BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ AUDI1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ Ô TƠ
MƠN : ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập –Tự Do –Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Giáo viên hướng dẫn :
Họ tên sinh viên
:
Lớp:
Thời gian thực hiện :
Dự kiến bảo vệ
:

PHẠM MINH HIẾU
LÊ ĐỨC VIỆT
ĐH Ô TÔ 2 - K14
từ………………….đến………………..
…………………….
I. NỘI DUNG

Thực hiện trên Động cơ đốt trong Audi 1 các nội dung sau:
A.Phần thuyết minh
1. Tính tốn chu trình cơng tác của động cơ đốt trong.
2. Tính tốn động học và động lực học có kèm sơ đồ.
3. Tính bền chi tiết : Trục khuỷu
B. Phần bản vẽ
1. Bản vẽ động học va động lực học trên giấy kẻ ly A0.

2. Bản vẽ chi tiết trên khổ giấy A1, A2 hoặc A3 theo tỷ lệ 1:1 hoặc 1:2.
II. QUY ĐỊNH THỰC HIỆN
Sinh viên phải tham gia đầy đủ các buổi hướng dẫn hang tuần của Giáo viên hướng dẫn để
đảm bảo tiến độ thực hiện như sau :

TT
1
2
3
4
5

Nội dung
Tính tốn chu trình cơng tác của Động cơ đốt trong.
Tính tốn động học và động lực học có kèm sơ đồ.
Tính bền chi tiết : Trục khuỷu
Vẽ bản vẽ chi tiết.
Hoàn thành thuyết minh, bản vẽ và chuẩn bị cho bảo vệ.

TRƯỞNG BỘ MÔN

NGUYỄN ANH NGỌC

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

Thời lượng
2 tuần
4 tuần
2 tuần
1 tuần

1 tuần

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

PHẠM MINH HIẾU

1


LỜI NĨI ĐẦU
Động cơ đốt trong đóng vai trị quan trọng trong nền kinh tế,là nguồn động lực
cho các phương tiện vận tải như ôtô,máy kéo,xe máy,táu thủy,máy bay và các máy
công tác như máy phát điện,bơm nước … Mặt khác động cơ đốt trong đặc biệt là động
cơ ôtô là một trong những ngun nhân chính gây ơ nhiễm môi trường,nhất là ở thành
phố.
Sau khi học xong môn học ‘‘ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’, em đã vận dụng những kiến
thức đã học để làm đồ án ‘‘TÍNH

TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’.

Trong q trình tính

tốn để hồn thành đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu đã gặp không ít khó
khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của chính bản thân cùng với sự hướng dẫn và giúp
đỡ hết sức tận tình của thầy giáo Phạm Minh Hiếu, giờ đây sau một thời gian làm
việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hồn thành xong đồ án
môn học ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. Tuy nhiên do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết
đã học, vào tính tốn một bài tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp rất nhiều khó
khăn và khơng tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự xem xét, sự giúp
đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất,

đồng thời cũng qua đó rút ra kinh nghiệm, bài học làm giàu kiến thức chuyên môn và
khả năng tự nghiên cứu của mình.
Cũng qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo Phạm Minh Hiếu
cùng các thầy giáo trong khoa đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và đóng góp ý kiến q
báu giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất và đúng tiến độ.
Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy.
Em xin chân thành cảm ơn!
SVTH: LÊ ĐỨC VIỆT
Hà Nội,ngày

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

tháng năm 2020

2


NHẬN XÉT,ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN
Giáo viên hướng dẫn:
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
Kết quả đánh giá:
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................

.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
Giáo viên chấm:
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.................................................................................................................

