Đồ Án Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong Tại Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

Khám phá thuyết minh đồ án thiết kế động cơ đốt trong xgv6 0321, cung cấp kiến thức chuyên sâu và ứng dụng thực tiễn trong ngành cơ khí.

• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Cơ Khí Giao Thông
• Đề tài: Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong
• Loại tài liệu: Đồ Án
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong Cho Sinh Viên

Đồ án môn học Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong là một hợp phần kiến thức cốt lõi trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành Cơ khí Động lực và Cơ khí Giao thông. Đây không chỉ là một bài tập lớn, mà còn là cơ hội để sinh viên tổng hợp và vận dụng toàn bộ kiến thức lý thuyết đã học từ các môn cơ sở ngành như Nguyên lý Động cơ đốt trong, Kết cấu động cơ, và các hệ thống phụ trợ. Mục tiêu chính của đồ án là trang bị cho sinh viên một nền tảng vững chắc, từ việc lên ý tưởng, tính toán các thông số cơ bản, đến thiết kế chi tiết và hoàn thiện một bộ hồ sơ kỹ thuật hoàn chỉnh. Một đồ án tốt nghiệp cơ khí chất lượng không chỉ thể hiện năng lực tính toán mà còn phản ánh kỹ năng sử dụng các công cụ hiện đại như phần mềm CAD/CAM/CAE để tạo ra các bản vẽ kỹ thuật cơ khí chính xác và thực hiện các bài toán mô phỏng động cơ phức tạp. Quá trình thực hiện đồ án đòi hỏi sự nghiêm túc, khả năng nghiên cứu tài liệu chuyên sâu và áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật một cách chính xác. Hoàn thành tốt đồ án này là bước đệm quan trọng giúp sinh viên tự tin hơn khi bước vào môi trường làm việc thực tế, nơi các yêu cầu về thiết kế và chế tạo máy móc luôn ở mức độ cao.

1.1. Mục tiêu và tầm quan trọng của đồ án môn học

Mục tiêu hàng đầu của đồ án là giúp sinh viên hệ thống hóa kiến thức đã học để giải quyết một bài toán kỹ thuật cụ thể: thiết kế một động cơ đốt trong hoàn chỉnh dựa trên các thông số đầu vào cho trước. Đồ án này đóng vai trò cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, yêu cầu sinh viên phải thực hiện các bước từ tính toán nhiệt động cơ đốt trong để xác định các thông số chu trình làm việc, đến phân tích động học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền để hiểu rõ chuyển động của các chi tiết. Tầm quan trọng của nó nằm ở việc rèn luyện tư duy thiết kế, khả năng ra quyết định kỹ thuật (ví dụ: lựa chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy), và kỹ năng trình bày một văn bản kỹ thuật mạch lạc thông qua quyển thuyết minh đồ án.

1.2. Các yêu cầu cơ bản đối với một đồ án sinh viên

Một đồ án hoàn chỉnh cần đáp ứng các yêu cầu cốt lõi. Về nội dung, phải bao gồm đầy đủ các phần tính toán lý thuyết (nhiệt, động học, động lực học), thiết kế chi tiết các cụm chính như nhóm piston - xéc măng, nhóm thanh truyền, trục khuỷu, và các hệ thống phụ trợ. Về hình thức, sản phẩm cuối cùng phải có một quyển thuyết minh chi tiết, logic và một bộ bản vẽ kỹ thuật (bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết) được trình bày đúng theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Sinh viên cần chứng minh được khả năng làm việc độc lập, tra cứu tài liệu và áp dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình thiết kế.

