BÁO CÁO THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây nền kinh Việt Nam đang phát triển mạnh.Bên cạnh đó kỹ
thuật nước ta cũng từng bước tiến bộ.Trong đó phải nói đến nghành động lực
và sản xuất otô, chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ôtô nổi tiếng trên
thế giới như NISAN,HONDA,TOYOTA,cùng sản xuất và lắp ráp ôtô.Để
nâng cao trình độ và kỷ thuật,đội ngũ của ta đã tự nghiên cứu và chế tạo đó là
một yêu cầu cấp thiết.CÓ như vậy nghành ôtô của ta mới phát triển được.
Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học ,tự tính toán thiết kế
của một động cơ theo số liệu kỷ thuật (động cơ ya3-452). Trong quá trình tính
toán mặc dù em đã được sự giúp đỡ và giúp đỡ rất tận tình của thầy giáo
NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP và các thầy giáo trong bộ môm động lực ,nhưng vì
mới lần đầu lầm đồ án về môn học này nên em gặp rất nhiều khó khăn và
không tránh khỏi sự sai sót ,vì vậy em rất mong được sự xem xét và giúp đỡ
chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng hàon thiện hơn về kiến thức kỷ
thuật .
Qua lần này em đã tự xây dựng cho minh f phương pháp nghiên cứu.
Rất mong được sự giúp đợ hơn nữa của các thầy.Em xin chân thành cả mơn!

Người thực hiện

NGUYỄN VĂN KIÊN

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

1


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

NỘI DUNG THUYẾT MINH

I. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ YA3 - 452
 Công suất động cơ
 Số vòng quay động cơ

: Ne =75 mã lực
: n = 4000vòng/phút

 Đường kính xi lanh

: D = 92mm

 Hành trình xi lanh

: S =92 mm

 Tỉ số nén

:  = 6.7

 Số xi lanh

: i=4

 Số kỳ

: =4

 Thứ tự nổ

: 1-3-4-2

 Chiều dài thanh truyền

:ltt =172.35mm

Pha phân phối khí


góc mở sớm xu páp nạp

: 1  10 0



góc đóng muộn xu páp nạp

: α2 = 400



góc mở sớm xu páp xả

: 1  40 0



góc đóng muộn xu páp xả

: β2 = 100



góc đánh lửa sớm

:  l  12 o

1.Các thông số của chu trình công tác :
+áp suất môi trường

:pk = 0.1 MPa

+nhiệt độ môi trường

:Tk =2970K

+ áp suất cuối quá trình nạp
+hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z
+hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b

:Pa =0,0825
: z = 0.865

: b = 0.89

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

2


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

+áp suất khí thải

: Pr = 0.11 MN/m2

+nhiệt độ khí sót

: Tr = 1000 0K

+chỉ số giản nở đa biến trung bình

: m = 1,45

+mức độ sấy nóng môi chất

: T = 8 0K

+hệ số nạp thêm

: 1 = 1.119

+hệ số quét buồng cháy

: 2 = 1

+hệ số hiệu đính tỉ số nhiệt

: t = 1.147

+hệ số hiệu đính đồ thị công

: d = 0.919

2. Tính toán chu trình công tác động cơ
2.1: Qúa trình nạp
+nhiệt độ trước xu páp nạp

: Tk = 297 0K

+ hệ số nạp

: v


P
Pa 
Tk
1

ηv 


ελ1  λ t λ 2  r

ε  1 Tk  ΔT Pk
 Pa



 

 

1
m

[2.1]

ηv =0.8595
+ hệ số khí sót :
γr 

λ 2 Tk  ΛT  Pr
 
Tr
Pa

1
P 

ελ 1  λ t λ 2  r 
 Pa 

1
m

=0.0743

[2.2]

+ nhiệt độ cuối quá trình nạp :
Ta 

T0  ΔT  λ t γ r Tr
1 γr

[2.3]

Ta = 352.20 K

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

3


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

+ lượng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu:

