Đồ án Tính toán và thiết kế hệ thống nhiên liệu của động cơ theo các thông số kĩ thuật
Đồ n môn họ: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT ŨNG
Đồ án: tính toán và thiết kế hệ
thống nhiên liệu của động cơ
theo các thông số kĩ thuật
TH: Trịnh Đnh Tiến -Lớp 09C4LT
Trng 1
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
Mục lục
1. VẼ ĐỒ THỊ. ..................................................................................................................................5
1.1. VẼ ĐỒ THỊ CÔNG.................................................................................................................5
1.1.1. Các số liệu chọn trước trong quá trình tính toán. ..........................................................5
1.1.2. Xây dựng đường cong nén............................................................................................5
1.1.3. Xây dựng đường cong giãn nở......................................................................................5
1.1.4. Tính Va, Vh, Vc.................................................................................................................6
1.1.6. Vẽ đồ thị công.................................................................................................................8
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................64
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 2
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
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 tiến
trên thế giới cùng sản xuất và lắp ráp ôtô. Để góp 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.
Sau khi được học hai môn chính của ngành động cơ đốt trong (Nguyên lý
động cơ đốt trong, Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong) cùng một số môn cơ sở
khác (sức bền vật liệu, cơ lý thuyết, vật liệu học,... ), sinh viên được giao nhiệm vụ
làm đồ án môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong. Đây là một phần quan
trọng trong nội dung học tập của sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng
hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể của ngành.
Trong đồ án này, em được giao nhiệm vụ tính toán và thiết kế hệ thống nhiên
liệu của động cơ theo các thông số kĩ thuật. Đây là một hệ thống không thể thiếu
trong động cơ đốt trong. Nó dùng để cung cấp nhiên liệu tạo ra quá trình cháy để
sinh công.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài
liệu, làm việc một cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nhất. Tuy
nhiên, vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này
không thể không có những thiếu sót.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tình
truyền đạt lại những kiến thức quý báu cho em. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn
đến thầy DƯƠNG VIẾT DŨNG đã quan tâm cung cấp các tài liệu, nhiệt tình
hướng dẫn trong quá trình làm đồ án. Em rất mong muốn nhận được sự xem xét
và chỉ dẫn của các thầy để em ngày càng hoàn thiện kiến thức của mình.
Đà nẵng, ngày 2 tháng 11 năm 2010.
Sinh viên
TRỊNH ĐÌNH TIẾN
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 3
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
THÔNG SỐ KỸ THUẬT
KÝ HIỆU
GIÁ TRỊ
4/thẳng hàng
1-3-2-4
số xilanh/cách bố trí
thứ tự làm việc
loại nhiên liệu
i
xăng
công suất cực đại/số vòng quay
(KW/vg/ph)
Ne/n
86,8 / 6130
Tỷ số nén
ε
τ
10.2
4
Số kỳ
Đường kính /hành trình
piston(mm)
D / S
λ
78,5 / 86
0,27
Tham số kết cấu
Áp suất cực đại (MN/m^2)
Khối lượng nhóm piston(kg)
Pzmax
mpt
5,9
0,6
Khối lượng nhóm thanh truyền
(kg)
mtt
θs
0,8
12
10
63
40
3
Góc đánh lửa sớm (độ)
α1
α2
α3
α4
Góc phối khí (độ)
Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống bôi trơn
EFI
Cưỡng bức cácte ướt
Cưỡng bức, sử dụng môi
Hệ thống làm mát
Hệ thống nạp
chất lỏng
Không tăng áp
Hệ thống phối khí
16valve - DOHC
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 4
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
1. VẼ ĐỒ THỊ.
1.1. VẼ ĐỒ THỊ CÔNG.
1.1.1. Các số liệu chọn trước trong quá trình tính toán.
pr= 0,115 (MN/m2) - Áp suất khí sót. [Pr=(1,05-1,1)Pth và Pth=(1,02-1,04)Po]
pa= 0,088 (MN/m2) - Áp suất cuối quá trình nạp
[động cơ không tăng áp Pa=(0,8-0,9) Pk].
n1=1,34
n2=1,23
ρ=1,00
- Chỉ số nén đa biến trung bình [n1=(1,34÷1,39)].
