Chöông 3 – Caân baèng ñoäng cô ñoát trong

41 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! -
Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

42
Chương 3
CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
I. NHỮNG NGUYÊN NHÂN KHIẾN CHO ĐÔÏNG CƠ MẤT CÂN BẰNG
Trong quá trình vận hành, trong động cơ tồn tại các lực và các mômen luôn thay đổi về trò số
và chiều. Các thành phần lực và mômen này tác dụng trên bệ máy và thân máy khiến cho động cơ
rung động và gây mất cân bằng cho động cơ. Các lực và các mômen đó gồm:
-

Lực quán tính của khối lượng chuyển động tònh tiến cấp 1 (P
j1
) và lực quán tính chuyển
động tònh tiến cấp 2 (P
j2

chuyển động tònh tiến; hợp lực của lực quán tính của khối lượng chuyển động quay đều bằng 0. Tổng
mômen của chúng sinh ra trên các mặt phẳng chứa đường tâm trục khuỷu cũng bằng 0. Như vậy điều
kiện sơ bộ để cân bằng động cơ được thể hiện bằng hệ phương trình sau:

























 
 

2
rk
ni
1i
2
2j
ni
1i
2
1j
0Rm.aM
02cosmR.aM
0cosmR.aM
0RmP
02cosmRP
0cosmRP
(3-1)
Trong đó:

1j
P
– hợp lực của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1.


2j
P
– hợp lực của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2.
Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

43

-

Dùng đối trọng để cân bằng.
Trong thực tế, động cơ đốt trong kiểu piston không thể cân bằng tuyệt đối được; vì rằng chỉ
riêng độ không đồng đều không thể tránh khỏi của mômen M đã khiến cho phụ tải tác dụng trên bệ
động cơ thay đổi theo chu kỳ. Vì vậy khi khảo sát vấn đề cân bằng động cơ, thường bó hẹp trong
phạm vi dùng các biện pháp trong thiết kế và chế tạo nhằm giảm tới mức tối thiểu tính mất cân bằng
của động cơ để độ cân bằng của động cơ nằm trong phạm vi cho phép.
Để đảm bảo tính năng cân bằng của động cơ, trong quá trình thiết kế và chế tạo các chi tiết,
trong quá trình lắp ráp vận hành động cơ v.v cần phải đảm bảo các yêu cầu chính sau đây:
-

Trọng lượng của các nhóm piston lắp trên động cơ phải bằng nhau.
-

Trọng lượng của các thanh truyền phải bằng nhau và trọng tâm của các thanh truyền phải
giống nhau.
-

Phải dùng phương pháp cân bằng động và cân bằng tónh để cân bằng trục khuỷu và các chi
tiết chuyển động quay của động cơ.
-

Dung tích làm việc của các xylanh phải bằng nhau, cơ cấu phối khí của các xylanh phải
được điều chỉnh để có các thông số k
ỹ
thuật giống nhau.
-

Tỷ số nén và hình dạng buồng cháy của các xylanh phải giống nhau.

2
dc
2j1j












 
 
(3-2)
)hl(Dm
Ml6
Dm
P
222
dc
kn
2
dc
kn




Nếu động cơ cân bằng tốt thì:
002,0


và
002,0



-

Nếu động cơ cân bằng kém thì:
01,0


và
01,0



III. CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ MỘT HÀNG XYLANH
III.1. Cân bằng động cơ một xylanh
III.1.1. Cân bằng lực quán tính chuyển động tònh tiến
Trong động cơ một xylanh, lực quán tính
chuyển động tònh tiến cấp 1 (P
j1
) có giá trò:
P
j1

.

2

Phân lực của P
dj
trên phương đường tâm
xylanh (phương thẳng đứng): P
djt

P
djt
= m
j
.

.

2
.

cos(180
o
+

)
= – m
j
.


sin


Từ kết quả trên ta nhận thấy: thành phần lực quán tính trên phương thẳng đứng sẽ cân bằng
với lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1, do đó phân lực P
dj1
đã triệt tiêu lực quán tính chuyển
động tònh tiến cấp 1 trên phương thẳng đứng. Điều này được thể hiện qua phương trình sau:
m.R.

2
.cos

= 2m
j
.

.

2
.cos




2
R
.mm
j


2
.

.
cos


P
jd

P
j1t
=
m
j
.

.

