phương pháp tính toán kết cấu động cơ đốt trong

Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA ĐỘNG LỰC

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện: Nhóm 4

Th.S NGUYỄN QUỐC SỶ

DANH SÁCH NHÓM 4
1. Hoàng Hữu Đức
2. Nguyễn Minh Hoàng
3. Lê Đức Chiến
4. Trịnh Quốc Hưng

15070581
15083981
15079331
15074571


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

Loại xe : Toyota Corolla compact 1.3 GL 1992
Ký hiệu : Toyota 2E engine
Thông số động cơ :
-

Loại động cơ: 4 xylanh thẳng hàng,SOHC, không tăng áp

-

Dung tích xylanh: 1296 (cm3)

-

Công suất: 55(kW)/75(HP) tại vòng tua 6200 (vòng/phút)

-

Tỉ số nén : 9,5

-

Momen xoắn cực đại: 103 (Nm) tại vòng tua 4200 (vòng/phút)

-

S 77, 4

 mm   1, 06
D

73

-

Vp 

-

Kiểu : Corolla 6th generation (E90)

-

Kiểu động cơ: đánh lửa bằng tia lửa, 4 thì

-

Loại nhiên liệu: xăng

-

Engine manufacture: Toyota 2E engine

-

Hệ thống nhiên liệu: bộ chế hòa khí

-

Hệ thống nạp: hút khí tự nhiên

-

Cách bố trí xylanh: 4 xylanh thẳng hang, không tăng áp

-

Sô xupap trên 1 xylanh: 3 , SOHC

-

Góc đánh lửa sớm: 5 10 trước điểm chết trên

-

Làm mát bằng nước

Sn 0, 0774  6200

 15,996  m / s 
30
30


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực
LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ
dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt

đầu học môn “Phương pháp tính toán kết cấu động cơ đốt trong” đến nay đã trải qua một
chặn đường khá dài, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các Thầy
ở khoa ô tô, đặc biệt là thầy NGUYỄN QUỐC SỶ .Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin
gửi đến thầy NGUYỄN QUỐC SỶ - Giảng viên Trường Đại Học Công Nghiệp tp HCM đã
cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em
trong suốt thời gian học tập.Và trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp
cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Kĩ thuật ô tô cũng như
tất cả các sinh viên thuộc các chuyên ngành Khoa Học Kỹ Thuật khác. Đó là môn học
“Phương pháp tính toán kết cấu động cơ đốt trong ”. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy
đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những giải đáp thắc
mắc về môn học và đồ án môn học này. Điều đó đã giúp cho chúng em có thể hoàn thành
được đồ án này đúng với tiến độ đề ra. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của
thầy thì em nghĩ đồ án này của chúng em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa,
chúng em xin chân thành cảm ơn thầy.
Bài báo cáo này dù ít hay nhiều thì nó sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, chúng
em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của Thầy và các bạn học cùng lớp
để kiến thức của em trong lĩnh vực chuyên môn nói chung và môn học này nói riêng này
được hoàn thiện hơn.
Sau đây là kết quả của nhóm chúng em về đồ án môn học “Phương pháp tính toán
kết cấu động cơ đốt trong ”.


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.Chọn các thông số tính toán nhiệt
2

1.1. Áp suất không khí nạp: po  0,1013(MN / m )
o
o
1.2. Nhiệt độ không khí nạp mới: tkk  29 C , T0  tkk  273  29  273  302( K )
2
1.3.Áp suất khí nạp trước xupáp nạp: pk  po  0,1013(MN / m )
o
1.4. Nhiệt độ khí nạp trước xupáp nạp: Tk  T0  302( K )
2
1.5. Áp suất cuối quá trình nạp: pa  0,83 po  0,83.0,1013  0,084079(MN / m )

1.6.Chọn áp suất khí sót: pr  0,11(MPa)
o
1.7. Nhiệt độ khí sót: Tr  1030( K )