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

3


Chương I
TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.1 Trình tự tính tốn :
1.1.1 Số liệu ban đầu:
1 - Công suất của động cơ Ne = 126 (mã lực)
2 - Số vòng quay của trục khuỷu n = 5300 (vịng/phút)
3 - Đường kính xilanh D = 82,5 (mm)
4 - Hành trình của pittong S = 92,8 (mm)
5 - Dung tích cơng tác Vh = 0,49607 (dm3)
6 - Số xilanh i = 4
7 - Tỷ số nén  = 10,7
8 - Thứ tự làm việc cuả xilanh 1- 3 – 4 - 2

9 - Suất tiêu hao nhiên liệu ge =175 (g/ml.h)
10 - Góc mở sớm và đống muộn của supap nạp  1 = 260 ;  2 = 480
11 - Góc mở sớm và đóng muộn của supap thải  1 = 320 ;  2 = 80
12- Góc đánh lửa sớm

φ = 15º

13 - Chiều dài thanh truyền ltt = 144 (mm)
14 - Khối lượng nhóm pittong mpt = 0,36 (kg)
15 - Khối lượng nhóm thanh truyền mtt = 0,64 (kg)
1.1.2. Các thông số cần chọn:
1. Áp suất môi trường : pk
Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động
cơ .Với động cơ khơng tăng áp thì áp suất khí quyển bằng áp suất trước
supap nạp nên ta chọn pk = p0 .
Ở nước ta chọn pk = p0 = 0,1 (MPa)
2. Nhiệt độ môi trường : Tk
Nhiệt độ mơi trường được lựa chọn theo nhiệt độ bình qn cả năm.
với động cơ khơng tăng áp ta có nhiệt độ mơi trưịng bằng nhiệt độ trước
supap nạp nên :
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

4


Tk = T0 = 240C = 2970K
3. Áp suất cuối quá trình nạp : pa
Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi :
Pa = (0,8 ÷ 0,9).pk
chọn pa = 0,9.pk = 0,9.0,1 = 0,09

(Mpa)

4. Áp suất khí thải: pr
Áp suất khí thải cũng phụ thuộc vào các thơng số như pa
Pr =(1,05 ÷ 1,15).pk
chọn pr =1,05.pk = 1,05.0,1 = 0,115 ( Mpa)
5. Mức độ sấy nóng mơi chất T :
Mức độ sấy nóng mơi chất T chủ yếu phụ thuộc vào q trình
hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xilanh
chọn T =25 0C =2980K
6. Nhiệt độ khí sót (khí thải) : Tr
Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động cơ. Nếu quá
trình giản nở càng triệt để thì nhiệt độ Tr càng thấp.
Tr =700 ÷ 1000 0K
chọn Tr = 8500K
7. Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: t
Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt được chọn theo hệ số dư lượng khơng khí
 để hiệu đính .Thơng thường có thể chọn  theo bảng sau:


0,8

1,0

1,2

1,4

t

1,13

1,17

1,14

1,11

Động cơ xăng chọn t 1 ,13
8. Hệ số quét buồng cháy λ2 :
Động cơ không tăng áp chọn λ2 =1
9. Hệ số nạp thêm λ1 :

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

5


Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí . thơng
thường λ1 =1,02 ÷ 1,07 chọn λ1 =1,03
10. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (  z ) :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (  z ) phụ thuộc vào chu trình cơng
tác của động cơ, thể hiện lượng nhiệt phát ra đã cháy ở điểm z so với
lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu .
Với động xăng chọn  z =0,85÷0,92. Chọn  z =0,85
11. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (  b) :
Với động cơ xăng  b =0,85÷0,95. chọn  b =0,82
12. Hệ số hiệu đính đồ thị cơng  d :
Thể hiện sự sai lệch khi tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác của

động cơ so với chu trình cơng tác thực tế .  d =0,92÷0,97. chọn  d =0,95
1.2 . Tính tốn các q trình cơng tác :
1.2.1 Tính tốn q trình nạp :
1. Hệ số khí sót γr :
Hệ số khí sót γr được tính theo cơng thức :

1
γr=

 2 (T k  T )

T

r

.

P
P

r
a

.

 Pr 
 P 
 a

1

 
m

.

 .1  1. . 2 .