- Chỉ số giãn nở đa biến trung bình [n2=(1,23÷1.27)]
- Tỉ số giản nở sớm.
1.1.2. Xây dựng đường cong nén.
Phương trình đường nén:
n1
p.Vn1 = cosnt
=> pc.Vcn1 = pnx.Vnx
Rút ra ta có:
Đặt :
.Ta có:
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.
0,088.10,21,34=1,98(MN/m2)
1.1.3. Xây dựng đường cong giãn nở.
n2
Phương trình đường giãn nở: p.Vn2 = cosnt => pz.Vcn2 = pgnx.Vgnx
Rút ra ta có:
.
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 5
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
Với :
(vì ρ=1) và đặt :
.
Ta có:
.
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
.
.
.
.
Cho i tăng từ 1 đến ta lập được bảng xác định tọa độ các điểm trên đường
nén và đường giãn nở.
1.
Bảng xác định tọa độ các điểm trung gian.
Bảng 1
i
i*Vc Vbd(mm) i^n1
Pnx
Pnbd
67.0
26.5
15.4
10.5
7.8
i^n2
Pgnx
5.900
2.515
1.528
1.072
0.815
0.651
Pgnbd
200.0
85.3
1.0 0.045 16.0
2.0 0.090 32.0
3.0 0.136 48.0
4.0 0.181 64.0
5.0 0.226 80.0
6.0 0.271 96.0
1.000
2.532
4.359
6.409
8.642
11.034
1.977
0.781
0.454
0.308
0.229
0.179
1.000
2.346
3.862
5.502
7.240
9.060
51.8
36.3
27.6
6.1
22.1
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 6
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
7.0 0.317 112.0
8.0 0.362 128.0
9.0 0.407 144.0
10.0 0.452 160.0
10.2 0.461 163.2
13.565
0.146
0.122
0.104
0.090
0.088
4.9
4.1
3.5
3.1
3.0
10.951
12.906
14.918
16.982
17.401
0.539
0.457
0.395
0.347
0.339
18.3
15.5
13.4
11.8
11.5
16.223
18.997
21.878
22.466
XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM ĐẶC BIỆT VÀ HIỆU CHỈNH ĐỒ THỊ CÔNG
1.
1.
2.
Điểm r(Vc,Pr) Vc-thể tích buồng cháy Vc=0,045 [l]
Pr-áp suất khí sót, phụ thuộc vào tốc độ động cơ .
chọn Pr=0.115 [MN/m2]
vậy : r(0,045 ;0,115)
Điểm a(Va ;Pa)
Với Va=ε.Vc=10,2.0,045=0,461 [l].
Pa=0,088[MN/m2]
vậy điểm a(0,461 ;0,088).
Điểm b(Va;Pb).
với Pb: áp suất cuối quá trình giãn nở.
.
vậy điểm b(0,461;0,34).
Các điểm đặc biệt:
r(Vc ; pr) = (0,045 ; 0,115) ;
b(Va ; pb) = (0,461 ; 0,34) ;
a(Va ; pa) = (0,461 ; 0,088)
c(Vc ; pc) = (0,045 ; 1,98)
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 7
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
z(Vc ; pz) = (0,045 ; 5,9).
1.1.6. Vẽ đồ thị công.
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
Để vẽ đồ thị công ta thực hiện theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích:
.
.
+ 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:
1. Vẽ đồ thị brick phía trên đồ thị công. Lấy bán kính cung tròn R bằng ½
khoảng
cách từ Va đến Vc (R=S/2).
2.
Tỉ lệ xích đồ thị brick:
.
3.
4.
Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng : OO’
.
