THIẾT KẾ MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

thiết kế môn học Động cơ đốt trong
Đề Số 21
Đề Tài
vẽ PISTON Và TíNH BềN PISTON

Các thông số cơ bản
Kiểu động cơ

INNOVA xăng

Đờng kính xi lanh

D(mm)

Hành trình pittông

S(mm)

DOHC VVT i
1.8 L ( 2WD)

79

91,5

Số xi lanh

4 in-line

Công suất động cơ
Tỷ số nén

Ne(ml)

125
10



Số vòng quay n(v/p)

6000

Suất tiêu hao nhiên liệu ge (g/ml.h)

-

Xuppap nạp mở sớm 1

80

Xuppap nạp đóng muộn 2

460

Xuppap thải mở sớm 3

520

Xuppap thải đóng muộn 4

180

Góc đánh lửa sớm s
áp suất cuối hành trình nạp pa kG/cm2

90
0,92

áp suất khí sót pr kG/cm2

1.14

áp suất cuối hành trình nén pc kG/cm2

21.08

áp suất cuối hành trình cháy pz kG/cm2

73,4

áp suất cuối hành trình dãn nở pb kG/cm2

3.95

Khối lợng nhóm pittong mPt

0.65kg

Khối lợng nhóm thanh truyền m tt

0.80 kg

I-Tính toán động học và động lực học động cơ đốt
trong

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

1


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

I/ Tính toán động học động cơ đốt trong
1/ Tính toán động học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Bán kính quay của trục khuỷu: R =
Chiều dài thanh truyền : L =

S
= 91,5/2 =45,75(mm) = 0.04575 m
2

R

= 45,75/0.25 = 182 mm = 0.182m


trong đó là tham số kết cấu ( ta chọn = 0.25 ).
:=

Vận tốc góc trục khuỷu
2/ Chuyển vị của pitông
S = R[(1-cos) +
Trong đó:

.n
= 628,318(rad/s)
30


(1-cos2)] (mm)
4

S là độ chuyển vị của pittông.
R là bán kính quay của trục khuỷu
là tham số kết cấu


là góc quay của trục khuỷu
bảng tính độ địch chuyển của pistong

Đồ thị chuyển vị piston :

Trục tung biểu thị độ dịch chuyển S (mm)

Trục hoành biểu thị góc quay ( 10o)

Bảng 01:
1cos


0
10
20
30
40
50

X

0
0.015192247
0.060307379
0.133974596
0.233955557
0.35721239

0
0.6950453
2.759062599
6.129337777
10.70346673
16.34246686

:

le danh Vuong

Sinh viên thực hiện

1cos(2)
0.060307379
0.233955557
0.5
0.826351822
1.173648178

XII

X

0
0.170556807
0.661655559
1.4140625
2.337026248
3.319223752

Lớp CGH XDGT K45

2

0
0.865602107
3.420718158

7.543400277
13.04049297
19.66169061


ThiÕt kÕ m«n häc §C§T _____________

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
360

0.5
0.657979857
0.826351822
1
1.173648178
1.342020143
1.5
1.64278761
1.766044443
1.866025404
1.939692621
1.984807753
2
1.984807753
1.939692621
1.866025404
1.766044443
1.64278761
1.5
1.342020143
1.173648178

1
0.826351822
0.657979857
0.5
0.35721239
0.233955557
0.133974596
0.060307379
0.015192247
0

22.875
30.10257844
37.80559587
45.75
53.69440413
61.39742156
68.625
75.15753314
80.79653327
85.37066222
88.7409374
90.8049547
91.5
90.8049547
88.7409374
85.37066222
80.79653327
75.15753314
68.625

61.39742156
53.69440413
45.75
37.80559587
30.10257844
22.875
16.34246686
10.70346673
6.129337777
2.759062599
0.6950453
0

:

le danh Vuong

Sinh viªn thùc hiÖn

1.5
1.766044443
1.939692621
2
1.939692621
1.766044443
1.5
1.173648178
0.826351822
0.5
0.233955557

0.060307379
0
0.060307379
0.233955557
0.5
0.826351822
1.173648178
1.5
1.766044443
1.939692621
2
1.939692621
1.766044443
1.5
1.173648178
0.826351822
0.5
0.233955557
0.060307379
0

