ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

Kiểu động cơ

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

ZIL130

Đờng kính xylanh D (mm)

95

Hành trình piston

100

S (mm)

Số xylanh i

8

Công suất Ne (mãlực)

150

Tỉ số nén

6,5

Số vòng quay n (v/p)

Suất tiên hao nhiên liệu ge (g/m.h)

3200
246

Xúpap nạp mở sớm 1

210

Xúpap nạp đóng muộn 2

570

Xúpap thải mở sớm 3

570

Xúpap thải đóng muộn 4

210

Góc phun sớm nhiên liệu s

130

áp suất cuối quá trình nạp Pa

0,08 Mpa

áp suất khí xót Pr

0,115 Mpa

áp suất cuối quá trình nén Pc

1,041 Mpa

áp suất cuối quá trình cháy Pz

4,164 Mpa

áp suất cuối quá trình dãn nở Pb

0,413 Mpa

Khối lợng nhóm piston Mpt (kg)

1,187

Khối lợng nhóm thanh truyền Mtt (kg)

1,272

SV: Vũ VĂN THANH

1


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Phần I - Tính toán Động học
Xác định vận tốc góc của động cơ:
= Với n = 3200 (v/p)


=

2 * 3,14 * 3200
= 335 (rad/s)
60

Bán kính tay quay trục khuỷu: R =
Chọn tham số kết cấu = =

S 100
=
= 50 (mm)
2
2

1
4

1.1 Công thức tính độ dịch chuyển của Piston:
a) Giải độ dịch chuyển piston bằng phơng pháp giải tích:
Sp = Sp1 + Sp2 = R.(1- Cos) +

SV: Vũ VĂN THANH

(1- Cos2)];
4

2


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

với: Sp1 = R.(1- Cos); Sp2 = R.

các giá trị chuyển

SV: Vũ VĂN THANH


0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180

195
210
225
240
255
270
285
300
315
330
345
360


(1- Cos2);
4

S1
0
1.7
6.7
14.64
25
37.06
50
62.94
75
85.36
93.3
98.3

100
98.3
93.3
85.36
75
62.94
50
37.06
25
14.64
6.7
1.7
0

S2
0
0.42
1.56
3.13
4.69
5.83
6.25
5.83
4.69
3.13
1.56
0.42
0
0.42
1.56

3.13
4.69
5.83
6.25
5.83
4.69
3.13
1.56
0.42
0

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

hay Sp = f1()
S
0
2.12
8.26
17.77
29.69
42.89
56.25
68.77
79.69
88.49
94.86
98.72
100
98.72
94.86

88.49
79.69
68.77
56.25
42.89
29.69
17.77
8.26
2.12
0

Bảng
tính
vị píston

3


gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

Sn

sn
sn1
sn2
0

30

60

90

120

150

180

210

240

270 300

330

360 Độ

Đồ thị biẻu diễn độ dịch chuyển Piston
b) Giải S = 1( ) bằng phơng pháp hình học
-

Trình bày cách vẽ đồ thị: S = 1() bằng phơng pháp đồ thị, phơng pháp dùng đờng tròn Bơ rích.

-

Vẽ đờng tròn tâm O bán kính R bằng bán quay trục khuỷu.

-

Từ O lấy một đoạn OO về phía đểm chết dới: OO =

R.
2

Từ O kẻ đờng thẳng song song với tâm má khuỷu cắt vòng tròn tâm O tại M.Hạ MC
thẳng góc với AO ta có: AC = x hay AC = S . Vậy ứng với mỗi giá trị của góc ta có độ
dịch chuyển của Piston
SV: Vũ VĂN THANH

4


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

90

135 180 225 270 315 360

x

0 45

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

R

o
o'

Đồ thị Bơrich
1.2 Công thức tính vận tốc Piston :
a) Vẽ đồ thị vận tốc bằng phơng pháp giải tích
Vp = Vp1+Vp2 = R..[Sin +

Vp2 =


2


2

.Sin 2] ; với Vp1 = R..Sin ;

.R..Sin2 hay V = f2()

Bảng tính các giá trị vận tốc píston:

0
15
30
45
60
75
90
105

120
135
150
165
180
195
210
225
SV: Vũ VĂN THANH

V1
0
4.34
8.38
11.84
14.51
16.18
16.75
16.18
14.51
11.84
8.38
4.34
0
-4.34
-8.38
-11.84

V2
0

1.05
1.81
2.09
1.81
1.05
0
-1.05
-1.81
-2.09
-1.81
-1.05
0
1.05
1.81
2.09

V
0
5.39
10.19
13.93
16.32
17.23
16.75
15.13
12.7
9.75
6.57
3.29
0

-3.29
-6.57
-9.75
5


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

240
255
270
285
300
315
330
345
360

-14.51
-16.18
-16.75
-16.18
-14.51
-11.84
-8.38
-4.34
0

v

1.81
1.05
0
-1.05
-1.81
-2.09
-1.81
-1.05
0

v

p1

v

30

-12.7
-15.13
-16.75
-17.23
-16.32
-13.93
-10.19
-5.39
0

p

v

0

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

p2

60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 độ

Đồ thị biểu diễn tốc độ Piston

b) Vẽ đồ thị vận tốc bằng phơng pháp hình học:
- Trình bày cách vẽ đồ thị: V = f2()
Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R2 =


1
.R. =
.50.335 = 2093,75(m m).
2.4
2

và đồng tâm với đờng tròn có bán kính R1 = R. = 50. 335 = 16750(m m)

SV: Vũ VĂN THANH

6

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

Vẽ hai đờng tròn nh hình vẽ: Chia nữa vòng tròn R1 và vòng tròn R2 thành 8 phần
bằng đánh số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 và 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 theo chiều nh hình
vẽ:
Từ các điểm 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Kẻ các đờng thẳng góc với AB cắt các đờng thẳng
song song với AB , kẻ từ o ,1, 2, 3. . .tại các điểm O,a,b,c, . . .bằng các đờng cong
ta đợc đờng biểu diễn tốc độ

a

c

A
0

4

2'

b'

R2
B

4'

1

7'

V

R

8

6'

1

7

2

6
3

4

5

Giải tốc độ bằng đồ thị

1.3 Công thức tính gia tốc Piston:
a) Vẽ đồ thị gia tốc bằng phuơng pháp giải tích:
jp = jp1 + jp2 = R.2.(cos+.cos2) ;

với : jp1 = R.2.cos ; jp2 =. R.2.cos 2

hay j = f3()

Bảng tính các giá trị gia tốc píston

0
15
30

J1
5611.25
5420.05
4859.49

SV: Vũ VĂN THANH

J2
1402.81
1214.87
701.41

J
7014.06
6634.92
5560.9
7


gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300
315
330
345
360

3967.75
2805.63
1452.3
0

-1452.3
-2805.63
-3967.75
-4859.49
-5420.05
-5611.25
-5420.05
-4859.49
-3967.75
-2805.63
-1452.3
0
1452.3
2805.63
3967.75
4859.49
5420.05
5611.25

0
-701.41
-1214.87
-1402.81
-1214.87
-701.41
0
701.41
1214.87
1402.81
1214.87

701.41
0
-701.41
-1214.87
-1402.81
-1214.87
-701.41
0
701.41
1214.87
1402.81

3967.75
2104.22
237.43
-1402.81
-2667.17
-3507.04
-3967.75
-4158.08
-4205.18
-4208.44
-4205.18
-4158.08
-3967.75
-3507.04
-2667.17
-1402.81
237.43
2104.22

3967.75
5560.9
6634.92
7014.06

Jp
Jp
Jp1
Jp2

0

30

60

90

120 150 180

210

240 270 300

330 360 Độ

b) Gia tốc pittong phơng bằng pháp tôlê:
Jp = R.2.(cos + cos2)
Vẽ đồ thị gia tốc bằng phơng pháp tolê:
SV: Vũ VĂN THANH

8


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Lấy đoạn thẳng AB = S = 2R .
Từ A dựng đoạn thẳng AC = Jmax= R.2.(1 + ).
Từ B dựng đoạn thẳng BD = Jmin= R.2.(1 - ).
Đồ thị biểu diễn gia tốc:
Nối CD cắt AB ở E.
Lấy EF= - 3.R.2 . Nối CF và DF, phân các đoạn CF và DF thành các đoạn
nhỏ bằng nhau, đánh số từ 1,2,3,4và 1,2,3,4,nh hình vẽ.
Nối 11,22,33 Đờng bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm j
= f().