II. Thách Thức Cốt Lõi Khi Làm Đồ Án Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong

Việc thực hiện đồ án Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong đặt ra nhiều thách thức không nhỏ đối với sinh viên. Khó khăn lớn nhất nằm ở khối lượng tính toán khổng lồ và phức tạp. Sinh viên phải xử lý một chuỗi các bài toán nối tiếp nhau, từ tính toán nhiệt ban đầu, xây dựng đồ thị công, đến phân tích động lực học động cơ để xác định các lực tác dụng lên từng chi tiết. Sai sót ở một bước có thể ảnh hưởng đến toàn bộ kết quả phía sau. Thách thức thứ hai là việc chuyển đổi từ các con số lý thuyết sang thiết kế 3D và bản vẽ kỹ thuật cơ khí cụ thể. Giai đoạn này đòi hỏi kỹ năng thành thạo các phần mềm như SolidWorks hay AutoCAD, đồng thời phải có kiến thức về dung sai, lắp ghép và công nghệ chế tạo. Việc lựa chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy phù hợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt của các bộ phận như piston hay supap cũng là một bài toán khó, đòi hỏi sự cân bằng giữa độ bền, trọng lượng và chi phí. Cuối cùng, việc tổng hợp tất cả các kết quả vào một quyển thuyết minh đồ án mạch lạc, logic và khoa học cũng là một kỹ năng quan trọng mà nhiều sinh viên còn thiếu kinh nghiệm.

2.1. Khó khăn trong việc tính toán và xây dựng đồ thị

Phần tính toán thường là rào cản đầu tiên. Việc xác định chính xác các thông số của chu trình làm việc, áp suất, nhiệt độ tại các điểm đặc biệt đòi hỏi sự am hiểu sâu về nhiệt động học. Đặc biệt, việc xây dựng các đồ thị phức tạp như đồ thị công, đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, hay đồ thị mài mòn là công việc tốn nhiều thời gian và dễ xảy ra sai số. Như trong tài liệu tham khảo, việc xây dựng đồ thị lực quán tính Pj, lực tiếp tuyến T và lực pháp tuyến Z đòi hỏi phải tính toán giá trị tại mỗi góc quay trục khuỷu, là một quy trình lặp đi lặp lại và cần độ chính xác cao.

2.2. Lựa chọn phương án thiết kế và vật liệu phù hợp

Sau khi có các số liệu tính toán, sinh viên phải đưa ra các quyết định thiết kế. Ví dụ, nên chọn kết cấu đỉnh piston dạng nào để tối ưu hóa quá trình cháy? Nên sử dụng vật liệu hợp kim nhôm hay thép cho thanh truyền? Mỗi lựa chọn đều phải dựa trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm, điều kiện làm việc của chi tiết và khả năng công nghệ. Việc tham khảo các động cơ thực tế, như động cơ 2GR-FE được phân tích trong tài liệu, là một phương pháp hiệu quả để có được những lựa chọn thiết kế hợp lý và thực tiễn.

III. Hướng Dẫn Tính Toán Động Học Và Động Lực Học Động Cơ Chi Tiết

Phần tính toán là xương sống của mọi đồ án Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong. Giai đoạn này chuyển hóa các thông số kỹ thuật ban đầu thành các dữ liệu lực và chuyển động, làm cơ sở cho việc tính toán sức bền và thiết kế hình dáng các chi tiết. Quy trình chuẩn bắt đầu bằng việc tính toán nhiệt động cơ đốt trong, nơi các áp suất và nhiệt độ trong suốt chu trình làm việc được xác định. Từ đó, xây dựng được đồ thị công (P-V), là nền tảng để phân tích công suất và hiệu suất. Tiếp theo, bài toán động học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền được giải quyết để xác định chuyển vị, vận tốc, và gia tốc của piston. Kết quả của phân tích động học là đầu vào cho bài toán động lực học động cơ. Tại đây, các lực tác dụng lên các chi tiết, bao gồm lực khí thể và lực quán tính, được tổng hợp lại. Phân tích này cực kỳ quan trọng để xác định tải trọng tác dụng lên chốt piston, thanh truyền, và các cổ trục, chốt của trục khuỷu, từ đó xây dựng các đồ thị phụ tải và mài mòn, cung cấp thông tin quý giá cho việc thiết kế hệ thống bôi trơn và tính bền.

3.1. Phương pháp tính toán nhiệt và xây dựng đồ thị công

Để bắt đầu, cần xác định các thông số đầu vào như tỷ số nén (ε), áp suất cuối kỳ nạp (Pa), và các chỉ số nén và giãn nở đa biến (n1, n2). Dựa trên các phương trình quá trình đa biến, áp suất tại các điểm cuối quá trình nén (Pc) và giãn nở (Pb) được tính toán. Tài liệu gốc đã chỉ ra: Pc = Pa * ε^n1. Sau khi có đủ các điểm áp suất và thể tích đặc trưng, đồ thị công được dựng lên. Việc hiệu chỉnh đồ thị công lý thuyết thành đồ thị thực tế bằng cách bo tròn các góc nhọn tại điểm áp suất cực đại và điểm bắt đầu quá trình thải là bước quan trọng để phản ánh đúng hơn hoạt động của động cơ chu trình Otto hoặc chu trình Diesel.