γr=

=0,0912

Trong đó : m là chỉ số giản nở đa biến trung bình của khí sót
m =1,45÷1,5 chọn m =1,5
2. Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta :
Nhiêt độ cuối q trình nạp Ta được tính theo cơng thức :

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

6


Ta =

T  T 
k

p 
 t .r .T r . a 
 pr 
1  r

 m 1 


 m 

(0K)
3. Hệ số nạp  v :
Hệ số nạp  v được xác định theo công thức :

v 

1
Tk
.
  1 T k  T







pa 
. .  .1 
pk 



p 

t .2. r 
 pa 


 1 
 
 m 



10,7

0,8293

1


1
1
297
0,09 
 0,115  ,5 
v 
.
.
. 10,5.1,03  1.13.1.
0,8288

10,5  1 297  25 0,1 
 0,09  




10,7

4. Lượng khí nạp mới M1 :
Lượng khí nạp mới M1 được xác định theo công thức :

432.10 3. p k . v
M1 =
g e . p e .T k

(kmol/kg nhiên liệu)

Trong đó : pe là áp suất có ích trung bình được xác định theo cơng
thức :
pe 

V

h

30. N e .

V

h

.n.i

(MPa)

là thể tích cơng tác của động cơ được xác định theo công thức :

V

h





2

D .S

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

4

(lít)

7


3,14.(82,5) 2 .92,8
Vh 
0,49607
4
Nên: pe=

(lít)

=1,05744 (Mpa)

V ậy

(kmol/kg nhiên liệu)
5. Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0:
Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M 0 được
tính theo cơng thức:

M0 =

1 C H 0 
  

0,21  12 4 32 

(kmol/kg nhiên liệu)

Đối với nhiên liệu của động cơ xăng ta có : C=0.855 ;H=0,145
;O=0

1  00,855
,87 00,145
,126
.




Mo=
0,21  12
4


0  =0,512 (kmol/kg nhiên liệu)


6. Hệ số dư lượng không khí  :
Đối với động cơ xăng cần phải xét đến hơi nhiên liệu ,vì vậy:

1
M 

M
1

nl

0

Trong đó  nl : trọng lượng phân tử của xăng, thường chọn  nl =114
1.2.2

Tính tốn q trình nén:

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

8

1. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khơng khí :
mcv =19,806+0,00209.T

2. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cuả sản phẩm cháy :
Khi hệ số dư lượng không khí  <1 ,tính theo cơng thức sau:
1
5

mcv =(17,997+3,504  )+ (360,34  252,4 )10 T (kJ/kmol. độ)
2


mcv =(17,997+3,504.0,919)+ (360,34+252,4.0,919)10-5.T

=21.217+0,00308. T

(kJ/kmol. độ)

3. Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp :
Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong q trình nén tính
theo cơng thức sau :

= mcv  r .mcv a   bv.
mcv
v
T
1  r

mcv

2

 = 19,872+ 0,00214.T

(kJ/kmol. độ)

(kJ/kmol. độ)

4. Chỉ số nén đa biến trung bình n1 :
Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thơng số kết cấu
và thơng số vận hành như kích thước xilanh, loại buồng cháy, số vòng
quay, phụ tải trạng thái nhiệt độ của động cơ …Tuy nhiên n 1 tăng giảm
theo quy luật sau :
Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ làm cho n1 tăng .

Chỉ số nén đa biến trung bình n 1 được xác định bằng cách giải phương
trình :
8.314

n1  1 
av 

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

bv
.T a .  n1  1  1
2





9


Chú ý : thông thường để xác định n1 ta phải chọn n1 trong khoảng
1,340 ÷ 1,390 .Chọn n1=1,383.
Ta có :
vế trái =0,383
vế phải =0,393

sai số =0,01 <0,2%
thoả mãn điều kiện

5. Áp suất cuối quá trình nén pc :
Áp suất cuối q trình nén pc được xác định theo cơng thức sau :

p

c

 p . n1
a

Pc =0,09.10,71,383=2,387 (MPa)
6. Nhiệt độ cuối q trình nén Tc :
Được xác định theo cơng thức :

T T . n

1

1

c

a

Tc=348,5.10,71,383-1=863,9 (0K)
7. Lượng môi chất công tác của q trình nén Mc
Lượng mơi chất cơng tác của q trìng nén M c được xác định theo
cơng thức:
Mc=M1+Mr=M1.(1+ r ) =0,503
1.2.3. Tính tốn q trình cháy:
1. Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết  0 :
Ta có hệ số thay đổi phân tửlý thuyết  0 được xác định theo công thức:
0 =

M 2 M 1  M
M
1 
=
M1
M1
M1

Trong đó độ tăng mol M của các loại động cơ được xác định theo
công thức:

M 0.21(1-  )M0 + (

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

1
H 
+ 
)
4 32  nl

10


H O
1
 
)
4 32 nl
1
 .cM 0 
α.M
nl

0,21(1   ) M 0  (

Với động cơ xăng :  0 1 

2. Hệ số thay đổi phân tử thực tế β: (Do khí sót)
Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β được xác định theo công thức:



 0  r
1  r
1,732

3. Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z (  z ): (Do cháy chưa hết)
Ta có hệ số thay đổi phân tử thưc tế tại điêm z (  z ) được xác định
theo công thức:
 z 1 

0  1
.χz
1  r

9146=1,638
 z 0,75
0,9146
Trong đó : χ z=
=
 b 0,82
4. Lượng sản vật cháy M2 :
Ta có lượng sản vật cháy M2 được xác định theo công thức :
 2  1     0 . 1

(kmol/kg.nl)

M2=1,768.0,4794=0,848

(kmol/kg.nl)

5. Nhiệt độ tại điểm z (Tz ) :
Đối với động cơ xăng ,nhiệt độ tại điểm z (T z ) bằng cách giải
phương trình cháy :

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

11


 z . QH  QH 


 mc v .Tc   z .mcvz .Tz
M 1 1  r 
Trong đó :
QH : nhiệt trị thấp của nhiên liệu, thơng thường có thể chọn
QH =42500 (kJ/kgnl)
QH : nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi

đốt 1 kg nhiên liệu , thơng thường có thể xác định QH theo α
bằng công thức sau :
QH 120.103.(1   ).M 0 =4976,64

(KJ/kgnl)


mcvz : Là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy

được xác định theo cơng thức:


 

 0 .  z  r .mcv  1   z .mcv
0 

mcvz  
av  bv.Tz



 0 .  z  r   1   Z 
2
0 

= 0,951 mc v  + 1,093 mcv
6. Áp suất tại điểm Z( pz) :
Ta có áp suất tại điểm Z( pz) được xác định theo công thức :

p z  . pc
Pz = λ.Pc = 1.55.2,594=3.5027 (MPa)
Với λ là hệ số tăng áp :

λ=  z .

Tz
1922.5
2,3018
= 1,3999
835.2

Tc

Chú ý : Hệ số tăng áp λ được chọn sơ bộ ở phần thơng số chọn ,sau
khi tính tốn hệ số giản nở  (ở quá trình giản nở) phải bảo
đảm    , λ được chọn sơ bộ trong khoảng 1,5÷2
1.2.4. Tính tốn q trình giản nở :
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

12


1. Hệ số giản nở sớm  :



 z .Tz
 .Tc

Đối với động cơ xăng  1

2. Hệ số giản nở sau  :


Ta có hệ số giản nở sau được xác định theo công thức :   
Đối với động cơ xăng   =10,7
3. Chỉ số giản nở đa biến trung bình n2 : Ta có chỉ số giản nở đa biến trung
bình n2 được xác định từ phương trình cân bằng sau :

n2  1 

8,314

 b   z .Q H
b
 avz  vz .Tz  Tb 
M 1 .1  r . .Tz  Tb 
2
*

Trong đó :
Tb : là nhiệt trị tại điểm bvà xác định theo công thức :
Tb 

Tz



n2  1

(0K)

*

QH : Nhiệt trị tính tốn
*

Đối với đọng cơ xăng : QH QH  QH
QH 44.000
*

QH QH  Q0

(kJ/kgnl)

(ΔQο=0)

Nên : QH * 44.000

(kJ/kgnl)
(kJ/kgnl)

Chú ý : thông thường để xác định n2 ta chọn n2 trong khoảng
(1,150÷1,250). chọn n2=1,2146 . Ta có :
vế trái =0,2229

sai số =0,00 4<0,2%

vế phải =0,2408

thỏa mãn điều kiện

4. Nhiệt độ cuối q trình giản nở Tb:
Ta có cơng thức xác định nhiệt độ cuối q trình giản nở Tb:
Tb=

Tz



LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

n2  1

(0K)

13


1922,5
Tb 
1160 .7
10,51, 2146 1

(0K)

5. Áp suất cuối quá trình giản nở pb :
Áp suất cuối quá trình giản nở pb được xác định theo công thức :

pb 
pb 

pz
 n2

3,502
0,4898
5,40941, 2146

(MPa)

6. Tính nhiệt độ khí thải Trt :
Nhiệt độ khí thải được xác định theo cơng thức :

p 
Trt Tb . r 
 pb 

m 1
m

 0,105 
Trt 1365,3.

