tính toán kiểm nghiệm bền chi tiết xécmăng khí của động cơ zil 130

Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Phần I
giới thiệu chung về động cơ ZIL 130
1. Giới thiệu chung:
Động cơ ZIL-130 là loại động cơ xăng 4 kỳ, tạo hỗn hợp bên ngoài thông qua bộ
chế hòa khí, đốt cháy hỗn hợp cỡng bức bằng tia lửa điện sinh ra ở nến điện của của hệ
thống đánh lửa.
Động cơ Zil-130 là loại động cơ có 8 xi lanh, đợc bố trí thành 2 hàng hình chữ V
đợc làm mát bằng không khí và nớc. Bố trí các xi lanh hình chữ V có u điểm là có thể
tăng đợc số xi lanh công tác nhng lại không làm tăng chiều dài của động cơ đồng thời
hạ thấp trọng tâm của động cơ. Qua việc hạ thấp chiều cao của động cơ, việc bố trí động
cơ trong khoang động lực rất thuận lợi, bên cạnh đó tàm nhìn của lái xe cũng không bị
hạn chế.
Kết cấu các cụm tổng thể của động cơ Zil-130 đợc thể hiện trên hình 1
2. Kết cấu động cơ Zil-130:
2.1 Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền:
Gồm 2 nhóm chi tiết chính:
+ nhóm các chi tiết cố định
+ nhóm các chi tiết chuyển động
2.1.1 Nhóm chi tiết cố định:
a. Khối thân xi lanh:
Là chi tiết chính có khối lợng lớn nhất trong các chi tiết của động cơ. Nhiệm vụ
của khối thân xi lanh là tạo vị trí gá lắp cho các chi tiết khác nh trục khuỷu, trục cam, xy
lanh, nắp máy, Ngoài ta khối thân xi lanh cùng với cácte tạo thành khoang chứa dầu
bôi trơn, cùng với nắp máy, lót xi lanh tạo thành khoang chứa nớc làm mát cho động cơ.
Khối thân xi lanh của động cơ Zil-130 đợc chế tạo bằng gang xám, có kết cấu
thân chịu lực.
Kết cấu khối thân xi lanh đợc thể hiện trên hình 2
b. ố ng lót xi lanh:
Động cơ Zil-130 sử dụng ống lót kiểu "ớt". Nghĩa là bề mặt ngoài của ống lót tiếp
xúc trực tiếp với nớc làm mát.

Sử dụng ống lót ớt có u điểm rất lớn là hiệu suất làm mát cao, dễ dàng thay thế và
sửa chữa.
Kết cấu ống lót xi lanh thể hiện trên hình 2.
Bề mặt công tác của ống lót xilanh sẽ tạo thành bề mặt dẫn hớng cho pittông.
c. Nắp xilanh:
Nắp máy đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm AL-4.
Nắp máy đợc dùng để đậy kín phía trên của xi lanh và kết hợp với xi lanh tạo nên
buồng cháy.
Nắp máy còn là nơi gá lắp các chi tiết khác nh: xupáp, giàn cò mổ, tạo ra các rãnh
để đa hỗn hợp vào xi lanh và các đờng thải để thải sản phẩm cháy ra bên ngoài.
Nắp máy và khối thân xi lanh đợc cố định với nhau bởi các bu lông, giữa chúng
có đệm làm kín.
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 1
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Kết cấu của nắp máy đợc thể hiện trên hình 2.
2.1.2. Nhóm chi tiết chuyển động:
a. Pít tông:
Đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm nhằm giảm khối lợng và lực quán tính.
Cấu tạo chính của pittông gồm 3 phần chính: đỉnh pittông, đầu pittông và thân pittông.
Đỉnh pittông cùng với nắp xilanh tạo thành buồng cháy ở đầu pittông có tiện rãnh
để lắp vòng găng.Thân pittông có 2 vấu có lổ để lắp chốt pittông. Để cải thiện sự mài rà
giữa pittông với ống lót xilanh và ngăn ngừa thân pittông khỏi bị xớc ngời ta phủ lớp
thiếc. Kết cấu cụ thể pittông đợc thể hiện trên (hình 6).
b. Các xécmăng:
Trên pittông đợc lắp 2 loại xécmăng là xécmăng khí và xécmăng dầu. Các
xécmăng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy của động cơ và để dẫn nhiệt từ đỉnh
pittông ra thành ống lót xilanh. Xécmăng dầu có nhiệm vụ san đều dầu trên bề mặt làm
việc và gạt dầu bôi trơn thừa từ mặt gơng xilanh về cácte. Khi lắp vào píttông miệng
vòng găng khí phải lệch nhau 90
0

kết cấu vòng găng đợc thể hiện trên (hình7)
c. Chốt pittông:
Có nhiệm vụ nối pittông với đầu nhỏ thanh truyền. Chốt pittông đợc chế tạo bằng
thép hợp kim, có dạng hình trụ rỗng, mặt ngoài đợc gia công tinh luồn qua bạc đầu nhỏ
thanh truyền và gối lên 2 bệ chốt của pittông. Chốt pittông đợc lắp kiểu bơi, 2 đầu chốt
có 2 khóa hãm để hạn chế dịch chuyển dọc trục. Chốt pittông đợc lắp căng trên bệ chốt,
do đó khi lắp cần phải nung nóng pittông trong dầu 80 đến 90
0
C.
d. Thanh truyền:
Có nhiệm vụ nối pittông với chốt khuỷu của trục khuỷu và truyền lực khí thể từ
pittông cho trục khuỷu từ hành trình giản nở và ngợc lại ở các hành trình
nạp,nén,thải.Kết cấu thanh tryuền đợc thể hiện trên (hình 8).Trong quá trình làm việc
thanh truyền thực hiện 2 chuyển động phức tạp:
Tịnh tiến dọc theo đờng tâm xilanh.
Chuyển động lắc tơng đối so với trục của chốt.
Trên thân và nửa dới có đánh dấu khi lắp thì phải chú ý mặt có dấu quay về phía
đầu động cơ.
Trong lắp ráp để đảm bảo cân bằng, khối lợng của thanh truyền chênh lệch không
quá 6 đến 8 gam.
e.Trục khuỷu:
Có nhiệm vụ truyền lực khí thể từ pittông, lực quán tính của các khối lợng chuyển
động tịnh tiến và quay của các chi tiết cơ cấu thanh truyền, sau đó tạo momen quay.
Trục khuỷu đợc chế tạo bằng vật liệu có độ bền cao.
Các cổ khuỷu đợc làm rỗng tạo thành nhữmg khoang để chứa cặn bẩn của dầu
nhờn. Khi động cơ làm việc dới tác dụng của lực li tâm,những phần tử nặng trong dầu và
cặn bẩn do mài mòn các chi tiết máy, lắng đọng trong các khoang đó. Khi tháo mở động
cơ ngời ta mở nút (2) ra để thải bỏ cặn bẩn và cọ rửa sạch.
Tải trọng dọc trục khuỷu tác động lên vòng đệm chặn dầu trục khuỷu,kết cấu trục
khuỷu đợc thể hiện trong hình 9.

GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 2
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
f. Bánh đà:
Bánh đà có nhiệm vụ đẩy pittông ra khỏi các điểm chết, đảm bảo trục khuỷu của
động cơ quay đồng đều khi làm việc ở chế độ không tải, đảm bảo dể khởi động động cơ,
giảm tải tức thời khi xe bắt đầu khởi hành và truyền momen cho cầu xe ở mọi chế độ.
Bánh đà đợc chế tạo bằng gang và đợc cân bằng động cùng với trục khuỷu.
Bánh đà đợc lắp với mặt bích của trục khuỷu nhờ các bulông.
Trên vành bánh đà có ép một vành răng dùng để khởi động động cơ (bằng động
cơ diện), trên vành bánh đà còn có các dấu để xác định điểm chết trên của xilanh thứ
nhất khi đặt góc đánh lửa.
2.2. Cơ cấu phối khí:
Cơ cấu phối khí đảm bảo điền đầy hỗn hợp khí cháy vào xilanh động cơ đúng lúc
và thải hết khí đã cháy ra khỏi xilanh. Cơ cấu bao gồm các bộ phận chính sau: Trục cam,
con đội, đũa đẩy, xupáp, trục cò mổ và cò mổ. Sơ đồ cơ cấu đợc thể hiện trên (hình 10).
2.2.1 Trục cam:
Trục cam của cơ cấu phối khí đợc bố trí trong khoang giữa 2 dãy xilanh có nhiệm
vụ đóng và mở xu páp đúng thời điểm, ngoài ra trục cam còn có nhiệm vụ dẫn động bơm
xăng, bơm dầu, bộ chia điện.
Trên trục cam bố trí các cam dẫn động cho 16 xupáp của cả 2 dãy xilanh.
Trên trục cam có lắp răng dẫn động, bánh răng này thờng xuyên ăn khớp với bánh
răng đầu trục khuỷu, số răng của bánh răng 1 nhiều gấp dôi số răng của bánh răng lắp
trên đầu trục khuỷu. Các biên dạng của các vấu cam 6,7 giống nhau, các vấu cam cùng
tên đợc bố trí lệch pha nhau một góc 45
0
. Tính từ đầu trục cam đờng kính của cô 4 nhỏ
dần để thuận lợi trong việc lắp ghép.
Kết cấu trục cam đơc giới thiệu trên (Hình 10).
2.2.2. Xu páp của cơ cấu phối khí
a. Xu páp thải:

Có nhiệm vụ khi mở để cho toàn bộ sản phẩm cháy đợc thải ra bên ngoài và khi
đóng cùng với xu páp hút làm kín cho buồng cháy.
Xu páp thải của động cơ làm việc trong điều kiện nhiệt độ rất cao, từ 600 đến
800
0
C, do đó ngoài vật liệu chế tạo đảm bảo độ bền cao thì kết cấu của chúng phải có
biện pháp nâng cao tuổi thọ.
Để dẫn nhiệt tốt hơn từ tán xu páp thải ra ngoài ngời ngời ta sử dụng phơng pháp
làm mát cho su páp bằng Natri. Nghĩa là thân xu páp phải làm rỗng và 3/4 thể tích rỗng
đó chứa Natri kim loại. Natri có hệ số dẫn nhiệt cao và sôi ở nhiệt độ thấp (98
0
c). Khi
động cơ làm việc Natri lỏng, sau đó sôi sẽ điền đầy thể rỗng của thân xu páp, qua ống
dẫn hớng của nắp xilanh và truyền nhiệt cho nớc làm mát.
Ngoài ra, để mòn đều bề mặt tiếp xúc giữa mặt nghiêng của xu páp và đế xupáp đ-
ợc lắp cơ cấu tự quay xupáp.
Kết cấu xupáp và cơ cấu quay xupáp xả đợc thể hiện trên (hình 11).
Trong cơ cấu phối khí, khe hở nhiệt xupáp rất quan trọng, khe hở phải điều chỉnh
đạt từ 0,25 0,30 mm.
b. Xu páp nạp:
Nhiệm vụ là nạp hỗn hợp vào xilanh của động cơ (khi xu páp mở), tán của xu páp
rộng hơn tán của xu páp thải.
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 3
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Kết cấu của xupáp nạp cũng tơng tự nh xupáp thải nhng một số điểm khác nh thân đợc
chế tạo đặt, có chụp cao su ngăn dầu không cho dàu chảy vào buồng cháy và không bố
trí cơ cấu xoay xupáp.
2.2.3.Dẫn động trục cam-truyền động cơ cấu phối khí.
a. Dẫn động trục cam:
Trục cam đợc dẫn động từ trục khuỷu thông qua truyền động bánh răng, đợc thể

hiện trên hình 12. Các bánh răng dẫn động phải ăn khớp với nhau ở một vị trí xác định
để đảm bảo pha phối khí và thứ tự làm việc của động cơ. Do đó khi lắp động cơ sửa chữa
các bánh răng ăn khớp theo dấu (2), các dấu này đợc đánh dấu trên bánh răng trục cam
và báng răng trục khuỷu.
b.Truyền động cơ cấu phối khí:
Có tác dụng truyền lực từ các vấu cam để thực hiện đóng mở các xu páp nạp và
thải theo thứ tự pha phối khí. Các chi tiết đợc truyền động đợc thể hiện trên hình 13. Lực
từ vấu cam 10 của trục cam đợc truyền qua con đội 9, qua đũa đẩy 19, bu lông điều
chỉnh 7, cò mổ 17. Xupáp 2 để nâng cao khỏi đế xu páp 1. Khi động cơ làm việc than
xupáp chuyển động tịnh tiến trong ống dẫn hớng 3. Lò xo 4 dùng để hồi vị xupáp sau
khi con đội 9 trợt khỏi vấu cam. Các móng hãm 4 dùng để giữ lò xo.
2.3 Hệ thống cung cấp nhiên liệu:
2.3.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống:
Sơ đồ bố trí chung của hệ thôngđợc thể hiện trên hình.
Khi bơm xăng 1 làm việc, xăng từ thùng chứa 4 đợc hút qua lới lọc 9, theo đờng
dẫn qua khóa 12 vào cốc lọc thô. ở đây, xăng đợc lọc các tạp chất và nớc, ròi theo ống
dẫn vào bơm xăng vào cốc lọc tinh để tiếp tục lọc các tạp chất có kích thớc nhỏ, sau đó
xăng đợc đa vào bộ chế hòa khí.
2.3.2 Bộ chế hòa khí K88 AM:
Có nhiệm vụ tạo hỗn hợp hòa trộn giữa xăng và không khí theo một tỷ lệ nhất
định để cung cấp cho động cơ là việc ở các chế độ khác nhau.
Kết cấu cụ thể của bộ chế hòa khí K88 AM đợc thể hiện trên hình.
Khi khởi động, phải đóng bớm gió lại, thông qua các tay đòn và thanh kéo nối
liền bớm gió với trục bớm ga, bớm ga cũng mở nhỏ, tạo nên độ chân không lớn sau bớm
ga có tác dụng hút nhiên liệu từ trong đờng dẫn ra họng khuếch tán. Do tác dụng của
dòng không khí di chuyển, cộng thêm độ chân không cao, xăng bay hơi nhanh, hòa trộn
với không khí, tạo thành hỗn hợp, cung cấp cho động cơ thông qua đờng nạp. Khi
làm việc ở chế độ không tải, bớm ga chỉ mở nhỏ, độ chân không tại họng khuếch tán
nhỏ, xăng không thể phun qua đờng phun của hệ thống phun chính đợc. Khi đó độ chân
không của khoang bớm ga rất lớn, thông qua hệ thống rãnh không tải, xăng đợc hút qua

gíchlơ không tải và phun ra các lỗ bố trí tại họng khuếch tán. Ngoài ra còn có các lỗ cho
phép chuyển từ chế độ không tải sang chế độ có tải ổn định.
Khi tăng tốc đột ngột thì bớm ga mở nhanh, đồng thời qua hệ thống cần pittông
của bơm nhiên liệu bổ sung sẽ đi xuống, cung cấp thêm nhiên liệu vào đờng nạp.
Khi làm việc ở chế độ tải trung bình và chế độ toàn tải, hệ thống phun chính làm
việc, dòng nhũ tơng của chế độ không tải giảm dần, độ chênh lệch áp suất trong họng
khuếch tán lớn, hỗn hợp nhiên liệu đợc hút qua gíclơ toàn tải. ở chế độ toàn tải, quá
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 4
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
trình làm việc của động cơ yêu cầu hỗn hợp đậm hơn, việc này đợc giải quyết nhờ cơ
cấu làm đậm,
2.3.3 Bộ hạn chế tốc độ tối đa:
Khi động cơ làm việc số vòng quay cao hơn số vòng quay cho phép thì sự mài
mòn các chi tiết của cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền, tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn sẽ
tăng lên. Trên động cơ -130 có một cơ cấu dùng để hạn chế tốc độ của trục khuỷu.
Kết cấu của bộ hạn chế tốc độ đợc thể hiện trên hình.
Khi số vòng quay của động cơ còn nằm trong giới hạn cho phép, khoang trên của
màng 7 đợc thông với khoang không khí của bộ chế hòa khí qua đờng ống 13, lỗ 22 đuôi
trục, lỗ của đế van 26 và đờng ống 12 áp suất của khoang trên B và khoang dới A cân
bằng nhau. Cơ cấu cha có tác dụng gì đối với bớm ga.
Khi số vòng quay của động cơ đạt đến số vòng quay giới hạn cho phép, van 25
đóng lại, đế van 26 khoang B đợc thông với khoang không khí của bộ chế hòa khí. Dới
tác dụng của sự chênh lệch áp suất giữa khoang A và khang B, màng 7 đợc đẩy lên phía
trên và thông qua cần 8 làm xoay bớm ga 1 về hớng đóng hẹp lại, hạn chế việc tiếp tục
tăng lợng nhiên liệu đa vào nạp cho động cơ.
2.3.4 Bơm xăng:
Động cơ Zil 130 lắp bơm xăng B10, dùng để đa xăng từ thùng chứa qua cốc lọc,
đến bộ chế hòa khí, đảm bảo đủ về số lợng theo yêu cầu làm việc của động cơ.
Kết cấu của bơm xăng đợc thể hiện trên hình.
Bơm xăng đợc dẫn động từ trục khuỷu, khi đũa đẩy tác dụng lên cần bơm, kéo

