1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG đề tài KIA SORENTO (d)

64 13 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 64
Dung lượng 550,29 KB

Cấu trúc

  • PHẦN 1: SỐ LIỆU BAN ĐẦU (8)
    • I. Các Thông Số Cho Trước Của Động Cơ (8)
  • PHẦN 2: TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (10)
    • I. CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN NHIỆT (10)
      • 1. Áp suất không khí nạp (10)
      • 2. Nhiệt độ không khí nạp (0)
      • 3. Áp suất khí nạp trước xuppap nạp (10)
      • 4. Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (0)
      • 5. Áp suất cuối quá trình nạp (10)
      • 6. Áp suất khí sót (10)
      • 7. Nhiệt độ khí sót (0)
      • 8. Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới (0)
      • 9. Chọn hệ số nạp thêm (0)
      • 10. Chọn hệ số quét buồng cháy (0)
      • 11. Chọn hệ số hiệu đỉnh tỷ nhiệt (0)
      • 12. Hệ số nhiệt lợi dụng tại điểm z (0)
      • 13. Hệ số nhiệt lợi dụng tại điểm b (0)
      • 14. Chọn hệ số dư lượng không khí (0)
      • 15. Chọn hệ số điền đầy đồ thị công (0)
      • 16. Tỷ số tăng áp (11)
    • II. TÍNH TOÁN NHIỆT (12)
      • 1. Quá trình nạp (12)
      • 2. Quá trình nén (12)
      • 3. Quá trình cháy (14)
      • 4. Quá trình giãn nở (16)
        • 4.1 Hệ số giãn nở sớm ρρ (16)
        • 4.2 Hệ số giãn nở sau ρδ (17)
        • 4.3 Chỉ số giãn nở đa biến trung bình ρn 2 (17)
        • 4.5 Áp suất cuối quá trình giãn nở ρP b (17)
        • 4.6 Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót ρT r (17)
        • 5.1 Áp suất chỉ thị trung bình tính toán (18)
        • 5.2 Áp suất chỉ thị trung bình thực tế (19)
        • 5.3 Áp suất tổn thất cơ khí Pm (19)
        • 5.4 Áp suất có ích trung bình Pe (19)
        • 5.5 Hiệu suất cơ giới (0)
        • 5.6 Hiệu suất chỉ thị (0)
        • 5.7 Hiệu suất có ích (0)
        • 5.8 Tính suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi (0)
        • 5.9 Tính suất tiêu hao nhiên liệu ge (19)
        • 5.10 Tính toán thông số kết cấu của động cơ (20)
      • 6. Vẽ đồ thị công chỉ thị (23)
  • PHẦN 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON - TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN (30)
    • I. ĐỘNG HỌC CỦA PISTON (30)
      • 1. Chuyển vị của Piston (31)
      • 2. Tốc độ của Piston (31)
      • 3. Gia tốc của Piston (31)
    • II. ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU PISTON - KHUỶU TRỤC - THANH TRUYỀN (36)
      • 1. Lực khí thể (36)
      • 2. Lực quán tính của các chi tiết chuyển động (38)
      • 3. Hệ lực tác dụng trên cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền (0)
  • PHẦN 4: BẢN VẼ CÁC ĐỒ THỊ - CODE ĐỒ THỊ (48)
    • I. ĐỒ THỊ (48)
      • 1. Đồ thị công P-V (48)
      • 2. Đồ thị công P-α (49)
      • 3. Đồ thị biểu diễn lực N-α (50)
      • 5. Đồ thị biểu diễn lực Z-α (52)
      • 6. Đồ thị T-Z (53)
      • 7. Đồ thị chuyển vị của piston x-α (54)
      • 8. Đồ thị vận tốc của piston v-α (55)
      • 9. Đồ thị gia tốc của piston j-α (56)
    • II. CODE ĐỒ THỊ (57)

Nội dung

SỐ LIỆU BAN ĐẦU

Các Thông Số Cho Trước Của Động Cơ

STT Tên Thông số Ký

Giá trị Đơn vị Ghi chú hiệu

1 Loại động cơ - - - Smartstream diesel 2.2L

4 Dung tích xylanh Vd 2151 cm 3

5 Công suất động cơ Ne 198/ 3800 Hp/rpm

6 Số vòng quay động cơ n 3800 v/ph

7 Momen xoắn Me 440/ 2750 Nm/rpm

9 Phun nhiên liệu sớm θ s 15 độ

10 Góc mở sớm xúpap nạp φ 1 12 độ

11 Góc đóng muộn xúpap φ 2 28 độ nạp

12 Góc mở sớm xúpap xả φ 3 45 độ

13 Góc đóng muộn xúpap xả φ 4 14 độ

15 Đường kính xy lanh D 85,4 mm

7 download by : skknchat@gmail.com

TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN NHIỆT

1 Áp suất không khí nạp: Áp suất không khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển: p0 = 0,1 (MN/m 2 )

2 Nhiệt độ không khí nạp:

Nước ta thuộc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong ngày có thể chọn là

3 Áp suất khí nạp trước xuppap nạp: Động cơ Diesel bốn kì tăng áp ta có p k > p 0 p k = 0,2 (MN/m 2 ).

