Khảo sát rung động cơ IFA w50 lắp trên xe ca

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN TUẤN THÀNH

KHẢO SÁT RUNG ĐỘNG CƠ IFA-W50
LẮP TRÊN XE CA

Chuyên ngành:KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. PHẠM VĂN THỂ

Hà Nội - Năm 2014


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ai công bố trong
bất kỳ đề tài nào khác.

Tác giả

Nguyễn Tuấn Thành

1


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN……………………………………………………………..1
MỤC LỤC ........................................................................................................ 2
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................. 4
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RUNG ĐỘNG CƠ ................................... 8
1.1 Tổng quan về quá trình phát triển ngành động cơ đốt trong ........... 8
1.1.1 Tính ưu việt của động cơ đốt trong và phạm vi sử dụng .................. 8
1.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài..................................... 9
1.1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................... 13
1.2 Giới thiệu chung về dao động............................................................. 13
1. 2.1 Khái niệm về dao động ..................................................................... 13
1.2.2 Các loại dao động cơ bản.................................................................. 14
1.3 Giới thiệu về động cơ đốt trong đặt trên hệ đàn hồi ........................ 14
1.3.1 Các loại bệ máy ................................................................................. 16
1.3.2 Thiết kế trang bị giảm chấn .............................................................. 17
1.3.2.1 Các loại giảm chấn......................................................................... 17

1.3.2.2.Lựa chọn loại và phân bổ các bộ giảm xóc dưới bệ của động cơ.
..................................................................................................................... 24
CHƯƠNG II: TÍNH CÂN BẰNG VÀ DAO ĐỘNG ĐỘNG CƠ.............. 25
2.1 Tính nhiệt và động lực học động cơ để lấy kết quả tính dao động.26
2.2 Tính cân bằng động cơ (để tìm lực không cân bằng và gây rung:
PJ II  0 ) ........................................................................................................ 25
2.3. Các lực và mô men quán tính do động cơ IFA W50 gây ra ........... 25
2.3.1. Hợp lực của lực quán tính ............................................................... 25
2.3.2. Mô men của lực quán tính............................................................... 27
2.4 Tính toán rung động cơ ...................................................................... 29
2.4.1.Tính mô men quán tính của động cơ (Jx, Jy, Jz ) ........................... 29
2.4.2 Tìm trọng tâm O của động cơ ......................................................... 30
2.4.3. Khảo sát sự truyền rung từ động cơ IFAW50 lên bệ máy……...40
2.4.3.1. Xây dựng mô hình dao động của động cơ……………………..40
2.4.3.2 Xây dựng hệ phương trình dao động…………………………...43
2.4.3.3. Viết các phương trình vi phân cho hệ dao động........................48
2.4.3.4. Giải các phương trình vi phân tìm tần số và biên độ của hệ giao
động theo các phương ............................................................................... 52
2.4.3.5. Kiểm nghiệm bộ giảm chấn khử rung........................................ 59
CHƯƠNG III ................................................................................................. 63
NHỮNG KHẢ NĂNG GIẢM RUNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .. 63
3.1 Ổn định quá trình cháy trong động cơ đốt trong............................. 63
3.1.1 Nâng cao chất tượng cháy trong động cơ diesel ............................. 63

2


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

3.1.1.1. Diễn biến quá trình cháy động cơ diesel ...................................... 63
3.1.1.2. Các biện pháp ảnh hưởng đến quá trình cháy trong động cơ
diesel để hạn chế rung động cơ.....................................................................65
3.1.1.3. Lựa chọn buồng cháy ................................................................... 65
3.2 Lựa chọn bơm cao áp cho động cơ IFAW50 ...................................... 66
3.3 Lựa chọn kết cấu cho động cơ đốt trong........................................... 70
3.3.1 Lựa chọn kết cấu buồng cháy .......................................................... 70
3.4 Lựa chọn số xylanh trong động cơ...................................................... 73
3.5 Cơ cấu phối khí trong động cơ đốt trong..........................................76
3.6 Những biện pháp hữu hiệu giảm rung cho động cơ đốt trong ....... 75
3.6.1 Biện pháp chế tạo .............................................................................. 75
3.6.2 Biện pháp lắp đặt............................................................................... 76
3.6.3 Biện pháp sử dụng ............................................................................ 77
3.6.4 Biện pháp cân bằng động cơ ............................................................ 78
3.6.4.1 Đối với động cơ chưa được cân bằng các lực quán tính bậc cao 78
3.6.4.2 Đối với động cơ đã được cân bằng................................................80
Kết luận .......................................................................................................... 81
PHỤ LỤC ...................................................................................................... 83
I. CÁC SỐ LIỆU CỦA PHẦN TÍNH TOÁN NHIỆT ............................... 83
1.1. Vẽ và hiệu đính đồ thị công…………………………………………84
1.2. Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T =f() và đồ thị lực pháp tuyến z =f()….85
1.3. Vẽ đường biểu diễn T =f() của động cơ nhiều xylanh .................. 88
1.4. Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu ............................................ 89
1.5. Vẽ đường biểu diễn Q = f() ............................................................... 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………..97

3

Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Bộ giảm xóc dùng lò xo hình trụ................................................................19
Hình 1.2 Bộ giảm xóc một vòng lò xo ......................................................................20
Hình 1.3: Loại đệm cao su vỏ kim loại ....................................................................20
Hình 1.4; Bộ giảm xóc có cấu trúc cản bằng lực ma sát ...........................................20
Hình 1.5. Bộ giảm xóc có gối đỡ ................................................................................2
Hình 1 .7 Bộ giảm xóc loại hai tâm với khối cao su đặt nghiêng .............................21
Hình 1 .8 Bộ giảm xóc loại hai tâm với khối cao su đặt thành góc ..........................22
Hình 1.9: Bộ giảm xóc có tấm trung gian .................................................................22
Hình 1.10 Bộ giảm xóc ổ bọc....................................................................................23
Hình 1.13: Bộ giảm xóc bằng khí nén ......................................................................24
Hình 1.14: Bộ giảm xóc ống đệm .............................................................................24
Hình 2.1. Sơ đồ trục khuỷu động cơ 4 xylanh thẳng hàng ........................................26
Hình 2.2. Sơ đồ biểu diễn các mômen của lực quán tính ..........................................27
Hình 2.3. Sơ đồ khối động cơ đặt trên các ụ giảm chấn ...........................................30
Hình 2.4. Động cơ đặt trên các ụ giảm chấn .............................................................31
Hình 2.5. Sơ đồ xác định trọng tâm động cơ theo phương thẳng đứng ....................32
Hình 2.6. Sơ đồ hệ giảm chấn nhìn từ trên xuống ....................................................33
Hình 2.7. Sơ đồ xác định tâm cứng của hệ giảm chấn theo phươngngang……...…34
Hình 2.8. Độ lệch của tâm cứng với trọng tâm động cơ theo phương ngang……...35
Hình 2.9. Độ lệch của tâm cứng với trọng tâm động cơ theo phương thẳng đứng...35
Hình 2.10.Bộ giảm chấn cao su của động cơ ............................................................37

