ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Thực hiện trên động cơ 3D6

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Đại
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đức Hoà
Lớp ĐHOTOCK15A5
Thời gian thực hiện: 8 Tuần

NỘI DUNG THỰC HIỆN
Thực hiện trên động cơ 3D6 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 động lực học có kèm theo sơ đồ.
3-Tính nghiệm bền chi tiết : Thanh truyền có đầy đủ sơ đồ kết cấu và sơ đồ
lực tác dụng.

B – Phần bản vẽ:
1-Bản vẽ động học, bản vẽ động lực học trên giây kẻ ly A0
2-Bản vẽ chi tiết trên giấy A1, A2, hoặc trên giấy A3 theo tỷ lệ 1:1 hoặc 1:2

Ngày giao đề: 01/10/2022
Ngày hoàn thành: 25/11/2022

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Nguyễn Văn Đại

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 1

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Kết quả đánh giá:

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.................................................................

GIÁO VIÊN BẢO VỆ:
Kết quả đánh giá:

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 2

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại đất nước đang trên con đường CNH – HĐH, từng bước
phát triển đất nước. Trong xu thế của thời đại khoa học kỹ thuật của thế giới
ngày một phát triển cao. Để hòa chung với sự phát triển đó đất nước ta đã có
chủ trương phát triển một số ngành cơng nghiệp mũi nhọn, trong đó có ngành
Cơ Khý Động Lực. Để thưc hiện được chủ trương đó địi hỏi đất nước cần
phải có một đội ngũ cán bộ, cơng nhân kỹ thuật có trình độ và tay nghề cao.

Hiểu rõ điều đó trường ĐHSPKT Vinh khơng ngừng phát triển và nâng
cao chất lượng đào tạo đội ngũ cán bộ, cơng nhân có tay nghề và trình độ cao
mà cịn đào tạo với số lượng đơng đảo đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho
đất nước.

Khi đang còn là một sinh viên trong trường chúng em được phân công
thực hiện đồ án “Tính Tốn –Kết Cấu Động Cơ Đốt Trong”. Đây là một điều
kiện rất tốt cho chúng em có cơ hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đã
được học tại trường ,bước đầu đi sát vào thực tế sản xuất ,làm quen với cơng
việc tính tốn thiết kế ơ tơ.

Trong q trình tính toán chúng em đã được sự quan tâm chỉ dẫn,sự
giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn và các thầy cơ giáo trong khoa cơ
khí động lực. Tuy vậy nhưng khơng thể tránh những hạn chế , thiếu sót trong
q trình tính tốn.

Để hoàn thành tốt, khắc phục được những hạn chế và thiếu sót đó
chúng em rất mong được sự đóng góp ý kiến ,sự giúp đỡ của các thầy cơ giáo
và các bạn để sau này ra trường bắt tay vào cơng việc ,trong q trình cơng
tác chúng em hồn thành công việc một cách tốt nhất.

Vinh, ngày ...tháng....năm 2022
Sinh viên thực hiện:

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 3

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

PHẦN I :TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC
TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

I ) Trình tự tính tốn :
1.1 )Số liệu ban đầu :

Loại đông cơ: 3D6-động cơ Diesel 1 hàng, không tăng áp, buồng cháy
thống nhất.

1- Công suất của động cơ : Ne =155 (mã lực) = 111 kW
2- Số vòng quay của trục khuỷu : n =1600(vg/ph)
3- Đường kính xi lanh : D =150 (mm)

4- Hành trình piton : S =180 (mm)
5- Dung tích công tác : Vh = = 3,18 (l)
6- Số xi lanh : i = 6
7- Tỷ số nén : ε = 15.5
8- Thứ tự làm việc của xi lanh : (1-5-3-6-2-4)
9- Suất tiêu hao nhiên liệu : ge =192 (g/ml.h)
10- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp α1;α2: α1=20(độ),α2 =48
(độ)
11- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải 1, 2 : 1=48(độ), 2 =20
(độ)
12- Chiều dài thanh truyền: ltt = 320 (mm)
13- Số kỳ :  4
14- Góc phun sớm : i 30o
15-Khối lượng thanh truyền: mtt = 5,62 (kg)
16- Khối lượng nhóm piston: mpt = 2,37 (kg)
1.2 )Các thơng số cần chọn :
1 )Áp suất môi trường :pk
Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào đơng cơ
(với đơng cơ khơng tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi
nạp nên ta chọn pk =po
Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa)
2 )Nhiệt độ môi trường :Tk
Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm

