tính toán kiểm nghiệm động cơ yamz236

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
Các thông số đầu vào
1. Kiểu động cơ: Động cơ YAMZ236,chữ V , không tăng áp
2. Thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4
3. Công suất động cơ N
e
= 185 mã lực
4. Số vòng quay n = 2310 vòng / phút
5. Suất tiêu thụ nhiên nliệu g
e
= 190 g/ml.h
6. Số kỳ
τ
= 4
7. Đường Kính xy lanh D =130 mm
8. Hành trình piston S =140 mm
9. Tỷ số nén ε = 17.2
10. Sè xi lanh i = 6
11. Chiều dài thanh truyền l
t
= 256 mm
12. Trọng lượng nhóm piston m
pt
= 3.25 kg
13. Trọng lượng thanh truyền m
tt
= 4.215 kg
14. Góc mở sớm xupáp nạp
1
α

= 20
0
15. Góc đóng muộn xupáp nạp
2
α
= 56
0

16. Góc mở sớm xupáp thải β
1
= 56
0

17. Góc đóng muộn xupáp thải β
2
=20
0

18. Góc phun sớm ϕ
i
= 20
0

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
Chương I: Tính Toán Nhiệt
1.1 Các thông số chọn:
1.1.1 Tính tốc độ trung bình của piston :
Ta có công thức tính tốc độ trung bình của piston như sau :
Vậy động cơ có tốc độ cao tốc, áp suất và nhiệt độ của môi trường:

p
k
= 0,1 MPa
T
k
= 24 + 273 = 297
o
K
1.1.2 Áp suất cuối quá trình nạp (động cơ không tăng áp)
p
a
= (0,8 ÷ 0,9)p
k
= (0,8÷ 0,9).0,1⇒ chọn p
a
= 0,087 MPa
1.1.3 Áp suất và nhiệt độ khí sót
p
r
= (1,1 ÷ 1,15).p
k
= (1,1 ÷ 1,15).0,1⇒ chọn p
r
= 0,113 MPa
T
r
= (700 ÷ 900)
o
K ,chọn Tr= 770
o

K
1.1.4 Độ tăng nhiệt độ do sấy nóng khí nạp mới
∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên
trong xylanh.
∆T = 20 ÷ 40, Vì động cơ Điêsel có tỷ số nén cao nên chọn ∆T =35
o
K
1.1.5 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
λ
t
= 1,1 (do α >1,4)
1.1.6 Hệ số quét buồng cháy
λ
2
= 1 ; (do không tăng áp)
1.1.7 Hệ số nạp thêm
λ
1
= 1,02 ÷ 1,07 ⇒ chọn λ
1
= 1,05
1.1.8 Hệ số lợi dụng nhiệy tại điển z và b
ξ
z
= 0,70 ÷ 0,85 ⇒ chọn ξ
z
= 0,8
ξ
b
= 0,80 ÷ 0,90 ⇒ chọn ξ

b
= 0,85

)/(78,10
30
2310.
3
10.140
30
.
sm
nS
tb
v =
−
==
Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
1.1.9 Hệ số hiệu đính đồ thị công
ϕ
d
= 0,92 ÷ 0,97 ⇒ chọn ϕ
d
= 0,945
1.1.10 Tỷ số tăng áp
Chỉ có ở động cơ Diêsel, λ = 1,5-2 ,chọn λ = 1,6
1.2 Các thông số tính toán :
1.2.1 Hệ số khí sót
( )
m

a
r
t
a
r
r
k
r
p
p
p
p
T
TT
1
21
2

1









−
∆+

=
λλλε
λ
γ
Chỉ số dãn nở đa biến m = 1,45 ÷ 1,5 , chọn m = 1,47
( )
47,1
1
087,0
113,0
.1.05,105,1.2,17
1
.
087,0
113,0
.
800
35297.1






−
+
=
r
γ
032,0

=
r
γ
1.2.2 Nhiệt độ cuối hành trình nạp
r
m
m
r
a
rrt
a
p
p
TTT
T
γ
γλ
+








+∆+
=
−
1

)(
1
0
032,01
113,0
087,0
.800.032,0.1,1)35297(
47,1
147,1
+






++
=
−
a
T
KT
o
a
347
=
1.2.3 Hệ số nạp



















−
∆+−
=
m
a
r
t
k
a
k
k
v
P
p
p

p
TT
T
1
21

1
1
λλλε
ε
η

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236

















−
+−
=
47,1
1
087,0
113,0
.1.1,105,1.2,17.
1,0
087,0
.
35297
297
.
12,17
1
v
η
805,0=
v
η
1.2.4 Lượng khí nạp mới:
kee
vk
Tpg
P
M

10.432
3

1
η
=
(*)
Ta có
nVi
N
P
h
e
e

.30.
τ
=
trong đó V
h
=
S
D
.
4
2
Π
=
( )
2
2
2
10.140.

