Tính Toán Thiết Kế động Cơ đốt Trong X1V40316, THIẾT KẾ HỆ ...

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (121 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Cơ khí - Chế tạo máy

Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V40316, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ X1V40316

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.2 MB, 121 trang )

Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316MỤC LỤCMỤC LỤC..................................................................................................................... 1..................................................................................................................................... 21LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................... 1I. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠX1V4-0316....................................................................................................................21.1. Xây dựng đồ thị công......................................................................................21.1.1. Các thông số xây dựng đồ thị...........................................................................21.1.1.1. Các thông số cho trước..............................................................................21.1.2. Xây dựng đường nén........................................................................................41.1.3. Xây dựng đường giãn nở..................................................................................41.1.4. Biểu diễn các thông số.....................................................................................51.1.5. Xác định các điểm đặc biệt..............................................................................61.1.6 Vẽ và hiệu chỉnh đồ thị công.............................................................................81.2.1. Xây dựng đồ thị chuyển vị piston bằng phương pháp đồ thị Brick................101.2.2. Xây dựng đồ thị vận tốc.................................................................................111.2.3. Xây dựng đồ thị gia tốc bằng phương pháp đồ thị Tôlê.................................131.3. ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ............................................................................................................................. 151.3.1. Xác định khối lượng tham gia chuyển động tịnh tiến.....................................151.3.2. Xây dựng đồ thị lực quán tính –PJ – V..........................................................161.3.4. Vẽ đồ thị khai triển PJ - α..............................................................................171.3.5. Vẽ đồ thị P1 - α..............................................................................................171.3.6. Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N theo α.......21................................................................................................................................. 24Hình 1-7: Đồ thị T - ; Z - ; N - ......................................................................... 241.3.7. Xây dựng đồ thị ΣT - α..................................................................................241.3.8. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu...........................................................261.3.9. Khai triển đồ thị Q - α....................................................................................281.3.10. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền............................................32Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316................................................................................................................................. 36Hình 1-11: Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền......................................361.3.11. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu..........................................................................36..................................................................................................................................... 41Hình 1-12: Đồ thị mài mòn chốt khuỷu.......................................................................41II. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐỘNG CƠ 1NZ-FE:.............................422.1 Thông số kỹ thuật động cơ chọn tham khảo 1NZ-FE.....................................422.2. Phân tích một số đặc điểm kết cấu của động cơ 1NZ-FE:.............................422.2.1. Nhóm piston, thanh truyền, trục khuỷu..........................................................452.2.2. Cơ cấu phân phối khí.....................................................................................512.2.3. Hệ thống bôi trơn, làm mát............................................................................552.2.3.1. Hệ thống bôi trơn....................................................................................552.2.3.2. Hệ thống làm mát....................................................................................562.2.4. Hệ thống nhiên liệu........................................................................................57III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ĐỘNG CƠ X1V4-0316....................593.3. Hệ thống thay đổi góc phân phối khí:...................................................................713.3.1. Pha phân phối khí trong động cơ:.......................................................................71Để thải sạch sản vật cháy ra khỏi xilanh, xupáp xả không đóng tại vị trí ĐCT mà đóngchậm hơn một chút (khi trục khuỷu đã quay quá ĐCT vào khoảng 5-30 góc quay trụckhuỷu, nghĩa là khi bắt đầu kỳ một).............................................................................71Để giảm cản cho quá trình nạp, có nghĩa là đảm bảo cho đường thông qua xupáp nạpđã được mở rộng dần trong khi piston đi xuống trong kỳ một, xupáp nạp cũng đượcmở sớm hơn một chút (trước khi piston đến ĐCT khoảng 10 400 góc quay trục khuỷu).Như vậy vào cuối kỳ bốn và đầu kỳ một cả xupáp nạp và xả đều mở. Giai đoạn cùngmở của các xupáp nạp và xả được gọi là thời kỳ trùng điệp của các xupáp. Thời kỳ nàycó tác dụng tốt đến việc thải sạch khí xả và nạp đầy môi chất mới vào xilanh nhờ tácdụng hút của dòng khí xả trên đường ống thải.............................................................71Giai đoạn tính từ lúc mở đến lúc đóng các xupáp (tính bằng góc quay trục khuỷu)được gọi là pha phân phối khí......................................................................................72Ảnh hưởng của pha phân phối khí đến quá trình nạp và thải của động cơ bốn kỳ đượcthể hiện qua hệ số nạp thêm và hệ số quét buồng cháy . Các hệ số này làm cho giá trịĐồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316của hệ số khí nạp và hệ số khí sót tính theo pha phân phối khí lý thuyết được sát vớigiá trị thực trong động cơ thực tế.................................................................................72Hiện nay chưa có một phương pháp giải tích chặt chẽ để xác định và theo thời điểmmở và đóng các xupáp nạp và xupáp xả, và được chọn dựa vào số liệu thực nghiệm. Vìvậy cần phải tìm hiểu kỹ các pha phân phối của những động cơ đã chế tạo và ảnhhưởng của chúng đến diễn biến quá trình nạp và thải của động cơ..............................72..................................................................................................................................... 72Hình 3-11 Pha phân phối khí........................................................................................721. Vị trí mở xupáp nạp; 2. Vị trí đóng xupáp nạp.3. Vị trí mở xupáp xả; 4. Vị trí đóngxupáp xả....................................................................................................................... 723.4. Đặc điểm,kết cấu của hệ thống thay đổi góc phân phối khí:.................................723.4.1. Chức năng của hệ thống:....................................................................................72Hệ thống làm thay đổi góc phân phối khí sao cho phù hợp với điều kiện làm việc củađộng cơ. Hệ thống sử dụng áp suất thuỷ lực điều khiển bằng van điện từ để xoay trụccam nạp và thay đổi thời điểm phối khí để đạt được thời điểm phối khí tối ưu . Hệthống này có thể xoay trục cam một góc tính theo góc quay trục khuỷu để đạt thờiđiểm phối khí tối ưu cho các chế độ hoạt động của động cơ dựa vào các tín hiệu nhậnđược từ các cảm biến và được điều khiển bằng ECU động cơ. Do đó hệ thống nàyđược đánh giá rất cao vì nó cải thiện quá trình nạp và thải, tăng công suất động cơ,tăng tính kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường.............................................................73* Cấu tạo:..................................................................................................................... 73Cấu tạo hệ thống gồm: Bộ điều khiển phối khí, van điều khiển phối khí, ECU độngcơ, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến lưu lượng khí nạp và cảm biến vị trí bướm ga,cảm biến vị trí trục cam, cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Trong đó hai bộ phận quantrọng nhất của hệ thống là van điều khiển phối khí và bộ điều khiển...........................73..................................................................................................................................... 