 0,4898 

1, 5  1
1.5

996,9

(0K)

Sai số của nhiệt độ khí thải tính tốn Trt và nhiệt độ khí thải đã chọn ban
đầu không được vượt quá 15% , nghĩa là:

Trt 
Ttr 

Trt  Tr
Trt

.100%  15%

 996,9  860 .100% 13,73%  15%
996,9

Vậy Ttr đã thoả mãn điều kiện trên.
1.2.5. Tính tốn các thơng số chu kỳ cơng tác :
1. Áp suất chỉ thị trung bình pi được xác định theo công thức:

 pc   .1  1   1 . 1  1  
pi =
  1  n2  1   n2  1  n1  1   n1  1  

(MPa)

1
1
1



 2,2594  1,55 
pi 
.1 

.1 

1, 2146 1 
1, 3707 1   =1,0731 (MPa)

10,5  1 1,2146  1  10,5
 1.3707  1  10,5


2. Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi :
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

14


Do có sự sai khác giữa tính tốn và thực tế do đo ta có áp suất chỉ thị
trung bình thực tế được xác định theo công thức :


pi  pi . d
pi 1,0731.0,95 1,0194

(MPa)

Trong đó  d là số hiệu đính đồ thị cơng. Chọn theo tính năng và
chủng loại động cơ .
3. Suất tiêu hao nhiên liệu gi :
Ta có cơng thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi :

432.103.v . pk
gi 
M 1. pi .Tk

(g/kW.h)

432.103.0,828.0,1
gi 
245,13
0,4824.1,0914.297

(g/kW.h)

4. Hiệu suất chỉ thị  i :
Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị :

3,6.10 3
i 
g i .QH
3,6.103
i 
.1000 0,3456
245,13.42500

5. Áp suất tổn thất cơ giới pm :
Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác
nhau và được biểu diễn bằng nhiều quan hệ tuyến tính với tốc độ trung
bình của động cơ . Ta có tốc độ trung bình của động cơ là :

vtb 

S .n
(m/s) ,
30

vtb 

92,8 .5600
16,322667 (m/s)
30

Theo số thực nghiệm có thể tính pm theo cơng thức sau :
Động cơ xăng có I ≤ 6 và S/D> 1 nên :

p m 0,05  0,015.vtb

(Mpa)

pm 0,05  0,015.17,322667 0,3291
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

(Mpa)
15


6. Áp suất có ích trung bình pe :
Ta có cơng thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác
định theo công thức :

pe  pi  p m

(MPa)

pe 1,0194  0,3291 0,69038

(MPa)

Sau khi tính được pe phải so sánh với trị số p e đã tính , nếu có sai số
phải tính lại .
7. Hiệu suất cơ giới  m :
Ta có cơng thức xác định hiệu suất cơ giới :

m 

pe 0,69038

0,7772
pi
1,0149

Đối với động cơ phun xăng hiện đai chọn  m 0,75÷0,93
8. Suất tiêu hao nhiên liệu ge :
Ta có cơng thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính tốn là :
g
245,13
ge  i 
315,4
 m 0,7772

9. Hiệu suất có ích  e :
Cơng suất có ích được xác định theo cơng thức sau :

e  m .i 0,6772.0,3456 0,2340
10. Kiểm nghiệm đường kính xilanh theo cơng thức:
Dkn 

4.Vh
 .S

(mm)

Ta có thể tích cơng tác tính tốn được xác định theo cơng thức :
Vh 

Ta có : Dkn 

N e .30.
130.30.4

0,496
pe .i.n
0,69038.4.5600

( lit )

4.0,496
.1000 82,589 (mm)
3,14.92,8

Sai số đường kính là: ∆D= Dkn  Dchotruoc  82,589  82,5 0,089
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

16


Sai số đường kính khơng đươc vượt q 0,1 mm nên thoả mãn điều

kiện.
1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị cơng :
Căn cứ vào các số liệu đã tính pa , pc , pz , pb , n1 , n2 , ε ta lập đường nén và
đường giản nở theo biến thiên của dung tích cơng tác V x =i.Vc (Vc: dung tích
buồng cháy).
với Vc =

Vh
Xuất phát từ p.V n =const , ta có :
1

n
n
Đối với đường nén : p x .V x 1  p c .Vc 1 , với Vx=i.Vc

p x  pc .