4.2421875
4.994594441
5.485693193
5.65625
5.485693193
4.994594441
4.2421875
3.319223752
2.337026248

1.4140625
0.661655559
0.170556807
0
0.170556807
0.661655559
1.4140625
2.337026248
3.319223752
4.2421875
4.994594441
5.485693193
5.65625
5.485693193
4.994594441
4.2421875
3.319223752
2.337026248
1.4140625
0.661655559
0.170556807
0

Líp CGH XDGT K45

3

27.1171875
35.09717288
43.29128906

51.40625
59.18009732
66.392016
72.8671875
78.4767569
83.13355952
86.78472472
89.40259296
90.97551151
91.5
90.97551151
89.40259296
86.78472472
83.13355952
78.4767569
72.8671875
66.392016
59.18009732
51.40625
43.29128906
35.09717288
27.1171875
19.66169061
13.04049297
7.543400277
3.420718158
0.865602107
0

Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

3. Vận tốc pitông
Đạo hàm chuyển vị S ta đợc vận tốc pitông V

2

V = R(sin + sin2)

(m/s) .

2

V1 = Rsin ; V2 = R sin2
V vận tốc piston m/s
R là bán kính quay của trục khuỷu
là tham số kết cấu
là góc quay của trục khuỷu

tốc độ góc trục khuỷu

Lập bảng tính vận tốc piston

( Bảng 02 )

Đồ thị vận tốc piston :
Trục tung biểu thị vận tốc piston (m/s)

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

4


ThiÕt kÕ m«n häc §C§T _____________

Trôc hoµnh biÓu thÞ gãc quay α ( o )

B¶ng 02 :
α
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

sinα

VI

0
0.173648
0.34202
0.5
0.642788
0.766044
0.866025
0.939693
0.984808
1
0.984808

0.939693
0.866025
0.766044
0.642788
0.5
0.34202
0.173648
0
-0.173648
-0.34202
-0.5
-0.642788
-0.766044
-0.866025
-0.939693
-0.984808
-1
-0.984808

Sinh viªn thùc hiÖn

:

0
4.991612
9.831557
14.37277
18.47728
22.02037
24.89438

27.01198
28.30884
28.74555
28.30884
27.01198
24.89438
22.02037
18.47728
14.37277
9.831557
4.991612
0
-4.991612
-9.831557
-14.37277
-18.47728
-22.02037
-24.89438
-27.01198
-28.30884
-28.74555
-28.30884

sin2α
0
0.34202
0.642788
0.866025
0.984808
0.984808

0.866025
0.642788
0.34202
0
-0.34202
-0.642788
-0.866025
-0.984808
-0.984808
-0.866025
-0.642788
-0.34202
0
0.34202
0.642788
0.866025
0.984808
0.984808
0.866025
0.642788
0.34202
0
-0.34202

le danh Vuong

VII
0
1.228945
2.30966

3.111797
3.538605
3.538605
3.111797
2.30966
1.228945
0
-1.228945
-2.30966
-3.111797
-3.538605
-3.538605
-3.111797
-2.30966
-1.228945
0
1.228945
2.30966
3.111797
3.538605
3.538605
3.111797
2.30966
1.228945
0
-1.228945

V
0
6.2205567

12.141217
17.484571
22.015887
25.558973
28.006172
29.32164
29.537784
28.745549
27.079894
24.70232
21.782578
18.481763
14.938678
11.260977
7.5218963
3.7626675
0
-3.762668
-7.521896
-11.26098
-14.93868
-18.48176
-21.78258
-24.70232
-27.07989
-28.74555
-29.53778

