Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
I.
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN XÂY DỰNG CÁC ĐỒ THỊ
1. Vẽ đồ thị công
1.1.
Xây dựng đường công áp suất trên đường nén
Quá trình nén trong động cơ là quá trình nén đa biến : pvn1=const
Do đó nếu gọi x là điểm bất kỳ trên đường nén thì :
Pc.Vc n1 = Pnx.Vnx n1
1

Vnx = i ta có :
Pc
⇒ Pnx = Pc.  Vnx  n1 . Đặt :
Pnx = n1
Vc


i
 Vc 
Với : Pc = Pa ⋅ ε n1 : áp suất cuối quá trình nén

( MN/m2)

pa : áp suất đầu quá trình nén
Với động cơ diesel: pa =( 0,90,96)pk
Chọn pk= 0,14 áp suất không khí nạp
Chọn : pa=0,9.p k = 0,9.0,14= 0,126 (MN/m2)
Theo số liệu cho tỷ số nén : ε =16,5 là động cơ diesel nên:
n1=(1,341,39). Ta chọn n1=1,35
Với tỉ số nén ε =16,5. Ta có:

Pc = Pa ⋅ ε n1 =0,126.16,5 1,35 = 5,55(MN/m2)
I.1.2. Xây dựng đường công áp suất trên đường giãn nở.
Quá trình giãn nở đa biến, ta có công thức: pvn2=const
Nếu gọi x là điểm bất kì trên đường giãn nở thì:
pz.vzn2=pgnx.vgnxn2
Pgnx = Pz ⋅

1

Vgnx
n2
=i ⇒
 Vnx  . Đặt
Vc


 Vz 
Ở đây :
pz là áp suất cực đại . pz=9,3 (MN/m2)
Có: Vz = ρ .Vc

⇒

Pgnx = Pz.

ρ n2
i n2

: là tỉ số giãn nở sớm.Với động cơ diesel thì  = (1,2  1,7). Chọn  = 1,5
ε 16,5

= 11
Tỉ số giãn nở sau: δ = =
ρ 1,5
n2 : chỉ số giãn nở đa biến. Động cơ diesel: n2 = (1,151,25).
Chọn n2=1,2
Áp suất cuối quá trình giãn nở: Pb =

Pz
9,3
= 1, 2 = 0,52 (MN/m2)
n2
δ
11

I.2.
Lập bảng xác định đường nén và đường giãn nở.
Cho i tăng từ 1 đến ε ta có:
Bảng 1:Các điểm áp suất trên đường nén và đường giãn nở
Giá trị thật
Đường nén
Đường giản nở
n1
n1
n1
n2
Vx
i
i
1/i
pc*1/i

i
1/in2
pz.ρn2/in2
Vc
0.097
1
1.000 1.000
5.550
1.000
1.000
15.128


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
1.5Vc
2Vc
2.50
3Vc
3.5Vc
4Vc
4.5Vc
5Vc
6Vc
7Vc
8Vc
9Vc
10Vc
11Vc
12Vc
13Vc

14Vc
15Vc
16Vc
16.5Vc

0.146
0.195
0.244
0.292
0.341
0.390
0.438
0.487
0.584
0.682
0.779
0.877
0.974
1.071
1.169
1.266
1.364
1.461
1.558
1.607

1.5
2
2.5
3

3.5
4
4.5
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
16.5

1.729
2.549
3.445
4.407
5.426
6.498
7.618
8.782
11.233
13.832
16.564
19.419
22.387

25.461
28.635
31.902
35.259
38.701
42.224
44.015

0.578
0.392
0.290
0.227
0.184
0.154
0.131
0.114
0.089
0.072
0.060
0.051
0.045
0.039
0.035
0.031
0.028
0.026
0.024
0.023

3.210

2.177
1.611
1.259
1.023
0.854
0.729
0.632
0.494
0.401
0.335
0.286
0.248
0.218
0.194
0.174
0.157
0.143
0.131
0.126

