Đồ án thiết kế động cơ đốt trong

LỜI NÓI ĐẦU
Sau khi được học 2 môn chính của ngành động cơ đốt trong (Nguyên lý động cơ
đốt trong, Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong ) cùng một số môn cơ sơ khác (sức
bền vật liệu, cơ lý thuyết, vật liệu học,... ), sinh viên được giao làm đồ án môn học kết
cấu và tính toán động cơ đốt trong. Đây là một phần quan trọng trong nội dung học
tập của sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức
đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể của ngành.
Trong đồ án này, em được giao nhiệm vụ tính toán và thiết kế nhóm piston thanh
truyền của động cơ IFE . Đây là một nhóm chi tiết chính, không thể thiếu trong động
cơ đốt trong. Nó dùng để tiếp nhận lực khí thể do khí cháy sinh ra, biến chuyển động
tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu,
làm việc một cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nhất. Tuy nhiên,
vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể
không có thiếu sót.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tình truyền
đạt lại những kiến thức quý báu cho em. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy
Dương Việt Dũng đã quan tâm cung cấp các tài liệu, nhiệt tình hướng dẫn trong quá
trình làm đồ án. Em vô cùng mong muốn nhận được sự xem xét và chỉ dẫn của thầy.
Sinh viên
Nguyễn Tuấn Anh

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:1


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong

+ Đối với động cơ Xăng tỷ số giãn nở sớm bằng: ρ = 1
+ Aïp suất cuối quá trình giãn nở : Pb =

Pz .ρ n2 5,8.11,25
=
= 0,3524( MN / m 2 ).
ε n2
9, 41,25

+ Chọn áp suất khí sót : phụ thuộc vào loại động cơ
Như vậy động cơ đang khảo sát là động cơ tốc độ cao, do đó áp suất khí sót pr được
xác định [1]:
.
Vì động cơ không tăng áp
Vậy chọn: Pr = 0,105(MN/m2)
+ Thể tích công tác :

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:2


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
π .D 2
3,14.902
Vh =
.S =
*84 = 534384.9104mm3 = 0,5344(l ).
4


n1

;

Pnx =

1

V

nx
Đặt : V = i.
c

Pc
.
i n1

1.3.2. Xây dựng đường cong áp suất trên giãn nở:
- Ta có phương trình của đường cong giãn nở đa biến :
PV n2 = Const .

Gọi x là điểm bất kỳ trên đường giãn nở thì:
n

Pz .V zn2 = Pgnx .V gnx 2 .

- Suy ra :


SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:3


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong

i
1
1.4
1.8
2.2
2.6
3
3.4
3.8
4.2
4.6
5
5.4
5.8
6.2
6.6
7
7.4
7.8
8.2
8.6
9


1.6468
1.0456
0.7448
0.5680
0.4533
0.3737
0.3156
0.2716
0.2373
0.2099
0.1875
0.1690
0.1535
0.1403
0.1289
0.1191
0.1105
0.1029
0.0962
0.0902
0.0848
0.0800

Pgnx =

Pz
i n2

5.8000

b(200; 5,800)
a(200; 2.75)
c(21,3; 56,7859)
z(21,3; 200)
- Nối tất cả các điểm trung gian của đường nén và đường giãn nở với các điểm đặc
biệt ta được đồ thị công lý thuyết.

2.TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH
TRUYỀN:

Động cơ đốt trong kiểu piston thường có tốc độ lớn nên việc nghiên cứu tính toán
động học và động lực học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là cần thiết, mục đích
là để tìm quy luật vận động của chúng và để xác định lực quán tính tác dụng lên các

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:4


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
chi tiết tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền dùng để tính toán cân bằng các chi
tiết và tính toán mòn động cơ.

2.1.Động học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền:
Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền thuộc loại giao tâm, là cơ cấu mà đường tâm xylanh
trực giao với đường tâm khuỷu trục tại 1 điểm. (hình
vẽ).
Với : R : bán kính quay của trục khuỷu.
l : chiều dài thanh truyền.