1
in1

n
n
Đối với đường giản nở : p x .V x 2  p z .Vc 2

px  pz .

1
i n2

Từ đó ta có bảng tính các giá trị của quá trình nén và quá trình giản nở trên

đồ thị như sau :
TT
Vc=
1
2,0795
1.25
1.5
1.75
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
6
7
8

I.Vc
0.05222
0.0522
0.10859
0.0639
0.0767
0.0895
0.1023
0.1279
0.1534
0.1790

0.2046
0.2301
0.2557
0.3068
0.3580
0.4091

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

Qúa trình
nén
I^n1

Px

I^n2

Px

1.0000
1.0000
1.3589
1.7460
2.1580
2.5928
3.5235
4.5269
5.5953
6.7225
7.9039

9.1355
11.7373
14.5073
17.4300

2.3395
2.3395
1.7216
1.3400
1.0841
0.9023
0.6640
0.5168
0.4181
0.3480
0.2960
0.2561
0.1993
0.1613
0.1342

1.0000
1.0000
1.3137
1.6419
1.9825
2.3342
3.0665
3.8324
4.6274

5.4483
6.2924
7.1576
8.9454
10.8012
12.7171

9.3371
9.3371
7.1072
5.6868
4.7098
4.0002
3.0449
2.4364
2.0178
1.7138
1.4839
1.3045
1.0438
0.8645
0.7342

Quá trình giản nở

17


9
10.7

0.4603
0.5472

20.4930
25.9949

0.1142
0.0900

14.6873
18.1482

0.6357
0.5145

Sau khi ta chọn tỷ lệ xích V và  P hợp lý để vẽ đồ thị công . Để trình bày
đẹp thường chọn chiều dài hồnh độ tương ứng từ 1V c÷ εVc là 220 mm trên giấy
kẻ ly.
Tung độ thường chọn tương ứng với pz khoảng 250 mm trên giây kẻ ly.
Ta có : V 

Vc  Vc 10,7.0.05114  0,05114

0,002255
220
220

P 

pz
9,3371

0,0373
250
250

Từ tỷ lệ xích trên ta tính được các giá trị biểu diễn (gtbd) của quá trình nén
và quá trình giản nở sau:
TT
1
1.25
1.5
1.75
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5.0
6
7
8
9.7
10.7

εVc
0.051
0.064

0.077
0.089
0.102
0.128
0.153
0.179
0.205
0.230
0.256
0.307
0.358
0.409
0.496
0.547

Px
2.340
1.722
1.340
1.084
0.902
0.664
0.517
0.418
0.348
0.296
0.256
0.199
0.161
0.134

0.103
0.090

gtbd(Px)
62.641
46.095
35.877
29.027
24.160
17.778
13.837
11.195
9.318
7.925
6.857
5.337
4.318
3.594
2.758
2.410

Pz
9.337
7.107
5.687
4.710
4.000
3.045
2.436
2.018

1.714
1.484
1.304
1.044
0.864
0.734
0.580
0.514

gtbd(Pz)
250.000
190.296
152.264
126.104
107.105
81.527
65.233
54.026
45.886
39.731
34.928
27.947
23.146
19.659
15.532
13.775

gtbd(V)
22.678
28.348

34.018
39.687
45.357
56.696
68.035
79.375
90.714
102.053
113.392
136.071
158.749
181.428
219.981
242.660

Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp suất
Pk song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly. Đường 1Vc
cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ.

