ĐỒ ÁN MƠN HỌC: GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN NAM THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG LỜI NĨI ĐẦU Sau khi âỉåüc hc 2 män chênh ca ngnh âäüng cå âäút trong (Ngun l âäüng cå âäút trong, Kãút cáúu v tênh toạn âäüng cå âäút trong ) cng mäüt säú män cå så khạc (sỉïc bãưn váût liãûu, cå l thuút, váût liãûu hc, . ), sinh viãn âỉåüc giao lm âäư ạn män hc kãút cáúu v tênh toạn âäüng cå âäút trong. Âáy l mäüt pháưn quan trng trong näüi dung hc táûp ca sinh viãn, nhàòm tảo âiãưu kiãûn cho sinh viãn täøng håüp, váûn dủng cạc kiãún thỉïc â hc âãø gii quút mäüt váún âãư củ thãø ca ngnh. Trong âäư ạn ny, em âỉåüc giao nhiãûm vủ tênh toạn v thiãút kãú Hãû Thäúng Phäúi Khê ca âäüng cå. Âáy l mäüt nhọm chi tiãút chênh, khäng thãø thiãúu trong âäüng cå âäút trong. Nọ dng âãø nảp khê bãn ngoi vo bưng chạy v ho träün våïi nhiãn liãûu phun vo åí cúi kç nẹn âãø thỉûc hiãûn quạ trçnh chạy sinh cäng. Trong quạ trçnh thỉûc hiãûn âäư ạn, em â cäú gàõng tçm ti, nghiãn cỉïu cạc ti liãûu, lm viãûc mäüt cạch nghiãm tục våïi mong mún hon thnh âäư ạn täút nháút. Tuy nhiãn, vç bn thán cn êt kinh nghiãûm cho nãn viãûc hon thnh âäư ạn láưn ny khäng thãø khäng cọ khiãúm khuút. Cúi cng, em xin by t lng biãút ån sáu sàõc âãún cạc tháưy, cä â táûn tçnh truưn âảt lải nhỉỵng kiãún thỉïc qu bạu cho em. Âàûc biãût, em xin gåíi låìi cm ån âãún sỉû nhiãût tçnh hỉåïng dáùn ca tháưy Tráưn Vàn Nam trong quạ trçnh lm âäư ạn. Em mong mún nháûn âỉåüc sỉû xem xẹt v chè dáùn ca tháưy. Sinh viãn Lã Hong Tho SVTH : LÊ HỒNG THẢO TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHĐN LỚP : 07C4A KHOA : CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHĨM: 12A 1 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN NAM THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG SVTH : LÊ HỒNG THẢO TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHĐN LỚP : 07C4A KHOA : CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHĨM: 12A Bng Säú Liãûu Ca Âäüng Cå Ghi chụ TÃN THÄNG SÄÚ K HIÃÛU THỈÏ NGUN GIẠ TRË Cäng sút cọ êch Ne Kw 55 T säú nẹn ε 17.7 Säú vng quay n vng/phụt 2220 Âỉåìng kênh xilanh D mm 104.1 Hnh trçnh piston S mm 119.5 Säú xilanh/ tham säú kãút cáúu i/ λ τ α 1 α 2 α 3 α 4 4/ 0.25 Säú k 4 Gọc måí såïm xupạp nảp âäü 16 Gọc âọng mün xupạp nảp âäü 46 Gọc måí såïm xupạp thi âäü 56 Gọc âọng mün xupạp thi âäü 48 Bng Thäng Säú Chn Ca Âäüng Cå TÃN THÄNG SÄÚ K HIÃÛU THỈÏ NGUN GIẠ TRË Ghi chụ p sút khê nảp P k MN/m 2 0.1 Nhiãût âäü khê nảp T k K 288 Hãû säú dỉ lỉåüng khäng khê α 1.5 1.5 - 1.9 p sút cúi k nảp