.5 Ống dẫn thùng chứa nhiên liệu 3.2.2.5.1 Ống dẫn nhiên liệu Đƣợc chia làm hai loại ống thấp áp ống cao áp Ống thấp áp chịu đƣợc áp suất từ 390 đến 1960 Kpa (40 - 200) Kg/cm2 dùng để dẫn nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp đƣờng hồi nhiên liệu Ống cao áp chịu đƣợc áp suất lớn 1960 Kpa Và ống cao áp đƣợc chế tạo thép ống, đầu đƣợc chế tạo hình côn đƣợc ép êcu xoáy thông qua vòng đệm để bắt chặt vào ổ côn ống nối bơm cao áp vòi phun Để tránh tƣợng bị gãy đƣờng ống rung động đƣờng ống đƣợc kẹp chặt mối giữ 3.2.2.5.2 Thùng chứa nhiên liệu Dùng để chứa nhiên liệu đủ cho động hoạt động khoảng thời gian định Thùng đƣợc dập thép lá, bên có ngăn để nhiên liệu bớt dao động Trên nắp thùng có lỗ thông Ống hút nhiên liệu bố trí cao đáy thùng cm, phần lõm lắng cặn nơi đáy thùng có nút xả Trên bầu lọc thô có van chặn ngăn không cho dầu tắt máy Trang60 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Hình 3-10: Thùng chứa nhiên liệu 1- Nắp thùng; 2- Đƣờng nhiên liệu thừa thùng; 3- Đƣờng nhiên liệu cung cấp cho hệ thống; 4- Bu lông xả cặn bẩn thùng 3.3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU: 3.3.1 Tính Toán Bơm Cao Áp: 3.3.1.1 Lƣợng nhiên liệu cung cấp cho xi lanh chu trình công tác : VX  Trong N e ge  103 (mm3 ) 120.n.i.nl : Công Ne max  1,1Ne  Ne  suất đạt cực đại N e max tăng 10% Ne hay Ne max 56,   51,5( KW ) : Công suất có ích động 1,1 1,1 ge: Suất tiêu hao nhiên liệu (g/KW.h), chọn ge =230(g/KW.h) n =3600(v/ph): Số vòng quay trục khuỷu  =4: Số kỳ  nl : Khối lƣợng riêng nhiên liệu (g/cm3), chọn nl  0,85( g / cm3 ) i= 4: Số xi lanh Trang61 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 51,55.230.4.103  VX   32,3(mm3 ) 120.3600.4.0,85 Công suất cực đại Ne max là: Ne max  56,7( KW ) Suất tiêu hao nhiên liệu lúc Ne max tawng lên (1,05  1,1)%ge, tức geNe max  1,08.230  248, 4( g / KW h) Lƣợng nhiên liệu cung cấp cho xy lanh chu trình công tác chế độ Nemax: Ne max ge max  103 56, 7.248, 4.4.103 V    38,36(mm3 ) 120.n.i.nl 120.3600.4.0,85 ' X 3.3.1.2 Lƣợng nhiên liệu lý thuyết bơm phải cung cấp đủ cho động hoạt động : Ta có: VP   VX'  Chọn   : Hệ số dự trữ   0, 75 : Hiệu suất bơm cao áp  Vp  38,36  153, 44(mm3 ) 0, 75 3.3.1.3 Đƣờng kính pisttông bơm cao áp: dP  4.VP (mm)   Trong đó:  tỷ số hành trình lớn đƣờng kính pittông  hP max   1,  Chọn   1,1 dP  dP  4.153, 44  5, 46(mm)  1, Chọn dP= 7(mm) 3.3.1.4 Hành trình lớn pittông bơm cao áp: Trang62 Tính toán thiết kế động D1V4-0415  hP max  1,1d P  1,1.7  7,7(mm) Chọn hP max  8(mm) 3.3.1.5 Hành trích có ích pittông: hP  VX'  f P Trong đó: Tiết diện ngang pittông: f P   d P2   72  38, 48(mm)  : Hệ số cung cấp bơm cao áp Ta chọn   0,8  hP  38,36  1, 25(mm) 0,8.38, 48 3.3.1.6 Tính toán van cao áp: Đƣờng kính đƣờng ống xác định gần đúng: dd  dP d Chọn dd  P   1, 4(mm) 5 4,5  Tiết diện lƣu thông đƣờng ống cao áp: fd   d P2   1, 42  1,5(mm2 ) Tiết diện lƣu thông qua mặt côn (mặt làm việc ) van loại nấm : fV  (1,5  2,5) fd Chọn fV  f d  2.1,5  3(mm2 ) Hình 3-11: Sơ đồ tính toán van cao áp Trang63 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 3.3.2 Tính Toán Vòi Phun: 3.3.2.1 Tiết diện lƣu thông fk : f k   xk (d x sin x  xk sin 2 k cos k ) Trong