THIẾT KẾ MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

A:Tính toán động học động cơ
: Cơ sở tính toán
1:Bán kính quay của trục khuỷu
R=S/2: Mà S=76 (mm) ; Ta đợc R=38(mm)
2:Chọn tham số kết cấu
3:Chiều dài thanh truyền

= 1/4
L=R/=152(mm)

4: Vận tốc góc của trục khuỷu tại n=nN
=*nN /30= *6000/30 =628 (rad/s)
5:Khối lợng nhóm tham gia chuyển động tịnh tiến gồm:
_khối lợng đầu nhỏ thanh truyền:

m1=(0.275ữ0.35) mtt

Chọn m1=0.35 mtt =0.35*0.6=0.21 (kg)
_Khối lợng nhóm pistôn: mpt=0.45(kg)
Tổng khối lợng là:M1=mpt+m1=0.66(kg)
6:Khối lợng vận động tịnh tiến trên một đơn vị diện tích đỉnh pistôn
m=M1/Fp
D 2 3,14.(91,1) 2
= 6514,8(mm2)
Fp=
=
4

4
0, 66

m= 6514,3*106 = 142.74(kg/m2)
:động học của cơ cấu
trục khuỷu thanh truyền
1:Dịch chuyển của pistôn
Sử dụng công thức

S=R[(1-cos)+1/4(1-cos2)]

S:khoảng cách dịch chuyển của pítôn
R:Bán kính quay trục khuỷu R=38 (mm)
:Tham số kết cấu =1/4
:góc quay của trục khuỷu tơng ứng tính từ ĐCT
Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

1


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

Thay các tham số vào công thức trên kết hợp phụ lục ta đợc bảng sau:


cos

cos2

S1(mm)

S2 (mm)



S (mm)

0

1

1

0

0

0

360

10

0.985

0.94

0.555

0.138

0.692

350

20

0.94

0.766

2.201

0.534

2.735

340

30

0.866

0.5

4.89

1.141

6.031

330

40

0.766

0.174

8.539

1.885

10.42

320

50

0.643

-0.174

13.04

2.677

15.72

310

60

0.5

-0.5

18.25

3.422

21.67

300

70

0.342

-0.766

24.02

4.029

28.05

290

80

0.174

-0.94

30.16

4.425

34.59

280

90

6E-17

-1

36.5

4.563

41.06

270

100

-0.174

-0.94

42.84

4.425

47.26

260

110

-0.342

-0.766

48.98

4.029

53.01

250

120

-0.5

-0.5

54.75

3.422

58.17

240

130

-0.643

-0.174

59.96

2.677

62.64

230

140

-0.766

0.174

64.46

1.885

66.35

220

150

-0.866

0.5

68.11

1.141

69.25

210

160

-0.94

0.766

70.8

0.534

71.33

200

170

-0.985

0.94

72.45

0.138

72.58

190

180

-1

1

73

0

73

180

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

2


TKMH §éng C¬ §èt Trong

GVHD: Lª Hoµi §øc

§å thÞ chuyÓn vÞ cña pist«n:

D¬ng §×nh Ch¬ng - c¬ khÝ « t« A- k44

3


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

2:Xác định vận tốc pistôn
Sử dụng công thức
V=R.(sin+/2.sin2)
Trong đó: V:vận tốc pistôn (m/s2)
:Tốc độ góc trục khuỷu: =628(rad/s)

Thay các tham số vào công thức trên kết hợp phụ lục ta có bảng sau:

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240

sin
0

0.1736
0.342
0.5
0.6428
0.766
0.866
0.9397
0.9848
1
0.9848
0.9397
0.866
0.766
0.6428
0.5
0.342
0.1736
1E-16
-0.1736
-0.342
-0.5
-0.6428
-0.766
-0.866

sin2
0
0.34202
0.64279
0.86603

0.98481
0.98481
0.86603
0.64279
0.34202
1.2E-16
-0.342
-0.6428
-0.866
-0.9848
-0.9848
-0.866
-0.6428
-0.342
-2E-16
0.34202
0.64279
0.86603
0.98481
0.98481
0.86603

v1

v2
0
3.31865
6.53647
9.55568
12.2845

14.6401
16.5509
17.9588
18.821
19.1114
18.821
17.9588
16.5509
14.6401
12.2845
9.55568
6.53647
3.31865
2.3E-15
-3.3187
-6.5365
-9.5557
-12.285
-14.64
-16.551

