Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Chương 2: Động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

Nội dung text: Bài giảng Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong - Chương 2: Động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

1. CHƯƠNG 2. ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN 2.1. Xác định và qui dẫn các khối lượng chuyển động 2.2. Lực tác dụng lên CCKTTT 2.3. Lực và mô men tác dụng lên trục khuỷu động cơ 1 xi lanh 2.4. Lực và mô men tác dụng lên trục khuỷu động cơ một hàng nhiều XL 2.5. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ khuỷu và bạc đầu to thanh truyền 2.6. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục và bạc ổ trục 2.7. Đồ thị mài mòn 2.8. Động lực học động cơ kiểu chữ V
2. ĐỘNG HỌC CHUYỂN VỊ VẬN TỐC GIA TỐC ĐỘNG LỰC HỌC LỰC MÔ MEN Giả thiết: - Trục khuỷu quay đều (n = const) - Bỏ qua lực ma sát, lực cản khí động
3. 2.1. Xác định và qui dẫn các khối lượng chuyển động 2.1.1. Qui dẫn khối lượng nhóm pít tông: mnp = mp + mx + mc + mk + mg + (kg) (2.1) Khi piston có kết cấu đặc biệt (cơ cấu thay đổi tỷ số nén, khoang chứa dầu làm mát ) thì khối lượng của chúng cũng được tính chung vào mnp.
4. 2.1.2. Qui dẫn khối lượng nhóm thanh truyền Nguyên tắc quy dẫn: - Tổng khối lượng không đổi - Trọng tâm không đổi - Mô men quán tính đối với trọng tâm không đổi m1 Chú thích l1 m1 – khối lượng quy dẫn về tâm đầu nhỏ l m2 m2 - khối lượng quy dẫn về tâm đầu to m3- khối lượng quy dẫn về trọng tâm l – chiều dài tính toán của TT m3 l1 – chiều dài từ trọng tâm tới tâm đầu nhỏ Hình 2.1. Sơ đồ quy dẫn khối lượng TT về 3 điểm.
5. • Hệ phương trình xác định m1, m2 và m3: mtt = m1 + m2 + m3 m1.l1 = m3(l – l1) 2 2 m1. l1 + m3(l – l1) = Jo (2.3) Do: m2 << m1, m3 và quy luật động học của trọng tâm TT khá phức tạp nên để đơn giản việc tính toán, quy dẫn mtt thành 2 thành phần m1 và m3 Hệ phương trình xác định m1, m2: mtt = m1 + m3 m1.l1 = m3(l – l1) (2.4) Với các động cơ hiện nay: m1 = (0,275 0,35). mtt; m3 = (0,65 0,725). mtt Hình 2.2. Sơ đồ quy dẫn khối lượng TT về 2 điểm.
6. • Trọng tâm TT có thể xác định bằng phương pháp: cân (khi có TT thực), sử dụng các phần mềm CAD mô phỏng 3D (khi có bản vẽ). Hình 2.3. Xác định trọng tâm TT theo PP cân
7. 2.1.3. Qui dẫn khối lượng của khuỷu trục mkh mck R mm R ρ mct Hình 2.4. Sơ đồ xác định khối lượng khuỷu trục Khối lượng khuỷu trục chia thành: mck, mm, mct. Quy dẫn mm về tâm cổ khuỷu: mmr = mm.ρ/R Khối lượng chuyển động quay không cân bằng của khuỷu trục: mkh = mck + 2.mmr (2.5)
8. • Khối lượng chuyển động tịnh tiến của CCKTTT là: mj = mnp + m1 [kg] (2.6) • Khối lượng chuyển động quay của CCKTTT là: mr = mkh + m2 [kg] (2.7) • Ngoài ra, thường gặp đối trọng bố trí trên phần kéo dài của má khuỷu nhưng khối lượng quay sẽ được tính riêng.
