Tính toán kết cấu thiết kế động cơ đốt trong

Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

Lời Nói đầu
Môn học ĐCĐT có vai trò quan trọng cung cấp cho SV những kiến thức nền tảng giúp
ích thiết thực cho họ hoạt động trong công tác kỹ thuật sau này .
Tính toán động cơ và tính toán động lực học của nhóm pittông là hai phần cơ
bản của bài tập Thiết Kế Môn Học Động Cơ Đốt Trong F2.
Do trình độ và thời gian có hạn, vì thế bài tập dù đã đợc hoàn thành song không
khỏi có những chỗ cha đợc nh mong muốn. Rất mong đợc sự giúp đỡ và góp ý kiến
của các thầy trong bộ môn và của các bạn cùng lớp để bài thiết đ ợc thành công tốt
đẹp
Mặc dù vậy song bản thiết kế này cũng đã đạt đợc những yêu cầu cơ bản của
bài tập. Qua bài thiết kế này, chúng ta có thể gặp lại một số phơng pháp tính toán và
thiết kế cơ bản mà đã đợc làm quen trong chơng trình học môn Động Cơ Đốt Trong
F2, chúng ta có thể khắc sâu thêm về các phơng pháp tính và lựa trọn, và chúng ta
cũng biết đợc những bớc cần thiết để hoàn thành một bản thiết kế.
Đây cũng là lần tập duyệt cho chúng ta làm quen với bản đồ án tốt nghiệp sắp
tới.
Xin trân thành cảm ơn sự tận tình hớng dẫn và giúp đỡ của thầy giáo Lê Hoài
Đức và các thầy trong tổ môn đã giúp em hoàn thành bài tập thiết kế này

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đình Cẩn

đề bài thiết kế môn học môn đcđt
đề 6
Kiểu động cơ

IFA50L

Đờng kính xi lanh (mm) D

120 mm

Hành trình piston (mm) S

145 mm

Số xi lanh i
Công suất Ne

4
125 mã lực

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 4


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

Tỷ số nén
Số vòng quay n
Suất tiêu hao nhiên liệu ge (g/ml.h)

18
2300 vòng/phút
180 g/ml.h

Xupap nạp mở sớm 1

200

Xupap nạp đóng muộn 2

380

Xupap thải mở sớm 3

440

Xupap thải đóng muộn 4

80

Góc phun sớm nhiên liệu s

240

áp suất cuối hành trình nạp pa

0,09 Mpa

áp suất khí sót pr

0,105 Mpa

áp suất cuối hành trình nén pc

4,707 Mpa

áp suất cuối hành trình cháy pz

7,484 Mpa

áp suất cuối hành trình dãn nở pb

0,353 Mpa

Khối lợng nhóm piston Mpt

3,35 kg

Khối lợng nhóm thanh truyền Mtt

4,42 kg
Giáo viên hớng dẫn
ts lê hoài đức

Phần 1 : vẽ đồ thị công
1> các số liệu đã có :
áp suất cuối hành trình nạp
pa = 0,09 (MPa)
=0,9 (KG/cm2)
áp suất khí xót :
pr = 0,105 (MPa)
=1,05 (KG/cm2)
áp suất cuối hành trình nén :
pc = 4,707 (MPa)
= 47,07 (KG/cm2)
áp suất cuối hành trình cháy :
pz =7,484(MPa)

=74,84(kG/cm2)
áp suất cuối hành trình dãn nở :
Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 5


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

pb = 0,353 (MPa )
= 3,5 (kG/cm2)
tỷ số nén : = 18
2> thể tích công tác
- thể tích làm việc của xy lanh Vh
2
2
Vh = .D .S = 3,14.0,12 .0,145 = 1,64.10 3 (m 3 ) = 1,64(l )
4
4
- dung tích buồng cháy :Vc
Vc = Vh = 1,64 = 0,096
1 18 1
- thể tích xy lanh Va
Va = Vh +Vc =1,64 + 0,096 = 1,736 (l)
3> chon tỷ lệ xích của đồ thị công :
tỷ lệ xích trên trục áp
tỷ lệ xích trên trục áp

kg / cm 2
xuất : àp = 0,25 ( mm
mm

suất : àv = 0,01 ( cm3 )

