Bào tập lớn động cơ đốt trong - Khảo sát kết cấu động cơ Z6 của FORD FOCUS 1.6L

Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
MỤC LỤC
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 1
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
1. VẼ ĐỒ THỊ.
1.1. VẼ ĐỒ THỊ CÔNG.
1.1.1. Các số liệu chọn trước trong quá trình tính toán.
p
r
= 0,113 (MN/m
2
) - Áp suất khí sót.(0,112 – 0,114) MN/m
2
p
a
= 0,088 (MN/m
2
) - Áp suất cuối quá trình nạp.
pp
ka
)9,08,0( −=
n
1
=1,34 - Chỉ số nén đa biến trung bình.(1,32÷1,39)
n
2
=1,25 - Chỉ số giãn nở đa biến trung bình.(1,25÷1,29)
ρ=1,00 - Tỷ số giản nở sớm.
1.1.2. Xây dựng đường cong nén.
Phương trình đường nén: p.V
n1

= cosnt => p
c
.V
c
n1
= p
nx
.V
nx
n1
Rút ra ta có:
1
.
n
nx
c
cnx
V
V
pp








=
,

SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 2
THÔNG SỐ KỸ THUẬT KÝ HIỆU GIÁ TRỊ
Nhiên liệu Gasoline
Số xilanh / Số kỳ / Cách bố trí i / τ / 4 / 4 / In-line
Thứ tự làm việc 1-3-4-2
Tỷ số nén ε 10.8
Đường kính x hành trình piston (mm x
mm)
D x S 83.0 x 69.5
Công suất cực đại / số vòng quay (kW /
vg/ph)
N
e
/ n 70.0 / 5230
Tham số kết cấu λ 0.25
Áp suất cực đại (MN/m
2
) p
z
5.3
Khối lượng nhóm piston (kg) m
pt
0.8
Khối lượng nhóm thanh truyền (kg) m
tt
1
Góc đánh lửa sớm (độ) Ө
s
6
α

1
4
α
2
47
α
3
53
α
4
7
Hệ thống nhiên liệu EFI
Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cácte ướt
Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng
Hệ thống nạp Không tăng áp
Hệ thống phân phối khí 8 Valve, SOHC
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
Đặt :
c
nx
V
V
i =
.Ta có:
1
1
.
n
cnx
i

pp =
Trong đó: p
nx
và V
nx
là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường nén.
i là tỉ số nén tức thời.

==
1
.
n
ac
pp
ε
0,088.10,8
1.34
= 2.134 (MN/m
2
)
1.1.3. Xây dựng đường cong giãn nở.
Phương trình đường giãn nở: p.V
n2
= cosnt => p
z
.V
c
n2
= p
gnx

.V
gnx
n2
Rút ra ta có:
2
.
n
gnx
z
zgnx
V
V
pp








=
.
Với :
Cz
VV =
(vì ρ = 1) và đặt :
c
gnx
V

V
i =
.
Ta có:
2
1
.
n
znx
i
pp =
.
Trong đó p
gnx
và V
gnx
là áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường giãn nở.
1.1.4. Tính V
a
, V
h
, V
c
.
V
a
= V
c
+V
h

( )
( ) ( )
2
2
3 3 3
. 0,083
.
. .0,0695 0,376.10 0.376
4 4
h
D
V S m dm
π
π
−
= = = =
.

( )
3
0.376
0.038
1 10,8 1
h
C
V
V dm
ε
= = =

− −
.

( )
3
. 10,8.0.038 0.414
a C h c
V V V V dm
ε
= + = = =
.

( )
3
0.038
z c
V V dm= =
.
Cho i tăng từ 1 đến
ε
ta lập được bảng xác định tọa độ các điểm trên đường nén và
đường giãn nở.
1.1.5.Bảng xác định tọa độ các điểm trung gian.
i i*Vc Vbd(mm) i^n1 Pnx Pnbd i^n2 Pgnx Pgnbd
1 0.038 15 1.000 2.134 80.542 1.000 5.300 200.000
2 0 .077 30 2.532 0.843 31.816 2.378 2.228 84.090
3 0.115 45 4.359 0.490 18.479 3.948 1.342 50.656
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 3
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
4 0.153 60 6.409 0.333 12.568 5.657 0.937 35.355

5 0.192 75 8.642 0.247 9.320 7.477 0.709 26.750
6 0.230 90 11.034 0.193 7.300 9.391 0.564 21.298
7 0.269 105 13.565 0.157 5.937 11.386 0.465 1 7.565
8 0.307 120 16.223 0.132 4.965 13.454 0.394 14.86 5
9 0.345 135 18.997 0.112 4.240 15.588 0.340 12.830
10 0.384 150 21.878 0.098 3.681 17.783 0.298 11.247
10.8 0.414 162 24.254 0.088 3.321 19.579 0.271 10.215
XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM ĐẶC BIỆT VÀ HIỆU CHỈNH ĐỒ THỊ CÔNG
* Điểm r(V
c
,P
r
) V
c
-thể tích buồng cháy V
c
=0,038 [l]
P
r
-áp suất khí sót, phụ thuộc vào tốc độ động cơ .
chọn P
r
=0.113 [MN/m
2
]
vậy : r(0,038 ;0,113)
• Điểm a(V
a
;P
a