73Bộ phận chấp hành của hệ thống bao gồm bộ điều khiển dùng để xoay trục cam nạp,áp suất dầu dùng làm xoay bộ điều khiển, và van điều khiển dầu phối khí trục cam đểđiều khiển đường đi của dầu........................................................................................733.4.2. Bộ điều khiển của hệ thống:...............................................................................74Bộ điều khiển làm nhiệm vụ quay trục cam nạp theo sự điều khiển của ECU động cơ...................................................................................................................................... 74Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh quay đượcgắn cố định trên trục cam nạp bằng bulông và chốt định vị. Trong cánh quay có cácđường dẫn dầu thông với trục cam để dẫn dầu vào các khoang bên trong bộ điều khiển.Áp suất dầu được gửi từ phía làm sớm hay phía làm muộn trục cam nạp sẽ xoay cáccánh gạt của bộ điều khiển hệ thống theo hướng tương ứng để thay đổi thời điểm phốikhí của xupáp...............................................................................................................74..................................................................................................................................... 74Ngoài ra trên cánh quay còn có lắp chốt hãm, cố định cánh quay với đĩa xích khi độngcơ chưa làm việc. Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộnnhất để duy trì khả năng khởi động. Khi áp suất dầu không đến bộ điều khiển hệ thốngngay lập tức sau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt động của bộđiều khiển hệ thống xoay cam nạp để tránh tiếng gõ...................................................743.4.3. Van điều khiển phối khí:.....................................................................................74Van điều khiển phối khí làm nhiệm vụ điều khiển đường dầu đến bộ điều khiển theotín hiệu điều khiển của ECU........................................................................................75Khi nhận tín hiệu từ ECU động cơ qua giắc nối điều khiển van điện từ đóng mở cácđường đến bộ điều khiển về phía mở sớm hay muộn tuỳ theo tín hiệu điều khiển phụthuộc vào chế độ làm việc của động cơ........................................................................75Van điều khiển dầu phối khí trục cam chọn đường dầu đến bộ điều khiển tương ứngvới độ lớn dòng điện từ ECU động cơ. Bộ điều khiển quay trục cam nạp tương ứng vớicác vị trí đặt áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí...................................................................................................................................... 75ECU động cơ tính toán thời điểm đóng mở xupáp tối ưu dưới các điều kiện hoạt độngkhác nhau theo tốc độ của động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nướclàm mát để điều khiển van phối khí trục cam. Hơn nữa, ECU dùng các tín hiệu từ cáccảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để tính toán thời điểm phối khíthực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chuẩn..........75Khi nhận tín hiệu từ ECU động cơ qua giắc nối điều khiển van điện từ đóng mở cácđường đến bộ điều khiển về phía mở sớm hay muộn tuỳ theo tín hiệu điều khiển phụthuộc vào chế độ làm việc của động cơ........................................................................75..................................................................................................................................... 75Hình 3-15 Cấu tạo của van điều khiển phối khí...........................................................76Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-03161 - Vỏ van ; 2 - Lò xo ; 3 - Đường dầu về; 4 - Đường dầu đi;5 – Đường dầu về; 6 Phớt chắn dầu; 7 - Cuộn dây điện từ; 8 – Piston; 9 – Dắt cắm; 10 – Đến bộ điều khiển(phía mở muộn); 11 – Đến bộ điều khiển (phía mở sớm).............................................76..................................................................................................................................... 76Hình 3-18 Cảm biến vị trí trục cam..............................................................................761 - Cuộn dây; 2 - Thân cảm biến ; 3 - Lớp cách điện; 4 - Giắc cắm.............................76* Nguyên lý làm việc: Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tínhiệu G có 3 răng. Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trụccam và cảm biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộnnhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G. Tín hiệu G này đượctruyền đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợpnó với tín hiệu NE từ trục khuỷu để xác định điểm chết trên kì nén của mỗi xy lanh đểđánh lửa và phát hiện góc quay trục khuỷu. ECU động cơ dùng thông tin này để xácđịnh thời gian phun và thời điểm đánh lửa...................................................................76..................................................................................................................................... 77Hình 3-19 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam...................................................771 - Rôto tín hiệu ; 2 - Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam.............................................774. Tính toán các thông số cơ bản của cơ cấu phân phối khí:........................................774.1. Xác định kích thước của tiết diện lưu thông:.........................................................77Tiết diện lưu thông của xupáp ảnh hưởng đến chất lượng nạp thải của động cơ. Vì vậykhi thiết kế cần tăng đường kính xupáp càng lớn càng tốt nhưng bị hạn chế bởi đườngkính xilanh, Diện tích mặt nấm xupáp của các động cơ hiện nay thường chiếm khoảng25-40% diện tích đỉnh pittông, tuy vậy trong động cơ xăng dùng buồng cháy bán cầuhoặc chõm cầu, xupáp bố trí nghiêng hai bên nên diện tích xupáp lớn đến 35% diệntích đỉnh pittông. Ở động cơ dùng nhiều xupáp cho một xilanh (4 xupáp) thì diện tíchnày mới tăng được 40% so với diện tích đỉnh pittông. Diện tích xupáp nạp thường lớnhơn diện tích xupáp thải khoảng 10 15% và thường bằng 15 35% diện tích đỉnhpittông.......................................................................................................................... 77Khi tính toán tiết diện lưu thông của xupáp phải dựa vào giả thiết lưu động ổn địnhcủa dòng khí khi đi qua họng đế xupáp. Ta coi dòng khí nạp hoặc thải có tốc độ bìnhquân và tốc độ của piston không đổi............................................................................77Căn cứ vào điều kiện lưu động ổn định và liên tục của dòng khí, ta............................77Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316(4 – 1).......................................................................................................................... 78etTrong đó: - Tốc độ trung bình của dòng khí qua họng đế xupáp (m/s)......................78- Tiết diện lưu thông của họng đế xupáp (cm2)...........................................................78..................................................................................................................................... 78- Đường kính họng đế xupáp.......................................................................................78- Số xupáp................................................................................................................... 78và - mật độ của dòng khí ở họng xupáp và ở trong xilanh, coi= ................................78- Tốc độ bình quân của pittông....................................................................................78Từ công thức (4 – 1) ta có:...........................................................................................78(4 – 2).......................................................................................................................... 78Với (m/s)..................................................................................................................... 78Và (cm2)..................................................................................................................... 78S – Hành trình pittông. S = 87(mm)............................................................................78n – Số vòng quay trục khuỷu. n = 5260 (vòng/phút)...................................................78D – Đường kính xilanh. D = 74 (mm).........................................................................78Từ (4 – 2) ta rút ra tốc độ bình quân của dòng khí qua họng đế xupáp........................78(4 – 3).......................................................................................................................... 78Đường kính họng đế xupáp: (4– 4).............................................................................78Tốc độ bình quân của dòng khí thải thường lớn hơn dòng khí nạp khoảng 20 50%. Dođó xupáp thải làm nhỏ hơn xupáp nạp. Vì vậy mặt nấm của xupáp thải có độ cứngvững lớn, khó biến dạng và diện tích chịu nhiệt nhỏ hơn.............................................79..................................................................................................................................... 