Đồ án chuyên ngành

Trong các ngành phát triển trọng điểm của nước ta hiện nay, ngành giao thông vận tải luôn đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Theo thời gian, ngành giao thông đã phát triển để đáp ứng nhu cầu lưu thông về hàng hóa và con người Ở nước ta hiện nay, ngành giao thông nói chung và giao thông đường bộ nói riêng cũng đang phát triển nhanh chóng mong đáp ứng cho công cuộc xây dựng đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Thế nhưng sự phá.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong các ngành phát triển trọng điểm của nước ta hiện nay, ngành giao thông vận tải luôn đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.Theo thời gian, ngành giao thông đã phát triển để đáp ứng nhu cầu lưu thông về hàng hóa và con người.

Ở nước ta hiện nay, ngành giao thông nói chung và giao thông đường bộ nói riêng cũng đang phát triển nhanh chóng mong đáp ứng cho công cuộc xây dựng đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Thế nhưng sự phát triển này chỉ dừng lại ở chổ nhập các phương tiện của nước ngoài, ngành công nghiệp ô tô trong nước còn kém phát triển, ngoại trừ một số liên doanh lắp ráp ô tô ở dạng CKD, kinh

tế quốc doanh tham gia khá khiêm tốn: chỉ có một số nhà máy sữa chữa ô tô của nhà nước, còn đa phần xe được sữa chữa ở các Garage tư nhân, lĩnh vực lắp ráp động cớ

và đóng mới xe chỉ đang ở giai đoạn thí nghệm chứ chưa sản suất đại trà.

Hướng đầu tư để xây dựng các nhà máy sản xuất ô tô đáp ứng cho nhu cầu lớn trong thời gian sắp tới là một xu thế tất yếu.Vừa vực dậy nền công nghiệp ô tô lạc hậu

ở nước ta vừa tiết kiệm nguồn ngoại tệ đáng kể cho ngân sách quốc gia.

Đầu tư được hiểu gồm hai phần: đầu tư về vốn liếng và đầu tư về con người Đầu tư về con người là đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn vững vàng, khả năng tư duy thiết kế tốt, có bản lĩnh, năng động, có khả năng nắm bắt nhanh các tiến bộ khoa học kĩ thuật, hoạt động hiệu quả và tin cậy Nguồn cán bộ này được đào tạo từ các trường kĩ thuật có chuyên ngành giao thông.

Đồ án môn học thiết kế động cơ đốt trong là một trong các bài tập để rèn luyện nên các phẩm chất cần thiết của một kĩ sư Ô tô, đáp ứng với các yêu cầu thực tiễn của ngành.Đồ án môn học nhằm giúp cho sinh viên ôn tập lại một cách tổng quát và sâu sắc, nhờ đó mà nắm vững các kiến thức về tính toán thiết kế,kết cấuvà cách thành lập bản vẽ động cơ đã được học.

Hà Nội, ngày tháng… năm 2022 Sinh viên thực hiện

Huy

Đỗ Huy

Chương 1 Tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong

1.1.Tổng quan về các phương pháp tính toán CTCT của động cơ

Hiện nay để tính toán CTCT của động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng nóiriêng và các loại động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khác nói chung có rất nhiềuphương pháp như:

- Phương pháp lý thuyết gần đúng: Dựa trên các định luật nhiệt động học I và II,coi các quá trình nén, giãn nở là đoạn nhiệt… phương pháp có ưu điểm là tínhtoán nhanh, không đòi hỏi nhiều thông số đầu vào phức tạp… tuy nhiên nhượcđiểm của phương pháp là cho kết quả kém chính xác, chưa xét đến các quátrình trao đổi khí…

- Phương pháp cân bằng năng lượng

1.2.Giới thiệu về động cơ mẫu và các thông số đầu vào phục vụ tính toán

1.2.1.Số liệu ban đầu

1- Công suất của động cơ Ne: Ne = 80 (mã lực) = 58,84 (KW)

2- Số vòng quay của trục khuỷu n: n = 6000 (vg/ph)

7- Tỷ số nén ε : ε = 10,5

8- Suất tiêu hao nhiên liệu ge :g e = 210 (g/ml.h) = 285,5201 (g/kW.h)

9- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp α1 ; α2 : α1 = 20 (độ) α2 = 30 (độ)10- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải  1 , 2 : 1 = 30 (độ) 2 = 20 (độ)11- Chiều dài thanh truyền ltt: ltt = 170 (mm)

