THIẾT kế ĐỘNG cơ đốt TRONG

KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
L I NÓI UỜ ĐẦ
Những năm gần đây nền kinh Việt Nam đang phát triển mạnh.Bên cạnh đó kỹ
thuật nước ta cũng từng bước tiến bộ.Trong đó phải nói đến nghành động lực
và sản xuất otô, chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ôtô nổi tiếng trên
thế giới như NISAN,HONDA,TOYOTA,cùng sản xuất và lắp ráp ôtô.Để
nâng cao trình độ và kỷ thuật,đội ngũ của ta đã tự nghiên cứu và chế tạo đó là
một yêu cầu cấp thiết.CÓ như vậy nghành ôtô của ta mới phát triển được.

Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học ,tự tính toán thiết kế
của một động cơ theo số liệu kỷ thuật (động cơ ya3-452). Trong quá trình tính
toán mặc dù em đã được sự giúp đỡ và giúp đỡ rất tận tình của thầy giáo
NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP và các thầy giáo trong bộ môm động lực ,nhưng vì
mới lần đầu lầm đồ án về môn học này nên em gặp rất nhiều khó khăn và
không tránh khỏi sự sai sót ,vì vậy em rất mong được sự xem xét và giúp đỡ
chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng hàon thiện hơn về kiến thức kỷ
thuật .
Qua lần này em đã tự xây dựng cho minh f phương pháp nghiên cứu.
Rất mong được sự giúp đợ hơn nữa của các thầy.Em xin chân thành cả mơn!
Người thực hiện
NGUYỄN VĂN KIÊN
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

1
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
NỘI DUNG THUYẾT MINH
I. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ YA3 - 452

Công suất động cơ : Ne =75 mã lực


Số vòng quay động cơ : n = 4000vòng/phút

Đường kính xi lanh : D = 92mm

Hành trình xi lanh : S =92 mm

Tỉ số nén : ε = 6.7

Số xi lanh : i = 4

Số kỳ : τ = 4

Thứ tự nổ : 1-3-4-2

Chiều dài thanh truyền :ltt =172.35mm
Pha phân phối khí

góc mở sớm xu páp nạp :
0
1
10=
α


góc đóng muộn xu páp nạp : α2 = 40
0

góc mở sớm xu páp xả :
0
1

40=
β

góc đóng muộn xu páp xả : β2 = 10
0

góc đánh lửa sớm :
o
l
12=
ϕ
1.Các thông số của chu trình công tác :
+áp suất môi trường :pk = 0.1 MPa
+nhiệt độ môi trường :Tk =297
0
K
+ áp suất cuối quá trình nạp :Pa =0,0825
+hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z : ξ
z
= 0.865
+hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b : ξ
b
= 0.89
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

2
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
+áp suất khí thải : P
r

= 0.11 MN/m
2
+nhiệt độ khí sót : T
r
= 1000
0
K
+chỉ số giản nở đa biến trung bình : m = 1,45
+mức độ sấy nóng môi chất : ∆T = 8
0
K
+hệ số nạp thêm : λ
1

= 1.119
+hệ số quét buồng cháy : λ
2

= 1
+hệ số hiệu đính tỉ số nhiệt : λ
t
= 1.147
+hệ số hiệu đính đồ thị công : ϕ
d
= 0.919
2. Tính toán chu trình công tác động cơ
2.1: Qúa trình nạp
+nhiệt độ trước xu páp nạp : T
k
= 297

0
K
+ hệ số nạp : η
v



















−⋅
+
⋅
−
=
m
1

a
r
2t1
k
a
k
k
v
P
P
λλελ
P
P
ΔTT
T
1ε
1
η
[2.1]
ηv =0.8595
+ hệ số khí sót :
( )
m
1
a
r
2t1
a
r
r

k2
r
P
P
1
P
P
T
TT








−
⋅⋅
+
=
λλελ
Λλ
γ
=0.0743 [2.2]
+ nhiệt độ cuối quá trình nạp :

r
rrt0
a

γ1
TγλΔTT
T
+
++
=
[2.3]