đó: xk chiều dài đầu kim phun Ta đo kim phun thực tế đƣợc xk  1,5(mm) dx đƣờng kính đầu kim ,ta đo đƣợc dx=4mm   600 : Góc mặt côn  f k   1,5(4.sin 60 60 60  1,5.sin cos )  7,89mm 2 Hình 3-12: Sơ đồ tính toán vòi phun Tiết diện thân kim phun: fk   d k2 (mm2 ) Trong đó: dk đƣờng kính thân kim phun Lƣợng nhiên liệu cung cấp cho chu trình từ 0,1 2,5g , đƣờng kính van kim phải 11mm Đo kim phun, ta có dk  6,5mm  fk   6,52  33,17mm2 Tiết diện hình vành khăn : fv   (d k2  d x2 )   (6,52  42 )  20, 6(mm2 ) Trang64 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 3.3.2.2 Tốc độ lý thuyết cực đại tia nhiên liệu phun từ vòi phun: W  ' g ( P  Pc" ).105 nl Trong đó: p: áp suất lỗ phun lúc tốc độ trung bình pittông C m(max) Đối với động tốc độ cao ta chọn: p=45(MN/m2) pc" : Áp suất trung bình xy lanh giai đoạn phun nhiên liệu pc"  pc  pz 4, 07  6,   5,14( MN / m2 ) 2   0,85 : Hệ số tốc độ  W '  0,85 2.10(45  5,14).105  260(m / s) 0,85 3.3.2.3 Thời gian phun: t   15   6,94.104 ( s) 6n 6.3600 Trong đó: Δφ : Góc quay trục khuỷu ứng với thời gian phun (độ), Δφ=10÷25, chọn Δφ=150 3.3.2.4 Xác định tiết diện tổng lỗ phun: F VX' .W ' t.103 Trong đó: φ: Hệ số thắt dòng lỗ phun, φ =0,7 ÷ 0,85, chọn φ=0,8 F  38,36  0, 27(mm2 ) 4 0,8.260.6,94.10 10 3.3.2.5 Đƣờng kính lỗ phun: d0  4F (mm)  i Trang65 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Trong đó: i: Số lỗ phun, chọn i=5 lỗ  d0  4.0, 27  0, 26(mm)  3.3.2.5 Kiểm tra thông số vòi phun: Diện tích chịu tác dụng áp suất nhiên liệu để nâng kim phun: s  (d k2  d x2 )   (6,52  42 )  20, 6(mm2 ) Lò xo chịu phụ tải áp suất nhiên liệu p0 p1  p0 S  0,1.20,6  2,06(MN ) Trang66 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Giáo trình nguyên lý động đốt trong; -Nguyễn Tất Tiến; NXB Giáo dục 2003 [2] – Kết cấu tính toán động đốt tập I, II ,III; -Hồ Tấn Chuẩn; Nguyễn Đức Phú; Nguyễn Tất Tiến; NXB Giáo dục 1996 [3] – Giáo trình môn học kết cấu động đốt trong; biên soạn Trần Thanh Hải Tùng; Đà Nẵng 2007 [4] – Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí, tập I, II – Trịnh Chất; Lê Văn Uyển; NXB Giáo dục Trang67 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Mục Lục PHẦN 1:PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC …………………………………….2 TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ CÔNG: 1.1 ĐỒ THỊ CÔNG: 1.1.1 Xây dựng đƣờng nén: 1.1.2 Xây dựng đƣờng giản nở: 1.1.3 Lập bảng tính đƣờng nén đƣờng giản nở : 1.1.4 Xác định điểm đặc biệt: 1.2 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ PISTON BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ BRICK: 1.3 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC: 10 1.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ GIA TỐC THEO PHƯƠNG PHÁP TÔLÊ: 11 1.5 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH Pj, LỰC KHÍ THỂ Pkh, LỰC TỔNG P1: 12 1.5.1 Đồ thị lực quán tính Pj: 12 1.5.2 Đồ thị lực khí thể Pkh : 14 1.6 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ LỰC TIẾP TUYẾN T, LỰC PHÁP TUYẾN Z VÀ LỰC NGANG N : 15 1.7 TÍNH MOMENT TỔNG T: 21 1.8 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VECTO PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU: 24 1.9 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ VECTƠ PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU TO THANH TRUYỀN : 27 1.10 TRIỂN KHAI ĐỒ THỊ PHỤ TẢI Ở TỌA ĐỘ CỰC THÀNH ĐỒ THỊ Q-α: 31 1.11.XÂY DỰNG ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU : 33 PHẦN 2:PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO 4JH-DTE CỦA HÃNG YANMAR :…………… ………………………… 36 1.1 Chọn Động Cơ Tham Khảo: 36 Trang68 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 2.2 Các đặc điểm chung động chọn tham khảo: 37 2.2.1 Piston: 37 2.2.2 Thanh truyền: 39 2.2.3 Trục khuỷu: 40 2.2.4 Cơ cấu phân phối khí: 41 2.3 Các hệ thống động chọn tham khảo: 42 2.3.1 Hệ thống bôi trơn: 42 2.3.2 Hệ thống làm mát: 43 2.3.3 Hệ thống nhiên liệu: 44 PHẦN 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 4JH-DTE…… ……46 3.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 4JH-DTE 47 3.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 4JH-DTE 48 3.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động 4JH-DTE 48 3.2.2 Đặc điểm kết cấu cụm chi tiết hệ thống nhiên liệu động 4JH-DTE 49 3.3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU: 61 3.3.1 Tính Toán Bơm Cao Áp: 61 3.3.2 Tính Toán Vòi Phun: 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Trang69 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Trang70 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Trang71 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Trang72 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Trang73 [...]... Hình 1.4: Đồ Thị Gia Tốc 1.5 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ LỰC QUÁN TÍNH Pj, LỰC KHÍ THỂ Pkh, LỰC TỔNG P1: 1.5.1 Đồ thị lực quán tính Pj: Cách xây dựng hoàn toàn giống đồ thị gia tốc, ta chỉ thay các giá trị J max, Jmin và -3R2 bằng các giá trị Pjmax, Pjmin và -3R2.m và vẽ trên đồ thị công với tỷ xích của đồ thị công Với: Trang12 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 m- khối lƣợng chuyển động tịnh tiến của cơ cấu... Diện tích F1 = F2 Đồ thị lực quán tính cũng có dạng tƣơng tự nhƣ đồ thị Tôle 1.5.2 Đồ thị lực khí thể Pkh : Kết hợp đồ thị Brick và đồ thị công nhƣ ta đã vẽ ở trên ta có cách vẽ nhƣ sau : Từ các góc : 0, 100, 200, 300, , 1800 tƣơng ứng với kỳ nạp của động cơ, 1900, 2000, 2100, , 3600 tƣơng ứng với kỳ nén của động cơ, 3700, 3800, 3900, , 5400 tƣơng ứng với kỳ cháy - giãn nở của động cơ, 5500, 5600, 5700,... đƣờng cong nối các điểm đầu mút của các đoạn ấy lại ta sẽ có đồ thị mài mòn chốt khuỷu Trang33 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 14 13 12 11 10 15 9 16 8 17 7 18 6 19 5 20 4 3 21 22 23 1 2 0 Hình 1.12: Đồ thị mài mòn chốt khuỷu Bảng 6 Bảng tính xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu Tỷ lệ xích: Q = 1,5[MN/m2.mm Trang34 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 Điểm Lực ∑'Q0 ∑'Q1 ∑'Q2 ∑'Q3 ∑'Q4 ∑'Q5 ∑'Q6 ∑'Q7... đƣợc đồ thị lực khí thể Pkh cần biểu diễn Ta có đồ thị khai triển Pkt , theo góc quay trục khuỷu  Trang14 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 250 200 150 a(rad) 100 Pj Pkt 50 P1 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 -50 -100 Hình 1.5: Đồ Thị Khai Triển :PKT,PJ,P1-α 1.5.3 Đồ thị lực tác dụng lên chốt piston P1 