thuyết minh về Động cơ dieze D243

Giới thiệu về động cơ D243
Động cơ dieze D243 là động cơ 4 thì 4 xylanh 1 hàng thứ tự nổ 1-3-4-2. Được sử
dụng trên các loại máy kéo có công suất 80 mã lực…

Chương I : Tính toán nhiệt động động cơ
1.1 các thông số cho :

Công suất
Số vòng quay
Số kỳ
Suất tiêu hao nhiên liệu
Đường kính xilanh
Hành trình piston
Tỷ số nén
Số xilanh
Chiều dài thanh truyền
Góc đánh lửa sớm
Góc phun sớm
Góc mở sớm
Góc đóng muộn của xupap nạp
Góc đóng muộn của xupap thải
Khối lượng nhóm pittông
Khối lượng thanh truyền

Ne =80 mã lực =58,88 kW
n =2200 v/p
=4
ge =180g/ml.h = 244.9897g/kW.h
D =110mm
S 125mm
16

i =14
Ltt =230mm
=
=
=
=100
mpt =2,2kg
mtt =3,9kg

1.2 Các thông số chọn :
1.2.1 Tính tốc độ trung bình của động cơ

vtb = = = 9,16m/s > 6m/s

(1.1)

=> đây là động cơ cao tốc
P0 = 0.1 Mpa
T0 = 24 + 273 = 297k
1


1.2.2 Áp suất cuối quá trình nạp (động cơ không tăng áp)
Pa = (0,8 0,9)p0 = (0,8 + 0,9)0,1=> chọn pa = 0,09 MPa
1.2.3 Áp suất nhiệt độ khí sót
Pr = (1,10 1,15)P0 = (1,10 + 1,15)0,1=> chọn pr = 0,112 MPa
Tr = () k => chọn Tr = 800k
1.2.4 Độ tăng nhiệt độ do sấy nóng khí nạp mới
20 40=>chọn

= 30

1.2.5 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
1,1
1.2.6 Hệ số quét buồng cháy
2

= 1 (do không tăng áp)

1.2.7 Hệ số nạp thêm
2

= 1,02 1,07 => chọn 2 = 1,04

1.2.8 Hệ số lợi dụng nhiệt tại z và b
z

= 0,7 0,85 => chọn z = 0,8

b

= 0,8 0,90 => chọn b = 0,9

1.2.9 Hệ số hiệu đính đồ thị công
d

= 0,92 0,97 => chọn d= 0,948

1.2.10 Hệ số tăng áp
= 1,53

1.3 Quá trình nạp
1.3.1 Hệ số khí sót
r

=

(1.2)
2


m=1.5: chỉ số dãn nở đa biến
r

= = 0,033

1.3.2 Nhiệt độ cuối quá trình nạp
Ta =

(1.3)

= =K
1.3.3 Hệ số nạp
=

. . ()

=

. . ()

(1.4)

= 0,837
1.3.4 Lượng khí nạp mới M1
M1= (kmol/kg.nhiên liêu)

(1.5)

Trong đó:=

(1.6)
(1.7)

==1,1873125()
=>
=> M1 =

1.3.5 Lượng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu :

M0 =

1 C H O
. + − 
0,21  12 4 32 

kmol/kgnl

(1.8)

Đối với nhiên liệu diezel

C=0,87, H=0,126, 0= 0,004
3


M0 = 0,494 kmol/kgn1
1.3.6 Hệ số dư lượng không khíα:
α=

M1
M0

0,737
0,494

=
= 1,49
1.4 Quá trình nén :
1.4.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới :
mcv = 19,806 + 0,00209T

kj/kmol.độ

(1.9)

1.4.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí sót :
''

mcv

= 19,876 +

= 19,876 +

1,634 1 
187 ,36  −5
+  427,86 +
.10 T
α
2
α 

(1.10)

1,634 1 
187 ,36  −5
+  427,86 +
.10 T
1,49 2 
1,49 

''

mcv = 20,972 + 276,802 .10 −5 T

1.4.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí hỗn hợp công tác :
mcv + γ r .mcv
mcv =
1+ γ r

''

'

=

(1.11)

(19,806 + 0,00209.T ) + 0,033.( 20,972 + 0,00276802 ).T
1 + 0,033
,

b
mcv = 19,843 + 0,00211.T = a v + v Τ
2
'