9. 2.1.4. Qui dẫn khối lượng của CCKTTT động cơ kiểu chữ V • Đối với TT đồng dạng: mj = mnp + m1; mr = mkh + 2m2 [kg] (2.8) • Đối với TT hình nạng – trung tâm: tr tr tr ph ph ph mtt = m1 + m2 ; mtt = m1 + m2 tr ph mr = mkh + m2 + m2 [kg] (2.9) tr ph Thiết kế: m1 = m1 để quy luật động lực học 2 piston trái và phải giống nhau • Đối với TT chính – phụ: - TT chính: mc = mc1 + mc2 - TT phụ: mp = mp1 + mp2 mp2 tập trung tại tâm chốt phụ, tiếp tục quy dẫn (cùng với chốt phụ mcp): mp2 + mcp = mp2’ + mp2’’ b1.mp2’ = b2.mp2’’
10. Khối lượng chuyển động tịnh tiến - ở dãy chính: mjc = mnp + mc1 + mp2’ - ở dãy phụ: mjp = mnp + mp1 Khối lượng chuyển động quay: mr = mkh + mc2 + mp2’’
11. 2.2. Các lực tác dụng lên CCKTTT Lực khí thể Lực quán tính CCKTTT Trọng lực chịu các lực Lực ma sát Lực cản khí – thủy động Các lực khác 2.2.1. Lực khí thể Pkt: 2 Pkt = p. Fp = p.π. D /4 (2.13) p = pkt – po
12. Pkt, pkt [MN];[MN/m2] α Hình 2.5. Đồ thị triển khai lực khí thể theo GQTK và pha phối khí ĐC diesel 4 kỳ ra-kỳ nạp; ac-kỳ nén; czz’b-kỳ cháy giãn nở; br-kỳ thải; r’a’-quá trình nạp; a’c-quá trình nén; czz’b’-quá trình cháy-giãn nở; b’r’’-quá trình thải; rr’’- giai đoạn trùng điệp; hc’-góc phun sớm; cc’-góc bất đầu cháy; hc-góc cháy trễ; fx, fn-tiết diện lưu thông cửa nạp và cửa xả
13. 2.2.2. Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến 2 -6 Pj = - mj.jp = - mj.R.ω .(cosα + λcos2α).10 (MN) (2.14) Pj được chia thành: Pj = Pj1 + Pj2 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1: 2 Pj1 = - mj.R.ω .cosα (2.15) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2: 2 Pj2 = - mj.R.λω .cos2α (2.16) Chu kỳ Pj1 ứng với 1 vòng quay TK, Pj2 ứng với 1/2 vòng quay TK. Pj luôn tác dụng trên đường tâm xi lanh, trùng với phương của Jp. Pj là dương khi nó cùng chiều với lực khí thể
14.  ĐCT 3600, 00 - Pj1 = C.cos O’ 0 270 900 C + ĐCD 1800 2 ĐCT 0 315 450 - Pj2 = λC. cos2 + O’’ + .C 2250 - 1350 ĐCD 2 Với C = mj.R.ω Hình 2.6. Sơ đồ xác định chiều và dấu của lực quán tính cấp 1 và cấp 2
15. Hình 2.7. Diễn biến lực khí thể (Pkt), lực quán tính (Pj) và lực tổng (P = Pkt + Pj) theo góc quay TK
16. 2.2.3. Lực quán tính ly tâm Khối lượng chuyển động quay của CCKTTT: mr Lực quán tính ly tâm Pr được xác định theo công thức: 2 -6 Pr = mr.R.ω .10 [MN] (2.18) Do mr, R, ω có giá trị không đổi (động cơ làm việc ổn định) nên Pr có giá trị không đổi, phương luôn trùng với bán kính quay, hướng từ tâm TK ra ngoài.