4
10.130.142,3
−
−
=1,859 (dm
3
)
⇒p
e
=
2310.859,1.6
4.30.185.736,0
= 0,634 (MPa ) thay vào (*) ta được
M
1
=
297.634,0.
736.0
190
805,0.1,0.10.432
3
= 0,715 kmol/kgnl
1.2.5 Lượng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu :
M
0
=







−+
32412
.
21,0
1 OHC
kmol/kgnl
Đối với nhiên liệu điêzen C=0,87; H=0,126; 0= 0,004
M
0
= 0,495 kmol/kgnl
1.2.6 Hệ số dư lượng không khí
α
:
0
1
M
M
=
α
=
495,0
715,0
= 1,444 (
=
α
1,4-1,7)
1.3 Quá trình nén
1.3.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới:

Tmc
v
00209,0806,19
+=
kj/kmolđộ

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
1.3.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí sót :
Tmc
v
5
''
10.
36,187
86,427
2
1634,1
876,19
−






+++=
αα

T

5
10.
444,1
36,187
86,427
2
1
444,1
634,1
876,19
−






+++=

Tmc
v
.002788,000768,21
''
+=
1.3.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí hỗn hợp công tác:
r
vrv
v
mcmc
mc

γ
γ
+
+
=
1
.
''
'
T
b
aTmc
v
vv
2
'
'.002112,0843,19
'
+=+=
(kJ/kmol.độ)
1.3.4 Chỉ số nén đa biến n
1
:
( )
1
2
314,8
1
1
'

'
1
1
++
=−
−n
a
v
v
T
b
a
n
ε
Thay các giá trị đã biết và thử chọn với n
1
= 1,367 thay vào hai vế của phương
trình ta được :
VT = 0,367
VP =0,366
VT-VP =0,001
Vậy n
1
= 1,366
1.3.5 Áp suất cuối quá trình nén:
p
c
= p
a
. ε

n1
= 0,087.17,2
1,367
= 4,251 MPa
1.3.6 Nhiệt độ cuối quá trình nén:
T
c
= T
a
.ε
n1 - 1
= 347.17,2
1,367 - 1
= 986
o
K
1.3.7 Lượng môi chất công tác của quá trình nén:
M
c
=M
1
+ M
r
= M
1
(1+γ
r
) = 0,715(1+0,032) = 0,738 kmol/kgnl

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ

YAMZ236
1.4 Quá trình cháy
1.4.1 Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết:
0
0
.
32
0
4
1
M
H
α
β
+
+=

495,0.444,1
32
004,0
4
126,0
1
+
+=

044,1
0
=
β

1.4.2 Hệ số thay đổi phân tử thực tế :
r
r
γ
γβ
β
+
+
=
1
0
032,01
032,0044,1
+
+
=
β
0426,1
=
β
1.4.3 Hệ số thay đổi phân tử tại z :
z
r
z
x.
1
1
1
0
γ

β
β
+
−
+=

x
z
=
941,0
85,0
80,0
==
b
z
ξ
ξ
⇒
941,0.
032,01
1044,1
1
+
−
+=
z
β
β
z
= 1,040

1.4.4 Nhiệt độ tại z:
( )
(
)
zpzzcvc
r
Hz
TmcTmc
M
Q
314,8
1.
.
'''
1
βλ
γ
ξ
=++
+
(**)
trong đó Q
H
là nhiệt trị thấp Q
H
= 42,5 .10
3
kj/kgmol

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ

YAMZ236
TcTc
bv
avmc
vc
.002112,0843,19.
2
'
''
+=+=
314,8""
+=
vzpz
mcmc
( )
( )
z
r
z
vz
r
zv
vz
xx
mcxxmc
mc
−+









+
−+








+
=
1.
'.1
0
0
0
''
0
''
β
γ
β
β
γ

β
)941,01()
044,1
032,0
941,0.(044,1
).002112,0843,19).(941,01()
044,1
032,0
941,0).(.002788,00076,21.(044,1
−++
+−+++
=
zz
TT
=21,943 +0,00275.T
z
= a
vz
’’ + b
vz
’’ .T
z
zvzpz
Tmcmc .00275,0257,30314,8""
+=+==>
Thay tất cả vào (**) ta được :
( )
( ) ( )
zzz
TTT 00275,0257,30.04,1986.6,1.314,8.002112,0843,19

032,01.715,0
42500.8,0
+=+++
+
Giải phương trình trên ta được: T
z
= 2206,421
o
K
1.4.5 Tỷ số tăng áp suất :
λ = 1,6
1.4.6 Áp suất tại điểm z:
p
z
= λp
c
= 1,6.4,251 = 6,8016 MPa
1.4.7 Tỷ số giãn nở sớm :
ρ = β
z
.
c
z
T
T
.
λ
=1,04.
986.6,1
421,2206

= 1,4545 < 1,6 =
λ
, thoả mãn
1.4.8 Tỷ số giãn nở sau :
δ =
4545,1
2,17
=
ρ
ε
=11,8254

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
1.5 Quá trính giãn nở
1.5.1 Chỉ số giãn nở đa biến trung bình:
( )
( ) ( )
( )
bzvzvz
bzr
H
zb
TTba
TTM
Q
n
+++
−+
−

=−
''''
1
*
2
1.
.
314,8
1
βγ
ξξ
(***)
trong đó :
T
b
=
11
22
8254,11
−−
=
n
z
n
z
TT
δ
.
Chọn thử n
2

= 1,2484 và thay vào hai vế :
VT = 0,2484
VP = 0,24837
Từ pt trên ta thấy có thể chấp nhận được n
2
= 1,2484
1.5.2 Áp suất cuối quá trình giãn nở :
p
b
=
3114,0
8254,11
8016,6
2484,1
2
==
n
z
p
δ
MPa
1.5.3 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở:
T
b
=
12484,11
8254,11
421,2206
2
−−

=
n
z
T
δ
=1194,54
o
K
1.5.4 Kiểm tra nhiệt độ khí sót:
T
r
(tính) = T
b
.
m
m
b
r
p
p
1−








= 1194,54.

