thuyết minh đồ án thiết kế máy tàu tính toán thiết kế động cơ d66 0320

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

---

THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY TÀU

GVHD

: Ths. Dương Đình Nghĩa

SVTH

: Nguyễn Thị Trang

MSSV

: 103180229

LỚP

: 18KTTT

NHĨM

: 18.20A

Đà Nẵng, tháng 08 năm 2021

Tính tốn thiết kế động cơ (D66-0320)

Mục lục
CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ ............................. 1
1.1.Các thơng số tính .............................................................................................. 1
1.2. Đồ thị cơng........................................................................................................ 3
1.2.1Các thơng số xây dựng đồ thị ........................................................................ 3
1.2.1.2. Xây dựng đường nén ................................................................................. 4
1.2.1.3. Xây dựng đường giãn nở .......................................................................... 4
1.2.1.4. Biểu diễn các thông số ............................................................................... 5
1.2.2.Cách vẽ đồ thị................................................................................................. 7
1.3. Đồ thị BRICK ................................................................................................ 11
1.3.1. Phương pháp ............................................................................................... 11
1.3.2.Đồ thị chuyển vị ........................................................................................... 12
1.4. Xây dựng đồ thị vận tốc V(α) ....................................................................... 14
1.4.1.Phương pháp ................................................................................................ 14
1.4.2.Đồ thị vận tốc V(α)....................................................................................... 16
1.5. Đồ thị gia tốc .................................................................................................. 17
1.5.1. Phương pháp ............................................................................................... 17
1.5.2. Đồ thị gia tốc j = f(x) ................................................................................... 18
1.6. Vẽ đồ thi lực quán tính .................................................................................. 20
1.6.1. Phương pháp ............................................................................................... 20
1.6.2. Đồ thị lực quán tính .................................................................................... 20
1.7. Đồ thị khai triển: PKT, PJ, P1 – α ................................................................... 22


Tính tốn thiết kế động cơ (D66-0320)

1.7.1. Vẽ đồ thị Pkt – α........................................................................................... 22
1.7.2. Vẽ đồ thị Pj – α ............................................................................................ 23
1.7.3. Vẽ đồ thị P1 – α............................................................................................ 23
1.7.4. Đồ thị khai triển Pkt, Pj, P1 – α................................................................... 23
1.8. Xây dựng đồ thị T, Z, N – α .......................................................................... 28
1.8.1. Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục khủy thanh truyền ........................... 28
1.8.2. Xây dựng đồ thị T, N, Z - α........................................................................ 28
1.9.Đồ thị ∑T – α ................................................................................................... 39
1.10. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ..................................................... 45
1.11. Đồ thị khai triển Q(α) .................................................................................. 49
1.12. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền ...................................... 52
1.13.Đồ thị mài mòn chốt khuỷu ......................................................................... 55
PHẦN 2 - PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ CHỌN THAM KHẢO (
WARTSILA 46F ) : ............................................................................................. 64
2. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ WARTSILA 46F: ......................................... 64
2.1.Piston, thanh truyền : ..................................................................................... 67
2.1.1.Piston ............................................................................................................ 69
2.1.2. Thanh truyền ............................................................................................. 71
2.2.Trục khuỷu , trục cam, bánh răng van và bánh đa .................................... 72
2.3. Trục Khủy động cơ : ..................................................................................... 72
2.4.Trục cam và bánh răng van : ........................................................................ 73
2.5.Bánh đà : ......................................................................................................... 74
2.6.Hệ thống làm mát : ......................................................................................... 75
2.7.Hệ thống dầu bôi trơn : .................................................................................. 76


Tính tốn thiết kế động cơ (D66-0320)

2.8.Hệ thống nhiên liệu: ....................................................................................... 78
2.9.Hệ thống tăng áp : .......................................................................................... 79

2.10.Cơ cấu phân phối khí: .................................................................................. 80
PHẦN 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ
THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ................................................................................ 75
3.1 Xupap................................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2 Ống dẫn hướng xupap: ...................................... Error! Bookmark not defined.
3.3 Lò xo xupap: ....................................................... Error! Bookmark not defined.
3.4 Trục cam.......................................................................................................... 86
3.5 Con đội ............................................................................................................ 86
3.6 Nguyên lý làm việc của cơ cấu phân phối khí : ........................................... 87