17. 2.3. Hợp lực và mô men tác dụng lên động cơ 1 xi lanh Hình 2.8. Lực và mô men tác dụng lên CCKTTT
18. Lực quán tính và lực khí thể cùng tác dụng trên đường tâm xi lanh nên tổng lực của chúng là: P = Pj + Pkt (2.19) Lực P được phân thành 2 lực: - Ptt tác dụng dọc theo đường tâm thanh truyền; Ptt = P/cosβ - Lực ngang N ép pít tông lên thành xi lanh; N = P.tgβ Ptt được phân tiếp thành lực tiếp tuyến T (sinh ra mô men quay TK) và lực pháp tuyến Z (gây uốn TK): T = Ptt.sin(α + β) = P.sin(α + β)/cosβ (2.20) Z = Ptt.cos(α + β) = P.cos(α + β)/cosβ (2.21) Mô men xoắn M của TK: M = T.R Lực ngang N gây ra mô men lật (ngược chiều với mô men xoắn MR = - M) tác dụng lên thân máy và truyền xuống gối đỡ: MR = N.A = N.(l.cosβ + R.cosα) (2.22)
19. The end !
20. 2.4. Lực và mô men tác dụng lên trục khuỷu động cơ một hàng nhiều xi lanh 2.4.1. Góc công tác: Định nghĩa: góc công tác δ. Khi chọn góc công tác cần chú ý các yêu cầu: - Đảm bảo tính cân bằng và độ đồng đều mô men xoắn tốt nhất - Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo - Phụ tải trên ổ trục nhỏ - Đảm bảo hiệu suất nạp khí tốt - Đảm bảo sự làm mát đồng đều giữa các xi lanh Góc công tác được xác định theo công thức (đối với động cơ có một góc công tác): δ = 1800.τ/i Định nghĩa: góc lệch khuỷu δk. Góc tạo bởi 2 khuỷu của 2 XL kề nhau
21. Tình trạng chịu lực của khuỷu trục trong ĐC nhiều XL: + Lực pháp tuyến Zi + Lực tiếp tuyến Ti + Lực quán tính chuyển động quay Pri + Mô men xoắn tích luỹ tích của các khuỷu trục phía trước ΣMi-1 + Mô men xoắn Mi của bản thân khuỷu trục thứ i (Mi = Ti.R) + Mô men uốn Mu của các lực Zi, Pri. ΣM phụ thuộc vào α, i và δ. 4-5 6-7 1, 6 3-4 5-6 1-2 2-3 0-1 2, 5 3, 4 Hình 2.9. Sơ đồ kết cấu trục khuỷu động cơ 4 kỳ, L6, thứ tự làm việc 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4.
22. 1 5 3 6 2 4 1 1200 2400 3600 4800 6000 Hình 2.8. Sơ đồ xác định góc lệch pha giữa các khuỷu trục của động cơ 4 kỳ, L6, thứ tự công tác là 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4 Thời gian ngắn nhất (theo GQTK) giữa 2 lần nổ trong 2 XL kề nhau: - XL1 và XL2 là 2400 - XL2 và XL3 là 2400 - XL3 và XL4 là 3600 - XL4 và XL5 là 2400 - XL5 và XL6 là 2400 - XL6 và XL1 là 3600
23. • Trạng thái chịu lực của các cổ trục: Các cổ 1 – 2; 2 – 3; 4 – 5 và 5 – 6 là như nhau; riêng cổ 3 – 4 chịu lực khác với các cổ còn lại. Cổ trục 0 – 1 chịu tác dụng của xi lanh thứ nhất, cổ 6 – 7 chịu lực của xi lanh thứ 6 và trọng lượng bánh đà. • Tính mô men tích luỹ tác dụng trên các cổ trục: • Ta thấy tổng lực tiếp tuyến (hoặc tổng mô men) là hàm số biến đổi theo chu kỳ (180.τ)/i. Hình 2.9. Tính mô men tích luỹ và tổng mô men theo phương pháp lập bảng
