Đồ án môn học Thiết kế động cơ đốt trong

n điều kiện bài 5 )Áp suất cuối quá trình nén P : Áp suất cuối quá trình nén P được xác định theo công thức : P = P ε = 0,086 17,2= 4,203409 (MPa) 6 )Nhiệt độ cuối quá trình nén T Nhiệt độ cuối quá trình nén T được xác định theo công thức T = T ε =353,53 17,2 = 975,997( ºK ) 7 )Lượng môi chất công tác của quá trình nén M : Lượng môi chất công tác của quá trình nén M được xác định theo công thức : M = M+ M = M = 0,76935 (1+0,0419) = 0,717799 1.3.3 Tính toán quá trình cháy 1 )Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β Ta có hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β được xác định theo công thức: β = = = 1+ Trong đó độ tăng mol ΔM của các loại động cơ được xác định theo công thức sau: ΔM = 0,21(1-α) M + ( + - ) Đối với động cơ điezel : ΔM = ( + ) Do đó β = 1 + = 1 + = 1.0459 2 )Hệ số thay đổi phân tư thưc tế β: ( Do có khí sót ) Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β được xác đinh theo công thức : β = == 1,044058 3 )Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z β : (Do cháy chưa hết ) Ta có hệ số thay đổi phân tư thực tế tại điểm z β được xác định theo công thức : β = 1 + χ Trong đó χ = = Nên: β =1 + = 1,038875 4 )Lượng sản vật cháy M : Ta có lượng sản vật cháy M đươc xác định theo công thức : M= M +ΔM = β. M = 1,0459040,6889= 0,720556 5 )Nhiệt độ tại điểm z T : * Đối với động cơ điezel,tính nhiệt độ T bằng cách giải pt cháy : (1) Trong đó : Q : là nhiệt trị của dầu điezel , Q =42,5.10( kJ/kgn.l ) :là tỉ nhiệt mol đẳng áp trung bình của sản vật cháy tại z là : =8,314+ :là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy tại z được tính theo ct : = = 20,817+ 2,678.10-3.Tz = a'' + (b''/2) .T Chỉnh lý lại ta có : = 29,131 + 2,678.10-3.Tz = a'' + (b'' /2). T (2) Thay (2) vào (1) ta được: + ( 19,848+ 2,1145.10-3Tz + 8,314 .1,6). 957.127 = 1,034.( 29,131 + 2,678.10-3.Tz).Tz Giải phương trình trên ta được : T = 2252,195052; T= -12198,01481 (loại) 6 )Áp suất tại điểm z p : Ta có áp suất tại điểm z p được xác định theo công thức p = λ. Pc =6,910416( MPa ) Với λ là hệ số tăng áp λ= β. CHÚ Ý :-Đối với động cơ điezel hệ số tăng áp λ được chọn sơ bộ ở phần thông số chọn. Sau khi tính toán thì hệ số giãn nở ρ (ở quá trình giãn nở) phải đảmbảo ρ<λ,nếu không thì phải chọn lại λ, λ được chọn sơ bộ trong khoảng 1,2 ÷2,4 Ở đây ta chọn λ =1,65 Vậy p =6,910416 (MPa) 1.3.4 Tính toán quá trình giãn nở 1 )Hệ số giãn nở sớm ρ : Qua quá trình tính toán ta tính được ρ = 1,41665thõa mãn điều kiện ρ<λ 2 )Hệ số giãn nở sau δ : Ta có hệ số giãn nở sau δ được xác định theo công thức : δ =12,141289 3 )Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n : n–1= Trong đó : T :là nhiêt trị tại điểm b và được xác định theo công thức : T= ( ºK ) Chọn = 1,23491 và thay vào hai vế ta có: -1= thỏa mãn điều kiện Q : là nhiệt trị tính toán Đối với động cơ điezel Q= Q Q = 42500 (kJ/kg n.l) Qua kiệm nghiêm tính toán thì ta chọn đươc n =1,23.Thay n vào 2 vế của pt trên ta so sánh ,ta thấy sai số giữa 2 vế <0,2% nên n chọn là đúng 4)Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T : T= = = ( ºK ) 5 )Áp suất cuối quá trình giãn nở p : Áp suất cuối quá trình giãn nở P được xác định theo CT : Pb= = (MPa) 6 )Tính nhiệt độ khí thải T : T = T. =1154,431.= 879,493 (0K) Ta tính được T = 879,493( ºK ).So sánh với nhiệt độ khí thải đã chon ban đầu thỏa mãn điều kiện không vượt quá 15 % 1.3.5 Tính toán các thông số chu trình công tác 1 )Áp suất chỉ thị trung bình p'Đây là đông cơ điezel áp suất chỉ thị trung bình P'được xác định theo công thức : Thay số vào ta có: Qua tính toán thực nghiệm ta tính được P' = 0,8188 (MPa) 2 )Áp suất chỉ thị trung bình thực tế p : Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị trung bình, trong thực tế được xác định theo công thức : p= p'.