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

v
0
0.8171
1.5356
2.0689
2.3526
2.3526

2.0689
1.5356
0.8171
3E-16
-0.8171
-1.5356
-2.0689
-2.3526
-2.3526
-2.0689
-1.5356
-0.8171
-6E-16
0.8171
1.5356
2.0689
2.3526
2.3526
2.0689

0
3.3195
8.072
11.625
14.637
16.993
18.62
19.494
19.638
19.111

18.004
16.423
14.482
12.288
9.9319
7.4868
5.0009
2.5016
2E-15
-2.5016
-5.0009
-7.4868
-9.9319
-12.288
-14.482
4


TKMH §éng C¬ §èt Trong

250
260
270
280
290
300
310
320
330
340

350
360

-0.9397
-0.9848
-1
-0.9848
-0.9397
-0.866
-0.766
-0.6428
-0.5
-0.342
-0.1736
-2E-16

0.64279
0.34202
3.7E-16
-0.342
-0.6428
-0.866
-0.9848
-0.9848
-0.866
-0.6428
-0.342
-5E-16

GVHD: Lª Hoµi §øc

-17.959
-18.821
-19.111
-18.821
-17.959
-16.551
-14.64
-12.285
-9.5557
-6.5365
-3.3187
-5E-15

1.5356
0.8171
9E-16
-0.8171
-1.5356
-2.0689
-2.3526
-2.3526
-2.0689
-1.5356
-0.8171
-1E-15

-16.423
-18.004
-19.111

-19.638
-19.494
-18.62
-16.993
-14.637
-11.625
-8.072
-4.1357
-6E-15

§å thÞ tèc ®é cña pist«n:

D¬ng §×nh Ch¬ng - c¬ khÝ « t« A- k44

5


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

3:Xác định gia tốc pistôn
Sử dụng công thức
J=R.2.(cos+.cos2)
Trong đó:J:gia tốc pistôn (m/s2)
:Tốc độ góc trục khuỷu: =628(rad/s)
Thay các tham số vào công thức trên kết hợp phụ lục ta có bảng sau:


cos

cos2

J1(m/s2) J2(m/s2) J(m/s2)



0

1

1

10007

2502

12508.4

360

10

0.985

0.94

9855

2351

12205.5

350

20

0.94

0.766

9403

1916

11319.6

340

30

0.866

0.5

8666

1251

9916.88

330

40

0.766

0.174

7666

434.4

8099.97

320

50

0.643

-0.174

6432

-434.4

5997.76

310

60

0.5

-0.5

5003

-1251

3752.51

300

70

0.342

-0.766

3422

-1916

1506.1

290

80

0.174

-0.94

1738

-2351

-613.16

280

90

6E-17

-1

6E-13

-2502

-2501.7

270

100

-0.174

-0.94

-1738

-2351

-4088.4

260

110

-0.342

-0.766

-3422

-1916

-5338.9

250

120

-0.5

-0.5

-5003

-1251

-6254.2

240

130

-0.643

-0.174

-6432

-434.4

-6866.6

230

140

-0.766

0.174

-7666

434.4

-7231.2

220

150

-0.866

0.5

-8666

1251

-7415.2

210

160

-0.94

0.766

-9403

1916

-7486.8

200

170

-0.985

0.94

-9855

2351

-7503.9

190

180

-1

1

-10007

2502

-7505

180

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

6


TKMH §éng C¬ §èt Trong

GVHD: Lª Hoµi §øc

§å thÞ tèc ®é cña pist«n:

D¬ng §×nh Ch¬ng - c¬ khÝ « t« A- k44

7


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

Phần II. Động lực học
1. Khái quát
Khi động cơ làm việc, cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền (CCTKTT) nói
riêng vR.động cơ nói chung chịu tác dụng của các lực nh lực khí thể, lực quán
tính, trọng lực và lực ma sát. khi tính toán động lực học, ta chỉ xét các lực có giá
trị lớn là lực khí thể và lực quán tính.
Mục đích của việc tính toán động lực học là xác định các lực do hợp lực

