Thiết kế môn học kết cấu tính toán động đốt trong
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (246.42 KB, 17 trang )
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
Đề bài:
HR 16DE NisanTIIDA
HATCHBACK 1.6P A/T
78,0
81,8
4
80 mã lực
9,8
6000 vòng/phút
19
59
59
19
10
0,09Mpa
0,112Mpa
2,006 Mpa
7,020 Mpa
0,387 Mpa
0,6kg
0,78kg
Kiểu động cơ
Đờng kính xi lanh (mm)D
Hành trình piston(mm)S
Số xilanh i
Công suất Ne
Tỉ số nén
Số vòng quay n
Suất tiêu hao nhiên liệu ge (g.ml.h)
Xupáp nạp mở sớm 1
Xupáp nạp đóng muộn 2
Xupáp thải mở sớm 3
Xupáp thải đóng muộn 4
Góc đánh lửa sớm s
áp suất cuối hành trình nạp pa
áp suất khí sót pr
áp suất cuối hành trình nén pc
áp suất cuối hành trình cháy pz
áp suất cuối hành trình dãn nở pb
Khối lợng nhóm piston mpt
Khối lợng nhóm thanh truyền mtt
Yêu cầu:Vẽ piston và tính bền đỉnh piston
I. tính toán động học và động lực học động cơ đốt trong
1/ Tính toán động học
a)Tính toán động học cơ cấu KTTT
-Bán kính quay của trục khuỷu
S
81,8
=
= 40,9 (mm)
2
2
-Chiều dài thanh truyền
R=
L=
40,9
R
=
= 163,6 (mm)
0,25
trong đó chọn tham số kết cấu( =0.25 )
-Vận tốc góc của động cơ:
n = 6000 (v/p)
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
1
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
=
6000.
= 628,32 (rad/s)
30
n: vận tốc quay của trục khuỷu
b)chuyển vị của piston
- Công thức chính xác :
X= R[ (1-cos) +
(1-cos) ]
4
(mm)
- Tính theo công thức gần đúng
X= R[ (1-cos) +
(1-cos2) ]
4
(mm)
Trong đó: X: độ chuyển vị của pittong.
R: bán kính quay của trục khuỷu
: tham số kết cấu
: góc quay của trục khuỷu
Bảng tính chuyển vị của piston và kích thớc trên bản vẽ:
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
(radial)
0
0.175
0.349
0.524
0.698
0.873
1.047
1.222
1.396
1.571
1.745
1.920
2.094
2.269
2.443
2.618
2.793
2.967
3.142
3.316
X1(mm)
0.62
2.47
5.48
9.57
14.61
20.45
26.91
33.80
40.90
48.00
54.89
61.35
67.19
72.23
76.32
79.33
81.18
81.80
81.18
X2(mm)
0.15
0.60
1.28
2.11
3.00
3.83
4.51
4.96
5.11
4.96
4.51
3.83
3.00
2.11
1.28
0.60
0.15
0.00
0.15
2
X(mm)
0.78
3.06
6.76
11.68
17.61
24.28
31.43
38.76
46.01
52.96
59.40
65.18
70.19
74.34
77.60
79.93
81.33
81.80
81.33
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
3.491
3.665
3.840
4.014
4.189
4.363
4.538
4.712
4.887
5.061
5.236
5.411
5.585
5.760
5.934
6.109
6.283
79.33
76.32
72.23
67.19
61.35
54.89
48.00
40.90
33.80
26.91
20.45
14.61
9.57
5.48
2.47
0.62
0.00
0.60
1.28
2.11
3.00
3.83
4.51
4.96
5.11
4.96
4.51
3.83
3.00
2.11
1.28
0.60
0.15
0.00
79.93
77.60
74.34
70.19
65.18
59.40
52.96
46.01
38.76
31.43
24.28
17.61
11.68
6.76
3.06
0.78
0.00
c) Tốc độ piston
- Công thức chính xác :
V= R
sin( + )
cos
(m/s)
-Tính theo công thức gần đúng
V= R( sin +
sin2)
2
đặt V1= Rsin
V2= R
sin2
2
(m/s)
(m/s)
(m/s)
trong đó: V : vận tốc của piston.