M0 

1  C H Onl 
  

0,21  12 4 32 

Đói với động cơ xăng: C= 0,875 ; H= 0,216 ; O= 0,004
 M0 

1  0,875 0,126 



0.21  12
4 

M0=0,497 (kmolKK/kgnl)
+ hệ số lượng dư α:
M1 

α=

1

 nl

M0

Lượng khí nạp mới M1:
M1 = M 0 

1

 nl

= 1,0134.0,497+

1
114

= 0.521 (kmolKK/kgnl)

2.1.3.2.Quá trình nén:
+Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí:
mc v  19,806  0,00209T(kJ/kmol. đô)

[2.4]

av = 19,806
bv/2 = 0,00209
mc v  20,428(kJ/kmol. đô)

+Tỉ mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy :
1,634 1 
187,36 5


"
mc v  19,876
   427,86
10 Τ
α  2
α 


[2.5]

mc v  21,77(kJ/kmol. đô)

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

4


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
a v''  17,857 

1,634



ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

 21,54800

184,36  5

bv''   427,38 
.10  0,00308
 


+Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp mc v " :
mc v  γ r mc v
b' v
 a 'v 
T(kJ/kmol. đô)
1 γr
2
"

mc v 
'

[2.6]

av   r av 19,806  0,0743  21,548

 19,915
1  r
1  0,0743
"

av 
'

[2.7]

b  γrbv
0,00418  0,0743.0,00616
bv  v

 0,0043
1 γr
1  0,0743
"

'

[2.8]

4.Chỉ số nén đa biến trung bình của n1:
Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và
thông số vận hành như kích thước xi lanh,loại buồng cháy ,số vòng quay
,phụ tải ,trạng thái nhiệt độ động cơ….Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật
sau:Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n1 tăng.
Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định bằng cách giải phương trình
n1  1 

8,314
a v  b v Ta ε n1 1  1

n1  1 

8,314

19,815  0,0043.352.2 6,7 n1 1  1

'

'





[2.9]





[2.10]

Giải phương trình ta được n1 = 1,375
+Áp suất cuối của quá trình nén p c :
Pc = Pan1

[MN/m2]

Pc = 0,0815.6,71,375 = 1,128

[MN/m2]

[2.11]

+Nhiệt độ cuối quá trình nén :
Tc = Tan1-1

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

[0K]

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

[2.12]

5


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Tc = 351,5.6,71,375-1 = 717,3

[0K]

+Lượng môi chất công tác của quá trình nén M c :
Lượng môi chất công tác của quá trình nén Tc được xác định theo
công thức:
Mc =M1 + Mr =M1.(1+γr ) =0,563
2.1.3.3.Quá trình cháy :
Độ tăng mol của các loại động cơ được xác định theo công thức sau
H O
1

ΔM  0,211       
 4 32  nl





1 
 0,145 0
ΔM  0,211  1,00134  


  0,027
32 114 
 4

[2.13]
Sản phẩm cháy M2 (kmol/kgnl)
M2 = M1 + M

[2.14]

M2 = 0,5276+0,027=0,5546 (kmol/kgnl)
Hệ số thay đổi lý thuyết βo :
β0 

M2
M1

β0 

0,5546
 0,962
0,576

[2.15]

Hệ số thay đổi phân tử thực tế β :
β

0   r
r  1

β

0,962  0,0743
 1,0463
0,0743  1

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

6


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z :

βz  1

0 1  z
.
 r  1 b

βz  1

0,962  1 0,865
.
 1,045
0,0743  1 0,89

[2.17]

Trong đó :
xz  .

 z 0,865

 0,9719
 b 0,89

[2.18]

Nhiệt độ tại điểm z Tz :
*Đối với động cơ xăng ,nhiệt độ tại điểm z Tz được xác định bằng cách
giải phương trình cháy :

 z  QH  QH 
 m cv  TC   Z  m cvz  TZ
M 1  1   r 

Trong đó :
QH –nhiệt trị thấp nhất của nhiên liệu ta có,thông thường ta chọn
QH =44000 (KJ/Kgnh)
∆QH :Nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi đốt cháy 1 kg
nhiên liệu. Động cơ xăng có α >1 nên chọn ∆QH =0
Ti nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xác định theo
công thức:


mc vz 
"

