Động lực học của cơ cấu khuỷu trụ- thanh truyền| Tài liệu môn Công nghệ kĩ thuật Ô tô Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
1.1. Khối lượng các chi tiết chuyển động: Khối lượng của nhóm piston 𝑚𝑛𝑝: Khối lượng của nhóm piston được chọn theo bảng: mnp = 1587(g/cm2). Khối lượng của nhóm thanh truyền 𝑚𝑡𝑡: Khối lượng của nhóm thanh truyền được chọn theo bảng: mtt = 2116(g/cm2). Thay thế khối lượng của nhóm thanh truyền bằng hệ tương đương hai khối lượng: mA và mB. mA là khối lượng thực hiện chuyển động thẳng, mB là khối lượng thực hiện chuyển động quay: Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Công nghệ kĩ thuật oto (OTO21)
Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
1. Động lực học của cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền:
1.1. Khối lượng các chi t ế i t chuyển động:
Khối lượng của nhóm piston 𝑚𝑛𝑝:
Khối lượng của nhóm piston được chọn theo bảng: mnp = 15.87 (g/cm2)
Khối lượng của nhóm thanh truyền 𝑚𝑡𝑡:
Khối lượng của nhóm thanh truyền được chọn theo bảng: mtt = 21.16 (g/cm2)
Thay thế khối lượng của nhóm thanh truyền bằng hệ tương đương hai khối lượng: m
là khối lượng thực hiện chuyển động thẳng, là khố A và mB. mA mB i
lượng thực hiện chuyển động quay: mtt = mA + mB = 21.16 (g/cm2) { mA = 0.35mtt = 7.4 (g/cm2) mB = 0.65mtt = 13.76 (g/cm2)
Khối lượng của khuỷu trục 𝑚𝑘:
Khối lượng của khuỷu trục được chọn từ bảng 2-1: mk = 21.16 (g/cm2)
Khối lượng chuyển động của cơ cấu piston - khuỷu trục - thanh truyền chia làm
2 loại: khối lượng của các chi tiết chuyển động tịnh tiến và khối lượng của các
chi tiết chuyển động quay:
Khối lượng của các chi tiết chuyển động tịnh tiến 𝑚𝑗:
mj = mA + mnp = 7.4 + 15.87 = 23.27 (g/cm2)
Khối lượng của các chi tiết chuyển động quay 𝑚𝑟:
mr = mB + mk = 13.76 + 21.16 = 34.92 (g/cm2)
1.2. Lực khí thể và lực quán tính:
Lực khí thể (𝑝𝑘𝑡): Lực khí thể do áp s ấ
u t khí thể sinh ra tác dụng lên đỉnh piston pkt = p − p0
Trong đó, p : Áp suất khí thể tính theo áp suất tương kt đối(MN/m2)
p: Áp suất khí thể trong tính toán nhiệt (MN/m2) p 2
0: Áp suất khí trời (MN/m ) Lực khí thể p
ợc xác định tại các quá trình nạ – nén – giãn nở – ải bằ kt đư p th ng các quan hệ sau:
− Quá trình nạp (từ α = 5o đến α = 180o): p 2 kt = pa = 0.08 (M / N m )
− Quá trình nén (từ α = 180o o đến α = 360 – θs = 350o ): n1 1.372
− ⟹ pkt = pa ( Va ) = 0.08 ∗ (1050 ) V xn Vxn
− Quá trình giãn nở (từ α = 360o o đến α = 540 – φ = 3 505o) n2 1.23
− ⟹ pkt = pz ( Vz ) = 5.98 ∗ (120 ) V xg Vxg
− Quá trình thải (từ α = 550o đến α = 720o ): p 2 kt = pr = 0,11 (MN/m )
Lực quán tính (𝑃𝑞𝑡):
Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến được xác định theo công thức sau:
Pj = −mjj = −mjRω2(cosα + λ cos2 α)