12- Khối lượng nhóm pitton mpt: mpt = 1,3 (kg)

13- Khối lượng nhóm thanh truyền mtt: mtt = 1,2 (kg)

14 – Động cơ không tăng áp,

15 – góc đánh lửa sớmi =15o

Các thông số cần chọn

1 )Áp suất môi trường :p k

Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào đông cơ (với động cơkhông tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn pk=p0

Ở nước ta nên chọn pk = p0 = 0,1 (MPa)

2 )Nhiệt độ môi trường :T k

Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm Vì đây làđộng cơ không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xupáp nạpnên :

Tk =T0 =24ºC =297ºK

3 )Áp suất cuối quá trình nạp :p a

Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại đông cơ ,tính năng tốc độ

n ,hệ số cản trên đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì vậy cần xem xét đông cơ đangtính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa

Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi:

p a =(0,8-0,9).pk =(0,8-0,9)0,1 = 0,08-0,09 (MPa)

Căn cứ vào động cơ Uoat đang tính ta chọn: p a =0,088 (Mpa)

4 )Áp suất khí thải P :

Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như p

Áp suất khí thải có thể chọn trong phạm vi :

p= (1,10-1,15).0,1 =0,11-0,115 (MPa)

chọn P =0,115 (MPa)

5 )Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T

Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành hỗnhợp khí ở bên ngoài hay bên trong xy lanh

Với động cơ xăng: ∆T = 0ºK - 20ºK

Ta chọn: ∆T = 10ºK

Đối với động cơ xăng chọn λ=1,14

8 )Hệ số quét buồng cháy λ :

Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta chọn λ =1

9 )Hệ số nạp thêm λ

Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta có thể chọn λ

=1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,07

10 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ :

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ,ξ phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơVới các loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ= 0,85-0,92

Chọn : ξ= 0,85

11 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ :

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơđiezel ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ

Với các loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ =0,85-0,95

ta chọn ξ=0,92

12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ :

Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ với chutrình công tác thực tế Sự sai lệch giữa chu trình thực tế với chu trình tính toán củađộng cơ xăng ít hơn của động cơ điezel vì vậy hệ số φ của đ/c xăng thường chọn hệ sốlớn

Có thể chọn φ trong phạm vi: φ =0,92-0,97

Ta chọn φ =0,97

1.3 Tính toán các quá trình công tác của động cơ

2 )Nhiệt độ cuối quá trình nạp T

Nhiệt độ cuối quá trình nạp T đươc tính theo công thức:

T= ºK

T=

1,5 1 1,50,088

0,0880,1

1 1,50,11510,5 1, 07 1,14 1

p = =

30 58,84 40,37533 6000 4

  = 0,7838474668 (MPa)Vậy M =

3

432 10 0,1 0,885 285,5201 0,783847 297

  

  = 0,57499 (kmol/kg nhiên liệu)

5 )Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M :

Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M được tính theo công thức :

M = \f(1, 12 4 32

   

  (kmol/kg) nhiên liệu

Vì đây là đ/c xăng nên ta chọn C=0,855 ; H=0,145 ;O=0

6 )Hệ số dư lượng không khí α

Vì đây là động cơ xăng nên :

= 110 – 120 Đối với xăng thường dùng có thể chọn = 114

1.3.2.Tính toán quá trình nén

1 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí :

=19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ)

2 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phạm cháy :

Khi hệ số dư lượng không khí α >1 tính theo công thức sau :

3 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp :

Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén tính theo công thứcsau :

4 ) Chỉ số nén đa biến trung bình n:

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thông số kết cấu và thông số vận hànhnhư kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độcủa động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật sau :

Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n tăng.Chỉ số nén đabiến trung bình n được xác bằng cách giải phương trình sau :

n-1 = 1 3 1 1

8,3141

Sau khi chọn các giá trị của n ta thấy n =1,3725 thõa mãn điều kiện bài

5 )Áp suất cuối quá trình nén P :

Áp suất cuối quá trình nén P được xác định theo công thức :

P = P ε\a\ac\vs2(n = 0,088 10,5 1,3725= 2,218528362(MPa)

6 )Nhiệt độ cuối quá trình nén T

Nhiệt độ cuối quá trình nén T được xác định theo công thức

T = T ε\a\ac\vs2(n-1 =335 10,51,3725 1 = 804,4372279( ºK )

7 )Lượng môi chất công tác của quá trình nén M :

