Tài liệu Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đầy, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh. Bên cạnh đó kỹ thuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ. Trong đó phải nói đến ngành động lực và sản xuất ôtô chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ôtô nổi tiếng trên thế giới, cùng sản xuất và lắp ráp ôtô. Để gáp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu và chế tạo đó là yêu cầu cấp thiết. Có như vậy ngành ôtô của ta mới phát triển được. Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học, tự tính toán động học, động lực học và tính toán thiết kế hệ thống làm mát của động cơ theo thông số kỹ thuật. Trong quá trình tính toán em đã được sự giúp đỡ và hướng dẩn rất tận tình của thầy Nguyễn Quang Trung và các thầy trong bộ môn động lực, nhưng vì mới lần đầu làm đồ án về môn học này nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi sự sai sót, vì vậy em rất mong sự xem xét và giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng được hoàn thiện hơn về kiến thức kỹ thuật. Sinh viên thưc hiện Đinh Ngọc Tú 1. VẼ ĐỒ THỊ. SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 1 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 1.1. VẼ ĐỒ THỊ CÔNG. 1.1.1. Các số liệu chọn trước trong quá trình tính toán. Pk =0,1013 (MN/m2) – Áp suất khí nạp. pr= 0,115 (MN/m2) - Áp suất khí sót. pa= 0,089 (MN/m2) - Áp suất cuối quá trình nạp. n1=1,34 - Chỉ số nén đa biến trung bình. n2=1,23 - Chỉ số giãn nở đa biến trung bình. ρ=1,00 - Tỉ số giản nở sớm. 1.1.2. Xây dựng đường cong nén. p.Vn1 = cosnt Phương trình đường nén: V  p c . c  Vnx Rút ra ta có: p nx Đặt : i     => pc.Vcn1 = pnx.Vnxn1 n1 , Vnx 1 .Ta có: pnx  pc . n1 Vc i Trong đó: pnx và Vnx là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường nén. i là tỉ số nén tức thời. pc  p a. n1 0,089.91,34 1,693 (MN/m2) 1.1.3. Xây dựng đường cong giãn nở. Phương trình đường giãn nở: p.Vn2 = cosnt Rút ra ta có: p gnx  V  p z . z V  gnx     n2 . Với : V z VC (vì  và đặt : i  Ta có: p nx  p z . => pz.Vcn2 = pgnx.Vgnxn2 V gnx Vc . 1 . i n2 Trong đó pgnx và Vgnx là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường giãn nở. 1.1.4. Tính Va, Vh, Vc. Va = Vc +Vh 2 Vh   .D 2  . 0,0973 .S  .0,087 6,466.10  4  m 3  0,6466 dm 3  . 4 4 VC  Vh 0,6466  0,0809 dm 3 . 1 9 1   Va VC  Vh  .Vc 9.0,0809 0,7278 dm 3  . SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 2 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong V z Vc 0,0809 dm 3  . Cho i tăng từ 1 đến  ta lập được bảng xác định tọa độ các điểm trên đường nén và đường giãn nở. 1.1.5. Bảng xác định tọa độ các điểm trung gian. i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vc 2Vc 3Vc 4Vc 5Vc 6Vc 7Vc 8Vc 9Vc i^n1 1/i^n1 Pc*1/i^n1 Pc(mm) i^2 1/i^2 Pz*ρ/i^n2 Pz(mm) 212.00 1.00 1.00 1.69 67.72 1.00 1.00 5.30 90.36 2.53 0.40 0.67 26.76 2.35 0.43 2.26 54.88 4.36 0.23 0.39 15.56 3.86 0.26 1.37 38.52 6.41 0.16 0.26 10.56 5.50 0.18 0.96 29.28 8.64 0.12 0.20 7.84 7.24 0.14 0.73 23.40 11.03 0.09 0.15 6.12 9.06 0.11 0.59 19.36 13.57 0.07 0.13 5.00 10.95 0.09 0.48 16.44 16.22 0.06 0.10 4.16 12.91 0.08 0.41 14.20 19.00 0.05 0.09 3.56 14.92 0.07 0.36 Các điểm đặc biệt: r(Vc ; pr) = (0,081; 0,115) ; a(Va ; pa) = (0,728 ; 0,089) b(Va ; pb) = (0,728; 0,355) ; c(Vc ; pc) = (0,081 ; 1,693) z(Vc ; pz) = (0,081 ;5,3). 