,

1.4.4 Chỉ số nén đa biến n1:
4


8,314

n1 − 1 =
a 'v +

'

(

)

bv
.Ta . ε n1 −1 + 1
2

(1.12)

thay các giá trị đã biết và thử chọn với n1 = 1,367 ta được :
1,37 − 1 =

8,314
19,843 + 0,00211.342,68.(161,37−1 + 1)

0,37 = 0,3698 với sai số như vậy thì n1 là chấp nhận được
Vậy n1= 1,37
1.4.5 Áp suất cuối quá trình nén :
pc = pa. εn1 = 0,09.161,37 = 4,01 MPa

(1.13)

1.4.6 Nhiệt độ cuối quá trình nén :
Tc = Ta.εn1 = 342,68.161,37-1 = 955,9 K

(1.14)

1.4.7 Lượng môi chất công tác của quá trình nén :
Mc =M1 + Mr = M1(1+γr)

(1.15)

Mc= 0,737(1+0,033) = 0,761 kmol/kgnl
1.5 Quá trình cháy :
1.5.1 Hệ số thay đổi của phân tử lý thuyết :
H 0
+
4
32
β0 = 1 +
Μ1

(1.16)

0,126 0,004
+
32
= 1+ 4
0,737

β 0 = 1,043

1.5.2 Hệ số thay đổi của phân tử thực tế :
5


β=

β=

β0 + γ r
1+ γ r

(1.17)

1,043 + 0,033
= 1,041
1 + 0,033

β = 1,041

1.5.3 Hệ số thay đổi của phân tử tại z :
βz = 1+

xz =

β0 −1
.x z
1+ γ r

ξ z 0,8
=
ξ b 0,9

βz = 1+

⇒

(1.18)

1,043 − 1 0,8
.
1 + 0,033 0,9

βz = 1,037
1.5.4 Nhiệt độ tại z:

(

)

'
''
ξ z .QH
+ mcvc + 8,314λ .Tc = β z .mc pz .Tz
M 1 .(1 + γ r )

(1.19)
trong đó QH là nhiệt trị thấp QH = 42,5.103 kj/kgmol
mcvc ' = av'+

bv'
.Tc = 19,843 + 0,00211.Tc
2

mcvc ' = 19,843 + 0,00211.955,9 = 21,859949
6

(1.20)
kj/kmol.độ

mc pz " = mcvz " + 8,314
(1.21)

mcvz

''

'' 
γ 
β 0 .mcv . x z + r  + (1 − x z ).mcv
β0 

=

γ 
β 0 . x z + r  + (1 − x z )
β0 


0,8 0,033
0,8
+
) + (1 −
).(19,843 + 0,00211.T )
0,9 1,043
0,9
0,8 0,033
0,8

1,043.(
+
) + (1 −
)
0,9 1,043
0,9

1,043.( 20,972 + 0,00276802 .T ).(
=

=20,85 +0,00269T
=> mc pz " = mcvz " + 8,314 =
''

⇒

mc pz = 29,164 + 0,00269.T

Thay tất cả vào[1.19] ta được :
0,8.42,5.103
+ ( 19,843 + 0,00211.955,9 + 8,314.1,53 ) .955,9
0,737. ( 1 + 0,033 )

= 1, 037. ( 29,164 + 0,00269Tz ) .Tz
⇔ 0,002834066.Tz2 +30,363736.Tz =77612,95622
Giải hệ trên ta được: Tz = 2143 K
1.5.5 Tỷ số tăng áp suất :
λ = 1,53
7

(1.22)


1.5.6 Áp suất tại điểm z:
pz = λpc = 1,53.4,01 = 6,135MPa

(1.23)

1.5.7 Tỷ số giãn nở sớm :

ρ = βz.

Tz
λ .Tc

=1,037.