Lượng môi chất công tác của quá trình nén M được xác định theo công thức :

M = M+ M = M(1r) = 0,57499 (1+0,04278) = 0,599581973

1.3.3 Tính toán quá trình cháy

1 )Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β

Ta có hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β được xác định theo công thức:

β = \f(M,M = \f(M+ΔM,M = 1+ \f(ΔM,MTrong đó độ tăng mol ΔM của các loại động cơ được xác định theo công thức sau:

ΔM = 0,21(1-α) M + ( \f(H,4 + \f(O,32 -\f(1,μ )= 0,016073142

Do đó:

β = \f(M,M = \f(M+ΔM,M = 1+ \f(ΔM,M= 1,02795

2 )Hệ số thay đổi phân tư thưc tế β: ( Do có khí sót )

Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β được xác đinh theo công thức :

3 )Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z β : (Do cháy chưa hết )

Ta có hệ số thay đổi phân tư thực tế tại điểm z β được xác định theo công thức :

β = 1 + \f(β-1,1+γχTrong đó

χ = \f(ξ,ξ =

0,85

0,923910,92

5 )Nhiệt độ tại điểm z T :

* Đối với động cơ xăng,tính nhiệt độ T bằng cách giải pt cháy :

Q : là nhiệt trị của xăng , Q =44.10( kJ/kgn.l )

:là tỉ nhiệt mol đẳng áp trung bình của sản vật cháy tại z là :

=8,314+

:là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy tại z được

tính theo ct :

= \f(γ,β\f(γ,β\f(,= a'' + (b''/2) TGiải phương trình trên ta được :

T = 2813,194713; T= -9654,620841 (loại)

6 )Áp suất tại điểm z p :

Ta có áp suất tại điểm z p được xác định theo công thức

p = λ Pc = 3,58371.2,218528 = 7,950564912 ( MPa )Với λ là hệ số tăng áp

λ= β \f(T,T=3,58371Vậy p = 7,950564912 (MPa)

1.3.4 Tính toán quá trình giãn nở

Đối với động cơ xăng Q= Q Q = 44000 (kJ/kg n.l)

Qua kiệm nghiêm tính toán thì ta chọn đươc n =1,2502.Thay n vào 2 vế của pt trên ta

so sánh ,ta thấy sai số giữa 2 vế <0,2% nên n chọn là đúng

4)Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T :

T= 2 1

z n

T

  = = 1,2502 1

2813,194713

1562,06186510,5  

( ºK )

5 )Áp suất cuối quá trình giãn nở p :

Áp suất cuối quá trình giãn nở P được xác định theo CT :

Ta tính được T = 1013,97785 ( ºK ).So sánh với nhiệt độ khí thải đã chon ban đầu thỏamãn điều kiện không vượt quá 15 %

1.3.5 Tính toán các thông số chu trình công tác

3 )Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g :

Ta có công thức xác định suất tiêu hoa nhiên liệu chỉ thị g:

3 1

432.10

205,67469

v k i

i k

P g

M P T



(g/kW.h)

4 )Hiệu suất chỉ thi η:

Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị η :

3,6.10 3,6.10

0,3978 205,67469.44000

i

i H

g Q

5 )Áp suất tổn thất cơ giới P :

Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và đươc biểudiễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ.Ta có tốc độ trungbình của động cơ là :

V = \f(S.n,30 = = 17 (m/s)Đối với động cơ xăng i=<6:

P= 0,05+0,015.V= 0,305 (MPa)

6 )Áp suất có ích trung bình P :

Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác định theo côngthức :

P = P – P = 0,78315(MPa)

7 )Hiệu suất cơ giới η :

Ta có có thức xác định hiệu suất cơ giới:

η =

e i

p

p = 71,971 %

8 )Suất tiêu hao nhiên liệu g :

Ta có có thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là:

g= \f(g,η =

205,67469

285,775650,71971 

0,37533

0,0395082

1 10,5 1

h c

V V



(dm3/mm)Tung độ thường chọn tương ứng với pz khoảng 200 mm trên giây kẻ ly

7,9505649

0,0397528

200 200

z p

I^n1

px

=Pc.1/(I^n1)