Líp CGH XDGT K45

5


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

290
300
310
320
330
340
350
360

-0.939693
-0.866025
-0.766044
-0.642788
-0.5
-0.34202
-0.173648
0

-27.01198
-24.89438
-22.02037
-18.47728
-14.37277
-9.831557
-4.991612

0

-0.642788
-0.866025
-0.984808
-0.984808
-0.866025
-0.642788
-0.34202
0

-2.30966
-3.111797
-3.538605
-3.538605
-3.111797
-2.30966
-1.228945
0

-29.32164
-28.00617
-25.55897
-22.01589
-17.48457
-12.14122
-6.220557
0

4/ Gia tốc pitông

Đạo hàm vận tốc pitông ta đợc gia tốc pitông J
J = R2(cos + cos2) (m/s2)
J1 = R2cos ; J2 = R2cos2
J gia tốc của piston
R là bán kính quay của trục khuỷu
là tham số kết cấu
là góc quay của trục khuỷu

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

6


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

tốc độ góc trục khuỷu
Lập bảng tính gia tốc piston

( Bảng 03 )

Đồ thị gia tốc piston : ( Đồ thị 03 )
Trục tung biểu thị gia tốc piston (m/s2)
Trục hoành biểu thị góc quay ( o )

Bảng 03:
)

(

JI(m/s)
cos2
JII(m/s)
0
1 18061.34554
1 4515.336386
10 0.984807753 17786.95312 0.939692621 4243.028282
3458.94834
20 0.939692621 16972.11313 0.766044443
7
30 0.866025404 15641.58407
0.5 2257.668193
40 0.766044443 13835.79339 0.173648178 784.0799349
50 0.64278761 11609.60913 -0.17364818 -784.079935
60
0.5 9030.672771
-0.5 -2257.66819
70 0.342020143 6177.343991 -0.76604444 -3458.94835
80 0.173648178 3136.31974 -0.93969262 -4243.02828
90
0
0
-1 -4515.33639
100 -0.17364818 -3136.31974 -0.93969262 -4243.02828
110 -0.34202014 -6177.34399 -0.76604444 -3458.94835

120
-0.5 -9030.67277
-0.5 -2257.66819
130 -0.64278761 -11609.6091 -0.17364818 -784.079935
140 -0.76604444 -13835.7934 0.173648178 784.0799349
150 -0.8660254 -15641.5841
0.5 2257.668193
cos

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

J(m/s)
22576.68193
22029.9814
20431.06147
17899.25226
14619.87332
10825.52919
6773.004578
2718.395644
-1106.70854
-4515.33639
-7379.34802
-9636.29234

-11288.341
-12393.6891
-13051.7135
-13383.9159
7


ThiÕt kÕ m«n häc §C§T _____________

3458.94834
160 -0.93969262 -16972.1131 0.766044443
7 -13513.1648
170 -0.98480775 -17786.9531 0.939692621 4243.028282 -13543.9248
180
-1 -18061.3455
1 4515.336386 -13546.0092
190 -0.98480775 -17786.9531 0.939692621 4243.028282 -13543.9248
3458.94834
200 -0.93969262 -16972.1131 0.766044443
7 -13513.1648
210 -0.8660254 -15641.5841
0.5 2257.668193 -13383.9159
220 -0.76604444 -13835.7934 0.173648178 784.0799349 -13051.7135
230 -0.64278761 -11609.6091 -0.17364818 -784.079935 -12393.6891
240
-0.5 -9030.67277
-0.5 -2257.66819
-11288.341
250 -0.34202014 -6177.34399 -0.76604444 -3458.94835 -9636.29234
260 -0.17364818 -3136.31974 -0.93969262 -4243.02828 -7379.34802

270 -1.8377E-16 -3.3192E-12
-1 -4515.33639 -4515.33639
280 0.173648178 3136.31974 -0.93969262 -4243.02828 -1106.70854
290 0.342020143 6177.343991 -0.76604444 -3458.94835 2718.395644
300
0.5 9030.672771
-0.5 -2257.66819 6773.004578
310 0.64278761 11609.60913 -0.17364818 -784.079935 10825.52919
320 0.766044443 13835.79339 0.173648178 784.0799349 14619.87332
330 0.866025404 15641.58407
0.5 2257.668193 17899.25226
3458.94834
340 0.939692621 16972.11313 0.766044443
7 20431.06147
350 0.984807753 17786.95312 0.939692621 4243.028282 22029.9814
360
1 18061.34554
1 4515.336386 22576.68193

Sinh viªn thùc hiÖn

:

le danh Vuong

Líp CGH XDGT K45

8

Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

II/ Tính toán động lực học động cơ đốt trong
1/ Khái quát
Khi động cơ làm việc, cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền (CCTKTT)
nói riêng và 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 pittông
ở điểm chết trên thì = 00. Ngoài ra, các lực này thờng đợc tính với một
đơn vị diện tích đỉnh pittông. Về sau khi cần tính giá trị thực của các lực, ta
nhân giá trị của áp suất với diện tích tiết diên ngang của đỉnh pittông.