Vì đây là động cơ khơng tăng áp nên ta có nhiệt độ mơi trường bằng
nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK

3 )Áp suất cuối q trình nạp :pa

SVTH : Nguyễn Đức Hồ Lớp ĐHOTOK15A5 4

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại đông cơ ,tính
năng tốc độ n ,hệ số cản trên đường nạp ,tiết diện lưu thơng… Vì vậy cần xem
xét đơng cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa

Áp suất cuối quá trình nạp ta lấy pa =0,085 (MPa)
4 )Áp suất khí thải P :

Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như p
Áp suất khí thải có thể chọn trong phạm vi :

p= 0,11 (MPa)
5 )Mức độ sấy nóng của mơi chất ∆T

Mức độ sấy nóng của mơi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào q trình
hình thành hỗn hợp khí ở bên ngoài hay bên trong xy lanh

Vì đây là đ/c điezel nên chọn ∆T= 38 oK
6 )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T

Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đơng cơ.Nếu quá trình giản
nở càng triệt để ,Nhiệt độ T càng thấp

Thơng thường ta có thể chọn : T =800 ºK
7 )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ :

Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ được chọn theo hệ số dư lượng khơng khí α
để hiệu định .Thơng thường có thể chọn λ theo bảng sau :

 0,8 1,0 1,2 1,4

λ 1,13 1,17 1,14 1,11

Ở đây ta chọn λ = 1,1
8 )Hệ số quét buồng cháy λ :

Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta chọn λ =1
9 )Hệ số nạp thêm λ
Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí .Thơng thường ta
có thể chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,02
10 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ :

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ phụ thuộc vào chu trình cơng tác của
động cơ.Với đây là đ/c điezen nên ta chọn ξ=0,78

11 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là

động cơ điezel .ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 5

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Do đây là đ/c điezel ta chọn ξ=0,9
12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ :
Thể hiện sự sai lệch khi tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác của động

cơ với chu trình cơng tác thực tế .Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu
trình tính tốn của động cơ xăng ít hơn của động cơ điezel vì vậy hệ số φ của
đ/c xăng thường chọn hệ số lớn.Nhưng đây là đ/c xăng nên ta chọn φ =0,934
II )Tính tốn các q trình cơng tác :
2.1 .Tính tốn q trình nạp :

1 )Hệ số khí sót γ :
Hệ số khí sót γ được tính theo cơng thức :

γ= . .
Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5

Chọn m =1,45

r 1.(297  38) 800 . 0,11 0, 085 . 1 1 0, 038
0,11 1,45
15,5.1, 02  1,1.1.(0, 085)

2 )Nhiệt độ cuối quá trình nạp T

Nhiệt độ cuối q trình nạp T đươc tính theo cơng thức:

T= ºK

(297  38) 1,1.0, 038.800.( 0, 085) 1,45 1,45 1
0,11 350 oK
Ta  1 0, 038

3 )Hệ số nạp η :

η= . . .

  1 . 297.0, 085 . 15,5.1, 02  1,1.( 0,11 )1,145  0,82
v 15,5  1 (297  38).0,1  0, 085 

4 )Lượng khí nạp mới M :

Lượng khí nạp mới M được xác định theo cơng thức sau :

M = (kmol/kg) nhiên liệu

Trong đó :

SVTH : Nguyễn Đức Hồ Lớp ĐHOTOK15A5 6

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

p= = 30.111.103.4 0, 44 (MPa)
3,14.0,152.0,18 .1600.6

4

Vậy : M = 432.103.0,1.0,82 1, 41 (kmol/kg) nhiên liệu

192.0, 44.297

5 )Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M :

Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M được tính theo

cơng thức :

ΔM = 0,2M = 0,21.(1-α)M . ( C12  H4  O32) (kmol/kg) nhiên liệu

Vì đây là đ/c diesel nên ta chọn C=0,87 ; H=0,126; O=0,004

M = . (0,87 12  0,126 4  0, 004 32 ) 0, 495 (kmol/kg) nhiên liệu

6 )Hệ số dư lượng khơng khí α
Vì đây là động cơ nên :

α = M1  1,38 2, 79

Mo 0, 495

2.2 )Tính tốn q trình nén :

1 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khơng khí :
= 19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ)
=19,806+0,00209.297=20,427 (kJ/kmol.độ)

2 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phạm cháy :

Khi hệ số lưu lượng khơng khí α >1 tính theo cơng thức sau :
= (19,876  1, 634  )  12 (427,86  187,36  ).10 5T (kJ/kmol.độ)
(19,876  1, 637 2, 79 )  12 (427,86  187,36 2, 79 ).10 5.297 23, 688 (kJ/kmol.độ)

3 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp :
Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hh trong q trình nén tính theo
cơng thức sau :

= =20,546 (kJ/kmol.độ)
Thay số vào ta có :

a' = 19,890 ; b' = 0,004
4 ) Chỉ số nén đa biến trung bình n:

SVTH : Nguyễn Đức Hồ Lớp ĐHOTOK15A5 7

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thơng số kết cấu và thơng
số vận hành như kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ
tải,trạng thái nhiệt độ của động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật
sau :

Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n tăng.Chỉ
số nén đa biến trung bình n được xác bằng cách giải phương trình sau :

n-1 =
Chú ý : thông thường để xác định được n ta chọn n trong khoảng
1,340÷1,390. Rất hiếm trường hợp đạt n trong khoảng 1,400 ÷ 1,410

→ (theo sách Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong - trang 128 )

Vì vậy ta chọn n theo điều kiện bài toán cho đến khi nào thỏa mãn điều

kiện bài toán :thay n vào VT và VP của phương trình trên và so sánh,nếu sai

số giữa 2 vế của phương trình thõa mãn <0,2% thì đạt yêu cầu.

8, 314 8, 314
n-1 = 19,950  0, 002.350.(15,5n11 1) = 19,950  0, 7.(15,5n1 1 1)

Sau khi chọn các giá trị của n ta thấy n = 1,367 thõa mãn điều kiện bài

tốn

5 )Áp suất cuối q trình nén P :

Áp suất cuối q trình nén P được xác định theo cơng thức :

P = P. ε = 0,085.15,51,367 = 3,607 (MPa)

6 )Nhiệt độ cuối quá trình nén T

Nhiệt độ cuối q trình nén T được xác định theo cơng thức

T = T. ε = 1,367 1 = 957,0 ( ºK )

350.15, 5

7 )Lượng môi chất công tác của quá trình nén M :

Lượng mơi chất cơng tác của q trình nén M được xác định theo công

thức :

M = M+ M = M. (1r ) = 1,41.(1+0,038) = 1,464

2.3 )Tính tốn q trình cháy :

1 )Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β :

Ta có hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β được xác định theo công thức :

β = = = 1+

Trong đó độ tăng mol ΔM = 0,2M của các loại động cơ được xác định theo công

thức sau:

ΔM = 0,2M = 0,21.(1-α)M + ( +  )

Đối với động cơ Diesel thì M H4  O32

SVTH : Nguyễn Đức Hồ Lớp ĐHOTOK15A5 8

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

HO 0,126  0, 004
 O 1 4 32 1 4 32 1, 0229
MO 2, 79.0, 495

2 )Hệ số thay đổi phân tư thưc tế β: ( Do có khí sót )

Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β được xác đinh theo công thức :

β = = 0, 038 1, 0229 1 0, 038 1, 0221

3 )Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z β : (Do cháy chưa hết )

Ta có hệ số thay đổi phân tư thực tế tại điểm z β được xác định theo

công thức :