2
.
cos


P
j1n
=
m
j
.

tác dụng trên phương thẳng đứng.
Muốn cân bằng hoàn toàn lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 và cấp 2, có thể dùng cơ
cấu cân bằng Lăngsetcherơ (hình 3.2). Các bánh răng 1, 3 và 4 có kích thước bằng nhau. Bánh răng 1
lắp chặt trên trục khuỷu, quay với tốc độ góc

nên tốc độ góc của các bánh răng 3 và 4 cũng là


(dẫn động qua bánh răng trung gian 2). Các bánh răng 3 và 4 đều lắp chặt trên trục 5 và 6. Trên các
bánh răng 3 và 4 cũng như trên đầu kia của trục 5 và 6 đều lắp đối trọng có khối lượng là m
d
. Khi trục
khuỷu quay, mỗi một đối trọng lắp trên cơ cấu để sinh ra một lực ly tâm có trò số bằng:
P
kd
= m
d
.r
n
.

2

Trong đó: r
n
– khoảng cách từ tâm quay đến trọng tâm của đối trọng.
Hợp lực của tất cả các phân lực P
kd
trên phương thẳng đứng bằng:
R


trái chiều với P
j1
). Do đó có thể xác đònh được khối lượng m
d
nếu đã biết m; R và khoảng cách đònh
đặt đối trọng r
n
.
m
d
=
n
2
n
2
r4
mR
cosr4
cosmR




Các phân lực của P
kd
trên phương nằm ngang triệt tiêu lẫn nhau nên hợp lực của chúng bằng 0.
P
j1
= m.R.




8





P
kd
R
j

Hình 3.
2
.

Cơ cấu cân bằng Lăngsétcherơ dùng để cân bằng lực P
j1
và P
j2
.
Đối trọng

Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong



.
Như vậy khi trục khuỷu quay với tốc đgóc

khối lượng này sinh ra một lực ly tâm P
rd
bằng:
P
rd
= 2.m
d
.

.

2
= m
r
.R.

2

Khối lượng của đối trọng là:


2
R
.mm
rd


=
 
mm.
2
R
r



Trong đó: R – bán kính quay của trục khuỷu.


– khoảng cách từ trọng tâm đối trọng đến tâm quay của trục khuỷu.
m
r
– khối lượng các chi tiết chuyển động quay.
m – khối lượng các chi tiết chuyển động tònh tiến. 

P
rd
= 2.m.

.

2

1


Tâm của hai chốt khuỷu đối xứng nhau qua đường tâm trục khuỷu (góc lệch khuỷu


=
180
o
, góc công tác

k
= 180
o
), (hình 3.5).
III.2.1. Xét loại động cơ có góc lệch khuỷu

= 360
o

Do đặc điểm kết cấu của trục khuỷu nên bất kỳ vò trí nào của góc

, lực quán tính của hai trục
khuỷu đều như nhau (hình 3.4).
Hợp lực của các lực quán tính tác dụng trên hai xylanh đều có trò số lớn gấp đôi trò số của các
lực quán tính không được cân bằng trong động cơ 1 xylanh.
0cos R.m2P2P
2
1j1j


III.2.1. Xét loại động cơ có góc lệch khuỷu

= 180
o

Loại động cơ bốn kỳ hai xylanh bố trí như hình 3.5 có thời gian giữa hai lần nổ liên tiếp của
hai xylanh tính theo góc quay của trục khuỷu là 180
o
và 540
o
. Chính vì vậy động cơ làm việc không
đồng đều. Như hình 3.5 biểu thò, ở bất kỳ vò trí nào của góc quay trục khuỷu, ta cũng có:
)1(
1j
P
=
)2(
1j
P

và ngược chiều.

2P
k



Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

48
Trong đó:
)1(
1j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 của khuỷu trục thứ 1.

)2(
1j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 của khuỷu trục thứ 2.
a) Hợp lực của lực quán tính
-

Hợp lực của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 (

P
j1
):

 )180cos( R.mcos.R.mPPP
22
)2(
1j
)1(
1j
1j


):



 1802cos.mR2cos.mRPPP
22)2(
2j
)1(
2j2j



0P22cosmR2)180(2cos2cosmR
2j
202


Trong đó:
)1(
2j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của khuỷu trục thứ 1.