Giá trị biểu diễn : OO’
(mm)
- Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm:
1.
Đánh lửa sớm (c’).
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 8
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
2.
3.
Mở sớm (b’) đóng muộn (r’’) xupap thải.
Mở sớm (r’) đóng muộn (d ) xupap hút.
-
Áp suất cực đại của chu trình thực tế thường nhỏ hơn áp suất cực đại
trong tính toán :
pz’ = 0,85.pz = 0,85.5,9 = 5,015 (MN/m2)
Vẽ đường đẳng áp pz’ = 5,015 (MN/m2).
Điểm z’ được xác định bằng trung điểm của đoạn thẳng giới hạn bởi đường
đẳng tích Vc và đường cháy giản nở.
5.
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 + .( pz’ -pc )
pc’’ = 1,98 + .( 5,015 - 1,98 ) = 2,99 (MN/m2)
Nối các điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục và dính vào đường giãn
nở.
6.
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 + .( pb - pr )
Pb’’ = 0,115 + .( 0,34 - 0,115 ) = 0,2275(MN/m2).
Nối các điểm b’, b’’ và tiếp dính với đường thải prx.
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 9
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
-
Nối điểm r với r’’, r’’ xác định từ đồ thị Brick bằng cách gióng đường song
song với trục tung ứng với góc 3 độ trên đồ thi Brick cắt đường nạp pax tại r’’.
*) Sau khi hiệu chỉnh ta nối các điểm lại thì được đồ thị công thực tế.
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 10
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 11
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
Hình 1.1- Đồ thị công
1.2.ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH
TRUYỀN .
Động cơ đốt trong kiểu piston thường có vận tốc lớn ,nên việc nghiên cứu tính
toán động học và động lực học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền (KTTT)là cần
thiết để tìm quy luật vận động của chúng và để xác định lực quán tính tác dụng lên
các chi tiết trong cơ cấu KTTT nhằm mục đích tính toán cân bằng ,tính toán bền
của các chi tiết và tính toán hao mòn động cơ ..
Trong động cơ đốt trong kiểu piston cơ cấu KTTT có 2 loại loại giao tâm và loại
lệch tâm .
Ta xét trường hợp cơ cấu KTTT giao tâm .
1.2.1 Động học của cơ cấu giao tâm :
Cơ cấu KTTT giao tâm là cơ cấu mà đường tâm xilanh trực giao với đường
tâm trục khuỷu tại 1 điểm (hình vẽ).
O
A
- Giao âiãm cua âæång tám xi lanh va âæång tám tru
ÂC
x
B
c khuyu.
S
C - Giao âiãm cua âæång tám thanh truyãn va âæå
l
ng tám chät khuyu.
ÂC
B
B' - Giao âiãm cua âæång tám xy lanh va âæång tá
m chät piston.
C
R
O
A - Vë trê chät piston khi piston å ÂCT
B - Vë trê chät piston khi piston å ÂCD
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 12
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
HV1.2. Sơ đồ cơ cấu KTTT giao tâm .
1.2.1.1 Xác định độ dịch chuyển (x) của piston bằng phương pháp đồ thị
Brick
-Theo phương pháp giải tích chuyển dịch x của piston được tính theo công
thức :
.
-Các bước tiến hành vẽ như sau:
+ chọn tỷ lệ xích
(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.
+ Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng
OO’
.
+ Từ tâm O’ của đồ thị brick kẻ các tia ứng với 100 ; 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.
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 13
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
+ 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:
ω =
=
= 641,6 (rad/s)
=
+ Chọn tỷ lệ xích
(mm/s/mm)
+ Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R1 phía dưới đồ thị x() với
R1 = R ω.=43.641,6=27588,8 (mm/s).
Giá trị biểu diễn: R1=
+ Vẽ đường tròn tâm O bán kính R2 với:
R2 = R.
= 43.