)

4>xác định các thông số cơ bản :
chỉ số nén đa biến trung bình n1
ln( Pc) ln( Pa ) ln 47,07 ln 0,9
=
= 1,37
n1=
ln( )

ln 18

chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2

n2 =

ln( Pz ) ln( Pb) ln 74,84 ln 3,53
=
= 1,23
ln( / )
ln 18 / 1,5

với =1,5 :chỉ số dãn nở sớm
5>lập bảng
*quá trình nén ta có :
Px.Vx =Pc.V
n1

*quá trình dãn nở

n1
c

=>Px

= Vc
Vx





n1

Vx = i.Vc ; i = 1,2,.,
Px = pc/in1
Px.V

n2
z

= Pz.V => Px
n2

= V z
Vx

n2

Vx = i.Vc ; Vz =.Vc

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 6


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

Px = Pz.

n2

i

Bảng i
Quá trình nén
Quá trình dãn nở
2
i
i*n1 Px(KG/cm ) Px(mm) i*n2 Px(KG/cm2) Px(mm)
1
1
47.07
188.28
1.5

1.74
27.05
108.2
1.65
2
2.58
18.24
72.96
2.35
52.44
209.76
3
4.5
10.46
41.84
3.86
31.93
127.72
4
6.68
7.05
28.2
5.5
22.41
89.64
5
9.07
5.19
0.76
7.24

17.02
68.08
6
11.64
4.04
16.16
9.06
13.6
54.4
7
14.38
3.27
13.08 10.95
11.25
45
8
17.27
2.73
10.92 12.91
9.55
38.2
9
20.29
2.32
9.28
14.92
8.26
33.04
10
23.44

2.01
8.04
16.98
7.26
29.04
11
26.71
1.76
7.04
19.09
6.46
25.84
12
30.09
1.56
6.24
21.25
5.8
23.2
13
33.58
1.4
5.6
23.45
5.26
21.04
14
37.17
1.27
5.08

25.69
4.8
19.2
15
40.85
1.15
4.6
27.96
4.41
17.64
16
44.63
1.05
4.2
30.27
4.07
16.28
17
48.5
0.97
3.88
32.62
3.78
15.12
18
52.45
0.9
3.6
34.99
3.52

14.08

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 7


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

6> vẽ và hiệu chỉnh đồ thị công
dựng đờng tròn bríck có đờng kính 2R = la - lc
la = Va/àv = 173,6 (mm)
lc = Vc/àv = 9,6 (mm)
R=

Vh
1,64
=
= 82(mm)
2.à v 2.0,01

Dựng hệ trục toạ độ POV trục tung Op và trục hoành Ov theo tỷ
lệ xích trên dựng các điểm toạ độ áp suất theo bảng 1 và các điểm hiệu
chỉnh sau đây
Pa = 0,9/0,25
= 3,6
(mm)
Pr = 1,05/0,25
= 4,2
(mm)
Pc = 47,07/0,25

= 188,28 (mm)
Pz = 74,84/0,25
= 299,36 (mm)
Pb = 3,53/0,25
= 14,12
(mm)
Pc'' = 56,5/0,25
= 226
(mm)
Hiệu chỉnh điểm
c' : góc phun sớm nhiên liệu 5 = 240
c'' : Pc'' = 1,2Pc = 1,2.47,07 = 56,5 (kg/cm2)
r' : góc mở sớm xupap nạp :1=200
a' : góc đóng muộn xupáp nạp :2 = 380
r' : góc đóng muộn xupáp thải :4 = 80
b'' : góc mở sớm van thải :3 = 440
hiệu chỉnh điểm Z'': điểm Z'' nằm ở giữa 2 điểm Z và Z'.