của hai loại lực trên đây tác dụng lên CCTKTT và mô men do chính chúng sinh
ra để làm cơ sở cho việc tính toán cân bằng động cơ, tính toán sức bền của các
chi tiết, nghiên cứu trạng thái mài mòn và tính toán dao động xoắn của hệ trục
khuỷu.
Việc khảo sát động lực học đợc dựa trên phơng pháp và quan điểm của cơ
học lý thuyết. Các lực và mô men trong tính toán động lực học đợc biểu diễn dới
dạng hàm số của góc quay trục khuỷu và quy ớc là pittong ở ĐCT thì = 00.
Ngoài ra, các lực này thờng đợc tính với một đơn vị diện tích đỉnh pittong. Về
sau khi cần tính giá trị thực của các lực, ta nhân giá trị của áp suất với diện tích
tiết diện ngang của đỉnh pittong.
2. Dựng các đồ thị véctơ phụ tải
_Đồ thị véctơ phụ tải là đồ thị biểu diễn sự tác dụng của các lực lên bề mặt làm
việc ở các vị trí khác nhau trên trục khuỷu. Các bề mặt làm việc quan trọng của
động cơ gồm bề mặt chốt khuỷu, cổ trục, bạc, lót đầu to thanh truyền và bạc lót ổ
trục.
_Đồ thị vectơ phụ tải dùng để:
Xác định phụ tải nhằm xem xét quy luật mài mòn bề mặt làm việc.

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

8


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

Xác định khu vực chịu lực bé nhất và trung bình để đánh giá nhằm chọn vị trí
khoan lỗ dầu bôi trơn.
Xác định đơn vị phụ tải lớn nhất và trung bình để đánh giá mức độ va đập.

_Để dựng đồ thị ấy, trớc tiên ta phải xác định các lực tác dụng: lực tiếp tuyến T,
lực pháp tuyến Z và lực li tâm Pk 0 do khối lợng m2 gây ra.
.D 2
+) Sau khi có đồ thị lực khí thể P = (P - P 0)
theo góc quay sẽ xác định
4

đợc sự biến thiên của lực quán tính chuyển động tịnh tiến:
Pj = - mj . R . 2 . (cos + cos2).
Cộng hai đồ thị đó lại sẽ đợc sự biến thiên của lực P theo .
+)Tiếp theo sẽ xác định đợc sự biến thiên của lực tiếp tuyến:
T=

P sin( + )
P cos( + )
và lực pháp tuyến Z =
cos
cos

+)Lực quán tính của khối lợng thanh truyền quy dẫn về tâm đầu to thanh
truyền, tác dụng lên bề mặt cổ khuỷu:

PR2 = m2. R .

2

_ Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng trên bề mặt chốt khuỷu đợc vẽ với giả thiết rằng
trục khuỷu đứng yên còn xi lanh quay với vận tốc trục khuỷu nhng theo chiều ngợc lại. Hợp lực Q của các lực tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu:
= ++
_Từ đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên bề mặt chốt khuỷu ta có thể triển khai

thành đồ thị Qck - sau đó tính giá trị trung bình Qtb trên cơ sở đó có thể xác định
đợc hệ số va đập của bề mặt tơng tác.

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

9


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

2.1/ đồ thị công :
_Thể tích làm việc của xilanh :
Vh =


D2

*S

3.14*91,12 *76
=
=814731 mm3=0.815 (l)
4

4

_Dung tích buồng cháy:
Vc =

Vh
0.815
=
1 8.9 1

= 0.1116 (l)

_Thể tích của xilanh:
Va = Vh + Vc =0.9263 (l)
_Chỉ số nén đa biến trung bình n1:
Pc = Pa. n 1

Pc
1.8
ln
n1 =
Pa =
0.094 = 1.29375
ln 8.9
ln
ln

_Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2:
pb
0.46
ln
p
pz
Pb = nz2 n2 =

= 7.0
1 =1.29375
p

ln
ln
8.9

ln

_Với các giá trị áp suất đã cho :
Pa =0.094 (MPa)
Pc = 1.8 (MPa)
Pb =0. 46 (MPa)
Pz = 7.0
Pr = 0.12

(MPa)
(MPa)

Po = 1 (at) = 0,098 (MPa)
_Lập bảng: i =

(với i=1 đến 8.9)

Lập bảng với: px =pc/in1 : áp suất hỗn hợp khí trong quá trìng nén
px =pz/in2 : áp suất hỗn hợp khí trong quá trìng dãn nở
Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