1.00 0.04 21.90 1.00 2.22 55.81 1.00 7.95 200.001.50 0.06 32.86 1.74 1.27 31.99 1.66 4.79 120.471.80 0.07 39.43 2.24 0.99 24.91 2.09 3.81 95.922.10 0.08 46.00 2.77 0.80 20.16 2.53 3.14 79.102.40 0.09 52.57 3.33 0.67 16.78 2.99 2.66 66.942.70 0.11 59.14 3.91 0.57 14.28 3.46 2.30 57.773.00 0.12 65.71 4.52 0.49 12.36 3.95 2.01 50.643.30 0.13 72.29 5.15 0.43 10.84 4.45 1.79 44.963.60 0.14 78.86 5.80 0.38 9.62 4.96 1.60 40.323.90 0.15 85.43 6.47 0.34 8.62 5.48 1.45 36.484.20 0.17 92.00 7.17 0.31 7.79 6.01 1.32 33.254.50 0.18 98.57 7.88 0.28 7.08 6.56 1.21 30.514.80 0.19 105.14 8.61 0.26 6.48 7.11 1.12 28.14

5.10 0.20 111.71 9.36 0.24 5.96 7.67 1.04 26.095.40 0.21 118.29 10.12 0.22 5.51 8.23 0.97 24.295.70 0.23 124.86 10.90 0.20 5.12 8.81 0.90 22.706.00 0.24 131.43 11.70 0.19 4.77 9.39 0.85 21.296.30 0.25 138.00 12.51 0.18 4.46 9.98 0.80 20.036.60 0.26 144.57 13.33 0.17 4.19 10.58 0.75 18.906.90 0.27 151.14 14.17 0.16 3.94 11.19 0.71 17.887.20 0.28 157.71 15.02 0.15 3.72 11.80 0.67 16.957.50 0.30 164.29 15.89 0.14 3.51 12.42 0.64 16.117.80 0.31 170.86 16.76 0.13 3.33 13.04 0.61 15.348.10 0.32 177.43 17.66 0.13 3.16 13.67 0.58 14.638.40 0.33 184.00 18.56 0.12 3.01 14.31 0.56 13.988.70 0.34 190.57 19.48 0.11 2.87 14.95 0.53 13.389.00 0.36 197.14 20.40 0.11 2.74 15.60 0.51 12.829.30 0.37 203.71 21.34 0.10 2.61 16.25 0.49 12.319.60 0.38 210.29 22.29 0.10 2.50 16.91 0.47 11.839.90 0.39 216.86 23.25 0.10 2.40 17.57 0.45 11.3810.2

0 0.40 223.43 24.23 0.09 2.30 18.24 0.44 10.9710.5

0 0.41 230.00 25.21 0.09 2.21 18.91 0.42 10.58

Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp suất P0 songsong với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly Đường 1Vc cũng phải đặt trênđường đậm của tung độ

Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường nạp và đườngthải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi qua hai điểm pa và pr Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị Các bước hiệuđính như sau:

1.4.1 Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công

O O

5,3125

13,005952

0, 4084668

O O

S

gtt gtbd

2 2

S

(mm)Giá trị biểu diễn R trên đồ thị:

= 104,047 (mm)

Từ và ta có thể vẽ được vòng tròn Brick

1.4.2 Lần lượt hiệu định các điểm trên đồ thị

1 ) Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp : (điểm a)

Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải β , bán kính nàycắt đường tròn tại điểm a’ Từ a’ gióng đường thẳng song song với trục tung cắtđường P tại điểm a” Nối điểm r trên đường thải ( là giao điểm giữa đường P và trụctung ) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp

2 ) Hiệu định áp suất cuối quá trình nén : ( điểm c’)

Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm (động cơ điezel ) và hiệntượng đánh lửa sớm (động cơ xăng ) nên thường chọn áp suất cuối quá trình nén lýthuyết P đã tính Theo kinh nghiệm , áp suất cuối quá trình nén thực tế P’ được xácđịnh theo công thức sau :

Vì đây là động cơ xăng :

p

 = 0, 03975283, 731679 = 93,872046 (mm )

3 ) Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm c’’)

Do hiện tương phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết tạiđiểm c’’ Điểm c’’ được xác định bằng cách Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác địnhđược góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm θ, bán kính này cắt vòng trònBrick tại 1 điểm Từ điểm gióng này ta gắn song song với trục tung cắt đường nén tạiđiểm c’’ Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’

4 )Hiệu đính điểm đạt P thực tế

Áp suất p thực tế trong quá trình cháy - giãn nở không duy trì hằng số như động cơđiezel ( đoạn ứng với ρ.V ) nhưng cũng không đạt được trị số lý thuyết như động cơ xăng.Theo thực nghiệm ,điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền

vào khoảng 372° ÷ 375° ( tức là 12° ÷ 15° sau điểm chết trên của quá trình cháy và giãn

nở )

