Phân tích ứng suất và đề xuất giải pháp cải tiến kết cấu của piston động cơ không trục khuỷu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (20.6 MB, 164 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2021
<b>KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO</b>
<b>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP</b>
<b> TÊN ĐỀ TÀI:</b>
<b>PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN KẾT CẤU CỦA PISTON ĐỘNG CƠ </b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2021
<b>KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO</b>
<b>ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP</b>
<b> TÊN ĐỀ TÀI:</b>
<b>PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN KẾT CẤU CỦA PISTON ĐỘNG CƠ </b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Lớp: 17145CL3 Giảng viên hướng dẫn: GVC.TS. NGUYỄN VĂN TRẠNG ĐT: 0935705017
1. Tên đề tài: Phân tích ứng suất và đề xuất giải pháp cải tiến kết cấu của piston động cơ không trục khuỷu.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: 3. Nội dung th0c hiện đề tài:
- Tìm hiểu về ứng suất nhiệt, tình hình nghiên cứu ứng suất nhiệt trên piston và xylanh trong và ngoài nước.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về truyền nhiệt và phương pháp tính tốn ứng suất nhiệt.
- Thiết kế mơ hình cụm piston - xylanh dùng trên động cơ máy cắt cỏ bằng phần mềm CATIA.
- Mô phỏng ứng suất cơ nhiệt của cụm piston-xylanh ở các chế độ tải (áp suất) khác nhau và kiểm tra bền bằng phần mềm ANSYS.
- Phân tích ứng suất tác động lên cụm piston-xylanh d0a vào kết quả mô phỏng. - Cải tiến piston để tối ưu hoá ứng suất, biến dạng và giảm khối lượng chi tiết. - Đề xuất phương án cải tiến tốt nhất.
- Thiết kế cải tiến cụm piston - xylanh để giảm ứng suất nhiệt theo phương án tốt nhất.
4. Sản phẩm: Tập thuyết minh
Tp. Hồ Chí Minh, ngày--- tháng--- năm 2021
Trưởng ngành Giáo viên hướng dẫn
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">Độc lập – T0 do – Hạnh Phúc
*******
PHIẾU NHÂhN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: TRẦN DUY THẮNG MSSV: 17145223 Hội đồng: ...Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THANH PHONG MSSV: 17145198 Hội đồng: ...
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Phân tích ứng suất và đề xuất giải pháp cải tiến kết cấu của piston động cơ không trục khuỷu. Họ và tên giảng viên hướng dẫn: GVC.TS NGUYỄN VĂN TRẠNG
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">4. Đề ngh椃⌀ cho bảo vệ hay khơng?
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên hướng dẫn
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">Độc lập – T0 do – Hạnh Phúc
*******
PHIẾU NHÂhN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên: TRẦN DUY THẮNG MSSV: 17145223 Hội đồng: ...Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THANH PHONG MSSV: 17145198 Hội đồng: ...
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Phân tích ứng suất và đề xuất giải pháp tối ưu hóa ứng suất cụm piston xylanh trong động cơ không trục khuỷu. Họ và tên giảng viên phản biện: GVC.TS. LÝ VĨNH ĐẠT
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">4. Đề ngh椃⌀ cho bảo vệ hay
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">Bộ môn Động cơ
XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Phân tích ứng suất và đề xuất giải pháp cải tiến kếu cấu của piston động cơ không trục khuỷu.Họ và tên Sinh viên: 1. NGUYỄN THANH PHONG MSSV:17145198
2. TRẦN DUY THẮNG
MSSV:1714522 3
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian th0c hiện Đồ án Tốt nghiệp, chúng em đã nhận được nhiều s0 giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của Q Thầy Cơ, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy GVC.TS Nguyễn Văn Trạng, giảng viên Bộ môn Động cơ, khoa Cơ khí Động l0c - người đã hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm Đồ án. Thầy đã tận tình giúp đỡ chúng em trong quá trình l0a chọn đề tài, cung cấp tài liệu, kiểm tra theo dõi tiến độ trong quá trình th0c hiện để chúng em có thể hồn thành Đồ án này.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo trong Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM nói chung, các Thầy Cơ trong khoa Cơ khí Động l0c nói riêng đã dạy cho chúng em những kiến thức bổ ích, những kinh nghiệm quý báu trong quá trình học tập và rèn luyện tại trường. Đó là nền tảng, đ椃⌀nh hướng vững chắc khơng chỉ giúp chúng em hồn thành Đồ án mà còn trong con đường nghề nghiệp sắp tới.
Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt q trình học tập và hồn thành Đồ án Tốt nghiệp.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Nhóm sinh viên th0c hiện Trần Duy Thắng Nguyễn Thanh Phong
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời gian gần đây, bất chấp s0 ra đời của xe hoàn toàn chạy điện, động cơ đốt trong vẫn có thể tồn tại trong một thời gian dài nữa, như là một thành phần của xe plug-in hybrid, xe điện mở rộng phạm vi hoạt động bằng máy phát điện. Hiện tại, động cơ xăng chạy máy phát điện sử dụng trên xe plug-in hybrid của các hãng ô tô trên thế giới là động cơ chu kỳ Atkinson, nhiều nhà sản xuất đặt tên là động cơ "van biến thiên", có khả năng tăng thể tích kỳ dãn nở, giảm thể tích kỳ hút nén, được đánh giá là hiệu quả về tiết kiệm nhiên liệu hơn động cơ xăng thông thường 10%.
Tuy nhiên các nhà nghiên cứu Cơ quan không gian Đức (DLR) và Trung tâm nghiên cứu phát triển của Toyota chưa hài lòng với mức hiệu quả nhiên liệu của động cơ Atkinson nên đã phát triển một hệ thống máy nổ - phát điện mới được đặt tên "Động cơ piston t0 do phát điện tuyến tính" (Free Piston Engine Linear Generator, FPEG).
Động cơ piston t0 do (Free Piston Engine) và máy phát điện tuyến tính (Linear Generator) đều không phải là ý tưởng mới. Năm 1959 một kiểu mẫu động cơ piston t0 do đầu tiên sản xuất khí nén và dùng khí nén để quay turbin phát điện đã được cấp bằng sáng chế ở Đức.
D0a trên cơ sở kế thừa những bài báo cáo, những cơng trình nghiên cứu đã có trên những động cơ truyền thống, nhóm chúng em tổng hợp và chọn lọc để trình bày cơ sở lý thuyết, phương pháp mô phỏng ứng suất nhiệt và ứng suất cơ bằng phần mềm ANYSIS và tối ưu kết cấu cụm piston - xylanh. Từ đó có thể góp phần cho việc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng loại động cơ này ở nước ta.
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">TÓM TẮT
Trong bài nghiên cứu về:PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TIẾN KẾT CẤU CỦA PISTON ĐỘNG CƠ KHÔNG TRỤC KHUỶU.
D0a vào các kiến thức đã học và tài liệu tham khảo về phân tích ứng suất các chi tiết của động cơ đốt trong nói chung và động cơ khơng trục khuỷu nói riêng, chúng em tập trung chủ yếu vào các nội dung sau:
• Tình hình nghiên cứu ứng suất nhiệt trên Piston – Xylanh của động cơ đốt trong tại Việt Nam và trên thế giới.
• Cơ sở lý thuyết về truyền nhiệt, tính tốn ứng suất cơ nhiệt trên Piston – Xylanh.
• Thiết kế mơ hình của Piston – Nắp máy-xylanh bằng phần mềm CATIA. • Mơ phỏng và đánh giá ứng suất cụm Piston – Xylanh bằng phần mềm
ANSYS.
• Đề xuất phương án tối ưu hóa kết cấu để giảm ứng suất.
Hướng tiếp cận và giải quyết đồ án này chủ yếu vào việc nghiên cứu lý thuyết, sử dụng phần mềm CATIA để thiết kế, phân tích ứng suất nhiệt của cụm piston-xylanh của động cơ không trục khuỷu bằng phần mềm ANSYS. Bên cạnh đó em được thầy GVC.TS Nguyễn Văn Trạng cung cấp tài liệu nghiên cứu liên quan đến đề tài và giải đáp những thắc mắc gặp phải trong quá trình th0c hiện để chúng em có thể hồn thành đồ án này.