79Hình 4-1 Tiết diện lưu thông qua xupáp.......................................................................79Tiết diện lưu thông fkx qua xupáp (tiết diện vành khăn) được xác định theo công thức:..................................................................................................................................... 79(4 – 5).......................................................................................................................... 79Với: d1 = dh + 2.e ; h’ = h.cos ; e = h’.sin...................................................................79Thay vào (4 – 5) ta được:.............................................................................................79fkx = .h.(dh.cos + h.sin.cos2). (4 – 6).........................................................................79Rõ ràng fkx phụ thuộc vào và h, khi càng nhỏ tiết diện lưu thông càng lớn. Hành trìnhh càng lớn fkx càng lớn. Tuy vậy hành trình h bị hạn chế bởi tiết diện của họng đếxupáp, tiết diện lưu thông không thể lớn hơn tiết diện họng đế xupáp.........................79Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316Khi = 00 , thì fkx = và hành trình xupáp hmax = dh /4...............................................79Khi = 450 thì hành trình xupáp phải lớn hơn mới có thể đạt được điều kiện tiết diệnlưu thông bằng tiết diện họng đế xupáp. Trong động cơ ngày nay, hành trình xupápnằm trong phạm vi: h = (0,18 0,3) dh...........................................................................80* Tiết diện lưu thông qua xupáp nạp:...........................................................................80Theo thực nghiệm và tính toán nhiệt tốc độ của dòng khí nạp được chọn:..................80vkn = (40 115) (m/s) chọn vkn = 60 (m/s)..................................................................80Số xupáp nạp i = 2......................................................................................................80Từ (4 – 4) suy ra đường kính họng nạp:.......................................................................80dhn = (mm).................................................................................................................80Chọn h = 0,27 dhn = 0,27.26,38 = 7,12 (mm)..............................................................80Góc côn của nấm xupáp nạp: = 450.............................................................................80Từ (4 – 6) ta có:...........................................................................................................80fkx = .7,12.(26,38.cos450 + 7,12.sin450.cos2450) = 473,3 (mm2).............................80Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của xupáp nạp theo (4 – 2)..........................80vkn = vp. = 15,25.69,24 (m/s).....................................................................................80vkn (70 90) (m/s). Vậy vkn thỏa mãn điều kiện..........................................................80* Tiết diện lưu thông qua xupáp thải:...........................................................................80Theo thực nghiệm và tính toán nhiệt tốc độ của dòng khí thải được chọn:..................80vkt = (1,2 1,5) vkn = 1,2.69,24= 83,064 (m/s)............................................................80Số xupáp thải i = 2......................................................................................................80Từ (4 – 4) suy ra đường kính họng thải:.......................................................................80dht = (mm)..................................................................................................................80Chọn h = 0,3 dht = 0,3.24,5 = 7,35 (mm).....................................................................80Góc côn của nấm xupáp thải: = 450.............................................................................80Từ (4– 6) ta có:............................................................................................................80fkx = .7,35.(22,42.cos450 + 7,35.sin450.cos2450) = 425,85 (mm2)...........................80Kiểm nghiệm lại tiết diện lưu thông thực của xupáp thải theo (4 – 2).........................80vkt = vp. = 15,25.5,04 (m/s)........................................................................................81vkt < (70 90) (m/s). Vậy vkt thỏa mãn điều kiện........................................................814.2. Phân tích chọn dạng cam:.....................................................................................814.2.1. Yêu cầu:.............................................................................................................81Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316Khi chọn dạng cam, cần phải xét các điểm sau:...........................................................81* Dạng cam phải đảm bảo cơ cấu phối khí có trị số “thời gian – tiết diện” lớn nhấtnghĩa là khả năng lưu thông dòng khí lớn nhất. Vì vậy cam phải mở xupáp thật nhanh,giữ cho xupáp mở ở vị trí lớn nhất thật lâu và khi đóng thì đóng thật nhanh xupáp.....81* Dạng cam phải thích hợp để giai đoạn mở và đóng xupáp có gia tốc và vận tốc nhỏnhất. Do đó cơ cấu phân phối khí làm việc êm, ít va đập và hao mòn.........................81* Dạng cam phải đơn giản, dễ chế tạo..........................................................................81Trên cơ sở đảm bảo 3 yêu cầu trên, động cơ ta thiết kế dùng loại cam lồi...................814.2.2. Phương pháp thiết kế cam:.................................................................................81Cam của động cơ được ta chọn là loại cam thiết kế trên cơ sở định sẵn dạng cam. Vớiphương pháp này, mặt cam là tập hợp của những cung tròn, cung parabol hoặc đườngthẳng.v.v. để dễ gia công. Sau đó căn cứ vào quy luật nâng đã định, đạo hàm hai lầnvới góc quay của trục cam để tìm quy luật gia tốc rồi kiểm tra xem có phù hợp với yêucầu về gia tốc của cơ cấu phân phối khí hay không.....................................................81Theo phương pháp này có ưu điểm là đảm bảo tính công nghệ gia công trục cam đượcđơn giản. Ngoài ra khi thiết kế theo phương pháp này sẽ phù hợp cho động cơ có tốcđộ thấp và trung bình...................................................................................................81Loại cam lồi cung tròn có trị số thời gian – tiết diện lớn nhất. Tuy vậy loại cam lồi nàycó gia tốc dương lớn nhất do đó cơ cấu phối khí khi làm việc va đập rất mạnh. Tronggiai đoạn đóng mở xupáp, lực quán tính tác dụng lên mặt cam có trị số rất lớn. Vì vậytrị số cho phép của gia tốc dương phụ thuộc vào độ cứng của bề mặt tiếp xúc của camvới con đội và độ cứng vững của trục cam cũng như khả năng chịu tải của ổ trục cam.Trị số cho phép của gia tốc âm, phụ thuộc vào khả năng làm việc của lò xo. Để giảmkích thước của lò xo và giảm phụ tải tác dụng lên lò xo, thường phải khống chế trị sốtuyệt đối của gia tốc âm ở phạm vi nhỏ nhất................................................................81Từ quan điểm trên ta thấy dạng cam lồi có trị số tuyệt đối của gia tốc âm nhỏ nhất nênkích thước của lò xo xupáp nhỏ nhất. Để khắc phục nhược điểm gia tốc dương quá lớncủa dạng cam lồi có thể dùng các biện pháp công nghệ và thiết kế để tăng độ cứng bềmặt và độ cứng vững của trục cam...............................................................................824.3. Dựng hình cam lồi:...............................................................................................82* Cam nạp: Góc công tác của cam nạp . (4 – 7)...........................................................82Trong đó:...................................................................................................................... 82Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316= 100 góc mở sớm của xupáp nạp...............................................................................82= 630 Góc đóng muộn của xupáp nạp.........................................................................82..................................................................................................................................... 82Đường kính trục cam: dc = 26 (mm)............................................................................82Độ nâng lớn nhất của con đội: h = 7,9.(mm)................................................................82Bán kính lưng cam: R1 = (1,52,5) h = 2,35.7,9 = 18,6 (mm).......................................82Để thõa mãn dạng cam lồi của xupáp ta phải có điều kiện chọn h > r > h/2 7,9> r>3,95. Ta chọn bán kính cung đỉnh cam nạp: r = 5 (mm).............................................82Cách dựng: Đối với cam nạp .......................................................................................82+ Vẽ vòng tròn tâm O bán kính R1 = 18,6 (mm), xác định góc AOA’ = .....................82+ Trên đường phân giác của góc AOA’ ta lấy EC = h (E thuộc vòng tròn bán kính R1)...................................................................................................................................... 