P a MN/m 2 0.088 (0.8-0.9)P k p sút khê sọt Pr MN/m 2 0.11124 (1.05-1.1)P 0 Nhiãût âäü khê sọt T r K 700 700 - 900 Âäü sáúy nọng khê nảp måïi K 20 20 - 40 Chè säú gin nåí âoản nhiãût ca khê sọt m 1.45 1.45 - 1.5 Chè säú gin nåí âa biãún trong quạ trçnh nảp n 1 1.35 (1.34-1.39) Chè säú gin nåí âa biãún trong quạ trçnh thi n 2 1.2 (1.15-1.28) T säú tàng ạp λ’ λ 1 1.604 1.5 - 1.8 Hã säú nảp thãm 1.04 1.02 - 1.07 Hãû säú quẹt bưng chạy λ 2 0.95 0.92 - 0.97 Hãû säú hiãûu âênh t nhiãût λ t 1.1 1.11 Hãû säú âiãưn âáưy âäư thë ϕ d 0.97 0.92 - 0.97 2 T ∆ ĐỒ ÁN MƠN HỌC: GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN NAM THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1. PHỈÅNG PHẠP XÁY DỈÛNG CẠC ÂÄƯ THË TRONG BN V ÂÄƯ THË ÂÄÜNG HC V ÂÄÜNG LỈÛC HC. 1.1.XÁY DỈÛNG ÂÄƯ THË CÄNG. 1.1.1. Xáy dỉûng âỉåìng cong ạp sút trãn âỉåìng nẹn. Ta cọ: phỉång trçnh âỉåìng nẹn âa biãún: p.V n1 = conts, do âọ nãúu gi x l âiãøm báút k trãn âỉåìng nẹn thç [1]: 11 n nxnx n cc VpVp = Tỉì âọ rụt ra : 1 1 . n c nx cnx V V pp         = Âàût: c nx V V i = Khi âọ, ạp sút tải âiãøm báút k x: 1 n c nx i p p = [MN/m 2 ] (1.1) ÅÍ âáy: 1 . n ac pp ε = - ạp sút cúi quạ trçnh nẹn. Trong âọ: p a - ạp sút âáưu quạ trçnh nẹn. - Âäüng cå khäng tàng ạp: p a = (0,8 ÷ 0,9)p k Chn: p a = 0,88p k Trong âọ: p k - ạp sút trỉåïc xụpạp nảp Chn p k = p 0 = 0,1[MN/m 2 ] Váûy: p a =0,88.0,1=0,088 [MN/m 2 ] ε- t säú nẹn, ε=17,7 (âáy l âäüng cå Diezel bưng chạy phán cạch ) n 1 - chè säú nẹn âa biãún trung bçnh. - Âäüng cå Diesel bưng chạy ngàn cạch: n 1 = (1,34÷1,39). Chn n 1 = 1,35 ⇒ p c = 0,088.17,7 1,35 = 4,26 [MN/m 2 ]. 1.1.2. Xáy dỉûng âỉåìng cong ạp sút trãn âỉåìng gin nåí. Phỉång trçnh ca âỉåìng gin nåí âa biãún l: constVp n = 2 . , do âọ nãúu gi x l âiãøm báút k trãn âỉåìng gin nåí thç: 22 n gnxgnx n zz VpVp = Tỉì âọ rụt ra: 2 1 . n z gnx zgnx V V pp         = SVTH : LÊ HỒNG THẢO TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHĐN LỚP : 07C4A KHOA : CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHĨM: 12A 3 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN NAM THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ÅÍ âáy: p z - ạp sút cỉûc âải, p z = 7,7 [MN/m 2 ]. V z = ρ.V c Trong âọ: ρ- t säú gin nåí såïm, ρ = (1,2÷1,7). Chn ρ = 1,5 n 2 - chè säú gin nåí âa biãún trung bçnh - Âäúi våïi âäüng cå Diesel: n 2 = (1,15÷1,28). Chn n 2 = 1,2 Ta âàût: i V V c gnx = Suy ra: 2 2 . n n zgnx i pp ρ = [MN/m 2 ] (1.2) 1.1.3. Bng tênh xáy dỉûng âäư thë cäng Tỉì cäng thỉïc (1.1) v (1.2), kãút håüp våïi viãûc chn cạc thãø têchV nx v V gnx , ta tçm âỉåüc cạc giạ trë ạp sút p nx , p gnx . Viãûc tênh cạc giạ trë p nx , p gnx âỉåüc thỉûc hiãûn trong bng sau: Bng 1.1. Cạc âiãøm ạp sút trãn âỉåìng nẹn v âỉåìng gin nåí Vx i Đường Nén Đường Giản Nở i n1 1/i n1 Pc/ i n1 i n2 1/ i n2 (Pz.