φ = 0,86209.0,9487 = 0,81787(MPa) Trong đó φ _hệ số hiệu đính đồ thị công.chọn theo tính năng và chung loại đông cơ. 3 )Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g : Ta có công thức xác định suất tiêu hoa nhiên liệu chỉ thị g: (g/kW.h) 4 )Hiệu suất chỉ thi η: Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị η : 5 )Áp suất tổn thất cơ giới P : Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và đươc biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ.Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : V = = = 10,78 (m/s) Đối với động cơ diesel cao tốc dùng cho ô tô P= 0,015+0,0156.V= 0,18317 (MPa) 6 )Áp suất có ích trung bình P : Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác định theo công thức : P = P – P =0,63470 (MPa) 7 )Hiệu suất cơ giới η : Ta có có thức xác định hiệu suất cơ giới: η = = 77,6 % 8 )Suất tiêu hao nhiên liệu g : Ta có có thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là: g= = (g/kW.h) 9 )Hiệu suất có ích η : Ta có có thức xác định hiệu suất có ích η được xác định theo công thức: η = η .η= 0,33257 10 )Kiểm nghiêm đường kính xy lanh D theo công thức : D = (mm ) Mặt khác ( dm3 ) D = (mm) Ta có sai số so với đề bài là :0,00< 0,1 (mm), (thỏa mãn điều kiện) 1.4. Vẽ và hiệu đính đồ thị công Căn cứ vào các số liệu đã tính pa , pc , pz , pb , n1 , n2 , ε ta lập bảng tính đường nén và đường giản nở theo biến thiên của dung tích công tác Vx =i.Vc (Vc: dung tích buồng cháy). (dm3) Ta có bảng tính các giá trị của quá trình nén và quá trình giản nở như sau: (Xuất phát từ =const với Vx=i.Vc thay vào rút ra) Sau khi ta chọn tỷ lệ xích và hợp lý để vẽ đồ thị công. Để trình bày đẹp thường chọn chiều dài hoành độ tương ứng từ 16εVc= 220mm trên giấy kẻ ly. Ta có :(dm3/mm) Tung độ thường chọn tương ứng với pz khoảng 250 mm trên giây kẻ ly (MPa/mm) Từ tỷ lệ xích trên ta tính được các giá trị biểu diễn (gtbd) của quá trình nén và quá trình giản nở sau: Bảng 1: Tính quá trình nén và quá trình giãn nở Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp suất P0 song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly. Đường 1Vc cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ. Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi qua hai điểm pa và pr . Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị. Các bước hiệu đính như sau: 1.4.1 Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình piston S là: Vì gtbd Vmax – gtbd Vmin = 220-13=207 (mm) Thông số kết cấu của động cơ là: (mm) Khoảng cách OO’ là: (mm) Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị: (mm) Ta có nửa hành trình của pistông là: (mm) Giá trị biểu diễn R trên đồ thị: (mm). Từ và ta có thể vẽ được vòng tròn Brick 1.4.2 Lần lượt hiệu định các điểm trên đồ thị 1 ) Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp : (điểm a) Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải β , bán kính này cắt đường tròn tại điểm a’ . Từ a’ gióng đường thẳng song song với trục tung cắt đường P tại điểm a” . Nối điểm r trên đường thải ( là giao điểm giữa đường P và trục tung ) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp. 2 ) Hiệu định áp suất cuối quá trình nén : ( điểm c’) Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm (động cơ điezel ) và hiện tượng đánh lửa sớm (động cơ xăng ) nên thường chọn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết P đã tính . Theo kinh nghiệm , áp suất cuối quá trình nén thực tế P’ được xác định theo công thức sau : Vì đây là động cơ điezel : P’ = P+ .