1.1.6. Vẽ đồ thị công. Để vẽ đồ thị công ta thực hiện theo các bước như sau: + Chọn tỉ lệ xích:  p  v  5,3 0,025 ( MN / m 2 ) / mm . 212   0,728 0,00404 dm 3 / mm . 180   + Vẽ hệ trục tọa độ trong đó: trục hoành biểu diễn thể tích xi lanh,trục tung biểu diễn áp suất khí thể. + Từ các số liệu đã cho ta xác định được các tọa độ điểm trên hệ trục tọa độ. Nối các tọa độ điểm bằng các đường cong thích hợp được đường cong nén và đường cong giãn nở. + Vẽ đường biểu diễn quá trình nạp và quá trình thải bằng hai đường thẳng song song với trục hoành đi qua hai điểm Pa và Pr. Ta có được đồ thị công lý thuyết. + Hiệu chỉnh đồ thị công: - Vẽ đồ thị brick phía trên đồ thị công. Lấy bán kính cung tròn R bằng ½ khoảng SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 3 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong cách từ Va đến Vc. 87 0,544 mm / mm  . 180  20 - Tỉ lệ xích đồ thị brick:  s  - Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng OO’  2   2.0,544 10 mm / mm  . s - Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm:  .R -  Đánh lửa sớm (c’).  Mở sớm (b’) đóng muộn (r’’) xupap thải.  Mở sớm (r’) đóng muộn (d ) xupap hút. 0,25.43,5 Áp suất cực đại của chu trình thực tế thường nhỏ hơn áp suất cực đại trong tính toán : pz’ = 0,85.pz = 0,85.5,3 = 4,505 (MN/m2) Vẽ đường đẳng áp p = 4,505 (MN/m2). Từ đồ thị Brick xác định góc 120 gióng xuống cắt đoạn đẳng áp tại z’. - Áp suất cuối quá trình nén thực tế pc’’: Áp suất cuối quá trình nén thực tế thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết do sự đánh lửa sớm. pc’’ = pc + 1 .( pz’ -pc ) 3 pc’’ = 1,693 + 1 .( 4,505 - 1,693 ) = 2,54 (MN/m2) 3 Nối các điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục và dính vào đường giãn nở. - Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’: Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do mở sớm xupap thải. Pb’’ = pr + 1 .( pb - pr ) 2 Pb’’ = 0,115 + 1 .( 0,355 - 0,115 ) = 0,235(MN/m2). 2 Nối các điểm b’, b’’ và tiếp dính với đường thải prx. - Nối diểm r với r’, r’ xác định từ đồ thị Brick bằng cách gióng đường song song với trục tung cắt đường nạp pax tại r’. *) Sau khi hiệu chỉnh ta nối các điểm lại thì được đồ thị công thực tế. SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 4 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong P[MN/mm] o o' 18 8° 0 17 1 16 2 z 5,3 15 3 14 4 5 13 5 6 7 z' 4,5 10 9 8 11 12 3,75 c'' 2,5 c 1 1,25 2 b' 3 4 0 1 2 3 4 5 6 7 b b'' a' a 8 9 Vc[l/mm] 5 1 1' 2' 3' 4' 5' 6' Hình 1: Đồ thị công 1.2. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC. 1.2.1. Tính toán động học. 1.2.1.1. Đồ thị biểu diễn hành trình của piston x=f(α). SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 5 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 87 0,544 mm / mm 180  20 + Chọn tỉ lệ xích:  x   2 (độ/mm). + Đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S/2. Lấy bán kính R bằng ½ khoảng cách từ Va đến Vc. + .R 0,25.43,5 Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng OO’  2  2.0,543 10 mm / mm  . x + Từ tâm O’ của đồ thị brick kẻ các tia ứng với 10 0 ; 200…1800. Đồng thời đánh số thứ tự từ trái qua phải 0;1,2…18. + Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hoành biểu diễn khoảng dịch chuyển của piston. + Gióng các điểm ứng với 100 ; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuống cắt các đường kẻ từ điểm 100 ; 200…1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị x=f(α) để xác định chuyển vị tương ứng. + Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston x = f(α). 