24. 2.4.2. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ khuỷu • Mục đích: Đồ thị VTPT tác dụng lên cổ khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên cổ khuỷu ứng với mỗi vị trí của cổ khuỷu (α); từ đó xác định được giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất và giá trị trung bình của lực tác dụng lên cổ khuỷu phục vụ việc tính bền của trục. Ngoài ra, có thể xác định khu vực chịu lực nhỏ nhất để khoan lỗ dầu bôi trơn. • Giả thiết: TK đứng yên, XL quay với vận tốc – ω. • Tổng lực tác dụng: Qck = T + Z + Pr2
25. • Trình tự xây dựng đồ thị VTPT tác dụng lên cổ khuỷu: - Vẽ hệ toạ độ TOZ. - Xác định điểm O1: theo chiều dương của trục Z với giá trị 010 = Pr2 tương ứng với tỷ lệ xích tùy chọn. - Vẽ vòng tròn tâm O1 tượng trưng cho bề mặt cổ khuỷu - Vẽ tượng trưng má khuỷu có tâm cổ trục theo chiều dương của Z - Lập bảng biến thiên của T, Z trong 1 chu kỳ - Xác định các điểm trên TOZ có cặp giá trị T, Z tương ứng - Nối các điểm lại bằng đường cong trơn khép kín, đường cong nhận được với tâm O1 là đồ thị cần vẽ. - Véc tơ có gốc tại O1, đỉnh thuộc đường cong chính là véc tơ Qck, điểm tác dụng là A trên vòng tròn tượng trưng. - Chia càng nhiều điểm thì càng chính xác - Do công nghệ chế tạo, tồn tại một vùng tiếp xúc giữa các bề mặt tại một thời điểm - Triển khai đồ thị VTPT về dạng Qck – α. - Xác định các giá trị Qck max, Qck min, Qck tb.
26. Nhận xét: + Phần đuôi đồ thị VTPT tác dụng lên cổ khuỷu của ĐC diesel thường dài hơn của ĐC xăng. T (N) + Dạng phần đầu trên của đồ thị VTPT phụ thuộc chủ yếu vào Pj, nếu Pj càng A Pr2 lớn thì phần đầu của đồ thị càng to, 0 Qch tại 390 phần đuôi phụ thuộc vào chế độ tính toán. + Động cơ 2 kỳ, chu kỳ biến thiên của VTPT tác dụng lên cổ khuỷu là 3600.  T =  Z =  Qch Z (N) Hình 2.10. Đồ thị VTPT tác dụng lên cổ khuỷu
27. Qck [N] Qck max Qck tb Qck min 00 1800 3600 5400 7200 (0GQTK) Hình 2.11. Đồ thị triển khai VTPT tác dụng lên cổ khuỷu theo Phụ tải riêng trung bình và cực đại tác dụng lên cổ khuỷu: 2 qtb = Qck tb/(dc.lc) [N/m ] (2.24) 2 qmax = Qck max/(dc.lc) [N/m ] (2.25) Trong đó: Qck tb – phụ tải trung bình, [N] ; Qch max – phụ tải lớn nhất, [N]; dc; lc là đường kính và chiều dài cổ khuỷu tiếp xúc với đầu to TT [m]
28. • Trị số cho phép [qtb] quyết định bởi độ cứng vững của ổ trục (hình thức chịu lực của thân vỏ động cơ) và kết cấu của ổ trục (loại hợp kim chịu mòn, trạng thái bề mặt của chốt khuỷu ) • Trị số cho phép [qmax] quyết định bởi độ khả năng làm việc của ổ trục, sự biến dạng của ổ và khả năng chịu tải của màng dầu bôi trơn. • Mức độ va đập của phụ tải đặc trưng bằng hệ số va đập χ = qmax/qtb. Yêu cầu χ 4. Với động cơ chữ V thanh truyền tổ hợp (V2, UTD-20) χ 1,5. Nếu χ > 4 nhưng qmax << [qmax] thì vẫn sử dụng được. Hình 2.12. Trị số cho phép của phụ tải tác dụng lên ổ trục