( P - P ) = 4,188 + .( 6,91–4,188) = 5,095595 ( MPa ) Từ đó xác định được tung độ điểm c’ trên đồ thị công : y = = = 184,3434 (mm ) 3 ) Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm c’’ ) Do hiện tương phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết tại điểm c’’. Điểm c’’ được xác định bằng cách .Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định được góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm θ, bán kính này cắt vòng tròn Brick tại 1 điểm . Từ điểm gióng này ta gắn song song với trục tung cắt đường nén tại điểm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’ 4 )Hiệu đính điểm đạt P thực tế Áp suất p thực tế trong quá trình cháy - giãn nở không duy trì hằng số như động cơ điezel ( đoạn ứng với ρ.V ) nhưng cũng không đạt được trị số lý thuyết như động cơ xăng. Theo thực nghiệm ,điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền vào khoảng 372° ÷ 375° ( tức là 12° ÷ 15° sau điểm chết trên của quá trình cháy và giãn nở ) Hiệu định điểm z của động cơ điezel : - Cắt đồ thị công bởi đường 0,85pz = 0,85.6,91 = 5,8735 (MPa), vậy ta có giá trị biểu diễn đường pz là : y = pz = = 212,5 (mm) - Xác định điểm z từ góc 15º .Từ điểm O΄trên đồ thị Brick ta xác định góc tương ứng với 375º góc quay truc khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại 1 điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường P tại điểm z . - Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở . 5 ) Hiệu định điểm bắt đầu quá trình thải thực tế : ( điểm b’ ) Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải thực sự diễn ra sớm hơn lý thuyết . Ta xác định điểm b bằng cách : Từ điểm O’trên đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm xupáp thải β,bán kính này cắt đường tron Brick tại 1điểm.Từ điểm này ta gióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở tại điểm b’. 6 ) Hiệu định điểm kết thúc quá trình giãn nở : ( điểm b’’ ) Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế P thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định được : P= P+ .( P - P ) = 0,14 + .( 0,3166173- 0,14 ) = 0,2283086 (MPa) Từ đó xác định tung độ của điểm b’’ là : y = = = 8,259585( mm ) Sau khi xác định b', b'' dùng cung thích hợp nối hợp với đường rr. Như vậy ta đã có đò thị công chị thị dùng cho phần tính toán động lực học. CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC 2.1 Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học Các đường biểu diễn này đều vẽ trên 1 hoành độ thống nhất ứng với hành trình piston S = 2R .Vì vậy độ thị đều lấy hoành độ tương ứng với V của độ thị công ( từ điểm 1.V đến ε.V ) 2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của piston x = ƒ(α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau : 1 . Chọn tỉ lệ xích góc : thường dùng tỉ lệ xích ( 0,6 ÷ 0,7 ) ( mm/độ ) ở đây ta chọn tỉ lệ xích 0,6 mm/độ 2 . Chọn gốc tọa độ cách gốc cách độ thị công khoảng 15 ÷ 18 cm 3 . Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10° ,20° ,.180° 4 . Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 10° ,20° ,.180° tương ứng trên trục tung của đồ thị của x = ƒ(α) ta được các điểm xác định chuyển vị x tương ứng với các góc 10°,20°,..180° 5 .nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ x = f(α). 