- Vẽ nữa vòng tròn tâm 0 bán kính R/ µ S ,
S

2.R

đường kính AB = µ = µ
S
S

S

Vh

- Chọn tỉ lệ xích µS sao cho µ = µ
S
v
⇒
⇒

µ R = µS =
AB =

S * µv 82*0.00299
=
= 0, 47 [mm/mm].
Vh
0,5344

82
=

đường cong biểu diễn độ dịch chuyển của piston (x) theo α : S = f (α ).

B

α

0

α

M

90

S=2R

R
R. λ/2

O

X=f(α)

α

180

α

S=2R

- Vẽ nữa vòng tròn tâm O bán kính r1 = µ (mm) và 1đường tròn đồng tâm O có bán
ω
R.ω.λ

kính : r2 = 2µ ( mm ) .
ω

π .n 3,1415*5390
=
= 574,9114 ( rad / s ) .
30
30
S 84
R= =
= 42(mm) .
2 2
λ = 0,26 .

Với : ω =

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:6


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
AB

- Ta chọn tỷ lệ xích µω sao cho giá trị vẽ bán kính nữa vòng tròn r1 = 2.µ .

- Vẽ hệ toạ độ vuông góc v - s trùng với hệ toạ độ trục thẳng đứng 0v trùng với
trục 0αTừ các điểm chia trên đồ thị Brích, ta kẻ các đường thẳng song song với trục
0v và cắt trục 0s tại các điểm 0,1,2,3,..,18, từ các điểm này ta đặt các đoạn thẳng 00’’,
11’’, 22’’, 33’’, ... ,1818’’ song song với trục 0v có khoảng cách bằng khoảng cách
các đoạn tương ứng nằm giữa đường cong với nữa đường tròn bán kính r 1 mà nó biểu
diển tốc độ ở các góc α tương ứng. Nối các điểm 0’’,1’’,2’’,...,18’’ lại với nhau ta có
đường cong biểu diễn vận tốc piston v=f(s).

2.1.3. Giải gia tốc J bằng đồ thị Tôlê:
- Theo phương pháp giải tích lấy đạo hàm của vận tốc theo thời gian ta có công thức
để tính gia tốc của piston :
j = R.ω 2 .( cos α + λ. cos 2α ) .
+ Giải gia tốc của piston bằng phương pháp đồ thị thường dùng phương pháp Tôlê.
Các bước tiến hành như sau :
- Vẽ hệ trục J - s. Lấy đoạn thẳng AB trên trục 0s, AB = S/ µ S = 178,7234 (mm).
- Tại A dựng đoạn thẳng AC về phía trên AB, với:
AC = J max = R * ω 2 * ( 1 + λ ) = 42*574,91142 *(1 + 0, 26) = 17491286,8 ( mm / s 2 )

=17491,2868(m/s2)
- Từ B dựng đoạn thẳng BD về phía dưới AB, với:

BD = J min = − R * ω 2 * ( 1 − λ ) = −42*574,91142 *(1 − 0, 26) = −10272660,5 ( mm / s 2 )

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:7


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong

đường cong biểu diễn gia tốc của piston J = f (S ).

Hình 1.4. Đồ thị Tôlê.

2.2. Động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền:
Tính toán động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền nhằm mục đích xác định các
lực do hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên các chi tiết trong cơ cấu ở
mỗi vị trí của khuỷu trục để phục vụ cho việc tính toán sức bền, nghiên cứu trạng thái
mài mòn của các chi tiết máy và tính toán cân bằng động cơ.
Trong quá trình làm việc của động cơ, cơ cấu khuỷu trục thanh truyền chịu tác dụng
của các lực sau: Lực quán tính do các chi tiết có khối lượng chuyển động ; Lực khí thể
; trọng lực ; Lực ma sát. Trừ trọng lực ra, chiều và trị số của các lực khác đều thay đổi
theo vị trí của piston trong các chu kỳ công tác của động cơ. Trong các lực nói trên
lực quán tính và lực khí thể có trị số lớn hơn cả, nên trong quá trình tính toán ta chỉ
xét đến hai loại lực này.
2.2.1. Xác định khối lượng:
SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:8