phần iI
Động học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền
1.1. Tính chuyển vị của piston
a-Công thức tính chuyển vị:
Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 8


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
X = R[(1 cos ) +

Trong đó

(1 cos 2 )] = X 1 + X 2 [mm]
4

X 1 = R (1 cos ) : chuyển vị cấp 1 do chuyển động quay của trục khuỷu

gây ra

X2 = R


(1 cos 2 ) : chuyển vị cấp 2 do chuyển động lắc của thanh
4

truyền gây ra
R : bán kính quay của trục khuỷu
R=

S 145
=
= 72,5
2
2

[mm]

: tham số kết cấu chọn =
: góc quay của trục khuỷu
b-Bảng tính độ dịch chuyển của piston

1
4

(0 )

1 cos

X 1 ( mm)

1 cos 2

X 2 (mm)

X (mm)

0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260

280
300
320
340
360

0
0.06
0.234
0.5
0.826
1.174
1.5
1.766
1.94
2
1.94
1.766
1.5
1.174
0.826
0.5
0.234
0.06
0

0
4.3723
16.962
36.25

59.911
85.089
108.75
128.04
140.63
145
140.63
128.04
108.75
85.089
59.911
36.25
16.962
4.3723
0

0
0.234
0.826
1.5
1.94
1.94
1.5
0.826
0.234
0
0.234
0.826
1.5
1.94

1.94
1.5
0.826
0.234
0

0
1.06
3.744
6.797
8.789
8.789
6.797
3.744
1.06
0
1.06
3.744
6.797
8.789
8.789
6.797
3.744
1.06
0

0
5.4324
20.706
43.047

68.7
93.879
115.55
131.78
141.69
145
141.69
131.78
115.55
93.879
68.7
43.047
20.706
5.4324
0

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 9


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

150
140
120
100
80
60
40
20

a

Hình 1.1-Đồ thị chuyển vị của piston
1.2. Tính vận tốc piston
a - Công thức tính vận tốc của piston
V =

Trong đó

dX

= R (sin + sin 2 ) = V1 + V2
dt
2

[m / s ]

V1 = R sin : là vận tốc cấp 1

V2 = R sin 2 : là vận tốc cấp 2
2

b - Bảng tính giá trị vận tốc của piston
(0 )

sin

V1 (m / s )

sin 2

V2 ( m / s )

V (m / s )

0
20

0
0.342

0
5.9724

0
0.643

0
1.403

0
7.3754

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 10


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

40

60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360

20

0.643
0.866
0.985
0.985
0.866
0.643
0.342
0
-0.34
-0.64
-0.87

-0.98
-0.98
-0.87
-0.64
-0.34
0

11.224
15.123
17.197
17.197
15.123
11.224
5.9724
0
-5.972
-11.22
-15.12
-17.2
-17.2
-15.12
-11.22
-5.972
0

0.985
0.866
0.342
-0.342
-0.866

-0.985
-0.643
0
0.643
0.985
0.866
0.342
-0.342
-0.866
-0.985
-0.643
0

2.15
1.89
0.747
-0.747
-1.89
-2.15
-1.403
0
1.403
2.15
1.89
0.747
-0.747
-1.89
-2.15
-1.403
0

13.374
17.013
17.943
16.45
13.232
9.0748
4.5693
0
-4.569
-9.075
-13.23
-16.45
-17.94
-17.01
-13.37
-7.375
0

[mm/s]

15
10
5

0

60

120

180

240

280

a

360

-5
-10
-15
-20

Hình 1.2-Đồ thị vận tốc của piston
1.3. Tính gia tốc của piston
a-Công thức tính gia tốc
J=

dV d 2 X
=
= R 2 (cos + cos 2 ) = J 1 + J 2
dt
dt 2

[m / s 2 ]

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt

Trang 11


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

Trong đó

J 1 = R 2 cos : là gia tốc cấp 1
J 2 = R 2 cos 2 : là gia tốc cấp 2

b-Bảng tính giá trị gia tốc
(0 )

cos

J 1 (m / s 2 )

cos 2

J 2 (m / s 2 )