2.1.2 Đường biểu diễn tốc độ của piston v = f(α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của píton v = f(α). Theo phương pháp đồ thị vòng .Tiến hành theo các bước cụ thể sau: 1.Vẻ nửa vòng tròn tâm O bán kính R ,phía dưới đồ thị x = f(α). Sát mép dưới của bản vẽ 2. Vẽ vòng tròn tâm O bán kính O' 3. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính là Rλ/2 thành 18 phần theo chiều ngược nhau . 4. Từ các điểm chia trên nửa vòng tâm tròn bán kính là R kẻ các đường song song với tung độ , các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất phát từ các điểm chia tương ứng trên bán kính là Rλ/2 tại các điểm a,b,c,. 5. Nối tại các điểm a,b,c,. Tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ piton thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng tròn bán kính R tạo với trục hoành góc α đến đường cong a,b,c. Đồ thị này biểu diễn quan hệ v = f(α) trên tọa độ độc cực : V= Hinh 2.1: Dạng đồ thị v = f(α) 2.1.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston j = f( x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê ta vẽ theo các bước sau : 1.Chọn tỉ lệ xích μ phù hợp trong khoảng 30 ÷ 50 (m/s .mm ) Ở đây ta chọn μ = 45 (m/s .mm ) 2.Ta tính được các giá trị : - Ta có vận tóc góc : ω = = = 241,78 (rad /s ) - Gia tốc cực đại : j= R.ω .( 1 + λ ) = 70.10.241,78.( 1 +0,273) = 5,21.10( m/ s) ( Trong đó: ) - Vậy ta được giá trị biểu diễn jlà : = = = 115,8 ( mm ) - Gia tốc cực tiểu : j = –R.ω.( 1– λ ) = -70.10.241,78.( 1-0,273) = –2,973.10 ( m/ s) .Vậy ta được giá trị biểu diễn của j là : gtbd = = = –66,069 (mm) - Xác định vị trí của EF : EF = –3.R.λ.ω = –3.70.10.0,27.241,78 = –3,356.10 ( m/s ) Vậy giá trị biểu diễn EF là : gtbd = = = -74,59429 ( mm ) 3. Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC = j , từ điểm B tương ứng điểm chết dưới lấy BD = j , nối CD cắt trục hoành ở E ; lấy EF = –3.R.λ.ω về phía BD Nối CF với FD ,chia các đoạn này làm 4 phần , nối 11, 22, 33 Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33 ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = ƒ(x) 2.2 Tính toán động lực học 2.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến - Khối lượng nhóm piton mnp = 3,25 Kg - Khối lượng thanh truyền phân bố về tâm chốt piston + ) Khối lương thanh truyền phân bố về tâm chốt piston m có thể tra trong các các sổ tay ,có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể tính gần đúng theo bản vẽ . + ) Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiêm sau : Đối với động cơ điezel ta có : m = Trong đó là khối lượng thanh truyền mà đề bài đã cho. Ta chọn m = 0,28 . m = 0,28. 3,25= 1,1802 Vậy ta xác định đươc khối lượng tịnh tiến mà đề bài cho là : m = m + m = 3,25 + 1,1802 = 4,4302 (Kg) 2.2.2 Các khối lượng chuyển động quay Khối lượng chuyển động quay của một trục khuỷu bao gồm : - Khối lượng của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt : m = = 4,4302– 1,1802= 3,0348 - Khối lượng của chốt trục khuỷu : m m = π. .ρ Trong đó ta có : d : Là đường kính ngoài của chốt khuỷu : δ : Là đường kính trong của chốt khuỷu : l : Là chiều của chốt khuỷu : ρ : Là khối lượng riêng của vật liệu làm chốt khuỷu ρ : 7800 Kg/ m = 7,8.10 Kg/ mm Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt : m . Khối lượng này tính gần đúng theo phương trình quy dẫn : m = Trong đó : mm - khối lượng của má khuỷu r - bán kính trọng tâm má khuỷu : R - bán kính quay của khuỷu : R = S /2= 140/2 =70 (mm) 2.2.3 Lực quán tính 1) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến : P = - m.j = -m.R.ω.( cos α + λ.cos 2α ) = -4,4302.70.241,78.10-6( cosα + λ.cos 2α ) , [Mpa] Bảng 2: Tính giá trị Pj góc (angle) (rad) cos(alpha)+ pj=-1366487 .