màng nén lò xo đi xuống. Lúc này, cửa hút 13 mở ra để hút xăng từ thùng vào khoang
hút. Khi vấu cam trên bánh lệch tâm tiếp xúc với đũa đẩy ở gờ thấp, lò xo 11 giãn ra và
đẩy màng bơm 5 cùng với cán 10 đi lên, nén xăng trong khoang phía trên màng bơm,
các van đẩy 3 đợc mở ra, cung cấp xăng qua khoang đẩy vào bầu xăng của bộ chế hòa
khí. Trong trờng hợp xăng trong bầu xăng của bộ chế hòa khí còng đủ thì bơm sẽ làm
việc ở chế độ không tải. Cần bơm 8 dùng để bơm mồi nhiên liệu trớc khi khởi động
động cơ.
2.3.5 Bầu lọc thô:
Có nhiệm vụ lọc sạch tạp chất và nớc lẫn trong xăng trớc khi đa xăng đến bộ chế
hòa khí, do đó tránh đợc hiện tợng tắc bộ chế hòa khí.
Kết cấu đợc thể hiện trên hình
Xăng đi theo chiều mũi tên, vào chứa trong bầu lọc, sau đó xăng qua các tấm lọc
kim loại, các tạp chất và nớc lã bị lọc lại và lắng xuống, xăng đã đợc lọc sạch đi theo đ-
ờng xăng ra để tới bộ chế hòa khí. Khả năng của bầu lọc có thể lọc đợc các hạt có kích
thớc đến 0,05 mm
2.3.6 Cốc lọc lắng:
Có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất có kích thớc nhỏ đã đi qua đợc bầu lọc thô.
Kết cấu của cốc lọc lắng đợc giới thiệu trên hình.
Xăng đợc đa từ bơm xăng vào trong cốc lọc rồi xăng thẩm thấu qua các phần tử
lọc vào trong lòng cốc 6 chảy theo đờng xăng ra, cặn bẩn đợc giữ lại ở phần tử lọc.
2.3.7 Bầu lọc không khí:
Có nhiệm vụ lọc sạch không khí cung cấp cho động cơ và giảm ồn trong quá trình
nạp. Bầu lọc không khí của động cơ Zil 130 là loại lọc dầu - quán tính.
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 5
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Khi động cơ làm việc, không khí bẩn đợc hút qua miệng hút 7, qua lỗ dẫn không
khí hớng thẳng xuống đáy và vào vòng hắt dầu. Sau đó không khí đi tiếp qua các phần tử
lọc, bụi đợc giữ lại một phần nữa và cuối cùng, không khí đi qua ống cao su dẫn vào
trong họng khuếch tán của bộ chế hòa khí.
2.4 Hệ thống làm mát:

2.4.1 Sơ đồ làm việc của hệ thống làm mát:
Khi động cơ làm việc, nhiệt độ các chi tiết của nó cần phải nằm trong giới hạn
cho phép, nếu nhiệt độ các chi tiết quá cao có thể dẫn đến cháy vật liệu (pit tông, xupáp)
sự giãn nở nhiệt lớn dẫn tới bó kẹp các chi tiết, cháy dầu bôi trơn, làm giãm chất lợng
nạp của động cơ. Ngợc lại nếu nhiệt độ quá thấp sẽ làm giảm quá trình bay hơi tạo hỗn
hợp và tăng các tổn thất nhiệt trong mài mòn các chi tiết của động cơ.
nhiệt độ nớc tốt nhất nằm trong giới hạn 80 ữ 90
0
C. Do đó để duy trì nhiệt độ ổn định
cần phải có hệ thống làm mát của động cơ, trên động cơ ZIL-130 ngời ta sử dụng hệ
thống làm mát bằng nớc để lu thông tuần hoàn cỡng bức bằng bơm nớc. Sơ đồ hệ thống
đợc giới thiệu trên (hình 20). Tuỳ thuộc vào trạng thái nhiệt của động cơ sự tuần hoàn
của nớc trong hệ thống thực hiện theo vòng lớn hoặc vòng nhỏ và đợc bảo đảm bằng
bơm nớc 2 dẫn động từ puly trục khuỷú thông qua đai truyền. Khi trạng thái nhiệt làm
việc của động cơ bình thờng thì nớc làm mát sẽ tuần hoàn theo vòng lớn, trong trờng hợp
này van hằng nhiệt 5 sẽ mở và nớc qua đoạn ống cao su đến phần trên của két làm mát 1
và theo ống trao đổi nhiệt xuống phần dới. Nớc qua két đợc làm nguội bằng không khí
do quạt cung cấp và do dòng không khí sinh ra khi ôtô chuyển động. Lợng không khí
qua két đợc điều chỉnh bằng cửa chớp. Nớc đợc làm nguội theo đờng ống dới đợc hút trở
lại bơm và sau đó đẩy vào động cơ, khi nhiệt độ nớc còn thấp (<72
0
C) thì sự tuần hoàn
của nớc sẽ thực hiện theo vòng nhỏ. Trong trờng hợp này nớc không qua két làm mát bởi
van hằng nhiệt 5 đóng, mà qua đờng ống 4 trở lại bơm và vào áo nớc để đảm bảo sấy
nóng nhanh động cơ. dần dần nhiệt độ nớc làm mát tăng van hằng nhiệt mở ra và nớc lu
thông theo vòng tuần hoàn lớn.
2.4.2 Các cụm chính của hệ thống làm mát:
a. Bơm n ớc:
Bơm nớc kiểu bơm ly tâm có dùng cung cấp nớc tuần hoàn trong hệ thống làm
mát động. Bơm nớc đợc bố trí phía đầu động cơ dẫn động từ trục khuỷu qua dây đai.

Kết cấu bơm nớc đợc thể hiện trên (hình 21).
Khi bơm làm việc, nớc từ rãnh dẫn nớc chảy qua cánh bơm 7, sau đó dới tác dụng
của lực ly tâm nớc đợc hắt qua thành vỏ 8 qua rãnh nớc vào áo nớc xilanh.
b. Két làm mát (bộ tản nhiệt):
Két nớc là một thiết bị trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt từ nớc làm mát cho
dòng không khí chuyển động qua.
Trên (hình 22) giới thiệu két làm mát.
Khi nớc từ trong áo nớc của động cơ đa vào két mát , nhiệt độ của nớc truyền qua
ống dẫn nớc ra các cánh tản nhiệt 1 và truyền ra ngoài không khí. Không khí nóng đợc
quạt gió đẩy ra khỏi động cơ và nhờ vậy nớc qua két làm mát nhiệt độ giãm xuống. Khi
áp suất trong két mát lớn hơn qui định van hơi 3 đợc mở ra và hơi sẽ thoát ra theo ống 5.
Ngợc lại khi áp suất nớc trong hệ thống thấp , van không khí 4 đợc mở ra để tránh biến
dạng các đờng ống nớc do chênh lệch áp suất.
c. Van hằng nhiệt:
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 6
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Van hằng nhiệt có nhiệm vụ nâng nhanh nhiệt độ sấy nóng và tự động duy trì chế
độ của động cơ trong giới hạn cho phép.
Kết cấu van hằng nhiệt đuợc giói thiệu trên (hình 23)
Khi nhiệt độ nớc nhỏ hơn 72
0
C thì chất giãn nở rắn cha sôi van 4 đóng nớc đi
theo vòng tuần hoàn nhỏ khi nhiệt độ nớc làm mát đạt 72
0
2
0
C thì chất giãn nở rắn sôi
và giãn nở , đẩy màng cao su 9 và làm cho cán 5 đi lên tác dụng làm mở van 4, khi nhiệt
độ nớc đạt 83
0