J (m / s 2 )

0
20
40
60
80
100
120

140
160
180
200
220
240
230
260
280
300
320
340
360

1
0.94
0.766
0.5
0.174
-0.17
-0.5
-0.77
-0.94
-1
-0.94
-0.77
-0.5
-0.64
-0.17
0.174

0.5
0.766
0.94
1

4205.8
3952.2
3221.8
2102.9
730.33
-730.3
-2103
-3222
-3952
-4206
-3952
-3222
-2103
-2703
-730.3
730.33
2102.9
3221.8
3952.2
4205.8

1
0.766
0.174
-0.5

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

1051
805.5
182.6
-525.7
-988
-988
-525.7
182.6
805.5
1051
805.5
182.6
-525.7

-182.6
-988
-988
-525.7
182.6
805.5
1051

5257.3
4757.6
3404.4
1577.2
-257.7
-1718
-2629
-3039
-3147
-3154
-3147
-3039
-2629
-2886
-1718
-257.7
1577.2
3404.4
4757.6
5257.3

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt

Trang 12


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

60

120

180

240

280

a

360

-1000
-2000
-3000
-4000

Hình 1.3-Đồ thị gia tốc của piston

Phần iII
động lực học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

1> khái quát :
Khi động cơ làm việc ,cơ cấu trục khuỷu thanh truyền nói riêng và
động cơ nói chung chịu tác dụng của các 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 quàn tính .
Mục đích của việc tính toán động lực hoạ là việc xác định các lực do
hợp lực của hai loại lực trên đay tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh
truyền và mô men do chính chung sinh ra ,để làm cơ sở cho việc tính
Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 13


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

toán cân bằng đọng 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 khoả 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 gócc quay trục khuỷu và quy ức là
piston ở điểm chết trên thì = 00 .ngoài ra,các lực này thờng đợc tính
với một đơn vị diện tích đỉnh piston.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
piston.
2> lực khí thể

Khai triển đồ thị công PV - sang đò thị :P -
-theo phơng pháp Brich ta khai triển đồ thị P - v sang đồ thị P- nh sau
:-dựng đờng tròn Brích có đờng kính 2R = la - lc ,đờng tròn (0,R)
-dựng đồ thị PO (OP thẳng đứng , O nằm ngang đi qua điểm Po
(1KG/cm2)của đồ thị P-V tơng ứng với 4mm trên giấy ô ly.
Chia trục hoành thành 24 phần bằng nhau tơng ứng mỗi phần là 300
chọn à = 2 (0/mm),từ các điểm trên trục hoành dóng lên 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- )

3>.lực quán tính
Pj = - mj.R. (cos + cos2) (KG/cm2)
Trong đó :
m : là khối lợng chuyển động tịnh tiến trên một đơn vị diện tích của
piston
2

1
(m + m )
mj= D 2 np 1
4

mnP : khối lợng nhóm piston. mnP : =3,35 (kg)
m1 :khối lợng tập trung đầu nhỏ của thanh truyền . m1 = 0,3.mtt
mtt : khối lợng nhóm thanh truyền . mtt = 4,42 (kg)
4
(3,35 + 0,3.4,42) = 41,36.10 3 (kg / cm 2 )
mj =
3,14.12 2
D: đờng kính piston. D = 120 mm =12cm.