 0 . x z 


γr 
.m cv  mc v .1  x z 
β 0 


γ 
 0 . x z  r   1  x z 
β0 


SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

 av  bv.TZ

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

[2.19]

7


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

mcvz  21,548  0,00308.2707,9  29,888
"

"

av z


γ 
'
av " M 2  x z  r   av M 1 1  x z 
β0 



γ 

M 2  x z  r   M 1 1  x z 
β0 


[2.19]

a vz  21,50865
"

"

bv z


γ 
'
bv " M 2  x z  r   bv M 1 1  x z 
β0 



γ 
M 2  x z  r   M 1 1  x z 
β0 


[2.20]

b vz  0,00306
"

Nhiệt độ tại điểm z Tz(K) :
Vậy:
A = z+0,5.bvz”
=.1,045+0,5.0,00306 = 1,046
B = z(avz”+8,314)
= 1,045(21,50685+8,314) = 31,16278
C 

ξ z .QH
 '

' T
  av  bv c  8,314. Tc
M 1 1 γ r  
2


C

0,865.44000
717,3
 (19,915  0,0043.
 8,314.3,945)  77443
0,5276(1  0,0743)
2

Phương trinh bậc hai :1,04653Tz2 + 31,16278Tz - 77443 = 0
Tz = 2707,9 0 K
+Áp suất tại điểm z :

Pz = Pc

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

[MN/m2]

[2.21]

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

8


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
[MN/m2]

Pz = 3,945.1,1280 = 4,450

[2.22]

Trong đó : - là hệ số tăng áp được xác định theo công thức :
λ  βz

Tz
Tc

λ  1,045

[2.23]
2707,9
 3,945
717,3

[2.24]

2.1.3.4.Quá trình giàn nở :
+Hệ số giản nở sớm  :
ρ

β z Tz
λ.Tc

ρ

1,045.2707,9
 1,000
3,945.717,3

[2.25]

+Hệ số giản nở sau :
δ

ε
ρ

δ

6,7
 6,7
1

[2.26]

+ Chỉ số giản nở đa biến trung bình n2 :
n 2 1 

n 2 1 

8,314
(ξ b  ξ z )Q H
b " vz
Tz  Tb 
 a " vz 
M1 1  γ r βTz  Tb 
2

[2.27]

8,314
(0,89 - 0,865)44000
0,00306 
2707,9 
 21,50685 
 2707,9 

2
6,7 n21 

2707,9 


0,52761  0,07431,0463 2707,9 

6,7 n21 


Trong đó: Tb 

Tz

 n21

là nhiệt trị tại điểm b(0K)

Giải phương trinh ta được n2 = 1,223
SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

9


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Do đó Tb 

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2707,9
 1771,8 0K
1, 2231
6,7

+Áp suất cuối quá trình giản nở Pb :
Pb 

Pz
[MN/m 2 ]
n2
δ

[2.28]

Pb 

4,450
 0,4345[MN/m 2 ]
6,71,223

[2.29]

+Nhiệt độ khí thải Trt:

P 
Trtênh  Tb  r 
 Pb 
Trtênh

m1
m

[0 K]

 0,11 
 1771,8

 0,4345 

1, 451
1,45

[2.30]

 1156,9[ 0 K]

Sai số Trt - Tr = 1156,9 - 1000 = 156,9

[2.31]

ΔTr
156,9

100%  13,55%
Trtênh 1156,9

2.1.3.5. Tính toán các thông số chu trình công tác:
*Áp suất chỉ thị trung bình pi :
p

.
1
1
1

pi  c .[(  1) 
.(1  n 2 ) 
.(1  n 1 )]
 1
n2  1

n1  1

2

1




1,128 
3,945.1 
1
1
1
Pi 
1 

1 


3,9451 - 1 
1, 2231 
1, 3751  
6,7  1 
1,223  1  6,7
 1,375  1  6,7

'



[2.32]

P ' i  0,941 [MN/m2]

*Áp zuất chỉ thị trung binh thực tế Pi :

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

10


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Pi = dP’i[MN/m2]

[2.33]

Pi = 0,919.0,941= 0,8648 [MN/m2]

*Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị:
gi 

432.10 3. v. p k
M 1 . pi .Tk

gi 

432.10 3.0,8595.0,1
 274
0,5276.0,8648.297

[2.34]

*Hiệu suất chỉ thị :
i 

3600000
[g/kw.h ]
Q H .g i

i 

3600000
 0,2986[g/kw.h]
44000.274

[2.35]

*Áp suất tổn thất cơ giới pm
Ta có tốc độ trung bình động cơ là :
Vtb =

s.n
30

[2.36]

Theo số liệu thực nghiệm có thể tính theo công thức sau :
Đối với động cơ xăng i  6 , S D  1 :
Pm = 0,05 +0,015.Vtb
Pm = 0,05 +0,015.12,26667 = 0,1872
+ Áp suất có ích trung bình P e:
Ta có công thức xác định hiệu xuất cơ giới:
m 

Pe
Pi

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

11

KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Trong đó hiệu suất có ích trung bình là:
Pe = Pi –Pm
Pe = 0,8648 -0,1872

Pe = 0,6776
Vậy  m 

[MPa]

0,6776
 0,7835
0,8648

+ Suất tiêu hao nhiên liệu g e :
ge =

gi

m

=

274
 349,7
0,7835

+ Hiệu suất có ích  e :
 e   m . i  0,7835.0,2986  0,234

+ Kiểm nghiệm đường kính xi lanh D:
4.Vh
 .S

Dkn=

mm

Trong đó :
Vh =

N e .30.
Pe .i.n

Vh =

75.30.4
 0,6647
0,6776.4.4000

Vậy :Dkn =

(dm3)

4.0,6647
 91,948852
 .92

mm

Sai số đường kính xilanh :
D  92  91,948852  0,05114806

Sai số đường kính không đươc vượt quá 0,1 mm nên

thoả mãn điều kiện.

1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công :

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

12


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Căn cứ vào các số liệu đã tính pa , pc , pz , pb , n1 , n2 , ε ta lập đường nén và
đường giản nở theo biến thiên của dung tích công tác Vx =i.Vc (Vc: dung tích
buồng cháy).
với Vc =

Vh
Xuất phát từ p.V n =const , ta có :

 1

n
n
Đối với đường nén : p x .V x 1  p c .Vc 1 , với Vx=i.Vc

p x  pc .

1
in1

n
n
Đối với đường giản nở : p x .V x 2  p z .Vc 2

px  pz .

1
i n2

Từ đó ta có bảng tính các giá trị của quá trình nén và quá trình giản nở
trên đồ thị như sau :
TT

I.Vc

Qúa trình
nén
I^n1

Px

I^n2

Px

Quá trình giản nở

Vc=
1
1.0000
1.25
1.5
1.75
2
2.5
3
4

0.11661
0.11661
0.11661
0.14577
0.17492
0.20407
0.23323
0.29154
0.34984
0.46646

1.0000
1.0000
1.3591
1.7463
2.1586
2.5937
3.5251
4.5294
6.7272

1.128
1.128
0.83
0.6459
0.5226
0.4349
0.32
0.249
0.1677

1.0000
1.0000
1.3138
1.6419
1.9826
2.3343
3.0668
3.8328
5.449

4.4496
4.4496
3.3869
2.71
2.2443
1.9062
1.4509
1.1609
0.8166

5
6
6.5

0.58307
0.69968
0.75799

9.1429
11.7478
13.1146

0.1234
0.096
0.086

7.1588
8.9470
9.8672

0.6216
0.4973
0.4510

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

13


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Sau khi ta chọn tỷ lệ xích V và  P hợp lý để vẽ đồ thị công . Để trình
bày đẹp thường chọn chiều dài hoành độ tương ứng từ 1V c÷ εVc là 220 mm
trên giấy kẻ ly.
Tung độ thường chọn tương ứng với pz khoảng 200 mm trên giấy kẻ ly
Ta có : V 

Vc
220

P 



6,7.0,11661404
 0.03551

220

pz
4,45

 0,02225
250 250

Từ tỷ lệ xích trên ta tính được các giá trị biểu diễn (gtbd) của quá trình
nén và quá trình giản nở sau:
T0
1
1.25
1.5
1.75
2
2.5
3