ρ n2 )/ i n2 Vc 1 1.00 1.00 4.26 1.00 1.00 1.5Vc 1.5 1.73 0.58 2.46 1.63 0.61 7.70 2Vc 2 2.55 0.39 1.67 2.30 0.44 5.44 3Vc 3 4.41 0.23 0.97 3.74 0.27 3.34 4Vc 4 6.50 0.15 0.66 5.28 0.19 2.37 5Vc 5 8.78 0.11 0.49 6.90 0.14 1.81 6Vc 6 11.23 0.09 0.38 8.59 0.12 1.46 7Vc 7 13.83 0.07 0.31 10.33 0.10 1.21 8Vc 8 16.56 0.06 0.26 12.13 0.08 1.03 9Vc 9 19.42 0.05 0.22 13.97 0.07 0.89 10Vc 10 22.39 0.04 0.19 15.85 0.06 0.79 11Vc 11 25.46 0.04 0.17 17.77 0.06 0.70 12Vc 12 28.63 0.03 0.15 19.73 0.05 0.63 13Vc 13 31.90 0.03 0.13 21.71 0.05 0.58 14Vc 14 35.26 0.03 0.12 23.73 0.04 0.53 15Vc 15 38.70 0.03 0.11 25.78 0.04 0.48 16Vc 16 42.22 0.02 0.10 27.86 0.04 0.45 17Vc 17 45.83 0.02 0.09 29.96 0.03 0.42 17,7Vc 17.7 48.39 0.02 0.09 31.45 0.03 0.40 1.1.4. Xạc âënh cạc âiãøm âàûc biãût v hiãûu chènh âäư thë cäng. V hãû trủc ta âäü (V, p) våïi cạc t lãû xêch: µ v = 0,006 [lêt/mm] µ p = 0,0293 [MN/m 2 .mm]. SVTH : LÊ HỒNG THẢO TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHĐN LỚP : 07C4A KHOA : CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHĨM: 12A 4 N MễN HC: GVHD: PGS.TS TRN VN NAM THIT K NG C T TRONG Xaùc õởnh caùc õióứm õỷc bióỷt: -ióứm r (V c ,p r ) õỏy: V c - thóứ tờch buọửng chaùy: 1 = h c V V (1.3) Trong õoù: V h - thóứ tờch cọng taùc: 1016574,055,119. 4 1,104. . 4 . 22 === S D V h [mm 3 ] V h = 1,002 [l] Khi õoù: 0,06 17,17 1,02 = = c V [l] p r - aùp suỏỳt khờ soùt, phuỷ thuọỹc vaỡo loaỷi õọỹng cồ Tọỳc õọỹ trung bỗnh cuớa piston: 843,8 30 2220.1195,0 30 . === nS C M [m/s] Nhổ vỏỷy õọỹng cồ õang khaớo saùt laỡ õọỹng cồ tọỳc õọỹ cao, do õoù aùp suỏỳt khờ soùt p r õổồỹc xaùc õởnh [1]: p r = (1,05ữ1,1).p 0 Trong õoù: p 0 - aùp suỏỳt khờ trồỡi Vỗ õọỹng cồ khọng tng aùp, coù lừp bỗnh tióu ỏm trón õổồỡng thaới nón thay p 0 ồớ trón bũng aùp suỏỳt trón õổồỡng thaới p th ,vồùi p th =(1,02ữ1,04).p 0 Choỹn: p th = 1,03p 0 vaỡ p r = 1,08p th Vỏỷy: P r = 1,08.p th = 1,08.1,03.p 0 = 0,11124 [MN/m 2 ]. Vỏỷy: r (0,06 [l]; 0,11124 [MN/m 2 ]) - ióứm a (V a ,p a ) Trong õoù : V a =. V c = 17,7. 