3.2. Phân tích động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Phân tích động lực học nhằm xác định các lực tổng hợp tác dụng lên các chi tiết. Lực tổng hợp (PΣ) tác dụng lên đỉnh piston là tổng của lực khí thể (Pkg) và lực quán tính (Pj). Công thức cơ bản là PΣ = Pkg + Pj. Từ lực này, các thành phần lực khác như lực tiếp tuyến (T) và lực pháp tuyến (Z) tác dụng lên chốt khuỷu được xác định thông qua các quan hệ lượng giác. T là thành phần sinh ra mô-men quay cho trục khuỷu, trong khi Z là thành phần gây tải trọng hướng tâm. Việc xây dựng các đồ thị T, Z, N theo góc quay trục khuỷu cho phép đánh giá sự biến thiên tải trọng trong suốt một chu trình làm việc.

3.3. Xây dựng đồ thị phụ tải và mài mòn chốt khuỷu

Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu là một biểu đồ vector biểu diễn quỹ đạo của đầu vector lực tổng hợp tác dụng lên chốt khuỷu trong suốt 720 độ quay. Đồ thị này có mục đích trực quan hóa giá trị và phương chiều của lực tại mỗi thời điểm, giúp xác định vùng chịu tải lớn nhất và nhỏ nhất. Từ đó, có thể xây dựng đồ thị mài mòn lý thuyết, giả định rằng độ mài mòn tỷ lệ thuận với lực tác dụng. Kết quả này rất hữu ích, ví dụ như để xác định vị trí khoan lỗ dầu cho hệ thống bôi trơn tại vùng chịu tải trọng bé nhất, nhằm đảm bảo hiệu quả bôi trơn và tăng tuổi thọ cho bạc lót.

IV. Phương Pháp Thiết Kế Các Chi Tiết Và Hệ Thống Phụ Trợ Động Cơ

Sau khi hoàn thành phần tính toán, giai đoạn tiếp theo của đồ án Thiết Kế Động Cơ Đốt Trong là thiết kế chi tiết các cụm máy và các hệ thống phụ trợ. Giai đoạn này đòi hỏi sinh viên phải biến những con số và biểu đồ thành các chi tiết cơ khí có hình dạng, kích thước và vật liệu cụ thể. Việc thiết kế nhóm piston - xéc măng - chốt piston cần đảm bảo độ bền, khả năng tản nhiệt và bao kín buồng cháy. Tương tự, thanh truyền và trục khuỷu là những chi tiết chịu lực phức tạp nhất, cần được tính toán sức bền kỹ lưỡng. Bên cạnh các chi tiết chính, việc thiết kế các hệ thống phụ trợ đóng vai trò sống còn đối với hoạt động của động cơ. Một hệ thống làm mát hiệu quả giúp duy trì nhiệt độ làm việc ổn định. Một hệ thống bôi trơn tin cậy giúp giảm ma sát và mài mòn. Và một cơ cấu phân phối khí được thiết kế tối ưu sẽ đảm bảo quá trình nạp đầy và thải sạch, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất động cơ. Đây là giai đoạn thể hiện rõ nhất tư duy kết cấu và kiến thức thực tiễn của người kỹ sư tương lai.

4.1. Thiết kế và tính bền cho nhóm piston và thanh truyền

Piston có nhiệm vụ tiếp nhận lực khí thể và truyền nó qua chốt piston tới thanh truyền. Kết cấu của piston phải được tối ưu để có trọng lượng nhẹ (giảm lực quán tính) nhưng vẫn đủ bền ở nhiệt độ và áp suất cao. Vật liệu thường dùng là hợp kim nhôm. Thân thanh truyền thường có tiết diện chữ I để đạt được độ cứng vững cao nhất với khối lượng nhỏ nhất. Đầu to thanh truyền được chia làm hai nửa để có thể lắp ráp với trục khuỷu. Việc tính toán sức bền cho các chi tiết này thường dựa trên các lực cực đại đã được xác định trong phần phân tích động lực học.