Ta = 352.2
0
K
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

3
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
+ lượng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu:







−+=
3241221,0
1
M
0
nl

O
HC
Đói với động cơ xăng: C= 0,875 ; H= 0,216 ; O= 0,004







+=⇒
4
126,0
12
875,0
21.0
1
0
M
M
0
=0,497 (kmol
KK
/kg
nl
)

+ hệ số lượng dư α:
α =
0

1
1
M
M
nl
µ
−
Lượng khí nạp mới M
1
:
M
1
=
nl
M
µ
α
1
0
+
= 1,0134.0,497+
114
1
= 0.521 (kmol
KK
/kg
nl
)
2.1.3.2.Quá trình nén:
+Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí:

đô)T(kJ/kmol.00209,019,806mc
v
+=
[2.4]
a
v
= 19,806
b
v/2
= 0,00209
ô)(kJ/kmol.đ428,20mc
v
=
+Tỉ mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy :
Τ
αα
5
"
v
10
187,36
427,86
2
11,634
19,876mc
−







++






+=
[2.5]
ô)(kJ/kmol.đ77,21mc
v
=
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

4
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
54800,21
634,1
857,17
''
=+=
α
v
a
00308,010.
36,184
38,427

5''
=






+=
−
α
v
b
+Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp
"
v
mc
:
)đôT(kJ/kmol.
2
vb'
a
γ1
mcγmc
mc
v
'
r
"
vrv

'
v
+=
+
+
=
[2.6]
915,19
0743,01
548,210743,0806,19
1
"
'
=
+
⋅+
=
+
+
=
r
vrv
v
aa
a
γ
γ
[2.7]
0043,0
0743,01

00616,0.0743,000418,0
γ1
bγb
b
r
"
vrv
'
v
=
+
+
=
+
+
=
[2.8]
4.Chỉ số nén đa biến trung bình của n
1
:
Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và
thông số vận hành như kích thước xi lanh,loại buồng cháy ,số vòng quay
,phụ tải ,trạng thái nhiệt độ động cơ….Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật
sau:Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n1 tăng.
Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định bằng cách giải phương trình
( )
1εTba
8,314
1n
1n

a
v
'
v
'
1
1
++
=−
−
[2.9]
( )
17,62.352.0043,0815,19
8,314
1n
1n
1
1
++
=−
−
[2.10]
Giải phương trình ta được n
1
= 1,375
+Áp suất cuối của quá trình nén p
c
:
P
c

= P
a
ε
n1
[MN/m
2
] [2.11]
P
c
= 0,0815.6,7
1,375
= 1,128 [MN/m
2
]
+Nhiệt độ cuối quá trình nén :
T
c
= T
a
ε
n1-1
[
0
K] [2.12]
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

5
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
T

c
= 351,5.6,7
1,375-1
= 717,3 [
0
K]
+Lượng môi chất công tác của quá trình nén M
c
:
Lượng môi chất công tác của quá trình nén T
c
được xác định theo
công th cứ :
M
c
=M
1
+ M
r
=M
1.
(1+γ
r
) =0,563

2.1.3.3.Quá trình cháy :
Độ tăng mol của các loại động cơ được xác định theo công thức sau

( )









−++−=
nl
OH
µ
α
1
324
121,0ΔM

( )
027,0
114
1
32
0
4
145,0
00134,1121,0ΔM =







−++−=
[2.13]
Sản phẩm cháy M2 (kmol/kgnl)
M
2
= M
1
+ ∆M [2.14]
M
2
= 0,5276+0,027=0,5546 (kmol/kgnl)
Hệ số thay đổi lý thuyết βo :
1
2
0
M
M
=β
[2.15]
962,0
576,0
5546,0
β
0
==
Hệ số thay đổi phân tử thực tế β :
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

6
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
1
r
r0
+γ
γ+β
=β
0463,1
10743,0
0743,0962,0
β =
+
+
=
Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z :
b
z
r
ξ
ξ
γ
β
.
1
1
1β
0
z
+