1.8.Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới: T  20( K )
o

1.9.Chọn hệ số nạp thêm: 1  1,02
1.10.Chọn hệ số quét buồng cháy: 2  1
1.11.Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt: t  1,15
1.12. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z :  z  0,8
1.13.Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b : b  0,9
1.14.Chọn hệ số dư lượng không khí :   0,9
1.15.Chọn hệ số điền đầy đồ thị công: d  0,97
1.16.Tỷ số tăng áp:  p  3  4 chọn  p  3,6
1.17. Thông số kết cấu: λ = 0,25


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

1.2 Qúa trình nạp
-Hệ số nạp
1


 Pr  m 
Tk
Pa 
1
v 


  t 2  
  1 Tk  T Pk  1
 Pa  


1


1
302
0, 084079 
0,11 1,5 





9, 5 1, 02  1,15 
 0, 77

9, 5  1 302  20
0,1013 
 0, 084079  



Với m  1,5 chỉ số nén trung bình
Hệ số khí sót
r 



2 Tk  T  Pr


Tr

 302  20  
1030

Pa

1



1

 P m
1  t 2  r 
 Pa 

0,11

0, 084079

1
 0,11 
9,5 1, 02  1,15 

 0, 084079 

1
1,5

 0, 05

-Nhiệt độ cuối quá trình nạp
P 
Tk  T  t  r  Tr   a 
 Pr 
Ta 
1  r

m 1
m

1,51

 0, 084079  1,5
302  20  1,15  0, 05 1030  

 0,11 

 360 K
1  r

1.3 Qúa trình nén
-Chỉ số nén đa biến trung bình
n1  1 

8,314
b
av  Ta  n11  1
2

Bằng cách thay dần các giá trị n1 vào 2 vế của phương trình đến khi cân bằng ta nhận
được giá trị n1

 Chọn n1=1,37
-Áp suất quá trình nén Pc  Pa   n  1,83  MN / m 2 
1

-Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc  Ta   n 1  830   K 
1

-Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

b
0, 00419
mcv  av  Tk  19,806 
 302  20, 4
2
2

-Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy
0, 00419T 1
  360,34  252, 4  105  Ta
2
2
0, 00419  360 1
 19,806 
  360,34  252, 4  0,9  105  360  21, 61 kJ / kmol.đ
2
2

mcv''  19,806 



-Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hổn hợp khí trong quá trình nén

m 
cv

'

tc

 1

to

1 
t
t
 mcv toc   r  mcv ''toc   2 

r

mcvttco  20, 6  2, 638 103 tc  22, 6069

Với tc  Tc  273  830  273  557   C 

 mcv ''t

tc
o

 23,867   24, 284  23,867  

 2    mcv 't

tc

57
 24,11039  kJ / kmol.do  (bảng 1.7 trang 25)
100

 22,106

o

1.4 Qúa trình cháy
Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy nhiên liệu
1 C H O
   
0, 21  12 4 32 
1  0,885 0,145 O 
 Kmol 


   0,512 


0, 21  12
4
32 
 KK 
Mo 

-Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh M1
M1    M o 
-Lượng

M2 

1

nl

 0,9  0,512 

 Kmolkk 
1
 0, 47 

110
 Kmolnl 

sản vật cháy M2

 Kmolsvc 
C H
0,885 0,145
  0, 79    M o 

 0, 79    0,512  0.51

12 2
12

2
 kg nl 

-Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết o

o 

M 2 0,51

 1, 085
M 1 0, 47


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

-Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế 

  1

o  1
1, 085  1
 1
 1, 08
 r 1
0, 051  1

-Hệ số biến đổi phân tử khí tại điểm  z

z  1

o  1
1,085  1
 z  1
 0,89  1,072
1  r
1  0,051

-Với  z 

 z 0,8

 0,89
b 0,9

-Tổn thất nhiệt lượng do cháy không hoàn toàn QH
 kJ 
QH  120 103 1    M o  120 103  1  0,9   0,512  6144 

 kg nl 

-Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của một chất tại điệm z









tz
tz
M
m
''

