Cân bằng Động cơ v8 ( có bản vẽ autocad trong word)

Mục Lục

Chương 1: Khái Niệm Về Động Cơ V8....................................................................................................4
1.1: Động Cơ V8 là gì..................................................................................................................................4
1.2: Giới Thiệu Chung về Động Cơ V8.......................................................................................................6
Chương 2: Tính Tốn Cân Bằng Đơng Cơ V8........................................................................................7
2.1 VẼ ĐỒ THỊ............................................................................................................................................7
2.1.1 Xây dựng đường cong nén..............................................................................................................9
2.1.2. Xây dựng đường cong giãn nở...................................................................................................10
2.1.3. Tính Va, Vh, Vc..............................................................................................................................10
2.1.4.Xác định đặc điểm của đồ thị cơng...............................................................................................10
2.1.5. Vẽ đồ thị cơng..............................................................................................................................11
2.2:ĐỢNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN............15
2.2.2. Tính tốn động lực học................................................................................................................24
Chương 3 Ứng Dụng Của Động Cơ V8..................................................................................................53
3.1 Tổng Quan Chung VÀ Mục Đích Sử Dụng........................................................................................53
3.2.Các thông số kỷ thuật của xe LAND CURISER200 và động cơ 2UZ-FE.........................................55
Một số đặc điểm kết cấu nổi bật của động cơ 2UZ-FE.............................................................................55
3.3 Một số kết cấu chính............................................................................................................................57
3.3.1.Nắp máy:.......................................................................................................................................57
3.3.2. Xylanh, pistong và thanh truyền..................................................................................................58
3.3.3Trục khuỷu:....................................................................................................................................60
3.3.4. Cacte.............................................................................................................................................61
3.3.5. Hệ thống điều khiển cam nạp điện tử VVT-i..............................................................................62
3.3.6. Hệ thống bôi trơn:........................................................................................................................63
3.3.7 Hệ thống đánh lửa.........................................................................................................................65
3.3.9. Hệ thống khởi động......................................................................................................................66
3.4 Hệ Thống Tubo.....................................................................................................................................66
3.4.1 Nguyên Lý Hoạt Động của TUBO................................................................................................66
1

3.4.2 Ưu Điểm Của TUBO.....................................................................................................................67
KẾT LUẬN................................................................................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................................69

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
-V8: Động cơ có 8 xi lanh được xếp thành hình chữ V
-VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) theo định nghĩa chuyên môn là hệ
thống điều khiển xupap với góc mở biến thiên thơng minh
- ĐCT: Điểm chết trên
- ĐCD: Điểm chết dưới

2


Danh Mục Hình Ảnh
Danh Mục Hình Ảnh.................................................................................................................................3
Hình 1.1 Động Cơ V8................................................................................................................................6
Hình 2.2 Cấu Tạo Trục............................................................................................................................16
Hình 2.3- Đồ thị Chuyển Vị.....................................................................................................................19
Hình 2.4- Đồ thị vận tốc .........................................................................................................................19
Hình 2.4- Đồ thị chuyển vị......................................................................................................................21
Hình 2.6 - Đồ thị gia tốc ..........................................................................................................................23
Hình 2.7: Đồ thị T-N-Z = f(α)..................................................................................................................31
Hình 2.8 : Đồ thị tổng .............................................................................................................................42
Hình 2.9 - Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu................................................................................44
Hinh: 2.10-Đồ thị khai triển véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu....................................................49
Hình 2.11 - Đồ thị mài mịn chốt khuỷu................................................................................................52
Hình 3.1 xe LAND CURISER200...........................................................................................................53
Hình 3.4 kết cấu nắp qui lát....................................................................................................................56

Hình 3.5 Xylanh, pistong, thanh truyền.................................................................................................57
Hình 3.6 Vị trí và hình dạng liên quan...................................................................................................60
Hình 3.7 Cacte dầu..................................................................................................................................61
Hình 3.8 Hệ thống nạp nhiên liệu điện tử VVT-i...................................................................................61
Hình 3.9 Kết cấu bầu lọc gió...................................................................................................................62
Hình 3.10 Hệ thống bơi trơn...................................................................................................................63
Hình 3.11 Sơ đồ hệ thống đánh lửa.........................................................................................................65
Hình 3.12 Kết cấu máy khởi động.........................................................................................................65
Hình 3.13 Hệ thống TUBO......................................................................................................................66