29. • Đặc điểm - Ở chế độ mô men xoắn max, χ thường cao. (Biện pháp: tăng m2) - Đối với động cơ dùng ổ lăn, cách xác định trên có sai số lớn - Với động cơ một hàng nhiều XL, ĐTVTPT vừa xây dựng coi như đặc trưng cho mọi cổ khuỷu. - Chu kỳ biến thiên của ĐTVTPT đối với động cơ 4 kỳ là 7200 GQTK, đối với động cơ 2 kỳ là 3600 GQTK. -Có thể xây dựng ĐTVTPT theo phương pháp 2 vòng tròn.1 - Từ ĐTVTPT có thể xác định được vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn hợp lý
30. 2.4.3. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bạc đầu to thanh truyền Đồ thị VTPT tác dụng lên bạc đầu to được xác định thông qua ĐTVTPT tác dụng lên cổ khuỷu Qb = - Qck Khi khuỷu trục quay 1 góc α so với đường tâm xi lanh thì đầu to quay đi một góc α + β so với khuỷu trục Coi TT đứng yên, cổ khuỷu quay với quy luật α + β tương ứng với tốc độ TK ω Cách vẽ đồ thị VTPT tác dụng lên bạc đầu to: (vẽ trên giấy bóng mờ) - Vẽ dạng đầu to thanh truyền tâm O. - Vẽ đường tròn tâm O bán kính bất kỳ. - Giao điểm của đường tròn với đường tâm TT là điểm Oo. - Theo chiều quay TK, xác định các điểm 15, 30, 45 tương ứng với các góc 15 + β(15), 30 + β(30), 45 + β(45) trên đường tròn. - Đặt tờ giấy lên trên ĐTVTPT cổ khuỷu sao cho tâm O trùng O1 - Chiều dương trục OZ đi qua điểm Oo.
31. o - Đánh dấu điểm mút của véc tơ Qck (O hoặc 720o) là 0, 720. - Xoay tờ giấy quanh O để các điểm 15, 30, 45 trùng với chiều dương trục OZ, lần lượt đánh dấu các điểm đầu mút véc o o o tơ Qck (15 ), Qck (30 ), Qck (45 ) tương ứng là 15, 30, 45 - Nối các điểm 0, 15, 30, 45 bằng đường cong trơn, kín ta được đồ thị VTPT tác dụng lên bạc đầu to. - Đối với động cơ 2 kỳ thực hiện tương tự, chu kỳ 360o. - Đồ thị VTPT tác dụng lên bạc đầu to thực tế rất phức tạp, cách xây dựng trên chỉ mang tính chất định tính. Hình 2.17. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bạc đầu to thanh truyền
32. 2.6. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục và bạc ổ trục • Đồ thị VTPT tác dụng lên cổ trục có dạng phức tạp do lực tác dụng lên cổ trục là hợp lực của các phản lực do lực tác dụng lên hai khuỷu trục có cùng cổ trục gây ra. Do đó, VTPT tác dụng lên cổ trục phụ thuộc vào góc lệch khuỷu, thứ tự làm việc của động cơ và các lực tác dụng trên hai khuỷu có chung cổ trục đó sinh ra. • Đối với ĐC nhiều XL, ĐTVTPT của các cổ trục có hình dạng khác nhau. • Đa số các trường hợp, cổ trục chịu tải lớn nhất là cổ trục nằm giữa hai khuỷu có góc lệch khuỷu = 3600. Cổ trục này thường nằm giữa trục khuỷu và thường được làm dài hơn cổ trục khác • Bằng phương pháp đồ thị, từ ĐTVTPT tác dụng lên cổ khuỷu có thể xác định ĐTVTPT tác dụng lên cổ trục và ĐTVTPT tác dụng lên bạc ổ trục.