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
2.2.1.1. Khối lượng tham gia chuyển động thẳng:
Các chi tiết máy trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền tham gia vào chuyển động
tịnh tiến bao gồm các chi tiết trong nhóm piston và khối lượng của thanh truyền quy
dẩn về đầu nhỏ thanh truyền.
m ' = m np + m 1 .
Ta có:
mnp : khối lượng nhóm piston. m pt = 0,8(kg ) .

=
= 6361, 7251(mm 2 ) = 0.006361751( m 2` ) .
4
4

-Khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến tính trên đơn vị diện tích
đỉnh piston là:
m=

m'
1,1
=
= 172,9091( kg / m 2 )
S P 0.006361751

2.2.2.Xác định lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến:
- Lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến:
PJ = −m .J = −m .R ω 2 (cos α + λ cos 2α ) .
Suy ra

PJ max = m * R * ω 2 * ( 1 + λ ) = m * J max

= 172,9091*17491, 2868 = 3, 0244 ( MN / m 2 )

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:9



- Cách vẽ tiến hành như đối với đồ thị (j - s).
2.2.3. Khai triển các đồ thị:
2.2.3.1. Khai triển đồ thị p - V thành p - α:
- Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc p - α trục hoành 0 α lấy bằng giá trị po , trên trục 0 α ta
chia 10o một ứng với tỷ lệ xích: µα = 2( 0 / mm ) .
Kết hợp đồ thị Brick và đồ thị công như ta đã vẽ ở trên ta có cách vẽ như sau :
Từ các góc 0, 100, 200, 300, ..., 1800 tương ứng với kỳ nạp của động cơ
1900, 2000, 2100, ..., 3600 tương ứng với kỳ nén của động cơ
3700, 3800, 3900, ..., 5400 tương ứng với kỳ cháy - giãn nở
5500, 5600, 5700, ..., 7200 tương ứng với kỳ thải của động cơ
- Từ các điểm chia trên đồ thi Brick dóng các đường thẳng song song với 0p và cắt đồ
thị công tại các điểm trên đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, cháy-giản nỡ và
thải. Qua các giao điểm này ta kẻ các đường ngang song song với trục hoành sang hệ
trục toạ độ p- α .
- Từ các điểm chia trên trục 0 α kẻ các đường song song với trục 0p, những đường
này cắt các đường dóng ngang tại các điểm ứng với các góc chia của đồ thị Brick và
phù hợp với quá trình làm việc của động cơ. Nối các giao điểm này lại ta có đường
cong khai triển đồ thị p - α với tỷ lệ xích :
µP =0.029(MN/m2.mm).
µα =2(0/mm)
2.2.3.2 .Khai triễn đồ thị Pj - V thành Pj - α :
Cách khai triễn đồ thị này giống như cách khai triễn đồ thị p -V thành p - α nhưng
giá trị của Pj trên đồ thị p - V khi chuyển sang đồ thị p - α phải đổi dấu.
2.2.3.3. Cộng đồ thị p - α và Pj - α được P1 - α :
Cộng các giá trị p kt với P j ở các trị số góc α tương ứng ta vẽ được đường biểu diễn
hợp lực của lực quán tính và lực khí thể P1 :

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7



- Ta có :

sin ( α + β )
.
cos β
cos( α + β )
+Lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu: Z = P1 cos β .