1.2.1.2. Đồ thị biểu diễn tốc độ của piston v=f(α). * Vẽ đường biểu diễn tốc độ theo phương pháp đồ thị vòng của Nguyễn Đức Phú. + Xác định vận tốc của chốt khuỷu: + Vẽ đường tròn tâm O bán kính R2 với: R2 = 10 (mm) + Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R1 thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0;1;2 …18. + Chia vòng tròn tâm O bán kính R2 thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’; 1’; 2’…18’ theo chiều ngược lại. + Từ các điểm 0;1;2…kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với AB kẻ từ các điểm 0’;1’;2’…tương ứng tạo thành các giao điểm. Nối các giao điểm này lại ta có đường cong giới hạn vận tốc của piston. Khoảng cách từ đường cong này đến nửa đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc . SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 6 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong  [độ] V = f(x) X = f() Hình 2 : Đồ thị chuyển vị *) Biểu diễn v = f(x) Hình 3 : Đồ thị vận tốc v  f   Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston ta đặt chúng cùng chung hệ trục toạ độ. Trên đồ thị chuyển vị x = f(α) lấy trục Ov ở bên phải đồ thị song song với trục Oα, trục ngang biểu diễn hành trình của piston. SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 7 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong Từ các điểm 0 0, 100, 200,...,1800 trên đồ thị Brick ta gióng xuống các đường cắt đường Ox tại các diểm 0, 1, 2,...,18. Từ các điểm này ta đặt các đoạn tương ứng từ đồ thị vận tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đoạn ta có đường biểu diễn v = f(x). 1.2.1.3. Đồ thị biểu diễn gia tốc j  f  x . Để vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston ta sử dụng phương pháp Tole. + Chọn hệ trục tọa độ với trục Ox là trục hoành, trục tung là trục biểu diễn giá trị gia tốc. 2 2 + Chọn tỉ lệ xích:  j  . s 566,53 .0,543 174522,343 (mm/s2)/mm. + Trên trục Ox lấy đoạn AB = S. Tính: jmax R. 2 .1    43,5.566,532 .1  0,25 17452234,35 m m s 2  .     j min  R. 2 .1    45,3. 566,53 2 .1  0,25  10471340,61 m m s 2 . EF = -3.R.λ.ω2 = -3.43,5.0,25.566,532 = - 10471340,61(mm/s2). + Từ điểm A tương ứng với điểm chết trên lấy lên phía trên một đoạn j 17452234,35 max AC =   174522,343 100(mm) . Từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy j j 10471340,61 min xuống dưới một đoạn BD =   174522,343 60(mm) . Nối C với D. Đường thẳng j CD cắt trục hoành Ox tại E. Từ E lấy xuống dưới một đoạn EF = 10471340,61 60(mm) . 