β=1+ .χ

Trong đó

z  z 0,85  0, 9 0,94
b

  z  1  O  1.  z 1 1, 407  1 .0,94 1,37
1 r 1 0, 038

4 )Lượng sản vật cháy M :

Ta có lượng sản vật cháy M đươc xác định theo công thức :

M= M +ΔM = 0,2M = β. M = 1,407.0,67 = 0, 93
5 )Nhiệt độ tại điểm z T :
Đối với động cơ Diesel, tính nhiệt độ Tz bằng cách giải phương trình cháy
sau:

z .QH  mc 'v ..Tc z.mc"pzTz (3)

M1.(1 r )

Trong đó :- QH : nhiệt trị thấp của nhiên liệu , thông thường

tachọnQH 42,5.103 (KJ/kg.nl)

- mc pz " : là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được

xác định theo công thức: mc pz " 8,314  mcvz (4)

 0mcv"  ( z  r )  (1  z)mcv
" o " "
mcvz  r av bv.T z

 0( z  )  (1  z)
0

 mcpz ap  bp.Tz

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 9

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Hệ số tăng áp được chọn sơ bộ trong khoảng (1,5-2)

Giải (3),(4) ra ta được :T z =1287,213 ( oK )

6. Áp suất tại điểm z pz :

Áp suất tại điểm z pz được xác định theo công thức:

pz . pc (MPa)

Với :   z.T z 1,37.1287, 213 1,843 là hệ số tăng áp
Tc 957

+ p z 1,843.3, 607 6, 647 (MPa)

2.4 )Tính tốn q trình giãn nở :

1 )Hệ số giãn nở sớm ρ :

ρ = 1,37.1287, 213 1, 6.957 1,152

Thỏa mãn điều kiện ρ < λ

2 )Hệ số giãn nở sau δ :
Ta có hệ số giãn nở sau δ được xác định theo công thức :
δ = = 15,5 1,152 13, 455

3 )Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n :
n–1=

Trong đó :
T :là nhiêt trị tại điểm b và được xác định theo công thức :

T= = 13, 4551,2 1 1287, 213 765, 37 ( ºK )

Q :là nhiệt trị tính tốn
Đối với động cơ diesel Q= Q=42,5.103 (kJ/kgn.l)

 n2 1 8, 314

(0,9  0, 78).42500 0, 004
1, 41.(1 0, 038).1,392.(187, 213  13, 455) 19,95  2 .(1287, 213 13, 455)

 n2 1, 288

4 )Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T :

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 10

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

T= = 1,2881 1287, 213 608,88 ( ºK )

13, 455

5 )Áp suất cuối quá trình giãn nở p :

Áp suất cuối quá trình giãn nở P được xác định theo CT :

p = = 1,288 6, 647 0, 234 (MPa)

13, 455

6 )Tính nhiệt độ khí thải T :

T = T. 608,88.( 0,11 ) 1.45 1,451 481, 719 ( ºK )

0, 234

Ta tính được T =481,719(ºK

2.5 )Tính tốn các thơng số chu trình cơng tác :

1 )Áp suất chỉ thị trung bình p' :
Đây là đông cơ xăng áp suất chỉ thị trung bình P' được xác định theo

CT:

p' i = .   .(1 n2  1 1 )  1 .(1 n1 1 1 )
 n2  1  n1  1  

Qua tính tốn thực nghiệm ta tính được p' = 0,597 (MPa)

2 )Áp suất chỉ thị trung bình thực tế p :
Do có sự sai khác giữa tính tốn và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị

trung bình. Trong
thực tế được xác định theo công thức :
p= p' i .φ=0,597.0,934= 0,604 (MPa)
3 )Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g :
g= = 432.103.0,82.0,1 139,819 (g/kW.h)

1, 41.0, 604.297

4 )Hiệu suất chỉ thi η:
η = = 3, 6.103 0, 001%

139, 819.42500

5 )Áp suất tổn thất cơ giới P :

Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau

và được biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động
cơ.Ta có tốc độ trung bình của động cơ là :