M
m
''
CO
cvCO
to
1  CO2 cvCO2 to
-Ta có:  mcv '' 

tz
tz
M 2 M
m
''

M
m
''
 M N2 mcv N2 ''

H 2O
cv H 2O

H2
cv H 2
to
to




-Với Lo  0,512

M 2  0,51

K  0, 45





C  0,855



H  0,145

C
1
 2
 0, 208Lo  0, 0565
12
1 K

1
M CO  2 
 0, 208Lo  0, 01468
1 K
H
1
M H 2O   2 
 0, 208Lo  0, 0658
12
1 K
1
M H  2K 
 0, 208Lo  0, 0066
1 K
M N2  0, 792    Lo  0,365
M CO2 

 M cv '' 

1
12, 4374  0,001045Tz   24,387  0,002049Tz
0,51

Nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz





1

tz 

to 




Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

 z  QH  QH 
 mc 'vc  Tc   z  mc ''vc  Tz
M1 1   r 


0,8  43960  6144 
 22,166  830  1, 072  mc ''vc  Tz  2 
0, 47 1  0, 051

1 ,  2   Tz  2514  K 
-Áp suất cuối quá trình cháy Pz
Pz   z 

Tz
 Pc  5,94  MPa 
Tc

1.5 Qúa trình giản nở
-Tỷ số giản nở ban đầu : P = 1

-Tỷ số giản nở sau :     9,5
Chỉ số giản nở đa biến trung bình n2
n2  1 

8,314

b   z  QH
b'
 avz'  z Tz  Tb 
M1 1   r   Tz  Tb 
2

1

-Nhiệt độ cuối quá trình giản nở
Tb 

Tz

 n 1
2

 2

Thay (1) vào (2)
 n2  1 

 0,9  0,8  43960

8,314

T 

0, 47  1  0, 051 1, 08  Tz  n2z1 




 n2  1, 23

 Tb  1510   K 

-Áp suất cuối quá trình giản nở Pb
Pb 

Pz
5,94
 MN 
 1,23  0,37  2 
n2

9,5
 m 

-Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót Tr

 19,806 

Tz 
0, 00419 

 Tz  n2 1 
2





Trường ĐHCN TP.HCM
Tr 

Khoa Công nghệ động lực

Tb
1510

 1007   K 
Pb
0,37
3
3
0,11
Pr

Tr 1030  1007

100  2, 23  5%
Tr
1030

1.6 Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình áp suất chỉ thị trung bình tính