V1 : vận tốc piston cấp 1
V2 : vận tốc piston cấp 2
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
3
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
(radial)
0.000
0.175
0.349
0.524
0.698
0.873
1.047
1.222
1.396
1.571
1.745
1.920
2.094
2.269
2.443
2.618
2.793
2.967
3.142
3.316
3.491
3.665
3.840
4.014
4.189
4.363
4.538
4.712
4.887
5.061
5.236
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
V1(m/s)
0.00
4.46
8.79
12.85
16.52
19.69
22.26
24.15
25.31
25.70
25.31
24.15
22.26
19.69
16.52
12.85
8.79
4.46
0.00
-4.46
-8.79
-12.85
-16.52
-19.69
-22.26
-24.15
-25.31
-25.70
-25.31
-24.15
-22.26
V2(m/s)
0.00
1.10
2.06
2.78
3.16
3.16
2.78
2.06
1.10
0.00
-1.10
-2.06
-2.78
-3.16
-3.16
-2.78
-2.06
-1.10
0.00
1.10
2.06
2.78
3.16
3.16
2.78
2.06
1.10
0.00
-1.10
-2.06
-2.78
4
V(m/s)
0.00
5.56
10.85
15.63
19.68
22.85
25.04
26.21
26.41
25.70
24.21
22.08
19.47
16.52
13.36
10.07
6.72
3.36
0.00
-3.36
-6.72
-10.07
-13.36
-16.52
-19.47
-22.08
-24.21
-25.70
-26.41
-26.21
-25.04
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
310
320
330
340
350
360
5.411
5.585
5.760
5.934
6.109
6.283
-19.69
-16.52
-12.85
-8.79
-4.46
0.00
-3.16
-3.16
-2.78
-2.06
-1.10
0.00
-22.85
-19.68
-15.63
-10.85
-5.56
0.00
d)Gia tốc piston
J = R2 ( cos + cos2 )
(m/s2)
đặt J1= R2 cos
(m/s2)
J2= R2 ..cos2
(m/s2)
trong đó: J : gia tốc của piston.
J1 : gia tốc piston cấp 1
J2 : gia tốc piston cấp 2
Bảng các giá trị gia tốc
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
5
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
(radial)
0.000
0.175
0.349
0.524
0.698
0.873
1.047
1.222
1.396
1.571
1.745
1.920
2.094
2.269
2.443
2.618
2.793
2.967
3.142
3.316
3.491
3.665
3.840
4.014
4.189
4.363
4.538
4.712
4.887
5.061
5.236
5.411
5.585
5.760
5.934
6.109
6.283
J1(m/s)
16146.748
15901.443
15172.980
13983.494
12369.127
10378.930
8073.374
5522.513
2803.854
0.000
-2803.853
-5522.513
-8073.374
-10378.929
-12369.126
-13983.494
-15172.980
-15901.443
-16146.748
-15901.443
-15172.981
-13983.495
-12369.128
-10378.931
-8073.375
-5522.514
-2803.855
-0.001
2803.852
5522.512
8073.373
10378.929
12369.126
13983.493
15172.980
15901.443
16146.748
6
J2(m/s)
4036.687
3793.245
3092.282
2018.344
700.963
-700.963
-2018.343
-3092.282
-3793.245
-4036.687
-3793.245
-3092.282
-2018.344
-700.964
700.963
2018.343
3092.281
3793.245
4036.687
3793.245
3092.282
2018.344
700.964
-700.963
-2018.343
-3092.281
-3793.245
-4036.687
-3793.245
-3092.282
-2018.344
-700.964
700.963
2018.343
3092.281
3793.245
4036.687
J(m/s)
20183.435
19694.688
18265.262
16001.838
13070.090
9677.967
6055.031
2430.232
-989.391
-4036.687
-6597.098
-8614.795
-10091.717
-11079.893
-11668.163
-11965.151
-12080.699
-12108.198
-12110.061
-12108.198
-12080.699
-11965.151
-11668.164
-11079.893
-10091.718
-8614.796
-6597.099
-4036.688
-989.393
2430.230
6055.029
9677.965
13070.088
16001.836
18265.261
19694.687
20183.435
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
II. Tính toán động lực học
1. Khái quát
- Khi động cơ là việc, cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền nói riêng và động cơ nói
chung chịu tác dụng của các lực nh lực khí thể, lực quán tính, trọng lực và lực ma sát.
khi tính toán động lực học, ta chỉ xét các lực có giá trị lớn là lực khí thể và lực quán
tính.