+ Lực tiếp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu:

T = P1

+Lực ngang tác dụng lên phương thẳng góc với đường tâm xylanh:
N = P1tg ( β ) .
- Ta lập bảng tính P1 ,T , Z , N . theo giá trị góc α.
+ P1 ta xác định được trên đồ thị tương ứng với các giá trị của α.
+ Xác định các giá trị T , Z , N :
Ta có các giá trị

sin ( α + β ) cos( α + β )
, cos β , tg ( β ) phụ thuộc vào giá trị α , λ cho trong
cos β

bảng phụ lục sách Kết Cấu và Tính Toán Động Cơ tập I.
Sau khi lập bảng xác định các giá trị T , Z , N . Ta vẽ đồ thị T , Z , N theo α trên hệ
trục toạ độ vuông góc chung (T , Z , N - α). Với tỷ lệ xích :
µT = µ Z = µ N = µ P = 0, 0302( MN / m 2 .mm) .
µα = 2 (độ/mm).
Bảng tính P1 , T , Z , N .

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290

1.0
1.3
1.5
1.6
1.7
1.7
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.7
1.7
1.7
1.5
1.3
1.0
0.7
0.3
-0.2
-0.7
-1.1
-1.5
-1.7
-1.7
-1.4
-0.1
1.9
1.3
0.5

-0.0893
-0.1311
-0.1695
-0.2032
-0.2311
-0.2520
-0.2649
-0.2693
-0.2649
-0.2520
-0.2311
-0.2032
-0.1695
-0.1311
-0.0893
-0.0452
0.0000
0.0452
0.0893
0.1311
0.1695
0.2032
0.2311
0.2520
0.2649
0.2693
0.2649
0.2520
0.2311


0.1536
0.2252
0.2487
0.2207
0.1515
0.0621
0.0000
0.0870
0.1132
0.0641
0.0188
0.0136
0.0548
0.1326
0.2293
0.3204
0.3918
0.4303
0.4339

0.0000
0.2197
0.4381
0.6540
0.8660
1.0732
1.2743
1.4685
1.6552
1.8338

7.1492
7.3564
7.5575
7.7517
7.9384
8.1170
8.2874
8.4499
8.6047

1.0000
0.9760
0.9056
0.7937
0.6478
0.4773
0.2922
0.1021
-0.0843
-0.2600
-0.4200
-0.5612
-0.6822
-0.7825
-0.8627
-0.9237
-0.9664
-0.9916
-1.0000
-0.9916

0.000
0.218
0.424
0.608
0.762
0.879
0.956
0.995
0.996
0.966
0.908
0.828
0.731
0.623
0.506
0.383
0.257
0.129
0.000
-0.129
-0.257
-0.383
-0.506
-0.623
-0.731
-0.828
-0.908
-0.966
-0.996
-0.995

0.967
0.970
0.974
0.980
0.986
0.992
0.996
0.999
1.000
0.999
0.996
0.992
0.986
0.980
0.974
0.970
0.967
0.966
0.967
0.970
0.974
0.980
0.986
0.992
0.996
0.999
1.000
0.999
0.996
0.992

-0.4519
-0.6728
-0.8810
-1.0527
-1.1428
-1.1304
-0.9833
-0.6927
-0.2882
0.1950
0.6525
0.9937
1.1334
1.0327
0.7229
0.2995
0.0000
0.4200
0.5402
0.2998
0.0855
0.0602
0.2329
0.5398
0.8922
1.1899
1.3887
1.4578
1.4090


-0.1993
-0.5398
-0.9639
-1.3473
-1.5432
-1.3414
-0.0836
1.8811
1.1532
0.3911
0.0727
0.0327
0.0711
0.0554
-0.0755
-0.3204
-0.6427
-0.9885
-1.3145

490
500

2.0
2.0

0.2032
0.1695

0.4052

540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720

2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
1.9
1.8
1.8
1.7
1.6

-0.1695
-0.1311
-0.0893
-0.0452
0.0000

0.2655
0.1808
0.0910
0.0000
-0.0902
-0.1656
-0.2356
-0.2999
-0.3458
-0.3600
-0.3372
-0.2761
-0.1781
-0.0506
0.0767
0.1965
0.2843
0.3249
0.3114
0.2432
0.1330
0.0000