Tính tốn thiết kế động cơ (D66-0320)

LỜI NĨI ĐẦU
Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh, giữ vai trò quan trọng trong
nhiều nghành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, giao thông vận tải đường bộ,
đường sắt,đường biển, đường không cũng như trong nhiều nghành công nghiệp
khác. Sản lượng động cơ đốt trong ngày nay trên thế giới đạt mức 3 triệu chiếc và
còn khả năng tăng cao hơn nữa. Tuy nhiên, con đường phát triển đi lên của nghành
động cơ đốt trong nói chung và nghành cơng nghiệp đóng tàu nói riêng của các
nước rất khác nhau. Tuỳ thuộc chủ yếu vào nguồn lực của nghành cơ khí và mức
độ cơng nghiệp hố của từng nước.
Để thuận lợi cho việc nghiên cứu người ta chia động cơ đốt trong thành nhiều
phần ,nhiều hệ thống.Trong đó có phần cơ cấu phân phối khí rất quan trọng . Việc
khảo sát các hệ thống trong động cơ giúp cho sinh viên hiểu thêm được kiến thức
đã học. Do vậy việc khảo sát nguyên một hoạt động, điều kiện làm việc của cơ cấu
phân phối giúp sinh viên hiểu được những vấn đề trên. Được sự giúp đỡ tận tình
của thầy Dương Đình Nghĩa em đã hồn thành xong đồ án này. Nhưng do lần đầu
bắt tay vào làm một trong những đồ án chuyên nghành nên không thể tránh khỏi
những sai sót em kính mong thầy cơ trong khoa chỉ bảo thêm.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn của thầy
Dương Đình Nghĩa cùng các thầy trong khoa.

Đà Nẵng, ngày tháng

năm 2021

Sinh viên

Nguyễn Thị Trang


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ
1.1.Các thơng số tính
THƠNG SỐ KỸ THUẬT

KÝ HIỆU

GIÁ TRỊ
DIESEL

Nhiên liệu
i/

Số xy lanh / Số kỳ

6/4
In-line

Cách bố trí

1-3-5-6-4-2

Thứ tự làm việc
Tỷ số nén



15

Đường kính (mm)

D

460

Hành trình piston

S

580

Cơng suất cực đại (kW)

Ne

7860

Số vịng quay (vg/ph)

n

655

Tham số kết cấu

λ

0.25

Áp suất cực đại (MN/M2)

pz

8.2

Khối lượng nhóm piston (kg)

mpt

99.7

Khối lượng nhóm thanh truyền (kg)

mtt

116.3

Góc đánh lửa sớm (độ)

s

27

Góc phân phối khí (độ)

α1

47

α2

53

α3

42

α4

10

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

1

Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

Hệ thống nhiên liệu

Bocsh PE inline pump

Hệ thống bôi trơn

Cưỡng bức cácte ướt

Hệ thống làm mát

Hai vịng (vịng ngồi: nước biển)

Hệ thống nạp

Turbo Charger Intercooler

Hệ thống phân phối khí

24 Valve, OHV

Các thơng số cần tính tốn
Xác định tốc độ trung bình của động cơ:
𝐶𝑚 =

𝑆.𝑛
30

=

580.10−3 .655
30

= 12,66(𝑚/𝑠)

[1]

Trong đó:
S=2R [m]: Hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh
n [vòng/phút]: Tốc độ quay của động cơ
Do Cm > 9 m/s nên động cơ là động cơ tốc độ cao hay động cơ cao tốc.
+ Chọn trước: n1 = 1,35

[2]

n2 = 1,26

[2]

+ Áp suất khí cuối kỳ nạp: “pa”
Chọn áp suất đường nạp (tăng áp tuabin khí): pk = 0,15 [MN/m2]

[2]

Đối với động cơ bốn kỳ tăng áp ta chọn:

pa = (0,9 - 0,96)pk

[2]

Vậy chọn:

pa = 0,95.pk = 0,1425 [MN/m2]

+ Áp suất cuối kì nén: pc = pa.εn1 = 0,1425.151,35= 5,51 [MN/m2]

[2]

+ Chọn tỷ số giãn nở sớm(động cơ diesel): ρ = 1,5
+ Áp suất cuối quá trình giãn nở sớm:
𝑝𝑏 =

𝑝𝑧
𝛿1𝑛2

=

𝑝𝑧
𝜀 𝑛2
( )
𝜌

=

8,2
15 1,26
( )
1,5

= 0,450 [

𝑀𝑁
𝑚2

]

[2]

+ Thể tích cơng tác:Vh
SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

2


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

𝑉ℎ = S.