- Mục đích của việc tính toán động lực học là xác định các lực do hợp lực của hai loại
lực trên đây tác dụng lên CCTKTT và mô men do chính chúng sinh ra để làm cơ sở
cho việc tính toán cân bằng động cơ, tính toán sức bền của các chi tiết, nghiên cứu
trạng thái mài mòn và tính toán dao động xoắn của hệ trục khuỷu.
- Việc khảo sát động lực học đợc dựa trên phơng pháp và quan điểm của cơ học lý
thuyết. Các lực và mô men trong tính toán động lực học đợc biểu diễn dới dạng hàm số
của góc quay trục khuỷu và quy ớc là pittong ở điểm chết trên. Ngoài ra, các lực này
thờng đợc tính với một đơn vị diện tích đỉnh pittong. Về sau khi cần tính giá trị thực của
các lực, ta nhân giá trị của áp suất với diện tích tiết diện ngang của đỉnh pittong.
2. Dựng các đồ thị véctơ phụ tải
- Đồ thị véctơ phụ tải là đồ thị biểu diễn sự tác dụng của các lực lên bề mặt làm việc ở
các vị trí khác nhau trên trục khuỷu. Các bề mặt làm việc quan trọng của động cơ gồm
bề mặt chốt khuỷu, cổ trục, bạc, lót đầu to thanh truyền và bạc lót ổ trục.
- Đồ thị vectơ phụ tải dùng để:
+ Xác định phụ tải nhằm xem xét quy luật mài mòn bề mặt làm việc.
+ Xác định khu vực chịu lực bé nhất và trung bình nhằm đánh giá nhằm chọn vị
trí khoan lỗ dầu bôi trơn.
+ Xác định đơn vị phụ tải lớn nhất và trung bình nhằm đánh giá mức độ va đập.
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
7
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
3. Xây dựng đồ thị công
-Thể tích làm việc của xilanh Vh
Vh =
.D 2 .S = .(78) 2 .81,8 = 390671,892(mm3)=390,671(cm3)
4
4
-Dung tích buồng cháy:
390671,892
Vh
=
= 44394,53mm3)=44,394(cm3)
9,8 1
1
Va = .Vc=9,8*44394,53=435066,42(mm3)=435,066 (cm3)
- Chỉ số nén đa biến trung bình n1(quá trình nén):
Vc =
Pc = Pa*n 1
i
Vc+1/16Vh Vc+1/8Vh
Vc+2/8Vh
Vc+3/8Vh
Vc+4/8Vh
Vc+5/8Vh
Vc+6/8Vh
Vc+7/8Vh
Vci(mm) 71586.1813 98777.3025 153161.135 207544.4375 261927.74 316311.0425 370694.345 425077.647
Pci(kG/cm) 10.473947 6.75996328 3.722854074 2.462674329 1.794532147 1.388425419 1.11896466 0.92888346
Pc
2,006
n1 = log ( Pa ) = log9,8( 0,09 ) =1,36
-Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2(quá trình cháy dãn nở):
Pz
n2
Pb =
n2 = log(
Pz
7,02
) = log9,8(
) = 1,28
Pb
0,387
Bảng toạ độ các điểm trung gian
i
Vc+1/16Vh Vc+1/8Vh Vc+2/8Vh Vc+3/8Vh Vc+1/2Vh
Vc+5/8Vh Vc+6/8Vh Vc+7/8Vh
Vbi(mm)
71586.18 98777.83 153161.14 207544.44 261927.74 316311.04 370694.35 425077.65
Pbi(kG/cm) 38.0835525 25.220557 14.38562208 9.75026947 7.238465514 5.685549588 4.6406455 3.894748696
-Hiệu chỉnh đồ thị công
+Bán kính vòng tròn brick Rb =Vh (mm)
+Tham số kết cấu:
+Khoảng di chuyển :
= 0,25
OO= R.