= −23.27.0,0529.(230/3𝜋)2. (cos α 𝑀𝑁
+ 0,25.cos 2α). 10−5(𝑚2)
Lực quán tính của khối lượng chuyển động quay được xác định theo công thức sau:
Pk = −mrRω2 = −34,92.0,0529.(200/3𝜋)2. 10−5(𝑀𝑁)=const 𝑚2
1.3. Hợp lực và momen tác dụng lên cơ cấu piston – kh ỷ u u trục – thanh truyền giao tâm:
- Góc lắc thanh truyền β đ ợ
ư c xác định theo công thức sau: sin(β) = λ. sinα
=>β = arcsin(λ. sinα) = arcsin(0,25.sinα)
- Lực tác dụng lên chốt piston (𝐩𝟏): P1 = Pkt + Pj (MN/m2)
- Lực ngang N ép piston lên thành xilanh: N = P 2
1.tanβ = (Pkt + Pj).tanβ (MN/m )
- Lực tác dụng dọc tâm thanh truyền Ptt: Ptt = P1 = Pkt+Pj (MN/m2) cosβ cosβ
- Lực tiếp tuyến T:
T = Ptt.sin(α + β)=P1.sin(α+β) (MN/m2) cosβ
- Lực pháp tuyến Z:
Z = Ptt.cos(α + β)=P1.cos(α+β) (MN/m ) 2 cosβ
- Moment quay trục khuỷu của một xylanh:
- M = T.R= P1.sin(α+β).R (MN/m) cosβ Bảng số liệu t ính toán: Góc quay Lực Pj trục khuỷu Pkt Lực P1 (MN/m2) α ( (MN/m2) (MN/m2) 0) 0 0,110 -0,956907 -0,846907 5 0,080 -0,950501 -0,870501 10 0,080 -0,931416 -0,851416 15 0,080 -0,900046 -0,820046 20 0,080 -0,857037 -0,777037 25 0,080 -0,803270 -0,723270 30 0,080 -0,739836 -0,659836 35 0,080 -0,668006 -0,588006 40 0,080 -0,589201 -0,509201 45 0,080 -0,504952 -0,424952 50 0,080 -0,416860 -0,336860 55 0,080 -0,326555 -0,246555 60 0,080 -0,235656 -0,155656 65 0,080 -0,145729 -0,065729 70 0,080 -0,058246 0,021754 75 0,080 0,025443 0,105443 80 0,080 0,104151 0,184151 85 0,080 0,176870 0,256870 90 0,080 0,242797 0,322797 95 0,080 0,301347 0,381347 100 0,080 0,352159 0,432159 105 0,080 0,395094 0,475094 110 0,080 0,430233 0,510233 115 0,080 0,457863 0,537863 120 0,080 0,478454 0,558454 125 0,080 0,492638 0,572638 130 0,080 0,501182 0,581182 135 0,080 0,504952 0,584952 140 0,080 0,504878 0,584878 145 0,080 0,501923 0,581923 150 0,080 0,497039 0,577039 155 0,080 0,491136 0,571136 160 0,080 0,485050 0,565050 165 0,080 0,479508 0,559508 170 0,080 0,475106 0,555106 175 0,080 0,472284 0,552284 180 0,080 0,471312 0,551312 185 0,08012 0,472284 0,552408 190 0,08054 0,475106 0,555650 195 0,08125 0,479508 0,560760 200 0,08226 0,485050 0,567311 205 0,08359 0,491136 0,574725 210 0,08526 0,497039 0,582301 215 0,08731 0,501923 0,589235 220 0,08978 0,504878 0,594657 225 0,09271 0,504952 0,597665 230 0,09617 0,501182 0,597357 235 0,10024 0,492638 0,592879 240 0,10500 0,478454 0,583455 245 0,11057 0,457863 0,568434 250 0,11709 0,430233 0,547321 255 0,12472 0,395094 0,519815 260 0,13368 0,352159 0,485842 265 0,14424 0,301347 0,445586 270 0,15671 0,242797 0,399512 275 0,17153 0,176870 0,348396 280 0,18920 0,104151 0,293348 285 0,21039 0,025443 0,235832 290 0,23595 -0,058246 0,177699 295 0,26694 -0,145729 0,121211 300 