)2(
2j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của khuỷu trục thứ 2.
-

Hợp lực của các lực quán tính chuyển động quay (




0


)2(
1j
P

)1(
1j
P

)2(
1j
P

)1(
2j
P

)2(
2j
P

1

2


j1
(tương
tự như trường hợp của động cơ một xylanh).
Đối trọng có khối lượng m
d
sinh ra mômen trên phương thẳng đứng trái chiều với M
j1
và làm
triệt tiêu M
j1
trên phương thẳng đứng (M
dt
):
M
dt
= m
d
.R.

2
.b.cos


Nhưng đồng thời trên phương nằm ngang lại xuất hiện mômen (M
dn
). Tuy nhiên mômen tác
dụng trên phương nằm ngang ít gây mất cân bằng khi động cơ làm việc.
M
dn
= m

III.3. Cân bằng động cơ ba xylanh
Động cơ ba xylanh chỉ dùng trong một vài kiểu động cơ tónh tại, rất ít khi dùng trên động cơ
ôtô máy kéo vì tính cân bằng của nó kém. Sơ đồ động cơ bốn kỳ 3 xylanh, thứ tự làm việc của các
xylanh 1 – 2 – 3 được giới trên hình 3.6.
a) Hợp lực của lực quán tính
-

Hợp lực của các lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 (

P
j1
):
120
o



A

)1(
1j
P

)2(
1j
P

)3(
1j
P

)1(
2j
P

)2(
2j
P

)3(
2j
P

120
o








 sin
2
3
cos
2
1
sin
2
3
cos
2
1
cosmR
2
= 0
Trong đó:
)1(
1j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của khuỷu trục thứ 1.

)2(
1j
P




02402cos1202cos2cosmR
002


Trong đó:
)1(
2j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của khuỷu trục thứ 1.

)2(
2j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của khuỷu trục thứ 2.

)3(
2j
P
– lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của khuỷu trục thứ 3.
Do trục khuỷu của động cơ 4 kỳ 3 xylanh có góc công tác

K
= 240
0
, các khuỷu của trục khuỷu
không cùng nằm trong một mặt phẳng nên khi xét ta phải phân ra trên phương thẳng đứng và phương
nằm ngang.

Vì vậy ta có:
0PPP
2
kn
2
ktk

  

b) Tổng mômen do lực quán tính sinh ra
Tính mômen do các lực quán tính sinh ra đối với bất kỳ trục A – A nào đó, ta có:
-

Tổng mômen do lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 tạo ra (

M
j1
):


)3(
1j
)2(
1j
)1(
1j
1j
P).ca2(P).ca(P.cM



M
xuất hiện khi đạo hàm của nó đối với

bằng 0. Lấy đạo hàm hai vế
của đẳng thức trên đối với

ta có:
0sin
2
3
cos
2
3
amR
d
Md
2
1j














-

Tổng mômen do lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 tạo ra (

M
j1
):


)3(
2j
)2(
2j
)1(
2j
1j
P).ca2(P).ca(P.cM



)240(2cos)ca2()120(2cos)ca(2coscmR
002


Chúng ta cũng giải như phương pháp trên, cuối cùng tìm được trò số cực đại của

2j
M
:

r










 cos
2
3
sin
2
3
aRm
2
r

Từ đó ta giải ra:

 aRm732,1M
2
rmaxkt

Mômen do lực quán tính chuyển động quay gây ra trên phương nằm ngang bằng:



và góc lệch khuỷu

= 180
o
.
Trục khuỷu của động cơ này có thể coi như tập hợp của 2 trục khuỷu của động cơ 2 xylanh có
góc lệch khuỷu

= 180
0
bố trí đối xứng (hình 3.7). Do đó tính cân bằng của loại động cơ này tương
đối tốt. Như ở động cơ 2 xylanh có góc lệch khuỷu

= 180
0
đã xét nghiên cứu ở phần trên, ta có:
Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

52

 0P
1j
;

 0P
2j
;

 0P
k


P
j1
):


)4(
1j
)3(
1j
)2(
1j
)1(
1j
1j
PPPPP



0)360cos()180cos()180cos(cosmR
ooo2


-

Hợp lực của các lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 (

P
j2
):

0PPPPPPP
)3,2(
k
)4,1(
k
)4(
k
)3(
k
)2(
k
)1(
k
k



b) Tổng mômen do lực quán tính sinh ra
Do trục khuỷu của động cơ 4 xylanh có kết cấu đối xứng nên các mômen