0,06 = 1,062 [l]. a (1,062[l]; 0,088[MN/m 2 ]) - ióứm b (V b , p b ) õỏy: p b - aùp suỏỳt cuọỳi quaù trỗnh giaợn nồớ. p b 2 n z P = ; = p b = 2 n z p = 2,.1 55.1 17 7 p b = 0,398 [MN/m 2 ] b (1,062 [l]; 0.398 [MN/m 2 ]). - ióứm c (V c , p c ) SVTH : Lấ HONG THO TRNG: I HC BCH KHOA- HN LP : 07C4A KHOA : C KH GIAO THễNG NHểM: 12A 5 ĐỒ ÁN MƠN HỌC: GVHD: PGS.TS TRẦN VĂN NAM THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ⇒ c (0,06[l]; 4,26 [MN/m 2 ]). - Âiãøm y (V c , p z ) ⇒ y (0,06[l]; 7,7[MN/m 2 ]) - Âiãøm z (V z , p z ) Våïi V z = ρ.V c = 1,5.0,06 = 0.09 [l]. ⇒ z (0,09 [l]; 7,7 [MN/m 2 ]) Näúi cạc âiãøm trung gian ca âỉåìng nẹn v âỉåìng gin nåí våïi cạc âiãøm âàûc biãût, s âỉåüc âäư thë cäng l thuút. Dng âäư thë Brick xạc âënh cạc âiãøm : - Phun såïm (c’):  s = 14 o - Måí såïm xupap nảp (r’): α 1 =16 o - Âọng mün xupạp nảp (a’’): α 2 =46 o - Måí såïm xupap thi (b’): α 3 =56 o - Âọng mün xupap thi (r’’): α 4 =48 o Hiãûu chènh âäư thë cäng : Âäüng cå Diesel láúy ạp sút cỉûc âải bàòng p z . Xạc âënh cạc âiãøm trung gian: - Trãn âoản cy láúy âiãøm c’’ våïi c’’c = 1/3 cy. - Trãn âoản yz láúy âiãøm z’’ våïi yz’’ = 1/2 yz. - Trãn âoản ba láúy âiãøm b’’ våïi bb’’ = 1/2 ba. Näúi cạc âiãøm c’c’’z’’ v âỉåìng gin nåí thnh âỉåìng cong liãn tủc tải ÂCT v ÂCD v tiãúp xục våïi âỉåìng thi, ta s nháûn âỉåüc âäư thë cäng â hiãûu chènh. SVTH : LÊ HỒNG THẢO TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHĐN LỚP : 07C4A KHOA : CƠ KHÍ GIAO THƠNG NHĨM: 12A 6 N MễN HC: GVHD: PGS.TS TRN VN NAM THIT K NG C T TRONG F 1 F 2 à v = 0.006[lit/mm] C' -Pj(s) C C'' ệ THậ CNG à p = 0.0293[MN/m 2 .mm] ệ THậ BRICK 13 P 4 3 Z'' 2 8 7 6 5 10 9 12 11 0 1 15 14 16 18 17 1' E 1 F 32 B D b' a' b'' a b V 0 P 0 r r' r'' 3' 2' o' o 1 2 3 4 5 6 7 7.7 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 A C [MN/m2] [l] CT CD Hỗnh 1.1 ọử Thở Cọng 1.2.XY DặNG ệ THậ CHUYỉN Vậ PISTON BềNG PHặNG PHAẽP ệ THậ BRICK. Veợ voỡng troỡn tỏm O, baùn kờnh R = S/2 = 119,5/2 = 59,75 [mm]. Choỹn tyớ lóỷ xờch: à s = 0,716 [mm/mm]. Giaù trở bióứu dióựn cuớa R laỡ : 5,83 716,0 75,59 === S R R à [mm]. Tổỡ O lỏỳy õoaỷn OO dởch vóử phờa õióứm chóỳt dổồùi mọỹt õoaỷn : 2 . ' R OO = SVTH : Lấ HONG THO TRNG: I HC BCH KHOA- HN LP : 07C4A KHOA : C KH GIAO THễNG NHểM: 12A 7 R. /2 O' CD D x S=2R CT O C A B R 180 M 0 X=f( ) x S=2R (S=Xmax) 90 N MễN HC: GVHD: PGS.TS TRN VN NAM THIT K NG C T TRONG õỏy: - thọng sọỳ kóỳt cỏỳu; = 0,25. 469,7 2 25,0.75,59 2 . ' === R OO [mm] Giaù trở bióứu dióựn laỡ : 43,10 716,0.2 25,0.75,59 .2 . ' === S R OO à [mm] Muọỳn xaùc õởnh chuyóứn vở cuớa piston ổùng vồùi goùc quay truỷc khuyớu laỡ ta laỡm nhổ sau: tổỡ O keớ baùn kờnh bỏỳt kyỡ OB taỷo vồùi AD mọỹt goùc , tổỡ O keớ tia OB//OB. Keớ BC thúng goùc vồùi AD. Theo Brick õoaỷn AC = x. Thỏỷt vỏỷy, ta coù thóứ chổùng minh õióửu naỡy rỏỳt dóự daỡng. Tổỡ hỗnh 1.2 ta coù : AC = AO - OC = AO - (CO - OO) = R - OB.Cos + R./2 Coi: Cos R RBO .2 . '' + Thay quan hóỷ trón vaỡo cọng thổùc tờnh AC, sau khi chốnh lyù ta coù : ( ) ( ) ( ) ( ) xCosCosRCosCosRAC = += += 21. 