V = = 0,18.1600 30 9, 6 (m/s)

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 11

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Vì đây là đơng cơ diesel nên τ = 4 ;i =6 , D= 150 mm và là buồng cháy
thống nhất :

P= 0,05+0,015.V= 0,05+0,015.9,6 = 0,165 (MPa)
6 )Áp suất có ích trung bình P :

Ta có cơng thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác
định theo CT : P = P – P =0,604-0,165=0,439 (MPa)

Ta có trị số P tính q trình nạp P (nạp) =0,44 va P=0,439 thì khơng
có sự chênh lệch nhiều nên có thể chấp nhận được

7 )Hiệu suất cơ giới η :
η = pe = 0, 439 0, 788

pi 0,557

8 )Suất tiêu hao nhiên liệu g :
g= = 139,819 0, 788 177, 401 (g/kW.h)

9 )Hiệu suất có ích η :
η = η .η = 0,788.0.001 = 0,00078

10 )Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D theo công thức :
D = (mm )

Mặt khác V = = 111.103.30.4 3,18 ( l )

0, 439.6.1600

D = 4.3,18 150, 017 (mm)

 .180

Ta có sai số so với đề bài là :0,017 (mm)
III ) Vẽ và hiệu đính đồ thị công :

Căn cứ vào các số liệu đã tính pr , p , p , p , p ,n, n, ε ta lập bảng tính
đường nén và đường giãn nở theo biến thiên của dung tích cơng tác V = i.V

V : Dung tích buồng cháy
V = = 3,18 15,5  1 0, 219 ( l )

p a =0,085 n1 =1,367
pb =0,234 n2 =1,288
pc 3,607  =15,5
pz =6,647  =1,152
Vh  Vh   1 =0,219

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 12

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

3.1 ) Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén :
- Phương trình đường nén đa biến :

P.V = const
Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường nén thì :

P. V = P .V
P = P. = P. =

n : Chỉ số nén đa biến trung bình n = 1,367
P : Áp suất cuối quá trình nén P = 3,607 ( MPa)

3.2 ) Xây dựng đường cong áp suất trên quá trình giãn nở :
- Phương trình của đường giãn nở đa biến :

P.V = const
Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường giãn nở thì :

P. V = P. V → P = P.
Ta có :  z.Tz 1,152

.Tc

V = ρ.V Vậy P = P. = = = P
n : Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n = 1,288

Quá trình nén Quá trình giãn nở

i Giá trị Giá trị Giá trị

i.Vc biểu diễn Pn = biểu diễn px  pz.(  )n2 biểu diễn

i

1 0,219 15,4 3,607 158,2 7,9758 349,8
 =1,152 0,252 17,7 2,9726 130,4
2 0,438 30,7 1,3984 61,3 6,647 291,5
3 0,657 46,0 0,8034 35,2
4 0,876 61,3 0,5422 23,8 3,2663 143,3
5 1,095 76,7 0,3996 17,5
6 1,314 92,0 0,3115 13,7 1,9375 85,0
7 1,533 107,3 0,2523 11,1
8 1,752 122,6 0,2102 9,2 1,3376 58,7
9 1,972 138,0 0,1789 7,8
10 2,19 153,3 0,1549 6,8 1,0035 44,0
11 2,409 168,6 0,136 6,0
12 2,628 184,0 0,1208 5,3 0,9734 42,7
13 2,847 199,3 0,1082 4,7
14 3,066 214,6 0,0978 4,3 0,6506 28,5
15 3,285 230,0 0,089 3,9
15,5 3,3945 273,6 0,0851 3,7 0,5478 24,0

0,4707 20,6

0,4109 18,0

0,3635 15,9

0,3249 14,2

0,2931 12,9

0,2664 11,7

0,2438 10,7

0,2337 10,3

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 13

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

3.3 ) Chọn tỷ lệ xích phù hợp và các điểm đặc biệt :
- Vẽ đồ thị P-V theo tỷ lệ xích : v = Vc  Vc 220 3,3945  0, 2913 220 0, 0141 dm3