82+ Vẽ vòng tròn đỉnh cam có tâm O1 bán kính r = 5(mm) nằm trên đường phân giác đó.Vòng tròn này đi qua điểm C.......................................................................................82+ Vẽ cung tròn có bán kính tiếp tuyến với hai vòng tròn trên có tâm O2 nằm trênđường kéo dài của OA.................................................................................................82+ Sau khi đã xác định được R1, hmax, , và r1 bán kính cung tiếp tuyến ngoài có thểxác định từ quan hệ tam giác vuông O1MO2 như sau:................................................82..................................................................................................................................... 83Hình 4-2 Dựng hình cam lồi của cam nạp...................................................................83Kẻ O1M vuông góc với OA. Xét tam giác vuông O1MO2 có:....................................83(O1O2)2 = (O1M)2 + (O2M)2....................................................................................83Đặt D = R1 + hmax – r = 18,6 + 7,9 – 5= 21,5(mm)....................................................83Mặt khác ta có: ............................................................................................................83Từ đó ta xác định :.......................................................................................................83=.................................................................................................................................. 83= ................................................................................................................................. 84..................................................................................................................................... 84Hình 4-3 Xác định bán kính của cam nạp...................................................................84Bán kính R của nấm con đội. Để con đội không bị kẹt, bán kính R phải lớn hơn OK. 84OK = ( - R1).sin..........................................................................................................84Từ tam giác O1MO2 ta có:..........................................................................................84Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316.................................................................................................................................... 84.................................................................................................................................... 84Nếu muốn cho con đội không bị kẹt, phải đảm bảo điều kiện:.....................................84..................................................................................................................................... 84(mm)...........................................................................................................................84Chọn R = 15 (mm)......................................................................................................84* Cam thải: Góc công tác của cam thải........................................................................84Trong đó....................................................................................................................... 84= 400 Góc mở sớm của xupáp thải..............................................................................85= 30 Góc đóng muộn của xupáp thải...........................................................................85..................................................................................................................................... 85Đường kính trục cam: dc = 26 (mm)............................................................................85Độ nâng lớn nhất của con đội: h = 7,7 (mm)................................................................85Bán kính cung đỉnh cam thải: r = 4 (mm)....................................................................85Bán kính lưng cam: R1 = 18,6 (mm)...........................................................................85Cách dựng: Đối với cam thải ......................................................................................85+ Vẽ vòng tròn tâm O bán kính R1 = 18,6 (mm), xác định góc AOA’ = .....................85+ Trên đường phân giác của góc AOA’ ta lấy EC = h (E thuộc vòng tròn bán kính R1)...................................................................................................................................... 85+ Vẽ vòng tròn đỉnh cam có tâm O1 bán kính r = 4 nằm trên đường phân giác đó.Vòng tròn này đi qua điểm C.......................................................................................85+ Vẽ cung tròn có bán kính tiếp tuyến với hai vòng tròn trên có tâm O2 nằm trênđường kéo dài của OA.................................................................................................85+ Sau khi đã xác định được R1, hmax, , và r1 bán kính cung tiếp tuyến ngoài có thểxác định từ quan hệ tam giác vuông O1MO2 như sau:................................................85..................................................................................................................................... 85Hình 4-4 Dựng hình cam lồi của cam thải...................................................................85Kẻ O1M vuông góc với OA. Xét tam giác vuông O1MO2 có:....................................85(O1O2)2 = (O1M)2 + (O2M)2....................................................................................85Đặt D = R1 + hmax – r = 18,6 + 7,7 – 4 = 22,3 (mm)..................................................85Mặt khác ta có: ............................................................................................................86Từ đó ta xác định :.......................................................................................................86Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316=.................................................................................................................................. 86= (mm)........................................................................................................................ 86..................................................................................................................................... 86Hình 4-5 Xác định bán kính của cam thải....................................................................86Bán kính R của nấm con đội. Để con đội không bị kẹt, bán kính R phải lớn hơn OK. 86OK = ( - R1).sin..........................................................................................................86Từ tam giác O1MO2 ta có:..........................................................................................86.................................................................................................................................... 86.................................................................................................................................... 86Nếu muốn cho con đội không bị kẹt, phải đảm bảo điều kiện:.....................................86.................................................................................................................................... 86(mm)........................................................................................................................... 87Chọn R = 15 (mm).......................................................................................................874.4. Động học con đội đáy bằng:..................................................................................87Nguyên cứu quy luật động học con đội, mặt làm việc của cam lồi gồm 2 phần: Phầncung AB với bán kính và phần cung BC bán kính r. Quy luật động học của con đội trênhai phần này khác nhau................................................................................................874.4.1. Động học con đội đáy bằng trong giai đoạn I (cung AB):..................................87..................................................................................................................................... 87Hình 4-6 Động học con đội đáy bằng trong giai đoạn I...............................................87a) Chuyển vị của con đội:............................................................................................87Khi con đội trượt đến một vị trí bất kì tương ứng với cam quay một góc , con đội tiếpxúc với cam tại M thì chuyển vị của con đội có thể xác định theo quan hệ sau:..........87.................................................................................................................................... 87. (4 – 8)........................................................................................................................ 87Trong đó: (mm); R1 = 18,6 (mm)................................................................................87Vậy: = (53,94 – 18,6).(1 - cos) = 35,34.(1 - cos). (4 – 9).............................................87Khi ta có: 1,28 (mm)....................................................................................................87b) Vận tốc con đội:.......................................................................................................88Ta có công thức tính vận tốc con đội............................................................................88.................................................................................................................................... 