SV: Vũ VĂN THANH

9


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

PHầN II : Tính toán động lực học
2.1. Khái quát:
Khi động cơ là việc, cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền (CCTKTT) nói riêng

và động cơ nói chung chịu tác dụngcủa 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 điểm chết trên 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
diên ngang của đỉnh pittong.
2.2 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.
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.
SV: Vũ VĂN THANH

10

Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

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 = và lực pháp tuyến Z =
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 Q tb trên cơ sở đó có thể xác định đợc hệ số va đập của bề mặt tơng tác.
2.3. Tính toán thực tế cho động cơ với các thông số đã cho
2.3.1. Lực khí thể.
a. Vẽ đồ thi công P - V
Thể tích làm việc của xilanh Vs
2
6
Vs = = 3,14 * 95 *10 * 0,1 = 7.08*10-4 (m3)

4

Dung tích buồng cháy:

7,08 * 10 4
Vs
Vc =
=
= 1,28*10-4 (m3)
6,5 1
1

Thể tích của xilanh:
Va = Vs + Vc = 7,08*10-4 + 1,28*10-4 = 8,36*10-4(m3)
Chỉ số nén đa biến trung bình n1:
SV: Vũ VĂN THANH

11


gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

Pc = Pa*n 1

1,041
Pc
ln
n1 =
0,08 = 1.37
Pa =
ln 6,5
ln

ln

Pa = 0.08 (MPa) = 0.8 (KG/cm2)
Pc = 1,041 (MPa) = 10,41 (KG/cm2)
Pb = 0,413 (MPa) = 4,13 (KG/cm2)
Pz = 4,164 (MPa) = 41,64 (KG/cm2)
Pr = 0.115 (MPa) = 1.15 (KG/cm2)
Po = 1 (at) = 0.1 (MPa)= 1 (KG/cm2)
Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2:
Pb = Pz*( )n 2 , chọn = 1


0,413
Pb
ln
4,164
n2 = PZ =
= 1.23
1

ln
ln
6,5

ln



Lập bảng:
i

1
2
3
4
5
6
6,5

i=
in 1

1
2.58
4,5
6,68
9,07
11,6
13

SV: Vũ VĂN THANH

Pc
Pc i = i n1 (MPa)

()n 2

Pb i = Pz*()n 2 (MPa)

1,041

0,4
0,2
0,16
0,11
0,09
0,08

1
0.42
0.25
0.17
0.13
0.11
0,04

4,164
1,75
1,04
0,7
0,54
0,46
0,17

12


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Chọn hệ trục toạ độ P - V nh bản vẽ với gốc toạ độ 0, tỷ lệ xích p=0.119(
KG / cm 2
) và v = 0.0418(l/mm) với các thông số trên ta tiến hành vẽ đồ thị công:
mm

Hiệu chỉnh đồ thị công
Bán kính vòng tròn bric Rb =

S
= 50(mm)
2

1
4

Tham số kết cấu:

=

Khoảng di chuyển :

OO ' = R* = 50 *

Hiện chỉnh điểm

c, : Góc đánh lửa sớm s = 130

1
= 6,25 (mm).
4*2

,,

Hiện chỉnh điểm : c ,, : Pc = 1.25Pc =1.25*1.041 =1.3 (MPa)=13 KG / cm 2
Dùng đờng tròn bric để hoàn chỉnh đồ thị công:
Hiệu chỉnh điểm r , : Góc mở sớm van nạp : 1 =210
a , : Góc đóng muộn van nạp : 2 = 570
r ,, : Góc đóng muộn van thải : 4 = 210
b: Góc mở sớm van thải : 3 = 570
Hiệu chỉnh điểm Z : áp suất cực đại của động P z đặt sau điểm chết trên 13o
góc quay trục khuỷu z = 13o
b. Khai triển đồ thị công P-V sang đồ thị P-
- Theo phơng pháp Brich ta khai triển đồ thị p-V sang đồ thị P- nh sau :
- Dựng đờng tròn Brich có đờng kính 2R = la lc , đờng tròn (O,R); từ O lấy
một đoạn OO về phía điểm chết dới có độ dài OO = R./2 = R/8. Từ O chia
nửa vòng tròn thành 6 phần bằng nhau và bằng 30o nối 01 , 02 , 03... ,06 và lặp
lại đến 720o tơng ứng với 24 vị trí . Từ O kẻ các đờng 01 , 02 , 03 ... , 024
tơng ứng song song với 01, 02, 03 ... , 024 .Từ 1 , 2 , ... ,24 dóng lên song
song với trục Pz cắt đồ thị công tại 24 vị trí trên đồ thị công vừa vẽ trớc.