Hình 2.11.Độ lệch của tâm cứng với trọng tâm động cơ trong không gian..............38
Hình 2.12.Độ lệch của tâm cứng với trọng tâm động cơ coi gần đúng ....................39
Hình 2.13. Sơ đồ chiều tác dụng của các lực và các dịch chuyển ............................41
Hình 2.14. Sơ đồ chiều các phương dao động của động cơ ......................................42
Hình 2.15. Mô hình tính toán động cơ đặt trên bệ ....................................................43
Hình 2.16. Sơ đồ các lực, mô men và các chuyển vị của động cơ ............................47

4


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Hình 2.17: Sơ đồ thực bố trí bộ giảm chấn do động cơ IFAW50 ............................53
Hình 2.18: Sơ đồ tính toán trường hợp dao động liên hợp đơn ................................57
Hình2.19 : Sơ đồ tính toán trường hợp dao động liên hợp kép + .............................58
Hình 2.20: Sơ đồ tính toán trường hợp dao động liên hợp kép - ..............................59

5


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

MỞ ĐẦU
Từ khi ra đời đến nay động cơ đã đóng một vai trò rất quan trọng trong nền
kinh tế quốc dân. Động cơ đốt trong cung cấp nguồn động lực chủ yếu cho các trang
thiết bị động lực như: máy bay, tàu thủy, tàu hỏa, máy xây dựng, máy phát điện…
và đặc biệt là trên ô tô. Trong thực tế khi sử dụng động cơ đốt trong thường gặp
hiện tượng động cơ làm việc không êm, không đều, phát sinh tiếng gõ và rung động,
ngay cả ở trên động cơ có tính cân bằng tốt nhưng quá trình làm việc vẫn có hiện
tượng rung xảy ra, làm giảm tuổi thọ của các chi tiết động cơ. Việc nghiên cứu giảm
thiểu các khả năng gây rung động cho động cơ cần được sự quan tâm đặc biệt của
các chuyên gia nghiên cứu về động cơ đốt trong, để trong tương lai động cơ đốt
trong làm việc ít rung ồn nhất và có độ tin cậy cao. Vấn đề nghiên cứu phát triển
nhằm hoàn thiện động cơ đốt trong, cũng như tính toán tối ưu các cơ cấu truyền
động trong động cơ luôn được đặt ra đối với các nhà chế tạo và sản xuất động cơ.
Từ lâu vấn đề về nghiên cứu giảm rung của động cơ đốt trong đã và đang được các
nhà thiết kế rất quan tâm nghiên cứu nhằm giảm sự rung động gây ra những ảnh
hưởng xấu khi động cơ làm việc, mặt khác rung động trong động cơ đốt trong có thể
gây ra nhiều hư hỏng cho bản thân động cơ đốt trong nói riêng và thiết bị động lực
có trang bị động cơ đốt trong nói chung. Chính vì vậy việc nghiên cứu nhằm giảm
sự truyền rung từ động cơ đốt trong đặt trên xe ca là rất cần thiết.
Nguyên nhân gây ra rung động là do truyền lực qua cơ cấu trục khuỷu thanh
truyền thay đổi theo thời gian và chu kỳ nên động cơ đốt trong là nguồn gây rung
rất lớn cho bản thân nó và cho bệ máy, lực quán tính do các khối lượng không cân
bằng của cơ cấu gây ra, do lực luôn luôn thay đổi không theo quy luật, ngoài ra do
sai số trong quá trình chế tạo và lắp ghép động cơ.
Tác hại do rung gây ra có thể rất lớn, đe dọa trực tiếp tới độ bền của trục
khuỷu và các ổ trục, làm kẹt pittông và xéc măng, bẻ gãy các gujông và các bu lông
bắt bệ với thân máy, gây ứng suất và biến dạng lớn trong các chi tiết máy và làm
giảm độ tin cậy chung đối với các phương tiện giao thông lắp động cơ này. Ngoài

6

Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

ra, rung còn tạo nên tạp âm lớn trong xe gây ảnh hưởng đến sức khỏe của lái xe và
hành khách trên xe.
Khảo sát hiện tượng dao động của động cơ đốt trong lắp trên xe ca, nghiên
cứu tính ổn định của động cơ đốt trong và phân tích các lực chủ yếu gây ra rung
động cho động cơ (như: lực khí thể, lực quán tính, các mômen của lực quán tính…),
cần được tìm hiểu kỹ để từ đó tìm ra các biện pháp khử rung tốt nhất, nâng cao tuổi
thọ và hiệu quả làm việc cho động cơ.
Được sự giúp đỡ của thầy giáo PGS. TS Phạm Văn Thể, cùng với sự giúp
đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Động cơ đốt trong Viện cơ khí động
lực Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tôi đã chọn đề tài luận văn cao học của
mình là: “Khảo sát rung động cơ IFAW50 lắp trên xe ca” Đề tài này nhằm mục
đích nghiên cứu các nguyên nhân gây ra rung động cho động cơ đốt trong và tìm
các biện pháp hữu hiệu để khắc phục, nâng cao tuổi thọ cho động cơ.
Trong khoảng thời gian ngắn, với tính chất phức tạp nhất định của đề tài và
khó khăn về tài liệu tham khảo cũng như thiết bị kiểm chứng, bên cạnh đó do khả
năng còn hạn chế nên việc thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót và hạn
chế, tác giả rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để có thể tiếp
tục hoàn thiện đề tài.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn , chỉ bảo tận tình của thầy giáo
PGS. TS Phạm Văn Thể và tập thể các thầy cô giáo trong bộ môn Động cơ đốt
trong Viện Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.
Tác giả: Nguyễn Tuấn Thành