88Vận tốc trục cam:........................................................................................................88Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316275,27 (rad/s)..............................................................................................................88Nên: (4 – 10)............................................................................................................... 88Khi thì = 2,517 (m/s)...................................................................................................88c) Gia tốc của con đội:.................................................................................................88Ta có công thức tính gia tốc của con đội:....................................................................88== c....................................................................................................................88Do đó: = c2.( − R1).cos...........................................................................................88= 275,272.(53,94 – 18,6).10-3.cos = 2677,83.cos (m/s2). (4 – 11).............................88Khi con đội tiếp xúc tại điểm A của cam thì = 00. Khi con đội tiếp xúc tại điểm B củacam thì =......................................................................................................................88Nhận xét: Khi = 00 thì gia tốc đại cực đại:...................................................................88(m/s2).......................................................................................................................... 884.4.2. Động học con đội đáy bằng trong giai đoạn II (cung BC):.................................88a) Chuyển vị của con đội:............................................................................................88Khi con đội trượt đến vị trí bất kì nào đó tại điểm M trên cung BC ứng với góc quaynào đó thì chuyển vị của con đội được tính như sau:...................................................88..................................................................................................................................... 88. (4 – 12)...................................................................................................................... 88.................................................................................................................................... 89b) Vận tốc con đội:.......................................................................................................89Ta có công thức tính vận tốc con đội như sau:............................................................89(4 – 13)........................................................................................................................ 89Tại điểm C có = 0 và tại điểm B có = như vậy góc tính ngược lại với chiều quay củatrục cam nên:................................................................................................................ 89.................................................................................................................................... 89Do đó:.........................................................................................................................89..................................................................................................................................... 89(4– 14)......................................................................................................................... 89. (4 – 15)...................................................................................................................... 89c) Gia tốc con đội:........................................................................................................89Ta có công thức tính gia tốc của con đội:....................................................................89Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316..................................................................................................................................... 89. (4– 16)........................................................................................................................ 89Hinh 4-7 Động học của con đội trong giai đoạn II.......................................................90Vậy ta được động học của con đội trong giai đoạn I và II của xupáp nạp:..................90* Chuyển vị của con đội:..............................................................................................90Với (4– 17)..................................................................................................................90* Vận tốc của con đội:..................................................................................................90Với (4 – 18)................................................................................................................. 90* Gia tốc của con đội:..................................................................................................90Với (4– 19)..................................................................................................................90Trong đó là góc quay của trục cam.............................................................................90với là góc quay của trục cam trong giai đoạn I............................................................90với .............................................................................................................................. 905. Tính kiểm nghiệm các chi tiết trong cơ cấu phân phối khí động cơ X1V4-0316:....905. 1. Quy dẫn khối lượng các chi tiết máy trong cơ cấu phối khí:................................90Để xác định được lực quán tính của cơ cấu phân phối khí, cần phải quy dẫn toàn bộkhối lượng của các chi tiết máy trong cơ cấu phân phối khí về đường tâm xupáp. Dođó lực quán tính tác dụng lên cơ cấu phân phối khí có thể tính theo công thức sau:....91Pjk= - mok .jk.............................................................................................................91Trong đó:...................................................................................................................... 91- jk - gia tốc của xupáp.................................................................................................91- mok - khối lượng của cơ cấu phối khí quy dẫn về đường tâm xupáp.........................91Trong động cơ , cơ cấu phân phối khí dẫn động trực tiếp xupáp vì vậy khối lượng mokbằng tổng các khối lượng của xupáp, con đội, móng hãm và khối lượng quy dẫn của lòxo................................................................................................................................. 91Do khối lượng quy dẫn của lò xo molx = ....................................................................91Nên ta có:..................................................................................................................... 91mok = mxpn+mđl +mmh+mlx + mcđ..........................................................................91Trong đó: mxpn - Khối lượng của xupáp nạp; mxp = 97,5 (g).....................................91mđl - Khối lượng của đĩa lò xo; mđl = 30 (g).............................................................91mmh - Khối lượng của móng hãm; mmh=10 (g)........................................................91mlx - Khối lượng của lò xo xupáp; mlx = 67,5 (g)......................................................91Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316mcđ - Khối lượng của con đội; mcđ=86 (g)................................................................91mok = 97,5 + 30 + 10 +67,5 + 86 = 291 (g)................................................................91Trong cơ cấu phân phối khí dẫn động trực tiếp. Khối lượng của cơ cấu quy dẫn vềđường tâm xupáp cũng chính là khối lượng của cơ cấu quy dẫn về đường tâm con đội...................................................................................................................................... 91Vậy: mot = mok = 291 (g) = 0,291 (kg)......................................................................91Trong đó: mot là khối lượng của cơ cấu phối khí quy dẫn về đường tâm con đội........91Lực quán tính tác dụng lên cơ cấu phối khí quy dẫn về đường tâm xupáp được xácđịnh theo công thức:.....................................................................................................91Với (5– 1).................................................................................................................... 