= 9,94.(mm)
+ Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính
thứ tự 0;1;2 …18.
thành 18 phần bằng nhau và đánh số
+ Chia vòng tròn tâm O bán kính 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
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 14
[độ]
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
đường cong này đến nửa đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với
các góc ꢀ.
V = f(x)
X = f()
Hình 1.3 - Đồ thị chuyển
Hình 1.4 - Đồ thị vận tốc
*) Biểu diễn v = f(x)
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 15
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
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.
Từ các điểm 00, 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
.
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.
+ Chọn tỉ lệ xích:
(m/s2.mm)
+ Trên trục Ox lấy đoạn AB = S=2R=86 mm.
Giá trị biểu diễn: AB=
(mm)
Tính:
.
.
EF = -3.R.λ.ω2 = -3.0,043.0,27.641,62 = -14337,89(m/s2).
+ Từ điểm A tương ứng với điểm chết trên lấy lên phía trên một đoạn
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 16
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
AC =
. Từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy
xuống dưới một đoạn BD =
. Nối C với D. Đường thẳng
CD cắt trục hoành Ox tại E. Từ E lấy xuống dưới một đoạn EF=
. Nối CF và FD, đẳng phân định hướng CF thành 8 phần bằng
nhau và đánh số thứ tự 0;1;2…đẳng phân định FD thành 8 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
.
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 17
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
Hình 1.5 - Đồ thị gia tốc
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
.
Vẽ theo phương pháp Tole với trục hoành đặt trùng với
tung biểu diễn giá trị
ở đồ thị công, trục
.
Vẽ đường biểu diễn lực quán tính được tiến hành theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích trùng với tỉ lệ xích đồ thị công:
+ Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến:
m’ = mpt + m1
Trong đó: m’ - Khối lượng chuyển động tịnh tiến (kg).
mpt = 0,6 (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 = 0,28.0,8 = 0,224 (kg).
mtt = 0,8 (kg) - Khối lượng nhóm thanh truyền.
=> m’ = 0,6 + 0,224 = 0,824 (kg).
Để đơn giản hơn trong tính toán và vẽ đồ thị ta lấy khối lượng trên một đơn vị
diện tích của một đỉnh piston:
m =
=
= 170,34 (kg/m2)
Áp dụng công thức tính lực quán tính: pj = - m.j , ta có:
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 18
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
pjmax = - m.jmax = -170,34. 22480.23= - 3829,3.103(N/m2) = -3,8293
(MN/m2).
pjmin
= -m.jmin
=
170,34.12921,71
=
2201,1.103 (N/m2) =
2,2011(MN/m2)
Đoạn: EF
= - m.jEF = 170,34.14337,89 = 2442,3.103(N/m2) = 2,4423
(MN/m2)
Giá trị biểu diễn:
AC=
BD=
EF=
-129.8mm
74.6mm
82.8mm
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 trên đồ
thị công.
+ Chọn tỉ lệ xích:
(độ/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 00, 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
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 19
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
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
thành
.
Đồ thị
biểu diễn đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của
động cơ.
Khai triển đường
thành
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 p-α phải đặt đúng trị số dương của pj.
c) Vẽ đồ thị
Theo công thức
.