)
Với V
a
=ε.V
c
=10,8.0,038=0,414 [l].
P
a
=0,088[MN/m
2
]
vậy điểm a(0,414 ;0,088).
• Điểm b(V
a
;P
b
).
với P
b
: áp suất cuối quá trình giãn nở.

2
2
2 1,25
5.3
. 0,27[ / ]
10,8
n
b z
n

P P MN m
ρ
ε
= = =
.
vậy điểm b(0,414;0,27)
Các điểm đặc biệt:
r(V
c
; p
r
) =(0,038 ;0,113) a(V
a
; p
a
) =(0,414 ;0,088).
b(Va ; pb) = (0,414;0,27) ; c(Vc ; pc) = (0,038;2,134)
z(V
c
; p
z
) = (0,038 ; 5,3).
1.1.6. Vẽ đồ thị công.
Để vẽ đồ thị công ta thực hiện theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích:
( )
2
5,3
0,0265 / .
200

p
MN m mm
µ
= =
.

( )
3
0,038
0,0026 /
15
v
dm mm
µ
= =
.
+ Vẽ hệ trục tọa độ trong đó: trục hoành biểu diễn thể tích xi lanh, trục tung biểu diễn
áp suất khí thể.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 4
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
+ Từ các số liệu đã cho ta xác định được các tọa độ điểm trên hệ trục tọa độ. Nối các
tọa độ điểm bằng các đường cong thích hợp được đường cong nén và đường cong giãn
nở.
+ Vẽ đường biểu diễn quá trình nạp và quá trình thải bằng hai đường thẳng song song
với trục hoành đi qua hai điểm P
a
và P
r
. Ta có được đồ thị công lý thuyết.
+ Hiệu chỉnh đồ thị công:

- Vẽ đồ thị Brick phía trên đồ thị công. Lấy bán kính cung tròn R bằng ½ khoảng
cách từ V
a
đến V
c
.
- Tỉ lệ xích đồ thị Brick:
( )
69,5
0,4728 /
162 15
th
s
bd
s
mm mm
s
µ
= = =
−
.
- Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng : OO’
µ
λ
s
R
.2
.
=
.

- Giá trị biểu diễn : OO’
. 0,25.34,75
9,187
2. 2.0,4728
s
R
λ
µ
= = =
(mm)
- Dùng đồ thị Brick để xác định các điểm:
• Đánh lửa sớm (c’).
• Mở sớm (b’) đóng muộn (r’’) xupap thải.
• Mở sớm (r’) đóng muộn (d ) xupap hút.
- Áp suất cực đại của chu trình thực tế thường nhỏ hơn áp suất cực đại trong tính
toán :
p
z’
= 0,85.p
z
= 0,85.5,3 = 4,505 (MN/m
2
)
Vẽ đường đẳng áp p = 4,505 (MN/m
2
).
Từ đồ thị Brick xác định góc 12
0
gióng xuống cắt đoạn đẳng áp tại z’.
- Áp suất cuối quá trình nén thực tế p

c’’
:
Áp suất cuối quá trình nén thực tế thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý
thuyết do sự đánh lửa sớm.
p
c’’
= p
c
+
3
1
.( p
z’
-p
c
)
p
c’’
= 2,13 +
3
1
.( 4,505 – 2,13 ) = 2,9217 (MN/m
2
)
Nối các điểm c’, c’’, z’ lại thành đường cong liên tục và dính vào đường giãn nở.
- Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế p
b’’
:
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 5
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn
nở lý thuyết do mở sớm xupap thải.
P
b’’
= p
r
+
2
1
.( p
b
- p
r
)
P
b’’
= 0,113 +
2
1
.( 0,27 - 0,113 ) = 0,1915(MN/m
2
).
Nối các điểm b’, b’’ và tiếp dính với đường thải p
rx
.
- Nối diểm r với r’, r’ xác định từ đồ thị Brick bằng cách gióng đường song song
với trục tung cắt đường nạp p
ax
tại r’.
*) Sau khi hiệu chỉnh ta nối các điểm lại thì được đồ thị công thực tế.

SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 6
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
0
0'
b'
b''
a
a'
r'
r''
b
c'
c''
z'
0 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 166,4
Pz =0.85Pzmax
3.0816
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 7
ỏn mụn hc: CT GVHD: Thõy DNG VIT DNG
Hỡnh 1.1- th cụng
\
1.2.ễNG HOC VA ễNG LC HOC CUA C CU TRUC KHUYU THANH
TRUYấN .
ụng c ụt trong kiờu piston thng co võn tục ln, nờn viờc nghiờn cu tinh toan
ụng hoc va ụng lc hoc cua c cõu truc khuyu thanh truyờn (TKTT) la cõn thiờt ờ
tim quy luõt võn ụng cua chung va ờ xac inh lc quan tinh tac dung lờn cac chi tiờt
trong c cõu TKTT nhm muc ich tinh toan cõn bng, tinh toan bờn cua cac chi tiờt
va tinh toan hao mon ụng c.
Trong ụng c ụt trong kiờu piston c cõu TKTT co 2 loai loai giao tõm va loai lờch
tõm.

Ta xet trng hp c cõu TKTT giao tõm .
1.2.1 ụng hoc cua c cõu giao tõm :
C cõu TKTT giao tõm la c cõu ma ng tõm xilanh trc giao vi ng tõm
truc khuyu tai 1 iờm (hinh ve).
SVTH: Lấ PHI CHNH -Lp 09C4A Trang 8


R
C
x
l
O
CD
CT
A
B
B'
S
O
- Giao õióứm cuớa õổồỡng tỏm xi lanh vaỡ õổồỡng tỏm
truỷc khuyớu.
C - Giao õióứm cuớa õổồỡng tỏm thanh truyóửn vaỡ
õổồỡng tỏm chọỳt khuyớu.
B' - Giao õióứm cuớa õổồỡng tỏm xy lanh vaỡ õổồỡng
tỏm chọỳt piston.
A - Vở trờ chọỳt piston khi piston ồớ CT
B - Vở trờ chọỳt piston khi piston ồớ CD
R - Baùn kờnh quay cuớa truỷc khuyớu (m)
l - Chióửu daỡi cuớa thanh truyóửn (m)
S - Haỡnh trỗnh cuớa piston (m)

x - ọỹ dởch chuyóứn cuớa piston tờnh tổỡ CT ổùng vồùi
goùc quay truỷc khuyớu (m)
- Goùc lừc cuớa thanh truyóửn ổùng vồùi goùc (õọỹ)

Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG

HV.Sơ đồ cơ cấu KTTT giao
tâm .
1.2.1.1 Xác định độ dịch chuyển (x) của piston bằng phương pháp đồ thị Brick
-Theo phương pháp giải tích chuyển dịch x của piston được tính theo công thức :

( ) ( )






−+−≈
α
λ
α
2cos1
4
cos1.Rx
.
-Các bước tiến hành vẽ như sau:
+ chọn tỷ lệ xích
( )
69,5

0,4728 /
162 15
x
mm mm
µ
= =
−

2
=
α
µ
(độ/mm)
+ Đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S/2. Lấy bán kính R bằng ½
khoảng cách từ V
a
đến V
c
.
+ Lấy về phía phải điểm O’ một khoảng OO’
( )
. . 0,25.69,5
9,187 /
2. 4. 4.0,4728
s s
R S
mm mm
λ λ
µ µ
= = = =

.
+ Từ tâm O’ của đồ thị brick kẻ các tia ứng với 10
0
; 20
0
…180
0
. Đồng thời đánh số
thứ tự từ trái qua phải 0;1,2…18.
+ Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục hoành biểu
diễn khoảng dịch chuyển của piston.
+ Gióng các điểm ứng với 10
0
; 20
0
…180
0
đã chia trên cung tròn đồ thị brick xuống
cắt các đường kẻ từ điểm 10
0
; 20
0
…180
0
tương ứng ở trục tung của đồ thị x=f(α) để
xác định chuyển vị tương ứng.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 9
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
+ Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston x = f(α).
1.2.1.2. Đồ thị biểu diễn tốc độ của piston v=f(α).

* Vẽ đường biểu diễn tốc độ theo phương pháp đồ thị vòng của Nguyễn Đức Phú.
+ Xác định vận tốc của chốt khuỷu:
ω =
30
.n
π
=
.5230
30
π
= 547,68 (rad/s)
+ Chọn tỷ lệ xích
ωµµ
.
svt
=
=
547,68.0,4728 258,94=
(m/s.mm)
+ Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R
1
phía dưới đồ thị x(α) với
R
1
= 34,75.547,68=19031,88 (mm/s).
Giá trị biểu diễn: R
1
=
19031,88
73,5( )

258,94
mm=
+ Vẽ đường tròn tâm O bán kính R
2
với:
R
2
= R.
vt
µ
λω
.2
.
= 34,75.
547,68.0,25
2.258,94
= 9,187.(mm)
+ Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính
1
R
thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự
0;1;2 …18.
+ Chia vòng tròn tâm O bán kính
2
R
thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’; 1’;
2’…18’ theo chiều ngược lại.
+ Từ các điểm 0;1;2…kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song song với
AB kẻ từ các điểm 0’;1’;2’…tương ứng tạo thành các giao điểm. Nối các giao điểm
này lại ta có đường cong giới hạn vận tốc của piston. Khoảng cách từ đường cong này