S 1 S
= . =
2 2 8 16
+Hiệu chỉnh điểm
c : Góc đánh lửa sớm s= 10
c : Pc = 1,25Pc = 1,25.20,06 = 25,075 (KG/cm2)
Ns : Góc mở sớm van nạp : 1 = 19
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
8
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
Nm : Góc đóng muộn van nạp : 2 = 59
Xs : Góc mở sớm van thải : 3 = 59
Xm : Góc đóng muộn van thải : 4 = 19
áp suất cực đại Pz = 0,85Pz = 0,85.70,2 = 59,67 (KG/cm2)
-Từ các điểm trung gian và các điểm hiệu chỉnh vẽ đồ thị P-V
tỷ lệ xích p = ((KG/cm2)/mm) và v =
(m3/mm)
4.Lực quán tính
Pj = -mR2 (cos + cos2 )=Pj1+Pj2(kG/cm2)
Trong đó m = mpt + m1
m1 =0,35mtt
m = 0,6 + 0,35.0,78 = 0,873 (kg)
Diện tích đỉnh piston
.D 2 = 4775,94 (mm2)
4
Khối lợng trên một diện tích đỉnh piston
FD =
m=
m
FD
=
0,873
= 1,827.10-5 (kg/mm2) = 18,27 (kg/m2)
4775,94
Pj= -m(J1+J2)
Bảng giá trị lực quán tính(KG/cm2)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
Pj1
-11.70
-11.30
-10.13
-8.27
-5.85
-3.03
0.00
3.03
5.85
8.27
Pj2
-2.93
-2.53
-1.46
0.00
1.46
2.53
2.93
2.53
1.46
0.00
9
Pj
-14.63
-13.84
-11.60
-8.27
-4.39
-0.50
2.93
5.56
7.31
8.27
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300
315
330
345
360
375
390
405
420
435
450
465
480
495
510
525
540
555
570
585
600
615
630
645
660
675
690
705
720
10.13
11.30
11.70
11.30
10.13
8.27
5.85
3.03
0.00
-3.03
-5.85
-8.27
-10.13
-11.30
-11.70
-11.30
-10.13
-8.27
-5.85
-3.03
0.00
3.03
5.85
8.27
10.13
11.30
11.70
11.30
10.13
8.27
5.85
3.03
0.00
-3.03
-5.85
-8.27
-10.13
-11.30
-11.70
-1.46
-2.53
-2.93
-2.53
-1.46
0.00
1.46
2.53
2.93
2.53
1.46
0.00
-1.46
-2.53
-2.93
-2.53
-1.46
0.00
1.46
2.53
2.93
2.53
1.46
0.00
-1.46
-2.53
-2.93
-2.53
-1.46
0.00
1.46
2.53
2.93
2.53
1.46
0.00
-1.46
-2.53
-2.93
8.67
8.77
8.78
8.77
8.67
8.27
7.31
5.56
2.93
-0.50
-4.39
-8.27
-11.60
-13.84
-14.63
-13.84
-11.60
-8.27
-4.39
-0.50
2.93
5.56
7.31
8.27
8.67
8.77
8.78
8.77
8.67
8.27
7.31
5.56
2.93
-0.50
-4.39
-8.27
-11.60
-13.84
-14.63
5/Tng hp lc khí thể và lực quán tính tác dụng lên cơ cấu:
P=Pkt+Pj
Pkt:áp suấtt khí thể
Dựa vào đồ thị P- ta tìm đựoc giá trị P kt tơng ứng với các góc quay trục khuỷu .Ta cộng
đại số với giá trị Pj tơng ứng với góc ta tìm đợc giá trị P
6/Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
10
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
+Vẽ trục toạ độ TOZ chiều dơng OZ hớng xuống dới,chiều dơng OT hớng sang phải
+Tính lực quay của thanh truyền
+Xác định sự biến thiên của T và lực pháp tuyến Z với
T = P* (KG/cm2)
Z = P* (KG/cm2)
Ta có mối quan hệ và : sin = sin
sin
4
Bảng giá trị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu nh trên hình vẽ
Thêm thành phần lực ly tâm của khối lợng qui về đầu to thanh truyền : tâm chốt khuỷu O c
nằm trên trục OZ,cách O một đoạn bằng trị số Pk2:
sin =
Trong đó:
m2 .R. 2