. Ta đã có pkt=f (α) và
. 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(ꢀ).Từ đó ta lập được bảng sau:
φ
Pj
Pkt
P1
0
-129.81
-126.63
-117.26
-102.32
-82.92
-60.69
-37.22
-13.92
7.88
0.51
-129.30
-127.03
-117.66
-102.72
-83.32
-61.09
-37.62
-14.32
7.48
10
20
30
40
50
60
70
80
90
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
27.13
26.73
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 20
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
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
43.08
55.54
63.94
69.82
73.13
74.12
74.44
74.57
74.61
74.57
74.44
74.12
73.13
69.82
63.94
55.54
43.08
27.13
7.88
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.40
-0.38
-0.32
-0.21
-0.04
0.19
42.68
55.14
63.54
69.42
72.73
73.72
74.04
74.17
74.21
74.19
74.12
73.91
73.09
70.01
64.47
56.50
44.64
29.51
11.47
-8.59
0.53
0.96
1.56
2.38
3.59
-13.92
-37.22
-60.69
-82.92
-102.32
-117.26
5.33
7.88
-29.34
-48.85
-64.78
-74.84
-75.98
11.84
18.14
27.48
41.28
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 21
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
-126.63
53.65
97.97
166.40
128.62
94.04
66.79
47.90
35.58
27.31
21.68
17.72
14.89
12.83
11.31
10.19
9.37
-72.98
-31.84
39.77
11.36
-8.28
-129.81
-126.63
-117.26
-102.32
-82.92
-60.69
-37.22
-13.92
7.88
-16.13
-12.79
-1.64
13.39
29.56
44.85
57.97
68.37
75.25
80.01
82.50
82.17
81.20
80.07
78.88
77.66
76.46
75.23
73.64
70.33
27.13
43.08
55.54
63.94
69.82
73.13
74.12
74.44
74.57
74.61
74.57
74.44
74.12
73.13
69.82
8.05
6.76
5.50
4.27
3.09
2.02
1.11
0.51
0.51
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 22
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720
63.94
55.54
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
0.51
64.45
56.05
43.08
43.59
27.13
27.64
7.88
8.39
-13.92
-37.22
-60.69
-82.92
-102.32
-117.26
-126.63
-129.81
-13.41
-36.71
-60.18
-82.41
-101.81
-116.75
-126.12
-129.30
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 23
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
Hình 1.6 - Đồ thị khai triển Pkt , Pj, P1.
1.2.2.3. Vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến
lực ngang
, lực pháp tuyến
và
.
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:
.
Quá trình vẽ các đường này được thực hiên theo các bước sau:
+ Chọn tỉ lệ xích:
(độ/mm).
.
+ Căn cứ vào trị số
. Tra các bảng phụ lục 2p, 7p, 11p trong sách Kết
Cấu Và Tính Toán Động Cơ đốt Trong - Tập 1 ta có các giá trị của:
và
ta lập được bảng sau:
;
. Dựa vào đồ thị khai triển p= f(α) ta có các giá trị của p1. Từ đó
Bảng 2
α
P1
sin(α+β)/cosβ
T
Cos(α+β)/cosβ
Z
tang(β)
N
0 -129.30
0
0.00
-27.94
1
-129.30
0
0.00
-6.35
10 -127.00
0.22
0.98
-124.46 0.05
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 24
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
20 -117.60
30 -102.72
40 -83.50
50 -61.32
60 -37.71
70 -14.22
0.43
0.62
0.78
0.9
-50.57
-63.69
-65.13
-55.18
-37.34
-14.65
8.01
0.91
0.8
-107.01 0.09
-82.18 0.14
-54.27 0.18
-29.43 0.21
-10.94 0.24
-1.42 0.26
-0.78 0.28
-7.61 0.28
-19.47 0.28
-32.86 0.26
-45.79 0.24
-56.07 0.21
-64.33 0.18
-69.11 0.14
-72.27 0.09