đến nửa đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc α.
*) Biểu diễn v = f(x)
Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston ta đặt chúng
cùng chung hệ trục toạ độ.
Trên đồ thị chuyển vị x = f(α) lấy trục Ov ở bên phải đồ thị song song với trục Oα,
trục ngang biểu diễn hành trình của piston.
Từ các điểm 0
0
, 10
0
, 20
0
, ,180
0
trên đồ thị Brick ta gióng xuống các đường cắt
đường Ox tại các diểm 0, 1, 2, ,18. Từ các điểm này ta đặt các đoạn tương ứng từ đồ
thị vận tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đoạn ta có đường biểu diễn v = f(x).
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 10
α[độ]
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 11
Hình 1.2 - Đồ thị chuyển vị
Hình 1.3 - Đồ thị vận tốc
( )
α
fv =
V = f(x)
X = f(α)
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
1.2.1.3. Đồ thị biểu diễn gia tốc

( )
xfj
=
.
Để vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston ta sử dụng phương pháp Tole.
+ Chọn hệ trục tọa độ với trục Ox là trục hoành, trục tung là trục biểu diễn giá trị gia
tốc.
+ Chọn tỉ lệ xích:
2 2
. 0,4728.547,68 141,817
j s
µ µ ω
= = =
(mm/s
2
mm)

+ Trên trục Ox lấy đoạn AB = S=2R=69,5.
Giá trị biểu diễn: AB=
69,5
146,9
0,4728
s
s
µ
= =
(mm)
Tính:
( )
( )

( )
( )
2 2 2
max
. . 1 0,03475. 547,68 . 1 0,25 13029,23j R m s
ω λ
= + = + =
.
( )
( )
( )
( )
2 2 2
min
. . 1 0,03475. 547,68 . 1 0,25 7817,53j R m s
ω λ
= − − = − − = −
.
EF = -3.R.λ.ω
2
= -3.0,03475.0,25.547,68
2
= -7817,53(m/s
2
).
+ Từ điểm A tương ứng với điểm chết trên lấy lên phía trên một đoạn
AC =
max
13029,23
91,87( )

141,817
j
j
mm
µ
= =
. Từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy xuống
dưới một đoạn BD =
min
7817,53
55,12( )
141,817
j
j
mm
µ
= =
. Nối C với D. Đường thẳng CD cắt
trục hoành Ox tại E. Từ E lấy xuống dưới một đoạn EF=
7817,53
55,12( )
141,817
mm=
. Nối CF
và FD, đẳng phân định hướng CF thành 8 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0;1;2…
đẳng phân định FD thành 8 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’;1’;2’…vẽ các đường
bao trong tiếp tuyến 11’;22’;33’…Ta có đường cong biểu diễn quan hệ
( )
xfj
=

.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 12
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
D
5
4
3
2
1
0
5'
4'
3'
2'
1'
F
E
C
j
max
j
min
ÂÄÖ THË GIA TÄÚC

µ
B
A
Hình 1.4 - Đồ thị gia tốc
( )
xfJ =

1.2.2. Tính toán động lực học.
1.2.2.1. Đường biểu diễn lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến
( )
xfP
J
=−
.
Vẽ theo phương pháp Tole với trục hoành đặt trùng với
0
P
ở đồ thị công, trục tung
biểu diễn giá trị
j
P
.
Vẽ đường biểu diễn lực quán tính được tiến hành theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích trùng với tỉ lệ xích đồ thị công:
2
0,0265( / . )
j
p p
MN m mm
µ µ
= =
+ Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến:
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 13
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
m’ = m
pt
+ m

1
Trong đó: m’ - Khối lượng chuyển động tịnh tiến (kg).
m
pt
= 0,8 (kg) - Khối lượng nhóm piston.
m
1
-

Khối lượng thanh truyền qui về tâm chốt piston (kg).
Theo công thức kinh nghiệm:
m
1
= (0,275 ÷ 0,350).m
tt
. Lấy m
1
= 0,285.1 = 0,285 (kg).
m
tt
= 1 (kg) - Khối lượng nhóm thanh truyền.
=> m’ = 0,8 + 0,285 = 1,085 (kg).

