Mục lục
Danh mục các từ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình

i


ii


iii


Lời cảm ơn
Đồ án môn học Động cơ đốt trong là một khâu quan trọng trong khối kiến thức của
ngành Cơng nghệ Kỹ Thuật Ơ tơ, là một kỹ sư thiết kế phải biết và có khả năng thiết kế.
Hơn nữa, đất nước ta là một đất nước đang phát triển rất cần phát triển các ngành công
nghiệp mà trong đó cơng nghiệp ơ tơ giữ một vai trị hết sức quan trọng. Trong khi đó, bộ
phận quan trọng nhất của một chiếc ô tô là cái sinh ra nguồn động lực cho ơ tơ – chính là
động cơ ơ tô. Vậy thiết kế động cơ là khâu hết sức quan trọng để có thể phát triển ngành
cơng nghiệp ơ tơ.
Sau ba năm học tại Cơng nghệ Kỹ Thuật Ơ tô, chúng em đã được trang bị nhiều
kiến thức về các môn học cơ sở như Nguyên lý máy, Sức bền vật liệu, Vật liệu học và
Nhiệt động lực học cũng như nhiều môn học chuyên ngành khác. Đồ án Động cơ đốt
trong chính là cơ hội cho chúng em tổng hợp và áp dụng những kiến thức mình đã học.
Trong quá trình thực hiện đồ án em gặp rất nhiều khó khăn trong phương pháp
thiết kế và tính tốn cũng như việc hồn thành các bản vẽ của mình, nhờ sự hướng dẫn tận
tình của Thầy hướng dẫn cùng sự góp ý của các bạn đã giúp em hồn thành đồ án này.
Sau một thời gian làm việc với nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ từ tất cả mọi
người, em đã hoàn thành Đồ án Động cơ đốt trong này. Nay em xin gửi lời cảm ơn chân

thành tới giáo viên hướng dẫn Thầy TS Lê Thanh Tuấn đã tận tình hướng dẫn chúng em
thời gian qua.
Mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng trong q trình thực hiện khó tránh khỏi
thiếu sót, rất mong được sự góp ý chân thành từ thầy. Em xin chân thành cảm ơn.
I. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI.
Động cơ đốt trong ngày nay đang phát triển rất mạnh mẽ, giữ vai trò quan trọng
trong nhiều ngành kinh tế quốc dân như công nghiệp, giao thông vận tải đường bộ, đường
biển, đường không cũng như nhiều ngành công nghiệp khác.
Riêng về sản lượng động cơ đốt trong trong giao thông vận tải đường bộ ngày nay
trên thế giới đã đạt mức 88,6 triệu xe ơtơ/năm và sản lượng này cịn có thể tăng hơn nữa.
Trong nhiều nước công nghiệp phát triển, ngành cơ khí năng lượng bao gồm cả cơng
nghiệp ơtơ, thường đứng vị trí thứ ba sau ngành điện tử cơng nghiệp và ngành hóa học. Số
lượng lao động trong ngành động cơ đốt trong và thiết bị liên quan đến động cơ đốt trong
cũng đã chiếm gần 30% lao động tồn xã hội. Qui mơ nhiều xí nghiệp hết sức to lớn, trờ
thành những tập đoàn sản xuất xuyên lục địa như FORD, TOYOTA, HYUNDAI, BMW,
MERCEDEC-BENZ, MAZDA, SUZIKI, CHEVROLET...
Bài tập lớn Tính tốn Đợng Cơ Đớt Trong được coi như là sản phẩm đầu tay của
một kỹ sư ngành Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ. Nó giúp cho sinh viên bước đầu làm quen với
công việc thực tế của một kỹ sư, nắm bắt được các kỹ năng khi thiết kế một động cơ. Qua
1


bái tập lớn này chúng em có điều kiện củng cố lại và nghiên cứu sâu hơn những kiến thức
đã học ở các môn học cơ sở ngành và chuyên ngành như:
- Nguyên lý và chi tiết máy
- Sức bền vật liệu
- Ngun Lý Động Cơ Đốt Trong
- Tính tốn và thiết kế Động Cơ Đốt Trong
II. PHÂN TÍCH KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ KOMATSU SA6D125E-3.
2.1. Tổng thể kết cấu của động cơ .