33. 2.6.1. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục và bạc ổ trục động cơ 1 XL Sơ đồ khuỷu trục động cơ 1 xi lanh và lực tác dụng Ptt Qck Pr2 Qb’ Qb’’ Prk Prk a b a b R’ R’’ Qck = Ptt + Pr2 Lực tổng tác dụng lên 2 ổ đỡ cổ trục và khuỷu trục: Qb = Qb’ + Qb’’ = Qck + Prk. Lực quán tính li tâm: 2 Prk = mkh.R.ω . Phản lực tác dụng lên hai bề mặt cổ trục: R’ = - Qb’ R’’ = - Qb’’
34. Phương pháp xây dựng: - Xác định ĐTVTPT tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu - Xác định điểm O2 theo chiều dương OZ, sao cho O1O2 = Prk - Vẽ vòng tròn tâm O2 tượng trưng cho bề mặt cổ trục - Vẽ má khuỷu tượng trưng - Véc tơ gốc O2, mũi là 1 điểm trên ĐTVTPT cổ khuỷu chính là Qb tại góc quay tương ứng. - Lấy véc tơ Qb nhân với tỷ lệ xích a/(a+b) hoặc b/(a+b) ta được VTPT tác dụng lên ổ đỡ bên phải hoặc trái tại góc quay tương ứng. - Đồ thị gốc O2 với đường cong VTPT cổ khuỷu với tỷ lệ xích T = b/(a+b) và P = a/(a+b) chính là ĐTVTPT tác dụng lên bạc cổ trục bên trái và phải của ĐC 1 XL trong 1 chu kỳ. Đối với ĐTVTPT tác dụng lên cổ trục: - Xoay ĐTVTPT bạc cổ trục tương ứng đi 1 góc 1800 quanh tâm O2 - Có thể triển khai các ĐT trên theo GQTK, xác định Qmax, Qtb, qmax (lấy thấp hơn 40% so với cổ khuỷu), qtb (lấy thấp hơn 20% so với cổ khuỷu)
35. ĐTVTPT tác dụng lên bạc cổ trục ĐTVTPT tác dụng lên cổ trục
36. 2.6.2. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục và bạc ổ trục động cơ nhiều XL Đặc điểm: ĐTVTPT bạc và cổ trục của ĐC nhiều XL rất phức tạp, do: - Các XL làm việc lệch pha nhau - Các khuỷu được bố trí lệch nhau - Tải trên các ổ trục khác nhau - TK có thể đủ hoặc thiếu cổ trục Giả thiết: - TK đủ cổ trục -TK cứng vững tuyệt đối - Lực từ mỗi khuỷu chỉ tác dụng lên 2 bạc ổ đỡ của khuỷu đó mà không ảnh hưởng đến các ổ trục xa hơn. - ĐTVTPT cổ khuỷu là như nhau giữa các XL - TK đứng yên, XL quay với tốc độ - 
37. PP xây dựng ĐTVTPT bạc ổ trục Có 2 PP xây dựng: PP đồ thị và PP giải tích PP đồ thị: - Xác định ĐTVTPT cổ khuỷu của khuỷu trái - Xác định điểm O2 theo chiều dương của OZ, sao cho O1O2 = Prk - Vẽ đường tròn tâm O2 tượng trưng cho bề mặt cổ trục - Vẽ tượng trưng má khuỷu - Dùng O2 làm tâm, xoay toàn bộ hệ trục TOZ đi 1 góc lệch khuỷu k. - Xác định góc lệch pha công tác giữa XL ở khuỷu trái và khuỷu phải, ứng với góc quay của khuỷu trái là i thì góc quay khuỷu phải là i+1. - Lực Qbi’’ = Qbi.ai/(ai+bi) là lực tác dụng lên ổ trục chung do khuỷu trái gây ra - Lực Qbi+1’ = Qbi+1.bi+1/(ai+1+bi+1) là lực tác dụng lên ổ trục chung do khuỷu phải gây ra.
38. PP đồ thị (tiếp): - Cộng 2 véc tơ ta được lực tổng Qbi+1 tác dụng lên ổ trục i+1 ứng với i. - Lặp lại việc xác định Qbi+1 cho góc i khác. - Nối các đầu mút của các véc tơ Qbi+1 bằng 1 đường cong kín ta có ĐTVTPT của bạc cổ trục chung ứng với gốc O2. 0 - Lấy O2 làm tâm, quay ĐT vừa xây dựng 1 góc 180 , ta được ĐTVTPT tác dụng lên cổ trục chung. - Nếu Prk’ Prk’’ thì phải tịnh tiến đồ thị TOZ của khuỷu phải đi 1 đoạn bằng (Prk’ - Prk’’) theo chiều dương trục Z.