3


Chương 1: Khái Niệm Về Động Cơ V8
1.1: Động Cơ V8 là gì
Nói tới trái tim của một cỗ máy 4 bánh, động cơ hình chữ V với số xi- lanh được
lắp đặt thường được các nhà sản xuất nhấn mạnh như một biểu tượng về sức mạnh và
đẳng cấp của chiếc xe.
Trong đó, động cơ V8 được sử dụng khá phổ biến ở các mẫu siêu xe sang chảnh.
Những chiếc xe SUV hạng sang hàng đầu như BMW X7, Mercedes G63 hoặc dòng xe cơ
bắp Mỹ Chevrolet Camaro, Ford Mustang GT, VinFast President đều được trang bị động
cơ V8. Khơng chỉ vậy, V8 cịn được sử dụng khá nhiều ở các dòng siêu xe đã đem lại cho
dòng xe này những tính năng cơng suất và tốc độ tuyệt vời. Vậy động cơ V8 là gì?
Động cơ V8 được phát minh lần đầu tiên vào năm 1904 bởi công ty Antoinette của
Pháp, và được sử dụng trên máy bay. Sở dĩ có tên gọi V8 bởi động cơ này có 8 xi-lanh,
chung trục khuỷu và sắp xếp theo hình chữ V.
Chiếc Rolls-Royce V8 sản xuất năm 1905 tại Anh là chiếc ô tô đầu tiên sử dụng
loại động cơ này. Nhưng phải đến năm 1932, động cơ V8 mới bắt đầu phổ biến trên ô tô
với sự xuất hiện của mẫu Ford Flathead.
4

Ưu điểm của loại động cơ V8 đó là sức mạnh vượt trội so với động cơ V6, I6, I4.
Sở hữu thiết kế dạng khối chắc chắn, kích thước trục dọc ngắn, động cơ V8 dễ dàng được
Trang bị xe sedan, xe thể thao tới xe SUV. Vì có kết cấu đối xứng mà
những mẫu xe sử dụng động cơ chữ V có độ cân bằng tốt hơn, cộng với tiếng âm thanh
đầy nội lực phát ra
khiến bất cứ người yêu xe nào cũng phải mê mẩn

Hình 1.1 Động Cơ V8 trên xe Vinfast
Tuy nhiên động cơ V8 cũng có nhược điểm đó là khối lượng động cơ nặng hơn so
với V6, I6, I4. Trọng tâm của động cơ ở vị trí cao hơn so với động cơ Boxer.
Trong động cơ có nhiều thành phần chuyển động đồng nghĩa với việc máy bị ma sát
nhiều, nhanh hao mịn hơn. Kích thước của động cơ V8 cũng chưa đủ nhỏ để sử dụng
trên xe dẫn động cầu trước. Động cơ V8 cũng bị “tố” là ăn xăng hơn khá nhiều so với
động cơ V6, khó bảo dưỡng, sửa chữa hơn các loại động cơ khác.
Chính vì vậy động cơ V8 khơng phổ biến như V6 hay I6, I4. Nó chỉ được trang bị trên
các xe sang, siêu xe, xe thể thao, bởi vì chủ nhân của chiếc xe chỉ quan tâm tới trải
5


nghiệm đem lại chứ khơng q bận lịng đến độ hao nhiên liệu hay phí bảo dưỡng thường
niên.
Dù vậy, một số hãng ô tô hiện không quá mặn mà với động cơ V8 do phải chịu
mức thuế suất cao đối với động cơ dung tích lớn và đang có xu hướng chuyển sang sử
dụng động cơ V6 tăng áp. Phần lớn các động cơ V8 sử dụng góc chữ V (góc giữa hai bờ
xi-lanh) là 90 độ. Góc này giúp động cơ cân bằng tốt , tạo ra độ rung thấp; tuy nhiên,
nhược điểm là chiều rộng lớn hơn so với động cơ V8 sử dụng góc chữ V nhỏ hơn.
1.2: Giới Thiệu Chung về Động Cơ V8
Động cơ V8 với góc chữ V 60 độ đã được sử dụng trên Ford Taurus SHO 1996–