47,1
147,1
3114,0
113,0
−






= 787,093
O
K
Kiểm tra :
∆T
r
=
100.
)(
r
rr
T
chonTT
−
% =
100.
800
093,787800
−

% = 1,64% < 15% =[∆T
r
]
Vậy T
r
chọn như ở trên là đúng.
1.6 Tính toán các thông số của chu trình công tác
1.6.1 Áp suất trung bình chỉ thị lý thuyết :

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
( )














−
−
−









−
−
+−
−
=
−−
1367,112484,1
'
2,17
1
1.
1367,1
1
2854,11
1
1
12484,1
4545,1.6,1
14545,1.6,1.
12,17
251,4
i
p

p
i
’
= 0,83942 MPa
1.6.2 Áp suất trung bình chỉ thị thực tế:
p
i
= p
i
’
.ϕ
d
⇒p
i
= 0,83942 . 0,945 = 0,79325 MPa
1.6.3 Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị:
kwhg
TpM
p
g
i
vo
i
/446,206
297.79325,0.715,0
805,0.1,0.10.432

10.432
3
01

3
===
η
1.6.4 Hiệu suất chỉ thị:
4103,0
5,42.446,206
10.6,3
.
10.6,3
33
===
Hi
i
Qg
η
1.6.5 Áp suất tổn thất cơ khí:
p
m
= 0,030 + 0,0120.v
tb
=0,030 +0,012.10,78 = 0,1594(MPa)
1.6.6 Áp suất có Ých trung bình:
p
e
= p
i
- p
m
= 0,79325 - 0,1594 = 0,63385 (MPa)
1.6.7 Hiệu suất cơ giới:

η
m
= p
e
/p
i
= 0,63385 / 0,79325 = 0,7991
1.6.8 Suất tiêu hao nhiên liệu có Ých:
ge = gi/η
m
= 206,446 / 0,7991 = 258,348 (g/kw.h)
1.6.9 Hiệu suất có Ých :
η
e
= η
i
. η
m
.100% = 0,4103.0,991 = 0,32787
1.6.10 Kiểm nghiệm đường kính xylanh:
859,1
2310.6.63385,0
736,0.185.4.30

.30
===
niP
N
V
e

e
h
τ
dm
3

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
D
tính toán
=
mm
S
V
h
0177,130
.140.142,3
10.859,1.4
.
.4
6
==
Π
∆D = 130,0177 - 130 = 0,0177 mm < 0,1mm ( thoả mãn )
1.7 Vẽ và hiệu đính đồ thị công
1.7.1 Xác định quá trình nén ac, quá trình giãn nở zb:
Để xác định ta phải lập bảng :
* Quá trình nén:
Ta có pv
n1

= const ⇒ p
x
v
x
n1
= p
c
v
c
n1
đặt v
x
= iv
c
, trong đó i = 1÷ε
⇒ p
x
= p
c
.
1
n
x
c
v
v









= = p
c
.
1
n
c
c
iv
v








⇒ p
x
= p
c
.
1
1
n
i

* Quá trình giãn nở:
pv
n2
= const ⇒ p
x
v
x
n2
= p
z
v
z
n2
Đối với động cơ diesel : v
z
= ρv
c
( vì ρ=
c
z
v
v
)
⇒ p
x
= p
z
.
2
2

n
n
i
ρ

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
Bảng 1.1 : Bảng xác định quá trình nén và quá trình giãn nở
iv
c
Quá trình nén
p
x
=
c
n
p
i
.
1
1
Quá trình giãn nở
p
x
=
2
.
n
z
i

p






ρ
1 4,2510 -
c
v
ρ
2,5472 6,8016
2
c
v
1,6481 4,5702
3
c
v
0,9168 2,7549
4
c
v
0,6390 1,9237
5
c
v
0,4710 1,4560
6

c
v
0,3671 1,1596
7
c
v
0,2973 0,9566
8
c
v
0,2477 0,8097
9
c
v
0,2109 0,6990
10
c
v
0,1826 0,6128
11
c
v
0,1603 0,5441
12
c
v
0,1423 0,4881
13
c
v

0,1276 0,4417
14
c
v
0,1153 0,4026
15
c
v
0,1049 0,3694
16
c
v
0,0960 0,3408
17
c
v
0,0884 0,3160
=
c
v
ε
17,2
c
v
0,0870 0,3114
1.7.2 Vẽ và hiệu đính đồ thị công:

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
1.7.2.1 Vẽ:

Dựa vào bảng đã lập ta vẽ đường nén và đường giãn nở, vẽ tiếp đường biểu
diễn quá trình nạp và quá trình thải lý thuyết bằng hai đường song song với trục
hoành, đi qua hai điểm p
a
và p
r
. Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính để có đồ thị công
chỉ thị , các bước hiệu đính như sau :
- Chọn µ
p
= 0,034008 (Mpa/m
2
.mm)
- Chọn µ
v
= 0,078181818 (m
3
/mm)
- Chọn µ
s
= 0,675645341(mm/mm)
- Vẽ đồ thị Brick đặt phía trên đồ thị công
- Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị
1.7.3.2 Hiệu đính các điểm trên đồ thị:
1. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp :
Từ 0
’
của đồ thị Brick xác định góc đóng muộn β
2
= 20