2


3


2.2. Phân tích kết cấu piston- trục khuỷu – thanh truyền (Hệ thống phát lực của
động cơ)
Nhiệm vụ của hệ thớng phát lực
Tiếp nhận năng lượng khí cháy, tạo thành chuyển động tịnh tiến của piston (trong xy –
lanh) và biến nó thành cơ năng làm quay trục khuỷu, tạo mơ – men có ích cho động cơ
làm việc.
2.2.1. Piston

4


Nhiệm vụ: Nhiệm vụ chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xy-lanh, nắp xylanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực của khí thể cho thanh truyền
cũng như nhận lực từ thanh truyền để nén khí.
Điều kiện làm việc:
Tải trọng cơ học lớn và có chu kỳ, áp suất lớn có thể đạt tới 120 kG/cm 2, lực quán tính lớn
đặc biệt nếu là động cơ cao tốc.
Tải trọng nhiệt cao vì piston tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên có thể đạt nhiệt độ cao từ
500 – 8000K. Nhiệt độ cao khiến piston chịu ứng suất nhiệt lớn gây bó kẹt, nứt, giảm sức
bền, gây kích nổ..vv…
Ma sát lớn và ăn mịn hóa học. Ma sát gây nên do lực ngang nên có giá trị lớn với điều
kiện bơi trơn khó khăn nên khó đảm bảo bơi trơn tốt. Ăn mịn hóa học do piston thường
xun tiếp xúc với sản vật cháy.
Yêu cầu:

Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt nhất.
Có độ bền và độ cứng đủ để tránh biến dạng q lớn và chịu mài mịn.
Đảm bảo bao kín buồng cháy để công suất động cơ không bị giảm sút do hiện tượng lọt
khí từ buồng cháy xuống cacte.
Tản nhiệt tốt để tránh dãn nở nhiệt quá mức khi động cơ đang làm việc, ngoài ra tránh
được hư hỏng piston do ứng suất nhiệt.
Phân loại: Theo dạng đỉnh piston
Đỉnh bằng: diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản

5


Đỉnh lõm: có thể tạo xốy lốc nhẹ, tạo thuận lợi cho quá trình hình thành hỗn hợp và đốt
cháy. Tuy nhiên sức bền kém và diện tích chịu nhiệt lớn hơn so với đỉnh bằng.
Đỉnh chứa buồng cháy: thường gặp ở động cơ Diesel.
2.2.2. Chốt Piston: Là chi tiết nối Piston với thanh truyền.
Nhiệm vụ: Truyền lực tác dụng của khí thể từ piston xuống thanh truyền. Chốt piston
thường có cấu tạo rỗng và được lắp lỏng với bệ chốt piston và đầu nhỏ thanh truyền.
Điều kiện làm việc: Chốt piston chịu lực va đập, tuần hoàn, nhiệt độ cao và điều kiện bơi
trơn khó khăn. Chốt piston cịn chịu ma sát dạng nửa ướt, chốt piston dễ bị mòn.
Yêu cầu:
Chốt piston phải được chế tạo bằng vật liệu tốt để đảm bảo sức bền và độ cứng vững. Bề
mặt làm việc của piston cần tôi theo công nghệ đặc biệt để đảm bảo chốt có độ cứng cao,
chịu mài mòn tốt.
Ruột chốt phải dẻo để chống mỏi tốt. Mặt chốt phải mài bóng để chống ứng suất tập trung
và khi lắp ghép với piston và thanh truyền khe hở phải nhỏ.
Phân loại:
Theo kiểu lắp ghép chốt:
Cố định chốt piston trên bệ chốt piston.
Cố định chốt piston trên đầu nhỏ thanh truyền.

Chốt piston lắp tự do.
Theo hình dạng: bề mặt bên trong chốt có dạng hình trụ hoặc cơn
2.2.3. Xec – măng
Nhiệm vụ: Đảm bảo piston di động dễ dàng trong xylanh. Xec – măng có 2 loại là xec –
măng khí và xec – măng dầu. Xec – măng khí làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy tránh lọt
khí cịn xec – măng dầu ngăn dầu bơi trơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy.
Điều kiện làm việc: Xec – măng chịu tải trọng cơ học lớn (áp lực khí cháy), chịu lực qn
tính lớn, có chu kỳ và va đập. Ngồi ra xec – măng cịn chịu nhiệt độ cao, ma sát lớn, ăn
mịn hóa học và ứng suất lắp ghép ban đầu.
Yêu cầu:
Chịu nhiệt cao: đặc biệt với xec – măng khí tiếp xúc trực tiếp với khí cháy.
Chịu lực va đập: vì khi làm việc lực khí thể và lực quán tính tác dụng lên xec – măng.
Chịu mài mòn: khi làm việc xec – măng ma sát với các xylanh rất lớn.
Phân loại: có hai loại xec – măng là xec – măng khí và xec – măng dầu.
2.2.4. Nhóm thanh truyền