7


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ RUNG ĐỘNG CƠ
1.1 Tổng quan về quá trình phát triển ngành động cơ đốt trong
1.1.1 Tính ưu việt của động cơ đốt trong và phạm vi sử dụng
Như chúng ta đã biết, chiếc động cơ đốt trong ra đời năm 1860. Trải qua hơn
một thế kỷ, ngành động cơ đốt trong ngày nay đã trở thành ngành công nghiệp chủ
chốt của nhiều nước công nghiệp phát triển và đóng một vai trò quan trọng trong
nền kinh tế quốc dân, là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ô tô, máy
bay, tàu thuỷ, tàu hoả,...và các máy công tác như máy phát điện, các máy công cụ sử
dụng trong nông nghiệp... năng lượng do động cơ đốt trong cung cấp chiếm khoảng
80% tổng số năng lượng tiêu thụ trên trái đất. Ờ nước ta động cơ đốt trong đang
được dùng với một số lượng tương đối lớn, vấn đề phát triển công nghiệp đang
được quan tâm và xu hướng nội địa hoá sản phẩm trong nước đang được đẩy mạnh
trong đó có việc sản xuất động cơ đốt trong. Vì vậy việc nghiên cứu và phát triển
động cơ đốt trong sẽ giúp cho ngành động cơ trong nước phát triển hơn nữa, theo
kịp các nước trên thế giới, phấn đấu đưa Việt Nam trở thành một nước công nghiệp
hóa trong thời gian tới.
Động cơ đốt trong ngày nay đã thể hiện nhiều tính ưu việt so với các loại
động cơ khác như tuốc bin hơi, tuốc bin khí. Trong một số lĩnh vực, động cơ đốt
trong chiếm ưu thế đặc biệt mà các loại động cơ khác khó có thể cạnh tranh được
(ví dụ: dùng làm máy phát điện cho những vùng chưa có điện lưới, dùng trong công

nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải . . . )
Động cơ đốt trong có những ưu điểm nổi bật là: Hiệu suất cao hơn hiệu suất
của máy hơi nước kiểu giường và của tua bin hơi và của tua bin khí, kích thước và
trọng lượng nhỏ, công suất riêng lớn dùng nhiên liệu có nhiệt trị cao nên rất thích
hợp trên các phương tiện vận tải với điều kiện làm việc di động, khởi động vận
hành, chăm sóc dễ dàng.
Nhược điểm cơ bản là: không phát ra mô men lớn tại tốc độ vòng quay nhỏ
nên không khởi động được khi có tải, khả năng quá tải kém, công suất cực đại

8


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

không cao, trong khi công suất của tua bin hơi đạt cao hơn nhiều, nhiên liệu đắt và
cạn dần trong thiên nhiên, Ô nhiễm môi trường vì khí xả và ồn.
Ngoài ra, do lực truyền qua cơ cấu Pittông - Thanh truyền - Trục khuỷu nên
thường phát sinh các lực và các mô men lực quán tính không cân bằng gây ra rung
và ồn lớn. áp lực của khí cháy sinh ra trong xylanh của động cơ không đều khiến
mômen truyền và số vòng quay của trục không đều làm cho trục khuỷu và hệ trục
được lai dắt chịu ứng suất xoắn lớn
Tuy nhiên trong vài ba thập niên tới động cơ đốt trong vẫn là loại động cơ
không thể thay thế, do những động cơ khác tuy ưu việt hơn nhưng vì những lý do
kinh tế và kỹ thuật nên chưa được chế tạo hàng loạt. Hướng phát triển chủ yếu của
ngành chế tạo động cơ là tăng tuổi thọ tăng độ bền và độ tin cậy nhờ các biện pháp
giảm rung, giảm ồn và giảm thiểu khả năng ô nhiễm môi trường do động cơ gây ra.

Do đó đề tài nghiên cứu về vấn đề giảm rung cho động cơ đốt trong, để khi đưa vào
sử dụng loại động cơ này hoạt động được êm hơn, nâng cao tuổi thọ của động cơ.
Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, các yêu cầu đặt ra đối với
động cơ đốt trong cũng ngày càng cao như: Đạt được công suất cao, suất tiêu hao
nhiên liệu thấp, khối lượng động cơ giảm, độ rung ồn nhỏ và đặc biệt yêu cầu khắt
khe về chất lượng khí xả. Chính vì vậy mà vấn đề nghiên cứu giảm rung động cơ
đốt trong cũng được đặt ra đối với các nhà thiết kế chế tạo, để thỏa mãn các yêu cầu
nêu trên.
1.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Hiện nay động cơ đốt trong có rất nhiều loại, nhưng động cơ đốt trong bốn xylanh
được dùng rất phổ biến trên các ô tô và máy kéo.
Ưu điểm của động cơ bốn xylanh là kết cấu đơn giản và thường gọn nhẹ, tải
các ổ giữa không lớn, kết cấu của trục khuỷu cân xứng, điều kiện bôi trơn thuận lợi.
Nhược điểm là khi chế tạo phải thực hiện cân bằng tĩnh và cân bằng động động cơ
một cách nghiêm khắc, động cơ bốn xylanh có số xylanh không nhiều chỉ dùng cho
các phương tiện cơ giới cỡ nhỏ, nhẹ, cao tốc.
Dưới đây đề tài đã đề cập và nghiên cứu động cơ diesel IFA - W50 bốn
xylanh, bốn kỳ, lắp trên xe ca.

9


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Phạm vi nghiên cứu của đề tài giới hạn trong lĩnh vực dao động của động cơ
đốt trong.

Trong ngành vận tải đường bộ tải trọng của các phương tiện giao thông có miền
phân bố rộng từ 0,5 tấn đến 700 tấn và công suất động cơ tương ứng từ 10 đến 1500
mã lực. Tuy nhiên trong ngành này ô tô có 2 chủng loại chính là xe chở khách và xe
vận tải hàng hóa. Trong đó ô tô được trang bị động cơ xăng lại chiếm đa số ở những
xe công suất nhỏ, những xe được trang bị động cơ diesel thường chiếm đa số ở
những vận tải cỡ lớn và những xe trở khách đường dài. Xu hướng phát triển của
ngành động cơ đốt trong hiện nay nằm trong hai hướng lớn là nghiên cứu không
ngừng tăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế sử dụng và hiện đại hóa công nghệ
sản xuất, tự động hóa quá trình điều khiển động cơ nhằm đạt tính kinh tế, độ tin cậy
và chống ô nhiễm môi trường.
Để tăng công suất động cơ đốt trong người ta nghiên cứu tăng công suất có ích bình
quân của chu trình công tác Pe. Để tăng Pe ở động cơ xăng các loại buồng cháy đáp
ứng tỉ số nén cao từ 9 đến 11 như buồng cháy chỏm cầu, bán cầu, ô van… đã thay
thế các loại buồng cháy Ricacđô cổ điển dùng xupap đặt và tỉ số nén thấp.
Các thành tựu mới về quá trình cháy “điểm lửa chùm”, phun xăng trên đường nạp:
đơn điểm (Mono- Jetronic) hay đa điểm (Motronic), phun xăng trực tiếp (GDI
Mitsubishi)… đã tăng Pe lên những giá trị khá lớn thường từ 1 đến 1.5 MPa vượt xa