/mm
 p = pz 250 6, 647 250 0, 0266

Ta có Vc  Vh   1  3,18 15.5  1 0, 219 ( l )
V = V + V = 0,219 + 3,18 = 3,399 ( l )
Mặt khác ta có : V = ρ. V = 1,152.0,219 = 0,2523 ( l )
3.4 ) Vẽ vòng trịn Brick đặt phía trên đồ thị cơng :

Ta chọn tỉ lệ xích của hành trình piton S là :
μ = = = 180 270 0, 667

Thông số kết cấu động cơ là :
λ = = = 180 2.320 0, 2813 ( mm )

Khoảng cách OO’ là :
OO’= = 0, 2813.90 2 12, 6563 ( mm )

Giá trị biểu diễn của OO’ trên đồ thị :
gtbd = = 12, 6563 0, 667 18,975 ( mm )

Ta có nửa hành trình của piton là :
R = = 1802 90 ( mm )

Giá trị biểu diễn của R trên đồ thị :
gtbd = = 90 0, 667 134,93 ( mm )

3.5 ) Lần lượt hiệu định các điểm trên đồ thị :
1 ) Hiệu đính điểm bắt đầu q trình nạp : (điểm a)
Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải β ,
bán kính này cắt đường trịn tại điểm a’ .Từ a’ gióng đường thẳng song song
với trục tung cắt đường P tại điểm a . Nối điểm r trên đường thải ( là giao
điểm giữa đường P và trục tung ) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá trình
thải sang quá trình nạp.

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 14

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2 ) Hiệu định áp suất cuối quá trình nén : ( điểm c’)
Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm (động cơ
điezel ) và hiện tượng đánh lửa sớm (động cơ xăng ) nên thường chọn áp suất

cuối q trình nén lý thuyết P đã tính. Theo kinh nghiệm, áp suất cuối quá
trình nén thực tế P’ được xác định theo công thức sau :

Đối với động cơ điezel :
P’ = P + .( P - P ) = 3,607 + .( 6,647- 3,607 ) = 4,6303 ( MPa ) Từ

đó xác định được tung độ điểm c’trên đồ thị công : yc’  4,6203 0,022744 186,0 (mm)

3 ) Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm c’’ )
Do hiện tương phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lý
thuyết tại điểm c’’. Điểm c’’ được xác định bằng cách .Từ điểm O’ trên đồ thị
Brick ta xác định được góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm θ, bán kính này
cắt vịng trịn Brick tại 1 điểm

. Từ điểm gióng này ta gắn song song với trục tung cắt đường nén tại điểm
c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’

4 )Hiệu đính điểm đạt P thực tế
Áp suất p thực tế trong quá trình cháy - giãn nở khơng duy trì hằng số

như động cơ điezel ( đoạn ứng với ρ.V ) nhưng cũng không đạt được trị số lý
thuyết như động cơ xăng. Theo thực nghiệm ,điểm đạt trị số áp suất cao nhất
là điểm thuộc miền vào khoảng 372° ÷ 375° ( tức là 12° ÷ 15° sau điểm chết
trên của quá trình cháy và giãn nở )

Hiệu định điểm z của động cơ diesel :
- Xác định điểm z từ góc 20º .Từ điểm O΄trên đồtrên đồ thị Brick ta xác định góc
tương ứng với 380º góc quay truc khuỷu ,bán kính này cắt vịng trịn tại 1
điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường P tại điểm z .
- Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở .

5 ) Hiệu định điểm 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 điểm b bằng cách : Từ điểm
O’trên đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm xupáp thải β,bán kính này cắt
đường trịn Brick tại 1 điểm.Từ điểm này ta gióng đường song song với trục
tung cắt đường giãn nở tại điểm b’.