1999 , Volvo XC90 2005–2011 và Volvo S80 2006–2009 . Động cơ Ford sử dụng góc chữ
V 60 độ vì nó dựa trên động cơ V6 với góc chữ V 60 độ. Cả động cơ Ford và Volvo đều
được sử dụng trong khung gầm động cơ ngang , được thiết kế để bố trí hệ dẫn động cầu
trước (với hệ thống dẫn động bốn bánh theo yêu cầu trong trường hợp của Volvos). Để
giảm những rung động gây ra bởi góc 60 độ V khơng cân bằng, động cơ Volvo đã sử
dụng trục cân bằng và các tay quay lệch . Các Rolls-Royce MeteoriteĐộng cơ xe tăng
cũng sử dụng góc chữ V 60 độ, vì nó được lấy từ động cơ V12 60 độ của Rolls-Royce
Merlin.
Các góc chữ V khác thỉnh thoảng được sử dụng. Các Lancia Trikappa , Lancia
Dilambda , và Lancia Astura , sản xuất 1922-1939, sử dụng động cơ V8 góc hẹp (dựa trên
động cơ Lancia V4 ) với V-góc của 14-24 độ. Những chiếc xe đua dẫn động bốn bánh
của Miller năm 1932 sử dụng động cơ V8 với góc chữ V 45 độ. Các phiên bản 8 xi-lanh
của động cơ đầu máy diesel EMD 567 năm 1945–1966 cũng sử dụng góc chữ V 45 độ.

6


Chương 2: Tính Tốn Cân Bằng Đơng Cơ V8
2.1 VẼ ĐỒ THỊ
THƠNG SỐ KỸ THUẬT

KÝ HIỆU

số xilanh/cách bố trí

i

GIÁ TRỊ
8

/ Chử V

thứ tự làm việc

1-5-4-2-6-3-7-8

loại nhiên liệu

xăng

công suất cực đại/số vịng quay (KW/vg/ph)

Ne/n

285 / 6060

ε

10,4

D/S

98 / 90

λ

0.25

Pzmax

6,1

Khối lượng nhóm piston(kg)

mpt

0.9

Khối lượng nhóm thanh truyền (kg)

mtt

1,2

Góc đánh lửa sớm (độ)

θs

15

góc phối khí (độ)

α1

8

α2

54

Tỷ số nén
Đường kính /hành trình piston(mm)
Tham số kết cấu
Áp suất cực đại (MN/m^2)

7


α3

59

α4

13

Hệ thống nhiên liệu

EFI

Hệ thống bôi trơn

Cưởng bức cácte ướt

Hệ thống làm mát

Cưởng bức, sử dụng môi chất lỏng

Hệ thống phối khí

32valve – DOHC

Tên thơng số

Ký hiệu

Thứ ngun

Giá tri

Áp suất khí nạp

Pk

MN/m2

Nhiệt độ khí nạp

Tk

K

Hệ số dư lượng khơng khí



Áp suất cuối kỳ nạp

Pa

MN/m2

0,088

Áp suất khí sót

Pr

MN/m2

0,110

Nhiệt độ khí sót

Tr

K

950

Độ sấy nóng khí nạp mới

T

Chỉ số đoạn nhiệt

m

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z

z

0,9

Hệ số lợi dụng nhiệt tại b

b

0,9

Tỉ số tăng áp



Hệ số nạp thêm

1

Hệ số quét buồng cháy

2

Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt

t

0,9

30

1,17
8


â

Hệ số điền đầy đồ thị

Chỉ số nén đa biến trung bình.(1,34÷1,39)

n1=1,34

Chỉ số giãn nở đa biến trung bình.(1,23÷1.27)

n2=1,23

Tỉ số giản nở sớm.