4.2. Nguyên lý thiết kế hệ thống bôi trơn và hệ thống làm mát

Mục đích của hệ thống bôi trơn là đưa dầu đến các bề mặt ma sát để giảm mài mòn, làm mát và làm sạch. Hệ thống bôi trơn cưỡng bức là phổ biến nhất, trong đó dầu được bơm từ cacte qua lọc dầu và đi theo các đường dẫn đến bôi trơn cổ trục, chốt khuỷu, trục cam... Hệ thống làm mát (thường dùng dung dịch) có nhiệm vụ mang nhiệt lượng dư thừa từ các chi tiết nóng (nắp máy, thành xi lanh) ra két làm mát để thải ra môi trường. Thiết kế hệ thống này bao gồm việc tính toán lưu lượng nước làm mát cần thiết, chọn bơm nước và thiết kế các áo nước hợp lý trong thân máy và nắp máy.

4.3. Phân tích cơ cấu phân phối khí và hệ thống nạp thải

Cơ cấu phân phối khí (DOHC hoặc SOHC) điều khiển việc đóng/mở các supap nạp và thải đúng thời điểm. Thiết kế cơ cấu phân phối khí bao gồm việc xác định biên dạng cam để đảm bảo quy luật đóng mở mong muốn, đồng thời tính toán lò xo xupap để tránh hiện tượng treo. Hệ thống nạp - thải, như được phân tích trong Chương 3 của tài liệu, ảnh hưởng lớn đến hệ số nạp. Một đường nạp có hình dạng khí động học tốt, ít gấp khúc và một hệ thống thải có trở lực thấp sẽ giúp động cơ "thở" tốt hơn, từ đó cải thiện công suất và mô-men xoắn.

V. Bí Quyết Xây Dựng Bản Vẽ Kỹ Thuật Và Mô Phỏng Động Cơ 3D

Hoàn thiện một đồ án tốt nghiệp cơ khí không chỉ dừng lại ở việc tính toán và lý thuyết. Việc trình bày các ý tưởng thiết kế một cách trực quan và chính xác thông qua các bản vẽ kỹ thuật cơ khí và mô hình 3D là một yêu cầu bắt buộc. Đây là giai đoạn ứng dụng công nghệ để hiện thực hóa các thiết kế. Việc sử dụng thành thạo các phần mềm CAD/CAM/CAE như SolidWorks, AutoCAD hay Ansys là một lợi thế cực lớn. Từ các kích thước đã tính toán, sinh viên sẽ dựng mô hình 3D cho từng chi tiết như piston, thanh truyền, trục khuỷu, sau đó lắp ráp chúng lại thành một cụm động cơ hoàn chỉnh. Quá trình này không chỉ giúp kiểm tra sự phù hợp về mặt lắp ghép mà còn là cơ sở để thực hiện các bài toán mô phỏng động cơ. Các phân tích như phân tích ứng suất, biến dạng trên các chi tiết chịu lực, hay mô phỏng dòng chảy của khí nạp và khí thải, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và giúp tối ưu hóa thiết kế trước khi đưa vào sản xuất.

5.1. Sử dụng SolidWorks và AutoCAD để dựng mô hình 3D

SolidWorks là công cụ mạnh mẽ cho việc thiết kế tham số 3D, cho phép dựng hình các chi tiết phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác. Sau khi dựng xong các chi tiết riêng lẻ, tính năng Assembly (Lắp ráp) cho phép ghép chúng lại với nhau, kiểm tra các va chạm và mối quan hệ ràng buộc. AutoCAD, mặt khác, lại là tiêu chuẩn vàng cho việc trình bày bản vẽ 2D. Từ mô hình 3D trên SolidWorks, có thể dễ dàng xuất ra các hình chiếu (đứng, bằng, cạnh) và trình bày thành một bản vẽ kỹ thuật hoàn chỉnh trên AutoCAD, với đầy đủ kích thước, dung sai, và các yêu cầu kỹ thuật cần thiết.