1j
M
,

2j
M
và

k
M

P

180
o



c

b

a

A

A

)1(
1j
P

)2(
1j
P

)4(
1j
P

)1(


Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

53


)360cos()cba2()180cos()cba()180cos()ca(cosc.mR
o002


0

Trong đó: b – khoảng cách giữa hai đường tâm của xylanh thứ 2 và 3.
-

Tổng mômen do lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 tạo ra (

M
j2
):

 0M
2j

Điều này có được vì lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của xylanh 1 và xylanh 2 sinh ra
momen ngược chiều với mômen do lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của xylanh 3 và xylanh
4 tạo ra.
-

Tổng mômen do lực quán tính chuyển động quay tạo ra (

Hình 3.8. Sơ đồ trục khuỷu của động cơ bốn kỳ sáu xylanh có góc lệnh

= 120
0
, thứ tự công tác của các xylanh 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4.


3,4

2,5

1,6

)6,1(
k


)2(
1j
P

)3(
1j
P

)1(
2j
P

)2(
2j
P

)3(
2j
P

120
o

)4(
1j
P

)5(
1j

Hợp lực của các lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 (

P
j1
):
0PPPPPPP
)6(
1j
)5(
1j
)4(
1j
)3(
1j
)2(
1j
)1(
1j
1j



-

Hợp lực của các lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 (

P
j2
):
0PPPPPPP

)3(
kt
)2(
kt
)1(
kt
kt



-

Hợp lực của các lực quán tính chuyển quay trên phương nằm ngang (

P
kn
):
0PPPPPPP
)6(
kn
)5(
kn
)4(
kn
)3(
kn
)2(
kn
)1(
kn


M
j2
):

 0M
2j

-

Tổng mômen do lực quán tính chuyển động quay tạo ra (

M
k
):

 0M
k

IV. CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ CHỮ V
IV.1. Cân bằng động cơ 2 xylanh (

< 90
0
và

= 90
0
)
Động cơ đốt trong có hai hàng xylanh thường bố trí theo kiểu chữ V để rút ngắn chiều dài của

hàng làm việc xen kẽ. Do đó góc giữa hai đường tâm xylanh của hai hàng xylanh (góc nhò diện của
hai mặt phẳng chứa các đường tâm xylanh của hai hàng xylanh) được xác đònh bằng công thức:

i
.180
2
k
Z





Nếu coi động cơ chữ V là tập hợp của hai động cơ một hàng xylanh có số xylanh là
2
i
, khi các
lực quán tính nào của động cơ một hàng xylanh đã được cân bằng rồi thì ở động cơ chữ V lực quán
tính ấy cũng được cân bằng.
IV.1.1. Xét trường hợp cân bằng của động cơ chữ V, 2 xylanh (có góc

< 90
0
)
Loại động cơ chữ V, 2 xylanh này, trục khuỷu chỉ có 1 khuỷu, thanh truyền bên trái và bên
phải đều lắp chung trên chốt khuỷu (thanh truyền đồng dạng, lắp song song), (hình 3.9)



Lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 của xylanh thứ 2 (
)2(
1j
P
):
)cos(C)cos(mRP
2)2(
1j




)1(
2j
P

)1(
1j
P

)1(
2j
P

)1(
1j
P

)2(


–

)

(180
o

–


)

O


/2

x

y



Hình 3.9. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền của động cơ chữ V,
2 xylanh (góc giữa hai đường tâm xylanh bằng

).











 cos.)cos(.mR.cos.mR.2)cos(.mRcos.mR
22
2
2
2
2

 cos).cos(.cos2)(coscosC
22

Phân lực của trên các trục tọa độ Ox và Oy cũng bằng tổng phân lực của các lực quán tính
trên các trục tọa độ Ox và Oy:
2
sin)cos(C
2
sincosC
2
sin.P
2
sin.P)P(
)2(
1j

1j
)1(
1jy1j










2
cos)
2
cos(C2
2




Lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1

1j
P
hướng từ dưới lên và hợp với phương thẳng
đứng một góc

. Với tg


Lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của xylanh thứ 1 (

)1(
2j
P
):
 2cosC2cosmRP
2)1(
2j

-

Lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của xylanh thứ 2 (

)2(
2j
P
):
)(2cosC)(2cosmRP
2)2(
2j


Giá trò hợp lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 (

)2(
2j
P
) xác đònh theo công thức sau:

2
2

 cos)(2cos2cos2)(2cos2cosC
22

Hình chiếu của

)2(
2j
P
trên trục tọa độ Ox và Oy:
2
sin)(2cosC
2
sin2cosC
2
sin.P
2
sin.P)P(
)2(
2j
)1(
2jx2j














 cos
2
cos)2cos(C2

Hợp lực của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 hợp với phương thẳng đứng (trục Oy)
một góc

, xác đònh theo công thức sau:





tg
2
tg)2(tg
)R(
)R(
tg
y2j
x2j

IV.1.2. Xét trường hợp cân bằng của động cơ chữ V, 2 xylanh (có góc




)1(
2j
P

)1(
1j
P

)2(
1j
P



1j
P

Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

58
Từ đây ta có :
   


22
2
)2(
1j
2
)1(
1j1j
sincosCPPP

constmRC
2


Như vậy hợp lực của lực quán tính cấp 1 là một hằng số, hợp lực này hợp với trục Oy một góc

và được xác đònh qua biểu thức:
020
45tg)45(tgtg 



R

Trong đó:

– khoảng cách từ tâm đối trọng đến tâm trục khuỷu.


m
đ
– khối lïng tăng thêm cho đối trọng.
b) Hợp lực của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 (

1j
P
):
-

Lực quán tính chuyển động tònh tiếp cấp 2 của xylanh thứ 1 (
)1(
2j
P
):
 2cosC2cosmRP
2)1(
2j

-

Lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của xylanh thứ 2 (


.
Phương của hợp lực xác đònh theo công thức:
tg

= tg(2

– 90
0
).tg45
0
.tg90
0
=


nên góc

chỉ có thể có hai trò số:

1
= 90
0
và

2
= 270
0
.
Điều này chứng tỏ rằng, chiều hợp lực của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của động

= 90
o
) đã giới thiệu ở phần
trên, ta biết rằng trên mỗi khuỷu trục có một hợp lực lực

1j
P
= mR

2
= const, và lực quán tính
chuyển động quay P
k
tác dụng theo phương đường tâm của má khuỷu.
a) Hợp lực của lực quán tính
Hợp lực K
r
của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 và lực quán tính chuyển động quay
-

Hợp lực K
r
tại khuỷu thứ nhất,
)1(
r
K



const.R.mm.R.m.R.mPPK

-

Khuỷu trục thứ 1:

)1(
2j
P
=
 2cos.2.C

-

Khuỷu trục thứ 2:

)2(
2j
P
=


0
1202cos.2.C 

-

Khuỷu trục thứ 3:

)3(
2j
P


1P

3T

3
P

120
o

120
o

O
1

2

3



x

y

z

a

PPPP







02402cos1202cos2cos.2.C
00


b) Tổng mômen do lực quán tính sinh ra
Do các khuỷu trục bố trí lệch nhau một góc bằng 120
o
nên các lực quán tính tạo ra mômen.
Hợp lực
)1(
r
K
của khuỷu trục thứ nhất đối với điểm O sinh ra mômen bằng 2a.
)1(
r
K
; mômen này tác
dụng trên mặt phẳng chứa khuỷu trục thứ 1. Mômen do hợp lực quán tính
)2(
r
K
của khuỷu trục thứ 2

= a.
)2(
r
K

Tổng của hai mômen trên xác đònh theo công thức lượng giác sau:









 3.aK60cos.K.aK.a2.2K.aK.a2M
r
0)2(
r
)1(
r
2
)2(
r
2
)1(
rr

Trong đó: a – khoảng cách giữa khuỷu trục 1 và khuỷu trục 2.


r
r
0



(A)

B

A

x

y

y

x



2

60
o



1


)1(
r
M
2aK
r

)2(
r
M
aK
r

= 30
o

30
o

Hình 3.12. Dùng hai đối trọng để cân bằng trục khuỷu của động cơ
chữ V, 6 xylanh (góc giữa hai đường tâm bằng

= 90
o
).