-73.58 0.05
-10.58
-14.38
-15.03
-12.88
-9.05
-3.70
2.18
0.65
0.48
0.29
0.1
0.99
1.03
1.03
1
80
90
7.78
27.19
43.28
55.69
64.50
70.09
73.10
74.31
74.50
74.32
74.21
74.34
74.58
74.51
73.46
70.68
65.42
57.05
45.24
-0.1
27.19
40.68
47.34
48.37
44.15
37.28
28.24
18.63
9.66
-0.28
-0.45
-0.59
-0.71
-0.8
7.61
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
0.94
0.85
0.75
0.63
0.51
0.38
0.25
0.13
0
12.12
14.48
15.48
14.72
13.16
10.40
6.71
-0.88
-0.93
-0.97
-0.99
-1
3.72
0.00
-74.21
0
0.00
-0.13
-0.25
-0.38
-0.51
-0.63
-0.75
-0.85
-0.94
-9.66
-0.99
-0.97
-0.93
-0.88
-0.8
-73.60 -0.05
-72.35 -0.09
-69.29 -0.14
-64.65 -0.18
-56.55 -0.21
-46.45 -0.24
-33.66 -0.26
-20.36 -0.28
-3.72
-6.71
-10.43
-13.22
-14.84
-15.70
-14.83
-12.67
-18.65
-28.31
-37.46
-44.53
-49.06
-48.49
-42.52
-0.71
-0.59
-0.45
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 25
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
270
280
290
29.99
11.77
-8.50
-1
-29.99
-12.12
8.75
-0.28
-0.1
0.1
-8.40 -0.28
-1.18 -0.28
-0.85 -0.26
-8.54 -0.24
-23.56 -0.21
-42.24 -0.18
-59.90 -0.14
-69.13 -0.09
-68.34 -0.05
-8.40
-3.30
2.21
-1.03
-1.03
-0.99
-0.9
-0.78
-0.62
-0.43
-0.22
0
300 -29.44
310 -49.09
320 -64.98
330 -74.88
340 -75.97
350 -69.74
360 -31.85
29.15
44.18
50.69
46.42
32.67
15.34
0.00
0.29
0.48
0.65
0.8
7.07
10.31
11.70
10.48
6.84
0.91
0.98
1
3.49
-31.85
0
0.00
370
380
390
40.02
11.44
-8.27
0.22
0.43
0.62
0.78
0.9
8.80
0.98
0.91
0.8
39.22 0.05
10.41 0.09
-6.62 0.14
-10.59 0.18
-6.24 0.21
-0.50 0.24
1.35 0.26
2.00
4.92
1.03
-5.13
-12.71
-11.71
-1.71
13.90
30.76
45.32
55.06
58.59
57.16
50.83
42.27
31.70
-1.16
-2.93
-2.73
-0.42
3.51
400 -16.30
410 -13.01
0.65
0.48
0.29
0.1
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
-1.73
13.50
29.86
45.32
58.57
68.93
76.21
80.68
82.88
83.41
0.99
1.03
1.03
1
-0.1
-0.28
-0.45
-0.59
-0.71
-0.8
-0.88
-0.93
-2.99 0.28
-12.69 0.28
-26.36 0.28
-40.67 0.26
-54.11 0.24
-64.55 0.21
-72.93 0.18
-77.57 0.14
8.36
12.69
16.40
17.92
18.29
16.94
14.92
11.68
0.94
0.85
0.75
0.63
0.51
0.38
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 26
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
82.76
80.73
78.92
76.71
75.92
75.27
74.01
71.00
65.41
56.61
44.19
28.10
8.69
0.25
0.13
0
20.69
10.49
0.00
-0.97
-0.99
-1
-80.28 0.09
-79.92 0.05
7.45
4.04
-78.92
0
0.00
-0.13
-0.25
-0.38
-0.51
-0.63
-0.75
-0.85
-0.94
-1
-9.97
-0.99
-0.97
-0.93
-0.88
-0.8
-75.94 -0.05
-73.65 -0.09
-70.00 -0.14
-65.13 -0.18
-56.80 -0.21
-46.44 -0.24
-33.40 -0.26
-19.88 -0.28
-7.87 -0.28
-0.87 -0.28
-1.33 -0.26
-10.67 -0.24
-28.99 -0.21
-53.68 -0.18
-81.45 -0.14
-106.18 -0.09
-123.56 -0.05
-3.84
-6.83
-10.54
-13.32
-14.91
-15.70
-14.72
-12.37
-7.87
-2.43
3.46
-18.98
-28.60
-37.75
-44.73
-49.06
-48.12
-41.54
-28.10
-8.95
-0.71
-0.59
-0.45
-0.28
-0.1
-1.03
-1.03
-0.99
-0.9
650 -13.31
660 -36.80
670 -60.40
680 -82.58
690 -101.81
700 -116.68
710 -126.09
720 -129.30
13.71
36.43
54.36
64.42
63.12
50.17
27.74
0.00
0.1
0.29
0.48
0.65
0.8
8.83
12.68
14.87
14.25
10.50
6.30
-0.78
-0.62
-0.43
-0.22
0
0.91
0.98
1
-129.30
0
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:
;
.