: vận tốc góc của trục khuỷu ứng vơi số vòng quay lón nhất ,
= 240,73(rad/s)
Quy đổi đơn vị Pj = kg/cm2.m/s2) = N/cm2 = kg/cm2.10-1
Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 14


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong
1

Pj = -41,36.10-3.0,0725.240,732 (cos + 4 cos2).10-1 (kg/cm2)
1

Pj = -17,337(cos + 4 cos2) (kg/cm2)

Từ đó ta có bảng tính giá trị lực quán tính : Pj (kg/cm2)
Bảng tính giá trị lực quán tính


Pj = -m.j(kg/cm2)



Pj = -m.j(kg/cm2)

0
10
20
30
40

50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170

-21.72
-21.2
-19.66
-17.22
-14.07
-10.42
-6.52
-2.62
1.06
4034
7.1
9.27
10.86
11.92
12.56
12.88

13
13.03

360
350
340
330
320
310
300
290
280
270
260
250
240
230
220
210
200
190

-21.72
-21.2
-19.66
-17.22
-14.07
-10.42
-6.52
-2.62

1.06
4034
7.1
9.27
10.86
11.92
12.56
12.88
13
13.03

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 15


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

180

13.03

180

13.03

4> tổng hợp lực khí thể và lực quán tính :
P = PKT + Pj
Dựa vào đồ thị khai triển ( P - ) ta đo đợc giá trị của lực thể khí PKT tại
các góc quay khác nhau của trục khuỷu.
Trên đồ thị P- trục tung vẫn chọn tỷ lệ xích à = 0,25 (kg.cm/mm)

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

Pj(kg/cm2) Pj(mm) Pkt(kg/cm2) Pkt(mm) P(KG/cm2) P(mm)
-21.72
-17.22
-6.52
4.34
10.86
12.88

13.03
12.88
10.86
4.34
-6.52
-17.22
-21.72
-21.72
-17.22
-6.52
4.34
10.86
12.88
13.03
12.88

-86.88
-68.88
-26.08
17.36
43.44
51.52
52.12
51.52
43.44
17.36
-26.08
-68.88
-86.88
-86.88

-68.88
-26.08
17.36
43.44
51.52
52.12
51.52

1.05
0.5875
0.625
0.75
0.825
0.8625
0.9
1.025
1.25
1.9
4.2
15
56.5
42.5
13.25
6.75
5
4
2.315
1.45
1.3125

4.20
2.35
2.50
3.00
3.30
3.45
3.60
4.10
5.00
7.60
16.80
60
226.00
170.00
53.00
27.00
20.00
16.00
9.26
5.80
5.25

-21.67
-17.6325
-6.895
4.09
10.685
12.7425
12.93
12.905

11.11
5.24
-3.32
-3.22
33.78
19.78
-4.97
-0.77
8.34
13.86
14.195
13.48
13.1925

-86.68
-70.53
-27.58
16.36
42.74
50.97
51.72
51.62
44.44
20.96
-13.28
-12.88
135.12
79.12
-19.88
-3.08

33.36
55.44
56.78
53.92
52.77

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 16


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

630
660
690
720

43.44
17.36
-26.08
-68.88

10.86
4.34
-6.52
-17.22

1.25
1.225
1.15

1.05

5.00
4.90
4.60
4.2

11.11
4.565
-6.37
-17.17

44.44
18.26
-25.48
-68.68

5> Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến
T(kg/cm2)và lực pháp tuyến Z(kg/cm2)
T = P

sin( + )
(kg / cm 2 )
cos

;Z = P
sin

cos( + )
( kg / cm 2 )

cos

= arcsin(sin) = arcsin( 4 )
Ta lập bảng tính T và Z nh sau
0
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570
600
630
660
690

sin( + )
cos

0.000
0.606
0.974
1.000
0.758
0.391
0.000
-0.391
-0.758
-1.000
-0.974
-0.606
0.000
0.606
0.974
1.000
0.758
0.391
0.000
-0.391
-0.758
-1.000
-0.974
-0.606

cos( + )
cos

1.000
0.803
0.308
-0.258
-0.692
-0.929
-1.000
-0.803
-0.308
-0.258
0.692
0.929
1.000
0.803
0.308
-0.258
-0.692
-0.929
-1.000
-0.803
-0.308
-0.258
0.692
0.929

T
(kg/cm2)

Z

(kg/cm2)

T
(mm)

Z
(mm)