92Lực quán tính tác dụng lên cơ cấu phối khí quy dẫn về đường tâm con đội được xácđịnh theo công thức:.....................................................................................................92Pjt = mot.jt..................................................................................................................92Pjt – Lực quán tính tác dụng lên cơ cấu.......................................................................92jt – Gia tốc con đội.......................................................................................................925.2. Tính toán lò xo xupáp:..........................................................................................92Ta tính cho trường hợp con đội và xupáp ở phía cam nạp vì tại đó khối lượng quy dẫnsẽ lớn hơn khối lượng quy dẫn về tâm con đội ở cam thải do khối lượng xupap thảinhỏ hơn xupap nạp mà khối lượng các chi tiết khác của cơ cấu thì như nhau..............92Lò xo xupáp có nhiệm vụ đóng kín xupáp trên đế và đảm bảo cho xupáp đóng mở theođúng quy luật của cam, nhất là trong giai đoạn chuyển động của con đội có gia tốc âm..................................................................................................................................... 92Giai đoạn mà con đội có gia tốc âm (giai đoạn 2), xupáp và các chi tiết khác trong cơcấu phối khí có xu hướng rời khỏi mặt cam. Do đó lực lò xo phải lớn hơn lực quán tínhPik ở mọi chế độ tốc độ...............................................................................................92Vì vậy: Plx = k.Pjk.......................................................................................................92Trong đó: k – Hệ số an toàn (1,25 1,6).........................................................................92Chọn k = 1,5 Plx = 1,5.Pjk..........................................................................................92Xupáp thải phải đảm bảo luôn đóng kín trong quá trình nạp (nhất là đối với động cơxăng trong quá trình chạy không tải, bướm ga đóng nhỏ, độ chân không trong xilanhlớn, áp suất cuối quá trình nạp pa có thể giảm đến 0,015 MN/m2 trong khi đó áp suấttrên đường thải pr = 0,102 0,11 MN/m2 cao hơn áp suất khí trời). Do vậy độ chênh ápĐồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316= pr pa = 0,09 MN/m2. Dưới tác dụng của xupáp thải có thể bị hút mở ra nếu lò xoyếu, vì vậy lực nén ban đầu của lò xo plxo phải đảm bảo lớn hơn lực khí thể tác dụnglên xupáp thải............................................................................................................... 92plxo > pkxp = ; Plxo > (N)..........................................................................................93Với dht: Đường kính họng đế xupáp thải....................................................................93* Xây dựng đồ thị xác định đường đặc tính lò xo:.......................................................93Từ các công thức (4 – 17), (4 – 19) và (5 – 1) bằng cách cho biến thiên từ (0 ) ta lậpđược bảng các giá trị của h; Pjx và Plx theo ................................................................93- Trước tiên ta vẽ đường cong biểu diễn hành trình nâng của xupáp hk = f(αk). Vẽđường biểu diễn lực quán tính Pjk = f’(αk). Sau khi lựa chọn hệ số k, vẽ đường biểudiễn lực tác dụng lên lò xo Plx= k.Pjk. Bên phải của đồ thị vẽ đường cong biểu diễnđường đặc tính của lò xo (tung độ biểu thị độ biến dạng, hoành độ biểu thị lực lò xo).Ta thực hiện cách dựng như sau:..................................................................................93- Từ các điểm C’, B’, A’ trên đồ thị hk = f(αk) kẻ các đường song song với tung độ cắtđường biểu diễn Plx tại các điểm C, B, A. Vì vậy ta xác định được lực lò xo trên cácđiểm này. Đem trị số các lực này đặt trên các đường song song với hoành độ qua cácđiểm C’’, B’’, A’’nối các điểm này với nhau bằng một đường thẳng kéo dài cắt tung độcủa hệ trục fOPlx ở O ta có đặt tính biến dạng của lò xo như hình..............................93- Lực Plxmax ứng với biến dạng fmax, lực plx0 ứng với biến dạng ban đầu f0 khi lắpghép (lúc này hành trình xupáp hk = 0)........................................................................93- Biết đựợc đặc tính của lò xo, ta xác định được độ cứng C của lò xo.........................93(5 – 2).......................................................................................................................... 93Trong đó:...................................................................................................................... 93Plxmax – Lực lò xo ứng với độ biến dạng lớn nhất (fmax).........................................93Plxmax = 876 (N).......................................................................................................93Plxmin – Lực lò xo nhỏ nhất khi xupáp đóng kín.......................................................93Từ đặc tính của lò xo ta xác định được Plxmin = 614 (N)...........................................94hmax – Độ mở cực đại của lò xo (hmax = 7,86 (mm))...............................................94.................................................................................................................................... 94- Mômen xoắn lò xo: Nếu lực lò xo Plx tác dụng trên phương đường tâm của lò xo thìmômen xoắn của lò xo được tính theo công thức:........................................................94Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316(5– 3)........................................................................................................................... 94Trong đó: Dtb – Đường kính trung bình của lò xo.......................................................94Dtb = ( 0,8 0,9) dhn= 0,85.28 = 23,8 (mm)..................................................................94Ta tính trong trường hợp lực lò xo khi xupáp mở lớn nhất, vì vậy Plx = 876(N).........94Từ công thức (5 -3) ta có:............................................................................................94(N.m)........................................................................................................................... 94Chiều dài của lò xo khi xupáp mở lớn nhất được xác định theo công thức:.................94Lmin = i.d + ict. (5 – 4)................................................................................................94Trong đó:...................................................................................................................... 94i – Số vòng của lò xo; i = ict + (2 3) = 8 (vòng)...........................................................94ict – Số vòng công tác của lò xo (5 12) (vòng); chọn ict = 6 (vòng)...........................94- Khe hở giữa các vòng lò xo khi biến dạng lớn nhất (0,50,9) (mm)...........................94ta chọn: = 0,5 (mm).....................................................................................................94d – Đường kính dây quấn lò xo (2 5) (mm); chọn d = 2 (mm)....................................94Thay vào công thức (5 – 4) ta có:.................................................................................94Lmin = 8.2 + 6.0,5 =19 (mm).....................................................................................94Chiều dài lò xo khi xupáp đóng kín:............................................................................94L0 = Lmin + hmax = 19 + 7,9 = 26,9 (mm)................................................................94Chiều dài của lò xo ở trạng thái tự do: Llx = L0 + f0 27,4 (mm).................................945. 3. Tính toán kiểm nghiệm trục cam:........................................................................94Khi tính toán ta giả thuyết rằng như một dầm có tiết diện đồng đều được đặt tự do trên2 gối tựa.......................................................................................................................95Nếu bỏ qua ma sát và trọng lực (vì các lực này rất nhỏ so với các lực khác) thì lực tácdụng lên trục cam sẽ là:...............................................................................................95PTmax = Plxo + Pjt + Pkt (5 – 5)................................................................................95Trong đó:...................................................................................................................... 95Plxo - lực nén ban đầu của lò xo xupáp. (Trạng thái xupáp đóng kín).........................95Plxo = Plxmin = 614 (N)..............................................................................................95Pjt - Lực quán tính của cơ cấu phối khí khi bắt đầu mở xupáp quy dẫn về đường tâmcon đội.........................................................................................................................95Pjt = - mot.jx................................................................................................................ 95Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316Với mot = 0,291 (kg) – Khối lượng của cơ cấu phối khí qui dẫn về đường tâm con đội...................................................................................................................................... 95jx = 2677,83 (m/s2) - Gia tốc của cơ cấu phối khí khi bắt đầu mở xupáp qui dẫn vềđường tâm con đội.......................................................................................................95= = 779,24 (N)............................................................................................................95Pkt - Lực khí thể tác dụng lên mặt nấm xupáp thải qui dẫn về đường tâm con đội......95..................................................................................................................................... 