2
0
C thì van đợc mở hoàn toàn, do đó nớc đi theo vòng tuần hoàn lớn.
Nhiệt độ 68 ữ 85
0
C tiết diện của van sẽ thay đổi làm thay đổi lợng nớc qua két duy trì
chế độ nhiệt ổn định cho động cơ.
2.5. Hệ thống bôi trơn
2.5.1 Sơ đồ hệ thống bôi trơn và làm việc của hệ thống;
Hệ thống bôi trơn làm giảm bề mặt tiếp xúc và giảm các tổn hao cơ khí do ma sát
giữa các chi tiết chuyển động tơng đối với nhau. Ngoài ra dầu bôi trơn còn có nhiệm vụ
dẫn nhiệt từ các bề mặt ngoài tiếp xúc ra ngoài và chống gỉ cho chúng.
Trong động cơ sử dụng phơng pháp bôi trơn cỡng bức kết hợp với vung té. Sơ đồ
hệ thống bôn trơn đợc thể hiện trên (hình 24).
Trong hệ thống bôi trơn dầu từ đáy dầu đợc hút qua phao lọc dầu 13 và sau đó
theo rãnh 4 đến đầu lọc ly tâm 6 cung cấp đến hộp phân phối đầu 5, từ 5 đi theo rãnh trái
15 và rãnh phải 8 khoan dọc trục hai phía bên ngoài blốc. Từ rãnh 15 dầu đợc cung cấp
tới các ổ đỡ cổ trục khuỷu sau đó theo các rãnh 14 trong lòng trục khuỷu đến bề mặt bạc
cổ khuỷu, đến ổ đỡ cuối cùng của trục cam, dầu từ hộp phân phối 5 cung cấp trực tiếp
đến 4 ổ đỡ, còn lại dầu đợc cung cấp theo rãnh từ ổ đỡ cổ trục khuỷu. Trong ổ đở đầu
tiên của trục cam có rãnh, qua đó dầu đợc cung cấp đến mặt bích tỳ vào sau đó chảy lên
bánh răng trục cam. Trong cổ trục giửa các trục cam đợc khoang lỗ nghiêng 400. khi các
lỗ đó quay trùng với các lố blốc, dầu sẽ theo rãnh lên bôi trơn cho các chi tiết gồm cò
mổ khuỷu, dầu sẽ qua đó phun lên mặt gơng xilanh, sau đó dầu đợc vét qua các lố trong
rảnh vòng găng dầu đi bôi trơn cho chốt pittông. Cơ cấu khuỷu trục- thanh truyền của
máy nén khí 7 đợc bôi trơn theo phơng pháp vung té. Dầu đợc cung cấp theo đờng ống 8
và trở về theo đờng ống 10.
2.5.2. Các cụm chính của hệ thống bôi trơn:
a. Bơm dầu:
Cung cấp dầu áp suất cao đa vào đờng dầu chính đi bôi trơn và đến két mát dầu.

Kết cấu bơm dầu đợc thể hiện trên (hình 25). Khi bơm dầu làm việc dầu từ cácte đợc hút
vào khoang chân răng của các bánh răng, sau đó di chuyển vào vỏ 4 và 9 vào khoang
đẩy để đến bầu lọc ly tâm và két mát dầu, áp suất cần thiết ngăn trên tạo ra đợc di trì ở
giá trị xác định bằng van tiết lu, khi áp suất tăng lên (ví dụ bầu lọc ly tâm bị tắc) van tiết
lu mở và dầu từ khoang đẩy, lại quay trở lại một phần về khoang hút của bơm. Van mở
khí áp suất cao hơn 3,2 KG/cm
2
. Ngăn dới của bơm cung cấp dầu vào két làm mát dầu,
áp suất duy trì từ 1,2 ữ 1,5 KG/cm
2
, nhờ van bi 14. khi áp suất lớn, van mở để tránh vỡ
các đờng ống của két làm mát dầu.D
b. Bầu lọc ly tâm:
Bầu lọc có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất cơ học do mài mòn các chi tiết của
đông cơ, các loại bụi từ không khí lẫn vào và các sản vật cháy có chứa trong dầu. Khi
lọc lắp trên động cơ ZIL-130 là loại bầu lọc ly tâm toàn phần. Kết cấu bầu lọc đợc giới
thiệu trên (hình 26) khi dầu cung cấp vào rãnh 25 vào trong lòng ống ngăn cách 7, ở đây
một phần dầu sẽ qua lới lọc 5 phun qua 2 lỗ phun 1 theo hớng ngợc chiều nhau để tạo
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 7
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
thành phản lực quay rôto 3. rôto 3 đợc quay với vận tốc 5000 ữ 6000vg/ph dới tác dụng
của lực ly tâm các tạp chất trong dầu sẽ văng ra bám trên thành nắp chụp 8, dầu sạch
qua các lỗ hớng kính của trục 9 đi vào trong lòng ống rãnh 18 vào rãnh 26 đến hộp phân
phối dầu. Trên rãnh 26 đợc lắp van tiết lu 23, van sẽ mở khi bầu lọc bị tắt để cung cấp
dầu trực tiếp vào đờng dầu chính của động cơ.
c. Két mát dầu:
ở chế độ nhiệt làm việc ổn định của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn cần nằm
trong giới hạn 85 ữ 90
0
C. Trong sử dụng do nhiệt độ của không khí môi trờng tơng đối

cao, do động cơ thờng làm việc ở chế độ phụ tải cao, thời gian đầu của nhiệt độ của dầu
bôi trơn sẽ vợt quá giới hạn trên và do đó phải làm mát, trong hệ thống bôi trơn của
động cơ sử dụng két làm mát dầu kiểu ống ngoài có các rãnh tản nhiệt làm mát bằng
không khí và bố trí trớc két ớc cùng động cơ.
d. Bộ phận thông gió của cácte:
Trong quá trình làm việc của động cơ, khí cháy lọt qua khe hở giữa xéc măng và
thành xilanh, khe hở thanh đẩy và xu páp với bạc của nó để vào các te trong khí cháy
gồm có hơi nớc, khí sunfua, hơi nhiên liệu hơi nớc sẽ ngng tụ trong cacte làm sủi bọt
dầu tạo nhủ tơng quánh và nhờn, khí sunfuarơ (H
2
SO
3
) sẽ kết hợp với hơi nớc tạo thành
axit sunfuarít, axit sunfuarơ. Những axit này lẫn vào dầu nhờn đi lên các bề mặt ma sát
và ăn mòn các bề mặt này. Vì vậy sẽ cho thoát những hơi trên. Động cơ sử dụng thông
gió loại kín gọi là hệ thống thông gió cỡng bức. Kết cấu đợc trình bày trên (hình 27).
Khí từ cácte đợc hút qua vòm giữa đầu 2 van 3 và đoạn ống 4 vào đờng ống nạp của
động cơ và cuối cùng với đờng ống nạp vào xilanh của động cơ.
2.5.6. Bộ s ởi nóng động cơ:
Dùng để giảm nhẹ việc khởi động máy trong điều kiện không khí bên ngoài thấp
(-25
0
C) bộ sởi nóng gồm có nồi hơi với ống nối dẫn hớng, quạt điện, nhiên liệu ,van kiểu
điện từ, nến điện nung nóng, bàn điều khiển và các đờng ống khoang trống của nồi hơi
thờng xuyên thông với áo nớc làm mát của động cơ. Để sởi sởi nóng động cơ, mở van
thùng nhiên liệu, đặt núm chuyển mạch trên bàn điều khiển vào vị trí thứ nhất để nối
thông nồi hơi khoảng 30 ữ 50 giây. Sau khi thổi đặt núm chuyển mạch vào vị trí số 0, tr-
ớc khi đổ nớc vào bộ sởi nóng phải kiểm tra xem có tốt không bằng cách mở công tắt
nến điện. Sau khi bốc cháy và bộ sởi nóng làm việc ổn định thì đóng công tắt nến điện
và sau 30 giây thì đóng bộ sởi nóng bằng cách di chuyển núm về vị trí 0. Đổ nớc vào,

vặn nắp vào miệng đổ nớc và lại khởi động bộ hâm nóng. Khi hơi xuất hiện ra miệng đổ
nớc của két nớc thì cắt bộ sởi nóng bằng cách di chuyển núm về vị trí 1 và khoá vòi
thùng nhiên liệu, sau 30 giây đẩy núm về vị trí 0.
khi sử dụng bộ sởi nóng, cần giữ gìn động cơ sạch sẽ , không để dò chảy xăng dầu chỉ
đổ nhiên liệu vào thùng khi sử dụng bộ sởi nóng. Xe ôtô để trong nhà xe không sử dụng
bộ sởi nóng tránh ô nhiễm.
1 Mã hiệu động cơ Đơn vị
-130
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 8
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
2 Loại động cơ Xăng 4 kỳ
3 Số xy lanh 8
4 Cách bố trí xy lanh
Thành 2 dãy hình chữ
V góc nhị diện 90
0
5 Trình tự làm việc của các xy lanh 1-5-4-8-6-3-7-2
6 Đờng kính xylanh và hành trình của pit tông mm 100 x 95
7 Tỷ số nén