9.0315

-0.7825
-0.6822
-0.5612
-0.4200
-0.2600
-0.0843
0.1021
0.2922
0.4773
0.6478
0.7937
0.9056
0.9760
1.0000

0.383
0.257
0.129
0.000
-0.129
-0.257
-0.383
-0.506
-0.623
-0.731
-0.828
-0.908
-0.966
-0.996
-0.995


0.7826
0.5228
0.2601
0.0000
-0.2577
-0.4787
-0.6945
-0.9075
-1.0811
-1.1690
-1.1422
-0.9785
-0.6616
-0.1968
0.3124
0.8344
1.2544
1.4809
1.4574
1.1603
0.6420
0.0000

-1.8865
-1.9651
-1.9997
-1.9726
-1.9810
-1.7992


1800
Hút

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

3600
Nén

5400
Cháy nổ

7200
Thải

Trang:13


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
Khuỷu
Nén
Cháy nổ
Thải
Hút
trục2
Khuỷu
Thải
Hút
Nén

80

0.0000
-0.6436
-1.1634
-1.4683
-1.4887
-1.2675
-0.8516
-0.3371
0.1821

180
190
200
210
220
230
240
250
260

0.0000
-0.2265
-0.4519
-0.6728
-0.8810
-1.0527
-1.1428
-1.1304


150

0.6713

160

0.4534

170

0.2275

180

0.0000

190

-0.2265

200

-0.4519

210

-0.6728

220

40
0
41
0
420

α3
54
0
550
560
570
580
590
600
610
620
63
0
64
0
650

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Τ3

α4


0.8922

0.0000
-0.7078
-1.5538
-2.5358
-3.1917
-3.3411
-2.9305
-2.0699
-0.8875

-0.6616

450

1.1899

0.4563

-0.1968
0.3124

460
470

1.3887
1.4578

1.8378

1.0327

690

1.4574

510

0.7826

3.9439

0.7229

700

1.1603

520

0.5228

2.8594

0.2995

710

0.6420


0.5402

20

-1.1634

560

-0.4787

-1.5538

0.2998

30

-1.4683

570

-0.6945

-2.5358

0.0855

40

-1.4887


43
0
44
0
45
0
46
0
47
0
48
0
49
0

250

-1.1304

260

-0.9833

270

-0.6927

280

-0.2882

410
420
430
440

0.0000
0.4200
0.5402
0.2998
0.0855
0.0602
0.2329
0.5398
0.8922

450

1.1899

460
470

1.3887
1.4578

500
510
520
53
0

670
680

1.2544
1.4809

510

0.7826

690

1.4574

520

0.5228

700

1.1603

530

0.2601

710

0.6420


-1.4683

580

-0.9075

40

-1.4887

590

-1.0811

50

-1.2675

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

0.5398

70

-0.3371

610

-1.1422


0.9341

640

-0.1968

1.8378

1.4578

110

1.1071

650

0.3124

3.0722

1.4090

1.1302

660

0.8344

4.0261

1.4574
1.1603

4.5113
3.9439
2.8594

0.2601

170

0.2275

710

0.6420

1.4292

0.0000
-0.2577
-0.4787
-0.6945
-0.9075
-1.0811
-1.1690
-1.1422
-0.9785

180

-0.6436
-1.1634
-1.4683
-1.4887
-1.2675
-0.8516
-0.3371
0.1821

0.0000
-0.7078
-1.5538
-2.5358
-3.1917
-3.3411
-2.9305
-2.0699
-0.8875

-0.6616

270

-0.6927

90

0.6208

0.4563

-0.2882
0.1950

100
110

0.9341
1.1071

1.8378
3.0722

0.6525

120

1.1302

4.0261

0.9937
1.1334

130
140

1.0477
0.8792

4.5625

0.0000

0.0000

0.4200

190

-0.2265

-0.7078

0.5402

200

-0.4519

-1.5538

0.2998

210

-0.6728

-2.5358