toán
P  
1 
1
1 


Pi '  c   p  1  n2 1  
 1  n1 1  
  1  n2  1    n1  1    


1,83  3, 6
1 
1
1 



 1  1,231  
 1  1,37 1    1, 02
9,5  1 1, 23  1  9,5
 1,37  1  9,5


-Áp suất chỉ thị trung bình thực tế
 MN 
P1  d  Pi '  0,97 1, 03  1 2 
 m 

-Áp suất tổn thất cơ khí

Pm  0.034  0.0113  v p.m

Sn
77.4  6200

 15.996  m / s 
3 104
3 104
Với:
 Pm  0.034  0.0113 15.996  0, 2
v p .m 

-Áp suất có ích trung bình
 MN 
Pe  Pi  Pm  1  0, 2  0,8  2 
 m 

-Hiệu suất cơ giới

M 

Pe 0,8

 0,8
Pi
1

-Hiệu suất chỉ thị

i  8,314 

M 1  Pi  TK
QH  PK v

-Trong đó PK , TK thay gần bằng Po , To


Trường ĐHCN TP.HCM

 i  8,314 

Khoa Công nghệ động lực

0, 47 1 302
 0,34
43960  0,1013  0,77

-Hiệu suất có ích
e  8,314 

M 1  Pe  TK
QH  PK v

 e  8,314 

0, 47  0,8  302
 0, 27
43960  0,1013  0, 77

-Suất tiêu hao chỉ thị
gi 

3600
3600
 Kg 

 0, 24 

QH i 43960  0,34
 kW.h 

-Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
ge 

3600
3600
 Kg 

 0,3 

QH e 43960  0, 27
 kW.h 

1.7 Tính toán các thông số kết cấu của động cơ
-Thể tích công tác Vh của một xylanh động cơ
Vh 

30   N e

30  4  55

 0,332  dm3   332  cm3 
Pe  ne  i 0,8  6200  4

-Đường kính piston
D
3

4Vh
4  0,332
3
 0, 73  dm   73  mm 
 1, 0602
S
 
D

-Chọn tỷ số

S 0,774

 1,0602
D 0,73

-Hành trình piston
S
S     D  0, 774  dm 
D

1.8 Vẽ đồ thị công
1.8.1.Chọn tọa độ vuông góc: biểu diển áp suất khí thể (Pkt) trên trục tung và thể tích
khí ( Vxl ) trên trục hoành với tỉ lệ xích o và  p phù hợp với khổ giấy vẽ. Dùng giấy ô
ly khổ Ao nên chọn Vh trong khoảng 22  25cm và Pz trong khoảng 25  29cm
1.8.2. Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

Điểm a: điểm cuối hành trình nạp

Vc 

Vh
0,332

 0,0039  dm3   39  cm3 
  1 9,5  1

Va  Vh  Vc  0,332  0, 039  0,371 dm3   371 cm3 

 MN 
Pa  0, 084079  2 
 m 

-Điểm C ( Vc ;Pc ) cuối hành trình nén tính toán
 MN 
Vc  39  cm3  ; Pc  1,83  2 

 m 

-Điểm z ; Vz ; Pz  điểm cuối hành trình cháy tính toán
 MN 
Vz  Vc  39  cm3  ; Pz  5,94  2 
 m 

-Điểm b ; Vb ; Pb  điểm cuối hành trình cháy giản nở
 MN 
Vb  Va  371 cm3  ; Pb  0,37  2 
 m 

-Điểm r ; Vc ; Pr  điểm cuối hành trình thải
1.8.3. Dựng đường cong nén
-Trong hành trình nén khí trong xylanh bị nén với chỉ số nén đa biến trung bình n1 , từ
phương trình:
n1
n1
PV
a a  pxn  Vxn  const
n1

V 
 pxn  Pa  a  
 Vxn 
Bằng cách cho các giá trị Vxn đi từ Va Vc ta lần lược xác định được các giá trị pxn
1.8.4 Dựng đường công giản nở
-Trong quá trình giản nở, khí cháy được giản nở theo chỉ số dản nở đa biến n2
Pz  Vzn2  pxg  Vxdn  const
2

Trường ĐHCN TP.HCM

V 
 pxp  Pz  z 
 Vxd 

n2

Khoa Công nghệ động lực



Từ   và   ta có bảng sau
V  cm

3

39
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220

240
260
280
300
320
340
360
371



Đường nén Pn  MN / m
1.839320283
1.776616469
1.019409458
0.687357364
0.506309262
0.394400598
0.31931584
0.265932548
0.226304161
0.195886622
0.171908282
0.15259014
0.136742144
0.123540504
0.112398303
0.102886976
0.094686869
0.087555099

0.084018247

2



Đường giản nở Pdn

 MN / m 
2

5.95102182
5.76855742
3.503280981
2.459236666
1.868964315
1.4935098
1.235559105
1.048415494
0.907017838
0.796772093
0.708632574
0.636709283
0.5770106
0.526740402
0.483884673
0.446957816
0.414841257
0.386677528
0.372624238

Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

CHƯƠNG 2: DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA ĐỘNG
CƠ
2 Khái quát
2.1Thứ tự dựng các đường đặc tính
1.Dựng đường đặc tính công suất Ne
3
 n
 n   n  
Ne  Nemax  a
 b    c     kW 
 nN
 nN   nN  

Đối với động cơ xăng a  b  c  1 a  b  c  1
 n  n   n 3 
=> Ne  Nemax          kW 
 nN  nN   nN  

Với

Nemax  55kW ; n N  6200  v / p 1

2.2 Đường đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu

ge

2

 n  
n
ge  g 1, 2 
 0,8     g / kWh 
nN

 nN  
N
e

 kg 
N
Với g e  0,3 
  300  g / kWh 
 kWh 
2

n
 n  
 0,8 
Ta có ge  300 1, 2 

   g / kWh 
6200
 6200  


2.3 Đường đặc tính momen Me của động cơ
3 104 Ne
Me 
 N .m 
n
4. Đường đặc tính Gnl
n
600
1000
1400
1800
2200
2600
3000
3400

Ne(KW)
5.787821825
10.0709946
14.59048035
19.25766171
23.98392132
28.6806418
33.2592058
37.63099594

ge(g/Kwh)
333.2154006
317.8563996
304.4953174
293.132154
283.7669095
276.3995838
271.0301769
267.6586889

Me(N.m)
92.16276792
96.21969359
99.57106697
102.2168881
104.1571569
105.3918734
105.9210376
105.7446495

Gnl(kg/h)
1928.591
3201.13
4442.733
5645.04
6805.843
7927.317
9014.248
10072.26

Trường ĐHCN TP.HCM
3800
4200
4600
5000
5400
5800
6200

41.70739485
45.39978517
48.61954953
51.27807056
53.28673089
54.55691316
55

266.2851197
266.9094693
269.5317378
274.1519251
280.7700312
289.3860562
300

Khoa Công nghệ động lực
104.8627091
103.2752165

100.9821715
97.98357432
94.27942479
89.86972298
84.75446887

11106.06
12117.63
13104.51
14057.98
14961.32
15788.01
16500


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC CƠ CẤU TRỤC
KHUỶU – THANH TRUYỀN
3.Phân tích động học của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
3.1 Động học của piston
1.1 Chuyển vị của piston




Sp  R 1  cos    1  cos 2    m  (1)
4



Với thông số kết cấu :   0, 25
Bán kính quay trục khuỷu R  S  77, 4  38, 7mm  0, 0387m
2

2

Ngoài ra Sp còn được viết với dạng sau.
Sp  Sp1  Sp2

Thay các giá trị
piston

 vào (1) ứng với góc 

=0 ;



= 360 ta được đồ thị chuyển vị

Sp1  R 1  cos  
Sp 2  R 1  cos 2 
α
0⁰
10⁰
20⁰
30⁰
40⁰

50⁰
60⁰
70⁰
80⁰
90⁰
100⁰
110⁰
120⁰
130⁰
140⁰
150⁰
160⁰
170⁰
180⁰

sp1
0
0.0005879
0.0023339
0.0051848
0.0090541
0.0138241
0.01935
0.0254638
0.0319798
0.0387
0.0454202
0.0519362
0.05805
0.0635759

0.0683459
0.0722152
0.0750661
0.0768121
0.0774

sp2
0
0.0001459
0.0005659
0.0012094
0.0019987
0.0028388
0.0036281
0.0042716
0.0046916
0.0048375
0.0046916
0.0042716
0.0036281
0.0028388
0.0019987
0.0012094
0.0005659
0.0001459
0

sp
0
0.000734

0.0029
0.006394
0.011053
0.016663
0.022978
0.029735
0.036671
0.043538
0.050112
0.056208
0.061678
0.066415
0.070345
0.073425
0.075632
0.076958
0.0774