4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp: Vì đây là động cơ 4 kỳ tăng áp nên ta có:

5 Áp suất cuối quá trình nạp: Động cơ Disel bốn kì không tăng áp: pa = (0,88 ÷ 0,98).pk (MN/m 2 ), ta chọn:

6 Áp suất khí sót: Đối với động cơ Disel: p r = (0,106 ÷0,115 ), do có tốc độ cao nên chọn:

Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào loại động cơ, với quá trình giản nở càng triệt để thì nhiệt độ Tr càng thấp Đối với động cơ Diesel, nhiệt độ Tr dao động trong khoảng từ 700 đến 900 độ K.

8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới:

Khí nạp mới trong động cơ Diesel khi di chuyển qua ống nạp sẽ tiếp xúc với vách nóng, dẫn đến việc khí này được làm nóng lên đến một nhiệt độ nhất định ΔT.T.

8 download by : skknchat@gmail.com Đối với động cơ Disel thì ∆T = (20 ÷ 40) o K, ta chọn ∆T = 25 o K

9 Chọn hệ số nạp thêm:

Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí thông thường được chọn trong giới hạn λ 1 = 1,02 ÷ 1,07, ta chọn: λ1 = 1,06

10 Chọn hệ số quét buồng cháy: Đối với động cơ Disel tăng áp ta chọn: λ 2 = 0.2

11 Chọn hệ số hiệu đỉnh tỷ nhiệt:

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ t phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp ρ⍺ và nhiệt độ khí sót T r Đối với động cơ Disel có ρ⍺ = 1,7 thì: λt = 1,11

12 Hệ số nhiệt lợi dụng tại điểm z: Đối với động cơ Diesel thì, ξ z = (0,65 ÷ 0,85), ta chọn: ξ z = 0,8

13 Hệ số nhiệt lợi dụng tại điểm b:

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b phụ thuộc vào tốc độ động cơ và tỷ số nén Khi động cơ hoạt động ở chế độ toàn tải với tốc độ thấp, quá trình cháy giảm, dẫn đến hệ số ρξ b lớn Do đó, ta chọn ξb = 0,9.

14 Chọn hệ số dư lượng không khí: Đối với động cơ Disel có buồng cháy dự bị, ρα ρ= ρ(1,7 ρ÷ ρ2,2) , ta chọn α = ρ1,7

15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công:

Hệ số điền đầy đồ thị công là chỉ số đánh giá phần hao hụt diện tích giữa đồ thị công thực tế và đồ thị công tính toán Đối với buồng cháy ngăn cách, ta có thể chọn hệ số φ d = 0,94 trong khoảng (0,92 ρ÷0,96).

Tỷ số tăng áp trong động cơ Diesel được xác định bằng tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp khí trong xi lanh vào cuối quá trình cháy và quá trình nén, được tính theo công thức: = × Cụ thể, công thức cho động cơ Diesel là = ρ(1,35 ρ÷ ρ2,4).

9 download by : skknchat@gmail.com

TÍNH TOÁN NHIỆT

Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5

Giá trị ργ r động cơ Diesel không tăng áp ρ0.02 ρ÷ ρ0.05 1.2 Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a : p a m−1

2.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới:

10 download by : skknchat@gmail.com mc̅̅̅̅̅ ρ= ρ19,806 ρ+ ρ0,002095 T c

2.2 Tỷ nhiệt đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy: ̅̅̅̅̅̅

2.3 Tỷ lệ mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong quá trình nén: ̅̅̅̅̅ = + ργ r mc v ′′ = 19,806+0,002095 T c + ρ0,004.( 20,825 + 0,00262T c )

Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định gần đúng thông qua phương trình cân bằng nhiệt trong quá trình nén, được thể hiện bằng công thức: n1 ρ− ρ1 ρ= b′ a′ + v v.