Hiệu định điểm z của động cơ xăng :

- Cắt đồ thị công bởi đường 0,85pz = 0,85.7,95 = 6,75798 (MPa), vậy ta có giá trị biểu

diễn đường pz là : y = pz =

6, 7579802

0, 0397528 = 170 (mm)

- Xác định điểm z từ góc 12º Từ điểm O΄trên đồ thị Brick ta xác định góc tương

ứng với 372º góc quay truc khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại 1 điểm Từ

điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường P tại điểm z

- Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở

5 ) Hiệu định điểm bắt đầu quá trình thải thực tế : ( điểm b’ )

Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải thực sự diễn ra sớmhơn lý thuyết Ta xác định điểm b bằng cách : Từ điểm O’trên đồ thị Brick ta xác địnhgóc mở sớm xupáp thải β,bán kính này cắt đường tron Brick tại 1điểm.Từ điểm này tagióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở tại điểm b’

6 ) Hiệu định điểm kết thúc quá trình giãn nở : ( điểm b’’ )

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế P thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lýthuyết do xupáp thải mở sớm Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định được :P= P+ \f(1,2.( P - P ) = 0,115 + \f(1,2 ( 0,420443- 0,115 ) = 0,267721(MPa)

Từ đó xác định tung độ của điểm b’’ là :

y =

,,

b p

p

 = 0,0397280, 267721 = 6,7346535( mm )Sau khi xác định b', b'' dùng cung thích hợp nối hợp với đường rr Như vậy ta đã có đò thịcông chị thị dùng cho phần tính toán động lực học

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC

2.1 Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học

Các đường biểu diễn này đều vẽ trên 1 hoành độ thống nhất ứng với hành trìnhpiston S = 2R Vì vậy độ thị đều lấy hoành độ tương ứng với V của độ thị công ( từđiểm 1.V đến ε.V )

2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của piston x = ƒ(α)

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau :

1 Chọn tỉ lệ xích góc : thường dùng tỉ lệ xích ( 0,6 ÷ 0,7 ) ( mm/độ )

ở đây ta chọn tỉ lệ xích 0,6 mm/độ

2 Chọn gốc tọa độ cách gốc cách độ thị công khoảng 15 ÷ 20 cm

3 Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10° ,20° ,…….180°

4 Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 10° ,20° ,…….180°

tương ứng trên trục tung của đồ thị của x = ƒ(α) ta được các điểm xác địnhchuyển vị x tương ứng với các góc 10°,20°,… 180°

5 nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ x = f(α)

Hình 2.1: Đường biểu diễn hành trình pittông x = f( )

2.1.2 Đường biểu diễn tốc độ của piston v = f(α)

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của píton v = f(α) Theo phương pháp đồ thịvòng Tiến hành theo các bước cụ thể sau:

1.Vẻ nửa vòng tròn tâm O bán kính R ,phía dưới đồ thị x = f(α) Sát mép dưới của bảnvẽ

5 Nối tại các điểm a,b,c,… Tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ piton thểhiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng tròn bán kính Rtạo với trục hoành góc α đến đường cong a,b,c…

Đồ thị này biểu diễn quan hệ v = f(α) trên tọa độ độc cực :

Hình 2.2: Đường biểu diễn tốc độ của pittông v = f( )

2.1.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston j = f( x)

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê ta vẽ theocác bước sau :

1.Chọn tỉ lệ xích μ phù hợp trong khoảng 30 ÷ 200 (m/s mm )

= –62,85495(mm)

- Xác định vị trí của EF :

EF = –3.R.λ.ω = –3.95/2.10.0,42777.628 = – 12,57.10 ( m/s )Vậy giá trị biểu diễn EF là :

gtbd = \f(gtt,μ =

312,57.10200



= -62,85495 ( mm )

3 Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC = j , từ điểm B tương ứng điểmchết dưới lấy BD = j , nối CD cắt trục hoành ở E ; lấy EF = –3.R.λ.ω về phía BDNối CF với FD ,chia các đoạn này làm 5 phần , nối 11, 22, 33,44 …Vẽ đường baotrong tiếp tuyến với 11, 22, 33,44 …ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = ƒ(x)

Hình 2.3: Đường biểu diễn gia tốc của pittông j=f(x)