ρ=1,00

2.1.1 Xây dựng đường cong nén.
Phương trình đường nén:

p.Vn1 = cosnt

=> pc.Vcn1 = pnx.Vnxn1

Rút ra ta có: ,
Đặt : .Ta có:
Trong đó: pnx và Vnx là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường nén.

i là tỉ số nén tức thời.
0.088.10,41.34=2,029(MN/m2)
2.1.2. Xây dựng đường cong giãn nở.
Phương trình đường giãn nở: p.Vn2 = cosnt

=> pz.Vcn2 = pgnx.Vgnxn2

Rút ra ta có:.
Với : (vì và đặt : .
Ta có: .
Trong đó pgnx và Vgnx là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường giãn nở.
2.1.3. Tính Va, Vh, Vc.
Va = Vc +Vh
9


.
.
.
.
Cho i tăng từ 1 đến ta lập được bảng xác định tọa độ các điểm trên đường nén và
đường giãn nở.
2.1.4.Xác định đặc điểm của đồ thị công
* Điểm r(Vc,Pr)

Vc-thể tích buồng cháy Vc=0,072 [l]
Pr-áp suất khí sót, phụ thuộc vào tốc độ động cơ .
chọn Pr=0.110 [MN/m2]

vậy : r(0,72 ;0,110)

 Điểm a(Va ;Pa)
Với Va=ε.Vc=10,40,072=0.748 [l].
Pa= (0,8 - ,09) pr
Pa=0,088[MN/m2]
vậy điểm a(0,748 ;0,088).
 Điểm b(Va;Pb).
với Pb: áp suất cuối quá trình giãn nở.
.
vậy điểm b(0,7488;0,36).
Các điểm đặc biệt:
10


r(Vc ; pr) = (0,072 ; 0,110) ;
b(Va ; pb) = (0,748 ; 0,36) ;

a(Va ; pa) = (0,748 ; 0,088)
c(Vc ; pc) = (0,072 ; 2,029)

z(Vc ; pz) = (0,072 ; 6,1).
2.1.5. Vẽ đồ thị công.
Để vẽ đồ thị công ta thực hiện theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích: .
.
+ Vẽ hệ trục tọa độ trong đó: trục hồnh biểu diễn thể tích xi lanh,trục tung biểu diễn áp
suất khí thể.
+ Từ các số liệu đã cho ta xác định được các tọa độ điểm trên hệ trục tọa độ. Nối các tọa
độ điểm bằng các đường cong thích hợp được đường cong nén và đường cong giãn nở.
+ Vẽ đường biểu diễn quá trình nạp và quá trình thải bằng hai đường thẳng song song với
trục hoành đi qua hai điểm Pa và Pr. Ta có được đồ thị cơng lý thuyết.

+ Hiệu chỉnh đồ thị cơng:
-

Vẽ đồ thị brick phía trên đồ thị cơng. Lấy bán kính cung trịn R bằng ½ khoảng

cách từ Va đến Vc.
-

Tỉ lệ xích đồ thị brick: .

-

Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng : OO’.

-

Giá trị biểu diễn : OO’=(mm)

-

Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm:


Đánh lửa sớm (c’).



Mở sớm (b’) đóng muộn (r’’) xupap thải.



Mở sớm (r’) đóng muộn (d ) xupap hút.
11


-

Áp suất cực đại của chu trình thực tế thường nhỏ hơn áp suất cực đại trong tính

tốn :
pz’ = 0,85.pz = 0,85.6,1 = 5,185 (MN/m2)
Vẽ đường đẳng áp p = 5,185 (MN/m2).
Từ đồ thị Brick xác định góc 150 gióng xuống cắt đoạn đẳng áp tại z’.
-

Áp suất cuối quá trình nén thực tế pc’’:

Áp suất cuối quá trình nén thực tế thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết
do sự đánh lửa sớm.
pc’’ = pc + .( pz’ -pc )
pc’’ = 2,029 + .( 5,185 – 2,029 ) = 3,081 (MN/m2)
Nối các điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục và dính vào đường giãn nở.
-

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’:

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở
lý thuyết do mở sớm xupap thải.
Pb’’ = pr +.( pb - pr )
Pb’’ = 0,110 +.( 0,36 - 0,110 ) = 0,235(MN/m2).