Để đơn giản hơn trong tính toán và vẽ đồ thị ta lấy khối lượng trên một đơn vị diện
tích của một đỉnh piston:
m =
pt
F
m'
=

2
1,085.4
.0,083
π
= 200,53 (kg/m
2
)
Áp dụng công thức tính lực quán tính: p
j
= - m.j , ta có:
p
jmax
= - m.j
max
=-200,53.13029,23 = -2612776(N/m
2
) = -2,612776 (MN/m
2
).
p
jmin
= -m.j
min
= 200,53.7817,53 = 1567665 (N/m
2
) = 1,567665(MN/m
2
)
Đoạn: EF = - m.j
EF

= 200,53.7817,53 = 1,567665 (MN/m
2
)
1.2.2.2. Khai triển các đồ thị.
a) Khai triển đồ thị công trên tọa độ p-V thành p=f( α ).
Để biểu diễn áp suất khí thể p
kt
theo góc quay của trục khuỷu α ta tiến hành như sau:
+ Vẽ hệ trục tọa độ p - α. Trục hoành đặt ngang với đường biểu diễn
0
p
trên đồ thị
công.
+ Chọn tỉ lệ xích:
2
=
α
µ
(độ/mm).

( )
2
0,0265 / .
p
MN m mm
µ
=
.
+ Dùng đồ thị Brick để khai triển đồ thị p-v thành p-α.
+ Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, dựng các đường song song với trục Op cắt đồ

thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn quá trình: nạp, nén, cháy - giãn nở, xả.
+ Qua các giao điểm này ta kẻ các đường song song với trục hoành gióng sang hệ toạ
độ p-α . Từ các điểm chia tương ứng 0
0
, 10
0
, 20
0
,… trên trục hoành của đồ thị p-α ta
kẻ các đường thẳng đứng cắt các đường trên tại các điểm ứng với các góc chia trên đồ
thị Brick và phù hợp với các quá trình làm việc của động cơ. Nối các điểm lại bằng
đường cong thích hợp ta được đồ thị khai triển p-α.
b) Khai triển đồ thị
( )
xfp
J
=
thành
( )
α
fp
J
=
.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 14
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
Đồ thị
( )
xfp
J

=−
biểu diễn đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của
động cơ.
Khai triển đường
( )
xfp
J
=
thành
( )
α
fp
J
=
cũng thông qua đồ thị brick để chuyển
tọa độ. Việc khai triển đồ thị tương tự khai triển P-V thành P=f(α). Nhưng lưu ý ở tọa
độ p-α phải đặt đúng trị số dương của p
j
.
c) Vẽ đồ thị
( )
α
fp
=
1
.
Theo công thức
jkt
ppp
+=

1
. Ta đã có n `1 và
( )
α
fp
J
=
. Vì vậy việc xây
dựng đồ thị p
1
= f(
α
) được tiến hành bằng cách cộng đại số các toạ độ điểm của 2 đồ
thị p
kt
=f(
α
) và p
j
=f(
α
) lại với nhau ta được tọa độ điểm của đồ thị p
1
=f(
α
) . Dùng một
đường cong thích hợp nối các toạ độ điểm lại với nhau ta được đồ thị p
1
=f(
α

).
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 15
ỏn mụn hc: CT GVHD: Thõy DNG VIT DNG
P
kt
P
1
P
j
P
kt
P
1
P
j
Hỗnh 1.5:ệ THậ KHAI TRIỉN


[õọỹ]
SVTH: Lấ PHI CHNH -Lp 09C4A Trang 16
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
1.2.2.3. Vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến
( )
α
fT
=
, lực pháp tuyến
( )
α
fZ

=
và lực
ngang
( )
α
fN
=
.
Các đồ thị: T = f(α), Z = f(α), N = f(α) được vẽ trên cùng một hệ toạ độ.
Áp dụng các công thức:

( )
( )
β
βα
cos
sin
.
1
+
=
PT

( )
( )
β
βα
cos
cos
.

1
+
=
PZ

( )
β
tgPN .
1
=
.
Quá trình vẽ các đường này được thực hiên theo các bước sau:
+ Chọn tỉ lệ xích:
2
=
α
µ
(độ/mm).

( )
2
0,0265 / .
p
MN m mm
µ
=
.
+ Căn cứ vào trị số
0,25
R

L
λ
= =
. Tra các bảng phụ lục 2p, 7p, 11p trong sách Kết Cấu
Và Tính Toán Động Cơ đốt Trong - Tập 1 ta có các giá trị của:
( )
( )
β
βα
cos
sin
+
;
( )
( )
β
βα
cos
cos
+

và
( )
β
tg
. Dựa vào đồ thị khai triển p= f(
α)
ta có các giá trị của p
1
.