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:
Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

9


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

Xác định phụ tải nhằm xem xét quy luật mài mòn bề mặt làm việc.
Xác định khu vực chịu lực bé nhất và trung bình nhằm đánh giá
nhằm chọn vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn.
Xác định đơn vị phụ tải lớn nhất và trung bình nhằm 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.
Sau khi có đồ thị lực khí thể P = (P - P 0)* theo góc quay sẽ xác
định 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=

sin( + )
cos( + )
.P và lực pháp tuyến Z =
.P
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: PK2 =- 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:
= ++ K2
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 Q tb trên cơ sở đó có
thể xác định đợc hệ số va đập của bề mặt tơng tác.

3/ Lực khí thể
Xây dựng đồ thị công P-V
Dựa vào các thông số nhiệt :
+ Hành trình pitông : S = 91.5 mm
+ Tỉ số nén
: = 10
+ áp suất :
Pa = 0,92
(kG/cm2)
Pc = 21,08 (kG/cm2)
Pz = 73.4 (kG/cm2)
Pb = 3,95
(kG/cm2)
Pr = 1,14
(kG/cm2) .
Thể tích làm việc của xi lanh Vh :
Vh = .D2.S/4
=(3,14.79 2.91,5 )/4
3
= 448275,4 (mm ) = 448,2754 (cm3).

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

10


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

Vc = Vh /(-1) nên dung tích buồng cháy
Vc = 49808.38(mm3) = 49,80838 (cm3) .
Lại có : = Va/VC Va =10. 49808,38 =498083,8 (mm 3)= 498,0838 (cm 3).
Chọn Tỉ lệ xích à v = 3.5 (cm3 /mm) .
Chọn Tỉ lệ xích àp = 0,35 (KG/cm2 .mm) .
Dựng đờng nén đa biến a-c :
Từ công thức: Pc =Pa. n1
và Pa=0,92 (kG/cm2)
Pc=21.08(kG/cm2)
=10
n1= 1,36
Pci = Pa(

Va n1
La n1
) = P a(
) =Pc/i n1

Vci
Lci

Dựng đờng giãn nở đa biến z-b :
Từ công thức: Pb =Pz/n2(vì Vz=Vc ) .
và Pb=3,95(kG/cm2) .
Pz=73,4(kG/cm2)
=10
n2= 1,26
Pbi = Pz(

Vc n2
Lc n2
) = Pz(
) =Pz/i n2
Vai
Lai

Vậy ta có bảng sau:
i

i n1

i n2

Pci=Pc/i
n1

(KG/cm2)
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10

1
2.567
4.455
6.589
8.925
11.44
14.1
16.91
19.85
22.91

21.08
8.212
4.731
3.199
2.362
1.843
1.495
1.246
1.062

0.92

Pbi=Pz/i n2
(KG/cm2)

1
2.395
3.992
5.736
7.598
9.56
11.61
13.74
15.93
18.2

73.4
30.648
18.388
12.797
9.6604
7.6776
6.3223
5.3432
4.6063
4.0336

* Hiệu chỉnh đồ thị công :
Độ dịch chuyển brich :
Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

11


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

OO= R./2 = (la-lc)/16= (143-13)/16 = 8,125 mm .
Góc đóng muộn xúppáp xả
: 4 = 180
Góc đánh lửa sớm
: s =90
Pc=(1,2 ữ 1,25).Pc
Chọn Pc=1,25.21,08= 26,35 (kG/cm2)
Góc mở sớm xupáp nạp
: 1 = 80
Góc đóng muộn xupáp nạp : 2= 460
Góc mở sớm xupáp xả
: 3 = 520
Góc đóng muộn xúppáp xả : 4 = 180
Pz =0,85.Pz = 0,85.73,4 =62,39(kG/cm2)
Từ các số liệu trên ta xây dựng đợc đồ thị công nh trên hình vẽ , sau đó
ta khai triển ra thành đồ thị áp lực khí thể với