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước...1
1.2.1. Các nghiên cứu ứng dụng trong nước...1
1.2.2. Các nghiên cứu ứng dụng ngồi nước...2
1.3. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu...4
1.3.1. Mục đích nghiên cứu...4
1.3.2. Đối tượng nghiên cứu và thiết kế...4
1.3.3. Phạm vi nghiên cứu...4
1.3.4. Nội dung nghiên cứu...4
1.3.5. Phương pháp nghiên cứu...5
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT NHIỆT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH...6
2.1. Ứng suất nhiệt của Piston-xylanh...6
2.1.1. Trao đổi nhiệt dẫn nhiệt...7
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">2.1.2. Trao đổi nhiệt đối lưu...7
2.1.3. Trao đổi nhiệt bức xạ...10
2.2. Tính tốn trường nhiệt độ của Piston...11
2.2.1. Phương trình vi phân truyền nhiệt...11
2.2.2. Các giả thiết và điều kiện biên của bài tốn tính tốn trường nhiệt độ. ...
2.2.3. Cơ sở lý thuyết của bài toán phần tử hữu hạn trong bài toán trường nhiệt độ...16
2.3. Các phương pháp tính tốn ứng suất nhiệt...20
2.4. Lựa chọn phương pháp tính tốn...22
2.4.1. Cơ sở lý thuyết tính tốn ứng suất nhiệt theo phương pháp phần tử
3.1.2. Xây dựng mơ hình tính tốn...41
3.2. Quy trình phân tích các thơng số...48
4.1.1 Kết quả phân tích ứng suất cơ-nhiệt, biến dạng, nhiệt độ, thông lượng nhiệt của piston và ứng suất của Xylanh...54
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">4.1.2. Kết quả ứng suất ở các giá trị áp suất khác nhau cuả piston...60
4.1.3. Kết quả phân tích ống lót của Xylanh ở các giá trị áp suất khác nhau. ...69
4.1.4. Phân tích mỏi [18]...72
4.2. Cải tiến kết cấu của piston [19]...73
4.2.1. Cải tiến chốt piston...74
4.2.2. Thay đổi vật liệu sản xuất piston [20]...87
5.3. Hướng phát triển của đề tài...99
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...100
PHỤ LỤC...103
Phụ lục 1: Code vẽ đồ thị từ matlab...103
Phụ lục 2: Các bước thiết kế piston và xy lanh...105
2.1. Quy trình thiết kế piston...105
2.2. Các bước thiết kế Xylanh...111
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
FPEG: Free Piston Engine Generaror </div><span class="text_page_counter">Trang 47</span><div class="page_container" data-page="47">Theo tốc độ di chuyển của thanh dẫn piston, tỷ số nén, kích thước xylanh, piston và vật liệu của xylanh và các yếu tố khác, thí nghiệm có thể được th0c hiện để lấy giá tr椃⌀ . Có tính đến quá trình nén là rất nhanh (0,015 giây ~ 0,005 giây), nó có thể được sử dụng để ước tính bằng chỉ số đoạn nhiệt trung bình.
Chỉ số đa nhiệt đới của sự mở rộng
Chỉ số polytropic của mở rộng có thể được l0a chọn bởi dữ liệu thử nghiệm. Với hệ số sử dụng nhiệt tăng lên, tỷ lệ đột quỵ piston S và đường kính xylanh D tăng lên và cường độ làm mát tăng lên, giá tr椃⌀ của cũng tăng lên. Với tải trọng tăng và kích thước tuyến tính xylanh tăng (S / D là khơng đổi), b椃⌀ giảm. Và khi cải thiện động cơ tốc độ cao, giá tr椃⌀ của thường giảm.
Việc tính tốn q trình làm việc động cơ
Áp suất khí nạp trước xupap nạp (p<small>k</small>)
Vì xe sử dụng động cơ xăng 2 kỳ khơng tăng áp thì
Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp (T<small>k</small>)
Đối với động cơ xăng 2 kỳ tăng áp thì T = T = 300°K<small>k0</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 48</span><div class="page_container" data-page="48">Áp suất cuối quá trình nạp (p<small>a</small>)
Đối với động cơ không tăng áp: p = p – Δp []<small>a0 k</small> (3.4)
Trong q trình tính tốn nhiệt, áp suất cuối quá trình nạp p được xác đ椃⌀nh bằng <small>a</small>
Đối với động cơ xăng: T = 900 ÷ 1100°K, ta chọn T = 900°K<small>rr</small> Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới (ΔT)