0
của xupáp thải, bán
kính này cắt Brick ở a
’
, từ a’ gióng đường song song với tung độ cắt đường p
a
ở d
nối điểm r trên đường thải. Ta có đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình
thải
2. Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén (điểm c):
Cũng từ 0
’
của đồ thị Brick xác định góc phun sớm ϕ
p
=56
0
bán kính này cắt đồ
thị Brick tại c
’’’
, từ c
’’’
gióng đường song song với tung độ cắt đường nén tại điểm
c’’. Trên đoạn cz lấy c’ sao cho cc
’
=
cz
3
1
.Dùng mét cung cong thích hợp, nối 2
điểm c’’ và c’.

3. Hiệu đính điểm đạt điểm p
max
thực tế :
Trên đoạn zz
’
lấy điểm z
’’
sao cho
zzzz
''''
3
2
=
. Dùng thước cong nối z
’’
và c
’’
và
ttiếp tuyến với đường zb ta có đường chuyển tiếp từ quá trình nén sang quá trình
giãn nở

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
4. Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế : Hiệu đính điểm b căn cứ vào góc mở sớm
xu páp thải. Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế b
’
thường thấp hơn áp suất cuối
quá trình giãn nở lý thuyết do xu páp thải mở sớm
Từ đồ thị Brick xác định góc mở sớm xu páp thải β
2

= 56
o
cắt vòng tròn Brick
tại một điểm, từ điểm đó gióng đường song song với trục tung cắt zb tại T
1
. Trên ba
lấy bb
’
sao cho bb
’
=
ba
2
1
. Dùng thứơc cong nối T
1
b
’
tiếp tuyến với p
r
= const ta
được quá trình chuyển tiếp từ quá trình giãn nở sang quá trình thải.
Chương II: Tính toán động học và động lực học
2.1 Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học
Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một hoành độ thống nhất ứng với hành trình
của piston S = 2R. Vì vậy đồ thị đều lấy hoành độ tương ứng với V
h
của đồ thị công
(từ điểm 1Vc đến εVc).
2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của pittong x= f(

α
)
Dùng phương pháp Brick để vẽ, trình tự vẽ như sau :
- Chọn gốc toạ độ cách gốc đồ thị công một khoảng bằng giá trị biểu diễn của
dung tích V
C

- Chọn tỷ lệ xích góc : 0.7 mm/độ
- Tiến hành vẽ theo phương pháp Brick
+ Phía trên đồ thị công ta vẽ nửa vòng tròn tâm 0 có đường kính là S/µ
s
sau đó
lấy về phía ĐCD một khoảng 00
’
= λR/2µ
s

+ Lấy 0
’
làm tâm chia độ và đánh dấu trên đường tròn Êy các điểm chia độ
+ Gióng các điểm chia độ trên đường tròn đó xuống đồ thị x=f(α) và trên trục α
gióng các tia nằm ngang tương ứng, nối các điểm đó lại ta được x = f(α)
2.1.2 Đường biểu diễn tốc độ của pittong v= f(
α
)

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
Đường biểu diễn tốc độ của pittong được vẽ trên cùng hệ toạ độ của x và α
- Trình tự vẽ đường v=f(x) như sau :

Vẽ ở phía dưới đồ thị v=f(x) nửa vòng tròn tâm là 0, bán kính của nó bằng
S/2µ
x
⇒µ
v
= S/ 2µ
x
. Lấy 0 làm tâm vẽ vòng tròn bán kính bằng Rλ/2µ
v
. Chia
vòng tròn nhỏ và nửa vòng tròn lớn (bán kính R) ra n phần bằng nhau (18 phần),
đánh số các điểm chia từ 1÷18. Từ các điểm chia trên vòng tròn lớn ta kẻ các tia
thẳng đứng, từ các điểm chia trên vòng tròn nhỏ ta kẻ các tia nằm ngang giao điểm
của các tia tương ứng được đánh số I, II …. Nối các điểm đó lại ta được đường
cong biểu thị v=f(α)
2.1.3 Vẽ đường biểu thị v=f(x):
Từ nửa vòng tròn Brick theo các điểm chia độ dã có ta gióng xuống trục
hoành x của đồ thị v=f(x) ta sẽ được các giá trị
0
10
x
,
0
20
x
…
0
90
x
.Đo giá trị v trên đồ

thị v=f(α) và đặt giá trị Êy đúng với góc α tương ứng nên các tia x đó . Nối các
điểm đó lại ta được đường cong v=f(x)
2.1.4 Vẽ đường biểu diễn gia tốc của pittong j = f(x):
Đồ thị này được vẽ cùng hoành độ với trục x = f(α)
Để vẽ đồ thị này ta sử dụng phương pháp Tôlê :
- Chọn tỷ lệ xích µ
j
= 50 (m/s
2
.mm)
- TÝnh j
max
= Rw
2
(1+λ) = 70.10
-3






+






256

70
1
30
2310.
2
π
= 5216,231627 m/s
2
(với λ = R/L
tt
)
⇒đoạn biểu diễn AC = j
max
/µ
j
= 104,3246331 mm
Tính j
min
=- Rw
2
(1-λ) = -70.10
-3






−







256
70
1
30
2310.
2
π
=-2976,132172 m/s
2

⇒đoạn biểu diễn BD = j
min
/µ
j
= -59,52264344 mm
- Nối C với D cắt trục hoành tại E lấy
EF = -
2
3
ωλ
R
= -3.
256
70
.70.10

-3
.
2
30
2310.