0,30473 -0,235656 0,069078 305 0,35104 -0,326555 0,024488 310 0,40799 -0,416860 -0,008874 315 0,47811 -0,504952 -0,026845 320 0,56428 -0,589201 -0,024923 325 0,66937 -0,668006 0,001366 330 0,79549 -0,739836 0,055656 335 0,94249 -0,803270 0,139222 340 1,10564 -0,857037 0,248602 345 1,27285 -0,900046 0,372804 350 1,42322 -0,931416 0,491805 355 1,92322 -0,950501 0,972719 360 2,42322 -0,956907 1,466313 365 5,08300 -0,950501 4,132499 370 5,08 -0,931416 4,151584 375 4,95845 -0,900046 4,058401 380 4,37031 -0,857037 3,513274 385 3,78750 -0,803270 2,984230 390 3,25336 -0,739836 2,513528 395 2,78691 -0,668006 2,118908 400 2,39126 -0,589201 1,802055 405 2,06113 -0,504952 1,556183 410 1,78795 -0,416860 1,371090 415 1,56253 -0,326555 1,235970 420 1,37641 -0,235656 1,140754 425 1,22234 -0,145729 1,076611 430 1,09430 -0,058246 1,036055 435 0,98742 0,025443 1,012861 440 0,89777 0,104151 1,001919 445 0,82222 0,176870 0,999092 450 0,75828 0,242797 1,001072 455 0,70393 0,301347 1,005273 460 0,65757 0,352159 1,009726 465 0,61790 0,395094 1,012998 470 0,58389 0,430233 1,014123 475 0,55467 0,457863 1,012535 480 0,52956 0,478454 1,008013 485 0,50798 0,492638 1,000619 490 0,48947 0,501182 0,990652 495 0,47364 0,504952 0,978595 500 0,46018 0,504878 0,965062 505 0,44883 0,501923 0,950754 510 0,45720 0,497039 0,954239 515 0,28092 0,491136 0,772059 520 0,25793 0,485050 0,742984 525 0,23495 0,479508 0,714453 530 0,21196 0,475106 0,687062 535 0,19870 0,472284 0,670984 540 0,18090 0,471312 0,652212 545 0,14299 0,472284 0,615273 550 0,11 0,475106 0,585106 555 0,11 0,479508 0,589508 560 0,11 0,485050 0,595050 565 0,11 0,491136 0,601136 570 0,11 0,497039 0,607039 575 0,11 0,501923 0,611923 580 0,11 0,504878 0,614878 585 0,11 0,504952 0,614952 590 0,11 0,501182 0,611182 595 0,11 0,492638 0,602638 600 0,11 0,478454 0,588454 605 0,11 0,457863 0,567863 610 0,11 0,430233 0,540233 615 0,11 0,395094 0,505094 620 0,11 0,352159 0,462159 625 0,11 0,301347 0,411347 630 0,11 0,242797 0,352797 635 0,11 0,176870 0,286870 640 0,11 0,104151 0,214151 645 0,11 0,025443 0,135443 650 0,11 -0,058246 0,051754 655 0,11 -0,145729 -0,035729 660 0,11 -0,235656 -0,125656 665 0,11 -0,326555 -0,216555 670 0,11 -0,416860 -0,306860 675 0,11 -0,504952 -0,394952 680 0,11 -0,589201 -0,479201 685 0,11 -0,668006 -0,558006 690 0,11 -0,739836 -0,629836 695 0,11 -0,803270 -0,693270 700 0,11 -0,857037 -0,747037 705 0,11 -0,900046 -0,790046 710 0,11 -0,931416 -0,821416 715 0,11 -0,950501 -0,840501 720 0,11 -0,956907 -0,846907
ĐỒ THỊ - CODE ĐỒ THỊ Bản vẽ đồ thị P – α, P j, P1 Code : %Tom tat so lieu D=10.58;%(cm) S=D; R=S/2;%(cm) Vc=120;%(cm3) Vz=120;%(cm3) Va=1050;%(cm3) Pa=0.08;%(MN/m2) Pz=5.98;%(MN/m2) Lamda=0.25; %Dien tich dinh piston Fp=(D^2.*pi)/4;%(cm2) %Quá trinh nap ahc1=[0 2.5 5]; phc1=[0.11 0.103 0.08]; a1=[0:0.01:5];