2143
1,53.955,9

= 1,519<1,53

(1.24)

1.5.8 Tỷ số giãn nở sau :

δ=

ε
16

=
ρ 1,519

=10,533

(1.25)

1.6 Quá trình giãn nở:
1.6.1 Chỉ số giãn nở đa biến trung bình :

n2 − 1 =

8,314

''
( ξ b − ξ z ).QH
bvz
''
+ a vz +
( Tz + Tb )
M 1 .(1 + γ r ).β .( Tz − Tb )
2

(1.26)

Trong đó :
Tz

Tb =

δ

n2 −1

=

Tz
10,533 n2 −1

(1.27)

Chọn thử n2 = 1,23 thay tất cả vào(1.26) ta được PTCB sau:
1,23 − 1 =

1,23 − 1 =

8,314

''
( ξ b − ξ z ).QH
b
''
+ a vz + vz ( Tz + Tb )
M 1 .(1 + γ r ).β .( Tz − Tb )
2

( 0,9 − 0,8).42,5.10

8,314

1


+ 20,85 + 0,00269.21431 +

1, 23 −1 
1
10,533




0,737.(1 + 0,033).1,041.2143.1 −

1, 23 −1 
 10,533

3

8


⇔0,23 = 0,231
Từ phương trình ta thấy có thể chấp nhận n2 = 1,23
1.6.2 Áp suất cuối quá trình giãn nở :

pb=

pz
6,135

=
= 0,338Mpa
n2
10,5331, 23
δ

(1.28)

1.6.3 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở :
Tz

Tb =

δ

n2 −1

=

2143
10,5331, 23

(1.29)

1.6.4 Kiểm tra nhiệt độ khí sót :

Tr(tính) = Tb.

 pr 
 

 pb 

m −1
m

=

2143  0,112 


10,5331, 23−1  0,338 

Tr − Tr (chon)

Kiểm tra : ∆Tr =

Tr

1, 5−1
1, 5

= 862 ,8 K

(1.30)

862 ,8 − 800

.100

%=

862 ,8

.100

% = 7,2%< 15%

Vậy Tr chọn như trên là đúng.
1.7Tính toán các thông số của chu trình công tác :
1.7.1 Áp suất trung bình chỉ thị lý thuyết :

p a .ε n1 
λ .ρ 
1 
1 
1 
pi =
.λ ( ρ − 1) +
.1 − n1 −1 
1 − n2 −1  −
ε −1 
n2 − 1  δ
 n1 − 1  ε

'

'

pi =

pi’ =

(Mpa)


4,01 
1,53.1,519 
1
1
1 

1 −
−
.1,53(1,519 − 1) +
.1 − 1,37 −1 
1, 23−1 
16 − 1 
1,23 − 1  10,533

 1,37 − 1  16

0,878 Mpa
9

(1.31)


1.7.2 Áp suất trung bình chỉ thị thực tế :
pi = pi’.ϕI

(1.32)

Chọn ϕI= 0,948
⇒pi = 0,948. 0,878 = 0,8323 MPa
1.7.3 Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị :

432.10 3. po .η v
gi =
M 1 . pi .T0

(1.33)

432.10 3.0,1.0,837
gi =
= 198,47g / kwh
0,737.0,8323 .297
1.7.4 Hiệu suất chỉ thị :

3,6.10 3
3,6.10 3
ηi =
=
= 0,426
g i .Qk
198,47.42,5

(1.34)

1.7.5 Áp suất tổn thất cơ khí :
pm = A + B.Cm

(1.35)

= 0,015 + 0,0156. 9,16 = 0,157 (MPa)
1.7.6 Áp suất có ích trung bình :
pe = pi - pm

(1.36)

= 0,8323 - 0,157 = 0,6753 (MPa)
1.7.7 Hiệu suất cơ giới :
ηm = pe/pi = 0,6753/ 0,8323 = 0,811

(1.37)

1.7.8 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích :
ge = gi/ηm = 198,47/ 0,811 = 244,72 (g/kw.h)
10

(1.38)


1.7.9 Hiệu suất có ích :
ηe = ηi. ηm = 0,426. 0,811 = 0,345

(1.39)

1.7.10 Kiểm nghiệm đường kính xylanh :

Vh =

Vh =

D

30τ .N e
Pe .i.n

(1.40)

30.4.80 .0,7355
= 1,188158798
0,6753.4.2200

=

(dm3)

4 Vh
.
Π S

(1.41)

tính toán

=

D tính toán
∆D =

4 1,188158798
.
= 1,10039dm = 110,039mm
3,14 125.10− 2

110,039 − 110 = 0,039 < 0,1

1.8. Vẽ và hiệu đính đồ thị công.
1.8.1 Lập bảng :
1.8.1.1 Xác định dung tích buồng cháy :

Vc =

Vh
1,1873125
=
= 0,0791
ε −1
16 − 1

(dm3)