2 8,314 n 1 ρ− ρ1 ρ= ρ 19,81 ρ+ ρ 2,097 2 10 −3 ρ ρ 382,71 ρ(16 n 1 −1 ρ + ρ1) Giải ra ta được giá trị ρn 1 ρ≈ ρ1,38 ρ∈ ρ(1,34 ρ÷ ρ1,39) thỏa mãn điều kiện n 1

2.4 Áp suất quá trình nén p c :

2.5 Nhiệt độ cuối quá trình nén T c :

3.1 Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu

11 download by : skknchat@gmail.com

Nhiên liệu của động cơ diesel:

3.2 Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh

3.3 Lượng sản vật cháy :

3.4 Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết :

3.5 Hệ số thay đổi phân tử thực tế :

3.6 Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z:

3.7 Tỷ nhiệt mol trung bình của môi chất tại điểm z:

12 download by : skknchat@gmail.com ̅̅̅̅̅

0,8716 ( 0,9 + 1,037 ) ρ+ ρ0,84(1 ρ− 0,9 ) ̅̅̅̅̅̅ mc vz ′ ρ= ρ19,809 ρ+ ρ2,096 ρ× ρ10 −3 3.8 Nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz: Đối với động cơ diesel, tính nhiệt độ bằng cách giải phương trình cháy sau: ξz ρQ H ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅

Q H Nhiệt trị của dầu diesel

Tỷ nhiệt mol đẳng áp trung bình tại điểm z của sản phẩm cháy được tính theo công thức Q H ρ = ρ42500(KJ/kg nhiên liệu) mc pz ′′ Hệ số tăng áp suất khí cháy, ký hiệu λ, được lựa chọn sơ bộ trong khoảng 1,5 đến 2, với giá trị cuối cùng được chọn là λ = 2 Các thông số khác như ρ, ρ̅, và mc vz ′′ cũng cần được xem xét để tính toán chính xác.

Giải phương trình bậc 2 ta tính được ρT z :

3.9 Áp suất cuối quá trình cháy ( ):

4.1 Hệ số giãn nở sớm :

13 download by : skknchat@gmail.com

4.2 Hệ số giãn nở sau :

4.3 Chỉ số giãn nở đa biến trung bình :

4.4 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở :

4.5 Áp suất cuối quá trình giãn nở :

4.6 Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót : ρ ρ−1 0,11 1,5−1

Sai số:   = ρ| 737−750 |*100% ≈ 1,7% Thoả yêu cầu sai số nhỏ hơn 10%.

5 Tính Toán Các Thông Số Đặc Trưng Của Chu Trình

5.1 Áp suất chỉ thị trung bình tính toán:

14 download by : skknchat@gmail.com

5.2 Áp suất chỉ thị trung bình thực tế

5.3 Áp suất tổn thất cơ khí Pm

5.4 Áp suất có ích trung bình Pe

5.6 Hiệu suất chỉ thị Đối với động cơ dùng nhiên liệu lỏng ta có:

5.8 Tính suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi

5.9 Tính suất tiêu hao nhiên liệu ge

15 download by : skknchat@gmail.com

5.10 Tính toán thông số kết cấu của động cơ

- Thể tích công tác một xylanh:

Ta có bảng số liệu sau:

Bảng kết quả tính toán nhiệt động cơ Kia Sorento Diesel

STT Thông số Giá trị Đơn vị

16 download by : skknchat@gmail.com

17 download by : skknchat@gmail.com

6 Vẽ đồ thị công chỉ thị Đồ thị công là đồ thị biểu diễn quan hệ hàm số giữa áp suất của MCCT trong xilanh với thể tích của nó khi tiến hành các quá trình nạp-nén-(cháy + giãn nở) và thải trong một chu trình công tác của động cơ:

Pkt = f(Vx) là một công thức thể hiện mối quan hệ giữa công suất và thể tích Đồ thị công giúp trực quan hóa diện tích thể hiện công chỉ thị của chu trình (Li) và áp suất chỉ thị trung bình p i = L i / V h Những thông số này là căn cứ quan trọng để đánh giá hiệu quả hoạt động của động cơ.

Triển khai đồ thị công chỉ thị thành đồ thị lực khí thể P kt tác dụng lên đỉnh piston theo góc quay trục khuỷu, với trục tung biểu thị lực khí thể và trục hoành thể hiện góc quay trục khuỷu từ 0° đến 720°.

Cách xây dựng đồ thị công chỉ thị của động cơ tính toán tiến hành theo các bước dưới đây:

Bước 1: Chọn tọa độ vuông góc

Biểu diễn áp suất khí thể (P) trên trục tung và thể tích khí (V) trên trục hoành.