π
= -3360,149227 m/s
2
⇒Đoạn biểu diễn EF = 67,20298454 mm

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
- Từ điển A tương ứng với ĐCT lấy AC = j
max
, từ điểm B tương ứng với ĐCD
lấy
BD = j
min
, nối CD cắt trục hoành ở E, lấy EF = -
2
3
ωλ
R
về phía BD. Nối CF và

FD đẳng phân CF và FD thành 6 phần bằng nhau, kÝ hiệu tương ứng 1,2…5
và
1’,2’…5’. Nối 11’,22’….55’. Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11’,22’….55’
ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = f(x).
2.2 Tính toán động lực học
2.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến
- Khối lượng nhóm pittông: m
np
= 3,25 kg
- Khối lượng nhóm thanh truyền: m
tt
= 4,215 kg
- Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông tính theo công thức kinh
nghiệm sau :
m
1
= (0,28 ữ 0,29)m
tt

Lấy m
1
= 1,2 kg
Khối lượng chuyển động tịnh tiến trên một đơn vị diện tích đỉnh pittông
m =
2613,335
4
13,0.
2,125,3
2
1

=
+
=
+
π
p
np
F
mm
( kg/m
2
)
2.2.2 Các khối lượng chuyển động quay
- Khối lượng thanh truyền quy dẫn về tâm chốt : m
2
= m
tt
- m
1
m
2
= 4,215-1,2 = 3,015 kg
- Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt m
0m
- Khối lượng của chốt khuỷu m
ch
2.2.3 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính p
j
= f(x)
áp dụng phương pháp Tôlê để vẽ nhưng hoành độ đặt trùng với đường p

k
ở đồ thị
công và vẽ đường - p
j
= f(x) (tức cùng chiều với j = f(x)), tiến hành  sau:
- Chọn tỷ lệ : µ
p
= µ
kt
= 0,034008 MPa/mm

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
µ
j
= 0,034008 MPa/mm
- Tính :
p
jmax
= mj
max
= 335,2631 . 70.10
-3






+







256
70
1
30
2310.
2
π
= 1,7488 MPa
p
jmin
= mj
min
= 335,2631 . 70.10
-3






−







256
70
1
30
2310.
2
π
= 0,997782 MPa
EF = m.
2
3
ωλ
R
= 335,2631 . 3.
256
70
.70.10
-3
.
2
30
2310.







π
= 1,126528 MPa
2.2.4 Khai triển đồ thị p -V thành p = f(
α
)
- Chọn tỷ lệ xích µ
α
= 2
0
/1mm,  vậy toàn bộ chu trình 720
0
sẽ ứng với 360mm.
Đặt hoành độ α này cùng trên đường đậm biểu diễn p
k

- Chọn tỷ lệ µ
p
= 0,0258 MPa/mm
- Xác định trị số p
kt
ứng với các góc α từ đồ thị Brick rồi đặt các giá trị này trên đồ
thị p - α, p
max
đạt được tại α = 375
0
.
2.2.5 Khai triển đồ thị p
j
= f(x) thành p

j
= f(
α
)
Đồ thị p
j
= f(α) biểu diễn trên đồ thị công có nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của
động cơ . Triển khai p
j
= f(x) thành p
j
= f(α) cũng thông qua Brick để chuyển toạ
độ, nhưng trên toạ độ p-α phải đặt đúng giá trị âm dương của p
j
.
2.2.6 Vẽ đồ thị p
Σ


= f(
α
)
Ta đã biết pΣ

= p
kt
+ p
j
.Vì vậy việc xây dựng pΣ

= f(α) chỉ là việc cộng toạ độ các
trị số tương ứng của p
j
và p
kt
. Kết quả  hình vẽ.
2.2.7 Vẽ đường biểu diễn lực tiếp tuyến T = f(
α
) và lực pháp tuyến Z = f(
α
)
Theo kết quả tính toán động lực học, ta có :
T=
( )
β
βα
cos
sin
.
+
∑
p
Z =
( )
β
βα
cos
cos
.
+

∑
p
Trình tự vẽ như sau:

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
Chọn µ
α

= 2
0
/1mm, µ
p
= µ
T
= µ
Z
= 0,0258 MPa/mm
Dựa vào λ = R/L
tt
ta tính được các trị số
( )
β
βα
cos
sin
+
và
( )
β

βα
cos
cos +
Biểu diễn Z = f(α) và T = f(α) trên cùng một hệ trục toạ độ .
Các số liệu để vẽ các đồ thị biểu diễn trên bảng 2.1


Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
Bảng 2.1: Số liệu để vẽ các đồ thị p
kt
, p
j
, p
Σ
,T và Z = f(
α
)

p
(mm)
pj
(mm)
β
βα
cos
)sin(
+
T
(mm)