π.D2
4

=

5.8.𝜋.4.62
4

= 96,39 [𝑑𝑚2 ]

[2]

+ Thể tích buồng cháy: Vc
𝑉𝑐 =

𝑉ℎ

=

−1

93.39
15−1

= 6,89[𝑑𝑚3 ]

[2]

+ Vận tốc góc của trục khuỷu: 
=

.𝑛
30

=

.655
30

= 68,59 [𝑟𝑎𝑑⁄𝑠]

+ Áp suất khí sót (động cơ cao tốc) : Vì hầu hết động cơ đều thải qua bình tiêu âm
nên pth = (0.9-1.0)pk. Chọn 0.95.
o Áp suất trước tuabin:
pth = 1pk =1.0,15 = 0,15[MN/m2]

[2]

o Áp suất khí sót (chọn):
pr = 1.05pth = 1,05. 0,15= 0,16 [MN/m2]

[2]

1.2. Đồ thị công
1.2.1Các thông số xây dựng đồ thị
1.2.1.1. Các thông số cho trước
+ Áp suất cực đại:

pz = 8,2 [MN/m2]

+ Góc phun sớm:

φs = 27o

+ Góc phân phối khí:

α1 = 47o
α2 = 35o

α3 = 45o
α4 = 28o

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

3


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

1.2.1.2. Xây dựng đường nén
Gọi Pnx, Vnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ. Vì quá
trình nén là quá trình đa biến nên:
𝑛

𝑃𝑛𝑥 . 𝑉𝑛𝑥1 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
𝑛

[2]
𝑛1

=>𝑃𝑛𝑥 . 𝑉𝑛𝑥1 = 𝑃𝑐 . 𝑉𝑐
=>𝑃𝑛𝑥 = 𝑃𝑐 . (
Đặt 𝑖 =

𝑉𝑛𝑥
𝑉𝑐

, ta có: 𝑃𝑛𝑥 =

𝑉𝑐 𝑛
) 1
𝑉𝑛𝑥

𝑃𝑐
𝑖 𝑛1

Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng, khi đó i = 1, 2, 3,….

1.2.1.3. Xây dựng đường giãn nở
Gọi Pgnx, Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ.
Vì quá trình giãn nở là quá trình đa biến nên ta có:
𝑛

2
𝑃𝑔𝑛𝑥 . 𝑉𝑔𝑛𝑥
= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡

𝑛

[2]
𝑛2

2
=>𝑃𝑔𝑛𝑥 . 𝑉𝑔𝑛𝑥
= 𝑃𝑧 . 𝑉𝑧

=>𝑃𝑔𝑛𝑥 = 𝑃𝑧 (

Ta có: Vz = .Vc

Đặt 𝑖 =

𝑉𝑔𝑛𝑥
𝑉𝑐

=>𝑃𝑔𝑛𝑥 =

, ta có: 𝑃𝑔𝑛𝑥 =

𝑉𝑧
𝑉𝑔𝑛𝑥

)𝑛 2

𝑃𝑧
𝑉𝑔𝑛𝑥 𝑛
(
) 2
𝑉𝑧

=

𝑃𝑧
𝑉𝑔𝑛𝑥 𝑛
(
) 2
.𝑉𝑐

𝑃𝑧 .𝑛2
𝑖 𝑛21

Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh « thể tích cơng tác » thành  khoảng, khi đó i = 1, 2,
3,…
SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

4


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

1.2.1.4. Biểu diễn các thơng số
+ Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 10 [mm]
𝜇𝑉 =

𝑉𝑐
𝑉cbd

=

6,89

= 0,689 [

10

𝑑𝑚3

𝑚𝑚

]

+ Biểu diễn thể tích công tác:
𝑉hbd =

𝑉ℎ
𝜇𝑉

=

93,39
0,689

= 140 [mm]

+ Biểu diễn áp suất cực đại:
pzbd = 160 - 220 [mm] Chọn pzbd = 180 [mm]
𝜇𝑝 =

𝑝𝑧
𝑝zbd

=

8,2

𝑀𝑁

180

= 0,05 [(𝑚2

.𝑚𝑚)