Bước 2: Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công Điểm a: điểm cuối hành trình nạp có : Áp suất P a = 0.18 (MN/m 2)

Nhiệt độ ρT a ρ= ρ382,71 0 ρK Điểm c: điểm cuối hành trình nén có: Áp suất P c = ρ8,25 (MN/m 2 )

18 download by : skknchat@gmail.com

Nhiệt độ ρT c ρ= ρ1097 0 ρK Điểm z: điểm cuối quá trình cháy có : Áp suất P Z = 16,5 (MN/m 2 )

- Điểm b: điểm cuối hành trình giãn nở có : Áp suất P b = 0,64 (MN/m 2 ) Thể tích V b =

- Điểm r: điểm cuối hành trình thải có: Áp suất P r = 0,11 (MN/m 2 )

Bước 3: Dựng đường cong nén

Trong hành trình nén khí trong xilanh bị nén với chỉ số đa biến trung bình n 1 từ phương trình: p a ρV a n1 ρ= ρp xn ρV xn n1

Bằng cách cho giá trị V xn thay đổi từ V a đến V c , ta lần lượt xác định được các giá trị ρp xn Bước 4: Dựng đường cong giãn nở

Trong quá trình giãn nở khí cháy được giãn nở theo chỉ số đa biến n2 từ phương trình: p z ρV z n2 ρ= ρp xg ρV xg n2

19 download by : skknchat@gmail.com

Khi giá trị V xg thay đổi từ V z đến V b, chúng ta lần lượt xác định các giá trị ρp xg Đồng thời, cần xác định giá trị V xn trong quá trình nén và quá trình giãn nở.

Tại các quá trình nén và giãn nở, V x được tính theo α bằng cách:

Chuyển vị của piston tại α tương ứng: x = R [(1 – cos α) + ρ λ 4 ρ (1 – cos 2α)] x = 4,8 [(1 – cos α) +

Thể tích toàn bộ của động cơ tại α tương ứng:

Ta có bảng số liệu sau:

Bảng số liệu tính toán đồ thị P-V

Góc quay trục khuỷu Vx [cm3] Pkt (MN/m2) α (độ)

20 download by : skknchat@gmail.com

21 download by : skknchat@gmail.com

22 download by : skknchat@gmail.com

23 download by : skknchat@gmail.com

24 download by : skknchat@gmail.com

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON - TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN

ĐỘNG HỌC CỦA PISTON

Hình 3.1 Sơ đồ Động học cơ cấu Piston – Khuỷu trục – Thanh truyền của cơ cấu giao tâm.

Chú thích: x - chuyển vị của piston tính từ ĐCT theo góc quay trục khuỷu L - chiều dài thanh truyền.

R - bán kính quay của khuỷu trục. α - góc quay của khuỷu trục. β - góc lệch giữa đường tâm thanh truyền và đường tâm xylanh.

Gọi λ=R/L chính là thông số kết cấu: (λ = 0,25 ÷ 0,29) Ta chọn: λ = 0,25

25 download by : skknchat@gmail.com

1 Chuyển vị của Piston Áp dụng công thức gần đúng đối với cơ cấu giao tâm, ta có:

Khi trục khuỷu quay một góc α thì piston dịch chuyển được một khoảng Sp so với vị trí ban đầu (ĐCT).

Chuyển vị của piston trong xilanh động cơ tính bằng công thức sau:

Vi phân biểu thức chuyển vị theo thời gian sẽ được phương trình tốc độ chuyển động của piston.

= dx = d ρ{R ρ ρ[(1 ρ− ρcos(α)) ρ+ λ ρ(1 − ρcos(2α))]} ρ dα dt dα 4 dt

Trong đó: dα dx ρ= ρ ρ− ρtốc ρ ộ ρpiston độ] dα dt ρ= ρω ρ− ρvận ρtốc ρgóc ρcủa ρtrục ρkhuỷu

Tốc độ của piston được tính bằng công thức sau:

Vận tốc trung bình của piston:

26 download by : skknchat@gmail.com Đạo hàm biểu thức vận tốc theo thời gian, ta có công thức gia tốc của piston.

Bảng giá trị chuyển vị, vận tốc và gia tốc của piston theo α với ∈ ρ[ ρ ρ; ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ]

Góc quay Chuyển vị X Vận tốc V Gia tốc J trục khuỷu α (cm) (m/s) (m/s2)

27 download by : skknchat@gmail.com

28 download by : skknchat@gmail.com

29 download by : skknchat@gmail.com

30 download by : skknchat@gmail.com

ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU PISTON - KHUỶU TRỤC - THANH TRUYỀN

Lực khí thể P kt trong xylanh được tính theo công thức: π.D 2

Với: p 0 = 0,1 (MN/m 2 ): áp suất khí quyển. pkt: áp suất trong xilanh động cơ (MN/m 2 ).

F p : diện tích tiết diện của piston (dm 3 ).