6 ) Hiệu định điểm kết thúc quá trình giãn nở : ( điểm b’’ )

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 15

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế Pb thường thấp hơn áp suất cuối
quá trình giãn nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo cơng thức kinh
nghiệm ta có thể xác định được :

PbPr  12 .(Pb  Pr ) 0,11 12 .(0, 234  0,11) 0,172 (MPa)
Từ đó xác định tung độ của điểm b’’ là :

yc  pc  4, 6203 202, 74 p 0, 0227 ( mm )

Đồ thị công chỉ thị (được biểu diễn trên giấy A0)

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 16

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

p R, 180

OO



a,

pz Z

c  


( p-v ) b b

c,, b

r B
a
po
Vc V
a

0 Vc

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 17

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

PHẦN II : TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC

I ) Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học :

Các đường biểu diễn này đều vẽ trên 1 hồnh độ thống nhất ứng với hành

trình piston S = 2R .Vì vậy độ thị đều lấy hồnh độ tương ứng với V của độ
thị công ( từ điểm 1.V đến ε.V )
1.1 ) Đường biểu diễn hành trình của piston x = ƒ(α)α))

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau :
1 . Chọn tỉ xích góc : thường dùng tỉ lệ xích ( 0,6 ÷ 0,7 ) ( mm/độ )
2 . Chọn gốc tọa độ cách gốc cách độ thị cơng khoảng 15 ÷ 18 cm
3 . Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10° ,20° ,
…….180°
4 . Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm
10° ,20°,…….180° tương ứng trên trục tung của đồ thị của x = ƒ(α) ta
được các điểm xác định chuyển vị x tương ứng với các góc 10°,20°,…..180°
5 . nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ
x = f(α).
1.2 ) Đường biểu diễn tốc độ của piston v = f(α)α)) .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của píton v = f(α). Theo phương
pháp đồ thị vòng .Tiến hành theo các bước cụ thể sau:
1.Vẻ nửa vòng trịn tâm O bán kính R ,phía dưới đồ thị x = f(α). Sát mép
dưới của bản vẽ
2. Vẽ vịng trịn tâm O bán kính là Rλ/2
3. Chia nửa vòng trịn tâm O bán kính R và vịng trịn tâm O bán kính là
Rλ/2 thành 18 phần theo chiều ngược nhau .
4. Từ các điểm chia trên nửa vịng tâm trịn bán kính là 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 trên bán kính là Rλ/2 tại các điểm
a,b,c,….
5. Nối tại các điểm a,b,c,…. Tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc
độ piton 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 α đến đường cong a,b,c….

Đồ thị này biểu diễn quan hệ v = f(α) trên tọa độ độc cực

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 18

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Hinh 2.1: Dạng đồ thị v = f( )

1.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston j = f(α) x)
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê

ta vẽ theo các bước sau :
1.Chọn tỉ lệ xích μ phù hợp trong khoảng 30 ÷ 80 (m/s .mm )
Ở đây ta chọn μ = 80 (m/ s2 .mm )
2.Ta tính được các giá trị :
- Ta có góc :
ω = = 3,14.1600 30 167 (rad/s)
- Gia tốc cực đại :
j max = R.ω .( 1 + λ ) = 0, 09.1672.(1 0, 2813) 3216, 0758 ( m/ s)

Vậy ta được giá trị biểu diễn j là :
gtbd = = 3216,0758 55 58 ( mm )

-Gia tốc cực tiểu :
j = –R.ω.( 1– λ ) =  0, 09.1672.(1 0, 2813)  1803,944 ( m/s )

Vậy ta được giá trị biểu diễn của j là :

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 19

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

gtbd = = 1803,944 55 33 ( mm )
-Xác định vị trí của EF :

EF = –3.R.λ.ω =  3.0, 09.0, 2813.1672  2118,1974 ( m/s )
Vậy giá trị biểu diễn EF là :

gtbd = =  2118,1794 55  39 ( mm )
3. Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC = j , từ điểm B tương ứng
điểm chết dưới lấy BD = j , nối CD cắt trục hoành ở E ; lấy EF = –3.R.λ.ω về
phía BD Nối CF với BD ,chia các đoạn này làm 8 phần , nối 11, 22, 33 …Vẽ
đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33 …ta được đường cong biểu diễn
quan hệ j = ƒ(x

SVTH : Nguyễn Đức Hoà Lớp ĐHOTOK15A5 20