εVc
0.11661
0.14577
0.17492
0.20407
0.23323
0.29154
0.34984

Px
1.128

0.83
0.6459
0.5226
0.4349
0.32
0.0.249

gtbd(Px)
50.59
37.3
29.72
23.48
19.54
14.38
11.19

Pz
4.4496
3.3869
2.71
2.2443
1.9062
1.4509
1.1609

4

0.46646

0.1677

7.537

0.8166

5.0
6
6.5
Để sau

gtbd(Pz) gtbd(Vc.  )
200
32.83
152.22
41.05
121.79
49.25
107.86
57.46
85.57
65.68
65.2089
82.1
52.175
99.66

0.58307
0.1234
5.546
0.6216

0.69968
0.096
4.314
0.4973
0.75799
0.086
3.85
0.451
này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem,

35.7
27.93
22.35
20.26
đường biểu

131.36
164.2
199.34
213.45
diễn áp

suất Pk song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly. Đường
1Vc cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ.
Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường
nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi
qua hai điểm pa và pr .
SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

14


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị .
Các bước hiệu đính như sau :
 Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công :
Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình pittong S là :

S 

gtt S
S
92


 0,4917
gtbd S 187 187

Thông số kết cấu của động cơ là:



R
S
92



 0,2668
ltt 2.ltt 2.172,35

R

OO, 

Khoảng cách OO’ là:

2



0,2668.46
 6,138 ( mm)
2

Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị:
gtbdOO' 

gttOO'

S



6,138
 12,48

0,4917

(mm)

Ta có nửa hành trình của pistông là:
R

S 92

 46
2 2

(mm)

Giá trị biểu diễn R trên đồ thị :
gtbd R 

gtt R

S



46
 93,55
0,4917

(mm).

Từ gtbd OO ' và gtbd R ta có thể vẽ được vòng tròn Brick

 Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị :
1.3.1. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp (điểm a):
Từ điểm O’ trên đường tròn Brick ta xác định góc đóng muộn của xupáp
thải  2 bán kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm a’ ,từ điểm a’ gióng đường
SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

15


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

song song với trục tung cắt đường pa tại điểm a . Nối điểm r trên đường thải (
là giao điểm giữa đường pr và trục tung) với a ta được đường chuyển tiếp từ
quá trình thải sang quá trình nạp .
1.3.2. Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén (điểm c) :
Áp suất cuối quá trình nén thực tế do có hiện tượng đánh lửa sớm nên
thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết p c đã tính . Theo kinh
'
nghiệm áp suất cuối quá trình nén thực tế p c được xác định theo công thức

sau :
'
Đối với động cơ xăng : p c  pc 

pc'  1,128 

1
0,85 p z  pc 
3

1
0,85.4,45  1,128  2,0128
3

(Mpa)

Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công:

yc' 

pc'

p



2,0128
 90,46
0,02225

(mm)

1.3.3. Hiệu đính điểm phun sớm (điểm c’’ ):
Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khởi đường
nén lý thusyết tại điểm c’’ . Điểm c’’ được xác định bằng cách : Từ điểm O’
trên đồ thị Brick ta xác định góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm

 , bán

kính này cắt đường tròn Brick tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song
với trục tung cắt đường nén tại đỉêm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’
với điểm c’.
1.3.4.Hiệu đính điểm đạt pzmax thực tế :
Áp suất pzmax thực tế trong quá trình cháy - giản nở điểm đạt trị số áp suất
cao nhất là điểm thuộc miền 3720 ÷ 3750 (tức là 120÷150 sau điểm chết trên
của quá trình cháy và giản nở).
SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

16


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

 Hiệu đính điểm z của động cơ xăng :
- Cắt đồ thị công bởi 0,85pz =0,85.4,45=3,7825 (Mpa) , có giá trị
biểu diễn trên đồ thị công là: 212,8 mm.
- Xác định điểm Z từ góc 120 . Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác
định góc tương ứng với 3720 gó quay trục khuỷu ,bán kính này cắt
vòng tròn tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục
tung cắt đường 0,85Pz tại điểm Z
- Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giản nở
1.3.5. Hiệu đính điiểm bắt đầu quá trình thải thực tế (điểm b’) :

Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải
thực sự diễn ra sớm hơn lý thuyết .Ta xác định biểm b ’ bằng cách : Từ điểm
O’ trên đường tròn Brick ta xác định góc mở sớm của xupúp thải  1 , bán
kính này cắt vòng tròn Brick tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song
với trục tung cắt đường giản nở tại điểm b’.
1.3.6. Hiệu đính diểm kết thúc quá trình giản nở (điểm b’’) :
Áp suất cuối quá trình giản nở thực tế p b thường thấp hơn áp suất cuối
''

quá trình giản nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo công thức kinh
nghiệm ta có thể xác định được :

pb''  p r 

1
 pb  p r  =0,11+0,5(0,4345-0,11)=0,27225 (Mpa)
2

Từ đó ta xác định tung độ của điểm b’’ là :
y b '' 

pb''

p



0,27225
 12,23
0,02225

(mm)

Sau khi xác định được các điểm b’ ,b’’ ta dùng các cung thích hợp nối với
đường thải rr.

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

17


ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

0

KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ TH Ị CÔNG

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

18


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC
2.1. Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học :
Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất
ứng
với hành trình của pittông S = 2R. Vì vậy đồ thị đều ứng với hoành độ tương
ứng với vh của đồ thị công ( từ điểm 1 vc đến  vc).
2.1.1. Đường biểu diễn hành trình pittông x = f ( ) :
Ta tiến hành vẽ đường hành trình của pittông theo trình tự sau:
1. Chọn tỉ lệ xích góc : Thường dùng tỷ lệ xích (0,6 ÷ 0,7) (mm/độ)
2. Chọn gốc tọa độ cách gốc đồ thị công khoảng 15 ÷ 18 (cm)
3. Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10 0,
200,….1800
4. Gióng các điểm đã chia trên cung brick xuống các điểm 10 0,
200…1800 tương ứng trên trục tung của đồ thị x = f ( ) 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 = f ( )
ĐCT

ĐCD

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

19

KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC



ÂCT

R
O

R.



M



S=2R

180

x

x

B
C

90

0

X=f(



S=2R
(S=Xmax)

A

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

O'

D ÂCD

Đường biểu diễn hành trình của pittông X= f(α)
2.1.2. Đường biểu diễn tốc độ của pittông v = f ( ) :
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 ( ) , sát
mép dưới của bản vẽ.
2. Vẽ đường tròn tâm O bán kính là R  /2
3. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kínhR và vòng tròn tâm O bán kính
R  /2 thành 18 phần theo chiều ngược nhau.
4. 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 các điểm chia tương ứng của vòng tròn tâmO bán
kính R  /2 tại các điểm a, b, c,…….

5. 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  đến đường cong a, b,
c….
SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

20


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

đồ thị này biểu diễn quan hệ v= f ( ) trên tọa độ cực.

2'

b

R2

3'

1'

a

V=f(

c
A

B

4'

b'
0'

V

0

8

h



7'
6'

1

5'

e
g

7

2

6

R1

3
4

5

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 Toolê.
Ta vẽ theo các bước sau:
1. Chọn tỉ lệ xích  j =150 (m/s2.mm)
2. Ta tính được các giá trị:
- Tốc độ góc :



 .n
30

=

3,14.4000
 418,8

30

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

(rad/s)

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

21


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

- Gia tốc cực đại :

jmax  R. 2 .(1   ) = 46  1000.418,82.(1  0,2668)  10224,52 (m/s2)
Vậy ta được giá trị biểu diễn jmax là :

gtbd jmax 

gtt jmax

j

=

10224,52
 68,16

150

(mm)

- Gia tốc cực tiểu :Pj

jmin   R. 2 .(1   ) =- 46  1000.418,82.(1  0,2668)  5917,76 (m/s2)
Vậy ta được giá trị biểu diễn jmin là :

gtbd jmin 

gtt jmin

j

= -

5917,76
 39,45
150

(mm)

- Xác định giá trị EF :

EF  3.R.. 2
=3.46  1000.0,2668.418,8 2  6460,14

(m/s2)

Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là :

gtbdEF 

gttEF

j

=

6460,14
 43,06
150

(mm)

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

EF  3.R.. 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) .