6,5
8 Công suất định mức(Ne) [kW] [ml] 110,4 150
9 Số vòng quay của trục khuỷu V/ph 3200
a
0,9377 0,85
b
1,0589 à
nl
110
c

0,9966 M
o
0,505952






kgnl
Kmol

v
0,77 M
t
0,43006






kgnl
Kmol
p
r
0,11
[MPa]
M
1

0,43915






kgnl
Kmol
T
r

1000
0
K M
2
0,480997






kgnl
Kmol
T
0
24
0
C 297

0
K
o
1,09529
p
o
0,103
[MPa]
1,08865

r
0,074896

z
0,85
T 18
0
K
Q
T
9107,143
T
a
362,729
0
K Q
T
44000
p
a

0,088099
[MPa]
T
z
2610,813
0
K
n
1
1,34 Chỉ số
P
4,106592
n
2
1,25 Chỉ số p
z
4,42709
[MPa]
p
c
1,082115
[MPa]
p
b
0,432338
[MPa]
T
c
685,4454
0

K T
b

1635,112
0
K
Phần II
tính toán chu trình công tác của động cơ.
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 9
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
1. Mục đích của việc tính toán chu trình công tác là xác định các
chỉ tiêu về kinh tế, hiệu quả của chu trình công tác và sự làm việc của động
cơ.
Kết quả tính toán cho phép xây dựng đồ thị công chỉ thị của chu tình để
làm cơ sở cho việc tính toán động lực học, tính toán sức bền và sự mài mòn
các chi tiết của động cơ.
2. Tính toán quá trình trao đổi khí:
ZIL-130, động cơ 4 kỳ không tăng áp.
chọn trớc hệ số nạp
v
= 0,77 trong khoảng (0,76 ữ 0,77).
Ta xác định hệ số khí sót
r
:
r
= 0,067ữ0,075
1
r
r
M

M
=
hoặc
( )
=

=
vro
or
r
Tp1
Tp
0,074896
trong đó: p
r
= 0,11 [MPa] ( 0,11 ữ0,12 )
T
r
= 1000
0
K ( 900ữ1100 )
T
0
= 24
0
C ữ 297
0
K
p
o

= 0,103






2
m
MN
Giá trị của
r
phụ

thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nh tỷ số nén , số vòng quay n,
áp suất của khí sót p
r
và nhiệt độ T
r
ở cuối quá trình thải cỡng bức.
Khi tỷ số nén cao thì khí cháy đợc dãn nở nhiều nên T
r
giảm và
r
tăng. Nhng khi
đó lợng khí nạp M
1
cũng tăng nên
r
giảm.

Số vòng quay n càng cao thì vận tốc của các dòng khí nạp và thải đều cao nên sức cản
trong các đờng ống nạp và thải đều lớn. Điều đó làm giảm hệ số nạp
v
và tăng p
r
nên
r
cao.
Nhiệt độ cuối quá trình nạp T
a
:
r
rr0
a
1
TTT
T
+
++
=
= 362,729 [
0
K]
T = 18
0
K ; (18ữ20)
Rõ ràng giá trị của T
a
phụ thuộc chủ yếu vào độ sấy nóng khí nạp T và
nhiệt độ khí sót T

r
. Mà T lại phụ thuộc vào phụ tải vàsố vòng quay của
động cơ. Phụ tải càng lớn thì nhiệt độ của các chi tiết động cơ càng cao nên
T cao. Số vòng quay càng cao thì vận tốc dòng khí nạp càng lớn, thời gian
tiếp xúc giữa khí nạp và các chi tiết nóng càng giảm nên T cũng giảm theo.
Khi số vòng quay tăng, nếu không có bộ tự động điều chỉnh góc phun sớm
nhiên liệu (ở động cơ diesel) hoặc góc đánh lửa sớm (ở động cơ xăng) thì quá
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 10
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
trình cháy rớt kéo dài. Kết quả là T
r
tăng nên T
a
cũng tăng. Thực tế cho thấy
ảnh hởng của T đến T
a
cao hơn so với T
r
.
áp suất cuối quá trình nạp p
a
:
( )

+

=
a
r
r
0
0v
a
T
T
p
T
p1
p
= 0,088099 [MPa]
3. Tính toán quá trình nén:
áp suất cuối quá trình nén: p
c
= p
a

1
n

= 1,082115 [MPa].
( p
c
= 0,6 ữ 1,2 [MPa] )
Nhiệt độ cuối quá trình nén: T

c
= T
a
.
1n
1


= 685,4454 [
0
K].
( T
c
= 600ữ700 [
0
K] )
Trong đó: n
1
= 1,34 ; ( 1,34 ữ 1,37 )
4. Tính toán quá trình cháy.
Việc tính toán đợc chia làm hai giai đoạn nh sau:
Tính toán tơng quan nhiệt hoá:
Lợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu thể lỏng:

=






+=
kgnl
Kmol
505952,0
32
g
4
g
12
g
21,0
1
M
OHC
0
g
c
g
H
g
o
0,855 0,14 0
Lợng không khí thực tế nạp vào xy lanh động cơ ứng với 1 kg nhiên liệu M

t
:
M
t
= M
o
= 0,43006






kgnl
kmol
Số mol của sản vật cháy M
2
: ( Khi < 1 )
0
HC
2
M79,0
2
g
12
g
M ++=
= 0,48997

kgnl
kmol
Lợng hỗn hợp cháy M
1
tơng ứng với lợng không khí thực tế M
t
M
1
= M
o

nl
1
à
+
= 0,43915






kgnl
kmol
trong đó:
à

nl
0,85 110
(0,85ữ0,90) (110 ữ114 )
Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết b
o
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 11
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
1
2
0
M
M
=
= 1,09529
Hệ số thay đổi phân tử thực tế
r
r0
1 +
+
=
= 1,08865
Tính toán tơng quan nhiệt động:
Nhiệt độ cuối quá trình cháy đợc xác định theo phơng trình nhiệt động sau:
( )
( )
Zcvzccvc
r1
ZTT
TT
1M

QQ
à=à+
+

(*)
Q
T
= 44000






kgnl
KJ
; Q
T
= 120.10
3
(1-) M
0
= 9107,143






kgnl

KJ
Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác ở cuối quá trình nén
à
cvc
= 20,223 + 1,742.10
-3
T
c
= 21,417






dộKmol
KJ
Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của khí thể tại điểm z đợc xác định theo
biểu thức gần đúng sau:
à
cvz
= 18,423 + 2,596 + (1,55 +1,38) 10
-3
T
z

= 20,6296 + 0,002723 T
z
Thay vào phơng trình (*) ta đợc phơng trình bậc hai sau:
2

z
T
+ 7576,056 T
z
- 26147483,85433 = 0
== c.a.4b
2
12727,39397
=> T
z
= 2575,669 [
0
K] ; ( 2400 ữ 2700 [
0
K] )
Tỷ số tăng áp suất:
c
z
P
T
T
=
= 4,09077 ; (
P
= 3ữ4,5 )
áp suất cuối quá trình cháy:
p
z
=
P

p
c
= 4,42669 [MPa]
5. Tính toán quá trình dãn nở.
áp suất cuối quá trình dãn nở:
2
n
z
b
p
p

=
= 0,425618 [MPa] ; ( p
b
= 0,35ữ0,5 [MPa] )
Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở:
c
z
p
T
T
=
= 1613,102 [
0
K] ; ( T
b
= 1500ữ1700 [
0
K] )

6. Kiểm tra kết quả tính toán:
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 12
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác, ta có thể dùng
công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số.
3
r
b
b
r
p
p
T
T =
= 1026,787 [
0
K]
T
r
% =
%100.
T
TT
o
r
o
rr

= 2,679%
Vậy kết quả tính toán, chọn giá trị thông số của động cơ cần kiểm nghiệm đạt yêu cầu .