0.0855


-1.1422

70

-0.3371

620

-0.9785

80

0.1821

630

-0.6616

90

0.6208

640

-0.1968

100

0.9341


0
150
160

710

0.6420

170

0.2275

720

0.0000

180

0.0000

1.0477
0.8792
0.6713
0.4534

420
43
0
44
0


-0.9833

-0.8875

1.1899

270

-0.6927

0.4563

1.3887

280

-0.2882

1.8378

1.4578

290

0.1950

3.0722

1.4090


1.1334
1.0327
0.7229

4.5113
3.9439
2.8594

0.2601

350

0.2995

1.4292

0.0000

360

0.0000

0.0000

Tính giá trị của ∑T tb bằng công thức:
30* N
30* Ne *η
30*85*0, 64
∑ Ttb = π * n * S i*ϕ = π * n * S *ϕm = 3,1415*5490*0, 00636173*0,97 = 570, 46

Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
m2 .R.ω 2
+ Lực quán tính ly tâm : PRo =
.
S Pt
m2 : khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu to; m2 = 0, 7.mtt = 0, 7(kg )
m2 .R.ω 2 0, 7 * 42.10−3 *574,91152
MN
=
= 1,5274 ( 2 )
⇒
S Pt
0, 006261725
m
Với tỷ lệ xích µ Z ta dời gốc toạ độ 0’ xuống 0 một đoạn 0’0.
P
1,5274
0 '0 = Ro =
= 52, 67( mm) .
µz
0, 029
+ Đặt lực PR 0 về phía dưới tâm 0’. ta có tâm 0 đây là tâm chốt khuỷu.
PRo =

- Từ tâm O vẽ vòng tròn tượng trưng chốt khuỷu.
+ Xác định . giá trị, phương chiều và điểm đặt lực.
Giá trị của lực là độ dài véctơ tính từ gốc 0 đến vị trí bất kì mà ta cần.
Chiều của lực hướng từ tâm 0 ra ngoài.
Điểm đặt của lực là giao của phương kéo dài về phía 0 của véctơ lực và đường
tròn tượng trưng cho chốt khuỷu.

250

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

T
0.0000
-0.6436
-1.1634
-1.4683
-1.4887
-1.2675
-0.8516
-0.3371
0.1821
0.6208
0.9341
1.1071
1.1302
1.0477
0.8792
0.6713
0.4534
0.2275
0.0000
-0.2265
-0.4519
-0.6728
-0.8810
-1.0527


Trang:17


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500

1.0327
0.7229
0.2995
0.0000
0.4200
0.5402
0.2998
0.0855
0.0602
0.2329
0.5398
0.8922
1.1899
1.3887
1.4578
1.4090
1.2666
1.0178
0.7826
0.5228
0.2601
0.0000
-0.2577
-0.4787
-0.6945
-0.9075
-1.0811
-1.1690
-1.1422
-0.9785

-0.3204
-0.6427
-0.9885
-1.3145
-1.5917
-1.7362
-1.8865
-1.9651
-1.9997
-1.9726
-1.9810
-1.7992
-1.6741
-1.5481
-1.3585
-1.0906
-0.7745
-0.4529
-0.1781
-0.0167
-0.0321
-0.2549
-0.6814
-1.2594
-1.9014
-2.4767
-2.8751
-3.0174

2.2.7.Khai triển đồ thị phụ tải trong hệ toạ độ cực thành đồ thị Q - α :

110
120
13
0
14
0
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
30
0
31
0
320
33
0
34
0

-0.8516
-0.3371
0.1821
0.6208
0.9341
1.1071
1.1302

PR0
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275

Z-PR0
-4.5519
-4.4099
-4.0109
-3.4431
-2.7935
-2.2160


3.0309

-1.4998
-1.6181
-1.7043
-1.7489
-1.7582
-1.7411
-1.6988
-1.6219
-1.5029
-1.3228
-1.0661
-0.7665
-0.4551
-0.1865
-0.0244
-0.0200