10

TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

_Chọn hệ trục toạ độ P - V nh bản vẽ với gốc toạ độ 0, tỷ lệ xích p=0.018
(MPa/mm) và v =0.00372 (lit/mm) ;
_ Với các thông số trên ta có: lpx = px /p ; lvx =vx /v :
Từ đó ta có bảng sau:
iVc i^(n1) Px=Pc/(i^n1) i^(n2) Px=Pz/(i^n2) livc(mm) lpxc(mm) lpxz(mm)
1
1
1.8
1
7
30
75.55
300.6
2
2.5
0.72
2.3
3.043
60
30.82
129.1
3
4.1
0.439

3.8
1.842
90
18.24
78.76
4
6
0.3
5.4
1.296
120
12.57
55.46
5
8
0.225
7.1
0.986
150
9.418
42.25
6
10
0.18
8.9
0.787
180
7.439
33.83
7

12
0.15
11
0.636
210
6.094
28.04
8
15
0.12
13
0.538
240
5.127
23.82
8.9
15
0.12
13
0.460
267
4.889
22.78
*Hiệu chỉnh đồ thị công
Bán kính vòng tròn brick Rb =lVH/2 =219/2 = 109.5 (mm)
1
4

Tham số kết cấu:

=

Khoảng di chuyển :

OO= R. => lOO=lVH/16 = 13.6875 (mm)

Hiệu chỉnh điểm

c : Góc phun sớm s = 100

Hiệu chỉnh điểm

c: Pc = 1.25*Pc=1.7(MPa)

Hiệu chỉnh điểm

r: Góc mở sớm van nạp

,,

: 1 = 190

a: Góc đóng muộn van nạp : 2 = 590
r : Góc đóng muộn van thải : 4 = 190
b: Góc mở sớm van thải

: 3 = 590

Hiệu chỉnh điểm z : áp suất cực đại của động cơ, do động cơ cháy không
hoàn toàn.

Pz = 0.85* Pz =5,95(Mpa)

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

11


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

2.2/Khai triển đồ thị công P-V sang đồ thị P- :
Do pkt = p - po ,với p là áp suất đã xác định ở đồ thị công .Vì vậy ta xác định
áp suất khí thể nh sau:
_Theo phơng pháp Brích ta khai triển đồ thị P-V sang đò thị P-
_Dựng đờng tròn Brich có bán kính 2R=l a-lc,đờng tròn (O,R).Từ O lấy một đoạn
OO về phía điểm chết dới một khoảng OO=R. /2=R/8= 4.5625 (mm).
_Từ O chia nửa đờng tròn thành tng khoảng 30 o một ,từ 0 đến 720 o tơng ứng
với 24 khoảng.Nối O1,O2,O24.Từ O kẻ O1,O2O24 t ơng ứng song
song với O1,O2O24.Từ 1,2,24 dóng lên song song với trục Pz cắt đồ thị
công tại 24 vị trí trên đồ thị vừa vẽ trớc.
_Dựng đồ thị P- bằng cách lấy gốc sao cho trục hoành trùng phơng với đờng P 0
của đồ thị P-V
Chia trục hoành thành 72 phần bằng nhau tơng ứng với mỗi phần là 10 o
Từ mỗi điểm trên trục hoành dóng lên và mỗi điểm trên đồ thị P-V tơng ứng
dóng sang ta đợc một điểm tơng ứng trên đồ thị Pkt- .
2.3/Lực quán tính Pj:

Pj = -mj.Jp = - mj.R..(cos + .cos2)
_Trong đó : mj là khối lợng chuyển động tịnh tiến trên một đơn vị diện tích của

pítông.
Ta có : m j =mnp+m1 =mnp+0,35.mtt = 0,45+0,35.0,6= 0.66 (kg)
mnp :khối lợng nhóm piston
m1 :khối lợng tập trung đầu nhỏ thanh truyền,với
m1 =0,35.mtt
.D 2
3,14.0, 0912
_ Diện tích đỉnh piston : FD =
=
=6,148.10 3 (m 2 )
4
4
Khối lợng trên một dơn vị diện tích đỉnh piston :
mj
0.66
=
mj=
= 142,74 (kg/m 2 )
FD 6,5148.103
Kg mm
1
Kg .m
1
N
_ Quy đổi đơn vị Pj : 2 . 2 =
. 2 2 .=
. 2 =10 9 .Mpa
1000 m .s
1000 m
m

s
S 0, 076
_ Bán kính quay trục khuỷu : R= =
=0,038 (m)
2
2

_Vận tốc góc trục khuỷu ứng với số vòng quay lớn nhất : = 628 (rad/s)
_Từ đó ta có bảng tính Pj :