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

22

KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

C

Jmax

1

ĐCD

ĐCT
F1

J=f(s)
2
S

-3R

E

B
ÂCD
F2

4

F

1'

2'

3'

Jmin

3

A
ÂCT

4' D

Đường biểu diễn gia tốc của pittông j=f(x)
2.2. Tính toán động lực học :
2.2.1.Các khối lượng chuyển động tịnh tiến:
- Khối lượng nhóm pittông mnpt =0,75 (kg) được cho trong số liệu ban
đầu của đề bài (kg).
- Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1:
Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1 có thể tra
trong các sổ tay, có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể
tính gần đúng theo bản vẽ.
Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau:
+ Thanh truyền của động cơ ô tô :
m1 = (0.275 ÷ 0.285)mtt
=0,285.1=0,285

(kg)
(kg)

trong đó mtt=1(kg) là khối lượng thanh truyền đề bài đã cho.
Vậy ta xác định được khối lượng tịnh tiến:
m = mnpt + m1 =0,75+0,285=0,1,035 (kg)
SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

23


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2.2.2. Các khối lượng chuyển động quay:
Khối lượng chuyển động quay của một khuỷu bao gồm :
- Khối lượng tịnh tiến của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt :
m2 = (mtt – m1)=1-0,285= 0,0,715 (kg)
Khối

-

mch 

lượng

 .(d 2ch   2ch ).lch

4

của

chốt

khuỷu:

mch

.

Trong đó ta có:
dch: là đường kính ngoài của chốt khuỷu.

 ch : là đường kính trong của chốt khuỷu.
lch : là chiều dài của chốt khuỷu .

 : là khối lượng của vật liệu làm chốt khuỷu .

(mm)
(mm)
(mm)
(kg/mm3)

- Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt : m0m. Khối lượng này
tính gần đúng theo phương trình quy dẫn :

m0 m 

mm .rmk
R

Trong đó : m0m - Khối lượng của má khuỷu
rmk

- Bán kính trọng tâm má khuỷu

R

- Bán kính quay của khuỷu

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

p j  m. j  m.R. 2 .(cos   . cos 2 )
Với thông số kết cấu  ta có bảng tính p j :

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

24


KHOA :CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

 (do)

0

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180

 (Rad )

0
0.174444444
0.348888889
0.523333333
0.697777778
0.872222222
1.046666667
1.221111111
1.395555556

1.57
1.744444444
1.918888889
2.093333333
2.267777778
2.442222222
2.616666667
2.791111111
2.965555556
3.14

ĐỒ ÁN:ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

cosα+λcos2α
1.2668
1.235549249
1.144194471
0.999680739
0.812787199
0.597029612
0.367305092
0.138434027
-0.07623533
-0.266003335
-0.423647822
-0.545819489
-0.632970554
-0.688839702
-0.719569367
-0.732574824

-0.735313216
-0.734111099
-0.733200085

p J  mR 2 (COS  COS 2 )

-10578.3901
-10317.4313
-9554.5749
-8347.81569
-6787.16461
-4985.48483
-3067.1744
-1155.99080
636.601729
2221.25597
3537.66337
4557.85564
5285.6090
5752.14330
6008.75081
6117.35264
6140.21953
6130.18128
6122.57387

2.2.4. Vẽ đường biểu diễn lực quán tính  p j  f (x) .
Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tôlê
nhưng hoành độ đặt trùng với đường p 0 ở đồ thị công và vẽ đường
 p j  f (x) (tức cùng chiều với f=(x)). Tiến hành theo các bước sau :

1. Chọn tỉ lệ xích để của p j và  p (cùng tỉ lệ xích với áp suất p kt )
(MPa/mm), tỉ lệ xích  x cùng tỉ lệ xích với hoành độ của j = (x).

SVTH:NGUYỄN VĂN KIÊN

GVHD:NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP

25