−
+=
[2.17]
045,1
89,0
865,0
.
10743,0
1962,0
1β
z
=
+
−
+=
Trong đó :
9719,0
89,0
865,0
.x
z
===
b
z
ξ
ξ
[2.18]
Nhiệt độ tại điểm z Tz :
*Đối với động cơ xăng ,nhiệt độ tại điểm z Tz được xác định bằng cách
giải phương trình cháy :

( )
( )
ZvzZCv
r
HHz
TcmTcm
M
QQ
∗
′′
∗=∗
′
+
+∗
∆−∗
β
γ
ξ
1
1
Trong đó :
Q
H
–nhiệt trị thấp nhất của nhiên liệu ta có,thông thường ta chọn
QH =44000 (KJ/Kgnh)
∆QH :Nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi đốt cháy 1 kg
nhiên liệu. Động cơ xăng có α >1 nên chọn ∆QH =0
Ti nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xác định theo
công thức:

SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

7
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
( )
( )
Zvv
v
Tba
cm
.
x1
β
γ
x.
x1.cm.
β
γ
x.
cm
z
0
r
z0
zv
0
r
z0
"

vz
′′
+
′′
=
−+








+
−+
′′








+
=
β
β
[2.19]

888,299,2707.00308,0548,21cm
"
vz
=+=
( )
( )
z1
0
r
z2
z1
'
v
0
r
z2v
"
vz
x1MxM
x1MaxM"a
a
−+









+
−+








+
=
β
γ
β
γ
[2.19]
50865,12a
"
vz
=
( )
( )
z1
0
r
z2
z1
'

v
0
r
z2v
"
vz
x1MxM
x1MbxM"b
b
−+








+
−+








+
=

β
γ
β
γ
[2.20]

00306,0b
"
vz
=
Nhiệt độ tại điểm z T
z
(K) :
Vậy:
A = β
z
+0,5.b
vz
”

=.1,045+0,5.0,00306 = 1,046
B = β
z
(a
vz
”
+8,314)
= 1,045(21,50685+8,314) = 31,16278
( )
c

c
'
v
'
v
r1
Hz
T.314,8
2
T
ba
1M
Q.
C






λ++−
+
−=
γ
ξ
774435)8,314.3,94
2
3,717
.0043,0915,19(
)0743,01(5276,0

44000.865,0
C =++−
+
−=
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

8
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
Phương trinh bậc hai :1,04653T
z
2
+ 31,16278T
z
- 77443 = 0
T
z
= 2707,9
0
K
+Áp suất tại điểm z :
P
z
= λP
c
[MN/m
2
] [2.21]
P
z

= 3,945.1,1280 = 4,450 [MN/m
2
] [2.22]
Trong đó : λ- là hệ số tăng áp được xác định theo công thức :
c
z
z
T
T
βλ =
[2.23]
945,3
717,3
2707,9
045,1λ ==
[2.24]
2.1.3.4.Quá trình giàn nở :
+Hệ số giản nở sớm ρ :
c
zz
.T
T
λ
β
ρ =
[2.25]
000,1
33,945.717,
,91,045.2707
ρ ==

+Hệ số giản nở sau :
ρ
ε
δ =
[2.26]
7,6
1
6,7
δ ==
+ Chỉ số giản nở đa biến trung bình n
2
:
( ) ( )
( )
bz
vz
"
vz
"
bzr1
Hzb
2
TT
2
b
a
TTβγ1M
)Qξξ(
8,314
1n

+++
−+
−
=−
[2.27]
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

9
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
( )






+++






−+
=−
−
−
1n2
1n2

2
7,6
2707,9
9,7072
2
0,00306
50685,12
7,6
2707,9
9,70720463,10743,015276,0
00,865)4400-,890(
8,314
1n
Trong đó:
1n2
z
b
T
T
−
=
δ
là nhiệt trị tại điểm b(
0
K)
Giải phương trinh ta được n
2
= 1,223
Do đó
8,1771