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

12


TKMH §éng C¬ §èt Trong

α

cosα

cos2α

GVHD: Lª Hoµi §øc

J1

J2

D¬ng §×nh Ch¬ng - c¬ khÝ « t« A- k44

J

Pj

α

lPJ

13


TKMH §éng C¬ §èt Trong

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150

160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350

1
0.9848
0.9397
0.866
0.766
0.6428
0.5
0.342
0.1736

6E-17
-0.174
-0.342
-0.5
-0.643
-0.766
-0.866
-0.94
-0.985
-1
-0.985
-0.94
-0.866
-0.766
-0.643
-0.5
-0.342
-0.174
-2E-16
0.1736
0.342
0.5
0.6428
0.766
0.866
0.9397
0.9848

1
0.94

0.766
0.5
0.174
-0.174
-0.5
-0.766
-0.94
-1
-0.94
-0.766
-0.5
-0.174
0.174
0.5
0.766
0.94
1
0.94
0.766
0.5
0.174
-0.174
-0.5
-0.766
-0.94
-1
-0.94
-0.766
-0.5
-0.174

0.174
0.5
0.766
0.94

GVHD: Lª Hoµi §øc

10007
9854.7
9403.2
8666
7665.6
6432.2
5003.3
3422.5
1737.6
6E-13
-1738
-3422
-5003
-6432
-7666
-8666
-9403
-9855
-10007
-9855
-9403
-8666
-7666

-6432
-5003
-3422
-1738
-2E-12
1737.6
3422.5
5003.3
6432.2
7665.6
8666
9403.2
9854.7

2501.67
2350.8
1916.39
1250.84
434.411
-434.41
-1250.8
-1916.4
-2350.8
-2501.7
-2350.8
-1916.4
-1250.8
-434.41
434.411
1250.84

1916.39
2350.8
2501.67
2350.8
1916.39
1250.84
434.411
-434.41
-1250.8
-1916.4
-2350.8
-2501.7
-2350.8
-1916.4
-1250.8
-434.41
434.411
1250.84
1916.39
2350.8

D¬ng §×nh Ch¬ng - c¬ khÝ « t« A- k44

12508.4
12205.5
11319.6
9916.88
8099.97
5997.76
3752.51

1506.1
-613.16
-2501.7
-4088.4
-5338.9
-6254.2
-6866.6
-7231.2
-7415.2
-7486.8
-7503.9
-7505
-7503.9
-7486.8
-7415.2
-7231.2
-6866.6
-6254.2
-5338.9
-4088.4
-2501.7
-613.16
1506.1
3752.51
5997.76
8099.97
9916.88
11319.6
12205.5

-1.7854
-1.7422
-1.6158
-1.4155
-1.1562
-0.8561
-0.5356
-0.215
0.08752
0.35709
0.58358
0.76207
0.89272
0.98014
1.03217
1.05845
1.06867
1.0711
1.07127
1.0711
1.06867
1.05845
1.03217
0.98014
0.89272
0.76207
0.58358
0.35709
0.08752
-0.215

-0.5356
-0.8561
-1.1562
-1.4155
-1.6158
-1.7422

720
710
700
690
680
670
660
650
640
630
620
610
600
590
580
570
560
550
540
530
520
510
500

490
480
470
460
450
440
430
420
410
400
390
380
370

-99.2
-96.8
-89.8
-78.6
-64.2
-47.6
-29.8
-11.9
4.862
19.84
32.42
42.34
49.6
54.45
57.34
58.8

59.37
59.51
59.51
59.51
59.37
58.8
57.34
54.45
49.6
42.34
32.42
19.84
4.862
-11.9
-29.8
-47.6
-64.2
-78.6
-89.8
-96.8
14


TKMH Động Cơ Đốt Trong

360

1

1

GVHD: Lê Hoài Đức

10007 2501.67

12508.4

-1.7854

360

-99.2

2.4/ Cộng đồ thị
_ Từ đồ thị công ta khai triển theo phơng pháp sử dụng vòng tròn Brick ta đợc đồ
thị lực khí thể P kt theo góc và từ đồ thị P j theo góc ta cộng hai đồ thị lại ta
đợc đồ thị lực tổng P = P kt + Pj
2.5/Vẽ đồ thị T và Z
_Từ đồ thị P ta đo các giá trị P ứng với các góc sau đó ta chia cho tỉ lệ xích
p= (MPa/mm) ta đợc bảng các giá trị P ứng với các góc .Ta tính :
T=P

sin( + )
cos( + )
và Z= P
cos( )
cos( )

với góc

: = arcsin( .sin )