D: đường kính xi lanh động cơ (dm).

Tuy nhiên trong quá trình tính toán thì P kt thường được tính theo đơn vị diện tích ρMN/m 2 nên: ρ P kt ρ= ρp kt ρ− ρp 0

F p Đồ thị ρp kt có thể chuyển từ đồ thị P - ρα với gốc tọa độ lấy tại ρp 0

Chúng ta có thể xác định p kt thông qua phương pháp giải tích kết hợp với đồ thị Brich Các giá trị của p kt trong các quá trình nạp, nén, giãn nở và thải được xác định dựa trên các mối quan hệ cụ thể.

(theo góc quay α với các bước tăng đều 5 0 ).

Ta có bảng số liệu sau:

Thông số Kí hiệu α (độ)

Góc mở sớm xúpap nạp φ 1 12

Góc đóng muộn xúpap nạp φ 2 28

Góc mở sớm xúpap xả φ 3 45

Góc đóng muộn xúpap xả φ 4 14

31 download by : skknchat@gmail.com

Tính từ ρα ρ= ρφ 4 ρ= ρ14 0 đến ρα ρ= ρ180 0 p kt ρ= ρp a ρ= ρ0,18 (MN/m 2 )

Tính từ ρα ρ= ρ180 0 đến ρα ρ= ρ360 0 ρ− ρθ s ρ= ρ360 0 ρ− ρ15 0 ρ= ρ345 0 p kt được xác định theo công thức sau: p kt = p a ρ ρ( Va ) n 1

1.3 Quá trình cháy - giãn nở

Tính từ ρα ρ= ρ360 0 đến ρα ρ= ρ540 0 ρ− ρφ 3 = ρ540 0 ρ− ρ45 0 = ρ495 0 p kt được xác định theo công thức sau: p kt = ρp z ρ ρ( Vz ) n2

Tính từ ρα ρ= ρ550 0 đến ρα ρ= ρ720 0 p kt ρ= ρp r ρ= ρ0,11 (MN/m 2 )

Tại các quá trình nén và giãn nở, V x được tính theo α bằng cách:

Chuyển vị của piston tại α tương ứng: x = R [(1 – cos α) + λ

Thể tích toàn bộ của động cơ tại α tương ứng:

32 download by : skknchat@gmail.com

2 Lực quán tính của các chi tiết chuyển động

2.1 Khối lượng chuyển động của cơ cấu piston - khuỷu trục - thanh truyền

Khối lượng chuyển động của cơ cấu piston - khuỷu trục - thanh truyền chia làm 2 loại :

- Khối lượng chuyển động tịnh tiến của các chi tiết chuyển động tịnh tiến.

- Khối lượng chuyển động quay của các chi tiết chuyển động quay.

Bảng khối lượng nhóm piston - trục khuỷu - thanh truyền trên một đơn vị diện tích piston của các động cơ trong thực tế (bảng 2.1).

Bảng 2.1 (trang 23 – Sách Động Cơ Đốt Trong 2 - TS Nguyễn Văn Trạng) Động cơ Nhóm chi tiết Động cơ xăng

• Hợp kim hơn đối với

Giá trị nhỏ sử Trục khuỷu, mk dụng cho (g/cm 2 ) động cơ có tỷ

Dựa vào bảng trên ta chọn khối lượng của cơ cấu piston – trục khuỷu - thanh truyền tương ứng với động cơ như sau:

- Khối lượng của nhóm piston

33 download by : skknchat@gmail.com

Vật liệu chế tạo piston: hợp kim nhôm Đối với động cơ diesel có D = 85,4 mm nên ta chọn mnp = 20 (g/cm 2 )

- Khối lượng của nhóm thanh truyền Đối với động cơ diesel có S/D >1 nên ta chọn mtt = 40 (g/cm 2 )

- Khối lượng của trục khuỷu Đối với động cơ diesel có S/D > 1 nên ta chọn mk = 40 (g/cm 2 )

2.1.1 Khối lượng các chi tiết chuyển động tịnh tiến của động cơ

Trong quá trình chuyển động tịnh tiến lực quán tính, khối lượng các chi tiết chuyển động của thanh truyền được quy về đầu nhỏ thanh truyền (mA).