7,6
2707,9
T
1223,1
b
==
−

0
K
+Áp suất cuối quá trình giản nở P
b
:
][MN/m
P
P
2
n2
z
b
δ
=
[2.28]
][MN/m4345,0
223,17,6
4,450
P
2
b
==

[2.29]
+Nhiệt độ khí thải Trt:
]K[
P
P
TT
0
m
1m
b
r
brtênh
−








=
[2.30]
K][9,1156
0,4345
0,11
8,1771T
0
1,45
145,1

rtênh
=






=
−
Sai số T
rt
- T
r
= 1156,9 - 1000 = 156,9 [2.31]
%55,13100%
1156,9
156,9
T
TΔ
rtênh
r
==
2.1.3.5. Tính toán các thông số chu trình công tác:
*Áp suất chỉ thị trung bình p
i
:
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

10
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
)]
1
1.(
1n
1
)
1
1.(
1n
.
)1(.[
1
p
p
1n
1
2n
2
c
i
12
−−
ε
−
−
−
δ
−

−
ρλ
+−ρλ
−ε
=
′
( )
′














−
−
−









−
−
+
−
=
−−
1375,11223,1
i
'
7,6
1
1
1375,1
1
7,6
1
1
1223,1
3,945.1
1-1945,3
17,6
1,128
P
[2.32]
941,0P
i
'

=
[MN/m
2
]
*Áp zuất chỉ thị trung binh thực tế P
i
:
P
i
= ϕ
d
P
’
i
[MN/m
2
] [2.33]
P
i
= 0,919.0,941= 0,8648 [MN/m
2
]
*Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị:
ki
kv
TpM
p

.10.432
g

1
.
3
i
η
=
[2.34]
742
648.2970,5276.0,8
1,0.8595,0.432.10
g
3
i
==
*Hiệu suất chỉ thị :
][g/kw.h
.Q
3600000
iH
i
g
=
η
[2.35]
[g/kw.h]2986,0
44000.274
3600000
i
==
η

*Áp suất tổn thất cơ giới p
m
Ta có tốc độ trung bình động cơ là :
Vtb =
30
.ns
[2.36]
Theo số liệu thực nghiệm có thể tính theo công thức sau :
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

11
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
Đối với động cơ xăng i
6≤
,
1≥
D
S
:
P
m
= 0,05 +0,015.V
tb
P
m
= 0,05 +0,015.12,26667 = 0,1872
+ Áp suất có ích trung bình P
e
:

Ta có công thức xác định hiệu xuất cơ giới:

i
e
m
P
P
=
η

Trong đó hiệu suất có ích trung bình là:
P
e
= P
i
–P
m

P
e
= 0,8648 -0,1872
P
e
= 0,6776 [MPa]
Vậy
7835,0
8648,0
6776,0
==
m

η
+ Suất tiêu hao nhiên liệu g
e
:
ge =
m
i
g
η
=
7,349
7835,0
274
=
+ Hiệu suất có ích
e
η
:

234,02986,0.7835,0. ===
ime
ηηη
+ Kiểm nghiệm đường kính xi lanh D:
D
kn
=
S
V
h
.

.4
π

[ ]
mm
Trong đó :
V
h
=
niP
N
e
e

.30.
τ
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

12
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
V
h
=
6647,0
4000.4.6776,0
4.30.75
=
(dm
3

)
Vậy :D
kn
=
948852,91
92.
6647,0.4
=
π

[ ]
mm
Sai số đường kính xilanh :

05114806,0948852,9192 =−=∆D
Sai số đường kính không đươc vượt quá 0,1 mm nên thoả mãn điều kiện.
1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công :
Căn cứ vào các số liệu đã tính p
a
, p
c
, p
z
, p
b
, n
1
, n
2
, ε ta lập đường nén và

đường giản nở theo biến thiên của dung tích công tác V
x
=i.V
c
(V
c
: dung tích
buồng cháy).
với V
c
=
1
−
ε
h
V
Xuất phát từ
n
Vp.
=const , ta có :
Đối với đường nén :
11

n
cc
n
xx
VpVp
=
, với V

x
=i.V
c
1
1
.
n
cx
i
pp =
Đối với đường giản nở :
22

n
cz
n
xx
VpVp
=

2
1
.
n
zx
i
pp
=
Từ đó ta có bảng tính các giá trị của quá trình nén và quá trình giản nở
trên đồ thị như sau :