6


Nhiệm vụ: Thanh truyền là chi tiết trung gian, trong đó đầu nhỏ lắp ghép với piston, đầu
lớn liên kết với chốt khuỷu. Thanh truyền có nhiệm vụ truyền lực tác dụng từ piston đến
trục khuỷu.
Điều kiện làm việc: Thanh truyền có chuyển động phức tạp bao gồm: đầu nhỏ chuyển
động tịnh tiến cùng piston, thân thanh truyền chuyển động lắc, đầu to chuyển động quay
cùng với trục khuỷu. Vậy thanh truyền chịu lực va đập tuần hoàn như lực khí thể, lực
qn tính của nhóm piston và của chính bản thân thanh truyền.
Yêu cầu: Lựa chọn kích thước và vật liệu chế tạo hợp lý để thanh truyền chịu được các lực
va đập tuần hoàn như trên.
Phân loại: Theo tiết diện thân thanh truyền.
Tiết diện hình chữ I: có sức bền đều theo hai phương, được dùng rất phổ biến từ động cơ

cỡ nhỏ đến động cơ cỡ lớn.
Tiết diện hình chữ nhật, ơ van: có ưu điểm là dễ chế tạo, thường dùng ở động cơ mô – tô,
xuồng máy cỡ nhỏ.
2.2.5. Trục khuỷu

7


Nhiệm vụ: Tiếp nhận lực tác dụng từ piston tạo moment quay kéo các máy công tác và
nhận năng lượng của bánh đà. Sau đó, truyền cho thanh truyền và piston thực hiện q
trình nén cũng như trao đổi khí trong xylanh.
Điều kiện làm việc: Trục khuỷu chịu lực T, Z do lực khí thể và lực quán tính của nhóm
piston – thanh truyền gây ra. Ngồi ra trục khuỷu cịn chịu lực qn tính ly tâm của các
khối lượng quay lệch tâm của bản thân trục khuỷu và của thanh truyền. Những lực này
gây uốn, xoắn, dao động xoắn và dao động ngang của trục khuỷu lên các ổ đỡ.
Yêu cầu: Kết cấu trục khuỷu cần đảm bảo các yêu cầu:
Đảm bảo động cơ làm việc đồng đều, biên độ dao động của moment xoắn tương đối nhỏ.
Ứng suất sinh ra do dao động xoắn nhỏ.
Động cơ làm việc cân bằng ít rung động.
Cơng nghệ chế tạo đơn giản.
Phân loại: có hai loại là trục khuỷu nguyên là trục khuỷu ghép.
2.2.6. Bánh đà

8


Nhiệm vụ: Giữ cho độ không đồng đều của động cơ nằm trong giới hạn cho phép. Ngoài
ra bánh đà còn là nơi lắp vành răng khởi động và khắc vạch chia độ góc quay trục khuỷu.
Yêu cầu: Trong quá trình làm việc, bánh đà tích trữ năng lượng dư sinh ra trong q trình
sinh cơng (lúc này moment chính của động cơ có giá trị lớn hơn moment cản nên nó làm

cho trục khuỷu quay nhanh) để bù đắp phần năng lương hao hụt trong các hành trình tiêu
hao cơng (lúc này moment cản có giá trị lớn hơn moment chính của động cơ) khiến cho
trục khuỷu quay đều hơn, giảm được biên độ dao động của tốc độ góc trục khuỷu.
Phân loại: Theo kết cấu:
Bánh đà dạng đĩa: là bánh đà mỏng có moment qn tính nhỏ nên chỉ dùng cho động cơ
tốc độ cao.
Bánh đà dạng vành: là bánh đà có moment qn tính lớn.
Bánh đà dạng chậu: là bánh đà có dạng trung gian của hai loại bánh đà trên, có moment
qn tính và sức bền lớn.
Bánh đà dạng vành có nan hoa: để tăng moment quán tính của bánh đà, phần lớn khối
lượng bánh đà ở dạng vành xa tâm quay và nối với mayơ bằng các gân kiểu nan hoa.
9