Pk2= (KG/cm2)
FD
Pk2:lực quán tính của khối lợng chuyển động quay của thanh truyền qui về đầu to
(Tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston)
m2:Phần khối lợng của thanh truyền qui dẫn về chốt khuỷu
m2=0,65.mtt=0,65.0,78=0,507 (kg)
FD:Diện tích đỉnh piston=47,75 (cm2)
R:Bán kính tay quay trục khuỷu
:Vận tốc góc trục khuỷu=628,32(rad/s)
0,507 .40,9 .101.628,322
Pk2= =17,14 (KG/cm2)
47, 75.1000
Bảng các giá trị P,T,Z
(radial) (radial) lP(mm) P(KG/cm2) T(KG/cm2) Z(KG/cm2)
0
0.000
0.000
-47.5
-14.25
0.000
-14.250
5
0.087
0.022
-48.5
-14.55
-1.584
-14.467
15
0.262
0.065
-47.5
-14.25
-4.581
-13.525
30
0.524
0.125
-41
-12.3
-7.492
-9.877
45
0.785
0.178
-30.5
-9.15
-7.632
-5.308
60
1.047
0.218
-17.5
-5.25
-5.129
-1.617
75
1.309
0.244
-4
-1.2
-1.236
-0.022
90
1.571
0.253
8
2.4
2.400
-0.620
105 1.833
0.244
17
5.1
4.598
-2.546
120 2.094
0.218
23
6.9
5.210
-4.775
135 2.356
0.178
26.5
7.95
4.612
-6.631
150 2.618
0.125
27.5
8.25
3.225
-7.664
165 2.880
0.065
27.5
8.25
1.619
-8.107
180 3.142
0.000
27.5
8.25
0.000
-8.250
195 3.403 -0.065
28
8.4
-1.648
-8.255
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
11
lT(mm) lZ(mm)
0.0
-50.9
-5.7
-51.7
-16.4
-48.3
-26.8
-35.3
-27.3
-19.0
-18.3
-5.8
-4.4
-0.1
8.6
-2.2
16.4
-9.1
18.6
-17.1
16.5
-23.7
11.5
-27.4
5.8
-29.0
0.0
-29.5
-5.9
-29.5
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
210
220
225
240
255
270
285
300
315
325
330
340
345
360
365
370
375
380
390
405
420
435
450
465
480
495
510
525
540
555
570
585
600
615
630
645
660
675
690
705
720
3.665
3.840
3.927
4.189
4.451
4.712
4.974
5.236
5.498
5.672
5.760
5.934
6.021
6.283
6.370
6.458
6.545
6.632
6.807
7.069
7.330
7.592
7.854
8.116
8.378
8.639
8.901
9.163
9.425
9.687
9.948
10.210
10.472
10.734
10.996
11.257
11.519
11.781
12.043
12.305
12.566
-0.125
-0.161
-0.178
-0.218
-0.244
-0.253
-0.244
-0.218
-0.178
-0.144
-0.125
-0.086
-0.065
0.000
0.022
0.043
0.065
0.086
0.125
0.178
0.218
0.244
0.253
0.244
0.218
0.178
0.125
0.065
0.000
-0.065
-0.125
-0.178
-0.218
-0.244
-0.253
-0.244
-0.218
-0.178
-0.125
-0.065
0.000
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
28.5
29
29.5
27
23
16
6
-3.5
-11
-12
-10
1.5
10
48.5
125
215
203
170
98
54
40
37
39
42
44
45.5
46
43
37
33
32
30
26
21
13
1
-12
-25
-37
-44
-47.5
8.55
8.7
8.85
8.1
6.9
4.8
1.8
-1.05
-3.3
-3.6
-3
0.45
3
14.55
37.5
64.5
60.9
51
29.4
16.2
12
11.1
11.7
12.6
13.2
13.65
13.8
12.9
11.1
9.9
9.6
9
7.8
6.3
3.9
0.3
-3.6
-7.5
-11.1
-13.2
-14.25
-3.342
-4.507
-5.134
-6.117
-6.220
-4.800
-1.855
1.026
2.753
2.492
1.827
-0.190
-0.964
0.000
4.083
13.960
19.576
21.556
17.908
13.513
11.723
11.437
11.700
11.359
9.968
7.918
5.394
2.531
0.000
-1.942
-3.753
-5.221
-5.890
-5.680
-3.900
-0.309
3.517
6.256
6.761
4.243
0.000
12
-7.943
-7.575
-7.382
-5.606
-3.444