TT I.Vc
Qúa trình
nén
Quá trình giản nở
I^n1 Px I^n2 Px
Vc= 0.11661
1 0.11661 1.0000 1.128 1.0000 4.4496
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

13
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
1.0000 0.11661 1.0000 1.128 1.0000 4.4496
1.25 0.14577 1.3591 0.83 1.3138 3.3869
1.5 0.17492 1.7463 0.6459 1.6419 2.71
1.75 0.20407 2.1586 0.5226 1.9826 2.2443
2 0.23323 2.5937 0.4349 2.3343 1.9062
2.5 0.29154 3.5251 0.32 3.0668 1.4509
3 0.34984 4.5294 0.249 3.8328 1.1609
4 0.46646 6.7272 0.1677 5.449 0.8166
5 0.58307 9.1429 0.1234 7.1588 0.6216
6 0.69968 11.7478 0.096 8.9470 0.4973
6.5 0.75799 13.1146 0.086 9.8672 0.4510
Sau khi ta chọn tỷ lệ xích
V
µ
và
P
µ
hợp lý để vẽ đồ thị công . Để trình

bày đẹp thường chọn chiều dài hoành độ tương ứng từ 1V
c
÷ εV
c
là 220 mm
trên giấy kẻ ly.
Tung độ thường chọn tương ứng với p
z
khoảng 200 mm trên giấy kẻ ly
Ta có :
03551.0
220
11661404,0.7,6
220
===
c
V
V
ε
µ

02225,0
250
45,4
250
===
z
P
p
µ

Từ tỷ lệ xích trên ta tính được các giá trị biểu diễn (gtbd) của quá trình
nén và quá trình giản nở sau:
T0 εVc Px gtbd(Px) Pz gtbd(Pz) gtbd(Vc.
ε
)
1 0.11661 1.128 50.59 4.4496 200 32.83
1.25 0.14577 0.83 37.3 3.3869 152.22 41.05
1.5 0.17492 0.6459 29.72 2.71 121.79 49.25
1.75 0.20407 0.5226 23.48 2.2443 107.86 57.46
2 0.23323 0.4349 19.54 1.9062 85.57 65.68
2.5 0.29154 0.32 14.38 1.4509 65.2089 82.1
3 0.34984 0.0.249 11.19 1.1609 52.175 99.66
4 0.46646 0.1677 7.537 0.8166 35.7 131.36
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

14
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
5.0 0.58307 0.1234 5.546 0.6216 27.93 164.2
6 0.69968 0.096 4.314 0.4973 22.35 199.34
6.5 0.75799 0.086 3.85 0.451 20.26 213.45
Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp
suất P
k
song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly. Đường
1V
c
cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ.
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 p
a
và p
r
.
Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị .
Các bước hiệu đính như sau :
• Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công :
Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình pittong S là :
4917,0
187
92
187
====
S
gtbd
gtt
S
S
S
µ
Thông số kết cấu của động cơ là:
2668,0
35,172.2
92
.2
====
tttt
l
S

l
R
λ
Khoảng cách OO
’
là:
138,6
2
46.2668,0
2
OO
,
===
R
λ
( mm)
Giá trị biểu diễn OO
’
trên đồ thị:
48,12
4917,0
138,6
'
'
O
O
===
S
O
O

gtt
gtbd
µ
(mm)
Ta có nửa hành trình của pistông là:
46
2
92
2
===
S
R
(mm)
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

15
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
Giá trị biểu diễn R trên đồ thị :
55,93
4917,0
46
===
S
R
R
gtt
gtbd
µ
(mm).