Pe của các động cơ thông thường (0.6 đến 0.7 MPa). Đối với động cơ diesel các loại
buồng cháy phân cách và thống nhất được nghiên cứu rất nhiều, các ưu điểm được
phân tích tỉ mỉ từ đó tạo ra phương pháp hình thành hỗn hợp khí và quá trình cháy
được tốt nhất. Ngoài vấn đề nghiên cứu không ngừng quá trình cháy nói trên một
trong những biện pháp tăng Pe có hiệu quả nhất là tăng áp, nghĩa là tăng áp suất khí
nạp vào xi lanh bằng cách dùng máy nén khí. Quá trình tăng áp phụ thuộc vào thiết
bị tăng áp, gam công suất và kiểu loại động cơ . Một trong những thành tựu tăng áp
đáng kể đó là quá trình tăng áp Super-bar và hyper-bar của Pháp. Với kỹ thuật tăng
áp này áp suất bình quân đã đạt trị số rất cao 1.2 đến 1.8 MPa.
Để tăng công suất động cơ người ta còn tăng thể tích công tác của xi lanh Vh, tăng

Vh thể hiện ở việc tăng đường kính và hành trình pittong. Hướng tăng đường kính

10


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

và hành trình pittong thể hiện rất rõ trong ngành động cơ tầu thủy. Việc tăng số xi
lanh cũng dẫn tới tăng công suất động cơ. Khi tăng số xi lanh cân bằng động cơ
tăng, tính kinh tế của động cơ tăng nhưng độ phức tạp của động cơ cũng tăng.
Trong ngành động cơ ô tô phổ biến nhất là động cơ chữ V: V6, V8 hoặc V12 xi
lanh.
Trong họ động cơ ô tô, động cơ công suất nhỏ và trung bình phương hướng tăng tốc
độ quay n để tăng công suất động cơ là phổ biến. Khi số vòng quay tăng công suất
động cơ tăng nhanh, động cơ gọn nhẹ nhưng nhược điểm lớn nhất là ảnh hưởng xấu
đến lực quán tính. Để khắc phục nhược điểm này ở một số lĩnh vực đã xuất hiện các
dòng động cơ mới và thay thế cho động cơ cổ điển, các dòng họ động cơ mới là:
động cơ rô to, động cơ không thanh truyền, động cơ pittong tự do…
Công nghệ sản xuất động cơ đốt trong ngày nay đã trở thành một ngành công
nghiệp có vị trí cao trong nền kinh tế quốc dân của nhiều nước trên thế giới vì vậy
hiện đại hóa nền sản xuất là xu hướng tất yếu, những dây truyền sản xuất được tự
động hóa cao, những ứng dụng của các vật liệu mới, những thành tựu mới của điều
khiển học, tin học, kỹ thuật số… đã đem lại cho ngành động cơ nhiều kết quả rất
đáng kể. Những nghiên cứu về tự động khống chế các thông số của quá trình nạp,
quá trình cung cấp nhiên liệu, quá trình cháy và thành phần khí thải… đã được thực
hiện chính xác bằng máy tính điện tử ECU (Electronic Control Unit) của hệ CCCS
(Computer Commad Control System). Hoặc xu hướng chống ô nhiễm môi trường,

các động cơ diesel đã lắp hệ thống tự động lọc khói, các động cơ xăng dùng cảm
biến ôxy để thông báo cho ECU điều chỉnh hệ số Lamda, hệ thống luân hồi khí thải
EGR, hệ thống xúc tác khử độc trong khí xả… Tuy nhiên động cơ càng hiện đại hóa
bao nhiêu thì kết cấu càng phức tạp bấy nhiêu và kỹ thuật chuẩn đoán, sửa chữa
phải hiện đại theo thì mới đáp ứng được.
Ngày nay độ chính xác trong công nghệ chế tạo đã có nhiều tiến bộ vượt bậc nên
tổn thất do ma sát đã giảm đáng kể. Đồng thời việc nghiên cứu sử dụng năng lượng
của khí thải, nước làm mát cũng nâng cao hệ số lợi dụng nhiệt. Từ tiến bộ của thành
tựu khoa học công nghệ tính kinh tế của động cơ thể hiện bằng suất tiêu thụ nhiên
liệu đã giảm rõ rệt.

11


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Cùng với sự phát triển của ngành động cơ đốt trong trên thế giới, ngành động cơ đốt
trong ở Việt Nam cũng có những phát triển đáng kể.
Đối với sự phát triển ô tô tại Việt Nam không kể số lượng xe quân sự, số lượng xe
đã tăng khá nhanh. Năm 1991- 202000 chiếc, năm 1995- 205000 chiếc, năm 2000408000 chiếc, năm 2005- 652000 chiếc và dự báo đến năm 2020 sẽ đạt 8520000
chiếc. Hiện nay chúng ta đã có trên 20 liên doanh lắp ráp ô tô, tổng công suất thiết
kế (xe/ năm) của các liên doanh đã được phép cũng chỉ đạt 137000 xe/ năm.
(nguồn số liệu do cục đăng kiểm cung cấp). Ngoài ra chúng ta còn có một số
lượng lớn những nhà nhập khẩu ô tô chuyên nghiệp. Tuy nhiên với sự phát triển
mạnh mẽ của đất nước thì số lượng cũng chưa đáp ứng được hết nhu cầu của sự
phát triển bởi những vì đất nước ta là một nước nông nghiệp 90% dân số làm nông