Theo công thực thực nghiệm, khối lượng quy về đầu nhỏ thanh truyền được xác định theo công thức sau: m A = (0,275 ρ÷ 0,350).m tt

Ta chọn: mA = 0,3.mtt = 0,3.40 = 12 (g/cm 2 )

Khối lượng các chi tiết chuyển động tịnh tiến: bao gồm khối lượng của piston và đầu nhỏ thanh truyền. mj = mnp + mA = 20 + 12 = 32 (g/cm 2 )

Với: mnp: khối lượng của piston trên một đơn vị diện tích (g/cm 2 ) mtt: khối lượng của thanh truyền trên một đơn vị diện tích (g/cm 2 )

2.1.2 Khối lượng các chi tiết chuyển động quay của động cơ

Trong quá trình chuyển động quay lực quán tính, khối lượng các chi tiết chuyển động của thanh truyền được quy về đầu to thanh truyền (mB).

Theo công thực thực nghiệm, khối lượng quy về đầu to thanh truyền được xác định theo công thức sau: m B = (0,650 ρ÷ 0,725).m tt

Ta chọn: mB = 0,7.mtt = 0,7.40 = 28 (g/cm 2 )

Khối lượng các chi tiết chuyển động quay: bao gồm khối lượng của trục khuỷu và đầu to thanh truyền: m r = m k + m B = 40 + 28 = 68 (g/cm 2 )

Với: mk : khối lượng của trục khuỷu trên một đơn vị diện tích (g/cm 2 )

34 download by : skknchat@gmail.com mtt : khối lượng của thanh truyền trên một đơn vị diện tích (g/cm 2 )

2.2 Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến

Lực quán tính của các khối lượng chuyển động tịnh tiến theo góc α được tính theo công thức (với α từ 0 0 , 15 0 , 30 0 ,…, 705 0 , 720 0 ):

P j ρ= ρ− ρ32(g/cm 2 ) ρ ρ0,048(m) ρ ρ( 380 ρπ) 2 ρ[cos(α) ρ+ ρ0,25 ρcos(2α)] 10 -5 (MN/m 2 ) ρ3 m j ρ= ρm np ρ+ ρm A , là tổng khối lượng chuyển động tinh tiến (g/cm 2 ).

R: bán kính quay của trục khuỷu (m). ω: tốc độ góc của trục khuỷu (rad/s). λ: thông số kết cấu của động cơ ρλ = 0,25.

2.3 Lực quán tính của khối lượng chuyển động quay

Lực quán tính của khối lượng chuyển động quay tác dụng lác dụng lên đường tâm má khuỷu có độ lớn:

Trong đó: m r ρ= ρm k ρ+ ρm B ρ, là tổng khối lượng chuyển động tinh tiến (g/cm 2 ).

R: bán kính quay của trục khuỷu (m). ω: tốc độ góc của trục khuỷu (rad/s). λ: thông số kết cấu của động cơ ρλ = 0,25.

3 Hệ lực tác dụng trên cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền

35 download by : skknchat@gmail.com

Hình : Hệ lực tác dụng trên cơ cấu piston – trục khuỷu – thanh truyền giao tâm.

Pkt - Lực khí thể tác dụng lên đỉnh piston.

Pj - Lực quán tính khối lượng các chi tiết chuyển động thẳng.

P 1 - Lực tổng cộng tác dụng lên đỉnh piston.

N - Lực ngang tác dụng lên vách xy lanh có hướng vuông góc với đường tâm xy lanh.

Ptt - Lực dọc theo đường tâm thanh truyền.

Lực pháp tuyến Z được xác định theo đường từ tâm chốt đến tâm cổ khuỷu, trong khi lực tiếp tuyến T vuông góc với lực pháp tuyến Góc quay của khuỷu trục được ký hiệu là α, và góc lệch giữa đường tâm thanh truyền và đường tâm xylanh được ký hiệu là β.

Với góc lắc của thanh truyền β được xác định theo góc quay α của trục theo biểu thức sau: sinβ = λ.sin α sin = 0,25.sin => = arcsin(0,25.sin )

36 download by : skknchat@gmail.com

Từ hình trên ta có thể dễ dàng tính được các lực lác dụng lên cơ cấu piston – khuỷu trục – thanh truyền giao tâm như sau:

3.1 Lực tổng cộng tác dụng lên chốt piston

Lực P1 tác dụng lên chốt piston bao gồm lực quán tính từ khối lượng chuyển động tịnh tiến và lực khí thể Trong quá trình tính toán động lực học, các lực này được xác định dựa trên đơn vị diện tích đỉnh piston.

3.2 Lực ngang N ép piston lên thành xilanh:

3.3 Lực tác dụng dọc tâm thanh truyền

P tt ρ= ρ cos(β) P1 ρ= ρ P cos(β) kt+Pj (MN/m 2 )

Lực P tt sau khi di chuyển xuống tâm chốt khuỷu được chia thành hai thành phần chính: lực tiếp tuyến T, tạo ra mômen quay, và lực pháp tuyến Z, gây ra hiện tượng uốn trục khuỷu Các lực này có thể được tính toán thông qua các mối quan hệ cụ thể.