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

18


Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường
nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi
qua hai điểm pa và pr .
Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị cơng để có đồ thị cơng chỉ thị . Các
bước hiệu đính như sau :
 Vẽ vịng trịn Brick đặt phía trên đồ thị cơng :

Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình pittong S là :
S 

gtt S
S
92,5


0,4204
gtbd S 220 220

Thông số kết cấu của động cơ là:



R
S
92,5


0,3211
ltt 2.ltt 2.144

Khoảng cách OO’ là:

OO, 

R 0,3211 .92,5

7,425

2
4

( mm)

Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị:
gtbd OO' 

gttOO'

S



7,425
17,603
0,4218

(mm)

Ta có nửa hành trình của pistơng là:
S 92,5
R 
49,25
2
2

(mm)

Giá trị biểu diễn R trên đồ thị :

gtbd R 

gtt R
46,4

110,37
S
0,4204

(mm).

Từ gtbd OO' và gtbd R ta có thể vẽ được vịng trịn Brick
 Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị :
1.3.1. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp (điểm a):
Từ điểm O’ trên đường trịn Brick ta xác định góc đóng muộn của xupáp
thải  2 bán kính này cắt vịng trịn Brick tại điểm a ’ ,từ điểm a’ gióng đường
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

19


song song với trục tung cắt đường p a tại điểm a . Nối điểm r trên đường thải ( là
giao điểm giữa đường pr và trục tung) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá
trình thải sang quá trình nạp .
1.3.2. Hiệu đính áp suất cuối q trình nén (điểm c) :
Áp suất cuối quá trình nén thực tế do có hiện tượng đánh lửa sớm nên
thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết p c đã tính . Theo kinh
'
nghiệm áp suất cuối quá trình nén thực tế p c được xác định theo công thức sau
'

Đối với động cơ xăng : p c  pc 

pc' 2,2594 

1
 0,85 p z  pc 
3

1
 0,85.3,502  2,2594 2,4985
3

(Mpa)

Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công:

pc'
2,4985
yc' 

5,943
 p 0,4204

(mm)

1.3.3. Hiệu đính điểm phun sớm (điểm c’’ ):
Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khởi đường
nén lý thuyết tại điểm c’’ . Điểm c’’ được xác định bằng cách : Từ điểm O’ trên đồ
thị Brick ta xác định góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm  , bán kính này cắt
đường tròn Brick tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung

cắt đường nén tại đỉêm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’.
1.3.4.Hiệu đính điểm đạt pzmax thực tế :
Áp suất pzmax thực tế trong quá trình cháy - giản nở điểm đạt trị số áp suất
cao nhất là điểm thuộc miền 3720 ÷ 3750 (tức là 120÷150 sau điểm chết trên của
q trình cháy và giản nở).
 Hiệu đính điểm z của động cơ xăng :
- Cắt đồ thị cơng bởi 0,85pz =0,85.3,502=2,9767 (Mpa) , có giá trị
biểu diễn trên đồ thị công là: 212,8 mm.
- Xác định điểm Z từ góc 12 0 . Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác
định góc tương ứng với 3720 gó quay trục khuỷu ,bán kính này cắt
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

20


vòng tròn tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục
tung cắt đường 0,85Pz tại điểm Z
- Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giản nở
1.3.5. Hiệu đính điiểm bắt đầu q trình thải thực tế (điểm b’) :
Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải thực
sự diễn ra sớm hơn lý thuyết .Ta xác định biểm b’ bằng cách : Từ điểm O’ trên
đường trịn Brick ta xác định góc mở sớm của xupúp thải 1 , bán kính này cắt
vịng trịn Brick tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt
đường giản nở tại điểm b’.
1.3.6. Hiệu đính diểm kết thúc q trình giản nở (điểm b’’) :
Áp suất cuối quá trình giản nở thực tế pb thường thấp hơn áp suất cuối quá
''

trình giản nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo cơng thức kinh nghiệm ta
có thể xác định được :

pb''  p r 

1
 pb  p r  =0,115+0,5(0,4898-0,115)=0,3024
2

(Mpa)
Từ đó ta xác định tung độ của điểm b’’ là :
pb'' 0,3024
yb'' 

0,719
 p 0,4204

(mm)

Sau khi xác định được các điểm b’ ,b’’ ta dùng các cung thích hợp nối với
đường thải rr.