174522,343 Nối CF và FD, đẳng phân định hướng CF thành 6 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0;1;2…đẳng phân định FD thành 6 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’;1’;2’…vẽ các đường bao trong tiếp tuyến 11’;22’;33’…Ta có đường cong biểu diễn quan hệ j  f  x . SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 8 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong C 1 j max ÂÄÖ THËGIA TÄÚ C 2 j(s) 3 A E B S j min 4 5 F 6 2 1 Hình 4 : Đồ thị gia tốc 3 4 5 6 D J  f  x 1.2.2. Tính toán động lực học. 1.2.2.1. Đường biểu diễn lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến  PJ  f  x  . Vẽ theo phương pháp Tole với trục hoành đặt trùng với P0 ở đồ thị công, trục tung biểu diễn giá trị Pj . Vẽ đường biểu diễn lực quán tính được tiến hành theo các bước như sau: 2 + Chọn tỉ lệ xích trùng với tỉ lệ xích đồ thị công:  p  p 0,025( MN / m .mm) + Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến: j m = mpt + m1 Trong đó: m - Khối lượng chuyển động tịnh tiến (kg). mpt = 0,60 (kg) - Khối lượng nhóm piston. m1- Khối lượng thanh truyền qui về tâm chốt piston (kg). Theo công thức kinh nghiệm: m1 = (0,275 ÷ 0,35).mtt. Lấy m1 = 0,3.0,7 = 0,21 (kg) SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 9 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong => m = 0,60 + 0,21 = 0,81(kg). Áp dụng công thức tính lực quán tính: pj = - m.j, ta có: Lực quán tính Pjmax: Pj max   m. j max FP FP- diện tích đỉnh piston FP   Pj max   .D 2  .97,32  7435,592 (mm2). 4 4  0,81.17452234,35.10  9  1,901 (MN/m2). 7435,592.10  6 Lực quán tính Pjmin: Pj min   m. j min  0,8.10471340,61.10  9   1,14 (MN/m2). FP 7435,592.10  6 Từ A dựng đoạn thẳng AC thể hiện Pjmax. Giá trị biểu diễn của Pjmax là: AC  Pj max P  1,901 76 (mm). 0,025 Từ B dựng đoạn thẳng BD thể hiện Pjmin. Giá trị biểu diễn của Pjmin là: BD  Pj min P  1,14 45.6 (mm). 0,025 Nối CD cắt AB ở E. Lấy EF: EF   m.3. .R. 2 0,81.3.0,25.43,5.566,53 2 .10  9   1,14 FP 7435,592.10  6 (MN/m2). Giá trị biểu diễn của EF là: EF  EF 1,14  45,6 (mm). P 0,025 Nối CF và DF. Phân các đoạn CF và DF thành các đoạn nhỏ bằng nhau ghi các số 1, 2, 3, 4, ... và 1’, 2’, 3’, 4’, ... như hình Nối 11’, 22’, 33’, v.v... Đường bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm số j=f(x). Diện tích F1 = F2. SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 10 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 1.2.2.2. Khai triển các đồ thị. a) Khai triển đồ thị công trên tọa độ p-V thành p=f(α). Để biểu diễn áp suất khí thể pkt theo góc quay của trục khuỷu  ta tiến hành như sau: + Vẽ hệ trục tọa độ p - . Trục hoành đặt ngang với đường biểu diễn p 0 trên đồ thị công. + Chọn tỉ lệ xích:  2 (độ/mm).  p 0,025 MN / m 2 .mm  . + Dùng đồ thị Brick để khai triển đồ thị p-v thành p-α. + Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, dựng các đường song song với trục Op cắt đồ thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn quá trình: nạp, nén, cháy - giãn nở, xả. + Qua các giao điểm này ta kẻ các đường song song với trục hoành gióng sang hệ toạ độ p-α . Từ các điểm chia tương ứng 0 0, 100, 200,… trên trục hoành của đồ thị p-α ta kẻ các đường thẳng đứng cắt các đường trên tại các điểm ứng với các góc chia trên đồ thị Brick và phù hợp với các quá trình làm việc của động cơ. Nối các điểm lại bằng đường cong thích hợp ta được đồ thị khai triển p-α. b) Khai triển đồ thị p J  f  x  thành p J  f   . Đồ thị  p J  f  x  biểu diễn đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ. Khai