nghiệp. Khu vực dân cư trải rộng trên khắp mọi miền đất nước chủ yếu là ở nông
thôn, chỉ một bộ phận nhỏ tập trung ở khu vực thành thị. Với những loại xe đời mới
chỉ thuận tiện cho việc phục vụ ở khu vực thành thị như: xe buýt đô thị, xe vận tải
hành khách ở những quãng đường có cự ly ngắn, còn những loại xe khách đường
dài thì thường xuất phát từ các trung tâm đô thị để đến những nơi vùng sâu, vùng xa
nơi tập trung đa phần là những đồng bào nghèo. Ở nước ta từ lâu chúng ta đã quen
với việc có mặt của những chiếc xe đến từ một số nước XHCN như Nga, Trung
Quốc, Đức, Tiệp Khắc… với các dòng xe khác nhau. Nhưng trong số những loại xe
đó nổi bật hơn cả đó là loại IFA-W50 đến từ Cộng hòa Dân chủ Đức và được nhập
vào nước ta từ trước những năm 90 của thế kỷ trước.
Xe IFA-W50 là loại xe sử dụng loại động cơ 4 kỳ với 4 xi lanh 1 hàng thẳng đứng,
công suất động cơ 115 mã lực, số vòng quay động cơ là 2300 vòng/phút, suất tiêu
hao nhiên liệu 185 g/ml.h, sử dụng hệ thống làm mát theo kiểu tuần hoàn và hệ
thống bôi trơn cưỡng bức. Đây là loại động cơ nhỏ có độ làm việc tin cậy cao, phụ
tùng dễ thay thế, tiêu hao nhiên liệu thấp, tính kinh tế cao và phù hợp với điều kiện
khí hậu của nước ta. Trong vận tải hàng hóa thì đây chính là loại hoạt động rất hiệu
quả vì khả năng làm việc cơ động, tính vượt rã cao có thể làm việc được ở nhiều địa
hình khác nhau kể cả những vùng núi đường xá đi lại khó khăn, đồi núi hiểm trở.
Việc sử dụng xe IFA-W50 để hoán cải thành xe chở khách là một phương án tối ưu

12


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

vì ở nước ta với địa hình đồi núi phức tạp mà dân cư phân bố không đồng đều,

nhiều nơi còn chưa có đường giao thông. Với khả năng vượt dã của mình xe IFA –
W50 có thể tới được những vùng xa xôi nhất của mọi miền đất nước. Ngày nay tuy
đất nước đã phát triển và có nhiều loại xe khác nhau nhưng việc sử dụng xe IFAW50 để hoán cải thành xe ca là một nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho vùng sâu vùng
xa vì đầu tư ít tốn kém, tính kinh tế cao. Những chiếc xe đời mới có thể là cũng rất
tốt và tiện nghi hiện đại nhưng chỉ phù hợp ở khu vực thành thị, còn khu vực miền
núi những nơi có địa hình phức tạp giao thông đi lại khó khăn thì rất khó có thể đến
được.
Do thời gian và điều kiện hạn chế nên đề tài chỉ nghiên cứu giảm sự truyền
dao động cơ học từ động cơ đốt trong bốn kỳ lắp trên xe ca do các lực và mômen
quán tính các cấp không cân bằng gây ra.
Đề tài này mong muốn được đóng góp một phần nhỏ vào nâng cao khả năng
giảm dao động cơ trên xe ca, nhằm mở rộng phạm vi sử dụng động cơ IFA - W50
trên các phương tiện giao thông vận tải.
1.1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Phân tích và tìm ra các nguyên nhân gây ra dao động cho động cơ để từ đó
hạn chế đến mức độ tối thiểu các tác hại do rung động gây ra.
- Đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng thành phần lực và mômen lực quán
tính.
- Chọn phương án cân bằng động cơ đốt trong trong quá trình thiết kế và chế
tạo.
- Có biện pháp hữu hiệu trong quá trình thiết kế các động cơ mới.
1.2 Giới thiệu chung về dao động
1. 2.1 Khái niệm về dao động
Dao động là một hiện tượng phổ biến trong tự nhiên và trong kỹ thuật.
Các máy, các phương tiện giao thông vận tải, động cơ lắp trên bệ máy, các toà nhà
cao tầng, những chiếc cầu bắc ngang qua các dòng sông, các mạch điện trong chiếc
đài của bạn đang dùng, chiếc đồng hồ mà bạn đeo trên tay,...đó là các hệ dao động
trong kỹ thuật.

13

Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Các quá trình dao động được phân loại tuỳ theo các quan điểm khác nhau.
Căn cứ vào cơ cấu gây lên dao động người ta phân tích thành dao động tự do và dao
động cưỡng bức, dao động tham số, tự dao động, dao động hỗn độn, dao động ngẫu
nhiên.
1.2.2 Các loại dao động cơ bản
Dao động tự do là dao động được sinh ra khi vật thể có sẵn thế năng ở trạng
thái tự do, có tính chất tức thời.
Dao động cưỡng bức là dao động sinh ra bởi các ngoại lực tác động theo một
quy luật nào đó, không phụ thuộc vào chuyển động và tồn tại trong suốt quá trình
dao động.
Tự dao động là loại dao động xuất hiện bởi các lực do bản thân chuyển động
gây ra và tắt đi khi ngừng chuyển động. Nguyên nhân gây ra chuyển động đó không
có tính chất dao động.
Dao động ngẫu nhiên là loại dao động xuất hiện do các nguyên nhân bên
ngoài có tính chất ngẫu nhiên được mô tả bằng các đại lượng đặc trưng trong lý
thuyết xác xuất.
Căn cứ vào số bậc tự do người ta phân thành dao động hệ một bậc tự do, dao
động hệ n bậc tự do, dao động hệ vô hạn bậc tự do.
Căn cứ vào phương trình chuyển động người ta phân thành dao động tuyến
tính, dao động phi tuyến.
Căn cứ vào dạng chuyển động người ta phân thành dao động dọc, dao động
xoắn, dao động uốn.

Khi nghiên cứu dao động người ta xác định các đặc trưng của dao động và
tìm cách giảm các tác động do dao động gây ra. Đối với các dạng dao động cưỡng
bức thì người ta phải kiểm tra xem có xẩy ra hiện tượng cộng hưởng hay không tức
là xem tần số dao động riêng có trùng với tần số của lực cưỡng bức không. Ngoài ra
khi muốn làm giảm bớt dao động người ta phải bố trí các bộ phận cản hoặc nhớt để
tiêu tán năng lượng làm cho dao động có tính chất tắt dần (ví dụ: giảm xóc của xe).
1.3 Giới thiệu về động cơ đốt trong đặt trên hệ đàn hồi