SV: Vũ VĂN THANH

13


gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

- Dựng đồ thị P- bằng cách lấy gốc sao cho trục hoành cao hơn trục hoành của

đồ thị P-V 1KG/cm2 tơng ứng với 8 mm trên giấy ô li .
Chia trục hoành thành 24 phần bằng nhau tơng ứng mỗi phần là 30o ,từ các
điểm trên trục hoành dóng lên và các điểm trên đồ thị công (24 điểm trên đồ thị
P-V) chúng ta đợc các điểm cắt nhau, từ 24 điểm đó ta nối thành đờng cong và
đợc đồ thị khí thể Pkt (P-).
2.3.2. Lực quán tính Pj:
Pj = -m *Jp = - mR2(cos + cos2) (KG/cm2)
Trong đó m là khối lợng chuyển động tịnh tiến trên một đơn vị diện tích của
piston:

m = ( M pt + m1 )/Fp
2
2
6
Diện tích đỉnh piston: F p = * D = 3,14 * 95 *10 = 7,08 *10 3 (m 2 )

4

M pt : khối lợng nhóm pitton

4

M pt = 1,187(kg)

m1: khối lợng tập trung đầu nhỏ của thanh truyền
m1 = 0,3* Mtt = 0,3*1,272= 0,3816(kg)


m = (1,187+0,3816)/7,08*10-3= 221,5 (KG/m2)

Pj = - m *Jp = -221,5* Jp(N/ m2) = -221,5* Jp*10 6 (Mpa)


0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150

J( m s 2 )
7014.06
6634.92
5560.9
3967.75
2104.22
237.43
-1402.81
-2667.17
-3507.04
-3967.75
-4158.08

SV: Vũ VĂN THANH

Pj (Mpa)
-1,553614
-1,469635
-1,231739
-0,878857
-0,466085
-0,052590
0.310722
0,590778
0,776809
0,878856
0,921014



180
195
210
225
240
255
270
285
300
315
330

J( m s 2 )
-4208.44
-4205.18

-4158.08
-3967.75
-3507.04
-2667.17
-1402.81
237.43
2104.22
3967.75
5560.9

Pj (Mpa)
0,932169
0,931447
0,921014
0,878856
0,776809
0,590778
0.310722
-0,052590
-0,466085
-0,878857
-1,231739
14


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

165
180

-4205.18
-4208.44

0,931447
0,932169

345
360

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

6634.92
7014.06

-1,469635
-1,553614

2.3.3. tổng hợp lực khí thể và lực quán tính tác dụng lên cơ cấu:
Cộng đồ thị:
P = Pj + Pkt
Dựa vào đồ thị P - ta tìm đợc giá trị Pkt tơng ứng với các góc quay trục
khuỷu. Ta cộng đại số với các giá trị của Pj tơng ứng với góc ta tìm đợc giá trị P.
2.3.4. Vẽ đồ thị tác dụng lên chốt khuỷu:
a. Xác định các giá trị T, Z.
Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến T(KG/cm2) và lực pháp tuyến
Z(KG/cm2):
T = P

sin( + )
cos( + )

(KG/cm2) ; Z = P .
(KG/cm2)
cos
cos

= arcsin( sin ) = arcsin(

sin
)
4

Ta lập bảng tính T và Z nh sau :

SV: Vũ VĂN THANH

15


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong





sin( + )
cos

cos( + )
cos

P

0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570
600
630
660
690
720
375

0

7.18
12.5
14.48
12.5
7.18
0
-7.18
-12.5
-14.48
-12.5
-7.18
0
7.18
12.5
14.48
12.5
7.18
0
-7.18
-12.5
-14.48
-12.5
-7.18
0
3.71

0
0.61
0.98
1

0.76
0.39
0
-0.39
-0.75
-1
-0.98
-0.61
0
0.61
0.98
1
0.76
0.4
0
-0.39
-0.75
-1
-0.98
-0.61
0
0.32

1
0.8
0.31
-0.26
-0.69
-0.93
-1

-0.93
-0.69
-0.26
0.31
0.8
1
0.8
0.31
-0.26
-0.69
-0.93
-1
-0.93
-0.69
-0.26
0.31
0.8
1
0.95

-15.2
-11.6
-4.76
2.5
7.3
8.9
9.3
9.3
7.9
4.28

-0.6
-8.2
-2.1
16.5
8.2
9.75
11.6
12
11.3
10.2
8.4
3.8
-3.9
-11.2
-15.2
17.85

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

T
0
-7.08
-4.66
2.5
5.55
3.47
0
-3.63
-5.93
-4.28

0.59
5
0
10.07
8.04
9.75
8.82
4.8
0
-3.98
-6.3
-3.8
3.82
6.83
0
5.71

Z
-15.2
-9.28
-1.48
-0.65
-5.04
-8.28
-9.3
-8.65
-5.45
-1.11
-0.19
-6.56

-2.1
13.2
2.54
-2.54
-8
-11.16
-11.3
-9.49
-5.8
-0.99
-1.21
-8.96
-15.2
16.96

b. Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu:
SV: Vũ VĂN THANH

16


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

- Vẽ trục tọa độ (O,T,Z) góc tọa độ O1, chiều dơng của trục T từ trái sang phải
còn trục Z từ trên xuống dới, trong đó trục hoành là trục O1T, trục tung là trục
O1Z.
- Chọn tỷ lệ xích à = 0,1(KG.cm-2/mm)
- Xác định tâm chốt khuỷu: Từ gốc tọa độ O1 của trục tọa độ TO1Z ta dịch