Phần III
tính toán động lực học
Xác định các thông số đánh giá chu trình công tác
và sự làm việc của động cơ
1. Các thông số chỉ thị:
Đó là những thông số đặc trng cho chu trình công tác của động cơ. Khi
xác định các thông số chỉ thị, ta cha kể đến các dạng tổn thất về công mà
chỉ xét các tổn thất về nhiệt. Các thông số cần tính bao gồm:
áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết p
i
'
p'
i

=
1n
1
1n
2
p
c
12
1
1
1n
11
1
1n1
p
= 0,9307 [MPa] ; (0,75ữ1,2)
áp bình suất chỉ thị trung thực tế p
i

p
i
= p'
i

đ
= 0,865549 [MPa] ( 0,7 ữ 1,1 )
Trong đó:
đ
hệ số điền đầy đồ thị công
đ
= 0,93 ; ( 0,90 ữ 0,96 ).
Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị:






=

=
KWh
g
1713,297
TpM
10p.423
g
oi1
3

v0
i
Hiệu suất chỉ thị:
iT
i
gQ
3600
=
= 27,53 % ; ( 25ữ40 )
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 13
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Trong đó: Q
T
= 44000






kgnl
KJ
và g
i
[kg/KWh ].
2. Các thông số có ích:
áp suất tổn hao cơ khí trung bình p
cơ
:
Động cơ xăng với i=8 và

S
D
< 1 khi mở hết bớm ga:
p
cơ
= 0,04 + 0,0135 C
TB
= 0,1768 [MPa]
Trong đó :
[ ]
s
m
1333,10
30
Sn
C
TB
==
( 9ữ13 )
áp suất có ích trung bình p
e
:
p
e
= p
i
-p
cơ
= 0,68875 [MPa] ( 0,55ữ0,75 )
Hiệu suất cơ khí:

cơ

i
e
p
p
=
= 79,57% ; ( 70%ữ82% )
Suất tiêu hao nhiên liệu có ích:






=

=
KWh
g
4543,373
g
g
co
i
e
; ( 285ữ380 )
Hiệu suất có ích:

e

=
i

cơ
= 21,9% ; ( 20ữ28 )
Công suất có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán:

=
30
n.iVp
N
he
e
= 109,631 [KW]
[ ]
4;
ph
v
3200n;dm746129,0
4
.S.D
V;
m
MN
p
3
2
h
2
e

=






==

=






Mô men xoắn có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán :
.n
N3.10
M
e
4
e

=
= 327,1558 [Nm]
Phần trăm sai lệch công suất trong tính toán, lựa chọn thông số là 0,96%
3. Dựng đồ thị công chỉ thị của chu trình công tác.
V
h

= 0,746128 dm
3
1
V
V
h
c

=
= 0,13566 dm
3
V
z
= .V
c
= 0,13566 dm
3
V
a
= 0,881788 dm
3
Vì động cơ xăng không tăng áp nên tỷ số d n nở sớm ã = 1
n
a
1
V
V
e =
;
1

n
1
an
epp =
và
2
n
2
bd
epp =
Hiệu chỉnh đồ thị công chỉ thị lý thuyết hành thành đồ thị công chỉ thị thực tế
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 14
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
"
c
p
= ( 1,15 ữ 1,25) p
c
= 1,29854 [MPa]
'
z
p
= (0,85 ữ0,90) p
z
= 3,85122 [MPa]
Ta có bảng số liệu của đồ thị công nh sau:
STT
e
1
= e

2
V
n
= V
d
p
n
p
d
P
0
1 6,5
0,13566
1,082115 4,42669 0,103
2 5,288 0,1667484 0,82072 3,420311 0,103
3 4,457 0,197837 0,652688 2,762219 0,103
4 3,8518 0,2289257 0,536744 2,301571 0,103
5 3,391 0,2600144 0,452544 1,96289 0,103
6 3,0291 0,2911031 0,388987 1,704449 0,103
7 2,7368 0,3221917 0,339535 1,501411 0,103
8 2,496 0,3532804 0,300108 1,338114 0,103
9 2,2941 0,3843691 0,268037 1,204223 0,103
10 2,1224 0,4154578 0,241508 1,092657 0,103
11 1,9746 0,4465465 0,219248 0,998411 0,103
12 1,8461 0,4776351 0,20034 0,917851 0,103
13 1,7333 0,5087238 0,184108 0,848282 0,103
14 1,6335 0,5398125 0,17004 0,78766 0,103
15 1,544554 0,5709012 0,157749 0,734415 0,103
16 1,464789 0,6019898 0,146929 0,687316 0,103
17 1,392857 0,6330785 0,137342 0,645388 0,103

18 1,32766 0,6641672 0,128797 0,607849 0,103
19 1,268293 0,6952559 0,121139 0,574066 0,103
20 1,214008 0,7263446 0,114242 0,543518 0,103
21 1,164179 0,7574332 0,108003 0,515777 0,103
22 1,11828 0,7885219 0,102336 0,490485 0,103
23 1,075862 0,8196106 0,097168 0,46734 0,103
24 1,036545 0,8506993 0,09244 0,44609 0,103
25 1 0,8817879 0,088099 0,426518 0,103
Dựng đặc tính ngoài của động cơ.
Để dựng đờng đặc tính, ta chọn trớc một số giá trị trung gian của số
vòng quay n trong giới hạn giữa n
min
và n
max
rồi tính các giá trị biến thiên t-
ơng ứng của N
e
, M
e
, G
nl
, g
e
theo các biểu thức sau:
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 15
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004

+=
3
N
2
NN
max
ee
n
n

.c
n
n
.b
n
n
.aNN
[kW]
















+=
2
NN
N
ee
n

n
.b
n
n
.a1MM
[Nm]
















+=
2
NN
N
ee
n
n
0,8.b.

n
n
.a1,2gg






kWh
g
Trong đó:
Ne
max
: Là công suất có ích lớn nhất tính đợc, [kW];
n
N
: Số vòng quay ứng với công suất lớn nhất, [v/ph];
N
e
M
: Mô men xoắn có ích ứng với số vòng quay n
N
, [Nm];
N
e
g
: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích ứng với số vòng quay n
N
,

kWh
g
N
e
, M
e
, g
e
: Là các giá trị biến thiên của công suất, mô men xoắn và suất tiêu hao
nhiên liệu có ích ứng với từng giá trị số vòng quay đợc chọn trớc.
Các hệ số a = 0,9377; b = 1,0589; c = 0,9966
Kết quả tính toán đợc cho trong bảng sau:
n
N
e
[kW] M
e
[Nm] g
e

kWh
g
G
nl
EMBED
Equation.2






h
kg
600 22,795 372,497 393,607 8,972
650 24,929 375,176 390,066 9,724
700 27,088 377,686 386,680 10,474
750 29,268 380,026 383,448 11,223
800 31,468 382,198 380,371 11,969
850 33,684 384,200 377,448 12,714
900 35,915 386,033 374,679 13,457
950 38,158 387,697 372,065 14,197
1000 40,409 389,192 369,606 14,935
1050 42,668 390,518 367,301 15,672
1100 44,930 391,674 365,150 16,406
1150 47,195 392,662 363,154 17,139
1200 49,458 393,480 361,313 17,870
1250 51,718 394,129 359,626 18,599
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 16