Từ
'
OO
gtbd
và
R
gtbd
ta có thể vẽ được vòng tròn 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 tròn Brick ta xác định góc đóng muộn của xupáp
thải
2
β
bán kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm a
’
,từ điểm a
’
gióng đường
song song với trục tung cắt đường p
a
tại điểm a . Nối điểm r trên đường thải
( là giao điểm giữa đường p
r
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 quá 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
'
c
p
được xác định theo công thức
sau :
Đối với động cơ xăng :
( )
czcc
pppp
−+=
85,0
3
1
'

( )
0128,2128,145,4.85,0
3
1
128,1
'
=−+=
c
p
(Mpa)
Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c

’
trên đồ thị công:

46,90
02225,0
0128,2
'
'
===
p
c
c
p
y
µ
(mm)
1.3.3. Hiệu đính điểm phun sớm (điểm c
’’
):
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

16
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khởi đường
nén lý thusyết 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
θ
, 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 p
zmax
thực tế :
Áp suất p
zmax
thực tế trong quá trình cháy - giản nở điểm đạt trị số áp suất
cao nhất là điểm thuộc miền 372
0
÷ 375
0
(tức là 12
0
÷15
0
sau điểm chết trên
của quá trình cháy và giản nở).
 Hiệu đính điểm z của động cơ xăng :
- Cắt đồ thị công bởi 0,85p

z
=0,85.4,45=3,7825 (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 372
0
gó quay trục khuỷu ,bán kính này cắt
vòng tròn tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục
tung cắt đường 0,85P
z
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 quá 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 tròn Brick ta xác định góc mở sớm của xupúp thải
1
β

, bán
kính này cắt vòng tròn 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 quá trình giản nở (điểm b
’’
) :
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

17
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
Áp suất cuối quá trình giản nở thực tế
''
b
p
thường thấp hơn áp suất cuối
quá trình giản nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo công thức kinh
nghiệm ta có thể xác định được :

( )
rbrb
pppp
−+=
2
1
''
=0,11+0,5(0,4345-0,11)=0,27225 (Mpa)
Từ đó ta xác định tung độ của điểm b

’’
là :
23,12
02225,0
27225,0
''
''
===
p
b
b
p
y
µ
(mm)
Sau khi xác định được các điểm b
’
,b
’’
ta dùng các cung thích hợp nối với
đường thải rr.
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

18
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
0
ĐỒ TH Ị CÔNG
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

19
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN 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 pittông S = 2R. Vì vậy đồ thị đều ứng với hoành độ tương
ứng với v
h
của đồ thị công ( từ điểm 1 v
c
đến
ε
v
c
).
2.1.1. Đường biểu diễn hành trình pittông x =
( )f
α
:
Ta tiến hành vẽ đường hành trình của pittông 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 công khoảng 15 ÷ 18 (cm)
3. Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10
0
, 20
0
,

….180
0
4. Gióng các điểm đã chia trên cung brick xuống các điểm 10
0
, 20
0
…
180
0
tương ứng trên trục tung của đồ thị x =
( )f
α
ta được các điểm xác định
chuyển vị x tương ứng với các góc 10
0
, 20
0
….180
0
5.Nối các điểm chuyển vị x ta được đồ thị biể diễn quan hệ x =
( )f
α
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

20
CTĐ
R.
λ/2
O'

ÂCD
D
x
S=2R
ÂCT
α
O
α
C
A
B
R
180
α
M
0
X=f(
α)
x
S=2R
(S=Xmax)
90
α
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
Đường biểu diễn hành trình của pittông X= f(α)
2.1.2. Đường biểu diễn tốc độ của pittông v =
( )f
α
:
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn của pittông theo phương pháp đồ thị

vòng. Tiến hành theo các bước cụ thể sau :
1. Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R, phía dưới đồ thị x =
( )f
α
, sát
mép dưới của bản vẽ.
2. Vẽ đường tròn tâm O bán kính là R
λ
/2
3. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kínhR và vòng tròn tâm O bán kính R
λ
/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 vòng tròn tâmO bán
kính R
λ
/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
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

21
0
1
R1
2
3
V

α
b'
a
A
α
c
b
6'
4
1'
0'
7'
3'
5'
2'
7
g
5
6
e
4'
R2
V=f(
α)
h
B
8
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
cắt vòng tròn bán kính R tạo với trục hoành góc
α