-

Trong động cơ đốt trong kiểu pit-tông cụm chi tiết chuyển động chính (pit-tơng, thanh
truyền, trục khuỷu) làm việc trên ngun tắc sau:
Nhóm pit-tơng chuyển động tịnh tiến lên xuống truyền lực khí thể cho thanh truyền
Nhóm thanh truyền là chi tiết chuyển động trung gian, có chuyển động phức tạp để biến
chuyển động tịnh tiến của pit-tông thành chuyển động quay của trục khuỷu
Trục khuỷu là chi tiết máy quan trọng nhất, có chuyển động quay và truyền cơng suất của
động cơ ra ngồi để dẫn động máy cơng tác khác.

Hinh 2.5. Các kỳ của động cơ
Theo chu kỳ lý thuyết, mỗi kỳ khởi sự ngay tại một điểm chết mà cũng chấm dứt ngay tại
một điểm chết. Trong động cơ bốn kỳ thì mỗi kỳ sẽ thực hiện một q trình và có:
-

Kỳ nạp/hút: pit-tơng nhận năng lượng từ bánh đà thông qua kết cấu trục khuỷu và thanh

truyền dịch chuyển từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD) thực hiện q
trình nạp mơi chất cơng tác.

10


-

-

-

Kỳ nén: pit-tông cũng nhận năng lượng từ bánh đà thông qua kết cấu trục khuỷu và thanh
truyền dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, thực hiện quá trình nén, thể tích xylanh nhỏ lại từ
Va đến Vc .
Kỳ sinh cơng: xảy ra quá trình cháy – giãn nở và sinh cơng. Pit-tơng nhận áp lực từ khí
cháy sinh ra trong xylanh động cơ dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD và truyền ra ngồi
cho thiết bị cơng tác thơng qua cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền.
Kỳ thải/xả/thốt: pit-tơng tiếp tục nhận năng lượng từ bánh đà thông qua cơ cấu truc
khuỷu – thanh truyền, dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT thực hiện q trình thải sản vật cháy
ra ngồi.
III. TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ.
3.1. Sớ liệu ban đầu

11














Loại động cơ: KOMATSU SA6D125E-3.
Thể tích cơng tác: 11 cc = 11 cm3
Số xilanh : 6
Momen xoắn : 1012 N.m ở 1400 rpm
Bore x stroke : 125x 150 mm
Công suất : 150 kW ở 1950 rpm
Tỉ số nén ε : 16.7:1
Loại buồng đốt: Thớng nhất
Góc phun dầu sớm : 21o BTDC
Chiều dài thanh truyền: 334 mm
12


 Động cơ tăng áp
 Valve timing:
Intake

20o
30o
45o
15o


Open
Close
Open
Close

Exhaust

BTDC
ABDC
BBDC
ATDC

3.2. Chọn các thông sớ cho tính tốn nhiệt:
3.2.1. Chọn các thơng sớ cho tính tốn nhiệt:
a) Áp suất khơng khí nạp ( Ρ0 ):
Áp suất khơng khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển:

Ρ0 =0.1

( MN m )
2

b) Nhiệt đợ khơng khí nạp mới ( Τ 0 ):
Nhiệt độ khơng khí nạp mới phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trung bình
của môi trường, nơi xe được sử dụng. Đ iều này hết sức khó khăn đối với các xe thiết kế
để sử dụng ở những vùng có khoảng biến thiên nhiệt độ trong ngày lớn.
Nước ta thuộc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong ngày có thể
0
chọn là t kk =29 ( C ) , do đó:


Τ 0=t kk +273=29+273=302 ( 0 K )
c) Áp suất khí nạp trước xupap nạp ( Ρk ):

( MN m )
2

Động cơ 4 kỳ tăng áp:
MN 2
m

(

)

Chọn Pk = 0.2
d) Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp ( Τ k ):

(0 K )

Động cơ 4 kỳ tăng áp:
Chọn m = 1.5,
⇒ Tk = 340.5

= 40.