1.627
2.297
3.003
3.737
4.497
5.278
6.079
6.899
8.586
10.330

12.126
13.967
15.849
17.769
19.725
21.714
23.733
25.782
27.858
28.906

0.615
0.435
0.333
0.268
0.222
0.189
0.164
0.145
0.116
0.097
0.082
0.072
0.063
0.056
0.051
0.046
0.042
0.039
0.036

0.035

I.3.
Xác định các điểm đặc biệt:
Ta vẽ hệ trục toạ độ (v,p) với tỉ lệ xích:
Vc
0,0974
=
= 0,00974
V
10
Cbd
v
(dm3/mm)
Pz max 9,3
=
= 0,044 (MN/m2.mm)
p = P
210
Zbd
=

π .D 2
3,14.124 2
⋅S =
.125 = 1508770 (mm3) = 1,509 (dm3)
4
4
Vh
1,509

=
= 0,0974 (dm3)
vc =
ε − 1 16,5 − 1
Nên : va=vh+vc=1,509+0,0974 =1,6064 (dm3)
vh :Thể tích công tác của xi lanh
vc: Thể tích buồng cháy
va: Thể tích toàn phần của xi lanh.
Các điểm đặc biệt đó là:
r(vc, Pr) =(0,075 ; 0,107)
pr : áp suất cuối hành trình thải với động cơ diesel: pr =(1,051,10) pth ,
mà pth =(1,02-1,04) po ,chọn pr =1,05.0,102=0,107(MN/m2)
• a (va; pa) = (1,606 ; 0,126) : Điểm cuối hành trình nạp

Ta có : vh =

9.300
6.585
5.038
4.048
3.364
2.866
2.488
2.193
1.762
1.464
1.248
1.083
0.955
0.851

0.767
0.697
0.637
0.587
0.543
0.523


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
• b (va; pb) = (1,606 ; 0,52) : Điểm cuối hành trình giãn nở
• c (vc; pc) = (0,097; 5,55) :
Điểm cuối hành trình nén
• z (vz; pz) = (0,146; 9,3) :
Điểm cuối hành trình cháy
vz=.vc =1,5.0,097 = 0,146(dm3)
Điểm đặc
Giá trị thực
Giá trị vẽ
biệt
r (Vc,pr)
a (Va,pa)
b (Va,pb)
c (Vc, pc)

V[l]
0.097
1.606
1.606
0.097


P[MN/m2]
0.107
0.126
0.520
5.550

V[l]
10.000
165.00
165.00
10.000

P[MN/m2]
2.432
2.864
11.818
126.136

y (Vc,pz)
z (Vz, pz)

0.097
0.146

9.300
9.300

10.000
15.052


211.364
211.364

Chuyển sang giá trị biểu diễn trên đồ thị:
Giá trị vẻ
Vx

pn

pgn

10.000
15.052
20.103
25.155
30.103
35.155
40.206
45.155
50.206
60.206
70.309
80.309
90.412
100.412
110.412
120.515
130.515
140.619
150.619


126.136
72.953
49.485
36.614
28.622
23.247
19.412
16.558
14.363
11.229
9.119
7.615
6.496
5.634
4.954
4.405
3.954
3.577
3.259

343.827
211.364
149.659
114.502
92.001
76.464
65.143
56.557
49.840

40.046
33.283
28.355
24.618
21.694
19.349
17.431
15.835
14.487
13.336


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
160.619
165.000

2.987
2.866

12.342
11.895

Nối các điểm trung gian của đường nén và đường giãn nở với các điểm đặc biệt
ta được đồ thị công lý thuyết.
Dùng đồ thị Bric xác định các điểm:
• Góc phun sớm
c’: ứng với góc φ1 = 10 0
• Mở sớm xu páp nạp
r’:
α1 = 17 0

• Đóng muộn xu páp nạp a’:
α2 = 29 0
• Mở sớm xu páp thải
b’:
α3 = 59 0
• Đóng muộn xu thải
r”:
α4 = 11 0
Dựng nửa vòng tròn bán kính R’ , tâm o là trung điểm đoạn vh.
Vh
1,509
=
= 155,57 mm
µ v 0.0097
v
155,57
⇒ Rbd = hbd =
= 77,785 (mm)
2
2
Rλ
Lấy từ tâm o một khoảng : OO’=
2

Vhbd =

=0,25 :
R=

Tham số kết cấu


S 125
=
= 62,5 (mm)=0,0625(m)
2
2

Ta có tỉ lệ xích :s

S .µ v 125.0,0097
=
= 0,8035
Vh
1,509
λ.R 0,25.62,5
Đoạn OO’ biểu diễn : ΟΟ ' bd = 2µ = 2.0,8035 = 9,723 (mm)
S

có

S
Vh
=
µ S µV

⇒

µs =

I.4.