0.000
-86.88
-43.239
-71
-29.310
-30
15.000
15
31.710
42
19.550
50
0.000
51.6
-19.941
51
-33.220
44
-21.000
21
15.632
-16

14.616
-24
0.000
135
58.464
96
20.517
21
38.500
38.5
43.790
58
24.907
63.7
0.000
59
-21.114
54
34.730
46
-19.500
19.5
23.448
-24
40.194
-66

-86.880
-57.013
-9.240

-3.870
-29.064
-46.450
-51.600
-47.397
-30.448
-5.418
-4.928
-19.272
135.000
77.088
14.790
-9.933
-40.136
-59.177
-59.000
-50.166
-31.832
-5.031
-7.392
-52.998

0.000
-10.81
-7.328
3.75
7.928
4.888
0.000
4.985

8.305
5.250
3.908
3.654
0.000
14.616
5.129
9.625
10.948
6.227
0.000
5.279
6.689
4.875
5.862
10.049

-21.670
-14.250
-2.310
-0.968
-7.266
-11.613
-12.900
-11.845
-7.612
-1.355
-1.232
-4.818
33.750

19.272
1.677
-2.483
-10.034
-14.794
-14.750
-12.542
-7.958
-0.795
-1.848
-13.25

P

(mm)

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 17


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

720

0.000

1.000

-86.88

0.000

-86.880

0.000

-21.670

6> vẽ đồ thị véc tơ phụ tải lên trục khuỷu:
-vẽ trục toạ độ OTZ gốc toạ độ là O ,chiều dơng của trục OT trái sang
phải,chiều dơng trục OZ từ trên xuống dới.
-chọn tỷ lệ xích à = 0,3(kg.cm2/mm)
Xác định tâm chốt khuỷu:từ gốcc toạ độ O của trục toạ độ TOZ ta dịch
xuống phía dới một đoạn Pk2,ta xác định đợc điểm k ,điểm này chính là
tâm chốt cuỷa khuỷu cần tìm.
Pk2 chính là lực quán tính cuadr khối lợng chuyển động quay của thanh
truyền tính trên một đơn vị diện tích đỉnh piston (kg/cm2)
Pk2 = -m2.R.2 (kg/cm2)
m2 :khối lợng tập chung ở đầu to thanh truyền.
1
( 0,7.mtt ) = 4 2 ( 0,7.4,42) = 27,37.10 3
2
m2 = D
(kg/cm2)
3,14.12


4

Pk2 = -27,37.10-3.0,0725.240,732 = -11,5 (kg/cm2)

véc tơ Pk2 có gốc tại k,chiều dơng hớng lên trên
P
11,5
.đoạn KO = k 2 =
=46(mm)
à

0, 25

Trên toạ độ TZ xác định các giá trị của T và Z ở các góc khác nhau
(0ữ7200),trị số của T và Z đợc tính ở bảng ta đợc các điểm
0,30,60....720.dùng đờng cong nói các điểm này ta đợc đồ thị véc tơ
phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu .

7> khai triển đồ thị (T-Z)sang đồ thị (Q- ):
dựng hệ trục toạ độ O'Qc : trục O' nằm ngang ,trục O'Qc thẳng
đứng.
Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 18


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

Tỷ lệ xích trên trục OQc vẫn là à = 0,3(kg.cm2/mm).
Trên trục O' lấy một đoạn và chia đoạn đó thành 24 phần bằng
nhau ,mỗi phần ứng với 300.
Từ các điểm chia trên O'dựng các đoạn thẳng có chiều cao bằng
O'ni với các góc tơng ứng .
Nối các điểm mút bằng 1 đờng cong trơn ta đợc đò thị khai triển
Qc

Xác định Qcmax ,Qctb và hệ số va đập
Qcmax đợc xác định bằng cách đo trên đồ thị Qc- là điểm có tung
độ cao nhất trên đồ thị sau đó nhân với tỷ lệ xích của biểu đồ
à = 0,3(kg.cm2/mm)
720