* Giả thiết quá trình nạp áp suất bằng hằng số và bằng pa=0,09 Mpa
* Giả thiết quá trình thải áp suất bằng hằng số và bằng pr=0,112 Mpa
1.8.1.2 Xác đính quá trình nén ac, quá trình giãn nở zb:
11

(1.42)

Để xác định ta phải lập bảng :
* quá trình nén :
Ta có pvn1= const ⇒ pxvxn1 = pcvcn1
Đặt vx = ivc, trong đó i = 1÷ε

⇒ px = pc.

 vc

 vx

⇒ px = pc.





n1

= pc.

 vc

 iv c





n1

1
i n1

* quá trình giãn nở :

pvn2= const ⇒ pxvxn2 = pzvzn2

đối với động cơ diesel : vz= ρvc ( vìρ=

⇒ px = pz.

vz
vc

)

ρ n2
i n2

Bảng 1.8 Xác định quá trình nén và quá trình giãn nở
Quá trình nén
Vx= i*Vc

i
Gttt

i

n1

Gttbd

µv = 0,0057527

p x = pc .

Gttt

1
i n1

Quá trình giãn nở

i

n

2

Gtbd

ρ
p x = p z . 
i

n2

Gttt

Gtbd

6.135

250

µp = 0,02454 (Mpa/mm)

3

(dm /mm)
1
1.519

0.079
0.120

13.750
20.8864

1
1.773

4.01
2.261
12

163.407
92.158

1
1.672


2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

0.158
0.237
0.316
0.395
0.474
0.553
0.632
0.711
0.791
0.870
0.949

1.028
1.107

27.500
41.250
55.000
68.750
82.500
96.250
110.005
123.751
137.501
151.251
165.001
178.750
192.501

2.584
4.504
6.680
9.069
11.643
14.381
17.267
20.291
23.442
26.712
30.094
33.582
37.170

1.551
0.890
0.600
0.442
0.344
0.278
0.232
0.197
0.171
0.150
0.133
0.119
0.107

63.221
36.275
24.459
18.017
14.034
11.362
9.463
8.053
6.971
6.117
5.429
4.865
4.396

2.345

3.862
5.502
7.239
9.059
10.951
12.906
14.918
16.982
19.094
21.251
23.450
25.688

4.373
2.656
1.864
1.417
1.132
0.936
0.794
0.687
0.604
0.537
0.482
0.437
0.399

178.233
108.242
75.984

57.746
46.145
38.175
32.393
28.024
24.618
21.895
19.672
17.828
16.274

15

1.186

206.258

40.854

0.098

3.999

27.963

0.366

14.950

16

1.265

220

44.631

0.089

3.661

30.273

0.338

13.809

Từ bảng trên ta có đồ thị công lý thuyết như sau :

1.8.2 Vẽ và hiệu đính đồ thị công :
1.8.2.1 vẽ
Dựa vào bảng ta vẽ đồ thị nén và đồ thị giãn nở, vẽ tiếp đường biểu diễn của quá
trình nạp và quá trình thải lý thuyết bằng hai đường song song với trục hoành đi
qua hai điểm pa và pr ,sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính để có đồ thị công chỉ thị,
các bước hiệu đính như sau :
- chọn µp = 0,02454 (Mpa/mm)
- µv = 0,0057527(dm3/mm)
- Vẽ đồ thị Brick đặt phía trên đồ thị công
13

- Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị
* Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công:
Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình piston là:
µ s = 0,6068

Thông số kết cấu của động cơ là :
λ=

R
S
125
=
=
= 0,27174
Ltt 2 Ltt 2.230

Khoảng cách OO’ là :
OO, =

λ.R λ.S 0,27174.125
=
=
= 8,49188
2
4
4

Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị :

OO' = 13,9945

(mm)

Ta có nửa hành trình piston là :
R=

S 125
=
= 62,5
2
2

(mm)

Giá trị biểu diễn của R là : 102,999 (mm)
1.8.2.2 lần lượt hiệu chỉnh các điểm trên đồ thị công :
- Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm a)
Từ O’ trên đường tròn Brick ta xác định góc đóng muộn của xupap thải β2 = 100,
bán kính này cắt brick ở a’ từ a’ dóng đường song song với tung độ cắt đường pa ở
tại r’ .Nối điểm r trên đường thải (là giao điểm giữa pr và trục tung) với r’ ta được
đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp.
-Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén: (điểm c)
14


Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm(động cơ diezel) và
đánh lửa sớm (động cơ xăng) nên thường lớn hơn cuối áp suất quá trình nén đã
tính. Theo kinh nghiệm áp suất cuối quá trình nén thực tế pc’ được tính theo công
thức sau:

- Đối với động cơ điezel:

1
pc, = pc + ( p z − pc )
3
1
1
pc, = pc + ( p z − pc ) = 4.01 + (6.135 − 4.01) = 4.71833 Mpa
3
3
Từ đó ta xác định tung độ điểm c’ trên đồ thị công

pc, 4.71833
yc , =
=
= 192.271 mm
µ p 0,02454
-Hiệu chỉnh điểm phun sớm c’’
Do hiện tượng phun sớm nên đường nén trên thực té tách khỏi đường nén lý thuyết
tại điểm c’’. Điểm c; được xác định bằng cách: từ điểm O’ trên đường tròn Brick ta
xác định được góc phun sớm cắt bán kính đường tròn Brick tại 1 điểm. Từ điểm
này ta gióng song song với trục tung cắt đường nén tại điểm ta được c’’. Dùng
cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’
-Hiệu đính điểm thực tế
Áp suất trong quá trình cháy giãn nở không duy trì hằng số như động cơ Ddiezen
nhưng cũng không đạt được trị số lý thuyết động cơ xăng. Theo thực nghiệm điểm
đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền (tức là sau điểm chết trên của quá
trình cháy và giãn nở )
-Hiệu đính z trên động cơ Điezen

15


Xác định điểm z từ góc 15o : từ điểm O’ trên đường tròn Brick ta xác định góc
quay tương ứng góc quay trục khuỷu, bán kính này cắt vòng tròn tại 1 điểm. Điểm
này ta giong đường song song với trục tung cắt đường Pz tại điểm z.
Pz =250mm
Dùng thích hợp nối c’ với z và lượn sát đường giãn nở
-Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình thải thực tế : (điểm b’)
Do hiện tượng mở xupap xả nên trong thực tế quá trình thải được thực hiện sớm
hơn quá trình thải lý thuyết. Ta xác định điểm b’ bằng cách. Từ điểm O’ trên
đường tròn Brick ta xác định góc mở sớm xupap xả =, bán kính này cách đường
tròn Brick 1 điểm.Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường giãn nở
b’
- Hiệu đính điểm kết thúc quá trình giãn nở : (điểm b’’)
Áp suất cuối quá trình nở thực tế Pb’’ thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn
nở lý thuyết do xupap mở sớm theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định
được:
1
Pp,, = pr + ( pb − pr ) = 0,227606Mpa
2

Suy ra tung độ của b’’
yb" =

0,227606
= 6,064788mm
0,037529081

Sau khi xác định được các điểm b’ và b’’ ta dùng cung thích hợp nối với đường Pr

Chương II : Tính toán động học và đông lực học của cơ cấu trục khuỷu
thanh truyền
2.1 Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học :

16


Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất ứng với hành
trình của pittông S=2R=125mm. Vì vậy đồ thị đều ứng với hoành độ tương ứng
ε
với vh của đồ thị công ( từ điểm 1 vc đến vc).
2.1.1. Đường biểu diễn hành trình pittông x =

f (α )

:

1. Chọn tỷ lệ xích góc : thường dùng tỷ lệ xích (0,6 0,7) (mm/độ)
2. Chọn gốc tọa đọ cách gốc của đồ thị công khoảng 15 18cm
3. Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 100, 200, 300….1800
4. Gióng các điểm đã chia trên cung brick xuống các điểm 100, 200…1800 tương
ứng trên trục tung của đồ thị x =

f (α )

ta được các điểm xác định chuyển vị x tương

ứng với các góc 100, 200….1800
5. Nối các điểm chuyển vị x ta được đồ thị biể diễn quan hệ x =

B
α

0
M

α

90

S=2R

R

R. λ/2

O

X=f(α)

α

180

S=2R
(S=Xmax)

C

ÂCT
ĐCT

x

x

A

f (α )

O'

D ÂCD
ĐCD

Đường biểu diễn hành trình của pittông X= f(α)

17

α


2.1.2. Đường biểu diễn tốc độ của pittông v =

f (α )

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn của pittông theo phương pháp đồ thị vòng. Tiến
hành theo các bước cụ thể sau :
1. Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R, phía dưới đồ thị x =

f (α )