triển đường p J  f  x  thành p J  f   cũng thông qua đồ thị brick để chuyển tọa độ. Việc khai triển đồ thị tương tự khai triển P-V thành P=f(α). Nhưng lưu ý ở tọa độ pα phải đặt đúng trị số dương của pj. c) Vẽ đồ thị p1  f   . Theo công thức p1  p kt  p j . Ta đã có p kt  f   và p J  f   . Vì vậy việc xây dựng đồ thị p1 = f() được tiến hành bằng cách cộng đại số các toạ độ điểm của 2 đồ thị pkt=f() và pj=f() lại với nhau ta được tọa độ điểm của đồ thị p1=f() . Dùng một đường cong thích hợp nối các toạ độ điểm lại với nhau ta được đồ thị p1=f(). Ta có bảng số liệu sau: φ SVTH : Đinh Ngọc Tú Pj(mm) Pkt(mm)(đo) P1=Pk+Pj(mm) 0 -76 0.55 -75.4967195 Trang 11 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 SVTH : Đinh Ngọc Tú -74.2 -68.8 -60.3 -49.2 -36.5 -22.8 -9.16 3.728 15.21 24.86 32.46 38.02 41.75 43.96 45.08 45.52 45.62 45.63 45.62 45.52 45.08 43.96 41.75 38.02 32.46 24.86 15.21 3.728 -9.16 -22.8 -36.5 -49.2 -60.3 -68.8 -74.2 -76 -74.2 -68.8 -60.3 -49.2 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.48 -0.45 -0.25 -0.1 0.1 0.8 1.2 2 3 4.8 7 10.5 15 21 34 48 65 101 173 171 130 79 -74.7052274 -69.3194663 -60.7913847 -49.7452084 -36.9644364 -23.3140159 -9.65657455 3.227808825 14.70934391 24.35640765 31.95864132 37.52335977 41.24658611 43.46305868 44.58204084 45.01739956 45.12101096 45.12803172 45.14101096 45.06739956 44.83204084 43.86305868 41.84658611 38.82335977 33.65864132 26.85640765 18.20934391 8.527808825 -2.15657455 -12.3140159 -21.4644364 -28.2452084 -26.2913847 -20.8194663 -9.20522743 24.95328046 98.79477257 102.1805337 69.70861525 29.75479161 Trang 12 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 SVTH : Đinh Ngọc Tú -36.5 -22.8 -9.16 3.728 15.21 24.86 32.46 38.02 41.75 43.96 45.08 45.52 45.62 45.63 45.62 45.52 45.08 43.96 41.75 38.02 32.46 24.86 15.21 3.728 -9.16 -22.8 -36.5 -49.2 -60.3 -68.8 -74.2 -76 58 44 34.5 27 22 18.5 15.5 14 12.5 11 9.5 8 6.5 5.5 3.5 2 1 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55 21.53556359 21.18598414 25.34342545 30.72780882 37.20934391 43.35640765 47.95864132 52.02335977 54.24658611 54.96305868 54.58204084 53.51739956 52.12101096 51.12803172 49.12101096 47.51739956 46.08204084 44.51305868 42.29658611 38.57335977 33.00864132 25.40640765 15.75934391 4.277808825 -8.60657455 -22.2640159 -35.9144364 -48.6952084 -59.7413847 -68.2694663 -73.6552274 -75.4967195 Trang 13 SVTH : Đinh Ngọc Tú Hình 1.5 - Đồ thị khai triển p = f() P j = f() P 1 = f() Pkt = f()  (độ) Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong Trang 14 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 1.2.2.3. Vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến ngang T  f   , lực pháp tuyến Z  f   và lực N  f   . Các đồ thị: T = f(α), Z = f(α), N = f(α) được vẽ trên cùng một hệ toạ độ. Áp dụng các công thức: T P1 . sin     cos   Z P1 . cos    cos   N  P1 .tg    . Quá trình vẽ các đường này được thực hiên theo các bước sau: + Chọn tỉ lệ xích:  2 (độ/mm).  