_Ta có bảng các thông số:
P(a) sin(+)/cos
0
-1.762303
0
10
-1.751139
0.21644104
20
-1.624779
0.42266393
30
-1.424695
0.60910895
40
-1.165532
0.76750949
50
-0.865673
0.89146693
60
-0.545409
0.97690859
70
-0.224982
1.02235445
80
0.077309

1.02891805
90
0.3466863
1
100 0.5730236
0.94069746
110 0.7513855
0.85703079
120 0.8819437
0.75514221
130 0.9692972
0.64062196
140 1.0212996
0.51806573
150 1.0475529
0.39089105
160 1.0577672
0.26137635
170 1.0601981
0.13085532
180 1.0603629
1.2251E-16

(a)
0
-0.3790183
-0.6867356
-0.8677946
-0.8945571
-0.7717185

-0.5328152
-0.2300109
0.0795447
0.3466863
0.5390418
0.6439605
0.6659929
0.6209531
0.5291003
0.4094791
0.2764753
0.1387326
1.299E-16

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

cos(+)/cos
1
0.97726222
0.91034068
0.80303132
0.66139036
0.49331491
0.30794468
0.11490863
-0.0765137
-0.2581989
-0.4238101
-0.5691317
-0.6920553

-0.7922603
-0.8706985
-0.9290195
-0.9690446
-0.9923533
-1

(a)
-1.7623034
-1.7113217
-1.4791026
-1.1440749
-0.7708718
-0.4270492
-0.1679559
-0.0258523
-0.0059152
-0.089514
-0.2428532
-0.4276373
-0.6103538
-0.7679357
-0.8892441
-0.9731971
-1.0250236
-1.0520911
-1.0603629
15

TKMH §éng C¬ §èt Trong

190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
460

470
480
490
500
510
520
530
540

1.0601981
1.0577672
1.0475529
1.0533396
1.0074572
0.9201037
0.7895455
0.6291836
0.4208463
0.169469
-0.069822
-0.327249
-0.485513
-0.731372
-0.774535
-0.740619
-0.614979
-0.182983
2.7600212
1.8153808
1.2774648

0.9516277
0.7456874
0.7167506
0.7671785
0.871469
0.9968463
1.1331836
1.2395455
1.2801037
1.3314572
1.3474596
1.3197129
1.2939272
1.2423581
1.1345229

-0.21644104
-0.42266393
-0.60910895
-0.76750949
-0.89146693
-0.97690859
-1.02235445
-1.02891805
-1
-0.94069746
-0.85703079
-0.75514221
-0.64062196
-0.51806573

-0.39089105
-0.26137635
-0.13085532
-2.4503E-16
0.21644104
0.42266393
0.60910895
0.76750949
0.89146693
0.97690859
1.02235445
1.02891805
1
0.94069746
0.85703079
0.75514221
0.64062196
0.51806573
0.39089105
0.26137635
0.13085532
3.6754E-16

GVHD: Lª Hoµi §øc

-0.2294704
-0.4470801
-0.6380739
-0.8084482
-0.8981148

-0.8988572
-0.8071954
-0.6473783
-0.4208463
-0.1594191
0.0598392
0.2471199
0.31103
0.3788989
0.3027589
0.1935803
0.0804732
0.007
0.5973819
0.767296
0.7781152
0.7303833
0.6647557
0.7001998
0.7843283
0.8966702
0.9968463
1.0659829
1.0623287
0.9666604
0.8529607
0.6980727
0.515864
0.338202
0.1625692

0.02

D¬ng §×nh Ch¬ng - c¬ khÝ « t« A- k44

-0.9772622
-0.9103407
-0.8030313
-0.6613904
-0.4933149
-0.3079447
-0.1149086
0.07651375
0.25819889
0.4238101
0.56913165
0.69205532
0.7922603
0.87069853
0.92901948
0.96904456
0.99235329
1
0.97726222
0.91034068
0.80303132
0.66139036
0.49331491
0.30794468
0.11490863
-0.0765137

-0.2581989
-0.4238101
-0.5691317
-0.6920553
-0.7922603
-0.8706985
-0.9290195
-0.9690446
-0.9923533
-1