14


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Động cơ IFAW50 là loại động cơ Diesel có 4 xi lanh, thứ tự nổ là: 1-2-4-3 công
suất động cơ 115 mã lực ở số vòng quay 2300 vòng/phút, là loại động cơ buồng
cháy thống nhất, kiểu MAN, không tăng áp. Trong động cơ có các hệ thống:
-Hệ thống nhiên liệu của động cơ: Nhiên liệu dùng trong động cơ IFAW50 là
nhiên liệu diesel. Nhiên liệu được chuyền từ thùng chứa nhờ áp suất của bơm thấp
áp tạo ra, sau đó lọc tinh đi đến bơm cao áp. Bơm cao áp thuộc loại DEP 4 BS-804
là loại bơm cung cấp nhiên liệu điều chỉnh lượng nhiệu liệu cung cấp cho chu trình
bằng van pittong, có xẻ rãnh chéo trên đầu (để thay đổi hành trình có ích). Vòi phun
của động cơ là loại vòi phun kín tiêu chuẩn. Trong vòi phun kín có bộ đôi kim phun
và thân kim là bộ đôi siêu chính xác thứ hai trong hệ thống nhiên liệu, kim phun,
thân kim và đầu vòi phun yêu cầu có hình dạng chính xác, chống mòn… Phần nhiên
liệu thừa tại bơm cao áp giữ vai trò làm mát pittong bơm và trở về thùng nhiên liệu
qua van áp suất và phần nhiên liệu rò rỉ qua khe hở bộ đôi kim phun sẽ theo đường

dầu hồi về phía sau van áp suất rồi trở lại thùng nhiên liệu.
-Hệ thống phối khí của động cơ: Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trình
thay đổi khí trong động cơ: thải sạch khí thải và nạp đầy không khí khi nạp để đảm
bảo cho động cơ hoạt động liên tục. Động cơ IFAW50 dùng cơ cấu phối khí xu páp
treo dẫn động gián tiếp gồm một cam nạp và một cam thải. Trục cam của động cơ
được dẫn động từ trục khuỷu động cơ thông qua bánh răng trung gian.
-Hệ thống làm mát của động cơ: Trong quá trình làm việc của động cơ nhiệt
lượng truyền cho các chi tiết chiếm khoảng 25 đến 35% nhiệt lượng do nhiên liệu
cháy tỏa ra vì vậy các chi tiết nóng lên rất nhanh nên cần thiết phải làm mát tránh
hiện tượng quá nóng cho các chi tiết gây bó máy. Động cơ IFAW50 làm mát bằng
nước cưỡng bức kiểu một vòng tuần hoàn kín. Nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm qua
hệ thống ống đến làm mát cho tất cả các xi lanh, thân máy và dầu bôi trơn. Sau khi
làm mát động cơ nước được đưa đến van hằng nhiệt. Nếu nhiệt độ của nước lớn hơn

850C thì van hằng nhiệt bắt đầu mở cho nước đi qua két làm mát, và mở hết cỡ khi
nước có nhiệt độ là 950C tuy nhiên động cơ chỉ hoạt động ở chế độ này trong thời
gian rất ngắn. Nếu nhiệt độ của nước nhỏ hơn 850C thì van hằng nhiệt đóng lại cho
nước không đi qua két nữa. Nước được đưa vào làm mát động cơ sau khi qua két

15


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

làm mát và van hằng nhiệt được bơm hút để đi làm mát cho động cơ, quá trình cứ
tuần hoàn như vậy.

-Hệ thống bôi trơn của động cơ: Nhiệm vụ của hệ thống là bôi trơn tất cả các bề
mặt ma sát, làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề mặt ma sát và bao kín buồng cháy. Động
cơ diesel IFAW50 dùng phương pháp bôi trơn hỗn hợp các te ướt (vừa cưỡng bức
vừa vung té) dầu bôi trơn từ các te được bơm dầu (là loại bơm bánh răng) hút lên từ
cácte (cácte ướt) qua bầu lọc thô rồi qua két làm mát dầu (môi chất làm mát là
không khí) đi đến đường dầu chính, từ đây dầu được phân phối đi bôi trơn các bề
mặt ma sát (ổ trục khuỷu, cam, đầu nhỏ thanh truyền…), cuối cùng chảy về cácte.
Một phần dầu ở cácte bị vung té lên do trục khuỷu quay để bôi trơn các bề mặt ma
sát rộng (như thành xilanh…) hoặc các bề mặt ma sát nhỏ nhưng bố trí rải rác (như
giàn cò mổ…)
- Hệ thống khởi động của động cơ: Động cơ IFAW50 dùng động cơ điện để khởi
động, bằng nguồn điện ắc quy 12V. Khi khởi động cường độ dòng điện có thể lên
tới 300A, bánh răng của động cơ điện khởi động tiếp xúc với bánh răng thuộc bánh
đà của động cơ khởi động với tỷ số truyền rất lớn, trên động cơ khởi động gồm hai
cơ cấu đóng mở mạch điện và cơ cấu tách nối ăn khớp bánh răng khi khởi động. Cơ
cấu đóng mở mạch điện dùng điều khiển từ xa bằng rơ le, cơ cấu tách nối tự động
loại điện từ.
1.3.1 Các loại bệ máy
* Cơ sở về bệ máy
a, Các yêu cầu cơ bản đối với bệ máy
Bệ máy thuộc về những cơ cấu khung - bệ để lắp đặt cố định các máy móc và
các thiết bị động lực. Vì vậy, để đảm bảo cho các thiết bị làm việc tin cậy, bệ phải
bảo đảm các yêu cầu cơ bản sau:
1. Có độ cứng và độ bền lớn và ổn định dưới tác dụng của các ngoại lực.
2. Có độ biến dạng (hay độ võng) nhỏ không ảnh hưởng đến điều kiện làm việc
của các thiết bị đặt trên nó.
3. Không có hiện tượng rung và chấn động mạnh khi các thiết bị hoạt động .