5.2. Kỹ thuật xuất bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp đúng tiêu chuẩn

Một bộ bản vẽ kỹ thuật cơ khí chuyên nghiệp phải tuân thủ nghiêm ngặt các Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hoặc quốc tế (ISO). Bản vẽ chi tiết phải thể hiện đủ các hình chiếu cần thiết để mô tả hoàn toàn hình dạng của chi tiết, đi kèm với việc ghi kích thước đầy đủ, dung sai hình học, và độ nhám bề mặt. Bản vẽ lắp thể hiện vị trí tương quan giữa các chi tiết trong một cụm, đi kèm với bảng kê chi tiết (Bill of Materials - BOM), liệt kê tên, số lượng và vật liệu của từng chi tiết. Sự rõ ràng và chính xác trong bản vẽ là yếu tố quyết định để người khác có thể hiểu và chế tạo được sản phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

DAI HOC DA NANG TRUONG DAI HOC BACH KHOA DA NANG KHOA CO KHI GIAO THONG KARAEKE THUYET MINH DO AN MON HOC THIET KE DONG CO DOT TRONG Sinh vién : Dang Thi Thu Lop : 18C4B MSSV : 103180118 GVHD : PGS. TS Duong Viet Ding Da Nang, 2021 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) LOI NOI DAU Hiện nay nên kinh tế Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa. Thúc day đa ngành đa lĩnh vực phát triển, trong đó các ngành kỹ thuật đóng vai trò rất lớn trong việc phát triển đất nước. Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật chúng ta phải tự nghiên cứu và chế tạo, đó là yêu cầu cấp thiết.

Đề đạt được những yêu câu ây, ngành Kỹ thuật cơ khí đã có bộ môn Đô án Thiết kế Động cơ đốt trong, nhằm tổng hợp các kiến thức đã học, trang bị cho sinh viên nên tảng kiến thức cơ bản để học tập tốt hơn. Sau khi được học các môn nguyên lý động cơ đốt trong, Kết câu động cơ đốt trong, Thiết kế các hệ thống động cơ đốt trong cùng một số môn cơ sở khác, sinh viên chúng em được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học “Thiết kế Động cơ đốt trong”. Đây là một phân quan trong nội dung học tập của sinh viên, tạo điều kiện để sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết một vân đề cụ thể. Trong thời gian thực hiện Đồ án Tính toán & thiết kế động cơ đốt trong, em đã có gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, làm việc một cách nghiêm túc, mong muốn hoàn thành đồ án một cách tốt nhất.

Tuy nhiên, vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án này còn nhiều thiếu sót, mong Thây cô góp ý giúp đỡ dé em có thể hoàn thành tốt nhất. Thời gian qua em đã nhận được nhiều sự giup đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy và bạn bè. Em xin gửi lời cám ơn đặc biệt chân thành đến thầy Dương Việt Dũng luôn tận tình hướng dan, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án. Em cũng xin chân thành cám ơn các thầy cô của khoa Cơ khí Giao thông trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi và dạy cho em những kiến thức các môn cơ sở ngành, để em có thể năm vững những kiến thức cơ bản chắc chắn, vững vàng.

Qua đó áp dụng và hoàn thành Đồ án Tính toán & thiết kế động cơ đốt trong đúng tiến độ. Sinh viên thực hiện Đặng Thị Thu SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) SỐ MỤC LỤC 098) 9827100Ẽ007. PHẢN 1 : XÂY DỰNG ĐỎ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC & ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ XD4- 0720.1 Tính toán xây dung ban Vé d6 thin.1 Các thong 860 CHO 706 Coecceccccccccscecssescsvssssvsvscssesesessesssvsvsesesvesseeees ] 1.2 Cdc thong 80 CRON UGC.3 CAC th6ng 80 tinl.2 DO Thi CONG.1 Cac thong 86 xdy dung dO thih. Cach vé dé thi công động cơ Xăng 4 kì không tăng áp.2 Đồ thị chuyển vị Š = ƒ ((Ä).--cccTE TT yk 2 1.4 Xây dựng đô thị vận tốc V = (Ø).