0.8792
0.6713
0.4534
0.2275
0.0000
-0.2265
-0.4519
-0.6728
-0.8810
-1.0527

-3.2262
-3.1494
-3.0304
-2.8503
-2.5936
-2.2940
-1.9826
-1.7140
-1.5519
-1.5475

3.1523
3.2164
3.2634
3.2843
3.2856
3.2764
3.2577
3.2205
3.1559
3.0385
2.8342
2.5574
2.2130
1.8487
1.5784
1.5597

-0.1993



3.0546

-1.5432

0.7229

1.5275

-3.0706

3.1546

-1.3414

0.2995

1.5275

-2.8688

2.8844

-0.0836

0.0000

1.5275

-1.6111

49
0
500
510
520
53
0
54
0
550
560
570
580
590
600
610
620
63
0
64
0
650
660
670
680
690
700
710
720


0.0727

0.0855

1.5275

-1.4548

1.4573

0.0327
0.0711

0.0602
0.2329

1.5275
1.5275

-1.4948
-1.4563

1.4960
1.4748

0.0554

0.5398

1.5275


-2.1702

2.5765

-0.9885

1.4578

1.5275

-2.5160

2.9078

-1.3145

1.4090

1.5275

-2.8420

3.1721

-1.5917
-1.7362
-1.8865
-1.9651


-1.9726
-1.9810
-1.7992
-1.6741
-1.5481
-1.3585
-1.0906
-0.7745
-0.4529

0.0000
-0.2577
-0.4787
-0.6945
-0.9075
-1.0811
-1.1690
-1.1422
-0.9785

1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275


-0.0167
-0.0321
-0.2549
-0.6814
-1.2594
-1.9014
-2.4767
-2.8751
-3.0174

-0.1968
0.3124
0.8344
1.2544
1.4809
1.4574
1.1603
0.6420
0.0000

1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275
1.5275


Trang:20


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
Qmax
 MN 
Phụ tải cực đại K max = d .l .S Pt  m 2 ÷.


c c
Qmin
 MN 
Phụ tải bé nhất K min = d .l .S Pt  m 2 ÷.


c c


tb
Phụ tải trung bình K tb = d .l .FP  2  .
 m 
c c
Trong đó : Q max ,Q min và Q tb là phụ tải cực đại, cực tiểu và trung bình được xác định
trên đồ thị Q - α . đơn vị là MN / m 2 .
Q

MN

MN
).

dụng lên chốt khuỷu ta căn cứ vào đó để vẽ đồ thị phụ tải của ổ trượt ở đầu to thanh
truyền.
Cách vẽ như sau :
- Chiều của lực tác dụng lên chốt khuỷu. ngược chiều với lực tác dụng lên đầu to
thanh truyền nhưng trị số của chúng bằng nhau.
Vẽ dạng đầu to thanh truyền lên một tờ giấy bóng, tâm của đầu to thanh truyền là
O.
Vẽ một vòng tròn bất kỳ, tâm O. Giao điểm của đường tâm phần thân thanh
truyền với vòng tâm O là điểm 00.
Từ điểm 00, ghi trên vòng tròn các điểm 1, 2, 3, ..., 72 theo chiều quay trục khuỷu
và tương ứng với các góc α100 + β100, α200 + β200, α300 + β300, ..., α7200 + β7200.
Đem tờ giấy bóng này đặt chồng lên đồ thị phụ tải của chốt khuỷu sao cho tâm O
trùng với tâm O của đồ thị phụ tải chốt khuỷu. Lần lượt xoay tờ giấy bóng cho các
điểm 0, 1, 2, 3, ..., 72 trùng với trục (+Z) của đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu.
Đồng thời đánh dấu các điểm đầu mút của các véctơ Q0, Q1, Q2, ..., Q72 của đồ thị
phụ tải chốt khuỷu hiện trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0, 1, 2, 3, ..., 72.
Nối lần lượt các điểm vừa đánh dấu trên tờ giấy bóng theo đúng thứ tự ta được đồ thị
phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.
- Xác định giá trị . phương chiều. và điểm đặt lực :

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

Trang:21


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
+ Giá trị là độ dài của véctơ tính từ tâm O đến bất kỳ vị trí nào ta cần xác định trên
đồ thị.
+ Chiều của lực từ tâm O đi ra.