Hiệu chỉnh đồ thị công:
Xác định các điểm trung gian:
1
3

• Trên đoạn cy lấy điểm c" với c"c = cy
1
2

• Trên đoạn yz lấy điểm z" với yz"= yz
1
2

• Trên đoạn ba lấy điểm b" sao cho bb"= ba
Nối các điểm c'c"z" và đường giãn nở thành đường công liên tục tại ĐCT,
ĐCD và tiếp xúc với đường thải. Ta sẽ nhận được đồ thị công đã hiệu chỉnh.


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112

P

0 0'

18

17°

10°


11°

0

17

59
°

1
2
y

y''

16
15
14

3
z

4
5

13
6

7


8

9

10

12

11

c''

c

b'

b
b''

r

1Vc

a

2Vc

3Vc

4Vc


5Vc

6Vc

7Vc

8Vc

9Vc

10Vc

11Vc

a

12Vc 13Vc 14Vc 15Vc 16Vc 16,5Vc

Hình I.1: Đồ thị công

V


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
2. Tính toán động học và động lực học
2.1.

Tính toán động học.


2.1.1. Đồ thị biểu diễn hành trình của piston S=f(α).
+ Có tỉ lệ xích: µ S = 0,8035( mm / mm ) ; µα = 2 (độ/mm).
+ Đồ thị Brick có nửa đường tròn tâm O bán kính R = S/2. Lấy bán kính R
bằng 1/2 khoảng cách từ Va đến Vc.
+Lấy

về

phía

phải

λ.R 0,25.62,5
=
=
= 9,723( mm / mm )
2µ S 2.0,8035

điểm

O’

một

khoảng

OO’

+ Từ tâm O’ của đồ thị brick kẻ các tia ứng với 10 0 ; 200…1800 .Đồng thời
đánh số thứ tự từ trái qua phải 100 ; 200…1800.

+ Chọn hệ trục tọa độ với trục tung biểu diễn góc quay trục khuỷu, trục
hoành biểu diễn khoảng dịch chuyển của piston.
Gióng các điểm ứng với 100 ; 200…1800 đã chia trên cung tròn đồ thị

+

brick xuống cắt các đường kẻ từ điểm 100 ; 200…1800 tương ứng ở trục tung của
đồ thị S=f(α) để xác định chuyển vị tương ứng.
+
Hình
I.2:
Đồ thị
chuyển
vị

Nối các giao điểm ta có đồ thị biểu diễn hành trình của piston S= f(α).
v

18
17
16
15
14
13
12
11

S=f(α)
2.1.2.
Đồ


10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
01 2

3

4

5

6

7

8

9

10

thị biểu diễn tốc độ của piston v=f(α).


11

12

13

14 15 16 17 18

s


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
Vẽ đường biểu diễn tốc độ theo phương pháp đồ thị :
+ Xác định vận tốc của chốt khuỷu:
ω=

π .n 3,14.2200
=
= 230,27 (rad/s)
30
30

+ Chọn tỷ lệ xích
µvt = ω. µ S = 230,27.0,8035 = 185,02(mm/(s.mm))=0,185 (m/
(s.mm))
+ Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R1 phía dưới đồ thị s(α)
R.ω

62,5.230,27


với R1 = µ = 0,185 = 77,79 (mm)
vt
+ Vẽ đường tròn tâm O bán kính R2 với:

ω.λ
230,27.0,25
= 9,723 (mm)
= 62,5.
2.µ vt
2.185,02
+ Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R1 thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ

R2 = R.