(0 K )

e) Áp suất ći q trình nạp ( Ρa ):
Trong q trình tính tốn nhiệt, áp suất cuối q trình nạp Ρa thơng
thường được xác định bằng công thức thực nghiệm.

13


Với động cơ 4 kỳ tăng áp:

⇒ Chọn

Ρa=0.84∗Ρk =0.84∗0.2=0.168

( MN m )
2

f) Áp suất khí sót ( Ρr ):
Là một thông số quan trọng đánh giá mức độ thải sạch sản phẩm cháy
ra khỏi xy lanh động cơ. Tương tự như áp suất cuối quá trình nạp Ρa , áp suất khí sót Ρr
được xác định bằng quan hệ sau:

Ρr =Ρth +ΔΡr

( MN m )
2

ΔΡr - Tổn thất trong quá trình thải, chủ yếu phụ thuộc vào trở lực trên
đường ống thải (động cơ có lắp bình tiêu âm, thiết bị xử lý khí thải, bình chứa khí thải hay
khơng), tốc độ quay của động cơ và tiết diện lưu thơng của họng xupap thải.
2
k ×n
ΔΡr = 2
f th
Giá trị của áp suất khí sót Ρr phụ thuộc vào các yếu tố sau:


-

Diện tích tiết diện thơng qua của xupap xả.
Biên độ, độ cao, góc mở sớm, đóng muộn của xupap xả.
Động cơ có lắp hệ thống tăng áp bằng khí xả hay khơng.
Độ cản của bình tiêu âm, bộ xúc tác khí xả…
Đối với động cơ diesel: Ρr =( 1 .03÷1. 06 ) Ρ0
Thơng thường, giới hạn thấp chọn cho động cơ có tốc độ thấp, động cơ
cao tốc chọn vùng giới hạn cao.
⇒ Chọn Ρr =1 .04∗Ρ 0=1 .04∗0.1=0.104

( MN m )
2

g) Nhiệt đợ khí sót ( Τ r ):
Phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp khí, mức độ giãn nở và sự trao
đổi nhiệt trong quá trình giãn nở và thải.
0
Đối với động cơ diesel: Τ r =700÷900 ( K )

(0 K )
⇒ Chọn
h) Đợ tăng nhiệt đợ khí nạp mới ( ΔΤ ):
Khí nạp mới khi chuyển động trong đường ống nạp vào trong xy lanh
của động cơ do tiếp xúc với vách nóng nên được sấy nóng lên một trị số nhiệt độ là ΔΤ .
Mức độ sấy nóng khí nạp mới phụ thuộc vào tốc độ lưu thơng của khí
nạp, thời gian nạp dài hay ngắn, ngoài ra cũng phụ thuộc vào mức độ trên lệch nhiệt độ
giữa bề mặt tiếp xúc của xy lanh với khí nạp.
Khi tăng nhiệt độ khí nạp mới mật độ của nó sẽ giảm, cho nên dùng

phương pháp đặc biệt để sấy nóng hệ thống nạp của động cơ xăng chỉ có lợi trong phạm
14


vi mà nhiệt lượng cung cấp cho nó được lợi dụng để bốc hơi nhiên liệu. Sấy nóng quá sẽ
ảnh hưởng khơng tốt đến lượng khơng khí nạp vào xy lanh. Trị số tăng nhiệt độ của khí
nạp mới được biểu thị theo cơng thức sau:

ΔΤ=ΔΤ t −ΔΤbh
Trong đó: ΔΤ t - Tăng nhiệt độ của khí nạp mới trong truyền nhiệt.

ΔΤ bh - Mức giảm nhiệt độ của khí nạp mới do bốc hơi nhiên liệu.
Việc tính chính xác ΔΤ gặp nhiều khó khăn do việc tính chọn hệ số
truyền nhiệt và nhiệt độ trung bình của các bề mặt tiếp xúc, hơn nữa việc xác định phần
nhiên liệu bốc hơi trong quá trình nạp rất phức tạp, nên khi tiến hành tính tốn nhiệt của
động cơ người ta thường chọn trị số ΔΤ căn cứ vào số liệu thực nghiệm. Đối với động cơ
0
diesel ΔΤ=10÷35 ( K ) .
i)

0
⇒ Chọn ΔΤ=25 ( K )
Hệ số nạp thêm ( λ1 ):

Hệ số nạp thêm λ1 biểu thị sự tương quan lượng tăng tương đối của
hỗn hợp khí cơng tác sau khi nạp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ ở thể tích V a .
Hệ số nạp thêm chọn ở giới hạn λ1 =1 .02÷1. 07 .
Nếu động cơ thiết kế có tốc độ cao, cơ cấu phân phối khí được thiết kế
hiện đại, có đường ống nạp dài tạo qn tính lớn cho dịng khí nạp có thể chọn λ1 ở giới
hạn cao.