95Với: - Diện tích mặt nấm xupáp nạp............................................................................950,73.10-3 (m2)............................................................................................................95pkt – Áp suất khí thể trong buồng cháy khi bắt đầu mở xupáp...................................95Chọn pkt = 1,1 (MN/m2).............................................................................................950,803.10-3 (MN).........................................................................................................95Thay vào công thức (5 – 5) ta có:.................................................................................95PTmax = Plxo + Pjt + Pkt =614 +1497,7 + 671 = 2782,7 (N).....................................95Do vậy mômen uốn lớn nhất trên trục cam được tính theo công thức:.........................95..................................................................................................................................... 95Trong đó: l – Koảng cách giữa 2 tâm gối đỡ; l = 88 (mm)...........................................96l1 và l2 – Khoảng cách từ 2 gối đỡ đến cam chịu lực PTmax.....................................96l1 = 18 (mm); l2 = 70(mm).........................................................................................96=39,84 (N.m) = 39,84.10-6 (MN.m)...........................................................................96Ứng suất uốn của trục cam được tính theo công thức:.................................................96(5 – 6).......................................................................................................................... 9623,11 (MN/m2)...........................................................................................................96Với d và d0 là đường kính ngoài và đường kính trong của trục cam............................96dc = 26 (mm); d0 = 4 (mm).........................................................................................96* Mômen xoắn:............................................................................................................96Mômen xoắn đạt cực đại khi lực PT ở xa tâm trục cam nhất, con đội lúc này trượt hếtphần cung có bán kính ................................................................................................96Mômen xoắn trục cam do lực lò xo và lực quán tính gây ra trên mặt cam được xácđịnh theo công thức:.....................................................................................................96(5 – 7).......................................................................................................................... 96Trong đó: là lực lò xo và lực quán tính khi cam quay đến điểm B...............................96Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316A – Cánh tay đòn lớn nhất của lực PT0:......................................................................96(5 – 8).......................................................................................................................... 96= 14,21 (mm)..............................................................................................................96(N)............................................................................................................................... 96(N)............................................................................................................................... 96Vậy Mx = 14,21.10-3.(2170 + 1447) = 51,39 (N.m)...................................................96* Độ võng cho phép:....................................................................................................97Nếu trên đoạn trục tính toán có hai cam cùng tên thì độ võng cho phép của trục camđược tính theo công thức:.............................................................................................97f = 3,4.PTmax. (5 – 9)..................................................................................................97Trong đó:...................................................................................................................... 97E - Môđuyn đàn hồi của vật liệu chế tạo trục cam.......................................................97E = (2 2,2).105 (MN/m2); Ta chọn E = 2,1.105 (MN/m2)...........................................97f = 3,4.2782,7.10 -6 ..103 = 0,075 (mm).....................................................................97Độ võng cho phép của trục cam nằm trong phạm vi [f] = (0,05 0,1) mm....................97Vậy trục cam thỏa mãn về độ võng..............................................................................97* Ứng suất tiếp xúc trên mặt cam:................................................................................97Trong quá trình làm việc, trên mặt cam và con đội xuất hiện ứng suất tiếp xúc. Ứngsuất tiếp xúc được tính theo công thức:........................................................................97(5 – 10)........................................................................................................................ 97Trong đó:...................................................................................................................... 97b – Chiều rộng cam; b = 11 (mm)...............................................................................97- Bán kính cung ngoại tiếp của cam; = 53,89 (mm)....................................................97E – Môđuyn đàn hồi; E = 2,1.105 (MN/m2)...............................................................97PTmax – Lực tác dụng lên cam; PTmax = 2782,7.10 -6 (MN)...................................974,15.102 (MN/m2)......................................................................................................975. 4. Tính toán sức bền con đội:...................................................................................97Thông thường kiểm nghiệm áp suất tiếp xúc trên thân con đội. Khi cam tiếp xúc vớicon đội ở điểm B mômen xoắn trục cam Mx có giá trị lớn nhất. Mômen này làm chocon đội bị nghiêng và tiếp xúc không đều....................................................................97Áp suất tiếp xúc được xác định theo công thức:..........................................................97(5 – 11)........................................................................................................................ 98Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316Trong đó: d và l – Đường kính và chiều dài tiếp xúc của thân con đội.......................98d = 31 (mm) và l = 25,5 (mm).....................................................................................9815,39.106 (N/m2)........................................................................................................985. 5. Tính toán sức bền xupáp:.....................................................................................98Tính sức bền của nấm xupáp có thể dùng công thức Back, giả thuyết nấm xupáp nhưđĩa tròn đặt trên đế tựa hình trụ:...................................................................................98Ứng suất uồn mặt nấm được xác định theo công thức:................................................98(5 – 12)........................................................................................................................ 98Với: pz – Áp suất khí thể lớn nhất. Chọn pz = 5,8 (MN/m2)......................................98d – Đường kính trung bình của nấm xupáp; d = dnn = 28 (mm).................................98- Chiều dày mặt nấm; = 2 (mm)..................................................................................98284,2 (MN/m2)...........................................................................................................98Vì cơ cấu phối khí động cơ Z6 xupáp được dẫn động trực tiếp vì vậy ta cần xác địnháp suất tiếp xúc nén trên thân. Áp suất nén tiếp xúc được tính theo công thức:...........98(5 – 13)........................................................................................................................ 