( cos α + λ.cos 2α ) 0 0,0000 1,2734 -1,740137 10 0,1745 1,2418 -1,696843 20 0,3491 1,1492 -1,570310 30 0,5236 1,0027 -1,370238 40 0,6981 0,8135 -1,111674 50 0,8727 0,5953 -0,813478 60 1,0472 0,3633 -0,496419 70 1,2217 0,1326 -0,181135 80 1,3963 -0,0833 0,113827 90 1,5708 -0,2734 0,373649 100 1,7453 -0,4306 0,588403 110 1,9199 -0,5515 0,753598 120 2,0944 -0,6367 0,870068 130 2,2689 -0,6903 0,943245 140 2,4435 -0,7186 0,981907 150 2,6180 -0,7293 0,996589 160 2,7925 -0,7302 0,997847 170 2,9671 -0,7279 0,994613 180 3,1416 -0,7266 0,992839 2.2.4 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính –Pj=f(x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tolê nhưng hoành độ đặt trùng với đường p ở đồ thị công và vẽ đường -=ƒ(x) (tức cùng chiều với j = ƒ(x)) Ta tiến hành theo bước sau : 1 ) Chọn tỷ lệ xích để vẽ của là μ (cùng tỉ lệ xích với áp suất p ) (MPa/mm), tỉ lệ xích μ cùng tỉ lệ xích với hoành độ của j = ƒ(x) Chú ý : Ở đây lực quán tính p sở dĩ có đơn vị là MPa (tính theo đơn vị áp suất ) bởi vì được tính theo thành phần lực đơn vị (trên 1 đơn vị diện tích đỉnh piston ) để tạo điều kiện cho công việc công tác dụng lực sau này của lực khí thể và lực quán tính. 2 ) Ta tính được các giá trị : - Diện tích đỉnh piston : F = = ( m ) - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực đại : P = = = 1,7401.10 N/m P = 1,7401( Mpa) -Vậy ta được giá trị biểu diễn là : gtbd = = = 62,9533( mm ) -Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực tiểu : P = = = 0,99283.106 (N/m2) = 0,99283 (Mpa) -Vậy ta được giá trị biểu diễn là : gtbd = = = 35,918( mm ) -Ta xác định giá trị E’F’ là : E’F’ = = =1,12.106 (N/m2) =1,12 (Mpa) -Vậy ta được giá trị biểu diễn của E’F’ là : gtbd = = = 40,552(mm ) 3 ) Từ điểm A’ tương ứng điểm chết trên lấy A’C’ = P từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy B’D’ = P ; nối C’D’ cắt trục hoành ở E’ ; lấy E’F’ về phía B’D’. Nối C’F’ và F’D’ ,chia các đoạn này ra làm 5 phần , nối 11, 22 , 33..Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33Ta đuợc đường cong biểu diễn quan hệ –P = ƒ(x) 2.2.5 Đường biểu diễn v = ƒ(x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ v = ƒ(x) dựa trên 2 đồ thị là đồ thị đó là x = ƒ(x) và đồ thị v = ƒ(x) (sử dụng theo phương pháp đồ thị vòng ).Ta tiến hành theo đồ thị sau : 1 ) Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đường song song với trục tung tương ứng với các giá trị góc quay α = 10°, 20°, 30°180° 2 ) Đặt các giá của vận tốc v này (đoạn thăng biểu thị giá trị của v có 1 đầu mút thuộc đồ thị v = ƒ(x) ,1 đầu thuộc nữa vòng tròn tâm O, bán kính R trên đồ thị ) trên các tia song song với các trục tung nhưng xuất phát tư các góc tương ứng trên đồ thị Brick gióng xuống hệ trục tọa độ của đồ thị v = ƒ(x). 3 ) Nối các điểm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ v = ƒ(x) Chú ý : nếu vẽ đúng điểm v sẽ ứng với j = 0 2.2.6 Khai triển đồ thị công P–V thành p =ƒ(α) Để thuận tiện cho việc tính toán sau này ta tiến hành khai triển đồ thị công P–V thành đồ thị p =ƒ(α).Khai triển đồ thị công theo trình tự sau : 1 ) Chọn tỷ lệ xích μ = 2°/ 1mm .Như vậy toàn bộ chu trình 720° sẽ ứng với 360 mm .