Qc( ).d
Qctb đợc xác định theo công th ức Qctb= 0
l (0 ữ 720 )
0

0

=

S
à
l (0 ữ 720 0 )
0

Trong đó :S = 30117(mm )là diện tích miền giới hạn bởi đờng cong
Qc = f() và trục O. xác định S bằng cách đếm ô trên miền giới hạn
bởi O và Qc = f()
l = 360(mm):là chiều dài đoạn trục O thể hiện 00,...,2700
=>Qctb = 30117 =83,67 =>Qctb=83,67x0,3 = 25,101(kg/cm2)
2

360

Hệ số va đập : =

Qc max
Qctb

175

= 83,67 =2,09 < 4

thảo mãn yêu cầu k thUT

8> đồ thị mài mòn chốt khuỷu :
để xây dựng đợc đò thị mài mòn chốt khuỷu ta tuân theo các giả
thiết :
Lợng mài mòn tỷ lệ thuận với lực tác dụng .
Phạm vi tác dụng lực là 1200 ảnh hởng về ,mỗi bên là 600.

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 19


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

Không xét đến điều kiện thực tế của cổ trục cổ chốt :bôi chơn
vật liệu ,phơng pháp gia công ,chế độ ,làm việc.
Các bớc xây dựng đồ thị :
Vẽ vòng tròn tợng trng cho vòng tròn bề mặt chốt khuỷu và
chia vòng tròn đó làm 24 phần bằng nhau theo thứ tự
0,1,2,...,23.
Xác định lực Qi tác dụng lên các điểm 0,1,2,....,23(dựa
vào vòng tròn chốt khuỷu)rồi ghi vào bảng sau .

Xác định lực Qi bằng cáhc cộng tất cả các lực Qi tác dụng
lên mỗi điểm .
mm

Chọn tỷ lệ hao mòn = 0,02( kg.cm 2 ) là tỷ số giữa lợng hao
mòn và lực tác dụng .
Tại các điểm trên đờng tròn với giá trị lực Qi tơng ta
nhân với tỷ lệ xích và đặt độ lớn theo phơng hớng kính .
Nối các điểm đầu mút của các đoạn đó lại bằng một
đờngcong trơn ta đợc hìh dạng của cổ trục sau khi đã mài mòn.
Từ đó xác định đợc lợng mài mòn i và ghi vào bảng.
i = aQi

-Đặt lên vòng tròn đã vẽ theo phơng hớng tâm các đoạn giá trị bằng i tại các
điểm i tơng ứng rồi nối các đầu mút lại ta đợc hình dạng cổ trục sau khi đã mòn
Từ đó xác định đợc vùng mòn ít nhất để khoan lỗ dầu bôi trơn.

Lời mở đầu

Mục lục

Phần 1
vẽ đồ thị công

phần iI
Động học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền
1.1. Tính chuyển vị của piston
1.2. Tính vận tốc piston
1.3. Tính gia tốc của piston
Phần iII

động lực học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

1> khái quát :
2> lực khí thể
3>.lực quán tính
4> tổng hợp lực khí thể và lực quán tính :

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 20


Gvhd:ts lê hoài đức - Tkmh kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

5> Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến
6> vẽ đồ thị véc tơ phụ tải lên trục khuỷu:
7> khai triển đồ thị (T-Z)sang đồ thị (Q- ):
8> đồ thị mài mòn chốt khuỷu :

Tài liệu tham khảo:

[1]- Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong

(T1,T2-NXB đại học và trung học chuyên nghiệp 1979).
[2]- Sổ tay hớng dẫn tính nhiệt động cơ đốt trong
(Phạm Kỳ-Trờng ĐH giao thông đờng sắt- đờng bộ 1977).
[3]- Động cơ đốt trong (T1,T2 -T.S Nguyễn Duy Tiến-Trờng ĐH GTVT 2000).
[4]- ng c t trong NXBGD-2000

Sv : nguyễn đình cẩn mxd k40tc - đhgtvt
Trang 21