16

Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

4. Có khả năng phân tán lực tác dụng để hạn chế ứng lực hay biến dạng tập
trung nguy hiểm.
5. Gia cố chắc các thiết bị trên bệ trong mọi điều kiện sử dụng.
Ngày nay đối với các trang bị động lực cỡ lớn, hiện đại phương pháp thiết kế
bệ cụm có nhiều ưu điểm hơn cả. Phương pháp này cho phép tối ưu hoá phương án
phân bố các thiết bị, nhất là với các trang bị động lực phức tạp, đồng thời có thể áp
dụng vi tính để tính toán, tự động hoá và chuyên môn hoá quá trình lắp đặt và trang
bị.
b) Đặc điểm về kết cấu bệ máy
Đối với các cụm động lực lưu động, bệ máy thường là một bộ phận không tách
rời và được hàn liền hay lắp liền nhờ các gujông với giá máy.
Ngày nay với xu thế thiết kế mới, bệ máy không làm liền với giá máy mà được
làm rời với mục đích có thể lắp đặt các thiết bị động lực khác thay thế hay có dạng
công suất hoặc kích thước tương đương. Điều này có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối
với các thiết bị động lực dùng cho các cẩu trục, các cụm phát điện lưu động, các cụm
diesel bơm nước, diesel máy nén v.v. . .
Cơ sở để thiết kế các bệ móng là trọng lượng và các kích thước bao của cụm
máy và các bản vẽ định vị của nhà máy chế tạo động cơ.
1.3.2 Thiết kế trang bị giảm chấn
1.3.2.1 Các loại giảm chấn
* Vật liệu chế tạo giảm chấn:
Hiệu suất giảm rung của bộ giảm chấn chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu chế
tạo đệm đàn hồi. Để giảm rung cho động cơ và bệ máy thường sử dụng các bộ giảm

chấn bằng cao su và bằng lò xo.
Ưu điểm chính của loại giảm chấn bằng cao su là có ma sát trong lớn, đó là
đặc tính quan trọng để dập tắt dao động cộng hưởng. Ngoài ra bộ giảm chấn loại
này có khả năng cách âm tốt trong tất cả các dải âm tần.
Nhược điểm của bộ giảm chấn bằng cao su là cao su dễ bị lão hoá (tính chất
đàn hồi mất dần theo thời gian) và dễ bị hư hỏng do tác động của các sản phẩm dầu
mỏ và nhiệt độ cao (chỉ thích ứng với nhiệt độ dưới 70- 750C). Ngày nay với các bộ

17


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

giảm chấn bằng cao su, người ta chỉ sử dụng loại giảm chấn có đệm đàn hồi làm
việc ở trạng thái chịu nén.
Loại giảm chấn lò xo giữ được tính chất đàn hồi lâu dài và không chịu tác
động của dầu, nhiệt độ và độ ẩm. Tuy vậy loại giảm chấn bằng lò xo có ma sát
trong rất nhỏ và khả năng cách âm lại kém ở các tần số cao và tần số trung bình. Lò
xo chỉ giảm rung tốt với tần số nhỏ hơn hoặc bằng 200Hz, ở tần số lớn hơn rung
động chẳng những không giảm mà còn có thể tăng. Cho nên trong các bộ giảm chấn
bằng lò xo thường có thêm cơ cấu làm tăng khả năng giảm rung và ma sát. Với mục
đích ấy dưới lò xo của bộ giảm chấn đôi khi có đặt thêm đệm bằng cao su cứng có
độ dày không lớn để tăng ma sát trong của bộ giảm chấn lò xo.
* Kết cấu của các loại giảm chấn :
Dựa vào hai loại vật liệu chế tạo kể trên người ta phân các bộ giảm chấn
thành hai nhóm chính: bộ giảm chấn dùng đệm đàn hồi bằng kim loại và bộ giảm

chấn dùng đệm đàn hồi bằng cao su.
Bộ giảm chấn bằng kim loại theo kết cấu của đệm đàn hồi có thể chia thành
các loại chính sau:
+ Loại lò xo
+ Loại lò xo- cao su
+ Loại lò xo-chất dẻo
+ Loại nhíp
+ Loại bện bằng dây kim loại.
Bộ giảm chấn bằng lò xo có thể là lò xo hình trụ hay hình nón. Để khử dao
động cộng hưởng, thường dùng thêm đệm cao su hay chất dẻo kết hợp với kim loại.
Các đệm đàn hồi bằng kim loại có thể xếp thành nhiều lớp như dạng nhíp,
đèn xếp, tổ hợp lò xo hoặc xếp thành nhiều lớp mỏng.
Để giảm rung cho các động cơ nhỏ có thể dùng bộ giảm xóc một vòng lò xo
(tải trọng định mức một bộ lên đến 300N).
Thành phần đàn hồi của loại giảm xóc bằng kim loại có đặc điểm là thay đổi
kích thước dưới tác dụng của ngoại lực và phục hồi lại sau khi lực ngừng tác dụng.

18


Trng HBK H Ni
Vin o to sau i hc

GVHD: PGS- TS: Phm Vn Th
Hc viờn thc hin: Nguyn Tun Thnh

Thnh phn n hi thng dựng trong b gim xúc bng kim loi l lũ xo
(hỡnh tr, hỡnh nún, hỡnh lng tr, hỡnh trng v cỏc dng khỏc). Lũ xo c ch to
bng thộp lũ xo cỏn hay dõy kim loi. i vi nhng ng c thng lm vic
iu kin cú m ln, lũ xo nờn lm bng thộp hp kim khụng g, ch to theo

phng phỏp qun ngui.
Sau khi qun, lũ xo c a vo nhit luyn (ram) - nung núng lũ xo
trong lũ in n nhit 4500C, gi nhit ny 20-30 phỳt v sau ú lm ngui
ngoi khụng khớ. Nguyờn cụng ny lm tng bn v gim bin dng d ca
lũ xo. Sau khi nhit luyn lũ xo, tin hnh ỏnh búng tng kh nng chng n
mũn. Kt cu ca mt s loi gim xúc bng kim loi gii thiu trờn cỏc hỡnh v
sau:

8
7
6

9

10

5
4
3
2
1

11
12

Hỡnh
1.1Bộ
Bgảm
gimxóc
xúc dùng

dựng lũ
Hình
1.2:
lòxo
xohỡnh
hìnhtrtrụ
1- Lp m n hi bng cao su; 2- ng lút bng cao su; 3-Thõn; 4- ai c hóm;

1- Lớp đệm đàn hồi bằng cao su 2- ống lót bằng cao su, 3 - Thân, 4- Đai ốc
5-hãm,
ai c
6- sơ
ngbộ,
,6-7-ống
Vũng
cao
8- Vũng
5-
Đaixit
ốcsđểb;
xiết
đỡ,
7 su;
- Vòng
caokim
su, loi;
8- Vòng kim loại;
Bulông;
10-LũLò
hình

xo;.
12 - Đế
9-9-Bu
lụng; 10xoxo
hỡnh
tr;trụ;
11- 11mĐệm
lũ xo;lò12-

19


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

3
1
2

4
Hình 1.2 Bộ giảm xóc một vòng lò xo: 1-Lò xo;
2-Nắp chụp giảm xóc bằng cao su; 3- Vấu tựa của động cơ; 4- Bệ máy

Hình 1.3: Loại đệm cao su vỏ kim loại

Hình 1.4; Bộ giảm xóc có cấu trúc cản bằng lực ma sát
1- Bệ tựa đàn hồi trên; 2- Gối trụ chịu tải trọng;