Đặt hoành độ α này cùng trên đường đậm biểu diễn P và cách điểm chết dưới của đồ thị công khoảng 4÷5 cm 2 ) Chọn tỷ lệ xích μ đúng bằng tỷ lệ xích μ khi vẽ đồ thị công (MN/mm) 3 ) Từ các điểm chia trên đồ thị Brick ta xác định trị số cua P tương ứng với các góc α rồi đặt các giá trị này trêb đồ thị P–α Chú ý : + )Cần xác định điểm p .Theo kinh nghiệm , điểm này thường xuất hiện ở 372° ÷ 375°. + ) Khi khai triển cần cận thận 1 đoạn có độ dốc tăng trưởng và đột biến lớn của p từ 330° ÷ 400° ,nên lấy thêm điểm ở đoạn này để vẽđược chính xác. 4 ) Nối các điểm xác định theo 1 đường cong trơn ta thu được đồ thị biểu diễn quan hệ P = ƒ(α) 2.2.7 Khai triển đồ thị P = ƒ(x) thành P = ƒ(α) Đồ thị P = ƒ(x) biểu diễn trên đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ. Nếu động cơ ở tốc độ cao đương này thế nào cũng cắt đường nén ac . Động cơ tốc độ thấp, đường P ít khi cắt đường nén. Ngoài ra đường P còn cho ta tìm được giá trị của P = P + P một cách dễ dàng vì giá trị của đường p chính là khoảng cách giữa đường nạp P với đường biểu diễn P của các quá trình nạp, nén ,cháy giãn nở và thải của động cơ. Khai triển đồ thị P = ƒ(x)thành đồ thị P = ƒ(α) tương tự như cách ta khai triển đồ thị công ( thông qua vòng tròn Brick ) chỉ có điều cần chú ý là đồ thị trước là ta biểu diễn đồ –P = ƒ(x) nên cần lấy lại giá trị P cho chính xác. 2.2.8 Vẽ đồ thị P = ƒ(α) Ta tiến hành vẽ đồ thị P = ƒ(α) bằng cách ta cộng 2 đồ thị là đồ thị là độ thị P=ƒ(α) và đồ thị P = ƒ(α). 2.2.9 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T = ƒ(α) và đồ thị lực pháp tuyến Z = ƒ(α) Theo kết quả tính toán ở phần động lực học ta có công thức xác định lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau : T = P.  ; Z = P. Trong đó góc lắc của thanh truyền β được xác định theo góc quay α của trục theo công thức sau :sin β = λ.sinα Vẽ 2 đường này theo trình tự sau: Bố trí hoành độ α ở dưới đường P , tỷ lệ xích μ = 2°/ 1mm sao cho đường biểu diễn nằm ở khoảng giữa tờ giấy kẻ ly A( có thể chọn trùng với đường biểudiển hoành độ của đồ thị j = ƒ(α) ) Căn cứ vào thông số kết cấu λ = R/l, dựa vào các công thức trên và dựa vào đồ thị P = ƒ(α) ta xác định được các giá trị cho trong bảng dưới đây theo góc quay α của trục khuỷu . Biểu diển đường và trên tọa độ đã chọn Chú ý : Kiểm tra các mối tương quan nhau : + ) Ở các điểm ta đều có T = 0 nên đường T đều cắt trục hoành . + ) Ở các điểm thì T = Z = 0 nên 2 đường này giao nhau trên trục hoành . Bảng 3: Tính giá trị T và Z 2.2.10 Vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) của động cơ nhiều xy lanh Động cơ nhiều xilanh có mômen tích luỹ vì vậy phải xác định mômen này. Ta xác định chu kỳ của mômen tổng phụ thuộc vào số xilanh và số kỳ, Chu kỳ này bằng đúng góc công tác của các khuỷu : Trong đó :  : Là số kỳ của động cơ.  : Là số xilanh của động cơ. Nếu trục khuỷu không phân bố các khuỷu theo đúng góc công tác (điều kiện đồng đều chu trình) thì chu kỳ của mômen tổng cũng thay đổi. Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn cũng chính là đường biểu diễn (do ta đãbiết ). Ta vẽ đường biểu diễn này như sau : 1. Lập bảng xác định các góc ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc của động cơ,chẳng hạn đối với độnh cơ 4 kỳ, 6 xilanh có thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 : 1 nạp Nén Cháy Thải 2 N C T n N 3 C T n N C 4 n N C T n 5 T n N C T 6 C T N N (chú thích : tại thời điểm xilanh 1 đang ở góc công tác là = 00 thì các và xilanh 2,3,4,5 và 6 đang ở các góc công tác tương ứng , , , ,) Để biểu diễn đồ thị ΣT = f(α) trên giấy vẽ cho phù hợp cho phù hợp ta chọn = 0,42 2 ) Vẽ đường ngang xác định ΣT (đại diện cho momen cản ) trực tiếp trên đồ thị bằng cách đếm diện tích bao bởi đường ΣT với trục hoành α (F) rồi chia diện tích này cho chiều dài của trục hoành. Nghĩa là : ΣTtb=FΣT130=S+-S-130=845,1130=6,5 (mm) Trong đó là tỷ lệ xích của lực tiếp tuyến. 