à= 720/400 (0/mm)

4/ Lực quán tính (PJ).
Khối lợng chuyển động tịnh tiến của cơ cấu trục khủyu thanh truyền
là :
M = mpt+ m1
Ta có mpt : khối lợng nhóm pitông
mpt=0,65(kg)
m1 : khối lợng thanh tryền qui dẫn về đầu nhỏ thanh truyền
Chọn m1 =(0,275 ữ 0,325)mtt
Chọn
m1 = 0,3.mtt = 0,3.0,80= 0,24 (kg) .
Vậy M =mpt+m1 = 0,65 + 0,24 =0,89(kg) .
Diện tích đỉnh pittông:
FP =.D2/4 = (3,14.0,0792)/4 = 4.899.10-3 (m2) = 48,99 (cm2) .
Khối lợng trên một đơn vị diện tích đỉnh piston .
m=

0,89
M
=
.103 = 0,18167.103 =181,67kg/m2
Fp 4,899

= 18,167. 10-3 kg/cm2
PJ = -m.J = - m.R.2.(cos + .cos2) (kG/cm2) .
PJ =- m J = - 18,167. 10-3.J

(KG/cm2) .

Ta có bảng tính PJ va LPJ :

)

(
0
10
20
30
40
50

cos

cos2
1
0.9397
0.766
0.5
0.1736
-0.1736

1
0.98481
0.93969
0.86603
0.76604
0.64279

Sinh viên thực hiện

:

J(m/s)
22576.7
22030
20431.1
17899.3
14619.9
10825.5

le danh Vuong

Pj
(N/cm2)
-410.1506
-400.2187
-371.1711
-325.1757
-265.5992
-196.6674

L
Pj(mm)
-117.19
-114.35
-106.05
-92.907
-75.885
-56.191

Lớp CGH XDGT K45

12


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

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
360

0.5
0.34202
0.17365
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

-2E-16
0.17365
0.34202
0.5
0.64279
0.76604
0.86603
0.93969
0.98481
1

-0.5
-0.766
-0.9397
-1
-0.9397
-0.766
-0.5
-0.1736
0.1736
0.5
0.766
0.9397
1
0.9397
0.766
0.5
0.1736
-0.1736
-0.5

-0.766
-0.9397
-1
-0.9397
-0.766
-0.5
-0.1736
0.1736
0.5
0.766
0.9397
1

6773
2718.4
-1106.71
-4515.34
-7379.35
-9636.29
-11288.3
-12393.7
-13051.7
-13383.9
-13513.2
-13543.9
-13546
-13543.9
-13513.2
-13383.9
-13051.7

-12393.7
-11288.3
-9636.29
-7379.35
-4515.34
-1106.71
2718.4
6773
10825.5
14619.9
17899.3
20431.1
22030
22576.7

-123.0452
-49.38509
20.10557
82.03012
134.0606
175.0625
205.0753
225.1561
237.1105
243.1456
245.4937
246.0525
246.0903
246.0525
245.4937

243.1456
237.1105
225.1561
205.0753
175.0625
134.0606
82.03012
20.10557
-49.38509
-123.0452
-196.6674
-265.5992
-325.1757
-371.1711
-400.2187
-410.1506

-35.156
-14.11
5.7444
23.437
38.303
50.018
58.593
64.33
67.746
69.47
70.141
70.301
70.312

70.301
70.141
69.47
67.746
64.33
58.593
50.018
38.303
23.437
5.7444
-14.11
-35.156
-56.191
-75.885
-92.907
-106.05
-114.35
-117.19

5/ Tổng hợp lực khí thể và lực quán tính tác dụng lên cơ cấu
P = Pkt+Pj
Dựa vào đồ thị P - ta tìm đợc gía trị Pkt tơng ứng với các góc quay
trục khuỷu .Ta cộng đại số với giá trị của P j tơng ứng với góc
ta tìm đợc giá trị P .