2.2 Tính toán động lực học

2.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến

- Khối lượng nhóm piton mnp = 1,3 Kg

- Khối lượng thanh truyền phân bố về tâm chốt piston

+ ) Khối lương thanh truyền phân bố về tâm chốt piston m có thể tratrong các các sổ tay ,có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu

hoặc có thể tính gần đúng theo bản vẽ

+ ) Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiêm sau :

Đối với động cơ xăng ta có :

m = (0, 28 0, 29) m tt

Trong đó m ttlà khối lượng thanh truyền mà đề bài đã cho

Ta chọn m = 0,28 m = 0,28 1,2= 0,336Vậy ta xác định đươc khối lượng tịnh tiến mà đề bài cho là :

m = m + m = 1,3 + 0,336 = 1,636 (Kg)

2.2.2 Các khối lượng chuyển động quay

Khối lượng chuyển động quay của một trục khuỷu bao gồm :

- Khối lượng của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt :

m = = 1,2– 0,336= 0,864

- Khối lượng của chốt trục khuỷu : m

m = π \f(.l,4 ρTrong đó ta có :

d : Là đường kính ngoài của chốt khuỷu :

δ : Là đường kính trong của chốt khuỷu :

l : Là chiều của chốt khuỷu :

ρ : Là khối lượng riêng của vật liệu làm chốt khuỷu

ρ : 7800 Kg/ m = 7,8.10 Kg/ mm

Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt : m Khối lượng này tính gần

đúng theo phương trình quy dẫn :

1) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến :

P = - m.j = -m.R.ω.( cos α + λ.cos 2α ) = -1,636.85/2.628.10-6( cosα + λ.cos 2α ) ,[Mpa]

2.2.4 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính –Pj=f(x)

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tolê nhưng hoành

độ đặt trùng với đường p ở đồ thị công và vẽ đường -P j=ƒ(x) (tức cùng chiều với j

= ƒ(x))

Ta tiến hành theo bước sau :

1 ) Chọn tỷ lệ xích để vẽ của P j là μ (cùng tỉ lệ xích với áp suất p ) (MPa/mm), tỉ lệxích μ cùng tỉ lệ xích với hoành độ của j = ƒ(x)

Chú ý :

Ở đây lực quán tính p sở dĩ có đơn vị là MPa (tính theo đơn vị áp suất ) bởi vì được tính theo thành phần lực đơn vị (trên 1 đơn vị diện tích đỉnh piston ) để tạo điều kiện cho công việc công tác dụng lực sau này của lực khí thể và lực quán tính.

4, 415625.104

 = 0, 03975283,10506 = 78,10905( mm )-Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực tiểu :

-Vậy ta được giá trị biểu diễn của E’F’ là :

gtbd = \a\ac\vs0( \f(gtt,μ =

1,8630,03975



= - 48,86543(mm )

3 ) Từ điểm A’ tương ứng điểm chết trên lấy A’C’ = P từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy B’D’ = P ; nối C’D’ cắt trục hoành ở E’ ; lấy E’F’ về phía B’D’ Nối C’F’

và F’D’ ,chia các đoạn này ra làm 5 phần , nối 11, 22 , 33, 44…Vẽ đường bao trong tiếp

tuyến với 11, 22, 33, 44…Ta đuợc đường cong biểu diễn quan hệ –P = ƒ(x)

Hình 2.4: Vẽ đường biểu diễn lực quán tính –Pj=f(x)

2.2.5 Khai triển đồ thị công P–V thành p =ƒ(α)

Để thuận tiện cho việc tính toán sau này ta tiến hành khai triển đồ thị công P–V

thành đồ thị p =ƒ(α).Khai triển đồ thị công theo trình tự sau :

1 ) Chọn tỷ lệ xích μ = 2°/ 1mm Như vậy toàn bộ chu trình 720° sẽ ứng với 360

mm Đặt hoành độ α này cùng trên đường đậm biểu diễn P và cách điểm chết dưới của

cách giữa đường nạp P với đường biểu diễn P của các quá trình nạp, nén ,cháy giãn nở

và thải của động cơ

Khai triển đồ thị P = ƒ(x)thành đồ thị P = ƒ(α) tương tự như cách ta khai triển đồ thị

công ( thông qua vòng tròn Brick ) chỉ có điều cần chú ý là đồ thị trước là ta biểu diễn

đồ –P = ƒ(x) nên cần lấy lại giá trị P cho chính xác.