Lực tác dụng lên chốt piston là hợp lực của lực quán tính và lực khí thể: P1 = Pkh + Pj Từ đồ. .. đƣợc các điểm 0, 1, 2, 3, , 72 Dùng đƣờng cong nối các điểm đấy lại, ta có đồ thị lực T, Z, N cần xây dựng Trang20 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 200 Đồ Thị T,Z,N-α 150 100 α0 T (mm) 50 Z (mm) N (mm) 0 0 100 200 300 400 500 600 700 -50 -100 Hình 1.7: Đồ Thị Lực khai triển 1.7 TÍNH MOMENT TỔNG T: Thứ tự làm việc của động cơ : 1-3-4-2 Góc công tác  ct  180. 180.4   1800 i 4 Ta tính T trong... 50,00 0,00 0 100 200 300 400 500 600 700 Hình 1.11: Đồ thị khai triển phụ tải chốt khuỷu Trang32 800 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 1.11.XÂY DỰNG ĐỒ THỊ MÀI MÒN CHỐT KHUỶU : Đồ thị mài mòn của chốt khuỷu ( hoặc cổ trục 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... tính và lực khí thể: P1 = Pkh + Pj Từ đồ thị lực quán tính và lực khí thể đã vẽ ở trên, theo nguyên tắc cộng đồ thị ta sẽ đƣợc đồ thị P1 cần biểu diễn 1.6 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ LỰC TIẾP TUYẾN T, LỰC PHÁP TUYẾN Z VÀ LỰC NGANG N : Các công thức tính toán lực T, Z, N đƣợc chứng minh nhƣ sau : Ở đây: P1 = pkh + pJ p1 = P1/Fp Trang15 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 pJ = PJ/Fp Phân p1 thành hai thành phần... -2.49 708 720 12.57 0.00 0.00 0.00 720 Nối các điểm 0, 1, 2, 3, , 72 lại bằng một đƣờng cong, ta có đồ thị phụ tải tác dụng trên đầu to thanh truyền : Trang30 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 Hình 1.10: Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 1.10 TRIỂN KHAI ĐỒ THỊ PHỤ TẢI Ở TỌA ĐỘ CỰC THÀNH ĐỒ THỊ Q-α: Chọn tỷ lệ xích Q = 0,031[MN/m2.mm] và  = 2 [độ/mm] Lập bảng xác định giá trị của Q... trên đồ thị véctơ phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu Xác định trị số trung bình của phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu Q tb bằng cách đếm diện tích bao bởi đồ thị triển khai Q - , trục hoành và trục tung Kết quả đƣợc ∑Qi = 2627,595[mm], chia FQ cho chiều dài trục hoành nên giá trị của Qtb là : Giá trị biểu diễn Qtb là: Qtb=36,49 [mm] Trang31 Tính toán thiết kế động cơ D1V4-0415 Bảng 6 Bảng tính xây dựng đồ. .. DỰNG ĐỒ THỊ VECTO PHỤ TẢI TÁC DỤNG LÊN CHỐT KHUỶU: Đồ thị véctơ phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng trên chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu Sau khi có đồ thị này ta có thể tìm trị số trung bình của phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu cũng nhƣ có thể tìm đƣợc dể dàng lực lớn nhất và lực bé nhất Dùng đồ thị phụ tải ta có thể xác định khu vực Trang24 Tính toán thiết kế động cơ ... định thống khoa Cơ Khi Giao Thông! GVHD Bộ môn Máy Động Lực Trang1 Tính toán thiết kế động D1V4-0415 Phần 1: PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC Bảng thông số... TRỊ B NỘI DUNG ĐỒ ÁN: I Phần thuyết minh: Xây dựng đồ thị công ,động học động lực học động D1V4-0415 Phân tích đặc điểm chung động chọn làm tham khảo Thuyết kế hệ thống nhiên liệu động D1V4-0415... Bản vẽ đồ thị công, đồ thị động học, động lực học động D1V4-0415 Bản vẽ sơ đồ hệ thống nhiên liệu lắp cụm chi tiết: Cụm bơm cao áp,vòi phun động D1V4-0415 Bản vẽ chi tiết: Piston bơm cao áp động