β
βα
cos
)cos(
+
Z
(mm)
0 -50,28 -51,28 0 0 1 -50,28
10 -51,03 -50,03 0,2199 -11,22 0,9767 -49,48
20 -46,11 -45,11 0,4293 -19,8 0,9079 -41,86
30 -41,42 -40,42 0,6181 -25,6 0,7978 -30,04
40 -33,83 -32,83 0,7779 -26,32 0,6527 -22,08
50 25,06 -24,07 0,9021 -22,61 0,4807 -12,05
60 -15,74 -14,74 0,9864 -15,53 0,2915 -4,59
70 -6,45 -5,45 1,0295 -6,64 0,0953 -0,615
80 2,23 +3,23 1,0328 +2,3 -0,0983 -0,22
90 9,94 10,94 1 9,94 -0,2807 -2,8
100 16,28 17,28 0,9369 15,25 -0,4456 -7,25
110 20,88 21,89 0,8499 17,75 -0,5888 -12,3
120 24,64 25,64 0,7457 18,37 -0,7085 -17,46
130 26,86 27,86 0,6300 16,92 -0,8049 -21,62
140 28,04 29,03 0,5077 14,24 -0,8794 -24,66
150 28,52 29,52 0,3819 10,89 -0,9342 -26,64
160 28,8 29,80 0,2548 7,34 -0,9714 -27,98
170 28,52 29,52 0,1274 3,63 -0,9930 -28,32
180 28,48 29,48 0 0 -1 -28,48
190 28,45 29,52 -0,1274 -3,63 -0,9930 -28,25
200 28,6 29,80 -0,2548 -7,29 -0,9714 -27,78
210 28,7 29,52 -0,3819 -10,96 -0,9342 26,81
220 29,0 29,03 -5077 -14,72 -0,8794 -25,5

230 28,0 27,86 -0,6300 -17,64 -0,8049 -22,54

p
(mm)
pj
(mm)
β
βα
cos
)sin(
+
T
(mm)
β
βα
cos
)cos(
+
Z
(mm)
240 26,0 25,64 -0,7457 -19,4 -0,7085 -18,42
250 23,0 21,89 -0,8499 -19,55 -0,5888 -13,54
260 19,0 17,28 -0,9369 -17,8 -0,4456 -8,47
270 13,5 10,94 -1 -13,5 -0,2807 -3,79
280 7,0 3,23 -1,0328 -7,23 -0,0983 -0,69
290 -0,5 -5,45 -1,0295 +0,52 +0,0953 0,05
300 -7,5 -14,74 -0,9864 7,4 0,2915 -2,19
310 -12 -24,07 -0,9021 10,83 0,4807 -5,77
320 -13,5 -32,83 -0,7779 10,5 0,6527 -8,81


Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
330 -9,5 -40,42 -0,6181 5,87 0,7978 -7,58
340 13,0 -45,11 -0,4293 -5,58 0,9079 +11,8
350 47 -50,03 -0,2199 -10,34 0,9767 45,9
360 95 -51,28 0 0 1 95
370 145 -50,03 0,2199 31,89 0,9767 141,62
380 131 -45,11 0,4293 56,24 0,9079 118,93
390 64 -40,42 0,6181 39,56 0,7978 51,06
400 34,5 -32,83 0,7779 26,84 0,6527 22,52
410 20 -24,07 0,9021 18,04 0,4807 9,61
420 16 -14,74 0,9864 15,78 0,2915 4,66
430 17 -5,45 1,0295 17,5 0,0953 1,62
440 21 +3,23 1,0328 21,69 -0,0983 -2,064
450 26 10,94 1 26 -0,2807 -7,3
460 30 17,28 0,9369 28,11 -0,4456 -13,37
470 32 21,89 0,8499 27,2 -0,5888 -18,84
480 34 25,64 0,7457 25,35 -0,7085 -24,1
490 35,5 27,86 0,6300 22,36 -0,8049 -28,57

p
(mm)
pj
(mm)
β
βα
cos
)sin(
+
T

(mm)
β
βα
cos
)cos(
+
Z
(mm)
500 36 29,03 0,5077 18,3 -0,8794 -31,66
510 35,5 29,52 0,3819 13,56 -0,9342 -33,16
520 34 29,80 0,2548 8,66 -0,9714 -33,03
530 33 29,52 0,1274 4,204 -0,9930 -32,77
540 32,5 29,48 0 0 -1 -32,5
550 30,5 29,52 -0,1274 -3,89 -0,9930 -30,29
560 30,8 29,80 -0,2548 -7,85 -0,9714 -29,92
570 30,5 29,52 -0,3819 -11,65 -0,9342 -28,5
580 30,0 29,03 -5077 -15,23 -0,8794 -26,38
590 28,8 27,86 -0,6300 -18,14 -0,8049 -23,2
600 26,6 25,64 -0,7457 -19,84 -0,7085 -18,85
610 22,89 21,89 -0,8499 -19,45 -0,5888 -13,48
620 18,28 17,28 -0,9369 -17,13 -0,4456 -8,15
630 11,94 10,94 -1 -11,94 -0,2807 -3,35
640 4,23 3,23 -1,0328 -4,37 -0,0983 -0,42
650 -4,45 -5,45 -1,0295 +4,58 +0,0953 -0,424
660 -13,74 -14,74 -0,9864 13,55 0,2915 -4,06
670 -23,06 -24,07 -0,9021 20,8 0,4807 -11,08
680 -31,83 -32,83 -0,7779 24,76 0,6527 -20,78
690 -39,42 -40,42 -0,6181 24,37 0,7978 -31,45