Nối các điểm b’, b’’ và tiếp dính với đường thải prx.
-

Nối diểm r với r’, r’ xác định từ đồ thị Brick bằng cách gióng đường song song

với trục tung cắt đường nạp pax tại r’.
*) Sau khi hiệu chỉnh ta nối các điểm lại thì được đồ thị công thực tế.
Bảng số liệu các điểm trung gian
i

i*Vc

mm

i^n1

Pnx

mm
12

i^n2

Pgnx

mm


(MN/m^2
)

1

0.072

20

1

(MN/m^2)

2.029 59.8525

1

6.1

1.7217
1.5

0.108

30

2

180
109.27

1.17847 34.7632

1.64662

3.70457

9

2.34567

2.60054

76.712

2.5315
2

0.144

40

1

0.8015

23.643

3.4138
2.5

0.18

50

1

58.299
0.59435 17.5325

3.0865

1.97635

4.3585
3

0.216

60

5

4
46.587

0.46552 13.7322

3.86242

1.57932

7

38.541

3.5

0.252

70

5.3586

0.37864

11.1694

4.66878

1.30655

6.4085
4

0.288

80

6

3
32.703

0.31661 9.33946

5.50217

1.10865

7

0.27038 7.97586

6.35992

0.95913

28.293

0.23478 6.92568

7.23991

0.84255

24.854

7.5042
4.5

0.324

90

1
8.6421

5

0.36

100

1
9.8194

5.5

0.396

110

2

22.104
0.20663 6.09532

8.14041

0.74935

11.033
6

0.432

120

7

7
19.861

0.18389

5.4245

9.05995

0.67329

1
17.998

6.5

0.468

130

12.283

0.16519

4.8728

9.99732

0.61016

13.565
7

0.504

140

4

9
16.430

0.14957 4.41216
13

10.9514

0.55701

8


14.879

7.5

0.54

150

3

0.13636 4.02254

11.9213

0.51169

16.223
8

0.576

160

4

13.942
0.12507 3.68928

12.9063

0.47264

17.596
8.5

0.612

170

3

15.094

1
12.940

0.11531 3.40143

13.9055

0.43868

3
12.061

9

0.648

180

18.997

0.10681 3.15063

14.9183

0.40889

20.424
9.5

0.684

190

4

11.285
0.09934 2.93044

15.9441

0.38259

21.877
10

0.72

200

0.748
10.4

8

6

2

7
10.595

0.09274 2.73579

16.9824

0.35919

23.058
208

8

7
10.096

0.08799 2.59572

14

17.8218

0.34228

7


Hình 2.1- Đồ Thị cơng

2.2:ĐỢNG HỌC VÀ ĐỢNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU TRỤC KHUỶU
THANH TRUYỀN .
Động cơ đốt trong kiểu piston thường có vận tốc lớn ,nên việc nghiên cứu tính
tốn động học và động lực học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền (KTTT)là cần thiết để
tìm quy luật vận động của chúng và để xác định lực quán tính tác dụng lên các chi tiết
trong cơ cấu KTTT nhằm mục đích tính tốn cân bằng ,tính tốn bền của các chi tiết và
tính tốn hao mịn động cơ ..
15


Trong động cơ đốt trong kiểu piston cơ cấu KTTT có 2 loại loại giao tâm và loại lệch tâm
.
Ta xét trường hợp cơ cấu KTTT giao tâm .

Hình 2.2 Cấu Tạo Trục
O- Giao điểm cùa đường tâm xi lanh
C- Giao điểm đưởng tâm thanh truyền và đường chốt trục khuỷu
B’- Giao điểm đưởng tâm xi lanh và chốt piston
A – Vị trí chốt Piston khi piston ở DCT
B- Vị trí chốt piston khi piston ở DCD
R- Bán Khính quay của trục khuỷu (M)

i-Chiều dài của thanh truyền
S- Hành trình của piston
X- độ chuyển động cùa piston
16


B- Cổng lắc thanh truyền góc A

+ chọn tỷ lệ xích
(độ/mm)
+ Đồ thị Brick có nửa đường trịn tâm O bán kính R = S/2. Lấy bán kính R bằng ½
2.2.1.1 Xác định độ dịch chuyển (x) của piston bằng phương pháp đờ thị Brick
-Theo phương pháp giải tích chuyển dịch x của piston được tính theo cơng thức :
.
-Các bước tiến hành vẽ như sau:
+ chọn tỷ lệ xích
(độ/mm)
+ Đồ thị Brick có nửa đường trịn tâm O bán kính R = S/2. Lấy bán kính R bằng ½
khoảng cách từ Va đến Vc.
+

Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng

OO’.