3.6 Moment quay trục khuỷu của một xylanh:

Các kết quả tính ρP kt , ρP j , P 1 , T, N, Z được ghi lại ở bảng dưới đây:

Bảng số liệu tính toán động lực học của cơ cấu piston-trục khuỷu-thanh truyền

Pkt Lực Pj Lực P1 Lực tiếp Lực pháp Lực trục khuỷu tuyến T tuyến Z ngang N

(MN/m2) (MN/m2) (MN/m2) α ( 0 ) (MN/m2) (MN/m2) (MN/m2)

37 download by : skknchat@gmail.com

38 download by : skknchat@gmail.com

39 download by : skknchat@gmail.com

40 download by : skknchat@gmail.com

41 download by : skknchat@gmail.com

BẢN VẼ CÁC ĐỒ THỊ - CODE ĐỒ THỊ

ĐỒ THỊ

42 download by : skknchat@gmail.com

43 download by : skknchat@gmail.com

3 Đồ thị biểu diễn lực N-

44 download by : skknchat@gmail.com

4.Đồ thị biểu diễn lực T-

45 download by : skknchat@gmail.com

5 Đồ thị biểu diễn lực Z-

46 download by : skknchat@gmail.com

47 download by : skknchat@gmail.com

7 Đồ thị chuyển vị của piston x-

48 download by : skknchat@gmail.com

8 Đồ thị vận tốc của piston v-

49 download by : skknchat@gmail.com

9 Đồ thị gia tốc của piston j-

50 download by : skknchat@gmail.com

CODE ĐỒ THỊ

phis = 15; phi1 = 12; phi2 = 28; phi3 = 45; phi4 = 14;

Va = Vd + Vc; lamda = 0.25; n = 3800; pa = 0.18; n1 = 1.38; n2 = 1.2; ro = 1.07;

Vz = ro*Vc; pz = 16.5; pr = 0.11;

%hieu chinh as=[0 10 26]; ps=[0.104 0.114 0.18]; a1=linspace(0,26,1000);

51 download by : skknchat@gmail.com

V1=X1.*Sx+Vc; p1=interp1(as,ps,a1,'pchip');

V2=X2.*Sx+Vc; p2=linspace(pa,pa,1000);

%nen - chay as = [350 355 360]; % goc danh lua som toi 360 ps=[6.87 7.7 10];% ap suat tuong ung a4=linspace(350,360,1000);

V4=X4.*Sx+Vc; p4=interp1(as,ps,a4,'pchip');

% phan bo cong chay - gian no as=[360 365 370]; ps=[10 14.5 pz]; a5=linspace(360,370,500);

V5=X5.*Sx+Vc; p5=interp1(as,ps,a5,'pchip');

52 download by : skknchat@gmail.com as=[370 375 380]; ps=[pz 15 11.2]; a6=linspace(370,380,500);

V6=X6.*Sx+Vc; p6=interp1(as,ps,a6,'pchip');

%gian no - thai as=[490 515 540]; ps=[0.7854 0.505 0.3676]; a8=linspace(490,540,500);

V8=X8.*Sx+Vc; p8=interp1(as,ps,a8,'pchip');

V9=X9.*Sx+Vc; p9=interp1(as,ps,a9,'pchip');

53 download by : skknchat@gmail.com

V10=X10.*Sx+Vc; p10=linspace(pr,pr,1000);

Bài viết trình bày các đồ thị liên quan đến áp suất và thể tích trong hệ thống Đồ thị đầu tiên thể hiện mối quan hệ giữa thể tích (V) và áp suất (P) với tiêu đề "Đồ Thị P-V", sử dụng trục hoành cho thể tích (m3) và trục tung cho áp suất (MN/m2) Đồ thị thứ hai, "Đồ Thị P - Phi", minh họa mối liên hệ giữa góc quay trục khuyu (độ) và áp suất (MN/m2) Đồ thị thứ ba thể hiện sự chuyển vị (x) theo góc quay trục khuyu (độ) với tiêu đề "Đồ Thị Chuyển Vị" Tất cả các đồ thị đều được trình bày với đường kẻ màu đen dày và có lưới để dễ quan sát.