x1=R*(1-cosd(a1)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a1))); v1=x1*Fp+Vc;
p1=interp1(ahc1,phc1,a1,'spline'); a2=[5:0.01:180];
x2=R*(1-cosd(a2)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a2))); v2=x2*Fp+Vc; p2=linspace(0.08,0.08,17501); %Qua trinh nen a3=[180:0.01:350];
x3=R*(1-cosd(a3)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a3))); v3=x3*Fp+Vc; p3=Pa*(Va./v3).^1.372; ahc4=[350 355 360];
phc4=[1.42322 1.75322 2.42322]; a4=[350:0.01:360];
x4=R*(1-cosd(a4)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a4))); v4=x4*Fp+Vc;
p4=interp1(ahc4,phc4,a4,'spline'); %Qua trinh chay a5=linspace(360,360,198);
x5=R*(1-cosd(a5)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a5))); v5=x5*Fp+Vc; p5=2.52995:0.01:4.5083; ahc6=[360 365 370 375];
phc6=[4.5083 5.083 5.083 4.95844679 ]; a6=[360:0.01:375];
x6=R*(1-cosd(a6)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a6))); v6=x6*Fp+Vc;
p6=interp1(ahc6,phc6,a6,'cubic'); %Qua trinh gian no a7=[375:0.01:505];
x7=R*(1-cosd(a7)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a7))); v7=x7*Fp+Vc; p7=Pz*(Vz./v7).^1.23; ahc8=[505 510 535 540];
phc8=[0.44883 0.4412 0.234576 0.182478]; a8=[505:0.01:540];
x8=R*(1-cosd(a8)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a8)) ); v8=x8*Fp+Vc;
p8=interp1(ahc8,phc8,a8,'spline'); %Qua trinh thai ahc9=[540 545 550]; phc9=[0.182478 0.15 0.11]; a9=[540:0.01:550];
x9=R*(1-cosd(a9)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a9))); v9=x9*Fp+Vc;
p9=interp1(ahc9,phc9,a9,'spline'); a10=[550:0.01:720];
x10=R*(1-cosd(a10)+(Lamda/4)*(1-cosd(2*a10))); v10=x10*Fp+Vc;
p10=linspace(0.11,0.11,17001); %Lien ket cac diem x=[x1 x2 x3 x4]; a0=[a1,a2,a3,a4];
a=[a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10];
v=[v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 v8 v9 v10];
Pkt=[p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10]; %Công thức tính toán
Pj=-23.27*R*(10^-2)*((pi*2300)/30)^2*(cosd(a)+Lamda*cosd(2*a))*(10^-5); Ptong=Pkt+Pj;
T=Ptong.*sind(a+asind(Lamda.*sind(a)))./cosd(asind(Lamda.*sind(a)));
Z=Ptong.*cosd(a+asind(Lamda.*sind(a)))./cosd(asind(Lamda.*sind(a)));
N=Ptong.*tand(asind(Lamda.*sind(a)));
vt=R*(10^-2)*((2*pi*2300)/60)*(sind(a0)+(Lamda/2)*sind(2*a0));
j=R*(10^-2)*((2*pi*2300)/60)^2*(cosd(a0)+Lamda*cosd(2*a0)); %Vẽ đồ thị figure
plot(a,Pkt,'b','linewidth',1.2) grid on hold on
plot(a,Pj,'g','linewidth',1.2) hold on
plot(a,Ptong,'r','linewidth',1.2) title('DO THI Pkt Pj P1');
xlabel('Goc quay truc khuyu (Do)');
ylabel('Pkt(MN/m2) Pj(MN/m2) P1(MN/m2)'); legend('Pkt','Pj','P1');