Trường ĐHCN TP.HCM
190⁰
200⁰
210⁰
220⁰
230⁰
240⁰
250⁰
260⁰
270⁰
280⁰

290⁰
300⁰
310⁰
320⁰
330⁰
340⁰
350⁰
360⁰

0.0768121
0.0750661
0.0722152
0.0683459
0.0635759
0.05805
0.0519362
0.0454202
0.0387
0.0319798
0.0254638
0.01935
0.0138241
0.0090541
0.0051848
0.0023339
0.0005879
0

Khoa Công nghệ động lực
0.0001459

0.0005659
0.0012094
0.0019987
0.0028388
0.0036281
0.0042716
0.0046916
0.0048375
0.0046916
0.0042716
0.0036281
0.0028388
0.0019987
0.0012094
0.0005659
0.0001459
0

0.076958
0.075632
0.073425
0.070345
0.066415
0.061678
0.056208
0.050112
0.043538
0.036671
0.029735
0.022978

0.016663
0.011053
0.006394
0.0029
0.000734
0

3.2 Tốc độ piston
Ta xác định Phương trình tốc độ chuyển động của piston làm phụ thuộc góc quay trục
khuỷu  bằng cách vi phân biểu thức theo thời gian.
dx d 

 dx
  R 1  cos tx   1  cos t 2 x    Vp
dt dx 
4
 dt

 Vp  R  sin   sin 2 


Trường ĐHCN TP.HCM

Ta có

Vp  Vp1  Vp 2
Vp1  R sin 
Vp 2  R

Vtb 



Khoa Công nghệ động lực


2

sin 2

Sn 0, 0774  6200

 15,996  m / s 
30
30

n
30



Α
0⁰
10⁰
20⁰
30⁰
40⁰
50⁰
60⁰
70⁰

80⁰
90⁰
100⁰
110⁰
120⁰
130⁰
140⁰
150⁰
160⁰
170⁰
180⁰
190⁰
200⁰
210⁰
220⁰
230⁰
240⁰
250⁰
260⁰
270⁰
280⁰

  6200
30

 rad / s 

Vp1
0
4.363163639

8.593754758
12.56322899
16.15097586
19.24798351
21.76015091
23.61114715
24.74473062
25.12645798
24.74473062
23.61114715
21.76015091
19.24798351
16.15097586
12.56322899
8.593754758
4.363163639
0
-4.363163639
-8.593754758
-12.56322899
-16.15097586
-19.24798351
-21.76015091
-23.61114715
-24.74473062
-25.12645798
-24.74473062

Vp2
0

1.074219345
2.018871983
2.720018864
3.093091328
3.093091328
2.720018864
2.018871983
1.074219345
0
-1.074219345
-2.018871983
-2.720018864
-3.093091328
-3.093091328
-2.720018864
-2.018871983
-1.074219345
0
1.074219345
2.018871983
2.720018864
3.093091328
3.093091328
2.720018864
2.018871983
1.074219345
0
-1.074219345

Vp

0
5.437382984
10.61262674
15.28324785
19.24406719
22.34107484
24.48016978
25.63001913
25.81894997
25.12645798
23.67051128
21.59227516
19.04013205
16.15489218
13.05788453
9.843210124
6.574882775
3.288944294
0
-3.288944294
-6.574882775
-9.843210124
-13.05788453
-16.15489218
-19.04013205
-21.59227516
-23.67051128
-25.12645798
-25.81894997

Trường ĐHCN TP.HCM
290⁰
300⁰
310⁰
320⁰
330⁰
340⁰
350⁰
360⁰

-23.61114715
-21.76015091
-19.24798351
-16.15097586
-12.56322899
-8.593754758
-4.363163639
0

Khoa Công nghệ động lực
-2.018871983
-2.720018864
-3.093091328
-3.093091328
-2.720018864
-2.018871983
-1.074219345
0

-25.63001913
-24.48016978
-22.34107484
-19.24406719
-15.28324785
-10.61262674
-5.437382984
0