-1.0360916
-0.9629285
-0.8412178
-0.6966687
-0.4969937
-0.283341
-0.0907256
0.04814119
0.10866204
0.07182269
-0.0397376
-0.2264747
-0.3846524
-0.6368048
-0.7195583
-0.717693
-0.6102762
-0.1829834
2.69726448

1.65261498
1.02584422
0.62939741
0.36785871
0.22071952
0.08815543
-0.0666794
-0.2573846
-0.4802546
-0.7054646
-0.8859026
-1.0548607
-1.1732311
-1.226039
-1.2538732
-1.2328582
-1.0821793
16


TKMH Động Cơ Đốt Trong

550
560
570
580
590
600
610
620

630
640
650
660
670
680
690
700
710
720

1.1073581
1.0898072
1.0795929
1.0533396
1.0013372
0.9139837
0.7834255
0.6050636
0.3787263
0.109349
-0.192942
-0.513369
-0.833633
-1.133492
-1.392655
-1.592739
-1.719099
-1.762303

-0.21644104
-0.42266393
-0.60910895
-0.76750949
-0.89146693
-0.97690859
-1.02235445
-1.02891805
-1
-0.94069746
-0.85703079
-0.75514221
-0.64062196
-0.51806573
-0.39089105
-0.26137635
-0.13085532
-4.9006E-16

GVHD: Lê Hoài Đức

-0.2396777
-0.4606222
-0.6575897
-0.8084482
-0.892659
-0.8928786
-0.8009386
-0.6225608
-0.3787263

-0.1028644
0.1653568
0.3876669
0.5340434
0.5872235
0.5443765
0.4163044
0.2249532
0.004

-0.9772622
-0.9103407
-0.8030313
-0.6613904
-0.4933149
-0.3079447
-0.1149086
0.07651375
0.25819889
0.4238101
0.56913165
0.69205532
0.7922603
0.87069853
0.92901948
0.96904456
0.99235329
1

-1.0821793

-0.9920959
-0.866947
-0.6966687
-0.4939746
-0.2814564
-0.0900224
0.04629568
0.09778671
0.04634322
-0.1098091
-0.35528
-0.660454
-0.98693
-1.2938038
-1.5434353
-1.7059533
-1.7623034

_Từ gốc toạ độ O1 vẽ xuống (theo chiều dơng của trục O 1z ) một đoạn O1O=
PK2
Với : PK2 = m2 .R = 0,917(MPa)
Trong đó : +) m 2 =

0,65.mtt
= 91,73 (Kg/m2) là khối lợng
FD

thanh truyền quy về đầu to. (Tinh trên đơn vị diện tích pittông )
+) R = 0,038 (m) : là bán kính quay của trục
khuỷu

+) = 628 (rad/s): là vận tốc góc
_ Từ O dựng các vectơ Q tơng ứng với các điểm trên đồ thị T_Z

2.6/.Vẽ đồ thị vectơ phụ tảI tác dụng lên chốt khuỷu

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

17


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

- Vẽ trục toạ độ (O,T,Z) góc toạ độ O, chiều dơng của trục T từ trái sang
phải còn trục Z từ trên xuống dới, trong đó trục hoành là trục OT, trục
tung là trục OZ.
KG / cm 2
- Chọn tỷ lệ xích à = 0,2(
)
mm
- Xác định tâm chốt khuỷu :từ gốc toạ độ O của trục toạ độ TOZ ta dịch
xuống phía dới mốt đoạn P k 2 , ta xác định đợc đIểm O, điểm này chính là
tâm chốt khuỷu cần tìm.
P k 2 chính là lực quán tính của khối lợng chuyển động quay của thanh truyền tính
trên mốt đơn vị diện tích đỉnh piston(Kg/ c m 2 )
P k 2 = - M2.R. 2

(Kg/ c m 2 )

M2 = 0,7. Mtt = 0,7.0,6 = 0,42(kg)
M2=

0,42
= 0,00989 0,01(kg / cm 2 )
65
P k 2 =-0,01.0,038.628 2 =-100N/cm 2 =-10 KG/cm 2

Vectơ P k 2 có gốc toạ độ ,chiều dơng hớng lên trên
Trên tọa độ T-Z xác định các giá trị của T và Z ở các góc khác nhau (0
0

ữ720 0 ), trị số của T và Z đợc tính ở bảng ta đợc các đIểm 0,15,30,45,720.