110

14.1417

120

13.0127

130
140

11.4885
9.6207

150
160
170
180

7.4696
5.1018
2.5877
0.0000

190
200
210

-2.5877
-5.1018

330

-7.4696

340

-5.1018

SVTH: Nguyễn Tuấn Anh
Lớp : ĐHCN Ô TÔ K7

α+β
0.0000
12.5877
25.1018
37.4696
49.6207
61.4885
73.0127
84.1417
94.8358
105.0701
114.835
8
124.141
7
133.012
7
141.488
5

370
380
390
400
410
420
430
440
450
460

β độ
2.5877
5.1018
7.4696
9.6207
11.4885
13.0127
14.1417
14.8358
15.0701
14.8358

α+β
372.5877
385.1018
397.4696
409.6207
421.4885
433.0127

517.4696

520
530
540
550

5.1018
2.5877
0.0000
-2.5877

525.1018
532.5877
540.0000
547.4123

560
570
580

-5.1018
-7.4696
-9.6207

554.8982
562.5304
570.3793

590

635.8583
646.9873
658.5115
670.3793

690

-7.4696

682.5304

700

-5.1018

694.8982

710

-2.5877

707.4123

Trang:22


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong

350


- Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ vòng tròn bất kỳ và chia thành 24
phần bằng nhau tức là chia theo 15 o. theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. bắt đầu tại
điểm 0 tai giao điểm của vòng tròn với trục OZ (theo chiều dương) tiếp tục đánh số
thứ tự 0.1.2.....23.
- Từ các điểm chia vòng tròn này. ta kẻ các tia qua tâm O và kéo dài, các tia này sẽ
cắt đồ thị phụ tải phụ tải tai nhiều điểm, có bao nhiêu điểm cắt đồ thị thì sẽ có bấy
nhiêu lực tác dụng tại vị trí đó. Do đó ta có :
∑ Q ' i = Q ' i 0 + Q ' i1 + .. + Q ' i 23
Lập bảng ghi kết quả ∑ Q ' i vào bảng.
- Tính ∑ Q i theo các dòng:
∑ Q = ∑ Q i = ∑ Q ' 0 + ∑ Q '1 + ... + ∑ Q
- Chọn tỉ lệ xích : µ = 2.966( MN / m 2 .mm)

23

.

- Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho chốt khuỷu. vẽ các tia ứng với số lần chia. lần
lượt đặt các giá trị ∑ Q 0 , ∑ Q 1 ,.., ∑ Q 23. lên các tía tương ứng theo chiều từ ngoài vào tâm
vòng tròn. Nối các đầu mút lại ta có dạng đồ thị mài mòn chốt khuỷu.
- Các hợp lực ∑ Q 0 , ∑ Q 1 ,.., ∑ Q 23. được tính theo bảng sau :

Điểm
ΣQi
ΣQ0

838

838


537,4

537,4

ΣQ2

0

0

0

0

0

0

0

ΣQ3

0

0

0

0


0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0


0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0


0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0


ΣQ9
ΣQ10
ΣQ11
ΣQ12

537,4

537,4

0

0
0

ΣQ13
ΣQ14

0

ΣQ15

32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5

ΣQ16

27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5

27.5

ΣQ17


28,7

28,7

28,7

28,7

33,8 33,8 33,8

33,8

33,8

33,8

33,8

207,5 207,5 207,5 207,5

207,5

207,5

654,6 654,6 654,6

654,6

654,6


2300 2271,3 2237,5

2030 1375,4

537,4

0

0

0

0

0

32,5

66,
7

58,
9

15,6

0

0

2

3,
9

4,
8

5
,
7

1
1
,
8

30,
8

54,
1

68,
9

68,2

Trang:24