5c scs tEEE 211111 tre 3 1.5 Xây dựng đô thị gia tỐc j = Í(X).-- 5c ncnTH ng ryk 4 1.6 Xây dựng đồ thị lực quán tính P,.7 Xây dựng đồ thị khai triển : Pụy, P¡, P¡ theo œ.3 VE Pym hic c c c c cece cnte eee eeeeeceeeeceeeeeeseeseesesesseesnseseniesentieeens 8 1.8 Xây dựng đô thị T, Z.1 Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.2 Xây dựng đô thịT, Z⁄, N theO Œ.9 Xây dựng đô thị XT - Œ.-c-c cTE1 1 1111115111 12111101 1111 trtxe 14 SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) 1.10 Xây dựng đô thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Mục đích của việc xây dung đô thị phụ tải.2 Phương pháp VỄ. 01H11 vvv ST vn vn ky 19 1.11 X4y dựng đô thị phụ tải tác dụng lên đâu to thanh truyền.1 Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to 77z77/8712,WSERRRRRRRRRRERERRhE 20 1.2 Xac dinh gia tri, Chiéu vai Giém AGt WC ooccccccccccsccccsccccccsecscssee.12 D6 thi khai trién Q (00).13 Xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu.1 Các giả thiết cơ bản để xây dựng đô thị mài mòn chốt khuỷu23 1.2 Phương pháp xây dựng đồ thị mài mòn chốt khuỷu. 24 PHAN 2: PHAN TICH DAC DIEM CHUNG CUA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2.

THONG SO KI THUAT CUA DONG CO THAM KHAO 2GR-FE 27 2.2 Phân tích các đặc điểm của (6(0) 112k 0 nhe 28 2.1 Cơ cấu piston, thanh truyền, trục khiMỦu.2 Cơ cấu phân phối khi. Hệ thông làm miát. Hệ thông bôi IFƠM. St tEEEEEEE1EE1E111111111211111 1e.

34 CHUONG 3: THIET KE HE THONG NAP THAI DONG CO XD4-0720. Phân tích cơ câu hệ thống nạp — thải động cơ xăng. Đặc điểm hệ thông nạp — thải động cơ xăng. Quá trình thủi.

cv vn vn ưu 40 SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) 3. Tính toán một số thông số và kích thước cơ bản.3 Hệ thống nạp - thải động cơ XGV6-032]. Sơ đô và nguyên lý hoạt động của hệ thông. Các chỉ tiết trong hệ thÔng:.-- +5: St rrrrrty 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

52 SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) PHẢN 1 : XÂY DỰNG ĐỎ THỊ CÔNG, ĐỘNG HỌC & ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ XD4- 0720 1.1 Tính toán xây dựng bản vẽ đồ thị 1.1 Các thông số cho trước Bảng 1-1: Các thông số cho trước THÔNG SỐ KỸ THUẬT ` GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ HIỆU Nhiên liệu Gasoline Số xilanh/Số kỳ/Cách bố trí 1/1 6/4/V-type Thứ tự làm việc 2-3-4-5-6-1 Tỷ số nén € 10.4 Duong kinh piston x hanh trinh piston | DxS 86.7 x 75 mm x mm Công suất cực đại/ số vòng quay Ne/n 117.3 /5100 kW/vg/ph) Tham số kết câu À 0.25 Áp suất cực đại P, 5 MN/m2 Khối lượng nhóm piston Mpt 0.8 kg Khối lượng nhóm thanh truyền Tụ L1 kg Góc đánh lửa sớm Ô; 14 độ ƠI 15 độ Góc phân phối khí 2 ” “ 03 47 độ 04 13 độ Hệ thống nhiên liệu EFI Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cácte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Không tăng áp Hệ thống phân phối khí 24 Valve , DOHC SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) 1.2 Các thông số chọn trước - Chỉ số nén đa biến trung bình : n, = 1,38 (Tra trang 128 - Tai liéu [1]). - Chỉ số giãn nở đa biến trung bình : mạ = 1,25 (Tra trang 188 - Tài liệu [1]).3 Các thông số tính - Tốc độ trung bình của động cơ: Cm= = — = 12,75 (m/s). Trong đó: S là hành trình dịch chuyền của piston trong xilanh (m). n là tốc độ quay của động cơ (vòng/phút).

