ĐỒ ÁN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

LỜI NÓI ĐẦU

Trong bối cảnh của đất nước ta hiện nay đã và đang phát triển một cách
nhanh chóng và đang trên đà phát triển thành một nước công nghiệp trong thời
gian sắp tới, thì vai trò của ngành động cơ đốt trong nói chung và nền công nghiệp
ôtô nói riêng rất là quan trọng. Cụ thể hơn thì nền công nghiệp ôtô đã góp phần rất
nhiều trong các ngành nông nghiệp ,công nghiệp ,dịch vụ…,và đặc biệt là khả năng
di chuyển rất linh động đã làm cho phần lớn người dân Việt Nam đã chọn ôtô xe
máy làm phương tiện di chuyển qua đó thúc đẩy ngành công nghiệp ôtô phát
triển.Học qua môn kết cấu tính toán động cơ đốt trong đã giúp chúng ta phần nào
có thể hình dung ra được cách tính toán thiết kế ra một động cơ đốt trong.Và dưới
đây là bản thiết kế tính toán động cơ đốt trong mà tôi đã áp dụng những kiến thức
về tính toán động cơ để thiết kế. Hi vọng bạn đọc có thể có góp ý giúp tôi để tôi có
thể rút kinh nghiệm trong những bản thiết kế tiếp theo.Và xin cảm ơn thầy PGSTS Nguyễn Văn Phụng đã giúp đỡ em tận tình trong quá trình thực hiện bản thiết
kế.

Đề bài:
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

1


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

Động cơ Renault 4 xi lanh:
Đường kính nòng xi lanh: =55mm
Khoảng chạy pittông:

S=80mm

Thể tích xi lanh :

Vh=760/4 cm3

Tỉ số nén:

= 6,7

Tốc độ quay:

n=5000 (v/ph)

Hệ số kết cấu :

λ=0,25

Áp suất khí cháy tạo ra:

p=0,8 (N/mm2)

Áp suất khí trời:

p0=0,1 (N/mm2)

CHƯƠNG I: ĐỘNG HỌC KHUỶU TRỤC THANH TRUYỀN

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

2


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

I/Quy luật chuyển động của pittông:

1/Độ dịch chuyển của pittông Sx:

Với S=2R =
Ta có : λ=0,25 tra bảng (0-1) trang 34
= 00=0
= 900Sx=1,125R=1,125.40=45mm
= 1800Sx=2R=2.40=80mm
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

3

Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 2700Sx=1,125R=1,125.40=45mm
= 3600 =0

2/Tốc độ chuyển động của pittông V:
(1-2)
Với

Ta có : λ= 0,25 tra bảng (0-2) trang 34
= 00 V=0
= 900V=.R=523,6.40=20944 (mm/s)
= 1800V=0
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

4


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 2700V=.R= - 523,6.40= -20944 (mm/s)
= 3600 V=0

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

5


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

DHOT3

Lê Duy 07702471

6


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

3/Gia tốc chuyển động của pittông j:
(1-3)

Ta có :λ= 0,25 tra bảng (0-3) trang 35
= 00
= 900
= 1800

= 2700
= 3600

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

7


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

2/Qui luật chuyển động của trục khuỷu:
a/Góc lắc thanh truyền :

Ta có : λ=0,25
= 00=00
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

8


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 900=14,770
= 1800=00
= 2700=-14,770
= 3600 =00

b/Tốc độ lắc của thanh truyền tt:
=Cos (1-5)

tt

Ta có :λ=0,25
= 00tt== 523,6.0,25 = 130,9 (rad/s)
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

9


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 900tt=0
= 1800tt== -523,6.0,25 = -130,9 (rad/s)
= 2700tt=0
= 3600 tt== 523,6.0,25 = 130,9 (rad/s)
c/Gia tốc lắc của thanh truyền tt:

(1-6)

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

10


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

Ta có :λ=0,25
= 00tt=
= 900tt= )
= 1800tt=
= 2700tt=)
= 3600 tt=

CHƯƠNG II: ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH
TRUYỀN

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

11


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

1/Lực khí thể tác dụng lên đỉnh pittông Pkh:

Pkh= Fp.pkh

(2-1)

Với
pkh =p - p0=0,8 - 0,1=0,7 (N/mm2)
Pkh= 2376.0,7=1663 (N)
2/Tính lực quán tính:
a/Lực quán tính chuyển động tịnh tiến Pj:
(2-2)
Với:
+ m = mnp + m1 = mKT (2-3)
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

12


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

Mà ta có khối lượng của khuỷu trục thanh truyền là
=
với (2-4)

trong đó : Vh=760/4 = 190 cm3=190.10-6m3
n=5000 ( v/ph ) = (v/s)
pkh=0,7 ( N/mm2) = 0,7.106( N/m2) và = 2 vòng là số chu kì