Từ đó ta lập được
bảng sau: bảng 2
α P1 sin(α+β)/cosβ T Cos(α+β)/cosβ Z tang(β) N
0 -64.00 0 0 1 -64 0 0
10 -62.80 0.22 -13.816 0.98 -61.544 0.05 -3.14
20 -59.56 0.43 -25.6108 0.91 -54.2 0.09 -5.3604
30 -52.42 0.62 -32.50164 0.8 -41.938 0.14 -7.33908
40 -42.76 0.78 -33.35436 0.65 -27.795 0.18 -7.69716
50 -31.50 0.9 -28.35 0.48 -15.12 0.21 -6.615
60 -19.70 0.99 -19.503 0.29 -5.713 0.24 -4.728
70 -8.70 1.03 -8.961 0.1 -0.87 0.26 -2.262
80 2.50 1.03 2.575 -0.1 -0.25 0.28 0.7
90 11.60 1 11.6 -0.28 -3.248 0.28 3.248
100 19.80 0.94 18.612 -0.45 -8.91 0.28 5.544
110 26.00 0.85 22.1 -0.59 -15.34 0.26 6.76
120 30.57 0.75 22.9275 -0.71 -21.705 0.24 7.3368
130 33.10 0.63 20.853 -0.8 -26.48 0.21 6.951
140 34.40 0.51 17.544 -0.88 -30.272 0.18 6.192
150 34.90 0.38 13.262 -0.93 -32.457 0.14 4.886
160 35.10 0.25 8.775 -0.97 -34.047 0.09 3.159
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 17
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
170 35.10 0.13 4.563 -0.99 -34.749 0.05 1.755
180 35.10 0 0 -1 -35.1 0 0
190 36.67 -0.13 -4.76645 -0.99 -36.298 -0.05 -1.83325
200 36.22 -0.25 -9.056 -0.97 -35.137 -0.09 -3.26016
210 36.52 -0.38 -13.8776 -0.93 -33.964 -0.14 -5.1128
220 36.53 -0.51 -18.6303 -0.88 -32.146 -0.18 -6.5754
230 35.60 -0.63 -22.428 -0.8 -28.48 -0.21 -7.476

240 33.45 -0.75 -25.0875 -0.71 -23.75 -0.24 -8.028
250 29.47 -0.85 -25.0495 -0.59 -17.387 -0.26 -7.6622
260 23.30 -0.94 -21.902 -0.45 -10.485 -0.28 -6.524
270 15.27 -1 -15.27 -0.28 -4.2756 -0.28 -4.2756
280 6.86 -1.03 -7.0658 -0.1 -0.686 -0.28 -1.9208
290 -2.39 -1.03 2.4617 0.1 -0.239 -0.26 0.6214
300 -11.96 -0.99 11.8404 0.29 -3.4684 -0.24 2.8704
310 -20.90 -0.9 18.81 0.48 -10.032 -0.21 4.389
320 -26.85 -0.78 20.943 0.65 -17.453 -0.18 4.833
330 -28.76 -0.62 17.8312 0.8 -23.008 -0.14 4.0264
340 -24.47 -0.43 10.5221 0.91 -22.268 -0.09 2.2023
350 -6.81 -0.22 1.49886 0.98 -6.6767 -0.05 0.34065
360 13.69 0 0 1 13.69 0 0
370 72.64 0.22 15.9808 0.98 71.187 0.05 3.632
380 44.37 0.43 19.0791 0.91 40.377 0.09 3.9933
390 23.91 0.62 14.8242 0.8 19.128 0.14 3.3474
400 11.72 0.78 9.1416 0.65 7.618 0.18 2.1096
410 8.08 0.9 7.272 0.48 3.8784 0.21 1.6968
420 10.00 0.99 9.9 0.29 2.9 0.24 2.4
430 14.99 1.03 15.4397 0.1 1.499 0.26 3.8974
440 20.73 1.03 21.3519 -0.1 -2.073 0.28 5.8044
450 27.04 1 27.04 -0.28 -7.5712 0.28 7.5712
460 33.44 0.94 31.4336 -0.45 -15.048 0.28 9.3632
470 37.83 0.85 32.15125 -0.59 -22.317 0.26 9.8345
480 41.05 0.75 30.7875 -0.71 -29.146 0.24 9.852
490 42.70 0.63 26.901 -0.8 -34.16 0.21 8.967
500 43.21 0.51 22.0371 -0.88 -38.025 0.18 7.7778
510 42.70 0.38 16.226 -0.93 -39.711 0.14 5.978
520 42.41 0.25 10.6025 -0.97 -41.138 0.09 3.8169
530 41.40 0.13 5.382 -0.99 -40.986 0.05 2.07