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

13


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

6/ Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Qch :
+ Vẽ toạ độ T-z gốc toạ độ O1 chiều dơng của z hớng xuống
+Tính lực quán tính của khối lợng chuyển động quay của thanh
truyền
+ Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến (T) và lực pháp tuyến (Z)
T=

sin( + )
ì P (kG/cm2)
cos

Z=

cos( + )
ì P (kG/cm2)
cos

Bảng giá trị pHụ tảI tác dụng Lên chốt khuỷu



0

cos(+)/cos


T

sin(+)/cos

Pt

Z

LT

LZ

0

0

0

1

-40.91006

-40.91

0

-116.89

30 7.18

0.609108945

-19.6

0.803031325

-25.85967

-32.2

-56.04

-73.885

60 12.5

0.976908594

-11.7

0.30794468

-3.692108

-11.99

-33.46

-10.549

90 14.5

1

8.51
8

-0.25819889

-2.199341

8.518

24.34

-6.2838

120 12.5

0.755142213

15.7
2

-0.69205532

-14.41034 20.823

44.93

-41.172

150 7.18

0.390891055 9.627

-0.929019483

-22.88134

24.63

27.51

-65.375

-24.92403 24.924

0

-71.212

24.42

-27.27

-64.818

-14.31345 20.683

-44.62

-40.896

180

0

0

0

-1

210

-7.2

-0.39089106

-9.55

-0.929019482

240

-13

-0.75514221

-15.6

-0.69205532

270

-14

-1

-9.43

-0.258198889

-2.434302

9.428

-26.94

-6.9551

300

-13

-0.97690859

8.60
1

0.307944681

-2.711304

-8.805

24.57

-7.7466

330

-7.2

-0.60910894

12.7
7

0.803031325

-16.83762

-20.97

36.49

-48.107

360

0

0

0

1

19.184942

19.18
5

0

54.814
1

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

-22.68625

Lớp CGH XDGT K45

14


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

375 3.71

0.321450293 7.555

0.949143834

22.30676 23.502

21.58 63.7336

390 7.18

0.609108946

-13

0.803031324

-17.11868

-21.32

-37.1

-48.911

420 12.5

0.976908595

-3.47

0.307944679

-1.094595

-3.555

-9.921

-3.1274

450 14.5

1

14.8
5

-0.258198891

-3.835031 14.853

42.44

-10.957

480 12.5

0.755142212

18.6
6

-0.692055321

-17.09898 24.708

53.31

-48.854

510 7.18

0.390891054

10.8
7

-0.929019483

-25.84027 27.815

31.06

-73.829

540

0

0

0

-1

-26.18403 26.184

0

-74.812

570

-7.2

-0.39089106

-9.78

-0.929019482

-23.23901 25.015

-27.94

-66.397

600

-13

-0.75514221

-15.9

-0.692055319

-14.55567 21.033

-45.38

-41.588

630

-14

-1

-8.73

-0.258198888

-2.253563

8.728

-24.94

-6.4388

660

-13

-0.97690859 11.51

0.307944682

-3.62744

-11.78

32.88

-10.364

690

-7.2

-0.60910894

19.4
9

0.803031326

-25.69104

-31.99

55.68

-73.403

720

0

0

0

1

-40.49006

-40.49

0

-115.69

Vẽ hệ toạ độ T-Z gốc tại O chiều dơng của T hớng sang phải , chiều
dơng của Z hớng xuống dới.
Ta có lực quán tính li tâm của khối lợng chuyển động quay của
thanh truyền
Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

15


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________

Pk2 = -m2 .R.2 / FP (kG/cm2).
Trong đó :
m2: là khối lợng thanh truyền qui dẫn về tâm chốt khuỷu
m2 =0,65.mtt =0,65.0,80 = 0,52(kg)
2
Pk2 = -0,52.0,04575.628,318 =- 191,71 (N/cm2)
48,99
= - 19,171 (KG/cm2)

Vậy

Pk2 = -19,171 (KG/cm2) .