98Với d và l – đường kính và chiều dài thân xupáp.........................................................98dtn = 5,5 (mm) và ltn = 93,7(mm)..............................................................................986,42.106 (MN/m2)......................................................................................................986. Những hư hỏng và phương pháp kiểm tra, sửa chữa các chi tiết trong cơ cấu phânphối khí:.......................................................................................................................986.1. Những hư hỏng:....................................................................................................99Cơ cấu phân phối khí được dẫn động từ trục cam đến xupáp làm việc trong điều kiệnchịu nhiệt độ cao, chịu lực ma sát lớn khi làm việc và chịu nhiều va đập nên thường bịmòn. Sự mài mòn của bất kỳ chi tiết nào trong cơ cấu đều có thể dẫn đến hiện tượngxupáp đóng mở không đúng yêu cầu, gây ảnh hưởng xấu đến quá trình làm việc củađộng cơ........................................................................................................................ 99Do điều kiện làm việc của cơ cấu phối khí như vậy nên các chi tiết của cơ cấu thườngxảy ra các hư hỏng chính sau:......................................................................................99Xupáp và đế xupáp là các chi tiết làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nhất vừa chịulực ma sát lại vừa chịu va đập. Thường xuyên tiếp xúc với nhiệt độ cao đặt biệt làxupáp thải. Do đó bề mặt làm việc của xupáp và đế xupáp không những bị mòn màĐồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316còn bị cháy rỗ dẫn đến đóng không kín gây lọt khí làm giảm công suất, tăng lượng tiêuhao nhiên liệu của động cơ...........................................................................................99Ống dẫn hướng xupáp nếu mòn nhiều sẽ gây va đập xupáp làm tăng mài mòn thânxupáp đồng thời sẽ gây lọt dầu vào trong xilanh động cơ do đó làm tăng tiêu hao dầubôi trơn và kết muội than trong buồng đốt...................................................................99Các chi tiết dẫn động xupáp như đòn bấy, con lăn, lò xo và các chi tiết lắp ghép chúngđều bị mòn hoặc biến dạng cũng ảnh hưởng đến sự làm việc của xupáp.....................99Đối với trục cam các vấu cam phân phối khí luôn tiếp xúc và tỳ vào đế con đội nên bịmòn nhiều hoặc bị biến dạng do ma sát. Nếu vấu cam bị mòn nhiều sẽ làm giảm hànhtrình của con đội do đó làm giảm độ mở của xupáp.....................................................99Con đội sẽ bị mòn nhiều ở phần thân và đáy. Nếu là bôi trơn cưỡng bức khe hở phầnthân và phần dẫn hướng sẽ làm giảm áp lực dầu bôi trơn. Nếu là con đội cơ khí sự màimòn bề mặt tiếp xúc sẽ làm giảm khe hở miệng xupáp................................................99Bộ phận dẫn động trục cam: Các gân bánh răng, bánh xích, dây đai bị mài mòn cũnglàm sai lệch pha phân phối khí của động cơ tức là thời điểm đóng mở xupáp khôngđúng yêu cầu đồng thời gây nên tiếng ồn và gõ trong quá trình làm việc....................99TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................100[1] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến. “Kết Cấu VàTính Toán Động Cơ Đốt Trong”. Hà Nội: NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp;1979........................................................................................................................... 100[2] Trần Thanh Hải Tùng. “Bài giảng phun xăng điện tử ”. Đà Nẵng: Đại học Báchkhoa Đà Nẵng............................................................................................................100[3] Trần Thanh Hải Tùng. “Bài giảng môn hoc tính toán thiết kế động cơ đốt trong ”.Đà Nẵng: Đại học bách khoa Đà Nẵng......................................................................100[4] Nguyễn Tất Tiến. “Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong ”. Hà Nội: NXB Giáo dục;2000........................................................................................................................... 100[5] “Z6 Engine Mechanical”. 2004............................................................................100[6] “Focus-Vietnam Workshop manual”. 2004..........................................................100[7] ................................................................................100[8] ........................................................................................100[9] ....................................................................................100[10] Nguyễn Văn Yến - Giáo trình chi tiết máy – Nhà xuất bản giao thông vận tải.. .100Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong X1V4-0316Ngoài ra còn có tham khảo một số tài liệu: Giáo trình giảng dạy của các thầy trong bộmôn động cơ đốt trong - Khoa cơ khí giao thông - ĐHBK – Đai Học Đà Nẵng và mộtsố tài liệu lấy từ trên mạng intern...............................................................................100................................................................................................................................... 100Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (X1V4-0316)LỜI NÓI ĐẦUNhững năm gần đầy, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh. Bên cạnh đó kỹthuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ,trong đó có ngành cơ khí động lực nói chung.Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứuvà chế tạo, đó là yêu cầu cấp thiết. Có như vậy ngành cơ khí động lực của ta mới pháttriển được.Sau khi được học hai môn chính của ngành động cơ đốt trong (Nguyên lý động cơđốt trong và Kết cấu động cơ đốt trong) cùng một số môn cơ sở khác (sức bền vật liệu,cơ lý thuyết,... ), sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học “Thiết Kế Động CơĐốt Trong”. Đây là một phần quan trọng trong nội dung học tập của sinh viên, nhằmtạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết mộtvấn đề cụ thể của ngành.Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu, làmviệc một cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nhất. Tuy nhiên, vì bảnthân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể không cónhững thiếu sót, mong quý thầy cô góp ý giúp đỡ thêm để em hoàn thành tốt nhiệm vụ.Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tình truyền đạtlại những kiến thức quý báu cho em. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy DươngViệt Dũng đã quan tâm, nhiệt tình hướng dẫn trong quá trình làm đồ án. Em rất mongmuốn nhận được sự xem xét và chỉ dẫn của các thầy để em ngày càng hoàn thiện kiếnthức của mình.Sinh Viên Thực HiệnTrần MinhHải1Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (X1V4-0316)I. XÂY DỰNG ĐỒ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠX1V4-03161.1. Xây dựng đồ thị công1.1.1. Các thông số xây dựng đồ thị1.1.1.1. Các thông số cho trướcThông Số kỹ ThuậtNhiên liệuSố xilanh/ Số kỳ/ Cách bố tríThứ tự làm việcTỷ số nénĐường kính x hành trình pistonCông suất cực đại/ số vòng quayTham số kết cấuÁp suất cực đạiKhối lượng nhóm pistonKhối lượng nhóm thanh truyềnGóc đánh lửa sớmKý HiệuDxSNe / nλpzmptmttθsα1α2α3α474.0 x 87.086.8 / 52600.244.90.60.8121063403I/τ/(mm x mm)(Kw/ vg/ph)(MN/ m2)( kg)( kg)(độ)Góc phân phối khí(độ)Hệ thống nhiên liệuHệ thống bôi trơnHệ thống làm mátHệ thống nạpHệ thống phân phối khí- Tốc độ trung bình của pistov tb =εGiá TrịGasoline4 / 4 / In- line1-3-4-210.2EFICưỡng bức cácte ướtCưỡng bức, sử dụng môi chất lỏngKhông tăng áp16 Valve, DOHCS.n30(1.1)[1]0,087.5260= 15.25430[m/s]=- Áp suất khí nạp pk: Đối với động cơ xăng bốn kỳ không tăng áp, pk được chọn:Chọn pk = p0 = 0,1[MN/m2]- Áp suất khí cuối kỳ nạp pa: Đối với động cơ bốn kỳ không tăng áp, pa được tínhchọn trong khoảng:2Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (X1V4-0316)pa = (0,8 ÷ 0,9).pk [MN/m2] ta chọn pa = 0,80.Pk[1]vậy pa = 0,80.0,1 = 0,08 [MN/m2]- Áp suất khí thải pthPth=(1,02 – 1,04)po=1,03.po =1,03.0.1=0.103- Áp suất khí sót pr: Đối với động cơ xăng bốn kỳ không tăng áp được chọn:pr = (1.05-1.1)pth ta chọn là 1,08pr = 1,08. Pth = 1,08.0.103 = 0,11 [MN/m2][1]- Chỉ số nén đa biến trung bình n1: thường chọn trong khoảngn1 = 1,32÷ 1,39; Chọn n1 = 1,34[1]- Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2: thường chọn trong khoảngn2 = 1,25÷ 1.29; Chọn n2 = 1,25[1]- Tỷ số giãn nở sớm ρ: Đối với động cơ Xăng được chọn:ρ=1[1]- Áp suất cuối quá trình giãn nở pb:pb ==pzδn2=pzε ρ4,91,25 10,2  1 n2= 0,268(1.2)[1][MN/m2]- Thể tích công tác Vh23π.DVh = S.[dm ]4= 0,87.(1.3)[1]π.0,742= 0,3739[dm3 ]4- Thể tích buồng cháy VcVc ==Vh[dm 3 ]ε −1(1.4)[1]0,3739= 0,04[dm3 ]10,2 − 1- Tốc độ góc của trục khuỷu ω:3Đồ án môn học: Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (X1V4-0316)ω=π.n π ⋅ 5260== 550,55 [rad/s]3030(1.5)[1]1.1.2. Xây dựng đường nénGọi pnx, Vnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ.Vì quátrình nén là quá trình đa biến nên:n1(1.6)[1]p nx ⋅ Vnx = const⇒⇒n1n1p nx ⋅ Vnx = p c ⋅ Vcp nxĐặt: i = Vc = pc  Vnx n1VnxVcKhi đó ta có áp suất nén tại điểm bất kỳ x :p nx =pcin1[MN/m2](1.7)[1]Trong đó:- pc [MN/m2]: áp suất cuối kỳ nénpc = pa ⋅ εn1(1.8)[1]= 0,08⋅10,21,342=1,797[MN/m ]1.1.3. Xây dựng đường giãn nởGọi pgnx, Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ.Vìquá trình giãn nở là quá trình đa biến nên ta có:n2(1.9)[1]p nx ⋅ Vnx = constn2n2⇒ p gnx ⋅ Vgnx = p z ⋅ Vz⇒ p gnx Vz= p z  Vgnxn2Ta có: Vz = ρ.Vc4

Tài liệu liên quan

Hệ thống phân phối khí dùng trong động cơ 2 kì
- 2
- 1
- 33
THIếT Kế, CHế TạO Hệ THốNG PHÂN PHốI KHí SấY TRONG THIếT Bị SấY NÔNG SảN DạNG HạT
- 8
- 731
- 3
Sửa chữa động cơ đốt trong - Hệ thống phân phối khí pptx
- 47
- 970
- 5
Hệ thống phân phối khí dùng trong động cơ hai kỳ pptx
- 3
- 468
- 1
Môt số hệ thống phân phối khí ở động cơ đốt trong ppt
- 8
- 1
- 9
Đồ án thiết kế hệ thống phân phối khí của động cơ diesel bốn kỳ công suất 2500 kw full five
- 48
- 1
- 0
Đồ án thiết kế hệ thống phân phối khí của động cơ diesel hai kỳ công suất 5880kw kèm bản vẽ
- 56
- 865
- 0
bài thuyết trình hệ thống phân phối khí trên xe ford focus ( động cơ z6 )
- 40
- 2
- 27
KHẢO SÁT HỆ THÔNG PHÂN PHỐI KHÍ TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG, 2015
- 72
- 820
- 0
Nghiên cứu và phục hồi hệ thống phân phối khí trên động cơ Opel
- 20
- 567
- 0