+ Từ tâm O’ của đồ thị brick kẻ các tia ứng với 10 0 ; 200…1800. Đồng thời đánh số thứ
tự từ trái qua phải 0;1,2…18.
+ Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hoành biểu diễn
khoảng dịch chuyển của piston.
+ Gióng các điểm ứng với 10 0 ; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuống cắt

các đường kẻ từ điểm 100 ; 200…1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị x=f(α) để xác định
chuyển vị tương ứng.
+

Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston x = f(α).
17


2.2.1.2. Đồ thị biểu diễn tốc độ của piston v=f(α).
* Vẽ đường biểu diễn tốc độ theo phương pháp đồ thị vòng của Nguyễn Đức Phú.
+ Xác định vận tốc của chốt khuỷu:
ω = = = 634,28 (rad/s)
+ Chọn tỷ lệ xích=0,479.634,28=303,6 (m/s.mm)
+ Vẽ nửa đường trịn tâm O bán kính R1 phía dưới đồ thị x() với
R1 = 45.303,6=13671,9(mm/s).
Giá trị biểu diễn: R1=
+ Vẽ đường tròn tâm O bán kính R2 với:
R2 = R. = 45 X = 11,75(mm)
+ Chia nửa vịng trịn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0;1;2
…18.
+ Chia vịng trịn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’; 1’;
2’…18’ theo chiều ngược lại.
+ Từ các điểm 0;1;2…kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với AB
kẻ từ các điểm 0’;1’;2’…tương ứng tạo thành các giao điểm. Nối các giao điểm này lại ta
có đường cong giới hạn vận tốc của piston. Khoảng cách từ đường cong này đến nửa
đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc .
 [độ]

18

Hình 2.3- Đồ thị Chuyển Vị

Hình 2.4- Đồ thị vận tốc

khoảng cách từ Va đến Vc.
+

Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng

OO’.

+ Từ tâm O’ của đồ thị brick kẻ các tia ứng với 10 0 ; 200…1800. Đồng thời đánh số thứ
tự từ trái qua phải 0;1,2…18.

19


+ Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hồnh biểu diễn
khoảng dịch chuyển của piston.
+ Gióng các điểm ứng với 10 0 ; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuống cắt
các đường kẻ từ điểm 100 ; 200…1800 tương ứng ở trục tung của đồ thị x=f(α) để xác định
chuyển vị tương ứng.
+

Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston x = f(α).

2.2.1.2. Đồ thị biểu diễn tốc độ của piston v=f(α).
* Vẽ đường biểu diễn tốc độ theo phương pháp đồ thị vòng của Nguyễn Đức Phú.
+ Xác định vận tốc của chốt khuỷu:

ω = = = 634,28 (rad/s)
+ Chọn tỷ lệ xích=0,479.634,28=303,6 (m/s.mm)
+ Vẽ nửa đường trịn tâm O bán kính R1 phía dưới đồ thị x() với
R1 = 45.303,6=13671,9(mm/s).
Giá trị biểu diễn: R1=
+ Vẽ đường trịn tâm O bán kính R2 với:
R2 = R. = 45 X = 11,75(mm)
+ Chia nửa vịng trịn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0;1;2
…18.
+ Chia vòng trịn tâm O bán kính thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’; 1’;
2’…18’ theo chiều ngược lại.
+ Từ các điểm 0;1;2…kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với AB
kẻ từ các điểm 0’;1’;2’…tương ứng tạo thành các giao điểm. Nối các giao điểm này lại ta
20

 [độ]


có đường cong giới hạn vận tốc của piston. Khoảng cách từ đường cong này đến nửa
đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc .

*) Biểu diễn v = f(x)
Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston ta đặt chúng
cùng chung hệ trục toạ độ.
Trên đồ thị chuyển vị x = f(α) lấy trục Ov ở bên phải đồ thị song song với trục Oα,
trục ngang biểu diễn hành trình của piston.
Từ các điểm 00, 100, 200,...,1800 trên đồ thị Brick ta gióng xuống các đường cắt đường
Ox tại các diểm 0, 1, 2,...,18. Từ các điểm này ta đặt các đoạn tương ứng từ đồ thị vận
tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đoạn ta có đường biểu diễn v = f(x).
2.2.1.3. Đờ thị biểu diễn gia tốc .