2.2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Ta tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu theo các bước: - Vẽ hệ trục tọa độ 0’TZ và dựa vào bảng tính T= f( α) và Z= f( α) đã tính ở bảng trên để xác định được các điểm 0 là điểm có tọa độ , ; điểm 1 là các điểm , điểm 72 là điểm có tọa độ , . Thực chất đây là đồ thị ptt biểu diễn trên đồ thị T- Z do ta thấy tính từ gốc tọa độ tại bất kỳ điểm nào ta đều có :. - Tìm gốc của phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu bằng cách đặt vec tơ pko( đại diện cho lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu) lên đồ thị. Ta có công thức xác định lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu là: ( N) Tính trên đơn vị diện tích đỉnh pittong : Pko = (N/m2) = 0,936 (MPa) =>( mm) Vậy xác định được gốc O của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Nối O với bất cứ điểm nào trên đồ thị ta đều có: Trị số thể hiện bằng độ dài . Chiều tác dụng là chiều . Điểm tác dụng là a trên phương kéo dài của AO cắt vòng tròn tượng trưng cho mạt chốt khuỷu. 2.2.12 Vẽ đường biểu diễn Q = f( α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn Q= f( α) theo trình tự sau: - Chọn hoành độ α gần sát mép dưới của tờ giấy vẽ và đặt cùng μα với các đồ thị p= f( α), T= f( α), Z= f( α). - Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta lập được bảng giá trị của Q theo góc quay α của trục khuỷu: Bảng 5: Giá trị của Q theo α alpha Q alpha Q alpha Q alpha Q 0 95,36 10 94,18 190 69,14 370 110,4 550 72,37 20 89,2 200 68,8 380 108,6 560 70,81 30 79,73 210 68,16 390 57,37 570 69,9 40 67,92 220 67,04 400 33,35 580 68,57 50 55,05 230 65,01 410 31,77 590 66,26 60 43,11 240 61,47 420 34,81 600 62,35 70 35,22 250 56,03 430 39,47 610 56,16 80 34,43 260 49,04 440 45,86 620 48,82 90 39,68 270 41,69 450 53,21 630 40,88 100 47,26 280 35,73 460 60,5 640 34,92 110 54,66 290 33,86 470 66,9 650 34,7 120 60,5 300 37,02 480 71,68 660 41,56 130 64,37 310 42,34 490 74,64 670 53,38 140 66,64 320 44,94 500 76,17 680 66,08 150 67,95 330 39,23 510 76,95 690 77,83 160 68,72 340 19,73 520 77,35 700 87,25 170 69,14 350 27,88 530 76,97 710 93,91 180 69,27 360 83,91 540 74,42 720 95,36 - Vẽ Q= f( α) trên đồ thị Q - α. - Xác định Qtb bằng cách đếm diện tích bao bởi Q= f( α) và trục hoành rồi chia cho chiều dài trục hoành ta có Qtb: Qtb=FQμQ.360=22732,4360= 63,145( mm) Hệ số va đập χ: χ=QmaxQtb=11463,145=1,805346<4 2.2.13 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu Dựa vào 3 giả thiết: - Lượng mòn tỷ lệ thuận với lực tác dụng - Lực gây mòn không phải tại một điểm mà lân cận điểm đó trong phạm vi 1200 - Lúc xây dựng đồ thị mài mòn không xác định với điều kiện thực tế ÞXây dựng đồ thị theo trình tự các bước sau đây: -Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho vòng tròn chốt tâm là K, các lực cắt trục dương Z tại O và chia vòng tròn đó ra làm 24 phần bằng nhau, mỗi phần 150 và đánh số các điểm chia từ 0¸23 -Xác định tổng các lực tác dụng nên trên các điểm 0,1,2 ..23, tương ứng SQ0, SQ1, SQ2, .SQ23, Di = mm.QSi ,mm là tỷ lệ mài mòn, chọn mm = 0,02 MPa/mm -Vẽ vòng tròn tượng trưng cho bề mặt chốt trên giấy kẻ ly và trên vòng tròn đó chia làm 24 điểm bằng nhau và đánh số điểm chia từ 0¸23, từ các điểm chia đó lấy theo phương hướng tâm các đoạn có độ lớn bằng Di đánh dấu đầu mút các đoạn đó ta được dạng bề mặt của chốt sau khi đã mò Bảng 7:Xác định vùng ảnh hưởng của S CHƯƠNG III. TÍNH NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH 3.1 Thí nghiệm bền trục khuỷu 3.1.1 Số liệu tính nghiệ