, sát mép dưới

của bản vẽ ta có gía trị biểu diễn S chính bằng giá trị biểu diễn độ dài V h vẽ đường
λ

tròn tâm O bán kính là R /2
λ

2. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính R /2 thành
18 phần theo chiều ngược nhau.
3. Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm O bán kính R kẻ các đường song song
với tung độ, các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất phát từ
λ

các điểm chia tương ứng của vòng tròn tâm O bán kính R /2 tại các điểm a, b, c…
4. Nối các điểm a, b, c...tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ pittông thể
hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng tròn bán kính
R tạo với trục hoành góc
f (α )

đến đường cong a, b, c…. đồ thị này biểu diễn quan hệ

trên tọa độ cực.
b

a
0

A

b'

2'

1'

c

Vα

v=

α

7'
6'

1

R1

3

B

5'

h

e
g

18

2

V=f(α)

4'

0'
α

R2

3'

7

6
4

5

8

Đường biểu diễn vận tốc của pittông V=f(α)
2.1.3. Đường biểu diễn gia tốc pittông j =

f (x)

:

Ta tiến hành vẽ đường biểu gia tốc của pistong theo phương pháp Tôlê.
Ta vẽ theo các bước sau:

1. Chọn tỉ lệ xích

µj

= 40(m/s2.mm)

2. Ta tính được các giá trị:
- Gia tốc cực đại :
jmax = Rw2(1+λ)

(2.1)

+ Trong đó :
- Tốc độ góc :

ω=

π .n
30

=

λ = R/Ltt =

= 230,2667 (rad/s)
125
= 0,2717
2.230

2

=>

jmax =

125.10 −3  3,14.2200  (1 + 0,2717 )


30


2

Vậy ta được giá trị biểu diễn jmax là :
19

= 4214(m/s2)


gtbd jmax =

gtt jmax

µj
(2.2)

= 105,35 mm
Tính :

jmin = -Rw2(1 - λ)

(2.3)
2

jmin = -

125.10 −3  3,14.2200  (1 − 0,2717 )


30


2

gtbd jmin =

= -2413,5287 m/s2 ( m/s2)

gtt jmin

µj
(2.4)

= -60,3382 (mm)
- Xác định giá trị EF :
EF = -

3λRω 2

EF = -3.0,2717.

gtbd EF =

(2.5)
125.10 −3  3,14.2200 


2
30



2

= -2701,1709m/s2

gttEF
µj
(2.6)

=

-67,5294(mm)

20


-Từ điểm tương ứng điểm chết trên lấy AC = j min, từ điểm B tương ứng điểm chết
dưới lấy BD = jmin; nối liền CD cắt trục hoành tại E, lấy

EF = −3.R.λ.ω 2

về phía

BD. Nối CF và FD, chia các đoạn ra thành n phần, nối 11, 22, 33…Vẽ đường bao
trong tiếp tuyến với 11, 22, 33….Ta được các đường cong biểu diễn quan hệ j =
f ( x)

C

Jmax

1
F1

J=f(s)
2
S
E

B
ÂCD
F2

4

F

1'

2'
f ( x)

Đường biểu diễn gia tốc của pittông j =
2.2 Tính toán động lực học :
2.2.1 Tính các khối lượng chuyển động tịnh tiến.

21

3'

4' D

Jmin

3
-3λRω2

A
ÂCT

- Khối lượng nhóm pittông mpt =2,2 (kg)
- Khối lượng thanh truyền mtt =3,9 (kg) được cho trong số liệu ban đầu của đề bài.
Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông tính theo công thức kinh
nghiệm sau:
m1 = (0,275- 0,285)mtt, lấy m1 = 0,280mtt = 0,280.3,9 = 1,092 (kg)

(2.7)

- Khối lượng chuyển động tịnh tiến trên một đơn vị pittông
m pt + m1
Fp

m=

=

2,2 + 1,092
= 346,58
3,14.0,112
4

(kg/ m2)

2.2.2 Tính các khối lượng chuyển động quay.
- Khối lượng của thanh truyền quy về đầu to thanh truyền:
m2 = (mtt – m1) =3,9 - 1,092 =2,808 (kg)

(2.8)

2.2.3 Lực quán tính:
Lực quán tính chuyển động tịnh tiến:

p j = −m. j = − m.R.ω 2 .(cos α + λ . cos 2α )
(2.9)
Với thông số kết cấu λ = R/Ltt = 0.2717,với µpj = µp = 0,02454 MPa/mm.
ta có bảng tính pj:
α