]

Về giá trị biểu diễn ta có đường kính của vịng trịn Brick AB bằng giá trị biểu diễn
Vh, nghĩa là giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd
 S =

S 𝑚𝑚 580∗10^−3
𝑚
[ ]=
=0,004[ ]
140
𝑚𝑚
Vhbd 𝑚𝑚

,
+ Giá trị biểu diễn của oo’: 𝑜𝑜𝑏𝑑
=

𝑜𝑜,
𝜇𝑆

=

(𝑅𝜆/2)

𝜇𝑆

=

580.0.25
4.0,004

=8,75 [mm]

+ Áp xuất khí trời Po = 0.1[MN/m2]
 Giá trị biểu diễn của Po : =2.2 [mm]

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

5


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

V

Bảng 1.2: Bảng giá trị Đồ thị công động cơ diesel
Đường
Đường
nén
giản nở
V(dm^3) Vmm
i^n1

1/i^n1
Pc/i^n1 Pn
i^n2

i

𝜌𝑛2
𝑖 𝑛2

Pz.

1/i^n2

Pgnx

1Vc

1

6.89

10

1

1

5.51

121.06

1

1

8.2

180.00

ρVc

1.5

10.33

15

1.73

0.578

3.19

70.03

1.67

0.60

8.2

180.00

2Vc

2

13.77

20

2.55

0.392

2.16

47.49

2.39

0.42

5.71

125.27

3Vc

3

20.66

30

4.41

0.227

1.25

27.47

3.99

0.25

3.42

75.16

4Vc

4

27.54

40

6.50

0.154

0.85

18.63

5.74

0.17

2.38

52.31

5Vc

5

34.43

50

8.78

0.114

0.63

13.78

7.60

0.13

1.80

39.49

6Vc

6

41.31

60

11.23

0.089

0.49

10.78

9.56

0.10

1.43

31.38

7Vc

7

48.20

70

13.83

0.072

0.40

8.75

11.61

0.09

1.18

25.84

8Vc

8

55.08

80

16.56

0.060

0.33

7.31

13.74

0.07

0.99

21.84

9Vc

9

61.97

90

19.42

0.051

0.28

6.23

15.93

0.06

0.86

18.83

10Vc

10

68.85

100

22.39

0.045

0.25

5.41

18.20

0.05

0.75

16.49

11Vc

11

75.74

110

25.46

0.039

0.22

4.75

20.52

0.05

0.67

14.62

12Vc

12

82.62

120

28.63

0.035

0.19

4.23

22.90

0.04

0.60

13.10

13Vc

13

89.51

130

31.90

0.031

0.17

3.79

25.33

0.04

0.54

11.85

14Vc

14

96.39

140

35.26

0.028

0.16

3.43

27.80

0.04

0.49

10.79

15Vc

15

103.28

150

38.70

0.026

0.14

3.13

30.33

0.03

0.45

9.89

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

6


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

1.2.2.Cách vẽ đồ thị
Xác định các điểm đặc biệt:
+ Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén và đường giản nở.
+ Vẽ vòng tròn của độ thị Brick để xác định các điểm đặc biệt:
• Điểm a (Va ; pa):
103,28

Va = 103.28 [dm3]  Vabd =

0,689

=150 [mm]

pa = 0,1425 [MN/m2]  pabd = 0,1425/0,05 = 3,13[mm]
abd (150;3,13)
• Điểm b (Vb; pb):
Vb = Va = 103,28[dm3]  Vbbd = 150[mm]
pb = 0,450 [MN/m2]  pbbd = 0,450/0,05 = 9,89 [mm]
bbd (150;9,89)
• Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với s;
• Điểm c(Vc;Pc) = c(10;121,06)
• Điểm bắt đầu q trình nạp : r(Vc;Pr) => r(10; 3,46)
• Điểm mở sớm của xu páp nạp :

r’ xác định từ Brick ứng với α1

• Điểm đóng muộn của xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4
• Điểm đóng muộn của xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2
• Điểm mở sớm của xupáp thải :

b’ xác định từ Brick ứng với α3

• Điểm y (Vc, Pz) => y(10; 159,84)
• Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz) => z(15; 180 )
• Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(/2Vc, Pz) => z’’(7,5; 180)
SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