Xác định tâm chốt khuỷu: tâm chốt khuỷu nằm trên trục Z và cách
O một đoạn bằng trị số của Pk2
Trên hệ toạ độ T-Z xác định các trị số của T và Z khác nhau tuỳ vào
các giá trị

àp =

Tỉ lệ xích

0.35 (KG/cm2. mm)

7/Vẽ đồ thị Q -
Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biên ta lập đợc quan hệ Q-, trong
đó Q là lực tổng hợp tác dụng lên cổ biên .
=++ =+
Trên đồ thị thì lực tổng hợp đợc xác bằng cách: với góc quay trục
khuỷu ta xác định đợc điểm Ptt tơng ứng trên đồ thị, sau đó nối điểm Ptt
với tâm cổ biên giả định D ta xác định đợc véc tơ DPtt biểu diễn tổng hợp
tác dụng lên cổ biên tại thời điểm ứng với góc quay của trục khuỷu.
Sau khi xác định đợc quan hệ Q - ta tiến hành xây dựng đợc đồ thị
Q- nh trên bản vẽ:
STT

Sinh viên thực hiện

:

LQc
(mm)



QC
(KG/cm2)

1

0

172

60.2

2

30

141

49.35

3

60

74

25.9

4

90

66

23.1

5

120

108

37.8

6

150

123

43.05

7

180

126

44.1

8

210

122

42.7

9

240

106

37.1

10

270

68

23.8

11

300

68

23.8

12

330

110

38.5

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

16


Thiết kế môn học ĐCĐT _____________
13

360

1

0.35

14

375

22

7.7

15

390

110

38.5

16

420

59

20.65

17

450

72

25.2

18

480

117

40.95

19

510

132

46.2

20

540

131

45.85

21

570

124

43.4

22

600

108

37.8

23

630

68

23.8

24

660

73

25.55

25

690

140

49

26

720

172

60.2

Căn cứ đồ thị Q - ta tiến hành xác định Qtb:
Qtb = ; Trong đó Sđt =23 700 (mm2)
L = 400(mm)
=> Qtb =

36000
=900 (mm)
400

Do tỉ lệ xích Qc=0,35 (KG/cm2.mm)
nên Qc = 90.0,35 = 31,5 (KG/cm2).
Do đó hệ số va đập: =

K max
172

==
= 1,9
K tb
90

Vậy = 1,9 < 4: thoả mãn.

8/ Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu
Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể hiện trạng thái hao mòn của trục và
vị trí chịu tải ít để khoan lỗ dầu.
Để vẽ đồ thị mài mòn, ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R (chọn
R= 100 (mm) ) tợng trng cho chốt khuỷu, sau đó chia vòng tròn thành 12
phần đều nhau và đợc đánh số thứ tự nh bản vẽ .
Tiến hành lập bảng tính tại mỗi điểm với giả thiết phạm vi ảnh hởng
của lực tại mỗi điểm là 1200 sang 2 phía, với tỷ lệ xích đợc chọn là Qm=20 (
KG / cm 2
) ta xác định đợc độ dài các đoạn thẳng biểu diễn giá trị Q tại các
mm

điểm chia tơng ứng. Sau khi xác định đợc tất cả các điểm trên ta tiến hành
nối các điểm đó lại sẽ đợc đồ thị mài mòn chốt khuỷu.

Từ đồ thị mài mòn cho thấy cung (7,8,9) là tập hợp các điểm chịu tải
nhỏ nhất của chốt khuỷu, nh vậy ta có thể chọn một điểm trong cung này để
làm vị trí khoan lỗ dầu.

Sinh viên thực hiện

:

le danh Vuong

Lớp CGH XDGT K45

17


ThiÕt kÕ m«n häc §C§T _____________

ΣQ’0
ΣQ’1
ΣQ’2
ΣQ’3
ΣQ’4
ΣQ’5
ΣQ’6
ΣQ’7
ΣQ’8
ΣQ’9
ΣQ’10
ΣQ’11
ΣQ’12
ΣQ’13
ΣQ’14
ΣQ’15
ΣQ’16
ΣQ’17
ΣQ’18
ΣQ’19
ΣQ’20

ΣQ’21
ΣQ’22
ΣQ’23
ΣQ
(KG/cm2)
(mm)