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

21


0

ĐỒ TH Ị CÔNG

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

22


CHƯƠNG II
TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC
2.1. Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học :
Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất ứng
với hành trình của pittơng S = 2R. Vì vậy đồ thị đều ứng với hồnh độ tương
ứng với vh của đồ thị công ( từ điểm 1 vc đến  vc).
2.1.1. Đường biểu diễn hành trình pittơng x = f ( ) :
Ta tiến hành vẽ đường hành trình của pittơng theo trình tự sau:
1. Chọn tỉ lệ xích góc : Thường dùng tỷ lệ xích (0,6 ÷ 0,7) (mm/độ)
2. Chọn gốc tọa độ cách gốc đồ thị cơng khoảng 15 ÷ 18 (cm)
3. Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 100, 200,….1800
4. Gióng các điểm đã chia trên cung brick xuống các điểm 10 0, 200…
1800 tương ứng trên trục tung của đồ thị x = f ( ) ta được các điểm xác định
chuyển vị x tương ứng với các góc 100, 200….1800
5. Nối các điểm chuyển vị x ta được đồ thị biể diễn quan hệ x = f ( )
A

ĐCT

ÂCT

0



180 

x

x

B
C

90

M

S=2R

R
R.2

O


X=f(

S=2R
(S=Xmax)



O'

D ÂCD

ĐCD

Đường biểu diễn hành trình của pittông X= f(α)
2.1.2. Đường biểu diễn tốc độ của pittông v = f ( ) :
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn của pittơng theo phương pháp đồ thị vịng.
Tiến hành theo các bước cụ thể sau :

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

23


1. Vẽ nửa đường trịn tâm O bán kính R, phía dưới đồ thị x = f ( ) , sát mép
dưới của bản vẽ.
2. Vẽ đường tròn tâm O bán kính là R  /2
3. Chia nửa vịng trịn tâm O bán kínhR và vịng trịn tâm O bán kính R  /2
thành 18 phần theo chiều ngược nhau.
4. Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm O bán kính R kẻ các đường song
song với tung độ, các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ
xuất phát từ các điểm chia tương ứng của vịng trịn tâmO bán kính R  /2
tại các điểm a, b, c,…….
5. Nối các điểm a, b, c,….tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ
pittông thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt
vịng trịn bán kính R tạo với trục hồnh góc  đến đường cong a, b, c….
đồ thị này biểu diễn quan hệ v= f ( ) trên tọa độ cực.
2'

b

1'

a
A
0

R2

3'

V=f(

c

V

B

4'

b'

0'


7'
6'

1

5'

R1

h

e
g

2

8

7

6
3

4

5

Đường biểu diễn vận tốc của pittông V=f(α)

2.1.3. Đường biểu diễn gia tốc pittông j = f ( x) :
LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

24


Ta tiến hành vẽ đường biểu gia tốc của pistong theo phương pháp Toolê.

Ta vẽ theo các bước sau:
1. Chọn tỉ lệ xích  j =315 (m/s2.mm)
2. Ta tính được các giá trị:
- Tốc độ góc :



 .n 3,14.5600
586,13
=
30
30

(rad/s)

- Gia tốc cực đại :

jmax  R. 2 .(1   ) =0,0464.586,132.(1+0,3211)=21059,18 (m/s2)
Vậy ta được giá trị biểu diễn jmax là :

gtbd jmax 

gtt jmax

21059,18
66,85
315

=

j

(mm)

- Gia tốc cực tiểu :Pj

jmin   R. 2 .(1   )

=-0,0464.586,132.(1-0,3211)=-10822,103

(m/s2)
Vậy ta được giá trị biểu diễn jmin là :

gtbd jmin 

gtt jmin

j

=-

9677,938
 30,6
315

(mm)

- Xác định giá trị EF :

EF C 3.R.. 2

=-3.0,0464.0,3211.586,132=-14426,96

(m/s2)

J max

Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là :

gtbd EF1 

gttEF
14426,96
 45,79
=
315
j

F1

(mm)

J =f(s)

2
S

3. Từ điểm tương ứng điểm chết trên lấy AC = j min, từ điểm B tương ứng
3
E

A
điểm chết
dưới lấy BD = j min; nối liền CD
cắt trục hoànhBtại E, lấy

-3R2

LÊ ĐỨC VIỆT- 2019602277

F2

4

F

1' 2'

3'

4' D

J min

ÂCD

ÂCT

25