§å ¸n m«n häc §éng C¬ §èt Trong. Ngµy 30/03/2004
1300 53,972 394,609 358,093 19,327
1350 56,218 394,920 356,715 20,054
1400 58,453 395,062 355,491 20,780
1450 60,675 395,034 354,422 21,504
1500 62,880 394,837 353,507 22,229
1550 65,067 394,472 352,747 22,952
1600 67,234 393,937 352,141 23,676
1650 69,376 393,232 351,690 24,399
1700 71,493 392,359 351,393 25,122
1750 73,581 391,317 351,251 25,845
1800 75,638 390,105 351,263 26,569
1850 77,661 388,724 351,429 27,292
1900 79,649 387,174 351,750 28,016
1950 81,597 385,455 352,226 28,741
2000 83,505 383,567 352,856 29,465
2050 85,369 381,510 353,640 30,190
2100 87,187 379,283 354,579 30,915
2150 88,956 376,888 355,673 31,639
2200 90,674 374,323 356,921 32,363
2250 92,338 371,589 358,323 33,087
2300 93,946 368,686 359,880 33,809
2350 95,495 365,614 361,591 34,530
2400 96,983 362,372 363,457 35,249
2450 98,407 358,962 365,477 35,965
2500 99,764 355,382 367,652 36,679
2550 101,053 351,633 369,981 37,388
2600 102,271 347,715 372,465 38,092
2650 103,415 343,628 375,103 38,791
2700 104,482 339,371 377,896 39,483

2750 105,470 334,946 380,843 40,168
2800 106,377 330,351 383,944 40,843
2850 107,200 325,587 387,200 41,508
2900 107,937 320,654 390,611 42,161
2950 108,585 315,552 394,176 42,801
3000 109,141 310,281 397,895 43,427
3050 109,603 304,841 401,769 44,035
3100 109,969 299,231 405,797 44,625
3150 110,235 293,452 409,980 45,194
3200 110,400 287,505 414,318 45,741
3250 110,461 281,388 418,809 46,262
3300 110,415 275,101 423,456 46,756
3350 110,260 268,646 428,257 47,220
3400 109,994 262,022 433,212 47,651
GVHD: NguyÔn Quang Thanh HVTH: NguyÔn NhÊt V¨n K35 Trang 17
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Ne
G
g
e
p
n[vg/ph]
0
nl
600
3400
Me
Đồ thị các đờng đặc tính ngoài của động cơ.
tính toán động lực học

1. Triển khai đồ thị công chỉ thị p -V thành đồ thị lực khí thể P
k
tác
dụng lên pít tông, theo góc quay :
Đồ thị công chỉ thị thể hiện sự biến thiên áp suất tuyệt đối bên trong xy
lanh theo sự thay đổi thể tích của xy lanh trong suốt một chu trình công tác
(hai vòng quay của trục khuỷu - tơng ứng với 4 hành trình của pít tông đối
với động cơ 4 kỳ).
Lực khí thể đợc tạo bởi sự chênh áp suất giữa mặt trên và mặt dới đỉnh pít tông và
đợc xác định nh sau:
EMBED Equation.2

[MN]
Trong đó:
p : áp suất khí thể trong xy lanh, [MPa];
p
0
: áp suất phía dới đỉnh pít tông, [MPa]
Với động cơ 4 kỳ ta thờng chọn p
0
là áp suất môi trờng ( 0,103 MPa)
D : đờng kính danh nghĩa của pít tông, [m].
Lực P
k
đợc coi nh tập trung thành một véc tơ tác dụng dọc theo phơng đờng tâm xy
lanh và cắt đờng tâm chốt pít tông. Ta triển khai đồ thị công thành đồ thị lực khí thể theo
góc quay của khuỷu trục nh sau:
* Dựng trục hoành (trục góc quay ) ngang bằng với đờng nằm ngang
thể hiện áp suất p
0

của môi trờng trên đồ thị công.
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 18
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
* Trục tung thể hiện lực P
k
với tỷ lệ xích à
P
=à
p
EMBED Equation.2
4
D
.
2

EMBED Equation.2






mn
MN
Việc xác định quan hệ giữa chuyển vị pít tông và góc quay có thể thực
hiện bằng phơng pháp vòng tròn Brích, các bớc nh sau:
- Về phía dới trục hoành đồ thị công p - V vẽ nửa dới vòng tròn Brích (để
tiết kiệm diện tích) đờng kính AB bằng khoảng cách từ ĐCT tới ĐCD trên đồ
thị p - V, tâm 0, (đờng kính AB này tơng ứng với S = 2R của động cơ thực); A
tơng ứng với ĐCT.

- Về phía điểm chết dới, xác định điểm 0' sao cho EMBED Equation.2

- Từ 0' dựng tia tạo góc với 0'A, tia này cắt vòng tròn Brích tại một
điểm. Từ điểm đó dựng đờng song song với trục áp suất, cắt đồ thị công tại
điểm tơng ứng (với quá trình nạp, nén, d n nở hoặc thải). Từ giao điểm đóã
gióng ngang sang đồ thị lực khí thể và cắt đờng thẳng đứng tơng ứng gióng
từ trục lên. Giao điểm đó chính là độ lớn của lực khí thể tại góc tơng ứng
trên đồ thị lực khí thể P
k
-.
- Lần lợt dựng góc lớn dần (ví dụ = 15
0
, 30
0
, 45
0
, 60
0
, ) và tiến hành
tơng tự nh trên ta đợc tập hợp các giao điểm trên đồ thị P
k
- .
- Nối các giao điểm nhận đợc bằng đờng cong liên tục ta đợc đồ thị biến
thiên của lực khí thể theo góc quay của khuỷu trục trong một chu trình
công tác của xy lanh.
- Đối với động cơ 4 kỳ, trục hoành thể hiện góc từ 0
0
đến 720
0
, còn đối

với động cơ hai kỳ thì trục hoành đợc bố trí ứng với góc quay từ -180
0
tới
+180
0
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Đồ thị lực khí thể, lực quán tính và tổng lực theo
=2 [độ/mm]
Minh họa triển khai đồ thị công p -V thành đồ thị lực khí thể P
k
-
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 19
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
2. Lực quán tính và tổng lực, lực tiếp tuyến và pháp tuyến:
Lực quán tính do khối lợng chuyển động tịnh tiến m
j
gây nên thờng đợc gọi tắt là
lực quán tính chuyển động tịnh tiến:
P
j
= - m
j
. R
2
(cos + cos 2).10
-6
[MN]
Trong đó: Bán kính quay của khuỷu trục, R = 0,04755 [m];
Vận tốc góc trục khuỷu, = 335,1[ EMBED Equation.2
s/1

]
Hệ số kết cấu của động cơ, = 0,25696.
Khối lợng chuyển động tuyến tính, m
j
= 1,547 kg.
Lực P
j
thay đổi trong suốt chu trình công tác của động cơ và đợc coi nh
có phơng tác dụng trùng với phơng của lực khí thể P
k
.
Tổng lực khí thể vàlực quán tính chuyển động tịnh tiến.
P

= P
k
+ P
j
[MN]
Kết quả cho trong bảng dới.
Dựa trên kết quả tính lực P
j
trong bảng, ta xây dựng đờng cong biến
thiên lực P
j
trên đồ thị P- với cùng tỷ lệ xích à
P
nh đối với lực khí thể.
Cộng trực tiếp hai đồ thị P
k

và P
j
hoặc dựa vào bảng biến thiên P

để xây dựng đồ
thị lực P

.
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 20
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
EMBED AutoCAD.Drawing.15

P
k

P
P
k
P
j
o
j
P

P
P
r2
= m
r2
R

2
.10
-6
= 0,0050672 [MN]
Quy dẫn đến [g]
Đầu
nhỏ
Đầu to
m
r2
353 0,949
Ta xác định các trị số tức thời của lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z điền vào bảng sau:

P
k
P
j
P

T Z Q
ck
[độ] [MN] [MN] [MN] [MN] [MN] [MN]
0
0,00022 -0,0104 -0,0102 0,0000 -0,0102 0,0081
15
-0,00017 -0,0098 -0,0100 -0,0032 -0,0095 0,0080
30
-0,00017 -0,0082 -0,0084 -0,0051 -0,0067 0,0077
45
-0,00017 -0,0058 -0,0060 -0,0050 -0,0035 0,0065