7

Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

• Điểm c’’ : cc” = 1/3cy
• Điểm b’’ : bb’’=1/2ba
Bảng 1.3: Các điểm đặc biệt
Giá trị thật
Điểm

Giá trị biểu diễn

V (dm3) p (MN/m2)

V (mm)

p (mm)

a (Va, pa)

103,28

1,425

150

3,13

c (Vc, pc)

6,89

5,51

10

121,06

z (Vz, pz)

10,33

8,2

15

180

b (Vb, pb)

130,28

0,45

150

9,89

r (Vr, pr)

6,89

0,16

10

3,46

y(Vc, pz)

6,89

8,2

10

180

c’’

10

140,71

b’’

150

6,51

7,5

180

z''(ρ/2vc;pz)

0,11

8.2

Bảng 1.4: Các giá trị biểu diễn trên đường nén và đường giãn nở

Giá trị vẽ

SVTH: Nguyễn Thị Trang

Vx

pnén

pgiản nở

p0

10

121,06

180

2,2

15

70,03

180

2,2

20

47,49

125,27

2,2

30

27,47

75,16

2,2

GVHD:Dương Đình Nghĩa

8


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

40

18,63

52,31

2,2

50

13,78

39,49

2,2

60

10,78

31,38

2,2

70

8,75

25,84

2,2

80

7,31

21,84

2,2

90

6,23

18,83

2,2

100

5,41

16,49

2,2

110

4,75

14,62

2,2

120

4,23

13,10

2,2

130

3,79

11,85

2,2

140

3,43

10,79

2,2

150

3,13

9,89

2,2

+ Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp , tiến hành
hiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’.

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

9


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

Hình 1.1 Đồ thị cơng

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

10


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

1.3 . Đồ thị BRICK
1.3.1. Phương pháp

Hình 1.2: Phương pháp vẽ đồ thì Brick
+ Vẽ vịng trịn tâm O , bán kính R .Do đó AD = 2R = S =140 [mm]
Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng với khi
=1800 (vị trí điểm chết dưới).
+ Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick:
𝜇𝑠 =

𝑆
𝑉ℎ𝑏𝑑

= 𝑆.

𝜇𝑣 580.10^ − 3
=
= 0,004[𝑚⁄𝑚𝑚]
𝑉ℎ
140

+ Từ O lấy đoạn OO’ dịch về phía ĐCD như Hình 1.2 , với :
OO’ =
=> Giá trị biểu diễn : 𝑂𝑂′𝑏𝑑 =

𝑅𝜆
2

𝑂𝑂′
𝜇𝑠

=

290..0,25

=

2
𝜆.𝑆
4.𝜇𝑠

=

= 36,25 [mm]
0,25.580.10^−3
4.0,004

= 8,75[𝑚𝑚]

+ Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ M’C thẳng góc
với AD. Theo Brich đoạn AC = x . Điều đó được chứng minh như sau:
+ Ta có : AC=AO - OC= AO - (CO’ - OO’) = R- MO’.cos +

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

𝑅𝜆
2

11


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

+ Coi : MO’  R +

𝑅𝜆
2

cos
𝜆

𝜆

2

4

AC = 𝑅 [(1 − 𝑐𝑜𝑠 𝛼) + (1 − 𝑐𝑜𝑠 2 𝛼)] = 𝑅 [(1 − 𝑐𝑜𝑠 𝛼) + (1 − 𝑐𝑜𝑠 2 𝛼)] = 𝑥

O

α4

O’

φs

α2

α
3

α

Hình 1.3: Đồ thị Brick
1.3.2.Đồ thị chuyển vị
+ Muốn xác định chuyển vị của piston ứng với góc quay trục khuỷu là α =10o, 20o,
30o, ... ta làm như sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB.
Hạ MC vng góc với AD. Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) và
điểm D ứng với khi =1800 (vị trí điểm chết dưới).Theo Brick đoạn AC = x.
+ Vẽ hệ trục vng góc OS, trục O biểu diễn giá trị góc cịn trục OS biễu diễn
khoảng dịch chuyển của Piston. Tùy theo các góc  ta vẽ được tương ứng khoảng
dịch chuyển của piston. Từ các điểm trên vòng chia Brich ta kẻ các đường thẳng
song song với trục O. Và từ các điểm chia (có góc tương ứng) trên trục O ta vẽ
các đường song song với OS. Các đường này sẽ cắt nhau tại các điểm. Nối các điểm
này lại ta được đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x của piston theo .
SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