Để vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston ta sử dụng phương pháp Tole.
+ Chọn hệ trục tọa độ với trục Ox là trục hoành, trục tung là trục biểu diễn giá trị gia tốc.
+ Chọn tỉ lệ xích: (mm/s2)

+ Trên trục Ox lấy đoạn AB = S=2R=90.
Giá trị biểu diễn: AB= (mm)
Tính:
.
.
EF = -3.R.λ.ω2 = -3.0,045.0,25.634,282 = -13578(m/s2).
21


+ Từ điểm A tương ứng với điểm chết trên lấy lên phía trên một đoạn
AC =. Từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy xuống dưới một đoạn BD =. Nối C
với D. Đường thẳng CD cắt trục hoành Ox tại E. Từ E lấy xuống dưới một đoạn EF= .
Nối CF và FD, đẳng phân định hướng CF thành 8 phần bằng nhau và đánh số thứ tự
0;1;2…đẳng phân định FD thành 8 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’;1’;2’…vẽ các
đường bao trong tiếp tuyến 11’;22’;33’…Ta có đường cong biểu diễn quan hệ .

`

22




Hình 2.6 - Đồ thị gia tốc

23

2.2.2. Tính tốn động lực học.
2.2.2.1. Đường biểu diễn lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến .
Vẽ theo phương pháp Tole với trục hoành đặt trùng với ở đồ thị công, trục tung biểu
diễn giá trị .
Vẽ đường biểu diễn lực quán tính được tiến hành theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích trùng với tỉ lệ xích đồ thị cơng:
+ Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến:
m’ = mpt + m1
Trong đó: m’ - Khối lượng chuyển động tịnh tiến (kg).
mpt = 0,9 (kg) - Khối lượng nhóm piston.
m1- Khối lượng thanh truyền qui về tâm chốt piston (kg).
Theo công thức kinh nghiệm:
m1 = (0,275 ÷ 0,285).mtt. Lấy m1 = 0,28.1,2 = 0,336 (kg).
mtt = 1,2 (kg) - Khối lượng nhóm thanh truyền.
=> m’ = 0,9 + 0,336 = 1,236 (kg).
Để đơn giản hơn trong tính tốn và vẽ đồ thị ta lấy khối lượng trên một đơn vị diện
tích của một đỉnh piston:
m = = = 163,9 (kg/m2)
Áp dụng cơng thức tính lực qn tính: pj = - m.j , ta có:
pjmax = - m.jmax = -163,9. 22630= - 3709057(N/m2) = -3,709 (MN/m2).
pjmin = -m.jmin = 163,9.13578

=
24

2225434 (N/m2) = 2,225(MN/m2)

Đoạn: EF = - m.jEF = 163,9.13578

= 2225434 (N/m2) = 2,225(MN/m2)

2.2.2.2. Khai triển các đồ thị.
a) Khai triển đồ thị công trên tọa độ p-V thành p=f(α).
Để biểu diễn áp suất khí thể pkt theo góc quay của trục khuỷu α ta tiến hành như sau:
+ Vẽ hệ trục tọa độ p - α. Trục hoành đặt ngang với đường biểu diễn trên đồ thị cơng.
+ Chọn tỉ lệ xích: (độ/mm).
.
+ Dùng đồ thị Brick để khai triển đồ thị p-v thành p-α.
+ Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, dựng các đường song song với trục Op cắt đồ thị
công tại các điểm trên các đường biểu diễn quá trình: nạp, nén, cháy - giãn nở, xả.
+ Qua các giao điểm này ta kẻ các đường song song với trục hồnh gióng sang hệ toạ độ
p-α . Từ các điểm chia tương ứng 00, 100, 200,… trên trục hoành của đồ thị p-α ta kẻ các
đường thẳng đứng cắt các đường trên tại các điểm ứng với các góc chia trên đồ thị Brick
và phù hợp với các quá trình làm việc của động cơ. Nối các điểm lại bằng đường cong
thích hợp ta được đồ thị khai triển p-α.
b) Khai triển đồ thị thành .
Đồ thị biểu diễn đồ thị cơng có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ.
Khai triển đường thành cũng thông qua đồ thị brick để chuyển tọa độ. Việc khai triển
đồ thị tương tự khai triển P-V thành P=f(α). Nhưng lưu ý ở tọa độ p-α phải đặt đúng trị số
dương của pj.
c) Vẽ đồ thị .

25