4 1.1. 2 1. 2 Hỗnh 1.2. ọử thở Brick 1.3.XY DặNG ệ THậ VN TC. Tyớ lóỷ xờch : à v = .à s õỏy: - tọỳc õọỹ goùc cuớa truỷc khuyớu, [ ] srad n /5,235 30 2250. 30 . === 4218,213 0,90625. 30 2250. . 30 . === à à Sv n [mm/s.mm] SVTH : Lấ HONG THO TRNG: I HC BCH KHOA- HN LP : 07C4A KHOA : C KH GIAO THễNG NHểM: 12A 8 N MễN HC: GVHD: PGS.TS TRN VN NAM THIT K NG C T TRONG Veợ nổợa voỡng troỡn tỏm O coù baùn kờnh R 1 : R 1 = R. = 72,5. 5,235 = 17073,75 [mm/s]. Giaù trở bióứu dióựn cuớa R 1 laỡ : 80 4218,213 17073,75 1 1 === v R R à [mm]. Veợ voỡng troỡn tỏm O coù baùn kờnh R 2 : 218,2134 2 5,235.25,0.5,72 2 2 === R R [mm/s]. Giaù trở bióứu dióựn cuớa R 2 laỡ: 10 4218,213 218,2134 2 2 === v R R à [mm]. Chia nổợa voỡng troỡn R 1 vaỡ voỡng troỡn R 2 thaỡnh 18 phỏửn õaùnh sọỳ 1, 2, 3, ., 18 vaỡ 1, 2, 3, ., 18 theo ngổồỹc vaỡ cuỡng chióửu kim õọửng họử tổồng ổùng. Tổỡ caùc õióứm 0, 1, 2, 3, . keớ caùc õổồỡng thúng goùc vồùi AB keớ tổỡ 0, 1, 2, 3, . tổồng ổùng taỷo thaỡnh caùc giao õióứm. Nọỳi caùc giao õióứm naỡy laỷi bũng õổồỡng cong ta õổồỹc õổồỡng bióứu dióựn trở sọỳ vỏỷn tọỳc. Khoaớng caùch tổỡ õổồỡng cong naỡy õóỳn nổợa õổồỡng troỡn bióứu dióựn trở sọỳ tọỳc õọỹ cuớa piston ổùng vồùi goùc . SVTH : Lấ HONG THO TRNG: I HC BCH KHOA- HN LP : 07C4A KHOA : C KH GIAO THễNG NHểM: 12A 9 N MễN HC: GVHD: PGS.TS TRN VN NAM THIT K NG C T TRONG 7 6 9 8 5' 4' 3' 6'' 7'' 9'' 2' 1' 8'' 5'' 4'' 3'' 2 1 0 1'' 2'' 5 4 3 17 17'' 18 1312111098 15 S 18171614 V( S ) à v = 0.16637 m/s.mm Vmax 21 160 180 120 140 80 100 40 60 0 20 V S( ) 43 765 à = 2 õọỹ/mm ệTHậ CHUYỉN Vậ VN TC à s = 0.776 mm/mm 11 10 12 6' 13 11'' 13'' 12'' 10'' 9' 8' 7' 16 14 15 16'' 15'' 14'' Hỗnh 1.3. ọử thở xaùc õởnh vỏỷn tọỳc cuớa piston vaỡ chuyóứn vở S. 1.4.XY DặNG ệ THậ GIA TC THEO PHặNG PHAẽP TL. Choỹn tyớ lóỷ xờch à J = 65039,77 [mm/s 2 .mm]. Lỏỳy õoaỷn thúng AB = S = 2R = 119,5 (mm). Giaù trở bióứu dióựn laỡ: 167 0,716 5,119 === S S AB à [mm] Tờnh j max , j min [2]: + ( ) ( ) 48,403246525,01.36,232.75,591 22 max =+=+= Rj [mm/s 2 ] + ( ) ( ) 29,241947925,01.36,232.75,591 22 min === Rj [mm/s 2 ] Tổỡ A dổỷng õoaỷn thúng AC thóứ hióỷn j max . Giaù trở bióứu dióựn cuớa j max laỡ: 62 65039,77 48,4032465 max === j j AC à [mm]. Tổỡ B dổỷng õoaỷn thúng BD thóứ hióỷn j min . Giaù trở bióứu dióựn cuớa j min laỡ: SVTH : Lấ HONG THO TRNG: I HC BCH KHOA- HN LP : 07C4A KHOA : C KH GIAO THễNG NHểM: 12A 10