60
-0,00017 -0,0031 -0,0032 -0,0032 -0,0010 0,0048
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 21
§å ¸n m«n häc §éng C¬ §èt Trong. Ngµy 30/03/2004
75
-0,00017 -0,0003 -0,0005 -0,0005 0,0000 0,0036
90
-0,00017 0,0021 0,0020 0,0020 -0,0005 0,0039
105
-0,00017 0,0040 0,0038 0,0034 -0,0019 0,0048
120
-0,00017 0,0052 0,0050 0,0038 -0,0035 0,0056
135
-0,00017 0,0058 0,0057 0,0033 -0,0048 0,0059
150
-0,00017 0,0061 0,0059 0,0023 -0,0055 0,0061
165
-0,00017 0,0061 0,0060 0,0012 -0,0059 0,0061
180
-0,00017 0,0061 0,0060 0,0000 -0,0060 0,0067
195
-0,00017 0,0061 0,0060 -0,0012 -0,0059 0,0061
210
-0,00017 0,0061 0,0059 -0,0023 -0,0055 0,0062
225
-0,00017 0,0058 0,0057 -0,0033 -0,0048 0,0061
240
-0,00017 0,0052 0,0050 -0,0038 -0,0035 0,0058
255
0,00002 0,0040 0,0040 -0,0036 -0,0020 0,0052

270
0,00013 0,0021 0,0023 -0,0023 -0,0006 0,0042
285
0,00037 -0,0003 0,0001 -0,0001 0,0000 0,0035
300
0,00089 -0,0031 -0,0022 0,0021 -0,0007 0,0039
315
0,00180 -0,0058 -0,0040 0,0034 -0,0023 0,0048
330
0,00328 -0,0082 -0,0049 0,0030 -0,0040 0,0052
345
0,00514 -0,0098 -0,0047 0,0015 -0,0044 0,0051
360
0,00644 -0,0104 -0,0039 0,0000 -0,0039 0,0042
375
0,02931 -0,0098 0,0195 0,0063 0,0185 0,0088
390
0,02796 -0,0082 0,0197 0,0121 0,0158 0,0100
405
0,01904 -0,0058 0,0132 0,0111 0,0076 0,0099
420
0,01142 -0,0031 0,0084 0,0082 0,0025 0,0084
435
0,00773 -0,0003 0,0074 0,0077 0,0001 0,0080
450
0,00547 0,0021 0,0076 0,0076 -0,0020 0,0080
465
0,00407 0,0040 0,0080 0,0072 -0,0041 0,0083
480
0,00319 0,0052 0,0084 0,0063 -0,0059 0,0081

495
0,00263 0,0058 0,0085 0,0049 -0,0071 0,0079
510
0,00221 0,0061 0,0083 0,0032 -0,0077 0,0078
525
0,00176 0,0061 0,0079 0,0015 -0,0078 0,0075
540
0,00134 0,0061 0,0075 0,0000 -0,0075 0,0073
555
0,00076 0,0061 0,0069 -0,0013 -0,0068 0,0071
570
0,00039 0,0061 0,0065 -0,0025 -0,0060 0,0069
585
0,00018 0,0058 0,0060 -0,0035 -0,0050 0,0066
600
0,00012 0,0052 0,0053 -0,0040 -0,0037 0,0061
615
0,00012 0,0040 0,0041 -0,0037 -0,0021 0,0053
630
0,00012 0,0021 0,0022 -0,0022 -0,0006 0,0042
645
0,00012 -0,0003 -0,0002 0,0002 0,0000 0,0035
660
0,00012 -0,0031 -0,0030 0,0029 -0,0009 0,0043
GVHD: NguyÔn Quang Thanh HVTH: NguyÔn NhÊt V¨n K35 Trang 22
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
675
0,00012 -0,0058 -0,0057 0,0048 -0,0033 0,0059
690
0,00012 -0,0082 -0,0081 0,0050 -0,0065 0,0072

705
0,00012 -0,0098 -0,0097 0,0031 -0,0092 0,0079
720
0,00012 -0,0104 -0,0103 0,0000 -0,0103 0,0081
EMBED AutoCAD.Drawing.15
29
26
19
45
5
20
43
6
44
7
30
40
18
16
42
4
41
17
3
48
2
22
21
25
24

38
39
15
14 12
13
11
37
36
10
8
9
23
46
31
32
34
47
35
33
1
28
3. Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu:
Đồ thị này phản ánh sự tác dụng của lực T, Z, và P
r2
lên bề mặt cổ khuỷu thông qua
bạc trong một chu trình công tác của xy lanh, ta có: EMBED Equation.2
2
CK
PrZTQ ++=
[MN] Dùng phơng pháp cộng véctor trên đồ thị để xác định

Q
ck
nh hình sau: EMBED AutoCAD.Drawing.15
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 23
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
Đồ thị véctơ phụ tải cổ khuỷu -
=2 [độ/mm]

EMBED Equation.2
m
Q
Q
m
i
cki
cktb

=
= 0,0091 [MN] Q
ckmax
= 0,0144 [MN]
Hệ số va đập EMBED Equation.2

= 1,578 Tải trọng riêng EMBED
Equation.2
CC
ck
c
d.l
Q

q =
Trong đó: l
c
= 0,784 [m]; d
c
= 0,075 [m]
4. Đồ thị mài mòn cổ khuỷu:
Đồ thị mài mòn thể hiện một cách tợng trng mức độ mài mòn bề mặt cổ
khuỷu sau một chu trình tác dụng của lực.
- Trên đtvtpt cổ khuỷu, vẽ vòng tròn tợng trng cho bề mặt và chia
thành 2n phần bằng nhau, ví dụ chia thành 24 phần
- Tính hợp lực Q' của tất cả các lực tác dụng lần lợt lên các điểm 0, 1,
2, 3 , ký hiệu tơng ứng là Q
0
' , EMBED Equation.2

, ghi trị số lực và
phạm vi tác dụng lên bảng sau với giả thiết là lực Q' tác dụng đều lên tất
cả các điểm trong phạm vi 120
0
, tức là về mỗi phía của điểm chia là 60
0
.
- Xác định tổng lực tơng đơng Q
i
của tất cả các hợp lực Q'

tác dụng
lên điểm thứ i và ghi vào các ô hàng dới cùng.
- Trên đồ thị, vẽ vòng tròn tợng trng và má khuỷu nh trên hình.15. và

cũng chia thành 2n phần bằng nhau tơng ứng đánh số từ 0 tới 2n-1. Chọn
một tỷ lệ xích lực thích hợp, đặt các đoạn thẳng tơng ứng với Q
i
từ vòng
tròn theo hớng kính vào phía tâm.
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 24
Đồ án môn học Động Cơ Đốt Trong. Ngày 30/03/2004
- Nối các điểm cuối của các đoạn thẳng ấy bằng một đờng cong liên tục
rồi gạch nghiêng phần diện tích nằm giữa vòng tròn và đờng cong liên tục
khép kín vừa nhận đợc, ta đợc đồ thị mà phần gạch nghiêng đợc coi nh tỷ lệ
thuận với mức độ mòn của bề mặt sau một chu trình tác dụng của lực. Từ đồ
thị này, ta chọn vị trí mòn ít nhất để khoan lỗ dầu bôi trơn
EMBED AutoCAD.Drawing.15
Đồ thị đã đợc xử lý bằng AutoCad
5. Đồ thị tổng lực tiếp tuyến và mô men tổng :
Động cơ ZIL 130 là động cơ V_8 ; 4 kỳgóc = 90 độ; = 90 độ
Thứ tự công tác: 1 5 4 8 6 3 7 2 === 0 - 630 - 540 - 450 - 360 - 270 - 180 90
1
T
1
2
T
2
7
T
7
3
T
3
6

T
6
8
T
8
4
T
4
5
T
5
T

0 [MN] 90 [MN] 180 [MN] 270 [MN] 360 [MN] 450 [MN] 540 [MN] 630 [MN] [MN]
0
0,000
90
0,002
180
0,000
270
-0,002
360
0,000
450
0,009
540
0,000
630
-0,003 0,006

15
-0,003
105
0,003
195
-0,001
285
-0,001
375
0,008
465
0,009
555
-0,002
645
0,000 0,013
30
-0,005
120
0,003
210
-0,002
300
0,002
390
0,013
480
0,007
570
-0,003

660
0,003 0,017
45
-0,005
135
0,003
225
-0,003
315
0,003
405
0,014
495
0,005
585
-0,004
675
0,005 0,018
60
-0,004
150
0,002
240
-0,004
330
0,002
420
0,012
510
0,004

600
-0,004
690
0,005 0,013
75
-0,001
165
0,001
255
-0,004
345
0,001
435
0,010
525
0,002
615
-0,004
705
0,003 0,009
90
0,002
180
0,000
270
-0,002
360
0,000
450
0,009

540
0,000
630
-0,003
720
0,000 0,006
GVHD: Nguyễn Quang Thanh HVTH: Nguyễn Nhất Văn K35 Trang 25