==5.5,542 =27,71 (kg)
m = mnp + m1 = mKT= .27,71=6,93 (kg)
+
+ S=2R R=S/2=80/2=40 (mm)

Ta có :λ=0,25 tra bảng (0-3) trang 35
= 00
= 900
= 1800
= 2700
= 3600

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

13


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

b/Lực quán tính chuyển động quay:
(2-5)
Với =+mKT = .27,71=20,78 (kg)

=227879 (N)
3/Tổng lực tác dụng lên pittông:
P=Pkh+Pj (2-6)
= 00 P= 96658N=96,658 (kN)
= 900P= -17336N=-17,336 (kN)
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

14


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 1800P= -55334N=55,334 (kN)
= 2700P= -17336N=-17,336 (kN)
= 3600 P= 96658N=96,658 (kN)

a/Thành phần lực tiếp tuyến T:
(2-7)

Ta có :λ=0,25 tra bảng (0-5) trang 36
= 00 T=0
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

15

Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 900 T=P= -17336N=-17,336 (kN)
= 1800T=0
= 2700T= -P = 17336N=17,336 (kN)
= 3600 T=0

b/Thành phần lực pháp tuyến z:
(2-8)

Ta có :λ=0,25 tra bảng (0-4) trang 35
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

16


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 00 z =P =96658N=96,658 kN
= 900 z =-0,256P =4438N=4,438 kN
= 1800z =-P =55334N=55,334 kN
= 2700z =-0,256P =4438N=4,438 kN

= 3600 z =P =96658N=96,658 kN

c/Thành phần lực tác dụng dọc thanh truyền S:
(2-9)
Ta tính Cos ?
= 00 =00
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

17


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

=
900Tra
bảng
0
tg=0,256=14,36

(0-4)

DHOT3

trang

35

Lê Duy 07702471

ta

được

=

-0,256

= 1800 =00
= 2700tương tự =-14,360
= 3600 =00
Vì vậy:
= 00 =00=1
= 900=14,360=0,97
= 1800 =00=1
= 2700=-14,360=0,97
= 3600 =00=1
Nên ta có:
= 00 S=96,658 kN
= 900S=-17,872 kN
= 1800S=-55,334 kN
= 2700S=-17,872 kN
= 3600 S=96,658 kN

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

18


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

d/Thành phần lực ngang N tác dụng lên nòng xilanh:
N=P.tg

(2-10)

= 00tg=0N=0
= 900tg=0,256N=-17,336.0,256= -4,438 kN
= 1800tg=0N=0
= 2700tg=-0,256N=(-17,336).(-0,2256)= 4,438 kN
= 3600 tg=0N=0
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

19


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

Vậy:

4/Momen tác dụng lên động cơ:
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

20


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

a/Momen quay trục khuỷu động cơ Me :
Me=TR (2-11)
Với R=40mm=0,04m
= 00 Me =0
= 900 Me =-17,336.0,04=-0,693 (kNm)
= 1800Me =0
= 2700Me =17,336.0,04= 0,693 (kNm)
= 3600 Me =0

Memax =0,693 (kNm) lấy về độ lớn
b/Momen lật của động cơ Mn:
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

21


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

Mn=-N.h (2-12)
Dấu (-) trong công thức tính Mn tức là có chiều ngược chiều dương với chiều
dương ta chọn là chiều của Me
với h là khoảng cách từ tâm trục khuỷu tới tâm chốt pittông vì vậy h thay đổi liên
tục
ta có : h=LCosβ + RCosφ = Cosβ+ RCosφ =+ Cosφ)
= 00 h=0,2mMn=0
= 900 h=0,155mMn=+0,69 kNm
= 1800 h=0,12mMn=0
= 2700 h=0,155mMn=-0,69 kNm
= 3600 h=0,2mMn=0

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

22


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

c/Công suất của động cơ:
Ne= (2-13)
= 00Ne =0
= 900Ne=-0,693.5000/60=-57,75 (kW)
= 1800Ne=0
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

23


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

= 2700Ne =0,693.5000/60=57,75 (kW)
= 3600 Ne =0

Nemax =57,75 (kW) lấy về độ lớn.
CHƯƠNG III: CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ

1/Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến:
GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

24


Đồ án kết cấu động cơ đốt trong

DHOT3

Lê Duy 07702471

Chỉ xét động cơ có một xy lanh

Để cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến ta đặt 2 đối trọng (mỗi đối trọng
có khối lượng mj) theo phương kéo dài má khuỷu cách tâm một khoảng là .
(3-1)
Với

D =55mm R=55/2=27,5 mm
=0,95R=0,95.27,5 =26,125mm
m=m1+mnp=6,93 kg(ta đã tính được ở phần trước)

2/Cân bằng lực quán tính chuyển động quay:

GVHD:PGS-TS NGUYỄN VĂN PHỤNG

25