540 40.27 0 0 -1 -40.27 0 0
550 40.06 -0.13 -5.2078 -0.99 -39.659 -0.05 -2.003
560 39.86 -0.25 -9.965 -0.97 -38.664 -0.09 -3.5874
570 39.45 -0.38 -14.991 -0.93 -36.689 -0.14 -5.523
580 38.74 -0.51 -19.7574 -0.88 -34.091 -0.18 -6.9732
590 37.40 -0.63 -23.562 -0.8 -29.92 -0.21 -7.854
600 34.32 -0.75 -25.74 -0.71 -24.367 -0.24 -8.2368
610 29.71 -0.85 -25.2535 -0.59 -17.529 -0.26 -7.7246
620 23.60 -0.94 -22.184 -0.45 -10.62 -0.28 -6.608
630 15.40 -1 -15.4 -0.28 -4.312 -0.28 -4.312
640 6.12 -1.03 -6.3036 -0.1 -0.612 -0.28 -1.7136
650 -4.62 -1.03 4.7586 0.1 -0.462 -0.26 1.2012
660 -16.09 -0.99 15.9291 0.29 -4.6661 -0.24 3.8616
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 18
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
670 -27.81 -0.9 25.029 0.48 -13.349 -0.21 5.8401
680 -39.08 -0.78 30.4824 0.65 -25.402 -0.18 7.0344
690 -48.74 -0.62 30.2188 0.8 -38.992 -0.14 6.8236
700 -55.87 -0.43 24.0241 0.91 -50.842 -0.09 5.0283
710 -59.29 -0.22 13.0438 0.98 -58.104 -0.05 2.9645
720 -64 0 0 1 -64 0 0
+ Vẽ hệ trục tọa Decac trong đó trục hoành biểu thị giá trị góc quay trục khuỷu, trục
tung biểu diễn giá trị của T,N,Z. Từ bảng 2 ta xác định được tọa độ các điểm trên hệ
trục, nối các điểm lại bằng các đường cong thích hợp cho ta đồ thị biểu diễn:
( )
α
fT
=

( )

α
fZ
=
;
( )
α
fN
=
.
+ Việc vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến
( )
α
fT
=
, lực pháp tuyến
( )
α
fZ
=
và lực
ngang
( )
α
fN
=
cho ta mối quan hệ giữa chúng cũng như tạo tiền đề cho việc tính toán
và thiết kế về sau nhằm bảo đảm độ ổn định ngang, độ ổn định dọc của động cơ, phụ
tải tác dụng lên chốt khuỷu, đầu to thanh truyền …đồng thời là cơ sở thiết kế các hệ
thống khác như hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn…
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 19

Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
1.2.2.4. Vẽ đồ thị ΣT = f(α).
Để vẽ đồ thị tổng T ta thực hiện theo những bước sau:
+ Lập bảng xác định góc
i
α
ứng với góc lệch các khuỷu theo thứ tự làm việc.
+ Góc lệch khuỷu trục của 2 xi lanh làm việc kế tiếp nhau:
0
180
4
4.180.180
===
i
k
τ
α
.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 20
Hình 1.6 - Đồ thị N – T- Z = f(α).
α (độ)
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
+ Thứ tự làm việc của động cơ (đề cho) là: 1-3-4-2.
Ta có bảng xác định góc lệch công tác và thứ tự làm việc của các khuỷu trục:
Xi lanh Tên kỳ làm việc α
i
o
1 Nạp Nén Cháy-giãn nở Thải 0
2 Nén Cháy-giãn nở Thải Nạp 180
3 Thải Nạp Nén Cháy-Giãn nở 540

4 Cháy-giãn nở Thải Nạp Nén 360
0
0
180
0
360
0
540
0
720
0


+ Sau khi lập bảng xác định góc
i
α
ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc, dựa vào
bảng tính N, T, Z và lấy tỉ lệ xích μ
ΣT
= 2.μ
p
= 2.0,038125 = 0,07625(MN/m
2
.mm), ta
lập được bảng tính
( )
α
fT
=
∑

. Trị số của
i
T
ta đã tính, căn cứ vào đó tra bảng các giá
trị
i
T
đã tịnh tiến theo
α
. Cộng tất cả các giá trị của
i
T
ta có
4321
TTTTT +++=
∑
.
α1 T1 α2 T2 α3 T3 α4 T4 ΣT
0 0 180 0 540 0 360 0 0
10 -13.816 190 -4.76645 550 -5.2078 370 15.9808 -7.80945
20 -25.6108 200 -9.056 560 -9.965 380 19.0791 -25.5527
30 -32.50164 210 -13.8776 570 -14.991 390 14.8242 -46.54604
40 -33.35436 220 -18.6303 580 -19.7574 400 9.1416 -62.60046
50 -28.35 230 -22.428 590 -23.562 410 7.272 -67.068
60 -19.503 240 -25.0875 600 -25.74 420 9.9 -60.4305
70 -8.961 250 -25.0495 610 -25.2535 430 15.4397 -43.8243
80 2.575 260 -21.902 620 -22.184 440 21.3519 -20.1591
90 11.6 270 -15.27 630 -15.4 450 27.04 7.97
100 18.612 280 -7.0658 640 -6.3036 460 31.4336 36.6762
110 22.1 290 2.4617 650 4.7586 470 32.15125 61.47155