12


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

Tỉ lệ xích:

 = 2 [0/mm]

α(độ)

ʎ

cos α

cos 2α

R

x=R[(1-cosα)+λ/4(1cos2α)](mm)

0

0.25

1.000

1.000

70

0.00

10

0.25

0.985

0.940

70

1.07

20

0.25

0.940

0.766

70

4.24

30

0.25

0.866

0.500

70

9.41

40

0.25

0.766

0.174

70

16.43

50

0.25

0.643

-0.174

70

25.08

60

0.25

0.500

-0.500

70

35.09

70

0.25

0.342

-0.766

70

46.17

80

0.25

0.174

-0.940

70

57.97

90

0.25

0.000

-1.000

70

70.13

100

0.25

-0.174

-0.940

70

82.28

110

0.25

-0.342

-0.766

70

94.05

120

0.25

-0.500

-0.500

70

105.09

130

0.25

-0.643

-0.174

70

115.07

140

0.25

-0.766

0.174

70

123.67

150

0.25

-0.866

0.500

70

130.65

160

0.25

-0.940

0.766

70

135.79

170
180

0.25
0.25

-0.985
-1.000

0.940
1.000

70
70

138.94
140.00

Bảng 1.5: Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α)

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

13


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

Hình 1.4: Đồ thị chuyển vị S=f(α), V=f(x)

1.4 . Xây dựng đồ thị vận tốc V(α)
1.4.1. Phương pháp
+ Chọn tỷ lệ xích:
v= .s= 68,59.0,004.10^3 = 284,16 [mm/(s.mm)]
+ Vẽ nữa vịng trịn tâm O có bán kính R1:
R1= R. = 290.68,59= 19891,52 [mm/s]
+ Giá trị biểu diễn của R1 là :
𝑅1bd =

𝑅1 19891.52
=
= 70[𝑚𝑚]
𝜇𝑣
284,16

+ Vẽ vịng trịn tâm O có bán kính R2:
𝑅2 =
SVTH: Nguyễn Thị Trang

𝜆 ⋅ 𝑅 ⋅ 𝜔 0,25.290.68,59
=
= 2486,44[mm/s]
2

2
GVHD:Dương Đình Nghĩa

14


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

+ Giá trị biểu diễn của R2 là:
𝑅2bd =

𝑅2 2486,44
=
= 8,75(mm)
𝜇𝑣
284,16

+ Chia đều nửa vịng trịn bán kính R1, và vịng trịn bán kính R2 ra 18 phần bằng
nhau. Như vậy, ứng với góc  ở nửa vịng trịn bán kính R1 thì ở vịng trịn bán kính
R2 sẽ là 2, 18 điểm trên nửa vịng trịn bán kính R1 mỗi điểm cách nhau 10  và
trên vịng trịn bán kính R2 mỗi điểm cách nhau là 20  .
+ Trên nửa vòng tròn R1 ta đánh số thứ tự từ 0, 1, 2, ..., n theo chiều ngược kim
đồng hồ, còn trên vòng trịn bán kính R2 ta đánh số 0’,1’,2’,..., n’ theo chiều kim
đồng hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA.
+ Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn bán kính R1, ta dóng các đường thẳng vng
góc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vịng trịn bán kính R2 ta kẻ các
đường thẳng song song với AB. Các đường kẻ này sẽ cắt nhau tương ứng theo từng
cặp 0-0’;1-1’;...;18-18’ tại các điểm lần lượt là 0, a, b, c, ..., 18. Nối các điểm này
lại bằng một đường cong và cùng với nửa vòng tròn bán kính R1 biểu diễn trị số vận
tốc v bằng các đoạn 0, 1a, 2b, 3c , ..., 0 ứng với các góc 0, 1,2, 3...18. Phần giới

hạn của đường cong này và nửa vòng tròn lớn gọi là giới hạn vận tốc của piston.