xuống phía dới một đoạn PKo, ta xác định đợc điểm O, điểm này chính là tâm
chốt của khuỷu cần tìm .
PKo chính là lực quán tính của khối lợng chuyển động quay của thanh truyền tính
trên một đơn vị diện tích đỉnh piston (KG/cm2)
PKo = -m2.R.2 /Fpt(KG/cm2)
Trong đó m2: Là khối lợng thanh truyền qui dẫn về tâm chốt khuỷu.
m2 = Mtt m1 = 1,272 0,3816 = 0,89(kg).
m1: khối lợng tập trung đầu nhỏ của thanh truyền.
Fp =

* D 2 3,14 * 95 2 * 10 6
=
= 7,08 * 10 3 (m 2 )
4
4

0,89 * 50 * 10 3 * 335 2
Pk 0 =
= 0,7( Mpa) = -7 (KG/cm2)
7,08 * 10 3

Trên hệ toạ độ T-Z xác định các trị số của T-Z khác nhau tuỳ thuộc vào các giá
trị .
Véc tơ PKO có gốc tại O , chiều dơng hớng lên trên
Trên toạ độ T-Z xác định các giá trị củaT và Z ở các góc khác nhau(0 ữ 720o);
Trị số của T và Z đợc tính ở bảng ta đợc các điểm 0, 30, 60. . .720. Dùng đờng
cong nối các điểm này ta đợc đồ thị vectơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.
2.3.5. Khai triển đồ thị (T-Z) sang đồ thị (Q- ):
SV: Vũ VĂN THANH

17


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên cổ biên ta lập đợc quan hệ
là lực tổng hợp tác dụng lên cổ biên.

Q - , trong đó Q

= Pk 0 + + = Pk 0 +
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 P tt 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. Căn cứ đồ thị Q - ta tiến hành xác định Qtb:
Qtb = ; Trong đó Sđt = 46738 (mm2)
L = 360 (mm)
=> Qtb =

46738
= 130 (mm)
360

Do đó hệ số va đập: = =

222

= 182
122

Vậy = 1,82 <4: thoả mãn.
Bảng quan hệ Q-

0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360

SV: Vũ VĂN THANH

Q(mm)
222
176
106
80
133
156
163

160
141
92
72
144
91


360
390
420
450
480
510
540
570
600
630
660
690
720

Q(mm)
91
118
91
136
174
187
182

164
142
88
90
173
176

18


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

2.3.6. 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 bất
kỳ) tợng trng cho chốt khuỷu, sau đó chia vòng tròn thành 24 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=4 (

KG / cm 2
) ta xác
mm

định đợc độ dài các đoạn thẳng biểu diễn giá trị Q tại các 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 678 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 đầu.

SV: Vũ VĂN THANH

19


Thiết kế môn họC:Động cơ đốt trong

gVHD: TS LÊ HOàI ĐứC

MụC LụC
Trang
Phần I: Tính toán động học
1.1.

Tính độ dịch chuyển của piston..3

1.2.

Tính vận tốc của piston6

1.3.

Tính gia tốc của piston.9

Phần II: Tính toán động lực học
2.1. Khái quát12

2.2 Dựng các đồ thị véctơ phụ tải..12
2.3. Tính toán thực tế cho động cơ với các thông số đã cho.13
2.3.1. Lực khí thể...13
2.3.2. Lực quán tính Pj...16
2.3.3. tổng hợp lực khí thể và lực quán tính.18
2.3.4. Vẽ đồ thị tác dụng lên chốt khuỷu..18
2.3.5. Khai triển đồ thị (T-Z) sang đồ thị (Q-)20
2.3.6. Vẽ đồ thị mài mòn chốt khuỷu22
SV: Vũ VĂN THANH

20


ThiÕt kÕ m«n häC:§éng c¬ ®èt trong

SV: Vò V¡N THANH

gVHD: TS L£ HOµI §øC

21