Đối với động cơ xăng: ΔT = 0 ÷ 20°C, chọn ΔT = 3°C Chọn hệ số nạp thêm (λ<small>1</small>)
Hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn λ<small>1</small> = 1,02 ÷ 1,07, ta chọn: λ = 1,02<small>1</small> Chọn hệ số quét buồng cháy (λ<small>2</small>)
Vì là động cơ khơng tăng áp nên chọn λ = 0,9<small>2</small> Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt (λ<small>t</small>)
Đối với động cơ xăng chọn λ = 1,15<small>t</small> Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξ<small>Z</small>)
Đối với động cơ xăng chọn ξ = 0,75<small>Z</small> Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξ<small>b</small>)
Đối với động cơ xăng: ξ = 0,85 ÷ 0,95, chọn ξ = 0,85<small>bb</small> Chọn hệ số lượng dư khơng khí (α)
Động cơ xăng: α = 0,85 ÷ 0,95, chọn α = 0,85 Chọn hệ số điền đầy đủ đồ thị cơng (φ<small>d</small>)
Động cơ xăng có φ = 0,93 ÷0,97, chọn φ = 0,93<small>dd</small> Tỷ số tăng áp λ
</div><span class="text_page_counter">Trang 49</span><div class="page_container" data-page="49">Đối với động cơ xăng: λ = 3 ÷ 4, chọn λ = 3
</div><span class="text_page_counter">Trang 50</span><div class="page_container" data-page="50">Thay dần các giá tr椃⌀ n vào 2 vế phương trình trên đến khi cân bằng nhau (sai số <small>1</small> không quá 0,2%) ta nhận được n = 1,374.<small>1</small>
Áp suất cuối q trình nén p :<small>c</small>
Trong đó phần nhiên liệu đã cháy tại điểm z, nếu giả thiết rằng số nhiên liệu đã đốt cháy tỷ lệ với hệ số lợi dụng nhiệt thì ta có
Tổn thất nhiệt lượng do cháy khơng hồn tồn:
ΔQ<small>H</small> = 120.10 (1 – α).M = 120.10 .(1 – 0.85).0,516 = 9288 <small>3</small> (3.21)
Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của môi chất tại điểm Z: <small>vz</small>” =
</div><span class="text_page_counter">Trang 51</span><div class="page_container" data-page="51">Với Q là nhiệt tr椃⌀ thấp của xăng Q = 43960 (<small>HH</small> kJ/kg nl) Áp suất cuối quá trình cháy p :<small>z</small>
Giải phương trình trên ta được n = 1,2<small>2</small> Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở:
</div><span class="text_page_counter">Trang 52</span><div class="page_container" data-page="52">Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình Áp suất chỉ th椃⌀ trung bình tính tốn (P<small>i</small>’):
</div><span class="text_page_counter">Trang 53</span><div class="page_container" data-page="53">Trong đó: k là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu T<small>2</small> là nhiệt độ tại khu v0c đáy của piston T<small>1</small> là nhiệt độ tại khu v0c đỉnh của piston t là độ dày của đỉnh piston (mm)
</div><span class="text_page_counter">Trang 54</span><div class="page_container" data-page="54">Điểm c: Điểm đánh lửa sớm (bougie bắt đầu đánh lừa). Điểm z: Áp suất cháy cao nhất P . <small>z</small>
Điểm b: bắt đầu quá trình thải (piston di chuyển xuống BDC, bắt đầu mở cửa xả).
</div><span class="text_page_counter">Trang 55</span><div class="page_container" data-page="55">Hình 3. 2: Đồ thị Cơng P-V mơ phỏng bằng matab
D0a vào đồ th椃⌀ ta có thể thấy rằng từ sau đường giãn nở, tại b áp suất trong xylanh giảm đột ngột trong thời gian ngắn, sau đó giảm từ từ đến khi đến điểm a thì áp suất trong xylanh bằng và sau đó giảm xuống bằng ở BDC.
Khi piston di chuyển lên TDC và đóng hồn tồn cửa xả, bắt đầu q trình nén tại điểm r, áp suất ngay tại lúc này là p<small>r</small> (áp suất đầu quá trình nén hay áp suất khí sót). Ta xem như thay đổi áp suất trong q trình nạp mơi chất mới là khơng đáng kể, nên ta xem:
Q trình nén khi diễn ra, áp suất trong xylanh tăng đến p<small>c</small>tại điểm c và sau khi bougie đánh lửa, s0 cháy diễn ra, áp suất tăng đột ngột đến. Nhưng trong th0c tế áp suất c0c đại .