3.3 Gia tốc của piston

Jp  R 2  cos    cos 2 
Jp  Jp1  Jp 2

Α
0⁰
10⁰
20⁰
30⁰
40⁰
50⁰
60⁰
70⁰
80⁰

Jp1
16314
16066
15330
14128

12497
10486
8157
5580
2833

Trong đó

Jp1  R 2 cos 
Jp 2  R 2  cos 2

Jp2
4078
3832
3124
2039
708
-708
-2039
-3124
-3832

Jp
20392
19898
18454
16167
13205
9778
6118

2455
-1000


Trường ĐHCN TP.HCM
90⁰
100⁰
110⁰
120⁰
130⁰
140⁰
150⁰
160⁰
170⁰
180⁰
190⁰
200⁰
210⁰
220⁰
230⁰
240⁰
250⁰
260⁰
270⁰
280⁰
290⁰
300⁰
310⁰
320⁰
330⁰

340⁰
350⁰
360⁰

0
-2833
-5580
-8157
-10486
-12497
-14128
-15330
-16066
-16314
-16066
-15330
-14128
-12497
-10486
-8157
-5580
-2833
0
2833
5580
8157
10486
12497
14128
15330

16066
16314

Khoa Công nghệ động lực
-4078
-3832
-3124
-2039
-708
708
2039
3124
3832
4078
3832
3124
2039
708
-708
-2039
-3124
-3832
-4078
-3832
-3124
-2039
-708
708
2039
3124

3832
4078

-4078
-6665
-8704
-10196
-11194
-11789
-12089
-12206
-12233
-12235
-12233
-12206
-12089
-11789
-11194
-10196
-8704
-6665
-4078
-1000
2455
6118
9778
13205
16167
18454
19898

20392


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC
KHUỶU – THANH TRUYỀN
4. Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến

Lực quán tính chuyển động tịnh tiến:
Pj  m j .R 2  cos    cos 2  .106

Với: R - bán kính quay của khuỷu trục, m


- vận tốc góc trục khuỷu, 1/s

 - hệ số kết cấu của động cơ

Mà tổng khối lượng chuyển động tịnh tiến của CCKT-TT được xác định bằng
công thức: m j  mnp  mA
Với: mnp  0, 482( g ) (theo phương pháp thiết kế và phương pháp cân)

mA  (0,275  0,35).mtt  0,3  0,399  0,1197( g)
 m j  mnp  mA  0, 482  0,1197  0,6017( g )

Thay mj vào phương trình Pj ta được:
Pj  0, 6017  0, 0387  649, 262  (cos    cos 2 ).106

Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

4.1 Hệ lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Lực khí thể:
D2
Pkt   pkt  po   Fp   pkt  po      MN 
4

Trong đó: po - áp suất phía dưới đỉnh piston

pkt - áp suất khí trong xylanh động cơ
Fp - diện tích tiết diện của piston, m2

D – đường kính danh nghĩa của piston,m
Lực ngang N ép piston lên thành xilanh:

N  P .tg 
Lực tiếp tuyến:
T  Ptt .sin      P .

sin    
cos 

Lực pháp tuyến:
Z  Ptt .cos      P .

cos    
cos 

Với   arcsin   sin  
Thay các giá trị α và β vào các phương trình ta được bảng thông số như sau:
Góc

Vh  cm3 

pkt

Pkt

Pj

(MN/m²)

(MN)

(MN/m²)

PT
(MN/m²)

T

N

Z

(MN)

(MN)

(MN)