(B)

(B)


2
b = a.K
r
.
3

Do đó: m
d
 




R
.mm.
b
a
.3
K
.
b
a
.3
r
2
r

Mômen do các lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 gây ra (đối với điểm O) như sau:
-


2j
)1(
2j
2j
MMM





0
1202cos2cos2.C2a 





0
2402cos2cos2.C2a 



00
240sin2sin240cos2cos2cos2.C2a 



 2sin866,02cos5,1.C2a

IV.3. Cân bằng động cơ chữ V 8 xylanh (có góc

2
Căn cứ vào sự bố trí của các khuỷu, hợp lực của lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 2 của
mỗi đôi xylanh trên các khuỷu như nhau sau:
-

Ở khuỷu thứ 1 :


2cosC.2P
)1(
2j

Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

62
-

Ở khuỷu thứ 2:




2cosC.2902cosC.2P
0
)2(
2j

-

Ở khuỷu thứ 3:

)1(
2j2j


b) Tổng mômen do lực quán tính sinh ra
Mômen do lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp hai tạo ra ở khuỷu 1 và 2 (

)2,1(
2j
M
) có trò
số bằng mômen do lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp hai tạo ra ở khuỷu 3 và 4 (

)4,3(
2j
M
)
nhưng ngược chiều nhau, nên mômen tổng cũng bằng không.
)4(
1j
)3(
1j
)2(
1j
)1(
1j
2j

= 90
o
).
90
o



1P

3

4

2

3
T

4
P

4
T

y

1T

2P



x

y

Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

63
Mômen của lực K
r
trên khuỷu 1 đối với điểm O là

)4,1(
r
M
tác dụng trên mặt phẳng chứa trục
khuỷu. Mômen của lực K
r
trên khuỷu 2 và 3 là

)3,2(
r
M
tác dụng trên mặt phẳng thẳng góc với mặt
phẳng trên.
-

Trò số của


tác dụng trên mặt phẳng lệch với mặt phẳng chứa khuỷu trục thứ 1 một
góc

xác đònh theo công thức sau:
3
1
aK3
aK
tg
r
r


Do đó ta xác đònh được:

= 18
0
26’
Khối lượng của đối trọng lắp trên mặt phẳng này xác đònh theo phương trình cân bằng sau:
m
d
.
10aKb
r
2


Do đó: m
d
=


2

4

(B)

(B)

18
o
26’

K
r

K
r

B

A

x

y

y

x


z


= 18
o
26’

Hình 3.14. Dùng hai đối trọng để cân bằng trục khuỷu của động cơ
chữ V, 8 xylanh (góc giữa hai đường tâm bằng

= 90
o
).

a

(A)

(A)


r
M

4

Chương 3 – Cân bằng động cơ đốt trong

64

1j


;
0P
2j


;
0P
r



-

Mômen do lực quán tính chuyển động tònh tiến cấp 1 sinh ra:





sin866,0cos5,1.aCM
1j

Mômen này tác dụng trong mặt phẳng chứa các đường tâm xylanh.
Khi

1
= 150


2sin866,02cos5,1.aCM
2j

Mômen này tác dụng cùng trên một mặt phẳng với

1j
M

Khi

1
= 15
0
;

2
= 105
0
;

3
= 195
0
và

4
= 285
0
, mômen này đạt trò số cực đại là


r
M
có thể cân bằng bằng các đối trọng lắp trên trục khuỷu, hoặc
bằng các đối trọng lắp ở hai đầu trục khuỷu, trên mặt phẳng tác dụng của mômen

r
M
.
V.2. Động cơ hai kỳ, 4 xylanh
Động cơ hai kỳ 4 xylanh, trục khuỷu có góc lệch khuỷu

= 90
0
như hình 3.15b. Tính cân bằng
của nó như sau:
-

Hợp lực của các lực quán tính:
0P
1j


;
0P
2j


;
0P

= 341
0
34’ mômen cấp 1 có trò số cực đại:


aC162,3M
max
1j


có thể cân bằng được bằng hệ thống đối trọng giới thiệu trên hình 3.16.
Hình 3.15. Sơ đồ kết cấu trục khuỷu động cơ
hai kỳ, 3 xylanh, 4 xylanh, 6 xylanh.
a)

b
)

c
)

d
)

e
)

1

3

2

1

2

3

1

–
2

1
–
2
–
4
–
3 1

2

3

4

1

3

(4)

(3)

4


(2)

5

(4)

2

3

4

5

6

11

2

3

4

5

6

–
4

1
–
4
–
2
–
6
–
3
–
5

1
–
5
–
3
–
4
–
2
–
6

1
–
6