Vp=R*((2*pi*n)/60).*(sind(a)+lamda*(sind(2.*a))./2);

54 download by : skknchat@gmail.com plot(a,Vp,'k','linewidth',2); grid on title('DO THI VAN TOC PISTON'); xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Van toc v (m/s) '); figure(5)

J=(R*((2*pi*n)/60)^2).*(cosd(a)+lamda.*cosd(2.*a));%m/s2 plot(a,J,'k','linewidth',2); grid on title('DO THI GIA TOC PISTON'); xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Gia toc j (m/s2) '); figure(6)

Pj=(-0.0003605*R*((2*pi*n)/60)^2).*(cosd(a)+lamda.*cosd(2.*a));

Đoạn mã trên thực hiện việc vẽ đồ thị cho ba giá trị Pkt, Pj và P1 trên cùng một biểu đồ Các đường biểu diễn Pkt, Pj và P1 lần lượt được hiển thị bằng màu đỏ, đen và xanh lá cây với độ dày đường nét là 2 Biểu đồ có lưới, tiêu đề là 'DO THI Pkt Pj P1', và các trục được gán nhãn tương ứng với góc quay trục khuyu và các giá trị Pkt, Pj, P1 Hệ thống chú thích cũng được thêm vào để phân biệt các đường biểu diễn.

55 download by : skknchat@gmail.com

T=P1.*sind(a+asind(lamda.*sind(a)))./cosd(asind(lamda.*sind(a))); plot(a,T,'k','linewidth',2); grid on title('DO THI T'); xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('T (MN/m2)'); figure(8)

Z=P1.*cosd(a+asind(lamda.*sind(a)))./cosd(asind(lamda.*sind(a))); plot(a,Z,'k','linewidth',2); grid on title('DO THI Z'); xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Z (MN/m2)'); figure(9)

The equation N = P1 * tand(asind(lamda * sind(a))) is used to calculate the normal force N, which is then plotted against the angle a in degrees, showcasing the relationship with a black line of width 2 The graph is titled "DO THI LUC NGANG," with labeled axes for the angle of rotation and the normal force in MN/m² Additionally, a second plot displays the variables T and Z, configured with inverted axes, where the X-axis is positioned at the top and the Y-axis on the right, all while maintaining a grid for better visualization.

56 download by : skknchat@gmail.com title('DO THI VECTO PHU TAI'); xlabel('T (MN/m2)'); ylabel('Z (MN/m2)'); figure(11)

Pj1=(-0.0003605*R*((2*pi*n)/60)^2).*(cosd(A1)+lamda.*cosd(2.*A1)); Pkt1=P1-0.1;

Pj2=(-0.0003605*R*((2*pi*n)/60)^2).*(cosd(A2)+1/4.*cosd(2.*A2)); Pkt2=P2-0.1;

Pj3=(-0.0003605*R*((2*pi*n)/60)^2).*(cosd(A3)+1/4.*cosd(2.*A3)); Pkt3=P3-0.1;

Pj4=(-0.0003605*R*((2*pi*n)/60)^2).*(cosd(A4)+1/4.*cosd(2.*A4)); Pkt4=P4-0.1;

T1=P11.*sind(A1+asind(lamda.*sind(A1)))./cosd(asind(lamda.*sind(A1))); T2=P12.*sind(A2+asind(lamda.*sind(A2)))./cosd(asind(lamda.*sind(A2))); T3=P14.*sind(A4+asind(lamda.*sind(A4)))./cosd(asind(lamda.*sind(A4)));

57 download by : skknchat@gmail.com

Ngày đăng: 27/04/2022, 06:18

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 3.1 Sơ đồ Động học cơ cấu Piston – Khuỷu trục – Thanh truyền của cơ cấu giao tâm. - BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG đề tài KIA SORENTO (d)
Hình 3.1 Sơ đồ Động học cơ cấu Piston – Khuỷu trục – Thanh truyền của cơ cấu giao tâm (Trang 30)
Bảng giá trị chuyển vị, vận tốc và gia tốc của piston theo α với ∈[ ] - BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG đề tài KIA SORENTO (d)
Bảng gi á trị chuyển vị, vận tốc và gia tốc của piston theo α với ∈[ ] (Trang 32)
Bảng khối lượng nhóm piston-trục khuỷu-thanh truyền trên một đơn vị diện tích piston của các động cơ trong thực tế (bảng 2.1). - BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG đề tài KIA SORENTO (d)
Bảng kh ối lượng nhóm piston-trục khuỷu-thanh truyền trên một đơn vị diện tích piston của các động cơ trong thực tế (bảng 2.1) (Trang 38)
Từ hình trên ta có thể dễ dàng tính được các lực lác dụng lên cơ cấu piston – khuỷu trục – thanh truyền giao tâm như sau: - BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG đề tài KIA SORENTO (d)
h ình trên ta có thể dễ dàng tính được các lực lác dụng lên cơ cấu piston – khuỷu trục – thanh truyền giao tâm như sau: (Trang 43)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w