-1.239
0.033
-0.323
-1.914
-2.650
-2.409
0.410
2.847
14.550
37.286
63.033
57.803
46.427
23.609
9.398
3.695
0.205
-3.021
-6.290
-9.135
-11.386
-12.820
-12.677
-11.100
-9.729
-8.919
-7.507
-5.398
-3.145
-1.007
0.006
-1.109
-4.351
-8.914
-12.529
-14.250
-11.9
-16.1
-18.3
-21.8
-22.2
-17.1
-6.6
3.7
9.8
8.9
6.5
-0.7
-3.4
0.0
14.6
49.9
69.9
77.0
64.0
48.3
41.9
40.8
41.8
40.6
35.6
28.3
19.3
9.0
0.0
-6.9
-13.4
-18.6
-21.0
-20.3
-13.9
-1.1
12.6
22.3
24.1
15.2
0.0
-28.4
-27.1
-26.4
-20.0
-12.3
-4.4
0.1
-1.2
-6.8
-9.5
-8.6
1.5
10.2
52.0
133.2
225.1
206.4
165.8
84.3
33.6
13.2
0.7
-10.8
-22.5
-32.6
-40.7
-45.8
-45.3
-39.6
-34.7
-31.9
-26.8
-19.3
-11.2
-3.6
0.0
-4.0
-15.5
-31.8
-44.7
-50.9
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
7. Vẽ đồ thị Q -
Từ đồ thị phụ tải tác
quan hệ
Q - , trong đó
cổ biên.
r
ur uuu
Q = Pk 2 +
ur
Véc tơ Q trên dồ thị có
điểm tơng ứng trên đồ thị
Sau khi xác định đợc
dựng đợc đồ thị Q- nh trên
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570
600
630
660
690
720
lQ(mm)
77
62
36
30
47
54
55
54
51
34
27
35
25
106
44
56
68
75
66
59
50
33
33
63
77
dụng lên cổ biên ta lập đợc
Q là lực tổng hợp tác dụng lên
r uu
r
ur ur uuu
T + Z = Pk 2 + Ptt
gốc đặt tại Oc ,nối từ Oc tới
quan hệ Q - ta tiến hành xây
bản vẽ.
Ta có hệ số va đập: =
Tính Qtb=
kmax Qmax
=
ktb
Qtb
F
l
F:diện tích phần dới đờng cong đồ thị Q-
L:Chiều dàI 0-720
Dựa vào đồ thị ta tìm đợc F=16500(mm2)
L=300(mm)
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
13
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
KG / cm 2
)
mm
Qtb=15,4 (KG/cm2)
Từ đồ thị,Qmax=205x0,28=57,4(KG/cm2)
= 3,72 < 4 Đảm bảo điều kiện làm việc của động cơ
Qtb=55 ,với à = 0, 28(
8. Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu
Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể hiện trạng thái hao mòn của trục và vị trí chịu tải ít để
khoan lỗ dầu theo nguyên tắc áp lực tác dụng tại đó là nhỏ nhất , khe hở là lớn nhất tồn tại
trong một khoảng thời gian dài . Cho phép hình dung trạng tháI chịu màI mòn của bề mặt
chốt
.Với các giả thiết :
Độ màI mòn tỉ lệ thuận với lực tác dụng
Lực tác dụng tại một điểm có phạm vi tác dụng là 120
Coi nh bỏ qua điều kiện làm việc thực tế của bề mặt chốt, điều kiện công nghệ và
quá trình lắp ráp
Để vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R(chọn R=100mm)
tợng trng cho chốt khuỷu, sau đó chia vòng tròn thành các phần đều nhau và đợc đánh số
thứ tự nh bản vẽ (trang bên).
Tiến hành lập bảng tính tại mỗi điểm với giả thiết phạm vi ảnh hởng của lực tại mỗi
điểm là 1200 sang 2 phía
KG / cm 2
mm
Ta xác định đợc độ dài các đoạn thẳng biểu diễn giá trị tại các điểm chia tơng ứng. Sau khi
xác định đợc tất cả các điểm trên ta tiến hành nối các điểm đó lại sẽ đợc đồ thị mài mòn
chốt khuỷu.