(độ)

α

pj

(rad)

(-)
22

pj

(MPa)

(-)

(mm)

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
375
390
405
420
435

450
465
480
495
510
525
540
555
570

0
0,262
0,523
0,785
1,047
1,309
1,571
1,832
2,094
2,356
2,618
2,879
3,141
3,403
3,665
3,927
4,188
4,451
4,712
4,974

5,236
5,497
5,759
6,021
6,283
6,545
6,806
7,068
7,330
7,592
7,854
8,115
8,377
8,639
8,901
9,163
9,424
9,686
9,948

-1.461
-1.379
-1.151
-0.812
-0.418
-0.027
0.312
0.567
0.730
0.812

0.838
0.839
0.836
0.839
0.838
0.812
0.730
0.567
0.312
-0.027
-0.418
-0.812
-1.151
-1.379
-1.461
-1.379
-1.151
-0.812
-0.418
-0.027
0.312
0.567
0.730
0.812
0.838
0.839
0.836
0.839
0.838
23

-59.519
-56.221
-46.891
-33.094
-17.043
-1.101
12.716
23.126
29.759
33.094
34.174
34.195
34.086
34.195
34.174
33.094
29.759
23.126
12.716
-1.101
-17.043
-33.094
-46.891
-56.221
-59.519
-56.221
-46.891
-33.094
-17.043

-1.101
12.716
23.126
29.759
33.094
34.174
34.195
34.086
34.195
34.174


585
600
615
630
645
660
675
690
705
720

10,212
10,472
10,734
10,996
11,257
11,519
11,781

12,043
12,305
12,566

0.812
0.730
0.567
0.312
-0.027
-0.418
-0.812
-1.151
-1.379
-1.461

33.094
29.759
23.126
12.716
-1.101
-17.043
-33.094
-46.891
-56.221
-59.519

2.2.4Vẽ đường biểu diễn lực quán tính - pj = f(x)
- Áp dụng phương pháp Tôlê để vẽ những hoành độ đặt trùng với đường pk ở đồ thị
công và vẽ đường - pj = f(x) (tức cùng chiều với j =f(x)), tiến hành như sau:
- Chọn tỷ lệ : µp = µkt = 0,02454 MPa/mm

µx = µj = 0,00575 MPa/mm
- Diện tích đỉnh pittông:

π .D 2 3,14.0,112
F pt =
=
= 0,0094985
4
4
m pt + m1
Fpt

m=

=

2,2 + 1,092
=
3,14.0,112
4

(m2)

(2.10)

346,58 (kg/ m2)

+Gia tốc cực đại :pjmax=m.R.2.(1+).10-6 (MPa)
pjmax = 346,58.4214,435.10-6= 1,460638 (MPa).

24

(2.11)


gtbd p j max =

gtt p j max

µp

=

1,460638
= 59,5207
0,02454

Giá trị biểu diễn pjmax là :

(mm)

+Gia tốc cực tiểu : pjmin=-m.R.2.(1-).10-6(Mpa)

(2.12)

pjmin = -346,58.2413,5986.10-6= -0,836505 (MPa).

gtbd p j mi n =
Giá trị biểu diễn pjmin là :

gtt min - 0,836505
=
= −34,087408
µp
0,02454
(mm)

+Xác định giá trị E’F’:
E’F’ = -3m.R

λω 2

−6

. 10 =-3.346,58.0,0625.0,2717.230,272.10-6= -0,9362(MPa)

gtbd E'F' =

gttE 'F ' - 0,9362
=
= -38,14996
µp
0,02454

Giá trị biểu diễn E’F’ là :

(mm)

- Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy A’C’=pjmax ,từ điểm B tương ứng điểm
chết dưới lấy B’D’=pjmin .nối C’D’ cắt trục hoành ở E’.lấy E’F’ về phía B’D’. nối

C’F’ và F’D’ chia
các đoạn này ra làm n phần nối 11,22,33,...vẽ đường bao trong
C
tiếp tuyến với 11,22,33,…ta được đường cong biểu diễn quan hệ - pj = f(x).

-P jmax

1

F1

2

-P j = f(s)
B

E
3

F2
25

-P jmin

A

4

F

1'

2'

3'

4'

D