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ

YAMZ236
700 -44,1 -45,11 -0,4293 18,93 0,9079 -40,04
710 -49,03 -50,03 -0,2199 10,78 0,9767 -47,89
720 -50,28 -51,28 0 0 1 -50,28
2.2.8 Vẽ đường
Σ
T = f(
α
) của động cơ 6 xilanh,chữ V
Động cơ nhiều xilanh có mô men tích luỹ vì vậy phải xác định mô men này. Chu kỳ
của mô men tổng bằng đúng góc công tác của các khuỷu :

0
0
120
6
4.180.180
===
i
ct
τ
δ
α
i
= 720
0
- (i-1).δ
ct
Đối với động cơ YAMZ236 - 4 kỳ, 6 xy lanh thứ tự làm việc là 1-5-3-6-2-4 ta tiến
hành lập bảng xác định góc α

i
ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc.
0
0
180
0
360
0
540
0
720
0

Từ các giá trị
ta lập được
bảng như sau :
Bảng 2.2 : Bảng tính
∑
T = f(
α
)



(mm)




(mm)





(mm)




(mm)




(mm)




(mm)
Tổng
T
(mm)
0 0 240 -19,4 480 25,35 120 18,37 600 -19,84 360 0 4,5
10 -11,22 250 -19,55 490 22,36 130 16,92 610 -19,45 370 31,89 21
20 -19,8 260 -17,8 500 18,3 140 14,24 620 -17,13 380 56,24 34,08
30 -25,6 270 -13,5 510 13,56 150 10,89 630 -11,94 390 39,56 12,96
40 -26,32 280 -7,23 520 8,66 160 7,34 640 -4,37 400 26,84 4,92
50 -22,61 290 +0,52 530 4,204 170 3,63 650 +4,58 410 18,04 8,4
60 -15,53 300 7,4 540 0 180 0 660 13,55 420 15,78 21,18

70 -6,64 310 10,83 550 -3,89 190 -3,63 670 20,8 430 17,5 34,98
80 +2,3 320 10,5 560 -7,85 200 -7,29 680 24,76 440 21,69 44,1
90 9,94 330 5,87 570 -11,65 210 -10,96 690 24,37 450 26 43,56
100 15,25 340 -5,58 580 -15,23 220 -14,72 700 18,93 460 28,11 26,76
α
1
= 0
0
α
2
= 240
0
α
3
= 480
0
α
4
= 120
0
Xi lanh 1 nạp Nén Cháy Thải
Xi lanh 2 N C T n N
Xi lanh 3 C T n N C
Xi lanh 4 n N C T n
Xi lanh 5 T n N C T
Xi lanh 6 C T n N
α
5
=600
0

α
6
=360
0


Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
110 17,75 350 -10,34 590 -18,14 230 -17,64 710 10,78 470 27,2 9,6
120 18,37 360 0 600 -19,84 240 -19,4 720 0 480 25,35 4,5
Vẽ đường ΣT
i
= f(α) ở góc trên của đồ thị T và Z. Chỉ vẽ trong mét chu kỳ.
Diện tích bao bởi đường T với trục hoành là : F
(
Σ
T)
= 1343 mm
2
ΣT
tb
=
3833,22
60
1343
60
)(
==
∑T
F

mm
2.2.9 Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu
Vẽ theo các bước sau :
Lập bảng xác định toạ tương ứng α
i
trên toạ độ T - Z (Bảng 2.3)
Vẽ hệ trục toạ độ TOZ , rồi xác định các toạ độ α
i
(T
i
,Z
i
), đây chính là đồ thị p
tt
biểu
diễn trên toạ độ T-Z.
p
tt
= T + Z
Xác định tâm đồ thị điểm O’, điểm O’ có toạ độ Z=p
ko
, T=0
với p
kot
= m
2
R
2
ω
=227,149. 70.10

-3
.(
30
2310.
π
)
2
.10
-6
.
034008,0
1

= 27,36 (mm)
Lấy OO
,
=27,36 mm
Nối O’ với bất kỳ điểm nào ta đều có : Q = p
k0
+ p
tt

Bảng 2.4 : Số liệu tính toán vẽ đường biểu diễn Q = f(
α
)

Q

Q


Q

Q
BD
(mm)
BD
(mm)
BD
(mm)
BD
(mm)
0 77,64 180 56 360 67,6 540 59
10 77 190 56 370 118,5 550 58
20 72 200 55,5 380 107,5 560 57,5
30 63 210 55,3 390 46 570 57
40 55 220 55 400 27 580 56
50 45,5 230 53 410 25,5 590 54
60 35 240 50 420 28 600 50,5
70 29 250 45,5 430 31,5 610 45,5
80 28 260 40 440 37 620 40
90 31,5 270 34,5 450 43,5 630 32
100 38 280 28,6 460 48,5 640 28
110 43,5 290 28 470 53,5 650 28,5
120 48,5 300 30,5 480 57,5 660 34,5
130 52 310 35 490 60 670 43,5
140 54 320 37,5 500 62 680 54
150 55,5 330 35,5 510 62,5 690 64