⇒ Chọn
j) Hệ sớ quét buồng cháy ( λ2 ):
Đối với những động cơ khơng tăng áp do khơng có qt buồng cháy
thì chọn λ2 =1 . Động cơ được quét sạch hoàn toàn buồng cháy có λ2 =0 , chỉ xảy ra khi
thể tích buồng cháy V c =0 .
⇒
k) Hệ sớ hiệu đính tỷ nhiệt ( λt ):
Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λt phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp khí
α và nhiệt độ khí sót Τ r .
Thơng thường khi tính cho:
- Động cơ diesel có: α=1 .25÷1. 4 chọn λt =1. 12
l)

Động cơ diesel có: α=1 .5÷1. 8

chọn λt =1.11

Đối với động cơ diesel có α=1 .5 ⇒ Chọn λt =1.11
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z ( ξ z ):
15


Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z ( ξ z ) là thông số biểu thị mức độ lợi
dụng nhiệt của quá trình cháy, hay tỷ lệ lượng nhiên liệu đã cháy tại điểm Z. Có rất nhiều
yếu tố ảnh hưởng đến trị số ξ z như khi tăng số vòng quay mặc dù truyền nhiệt cho vách
xy lanh có giảm đi, song do hiện tượng cháy rớt tăng nên trị số ξ z giảm. Ngoài ra hiện
tượng phân giải sản phẩm cháy cũng ảnh hưởng rất lớn đến hệ số ξ z , hiện tượng này tăng
làm cho ξ z giảm.
Đối với động cơ diesel, ξ z nhỏ hơn động cơ xăng do hiện tượng cháy
rớt nhiều hơn động cơ xăng. Mặt khác, thành phần hỗn hợp công tác của động cơ diesel

không đồng nhất.
Độ bốc hơi của nhiên liệu càng tốt, quá trình tạo hỗn hợp tốt, tốc độ
lan tràn màn lửa càng lớn, ξ z càng tăng.
Khi tăng tải, ξ z tăng vì lượng nhiên liệu cháy ở giai đoạn cháy chính
tăng và ngược lại.
Khi tăng áp hiện tượng phân giải sản phẩm cháy giảm, trị số ξ z lớn.
Trị số thực tế của hệ số lợi dụng nhiệt ξ z được chọn trên cơ sở phân
tích tổng thể các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy phát nhiệt của động cơ và dựa theo
giới hạn các giá trị thực nghiệm. Đối với động cơ diesel ξ z =0. 65÷0 .85 .
⇒ Chọn
m) Hệ sớ lợi dụng nhiệt tại điểm b ( ξ b ):
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ( ξ b ) phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Khi
tốc độ động cơ càng cao, cháy rớt càng tăng dẫn đến ξ b nhỏ.
Đối với động cơ diesel:
-

Tốc độ trung bình: ξ b =0 . 85÷0 .9

-

Cao tốc:

ξ b =0 . 8÷0 .9

ξ b <0. 92
- Tăng áp:
Nếu động cơ thiết kế có tỷ số nén cao, hồ khí sẽ bị nén đến áp suất và
nhiệt độ cao, sẽ bốc cháy nhanh và mãnh liệt làm giảm hiện tượng cháy rớt, ta có thể chọn
ξ b có giá trị lớn, ξ b =0 . 95 .
⇒ Chọn

n) Hệ số dư lượng không khí ( α ):

Μ 0 (kmol) khơng khí. Tuy
Μ
Μ
nhiên lượng khơng khí đi vào xy lanh 1 (kmol) có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn 0 . Điều
Khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu cần

này được đánh giá bằng hệ số dư lượng khơng khí:
16


α=

Μ1
Μ0

Trong đó: Μ 1 - Lượng khơng khí thực tế nạp vào xy lanh.