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

15


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

Hình 1.5: Giải vận tốc bằng đồ thị.
1.4.2 Đồ thị vận tốc V(α)
- Vẽ hệ toạ độ vng góc v - s trùng với hệ toạ độ trục thẳng đứng 0v trùng với trục
0αTừ các điểm chia trên đồ thị Brích, ta kẻ các đường thẳng song song với trục 0v
và cắt trục 0s tại các điểm 0,1,2,3,..,18, từ các điểm này ta đặt các đoạn thẳng 00’’,
11’’, 22’’, 33’’, ... ,1818’’ song song với trục 0v có khoảng cách bằng khoảng cách
các đoạn tương ứng nằm giữa đường cong với nữa đường tròn bán kính r1 mà nó
biểu diển tốc độ ở các góc  tương ứng. Nối các điểm 0’’,1’’,2’’,...,18’’ lại với nhau
ta có đường cong biểu diễn vận tốc piston v=f(s).

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

16


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

Hình 1.6: Đồ thị vận tốc V=f(α)
1.5 . Đồ thị gia tốc
1.5.1. Phương pháp
+ Để giải gia tốc j của piston, người ta thường dùng phương pháp đồ thị Tơlê vì
phương pháp này đơn giản và có độ chính xác cao. Cách tiến hành cụ thể như sau:
+ Lấy đoạn thẳng AB = S = 2R . Từ A dựng đoạn thẳng AC = Jmax = R2(1+). Từ
B dựng đoạn thẳng BD = Jmin = -R2(1-) , nối CD cắt AB tại E.
+ Lấy EF = -3R2 . Nối CF và DF . Phân đoạn CF và DF thành những đoạn nhỏ
bằng nhau ghi các số 1 , 2 , 3 , 4 ,  và 1’ , 2’ , 3’ , 4’ , (hình 1.7).
+ Nối 11’ , 22’ , 33’ , 44’ ,  Đường bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ
của hàm số : j = f(x).
SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

17


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

1.5.2. Đồ thị gia tốc j = f(x)
𝐽max = 𝑅 ⋅ 𝜔2 . (1 + 𝜆)
= 290 ⋅ 10-3 ⋅ 68,592 ⋅ (1 + 0,25) = 1705,48[m/s2]
𝐽min = −𝑅 ⋅ 𝜔2 ⋅ (1 − 𝜆)
= −290 ⋅ 10-3 ⋅ 68,592 ⋅ (1 − 0,25) = -1023,29[m/s2]
EF = -3R2 = -1023,29 [m/s2]
+ Chọn giá trị biểu diễn : 𝐽max = 50 mm
+ Chọn tỷ lệ xích:
𝜇𝐽 =

𝐽max

=

𝑗𝑚𝑎𝑥 𝑏𝑑

1705,48
m
= 34,11 [ 2
]
(s . mm)
50

−1023,29

=> Jminbd =

34,11

= -30 [mm]

+ Vẽ hệ trục J - s.
+ Lấy đoạn thẳng AB trên trục Os, với:
AB =

𝑆
580
=
= 140[𝑚𝑚]
𝜇𝑠 0,004

+ Tại A, dựng đoạn thẳng AC thẳng góc với AB về phía trên, với:
AC =

𝐽max 1705,48
=
= 50[𝑚𝑚]
𝜇𝑗
34,11

+ Tại B, dựng đoạn thẳng BD thẳng góc với AB về phía dưới, với:
BD =

𝐽min −1023,29
=
= −30[𝑚𝑚]
𝜇𝑗
34,11

+ Nối C với D cắt AB tại E, dựng EF thẳng góc với AB về phía dưới một đoạn:
EF =

-3⋅𝜆⋅𝑅⋅𝜔2
𝜇𝑗

[mm]

-3 ⋅ 0,25 ⋅ 290.10-3 . 68,592
=
= -30[mm]

34,11
SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

18


Tính tốn thiết kế động cơ (D46-0321)

+Nối đoạn CF và DF, ta phân chia các đoạn CF và DF thành 8 đoạn nhỏ bằng nhau
và ghi số thứ tự cùng chiều, chẳng hạn như trên đoạn CF: C, 1, 2, 3, 4, F; trên đoạn
FD: F, 1’, 2’, 3’,4’,D. Nối các điểm chia 11' ,22 ' ,33' ,... Đường bao của các đoạn này
là đường cong biểu diễn gia tốc của piston: J = f(x)

Hình 1.7: Đồ thị gia tốc J=f(x)

SVTH: Nguyễn Thị Trang

GVHD:Dương Đình Nghĩa

19