Giáo trình kết cấu động cơ đốt trong dùng cho sinh viên ngành động lực
Trang 15
3 2
4 6
CHƯƠNG 3 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ
ĐỐT TRONG 3.1 Khái niệm cân bằng động cơ
3.1.1 Đặt vấn đề:
Động cơ được coi là cân bằng khi lực
và mô men tác dụng trên bệ của động cơ
không thay đổi trị số và chiều tác dụng
Nếu động cơ không cân bằng, lực tác
dụng thay đổi làm bu lông bệ máy bị lỏng,
thân máy biến dạng gây tải trọng phụ
Nguyên nhân động cơ không cân bằng là do
tồn tại các lực quán tính chuyển động
các lực này tác dụng trên bệ máy và
thân máy Mặt khác do mô men M tác dụng
trên trục khuỷu luôn thay đổi trị số và sự
Điều kiện cân bằng:
0 am
M 0 2 amR
M 0 amR
M
0 m
p 0 2 mR
p 0 mR
p
2 R R 2
2 j 2
1
j
2 R k 2
2 j 2
1
j
; cos
; cos
; cos
; cos
Trong đó a là khoảng cách giữa hai
đường tâm xi lanh
3.2 Khảo sát cân bằng động cơ
3.2.1 Cân bằng động cơ một xi lanh:
Các thành phần không cân bằng:
Lực quán tính tịnh tiến cấp 1:
2cos
1
j mR
P
Lực quán tính chuyển động tịnh tiến
cấp 2:
2
Lực quán tính ly tâm:
2 R
k m R
TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn động lực, Khoa Cơ khí, ĐHKT
Trang 23.2.1.1 Cân bằng lực quán tính
chuyển động tịnh tiến:
Hai thành phần lực quán tính chuyển động tịnh tiến được cân bằng nhờ cơ cấu Lăng xétcherơ
Đối trọng khử lực quán tính cấp 1
1
đến tâm bánh răng 3, 4
n
d 4 r
mR
m
Đối trọng khử lực quán tính cấp 2
m rd n( ) cos mR cos
r
d
n
16
3.2.1.2. Cân bằng lực quán tính ly tâm
bằng đối trọng: m dt
2 R
2 x
dt r m R
đối trọng đến tâm trục khuỷu
x
R
dt r
R m
m
Mô men lật không cân bằng được
3.2.2 Cân bằng động cơ 4 kỳ hai xi
lanh.
lực không cân bằng còn các mô men tự
j2
P
j2
Trang 3Trường hợp góc công tác ct = 1800, lực quán tính cấp 1, lực quán tính ly tâm cân bằng Lực quán tính cấp 2 không cân bằng Các mô men lực quán tính cấp 1 và
mô men do lực ly tâm gây ra không cân bằng, mô men do lực quán tính cấp 2 tự cân bằng
3.2.3 Cân bằng động cơ 4 kỳ bốn xi
lanh.
Trong trường hợp thứ tự làm việc 1-3-4-2 sơ đồ khuỷu trục có dạng:
TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn động lực, Khoa Cơ khí, ĐHKT
P
j2
P
j1
P
j2
P
j1
P
j2
P
j2
P
j2
P
j2
P
j1
P
j1
P
j1
1 ,4
2 ,3
Trang 4
0 M
; 0 M
; 0
M
; 2 cos mR
4 p
; 0 p
;
0
p
R 2
j 1
j
2 2
j k
1
3.2.4 Cân bằng động cơ 4 kỳ sáu xi
lanh.
0 M
; 0 M
;
0
M
0 p
; 0 p
;
0
p
R 2
j 1
j
k 2
j 1
j
3.2.5 Cân bằng động cơ 4 kỳ chữ V
hai xi lanh.
3.2.6 Cân bằng động cơ 4 kỳ chữ V
sáu xi lanh.
3.2.7 Cân bằng động cơ hai kỳ.
3.3 Độ không đồng đều của mô men động cơ, tính mô men bánh đà.
Độ không đồng đều của mô men động cơ:
Dù chế độ làm việc của động cơ ổn định, nhưng mô men quay của động cơ phát
ra không phải là hằng số mà phụ thuộc vào góc quay trục khuỷu Mức độ không đồng đều được đánh giá thông qua độ không đồng đều của mô men động cơ:
Mtb
max min
Độ không đồng đều mô men phụ
1 ,6
2
,5
3 ,4
P
j1
P
j2
Trang 5phụ tải của động cơ.
Ví dụ hình
Từ phương trình cân bằng mô men ta có thể viết:
M M J d
dt
c o
đạt cực trị
d
dt
d d
d dt
d d
d d
2
2
Như vậy:
d
1
2
2
hoặc ( M M dc) 1 J do
2
2
max 2
1
o
J
TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn động lực, Khoa Cơ khí, ĐHKT
3
2
F
1
F
2
d
F
=Mc
M =f()
tb
M
Trang 6
1
2
( M M d c) biểu thị phần công dư của mô
Độ không đồng đều của tốc độ góc:
tb
1
2
1
2
2
Xác định mô men bánh đà:
Với độ không đồng đều cho trước, để bảo đảm tốc độ quay đồng đều thì mô men quán tính quay cần thiết phải là:
tb
o
d
bánh đà chiếm khoảng 85-90% mô men quán tính toàn bộ các chi tiết chuyển động quay, do vậy có thể tính mô men
Nếu bánh đà có dạng vành với bán
men bánh đà :
Jbđ = Mbđ.r2
n
bd tb
d 2
2 2
3600
Câu hỏi chương 3:
Khái niệm cân bằng động cơ, điều kiện cân bằng?
Trình bày cơ cấu Lăng xétcherơ ?
Trang 7Khảo sát cân bằng động cơ bốn kỳ hai xilanh ?
So sánh tính cân bằng động cơ bốn kỳ
4 xilanh và 6 xilanh bố trí thẳng hàng ?
Sự cần thiết lắp bánh đà ? Cơ sở tính toán mô men bánh đà ?
TS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn động lực, Khoa Cơ khí, ĐHKT