đến đường cong a, b,
c….
đồ thị này biểu diễn quan hệ v=
( )f
α
trên tọa độ cực.
Đường biểu diễn vận tốc của pittông V=f(α)
2.1.3. Đường biểu diễn gia tốc pittông j =
( )f x
:
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
µ
=150 (m/s
2
.mm)
2. Ta tính được các giá trị:
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

22
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
- Tốc độ góc :
.
30
n
π
ω

=
=
8,418
30
4000.14,3
=
(rad/s)
- Gia tốc cực đại :
2
ax
. .(1 )
m
j R
ω λ
= +
=
52,10224)2668,01.(8,418.100046
2
=+÷
(m/s
2
)
Vậy ta được giá trị biểu diễn j
max
là :
max
max
j
j
j

gtt
gtbd
µ
=
=
16,68
150
52,10224
=
(mm)
- Gia tốc cực tiểu :P
j
2
min
. .(1 )j R
ω λ
= − −
=-
76,5917)2668,01.(8,418.100046
2
−=−÷
(m/s
2
)
Vậy ta được giá trị biểu diễn j
min
là :
min
min
j

j
j
gtt
gtbd
µ
=
= -
45,39
150
76,5917
−=−
(mm)
- Xác định giá trị EF :
2
3. . .EF R
λ ω
= −
=3.46
14,64608,418.2668,0.1000
2
=÷
(m/s
2
)
Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là :
EF
EF
j
gtt
gtbd

µ
=
=
06,43
150
14,6460
−=−
(mm)
3. Từ điểm tương ứng điểm chết trên lấy AC = j
min
, từ điểm B tương ứng
điểm chết dưới lấy BD = j
min
; nối liền CD cắt trục hoành tại E, lấy
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

23
3'
1
Jmax
A
ÂCT
F1
C
2
-3
λ
R
ω2

3
E
4
F
1'
2'
S
ÂCD
B
4'
F2
D
Jmin
J=f(s)
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
2
3. . .EF R
λ ω
= −
về phía BD. Nối CF và FD, chia các đoạn ra thành n
phần, nối 11, 22, 33…Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22,
33….Ta được các đường cong biểu diễn quan hệ j =
( )f x
.

Đường biểu diễn gia tốc của pittông j=f(x)
2.2. Tính toán động lực học :
2.2.1.Các khối lượng chuyển động tịnh tiến:
- Khối lượng nhóm pittông m
npt

=0,75 (kg) được cho trong số liệu ban
đầu của đề bài (kg).
- Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1:
Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1 có thể tra
trong các sổ tay, có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể
tính gần đúng theo bản vẽ.
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ
I PĐ Ệ

24
CTĐ
CĐ
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ
Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau:
+ Thanh truyền của động cơ ô tô :
m
1
= (0.275 ÷ 0.285)m
tt
(kg)
=0,285.1=0,285 (kg)
trong đó mtt=1(kg) là khối lượng thanh truyền đề bài đã cho.
Vậy ta xác định được khối lượng tịnh tiến:
m = m
npt
+ m
1
=0,75+0,285=0,1,035 (kg)
2.2.2. Các khối lượng chuyển động quay:
Khối lượng chuyển động quay của một khuỷu bao gồm :

- Khối lượng tịnh tiến của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt :
m
2
= (m
tt
– m
1
)=1-0,285= 0,0,715 (kg)
- Khối lượng của chốt khuỷu: m
ch

2 2
.( ).
.
4
ch ch ch
ch
d l
m
π δ
ρ
−
=
Trong đó ta có:
d
ch
: là đường kính ngoài của chốt khuỷu. (mm)

ch
δ

: là đường kính trong của chốt khuỷu. (mm)
l
ch
: là chiều dài của chốt khuỷu . (mm)

ρ
: là khối lượng của vật liệu làm chốt khuỷu . (kg/mm
3
)
- Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt : m
0m
. Khối lượng này
tính gần đúng theo phương trình quy dẫn :

0
.
m mk
m
m r
m
R
=
Trong đó : m
0m
- Khối lượng của má khuỷu
r
mk
- Bán kính trọng tâm má khuỷu
R - Bán kính quay của khuỷu
SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ

I PĐ Ệ

25