Ta thay rang Cm = 12,7 (m/s) > 9 (m/s). => Động cơ trên là động cơ tốc độ cao. - Áp suất khí cuối kỳ nạp: Đối với động cơ tốc độ cao : Pa = (0. Trong đó: P là áp suất môi chất mới ở trước xupáp nạp.

+ Đối với động cơ không tăng áp P.= Po Ta lây P.= 0,1 (MN/m?) Suy ra Pa = 0,9Px = 0,9.0,1 = 0,09 (MN/m?) - Ap suat cudi ky nén: Từ phương trình của quá trình nén đa biến: Pa. Suy uy ra: Pe = Pa (2)"!= Pe"! a: c a Vc a- Trong đó: Vạ là thé tích toàn phần. SVTH: Dang Thi Thu 2 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) V. là thể tích buồng cháy.

£ = 10,4 là tỷ số nén. - Áp suất cuối quá trình giãn nở: Từ phương trình của quá trình giãn nở đa biến: P¿.5) (Tra trang 181- Tai liéu [1]) Suy ra Py = P, Co = ngPy Trong đó: P¿ là áp suất cực đại. VZ Eqn yn hk ew 2 Ô =——- là hệ sô giãn nở. Vbbp P 5 uy ra ‘PHS b (=n p - Với Ø là tỷ sô giãn nở sớm.

Đôi với động cơ xăng ø = Ì Và nạ là tỷ số giãn nở đa biến trung bình. - Thể tích công tác: TrDZ Vị= S TT Trong đó: S la hanh trình cua piston, S = 75 mm = 0,75 (dm). D la duong kinh xilanh, D = 86,7 mm = 0,867 (dm). Suy ra: Vi= S“— = 0,75.

2 - Thể tích buồng cháy: V V. SVTH: Đặng Thị Thu Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) - Van tôc góc của trục khuỷu: - Áp suất khí sót: Đối với động cơ tốc độ cao: P; = (1,05+1,10). Pin Ta chon Pin = 1,04.Px Suy ra: P,= 1,1.1 Các thông số xây dựng đồ thị * Các thông số cho trước: Áp suất cực đại: P„= 5 (MN/m?). Góc đánh lửa sớm: Ø; = 14° Góc phan phéi khi: a1 = 15°, a2 = 20° , a3 = 47° , ay = 13° Xây dựng đường nén: * - Gọi Pạ„ và Vạ„ là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ.

Vì quá trình nén là quá trình đa biến nên ta có: Pax.(Vnx)"! = const [3] Suy ra: Pax.(We)"! & Pax = P(e)" wy st Vny ^ — Pe Dati=—*, nen Pox = or - Để dé vé ta tién hanh chia V,, thanh ¢ khoang, khi d6 i= 1; 1,5;2. 10; 10,4 * Xây dựng đường giãn nở: SVTH: Dang Thi Thu 4 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) - Goi Penx Va Venx 1a ap suat va thê tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ. Vì quá trình giãn nở là quá trình đa biên nên ta có: Ponx.(Venx)” = const [3] Suy ra: Ponx.(V¿)2 > Pgnx = P-( — yn2 gnx Ta có: Vz= p. —_ mh __ PP; Suy Ta: Pgnx= Venx n2 ~~ Venx n2 Gr? Cv wp Venx A z — D„.p"Z Dat 1=—— , nén ta co Penx = az * Biéu dién cac thong so: - Biểu diễn thể tích buông cháy: Chọn Vạua = 10 (mm).

- Biểu diễn của áp suất cực đại: P„;„ = 160 — 220 (mm). - Giá trị biểu diễn của đường kính vòng tròn Brick AB = Vụa = 94 (mm). —§ _75 Suy ra tỉ lệ xích ts= mm ĐC 0,798(mm/mm). sợ 2g XÃ ge củ , , 00 + Giá trị biêu diễn cua OO’: OO’ ba= LL Từ O lấy đoạn OO" vé phia BCD: OO" ===" = 4.

SVTH: Dang Thi Thu 5 Đồ án thiết kế động cơ đốt trong (XGV6-0321) Trong đó À là tham số kết câu. Suy ra: OO’ p= = 8 = 5,875 (mm). 0,798 Bang 1-2: Bảng tính đô thị công Đường nên Đường giản nở Vxdm3 Vxl vx i „ vw |} pi | ÿ2 ve | ppl 0.