120 22.9275 300 11.8404 660 15.9291 480 30.7875 81.4845
130 20.853 310 18.81 670 25.029 490 26.901 91.593
140 17.544 320 20.943 680 30.4824 500 22.0371 91.0065
150 13.262 330 17.8312 690 30.2188 510 16.226 77.538
160 8.775 340 10.5221 700 24.0241 520 10.6025 53.9237
170 4.563 350 1.49886 710 13.0438 530 5.382 24.48766
180 0 360 0 720 0 540 0 0
+ Nhận thấy tổng T lặp lại theo chu kỳ 180
0
vì vậy chỉ cần tính tổng T từ 0
0
đến 180
0
sau đó suy ra cho các chu kỳ còn lại.
+ Vẽ đồ thị tổng T bằng cách nối các tọa độ điểm
( )
i
ii
Ta
∑
= ;
α
bằng một đường
cong thích hợp cho ta đường cong biểu diễn đồ thị tổng T.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 21
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 22
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
T[MN/m
2

]

[ÂÄÜ]
Σ
HÇNH 1.7:BIÃØU DIÃÙN
Σ
T=f(
α
)
+ Sau khi đã có đồ thị tổng
( )
α
fT =
∑
ta vẽ
tb
T
∑
(đại diện cho mô men cản).
Phương pháp xác định
tb
T
∑
như sau:

)(68.10
18
16.192
18
mm

T
T
i
tb
==
∑
=
∑
.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 23
ΣΤ(MN/m
2
)
ΣΤ
tb
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
1.2.2.5. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.
Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên chốt
khuỷu ở mỗi vị trí của chốt khuỷu. Sau khi có đồ thị này ta tìm được trị số trung bình
của phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, cũng có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và bé
nhất, dùng đồ thị phụ tải có thể xác định được khu vực chịu tải ít nhất để xác định vị
trí lỗ khoan dẫn dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ổ trục.
Các bước tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu được tiến hành như
sau:
+ Vẽ hệ trục toạ độ TO’Z trong đó trục hoành O’T có chiều dương từ tâm O’ về phía
phải còn trục tung O’Z có chiều dương hướng xuống dưới.
+ Chọn tỉ lệ xích:
038125,0
=
T

µ
(MN/m
2
.mm).

038125,0=
Z
µ
(MN/m
2
.mm).
+ Dựa vào bảng tính
( )
α
fT
=

( )
α
fZ
=
. Ta có được toạ độ các điểm
( )
iii
ZTa ;=
ứng
với các góc α = 10
0
; 20
0

…720
0
. Cứ tuần tự như vậy ta xác định được các điểm từ
( )
00
;0 ZT=
cho đến
( )
7272
;72 ZT=
.
+ Nối các điểm trên hệ trục toạ độ bằng một đường cong thích hợp, ta có đồ thị biểu
diễn phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.
+ Trong quá trình vẽ để dễ dàng xác định các toạ độ điểm ta nên đánh dấu các toạ độ
điểm đồng thời ghi các số thứ tự tương ứng kèm theo.
+ Tính lực quán tính của khối lượng chuyển động quay của thanh truyền (tính trên
đơn vị diện tích của piston).
Từ công thức:
2
2

ω
RmP
ko
=
Với: m
2
: Khối lượng đơn vị của thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu.
Ta có khối lượng thanh truyền quy về tâm chốt khuỷu là:
m

2
’ = m
tt
– m
1
= 0,7 – 0,196 = 0,504(kg)
=>
)/(2.108
0077.0.
4.504,0'
2
2
2
2
mkg
F
m
m
pt
===
π
Vậy:
222
942205,119422051,646.043,0.2,108 mMNmNP
ko
===
Từ gốc tọa độ O’của đồ thị lấy theo hướng dương của Z một khoảng:
O’O =
)(94.50
038125,0

942205,1
mm
P
p
ko
==
µ
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 24
Đồ án môn học: ĐCĐT GVHD: Thầy DƯƠNG VIỆT DŨNG
O là tâm chốt khuỷu, từ tâm chốt khuỷu ta kẻ đường tròn tượng trưng cho chốt
khuỷu, giá trị của lực tác dụng lên chốt khuỷu là vectơ có gốc O và ngọn là một điểm
bất kỳ nằm trên đường biểu diễn đồ thị phụ tải.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
72
71
70
69
68
67
66
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

41
42
43
44
45
46
47
48
50
49
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
0
0
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Ð? TH? PH? T? I TÁC D? NG LÊN CH? T KHU? U
Z
T
Hình 1.8 - Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu
1.2.2.6. Đồ thị phụ tải tác dụng lên dầu to thanh truyền.
Để vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền ta thực hiện theo các bước như
sau:
+ Vẽ dạng đầu to thanh truyền lên tờ giấy bóng, tâm của đầu to là O.
SVTH: LÊ PHI CHÍNH -Lớp 09C4A Trang 25