0
157
146
129
5.25
4.2

1
157
146
129
5.25
4.2
3.85

2
157
146
129
5.25
4.2
3.85
3.33

3
157
146
129
5.25
4.2
3.85
3.33
3.15

4
157
146
129
5.25
4.2
3.85
3.33
3.15
3.15

5
146
129
5.25
4.2
3.85
3.33
3.15

3.15
3.33

6

129
5.25
4.2
3.85
3.33
3.15
3.15
3.33
3.85

7

5.25
4.2
3.85
3.33
3.15
3.15
3.33
3.85
5.08

8

4.2

3.85
3.33
3.15
3.15
3.33
3.85
5.08
8.05

9

3.85
3.33
3.15
3.15
3.33
3.85
5.08
8.05
13

10

3.33
3.15
3.15
3.33
3.85
5.08
8.05

13
17.5

11

3.15
3.15
3.33
3.85
5.08
8.05
13
17.5
7.35

12

3.15
3.33
3.85
5.08
8.05
13
17.5
7.35
5.6

13

3.33

3.85
5.08
8.05
13
17.5
7.35
5.6
4.55

14

3.85
5.08
8.05
13
17.5
7.35
5.6
4.55
4.38

15

5.08
8.05
13
17.5
7.35
5.6
4.55

4.38
4.55

16

8.05
13
17.5
7.35
5.6
4.55
4.38
4.55
7.35

17
7.
5
4.
4.
4.
7.
22

7.35
22.1
150
195

22.1

150
195

150
195

195

816

812

794

647

455

301

159

35.2

38

46.7

60.4

64.4

66.9

68.3

69.3

70

72.3

86

40.8

40.6

39.7

32.3

22.7

15.1

7.96

1.76

1.9

2.34

3.02

3.22

3.34

3.41

3.47

3.5

3.61

4.

Sinh viªn thùc hiÖn

:

le danh Vuong

Líp CGH XDGT K45

18

ThiÕt kÕ m«n häc §C§T _____________

Tính bơm dầu:
Để đảm bảo cung cấp đủ dầu cho hệ thống, bơm dầu thường phải cung cấp
môt lưu lượng dầu lớn gấp vài lần so với lưu lượng dầu cần thiết. Do đó
lưu lượng của bơm dầu V’b có xác định gần đúng như sau:
Vb' = (2 → 3.5).Vd

Gần đúng với động cơ xăng:
Vb' = (14 → 20).N e

Nếu xét đến hiệu xuất của bơm, lưu lượng lý thuyết của bơm dầu được xác
định theo công thức sau:
Vb' =

Vh'
ηb

Trong đó ηb là hiệu suất của bơm dầu;
Đối với bơm máy răng lấy ηb = 0.7-0.8
Đối với bơm phiến trượt lấy ηb = 0.8 - 0.9
Các thông số của bơm dầu xác định theo công thức:
Vb = π .d c .h.b.nb .60.10−6 = 2.π .m 2 .Z .b.nb .10 −6
m 2 .Z .b.nb
Vb =
2660

Trong đó:
d 0 - đường kính vòng chia.(mm).

h- chiều dày bánh răng, lấy h = 2m (mm).
nb - số vòng quay của bơm dầu (v/ph).

m - môđuyn của răng (mm).
Z – là số răng.
Đối với bơm phiến trượt:
Sinh viªn thùc hiÖn

:

le danh Vuong

Líp CGH XDGT K45

19


ThiÕt kÕ m«n häc §C§T _____________
Vb = 0.12.F .b.nb .10−6

Trong đó:
F – diện tích chứa dầu của bơm (mm2)
B – chiều dài của phiến trượt (mm).
Thông thường khi thiết kế phải đảm bảo lưu lựợng và tốc độ vòng của
bánh răng không vượt quá giới hạn quy định ( khoảng 6-8m/s).
Công suất dẫn động bơm dầu có thể được xác định theo công thức sau:
Nb =

1
1

.Vb .(Pdr − Pdv ).
ηm
27000

ηm - hiệu xuất cơ giới của bơm dầu ; η m = 0.85 – 0.90

Sinh viªn thùc hiÖn

:

le danh Vuong

Líp CGH XDGT K45

20