39. PP giải tích - Cổ trục thứ i+1 nằm giữa khuỷu i và i+1, chịu tác dụng của các lực Ti’’, Zi’’, Pri’’ do khuỷu trái gây ra và Ti+1’, Zi+1’, Pri+1’ do khuỷu phải gây ra - Chiếu các thành phần lực tiếp tuyến và pháp tuyến lên hệ TO2Z '' ' ' TTTZi, i+ 1= − i − i + 1cos k + i + 1 sin k '' ' ' ZZTZi, i+ 1= − i − i + 1sin k − i + 1 cos k - Chiếu các lực Pri’’ và Pri+1’ lên hệ TO2Z '' ' Zr=+ P ri P ri+1 cos k ' TPr=− ri+1 sin k - Các lực quán tính ly tâm và góc k không đổi nên Zr và Tr không đổi.
40. - Lập bảng biến thiên của các lực. - Lập hệ tọa độ TO’Z, trục O’Z thẳng đứng, có chiều dương hướng xuống. - Nối các điểm (Ti,i+1, Zi,i+1) thành 1 đường cong kín - Xác định điểm O2 có tọa độ (-Tr, -Zr) - Đường cong với tâm O2 là ĐTVTPT tác dụng lên cổ trục chung thứ i+1 - Quay đường cong quanh tâm O2 ta được ĐTVTPT tác dụng lên bạc cổ trục thứ i+1
41. PP xây dựng ĐTVTPT bạc ổ trục 2 PP xây dựng: PP đồ thị và PP giải tích Hình 2.15. Đồ thị VTPT tác dụng lên cổ trục khuỷu động cơ nhiều xi lanh bố trí một hàng, góc lệch khuỷu 2400.
42. Hình 2.16. ĐTVTPT tác dụng lên ổ trục khuỷu, trục khuỷu có góc lệch khuỷu 2400
43. 2.7. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu • Đồ thị mài mòn cổ khuỷu (hoặc cổ trục) thể hiện trạng thái chịu tải của các điểm trên bề mặt cổ, nó cũng thể hiện trạng thái hao mòn của bề mặt và giúp chỉ rõ khu vực hợp lý để khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn (áp suât tiếp xúc nhỏ). • Cách xây dựng đồ thị mài mòn cổ khuỷu bằng phương pháp lập bảng: 1. Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho cổ khuỷu và chia nó thành 2n phần bằng nhau, đánh số từ 0, 1, 2, , 2n – 1. 2. Tính hợp lực Q’ của các lực tác dụng lên các điểm 0, 1, 2, và ghi phạm vi tác dụng của chúng (giả thiết mỗi phía là 600) vào bảng. 3. Xác định Q tại các điểm 0, 1, 2, Ghi vào hàng dưới cùng của bảng. Dùng tỷ lệ xích thích hợp để đặt các đoạn thẳng tương ứng cho Q tại các điểm 0, 1, 2, trên hình tròn (tính từ ngoài vào tâm). 4. Nối mút các đoạn thẳng → đồ thị mài mòn cổ khuỷu.
44. Hình 2.13. Xác định hợp lực tác dụng lên các điểm bề mặt chốt khuỷu
45. 12 13 11 14 10 15 9 16 8 17 7 18 6 19 5 20 4 21 3 2 23 0 1 o 60o 60 Hình 2.13. Đồ thị mài mòn + Đồ thị mài mòn xác định theo PP này chỉ mang tính chất định tính, vì: - Bề mặt trục và lỗ không tròn tuyệt đối và bị mòn trong khi làm việc. - Chưa xét đến ảnh huởng của chất lượng dầu bôi trơn và biến dạng của các chi tiết. - Giả thiết cung chịu lực là 1200 không sát với thực tế (do chốt bị đẩy lệch đi duới tác dụng chêm của dầu bôi trơn và khe hở trục – lỗ)
46. 2.8. Động lực học CCKTTT động cơ kiểu chữ V (Các điểm cần chú ý) TT hình nạng – trung tâm Prk ph t Pr2 Pr2 ph Tt T Zt Zph R’ a b c R’’