0

39.0000

0.1100

0.0000

-0.0123

-0.0122 0.0000 0.0000

10

42.1861

0.1000

0.0000

-0.0120

-0.0120

20

51.5809

0.0900

0.0000

-0.0111

-0.0111

30

66.7083

0.0840

-0.0001

-0.0097

-0.0098

40

86.8212

0.0840

-0.0001

-0.0079

-0.0080

50

110.9642

0.0840

-0.0001

-0.0059

-0.0060

0.0026
0.0047
0.0059
0.0061
0.0052

0.0005
0.0010
0.0012
0.0013
0.0012

0.0122
0.0117
0.0101
0.0078
0.0052
0.0029

T tổng

Ptt

0.0000 0.0122
0.0010
0.0018
0.0023
0.0023
0.0020

0.0120
0.0111
0.0098
0.0080
0.0060


Trường ĐHCN TP.HCM

Khoa Công nghệ động lực

60

138.0503

0.0840

-0.0001

-0.0037

70

166.9404

0.0840

-0.0001

-0.0015

80

196.5180

0.0840

-0.0001

0.0006

90

225.7500

0.0840

-0.0001

0.0025

100

253.7307

0.0840

-0.0001

0.0040

110

279.7050

0.0840

-0.0001

0.0052

120

303.0747

0.0840

-0.0001

0.0061

130

323.3890

0.0840

-0.0001

0.0067

140

340.3256

0.0840

-0.0001

0.0071

150

353.6667

0.0840

-0.0001

0.0073

160

363.2736

0.0840

-0.0001

0.0073

170

369.0653

0.0840

-0.0001

0.0074

180

371.0000

0.0840

-0.0001

0.0074

190

369.0653

0.0846

-0.0001

0.0074

200

363.2736

0.0865

-0.0001

0.0073

210

353.6667

0.0897

0.0000

0.0073

220

340.3256

0.0945

0.0000

0.0071

230

323.3890

0.1014

0.0000

0.0067

240

303.0747

0.1108

0.0000

0.0061

250

279.7050

0.1237

0.0001

0.0052

260

253.7307

0.1414

0.0002

0.0040

270

225.7500

0.1659

0.0003

0.0025

280

196.5180

0.2006

0.0004

0.0006

290

166.9404

0.2508

0.0006

-0.0015

300

138.0503

0.3254

0.0009

-0.0037

310

110.9642

0.4390

0.0014

-0.0059

0.0036 0.0008 0.0011 0.0014
-0.0015
0.0015 0.0004 0.0002 0.0006
0.0005 0.0005 0.0001 0.0000 0.0002
0.0024 0.0023 0.0006
0.0009
0.0006
0.0039 0.0036 0.0010
0.0014
0.0016

0.0052 0.0043 0.0012
0.0017
0.0029
0.0061 0.0045 0.0013
0.0017
0.0041
0.0067 0.0042 0.0013
0.0016
0.0052
0.0070 0.0036 0.0011
0.0014
0.0060
0.0072 0.0028 0.0009
0.0011
0.0066
0.0073 0.0019 0.0006
0.0007
0.0070
0.0073 0.0010 0.0003
0.0004
0.0072
0.0073 0.0000 0.0000
0.0000
0.0073
0.0073
0.0010 0.0003 0.0072 0.0004
0.0073
0.0019 0.0006 0.0070 0.0007
0.0072
0.0028 0.0009 0.0067 0.0011

0.0071
0.0036 0.0012 0.0061 0.0014
0.0067
0.0042 0.0013 0.0052 0.0016
0.0062
0.0046 0.0014 0.0042 0.0018
0.0053
0.0044 0.0013 0.0029 0.0017
0.0042
0.0038 0.0011 0.0017 0.0015
0.0027
0.0026 0.0007 0.0007 0.0010
0.0010
0.0010 0.0003 0.0001 0.0004
-0.0009 0.0009 0.0002
0.0003
0.0001
-0.0028 0.0027 0.0006
0.0010
0.0008
-0.0045 0.0040 0.0009
0.0015
0.0022
-0.0038

0.0038
0.0015
0.0005
0.0024
0.0039

0.0052
0.0061
0.0067
0.0070
0.0072
0.0073
0.0073
0.0073
0.0073
0.0073
0.0072
0.0071
0.0067
0.0062
0.0053
0.0042
0.0027
0.0010
0.0009
0.0028
0.0045