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236

160 56 340 16,5 520 61 700 71
170 56 350 21,5 530 60,5 710 76,5
180 56 360 67,6 540 59 720 77,64
Giá trị đặc biệt: với α = 335
o
thì Q
max
= 118,5 mm
Sau khi vẽ xong đồ thị Q = f(α), ta xác định Q
tb
bằng cách tính diện tích bao bởi
Q = f(α) và trục hoành, rồi chia cho chiều dài trục hoành.
Q
tb
=
18,49
360
17705
360
==
p
F

mm

Q
tb
t
= Q
tb

.µ
Q
= 49,18.0,034008 = 1,6725 MPa
Hệ sè va đập
χ =
41,2
18,49
5,118
==
tb
MAX
Q
Q
< 4, do đó thoả mãn.
2.2.10 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu:
Dựa vào 3 giả thiết:
- Lượng mòn tỷ lệ thuận với lực tác dụng
- Lực gây mòn không phải tại một điểm mà lân cận điểm đó trong phạm vi120
0
- Lúc xây dựng đồ thị mài mòn không xác định với điều kiện thực tế
⇒Xây dựng đồ thị theo trình tự các bước sau đây:
-Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho vòng tròn chốt tâm là K, các lực cắt trục
dương Z tại O và chia vòng tròn đó ra làm 24 phần bằng nhau, mỗi phần 15
0
và
đánh số các điểm chia từ 0÷23
-Xác định tổng các lực tác dụng nên trên các điểm 0,1,2 23, tương ứng ΣQ
0
,
ΣQ

1
, ΣQ
2
, …. ΣQ
23
,
∆
i
= µ
m
.Q
Σ
i
, µ
m
là tỷ lệ mài mòn, chọn µ
m
= 0,02 MPa/mm
-Vẽ vòng tròn tượng trưng cho bề mặt chốt trên giấy kẻ ly và trên vòng tròn đó chia
làm 24 điểm bằng nhau và đánh số điểm chia từ 0÷23, từ các điểm chia đó lấy theo

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
phương hướng tâm các đoạn có độ lớn bằng ∆
i
đánh dấu đầu mút các đoạn đó ta
được dạng bề mặt của chốt sau khi đã mòn
Vị trí Ýt mòn nhất chính là vị trí khoan lỗ khoan dầu (Bảng 2.5)

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ

YAMZ236
Bảng 2.5 : Bảng xác định vùng ảnh hưởng củ1a
Σ
Q

68
119
113
68
10
12
15
22
35
462
9,24

68
119
113
9
10
12
15
22
35
403
8,06

68

119
9
9
10
12
15
22
35
299
5,98

68
19
9
9
10
12
15
22
35
199
3,98

11
19
9
9
10
12
15

22
35
142
2,84

107
11
19
9
9
10
12
15
22
214
4,28

290
107
11
19
9
9
10
12
15
482
9,64

305

290
107
11
19
9
9
10
12
772
15,44

317
305
290
107
11
19
9
9
10
1077
21,54

53
317
305
290
107
11
19

9
9
1120
22,4

26
53
317
305
290
107
11
19
9
1137
22,74

25
26
53
317
305
290
107
11
19
1153
23,06

27

25
26
53
317
305
290
107
11
1161
23,22

30
27
25
26
53
317
305
290
107
1180
23,6

35
30
27
25
26
53
317

305
290
1108
22,16

45
35
30
27
25
26
53
371
305
863
17,26

68
45
35
30
27
25
26
53
317
626
12,52

113

68
45
35
30
27
25
26
53
422
8,44

119
113
68
45
35
30
27
25
26
488
9,76

68
119
113
68
45
35
30

27
25
530
10,6

68
119
113
68
45
35
30
27
35
540
10,8

68
119
113
68
45
35
30
22
35
535
10,07

68

119
113
68
45
35
15
22
35
520
10, 4

68
119
113
68
45
12
15
22
35
497
9,94
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7

Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Q13
Q14
Q15
Q16
Q17
Q18
Q19
Q20
Q21
Q22
Q23
Q
i
Chương III: Tính nghiệm bền các chi tiết chính

Đồ án môn học Động cơ đốt trong Tính toán kiểm nghiệm động cơ
YAMZ236
3.1 Kiểm nghiệm bền trục khuỷu
Tính sức bền trục khuỷu bao gồm tính sức bền tĩnh và tính sức bền động
Do trục khuỷu là dầm siêu tĩnh nên khi tính toán gần đúng, người ta phân trục
khuỷu ra làm nhiều đoạn, mỗi đoạn là một dầm tĩnh định nằm giữa hai gối tựa là
hai ổ trục. Thông thường, mỗi đoạn đó là một khuỷu. Khi tính toán ta sẽ phải xét
khuỷu nào chịu lực lớn nhất để tính cho khuỷu đó.
Ký hiệu
các lực trên sơ

đồ như sau :
T, Z: Lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng trên chốt khuỷu (MN)
P
r1
, P
r2
: Lực quán tính ly tâm của má khuỷu và của đối trọng (MN)
C
1
,

C
2
: Lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu và của khối lượng thanh truyền
quy dẫn về đầu to (MN)

l'
l''
l
0
b
a
a
b
c c
Z''
Z'
p
r2
C

2
C
1
Z
T'
T''
p
r2
T
p
r1
p
r1
d
c
h
d
c
k
Z'
T'
T''
Z''
Z
p
r1
p
r1
p
r2

p
r2
T
b
h
A A
A A