Dùng đờng cong trơn nối các điểm này ta đựơc đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên
chốt khuỷu.
7/.Khai triển đồ thị (T-Z) sang đồ thị (Q- ):
Từ điểm O trên trục tọa độ OTZ ta vẽ vòng tròn tâm O tợng trng cho chốt
khuỷu và vẽ má khuỷu
Trị số khoảng cách từ O đến các điểm trên trục tọa độ OTZ ứng với góc = 0
ữ 720, giá trị này chính là giá trị phụ tải Q (Kg/ c m 2 ) tác dụng lên chốt khuỷu
tại các góc , ở đồ thị (Q- ) ta chọn tỷ lệ xích:
Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

18


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

KG / cm 2
à = 0,2(
)
mm
*Sau khi vẽ đợc đồ thị Q- ta tiến hành tính giá trị phụ tải trung bình Qtb
Q tb =

F
L

Trong đó:
F: Diện tích giới hạn bởi 2 trục toạ độ và đờng cong Q-
L: Chiều dài từ điểm ( 0 0 ữ720 0 )
Diện tích F xác định bằng cách đếm số ô vuông có diện tích 1(mm2) trên đồ
thị.Ta có: F=20288(mm2)
L=240 (mm)
Vậy Qtb=

20288
= 84,5
240

*Hệ số va đập:

=

K max Q max
=
K tb

Q tb

Từ đồ thị ta có Qmax=132,5 (mm)
=

132,5
= 1,57 <4
84,5

*Nhận xét : Ta thấy hệ số va đập đạt yêu cầu:

<4

8/.Đồ thị mài mòn chốt khuỷu:
-Vẽ đờng tròn bất kỳ tợng trng cho vòng tròn chốt khuỷu, chia vòng tròn trên
thành 24 phần bằng nhau đánh số thứ tự từ 0 đến 23
-Tính hợp lực Q của các lực tác dụng trên các điểm 1,2,3..vv. Ta lập đợc
bảng

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

19


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

KG / cm 2
-Dùng tỷ lệ xích à = 40,14(

) đặt các đoạn thẳng đại biểu cho Q ở các
mm
điểm 1,2,3,23 lên vòng tròn chiều vẽ từ ngoài vào tâm vòng tròn , dùng đờng
cong nối các đầu đoạn thẳng ta sẽ có đồ thị mài mòn chốt khuỷu
-Từ đồ thị mài mòn ta xác định đợc vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn nh trên hình vẽ.

Phần III. Tính bền đỉnh pistôn
Tính bền đỉnh pistôn theo phơng pháp Back .
Phơng phap Back dựa trên hai giả thiết :
- Coi đỉnh piston la đĩa có chiều dày đồng đều, đặt tự do trên gối hình trụ.
- áp suất khí thể phân bố đều.Sơ đồ tính nh hinh vẽ
Lực khí thể Pz= pz.Fp và phản lực của nó gây uốn trên tiết diện x-x . Lực khí thể:
Pz/2 =

3,14.D
8

2

. pz (MN)

Lực này tác dụng lên trọng tâm nửa hình tròn, cách trục x-x một đoạn:
y1=

2D
3

Phản lực pz/2 phân bố trên nửa đờng tròn đờng kính Di( đờng kính trung bình) tác
dụng trên truc tâm của nửa đờng tròn ,cách trục x-x một đoạn:
y2 =

Di


Do đó, mô men uông đỉnh:
Mu =

p2
p D 2D
.( y2 y1 ) = z ( i
) ; Coi D ~Di thì:
2
2 3

Mu=pz

Di
=pz.Di3/24 (MNm).
6

Mô dun chống uốn của tiết diên x-x:

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

20


TKMH Động Cơ Đốt Trong

GVHD: Lê Hoài Đức

Di . 2
Wu =
(m3) (với là chiêu dày đỉnh piston)
6

ứng suất uốn đỉnh piston là :
u = pz

D 2i
=5,41.76,62/(4.7,72)=133,85 (MN/m2)
4 2

Đối với Piston nhôm có gân tăng bền thi :[ u ]=25 - 190 MN/m2 chọn:[ u ]=150
MN/m2 .
=> u < [ u ] => đỉnh piston đảm bảo độ bền.

Dơng Đình Chơng - cơ khí ô tô A- k44

21


TKMH §éng C¬ §èt Trong

D¬ng §×nh Ch¬ng - c¬ khÝ « t« A- k44

GVHD: Lª Hoµi §øc

22