3- Bệ tựa đàn hồi khi quá tải; 4- Lò xo phụ tải

20


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Bộ giảm chấn bằng cao su có thể chia thành các nhóm chính sau:
+ Loại hai tấm
+ Loại có tấm trung gian
+ Loại ổ bọc
+ Loại ống đệm
Các loại giảm chấn ở trên (trừ loại hai tấm) bảo đảm vị trí ổn định của động
cơ khi khối cao su bị phá huỷ. Tất cả các bộ phận của giảm chấn được nối với động
cơ và với bệ nhờ các tấm kim loại, mà được ngăn cách với nhau bằng một tấm cao
su (lưu hoá với tấm kim loại này) và đảm bảo mối quan hệ đàn hồi giữa động cơ và
bệ.
Bộ giảm xóc loại hai tấm có kết cấu rất đơn giản. Nó gồm tấm trên được liên
kết với động cơ, tấm dưới với bệ, giữa hai tấm này đặt một đệm cao su. Bộ giảm
xóc dùng tấm đệm cao su có thể đặt nằm ngang (hình 1.5), đặt nghiêng (hình l.6),
hay đặt thành góc (hình l.7). Khi đặt nghiêng và đặt thành góc, khối cao su có khả
năng giảm rung lớn hơn so với đặt nằm ngang, vì độ cứng của cao su giảm do sự
chuyển tải trọng từ trạng thái nén sang trạng thái trượt.
Tuỳ theo kích thước của nó bộ giảm chấn loại hai tấm có thể chịu tải trọng
định mức từ vài chục kilôgam đến vài tấn.

Hình 1.5 Bộ giảm xóc loại hai tâm với khối cao su đặt ngang

21


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Hình 1.6 Bộ giảm xóc loại hai tâm với khối cao su đặt thành góc

Bộ giảm
có tấm
gianhai
có hiệu
tốt khèi
hơn so với
bộ su
giảm®Æt
xóc thµnh
loại
H×nh 1.9:
Bé chấn
gi¶m
xãctrung
lo¹i
tÊnquảvíi
cao

gãc
hai tấm đặt ngang, do cao su cũng làm việc theo trạng thái trượt.
Ngoài ra khi phân chia khối cao su bằng một tấm kim loại trung gian có thể
tăng thêm khả năng phản xạ sóng rung lên bề mặt phân chia tấm kim loại với cao
su. Bộ giảm xóc có tấm trung gian có thể chịu tải trọng đến 17000 N.

1

2

4
3

Hình 1.7: Bộ giảm xóc có tấm trung gian
1- Tấm đệm; 2- Tấm trung gian; 3- Tấm dưới; 4- Khối cao su
Bộ giảm xóc loại ổ bọc lắp với động cơ bằng một ống ren giữa khối cao su
và lắp với bệ bằng nhiều bu lông. Bộ giảm xóc loại này được bọc lót kín bằng bằng

22


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

vỏ thép. Nó có thể chịu được tải trọng từ 10 đến 400 kg . Kết cấu của loại này như
(hình 1.8) .

4
3

1

2
Hình 1.8 Bộ giảm xóc ổ bọc

1- Vỏ ngoài; 2- Tấm đế; 3- Khối cao su; 4- Ống ren tùy động
Ngoài các loại thường dùng kể trên, trong trang bị động lực động cơ còn
dùng các loại giảm chấn bằng khí nén và loại ống chặn. Bộ giảm chấn bằng khí nén
khác với bộ giảm chấn bằng cao su là loại có khoang chứa không khí (đệm khí nén).
Tuy nhiên nó cũng có thể giảm rung được khi không có khí nén. Trong trường hợp
này phải giảm một nửa tải trọng trên mỗi bộ. Bộ giảm chấn bằng khí nén có hiệu
suất giảm rung hơn hẳn các loại khác. Tuỳ theo kích thước, loại giảm chấn này có
thể chịu tải trọng định mức từ 2000 N đến 7000 N. Kết cấu của bộ giảm xóc bằng
khí nén trình bày trên (hình l.9).

4

5

3
2
1

6

15 14 13

7
8
9
11

12
23

10


Trường ĐHBK Hà Nội
Viện Đào tạo sau Đại học

GVHD: PGS- TS: Phạm Văn Thể
Học viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Thành

Hình 1.9: Bộ giảm xóc bằng khí nén
1- Vòng đỡ; 2- Nắp; 3- Vòng hãm; 4- Nắp che; 5- Khối cao su; 6- Vít hãm; 7- Vòng
đệm kín; 8- Đai ốc nối; 9- Ống dẫn khí; 10- Vòng đệm; 11- Đệm giảm xóc; 12Thân giảm xóc; 13- Ống nối; 14- Van trượt; 15- Nắp ren
Bộ giảm xóc kiểu ống chặn (hình 1.10) có hiệu suất chặn rung. Loại này có
độ cứng hướng tâm (theo hướng bán kính khá lớn) nên nó được dùng làm gối đỡ.
Nhưng do ống cao su tương đối dài nên bộ giảm chấn này hay bị hỏng do cao su
tróc ra khỏi ống kim loại.

1

2

Hình 1.10: Bộ giảm xóc ống đệm

1- Chân động cơ; 2- Bệ móng
1.3.2.2.Lựa chọn loại và phân bổ các bộ giảm xóc dưới bệ của động cơ.
Khi thiết kế hệ thống giảm xóc cho động cơ đốt trong phải tiến hành lựa
chọn và xác định kết cấu số lượng và cách phân bố bộ giảm xóc dưới bệ máy cũng
như xem xét khả năng di chuyển của động cơ hay cụm động cơ-máy phát điện được
giảm xóc, sau đó phải tính toán tần số dao động tự do của động cơ trên hệ giảm xóc.
Trong quá trình tính toán và thiết kế những vấn đề trên thường đối lập nhau,
vì vậy ta phải chọn một giải pháp hợp lý hơn cả (thí dụ: để bảo đảm khả năng giảm
rung lớn nhất, phải dùng các bộ giảm xóc có độ cứng tương đối nhỏ tần số dao động
thấp) khi đó dưới tác dụng của mômen lật và các lực
không cân bằng độ di chuyển của động cơ sẽ quá lớn. Vì vậy, sẽ ảnh hưởng xấu đến
điều kiện làm việc và làm giảm tính ổn định của động cơ.

24