p 0,025 MN / m 2 .mm  . + Căn cứ vào trị số   R 0,25 . Tra các bảng phụ lục 2p, 7p, 11p trong sách Kết Cấu L Và Tính Toán Động Cơ đốt Trong - Tập 1 ta có các giá trị của: và tg    . sin     cos    ; cos   cos   Dựa vào đồ thị khai triển p= f( ta có các giá trị của p1.Từ đó ta lập được bảng sau: φ P1 (mm) sin(φ+β)/ cosβ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 -75.5 -74.7 -69.3 -60.8 -49.7 -37 -23.3 -9.66 3.228 14.71 24.36 31.96 37.52 41.25 43.46 44.58 0.00 0.22 0.42 0.61 0.77 0.89 0.98 1.02 1.03 1.00 0.94 0.86 0.76 0.64 0.52 0.39 SVTH : Đinh Ngọc Tú T cos(φ+β)/ Z (mm) cosβ (mm) 0.00 1.00 -75.50 -16.17 0.98 -73.01 -29.30 0.91 -63.10 -37.03 0.80 -48.82 -38.18 0.66 -32.90 -32.95 0.49 -18.24 -22.78 0.31 -7.18 -9.87 0.11 -1.11 3.32 -0.08 -0.25 14.71 -0.26 -3.80 22.91 -0.42 -10.32 27.39 -0.57 -18.19 28.34 -0.69 -25.97 26.42 -0.79 -32.68 22.52 -0.87 -37.84 17.43 -0.93 -41.42 Tanβ 0.00 0.04 0.09 0.13 0.16 0.20 0.22 0.24 0.25 0.26 0.25 0.24 0.22 0.20 0.16 0.13 N (mm) 0.00 -3.25 -5.95 -7.66 -8.10 -7.21 -5.17 -2.33 0.82 3.80 6.19 7.72 8.32 8.05 7.08 5.62 Trang 15 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 45.02 45.12 45.13 45.14 45.07 44.83 43.86 41.85 38.82 33.66 26.86 18.21 8.528 -2.16 -12.3 -21.5 -28.2 -26.3 -20.8 -9.21 24.95 98.79 102.2 69.71 29.75 21.54 21.19 25.34 30.73 37.21 43.36 47.96 52.02 54.25 54.96 54.58 53.52 52.12 51.13 49.12 SVTH : Đinh Ngọc Tú 0.26 0.13 0.00 -0.13 -0.26 -0.39 -0.52 -0.64 -0.76 -0.86 -0.94 -1.00 -1.03 -1.02 -0.98 -0.89 -0.77 -0.61 -0.42 -0.22 0.00 0.22 0.42 0.61 0.77 0.89 0.98 1.02 1.03 1.00 0.94 0.86 0.76 0.64 0.52 0.39 0.26 0.13 0.00 -0.13 11.77 5.90 0.00 -5.91 -11.78 -17.52 -22.72 -26.81 -29.32 -28.85 -25.26 -18.21 -8.77 2.20 12.03 19.13 21.68 16.01 8.80 1.99 0.00 21.38 43.19 42.46 22.84 19.20 20.70 25.91 31.62 37.21 40.79 41.10 39.29 34.75 28.47 21.34 13.99 6.82 0.00 -6.43 -0.97 -0.99 -1.00 -0.99 -0.97 -0.93 -0.87 -0.79 -0.69 -0.57 -0.42 -0.26 -0.08 0.11 0.31 0.49 0.66 0.80 0.91 0.98 1.00 0.98 0.91 0.80 0.66 0.49 0.31 0.11 -0.08 -0.26 -0.42 -0.57 -0.69 -0.79 -0.87 -0.93 -0.97 -0.99 -1.00 -0.99 -43.62 -44.78 -45.13 -44.80 -43.67 -41.65 -38.19 -33.15 -26.87 -19.16 -11.38 -4.70 -0.65 -0.25 -3.79 -10.59 -18.68 -21.11 -18.95 -9.00 24.95 96.55 93.02 55.98 19.68 10.62 6.52 2.91 -2.35 -9.61 -18.37 -27.29 -36.00 -42.98 -47.86 -50.71 -51.86 -51.72 -51.13 -48.75 0.09 0.04 0.00 -0.04 -0.09 -0.13 -0.16 -0.20 -0.22 -0.24 -0.25 -0.26 -0.25 -0.24 -0.22 -0.20 -0.16 -0.13 -0.09 -0.04 0.00 0.04 0.09 0.13 0.16 0.20 0.22 0.24 0.25 0.26 0.25 0.24 0.22 0.20 0.16 0.13 0.09 0.04 0.00 -0.04 3.86 1.96 0.00 -1.96 -3.87 -5.65 -7.14 -8.17 -8.61 -8.13 -6.82 -4.70 -2.17 0.52 2.73 4.19 4.60 3.31 1.79 0.40 0.00 4.29 8.77 8.78 4.84 4.20 4.70 6.13 7.81 9.61 11.01 11.59 11.54 10.58 8.95 6.88 4.59 2.26 0.00 -2.13 Trang 16 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 47.52 46.08 44.51 42.3 38.57 33.01 25.41 15.76 4.278 -8.61 -22.3 -35.9 -48.7 -59.7 -68.3 -73.7 -75.5 -0.26 -0.39 -0.52 -0.64 -0.76 -0.86 -0.94 -1.00 -1.03 -1.02 -0.98 -0.89 -0.77 -0.61 -0.42 -0.22 0.00 -12.42 -18.01 -23.06 -27.10 -29.13 -28.29 -23.90 -15.76 -4.40 8.80 21.75 32.02 37.37 36.39 28.86 15.94 0.00 -0.97 -0.93 -0.87 -0.79 -0.69 -0.57 -0.42 -0.26 -0.08 0.11 0.31 0.49 0.66 0.80 0.91 0.98 1.00 -46.05 -42.81 -38.76 -33.51 -26.69 -18.79 -10.77 -4.07 -0.33 -0.99 -6.86 -17.72 -32.21 -47.97 -62.15 -71.98 -75.50 -0.09 -0.13 -0.16 -0.20 -0.22 -0.24 -0.25 -0.26 -0.25 -0.24 -0.22 -0.20 -0.16 -0.13 -0.09 -0.04 0.00 -4.08 -5.81 -7.25 -8.25 -8.55 -7.98 -6.45 -4.07 -1.09 2.08 4.94 7.01 7.93 7.53 5.86 3.20 0.00 + Vẽ hệ trục tọa Decac trong đó trục hoành biểu thị giá trị góc quay trục khuỷu, trục tung biểu diễn giá trị của T,N,Z. Từ bảng 2 ta xác định được tọa độ các điểm trên hệ trục, nối các điểm lại bằng các đường cong thích hợp cho ta đồ thị biểu diễn: T  f   Z  f   ; N  f   . + Việc vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến ngang N  f   T  f   , lực pháp tuyến Z  f   và lực cho ta mối quan hệ giữa chúng cũng như tạo tiền đề cho việc tính toán và thiết kế về sau nhằm bảo đảm độ ổn định ngang, độ ổn định dọc của động cơ, phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, đầu to thanh truyền …đồng thời là cơ sở thiết kế các hệ thống khác như hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn… SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 17 Hình 1.6 - Đồ thị N – T- Z = f().  (độ) Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 18 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 1.2.2.4. Vẽ đồ thị ΣT = f(). Để vẽ đồ thị tổng T ta thực hiện theo những bước sau: + Lập bảng xác định góc  i ứng với góc lệch các khuỷu theo thứ tự làm việc. 180. 180.4  180 0 . i 4 + Góc lệch khuỷu trục của 2 xi lanh làm việc kế tiếp nhau:  k  + Thứ tự làm việc của động cơ là: 1-3-4-2. Ta có bảng xác định góc lệch công tác và thứ tự làm việc của các khuỷu trục: Xi lanh 1 2 3 4 Tên kỳ làm việc Nạp Nén Cháy-giãn nở Thải Nén Cháy-giãn nở Thải Nạp Thải Nạp Nén Cháy-Giãn nở Cháy-giãn nở Thải Nạp Nén 0 0 0 0 0 180 360 540 7200 αi o 0 180 540 360 + Sau khi lập bảng xác định góc  i ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc, dựa vào bảng tính N, T, Z và lấy tỉ lệ xích μ ΣT = μT = 0,025(MN/m2.mm), ta lập được bảng tính  T  f   . Trị số của theo  Ti ta đã tính, căn cứ vào đó tra bảng các giá trị Ti đã tịnh tiến . Cộng tất cả các giá trị của Ti ta có  T T1  T2  T3  T4 . α2 T2 α3 T3 α4 T4 ΣT 0 10 T1(mm ) 0.00 -16.17 180 190 0.00 -5.91 540 550 360 370 0.00 21.38 20 -29.30 200 -11.78 560 0.00 -6.43 12.4 2 18.0 1 23.0 6 27.1 0 29.1 3 28.2 9 - 380 43.19 390 42.46 400 22.84 410 19.20 420 20.70 430 440 25.91 31.62 0.00 -7.12 10.3 1 30.1 1 61.1 3 67.6 6 60.5 2 41.1 0 - α1 30 40 50 60 70 80 -37.03 -38.18 -32.95 -22.78 -9.87 3.32 SVTH : Đinh Ngọc Tú 210 220 230 240 250 260 -17.52 -22.72 -26.81 -29.32 -28.85 -25.26 570 580 590 600 610 620 Trang 19 Đồ án môn học: Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong 90 14.71 270 -18.21 630 23.9 0 15.7 6 100 22.91 280 -8.77 640 -4.40 110 27.39 290 2.20 650 8.80 120 28.34 300 12.03 660 21.7 5 130 26.42 310 19.13 670 32.02 140 22.52 320 21.68 680 37.37 150 17.43 330 16.01 690 36.39 160 11.77 340 8.80 700 28.86 170 5.90 350 1.99 710 15.94 180 0.00 360 0.00 720 0.00 14.2 3 450 37.21 460 40.79 470 41.10 480 39.29 490 34.75 500 28.47 510 21.34 520 13.99 530 6.82 0.00 540 17.9 5 50.5 2 79.5 0 101. 40 112. 33 110. 04 91.1 7 63.4 1 30.6 6 0.00 + Nhận thấy tổng T lặp lại theo chu kỳ 1800 vì vậy chỉ cần tính tổng T từ 00 đến 1800 sau đó suy ra cho các chu kỳ còn lại. + Vẽ đồ thị tổng T bằng cách nối các tọa độ điểm ai  i ;  T i  bằng một đường cong thích hợp cho ta đường cong biểu diễn đồ thị tổng T. SVTH : Đinh Ngọc Tú Trang 20