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 27
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
+ Việc vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến
, lực pháp tuyến
và lực
ngang
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…
Hình 1.7. ĐỒ THỊ N-T-Z =f(α).
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
ứng với góc lệch các khuỷu theo thứ tự làm việc.
+ Góc lệch khuỷu trục của 2 xi lanh làm việc kế tiếp nhau:
+ 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
Bảng 3
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 28
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
Xi lanh
Tên kỳ làm việc
αio
0
1
2
3
4
Nạp
Nén
Nén
Cháy-giãn nở
Nạp
Cháy-giãn nở
Thải
Thải
Nạp
180
Thải
Nén
Cháy-Giãn nở 540
Cháy-giãn nở
Thải
Nạp
Nén
360
00
1800
3600
5400
7200
+ Sau khi lập bảng xác định góc
vào bảng tính N, T, Z và lấy tỉ lệ xích μΣT = 4.μT = 4.0,0295 = 0,118(MN/m2.mm), ta
lập được bảng tính . Trị số của ta đã tính, căn cứ vào đó tra bảng các
đã tịnh tiến theo .Cộng tất cả các giá trị của ta có
ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc, dựa
giá trị
.
α1
T1
α2
T2
α3
T3
α4
T4
ΣT
ΣTbd
0
0.00
180 0.00 540 0.00 360
0.00
8.80
4.92
0.00
0.00
10 -27.94 190 -9.66 550 -9.97 370
20 -50.57 200 -18.65 560 -18.98 380
-38.77
-83.27
-9.69
-20.82
-31.43
-38.26
-39.04
-34.29
-24.34
-11.32
30 -63.69 210 -28.31 570 -28.60 390 -5.13 -125.73
40 -65.13 220 -37.46 580 -37.75 400 -12.71 -153.05
50 -55.18 230 -44.53 590 -44.73 410 -11.71 -156.15
60 -37.34 240 -49.06 600 -49.06 420 -1.71 -137.17
70 -14.65 250 -48.49 610 -48.12 430 13.90
80 8.01 260 -42.52 620 -41.54 440 30.76
-97.36
-45.29
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 29
Đồ án môn học: Thiết kế ĐCĐT
GVHD: DƯƠNG VIỆT DŨNG
90 27.19 270 -29.99 630 -28.10 450 45.32
100 40.68 280 -12.12 640 -8.95 460 55.06
14.41
74.66
3.60
18.67
32.10
42.78
48.38
48.66
42.37
30.54
15.81
0.00
110 47.34 290 8.75 650 13.71 470 58.59 128.39
120 48.37 300 29.15 660 36.43 480 57.16 171.11
130 44.15 310 44.18 670 54.36 490 50.83 193.53
140 37.28 320 50.69 680 64.42 500 42.27 194.65
150 28.24 330 46.42 690 63.12 510 31.70 169.48
160 18.63 340 32.67 700 50.17 520 20.69 122.16
170 9.66
180
350 15.34 710 27.74 530 10.49
360 0.00 720 0.00 540
63.24
0.00
0
0
+ 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
bằng một đường
cong thích hợp cho ta đường cong biểu diễn đồ thị tổng T.
SVTH: Trịnh Đình Tiến -Lớp 09C4LT
Trang 30
Tải về để xem bản đầy đủ
64 trang
21/09/2024
200
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Tính toán và thiết kế hệ thống nhiên liệu của động cơ theo các thông số kĩ thuật", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- do_an_tinh_toan_va_thiet_ke_he_thong_nhien_lieu_cua_dong_co.docx