Từ đồ thị mài mòn cho thấy cung 678 là tập hợp các điểm chịu tải nhỏ nhất của chốt
khuỷu, nh vậy ta có thể chọn một điểm trong cung này để làm vị trí khoan lỗ đầu.
Lập bảng lợng mòn của chốt khuỷu tợng trng:
Với tỉ lệ màI mòn là: =8,5
Bảng giá trị màI mòn
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
14
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
0
1
2
3
4
Q0
303 303 303 303 303
5
6
7
8
9
Q1
279 279 279 279 279 279
96
96
96
96
96
96
96
Q3
4
4
4
4
4
4
4
4
Q4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Q6
Q7
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
303 303 303 303
Q2
Q5
10
279 279 279
96
96
4
3
3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
Q8
4
Q9
Q10
Q11
Q12
Q13
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
7
7
7
7
7
7
7
7
7
11
11
11
11
11
11
11
11
11
26
26
26
26
26
26
26
26
5
26
206 206 206 206 206 206 206 206 206
Q14
154 154 154 154 154 154 154 154 154
Q15
92
Q16
Q17
Q18
Q19
Q20
47
Q21
58
58
Q22
69
69
Q23
317 317 317 317
69
92
92
92
92
92
92
92
92
64
64
64
64
64
64
64
64
64
51
51
51
51
51
51
51
51
51
45
45
45
45
45
45
45
45
45
44
44
44
44
44
44
44
44
44
47
47
47
47
47
47
47
47
58
58
58
58
58
58
58
69
69
69
69
69
69
317 317 317 317 317
Q (mm) 1177 1133 10781013 700 402 130 44.5 66.5 269 420 509 569 616 656 693 729 761 624 787 998 12131258 1217
Q (KG/cm) 330 317 302 284 196 112 36.3 12.5 18.6 75.2 117 142 159 172 184 194 204 213 175 220 279 340 352 341
38.8 37.3 35.5 33.4 23 13.2 4.27 1.47 2.19 8.84 13.8 16.8 18.7 20.3 21.6 22.8 24 25.1 20.6 25.9 32.9 40 41.4 40.1
Phần B
Kết cấu và tính toán piston
I Tính bền cho đỉnh Piston
Tính bền cho đỉnh piston theo phơng pháp Back
Phơng pháp Back dựa trên hai giả thiết
- Coi đỉnh piston là đĩa có chiều dày đồng đều, đặt tự do trên gối đõ hình trụ
- áp suất khí thể phân bố đều
Sơ đồ tính nh hình vẽ dới:
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
15
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
Lực khí thể PZ= pz.FP
Trong đó PZ- lực khí thể tác dụng lên đỉnh Piston;
Pz- áp suất khí thể tác dụng lên đỉnh Piston;
FP- diện tích đỉnh Piston
Xét một nửa đỉnh Piston :
Lực khí thể và phản lực của nó gây uốn trên tiết diện x-x
Lực khí thể :
PZ 1 D 2
= .
.pz
2
2 4
(MN)
Lực này tác dụng lên trọng tâm một nửa hình tròn, cách x-x một khoảng :
2D
y1 =
PZ
3
Phản lực
phân bố trên nửa đờng tròn
2
đờng kíng Di (đờng kính trung bình) tác dụng lên trục tâm của nửa đờng tròn, cách trục x-x một
đoạn :
D
y2 = i
Do đó Mômen uốn đỉnh :
P
P D 2D
Mu= z ( y 2 y1 ) = Z ( i
)
2
2
3
Coi Di=D thì ta có:
D
1
Mu= PZ.
= . p z .D 3
6 24
Môđun chống uốn của tiết diện x-x :
Do đó ứng suất uốn đỉnh Piston là :
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
D. 2 (m3)
Wu =
6
16
Cơ khí ô tô B-K44
Thiết kế môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
u = pz
Thay số ta có :
D2
4 2
0.0836 2 = 343,4 (KG/cm2)= 34,34(MN/m2).
= 64,6
u = pz
4.0,018 2
4 2
Do Piston có gân tăng cờng có [ u ]= 25~190 MN/m2.
Ta thấy Piston đủ độ bền.
D2
Sinh viên :Nguyn Mnh Hùng
17
Cơ khí ô tô B-K44