</div><span class="text_page_counter">Trang 56</span><div class="page_container" data-page="56">Thông số kết cấu của piston
Cụm chi tiết piston được chọn nguyên thể từ một động cơ máy cắt cỏ 2 kỳ với các thông số được cho như sau:
Hình 3. 3: Thơng số kết cấu của piston
</div><span class="text_page_counter">Trang 57</span><div class="page_container" data-page="57">Hình 3. 4: Mơ hình 2D của Piston
</div><span class="text_page_counter">Trang 58</span><div class="page_container" data-page="58">Thơng số của Xylanh được lấy nguyên thể từ động cơ máy cắt cỏ 2 thì với các kích thước như hình sau:
Hình 3. 5: Thơng số kết cấu của xylanh
</div><span class="text_page_counter">Trang 59</span><div class="page_container" data-page="59">Hình 3. 6: Mơ hình 2D của Nắp máy-Xylanh
</div><span class="text_page_counter">Trang 60</span><div class="page_container" data-page="60">3.1.2. Xây dựng mơ hình tính tốn
Piston là một trong những thành phần quan trọng nhất của động cơ diesel. Nó là một đĩa chuyển động qua lại trong xi lanh. Chức năng của piston trong động cơ diesel hai kỳ:
- Nó biến đổi l0c do khí cháy sinh ra thành cơ năng thơng qua chuyển động t椃⌀nh tiến của nó đối với trục khuỷu thông qua thanh truyền mà không b椃⌀ thất thốt khí.
- Nó phân tán một lượng lớn nhiệt từ buồng đốt đến thành xylanh.
- Khơng khí trong xylanh được nén bởi đỉnh piston trong khi váy piston đóng vai trị dẫn hướng trong q trình chuyển động của piston từ tâm trên (TDC) đến tâm chết dưới (BDC).
- Núm và váy piston phải có đủ độ cứng để ch椃⌀u áp l0c và ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc và chống lại các sản phẩm cháy ăn mòn như dầu nhiên liệu nặng hoặc dầu diesel hàng hải.
=> Chính vì vậy phải lên phương án để tính tốn trường nhiệt độ và ứng suất cụm piston-xylanh trên cơ sở ứng dụng phần mềm Anysis, trước hết ta phải xây d0ng được mơ hình tính tốn dưới dạng hình học, sau đó phải xây d0ng mơ hình phần tử hửu hạn, xác đ椃⌀nh tính chất vật liệu, các điều kiện tải trọng nhiệt và giải bài toán bằng phần mềm Anysis trên máy tính.
Khi thiết lập bài tốn, xây d0ng mơ hình bài tốn và giải bài tốn phải thỏa mãn các điều kiện sau:
Mơ hình phải thõa mãn các điều kiện làm việc của piston- xylanh.
Mơ hình đơn giản, phù hợp với các điều kiện của phần mềm để có thể giải được Các kết quả nhận được phải có độ chính xác cao với sai số chấp nhận được Thiết lập bài tốn, xây dựng mơ hình hình học [16]
- Quá trình trao đổi nhiệt đối lưu giữa môi chất công tác tới đỉnh piston và thành
</div><span class="text_page_counter">Trang 61</span><div class="page_container" data-page="61">- Quá trình truyền nhiệt tiếp xúc động giữa phần dẫn hướng piston với xylanh - Qúa trình truyền nhiệt đối lưu giữa phần đáy piston với chất lỏng làm mát (**)
Hình 3. 7: Phân bố nhiệt độ trên piston
Phân bố nhiệt độ trên piston cho chúng ta thấy rằng các chi tiết ch椃⌀u tải trọng nhiệt lớn nhất của động cơ thường tiếp xúc tr0c tiếp với không gian làm việc của buồng đốt (có nhiệt độ cháy rất cao) các chi tiết dễ b椃⌀ biến dạng và thường là các chi tiết có kết cấu và hình dạng phức tạp; giữa các phần của chúng có s0 tương hỗ về nhiệt, về l0c và về động học với nhau. Việc xây d0ng mơ hình tốn học của cụm piston - xylanh phải đảm bảo tương quan giữa mơ hình tính tốn với mơ hình th0c về kết cấu, hình dạng, kích thước, trọng lượng,… nhằm đảm bảo kết quả tính tốn, mơ phỏng sát với th0c tế nhất có thể để đề xuất được phương án cải tiến thiết kế xây d0ng mơ hình hình học của cụm piston – xylanh phù hợp nhất trong tương lai. Trong đồ án này chúng em đã sử dụng công cụ thiết kế là CATIA sau đó xuất sang phần mềm ANYSIS, và đưa mơ hình này vào phân tích ứng suất cơ-nhiệt bằng module Generative Structural Analysis và phân tích nhiệt độ, thơng lượng bằng module Steady-state thermal trong ANYSIS.
Các giả thiết và điều kiện biên của mơ hình tính tốn
</div>