Μ 0 - Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên
liệu.
Hệ số α ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy:
- Hệ số α nhỏ, hỗn hợp đậm, quá trình cháy diễn ra càng dữ dội, tốc
độ cháy tăng, áp suất tăng, việc lợi dụng nhiệt càng hồn hảo, cơng suất cực đại lớn nhất.
Tuy nhiên do hỗn hợp đậm, quá trình cháy sạch kém, suất tiêu hao nhiên liệu tăng lên, ơ
nhiễm khí thải tăng.
- Hệ số α lớn, hỗn hợp nhạt, nhiên liệu cháy sạch, suất tiêu hao nhiên
liệu giảm, tính tiết kiệm nhiên liệu tăng.
Đối với động cơ đốt trong, tính tốn nhiệt thường phải tính ở chế độ
cơng suất cực đại, hệ số dư lượng khơng khí chọn trong phạm vi như sau: Đối với động

cơ diesel
- Buồng cháy thống nhất: α=1 .45÷1 .75
- Buồng cháy xốy lốc:
- Buồng cháy dự bị:
- Tăng áp:

α=1. 40÷1 .65
α=1 .35÷1. 45
α=1 .70÷2. 20

⇒ Chọn
o) Hệ sớ điền đầy đồ thị công ( ϕ d ):
Hệ số điền đầy đồ thị đánh giá phần hao hụt về diện tích của đồ thị
cơng thực tế so với đồ thị cơng tính tốn.
Hệ số điền đầy đồ thị ϕ d chọn theo số liệu kinh nghiệm. Đối với động
cơ diesel:
-

Buồng cháy thống nhất: ϕ d =0.90÷0 .95

-

Buồng cháy ngăn cách: ϕ d =0.92÷0 .96

⇒ Chọn
p) Tỷ số tăng áp ( λ ):
Là tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp khí trong xy lanh ở cuối quá trình
cháy và quá trình nén:
Ρ
λ= z

Ρc
Trong đó: Ρz - Áp suất cuối q trình cháy.

Ρc - Áp suất cuối quá trình nén.
17


Tỷ số λ càng lớn, lượng nhiên liệu cháy trong q trình đẳng tích
càng nhiều, áp suất cực đại càng cao, áp suất có ích trung bình tăng, suất tiêu hao nhiên
liệu giảm.
- Đối với động cơ cao tốc nên tăng λ để đảm bảo mức độ đồng
đều thành phần của MCCT, độ đồng nhất của hỗn hợp.
- Đối với động cơ tốc độ thấp, do mức độ đồng đều MCCT tốt
hơn nên λ có thể chọn bé.
Trị số λ thường nằm trong phạm vi như sau: Đối với động cơ diesel
Buồng cháy xốy lốc: λ=1. 35÷1 .55
Buồng cháy thống nhất: λ=1. 60÷2. 20
⇒ Chọn
Bảng các thơng sớ cho tính toán nhiệt

18


Tên thơng số

Ký hiệu

Áp suất khơng khí nạp

Po


Áp suất khí nạp trước

Pk

Giá trị
MN
(
m )
0.1
2

0,2

xupap nạp
Nhiệt độ khí nạp

T0

Nhiệt độ khí nạp trước

Tk

( MN m )
2

Τ 0=t kk +273=29+273=302
pk
¿¿
Tk = To .(

po

xupap nạp

Với

m−1
m

– ΔTm

= 340.496 K

ΔTm=40 và m= 1.5

Hệ số dư lượng khơng khí



1.8

Áp suất cuối kỳ nạp

Pa

Ρa=0.84∗Ρk =0.82∗0.2=0.168

Áp suất khí sót

Pr


MN
(
m )
0,104

Nhiệt độ khí sót

Tr

720 K

Độ sấy nóng khí nạp mới

Δ

T

25 K

Hệ số lợi dụng nhiệt tại z

z

0.76

Hệ số lợi dụng nhiệt tai b

b


0,91

Tỷ số tăng áp suất



1.7

Hệ số nạp thêm

1

1,06

Hệ số quét buồn cháy

2

0.4

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt

t

1,11

Chỉ số nén đa biến

m


1,5

Hệ số điền đầy đồ thị

d

0,9

( MN m )
2

2

IV. TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON TRỤC
KHUỶU THANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ.
V. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.
19


20