tự 0;1;2 …18.
+ Chia vòng tròn tâm O bán kính R2 thành 18 phần bằng nhau và đánh số thứ
tự 0’; 1’; 2’…18’ theo chiều ngược lại.
+ Từ các điểm 0;1;2…kẻ các đường thẳng góc với AB cắt các đường song
song với AB kẻ từ các điểm 0’;1’;2’…tương ứng tạo thành các giao điểm. Nối các
giao điểm này lại ta có đường cong giới hạn vận tốc của piston. Khoảng cách từ
đường cong này đến nửa đường tròn biểu diễn trị số tốc độ của piston ứng với các góc
α.
* Biểu diễn v = f(s)
Để khảo sát mối quan hệ giữa hành trình piston và vận tốc của piston ta đặt
chúng cùng chung hệ trục toạ độ.
Trên đồ thị chuyển vị s = f(α) lấy trục Ov trùng với trục Oα, trục ngang
biểu diễn hành trình của piston.
Từ các điểm 0 0, 100, 200,...,1800 trên đồ thị Brick ta gióng xuống các
đường cắt đường Ox tại các diểm 0, 1, 2,...,18. Từ các điểm này ta đặt các đoạn

tương ứng từ đồ thị vận tốc, nối các điểm của đầu còn lại của các đoạn ta có đường
biểu diễn v = f(s).


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
d

c

e

3'

f

b

g
h

a

ÐCT 0

4'

5'

6'


2'

7'

1'

8'

0
18'

9'

17'

10'

j

11'

16'
15'

14'

13'

t


i
k

m

l

12'

n

18

p

1

17

2

16

3

15

4

14


13

5
12

6
7

11
8

10

9

Hình I.3: Đồ thị vận tốc V= f(α)
2.1.3.

Xây dựng đồ thị gia tốc j = f ( s )

Để vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston ta sử dụng phương pháp Tole.
+ Chọn hệ trục tọa độ với trục Ox là trục hoành, trục tung là trục biểu diễn
giá trị gia tốc.
+ Trên trục Ox lấy đoạn AB = Vhbd=

S
125
=
= 155,57 (mm)

µ S 0,8035

Tính:

(

)

(

)

j max = R.ω 2 .(1 + λ ) = 62,5. 230,27 2 .(1 + 0,25) = 4142521,32 mm s 2 . .

(

)

(

)

j min = − R.ω 2 .(1 − λ ) = −62,5. 230,27 2 .(1 − 0,25) = -2485512,8 mm s 2 .

EF = -3.R.λ.ω2 = -3.62,5.0,25.230,27 2 = -2485512,8 (mm/s2).
+ Từ điểm A tương ứng với điểm chết trên lấy lên phía trên một đoạn
AC = j max bd =80(mm)
j

max

=
=> µ j = j
max bd

4142521,32
= 51781,5 (mm/s2mm)
80

+ Từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy xuống dưới một đoạn

ÐCD


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
BD = jmin bd =

j min

µj

=

− 2485512,8
51781,5

= 48(mm) .

Nối C với D. Đường thẳng CD cắt trục hoành Ox tại E. Từ E lấy xuống
dưới một đoạn EF=


− 2485512,8
51781,5

= 48( mm) . Nối CF và FD, đẳng phân định hướng

CF thành 8 phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0; 1 ;2…đẳng phân định FD thành 8
phần bằng nhau và đánh số thứ tự 0’ ;1’; 2’…vẽ các đường bao trong tiếp tuyến
11’;22’;33’…Ta có đường cong biểu diễn quan hệ j = f ( s ) .

C
1'
2'
3'
74
0.
16
18

A

E

4'

B

5'
6'

F

Hình I.4: Đồ thị gia tốc j=f(x)

1 2 3 4 5 6

D


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
2.2.

Tính toán động lực học.

2.2.1. Đường biểu diễn lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh
tiến Pj=f(s)
Vẽ theo phương pháp Tole với trục hoành đặt trùng với P0 ở đồ thị công, trục
tung biểu diễn giá trị Pj .
Vẽ đường biểu diễn lực quán tính được tiến hành theo các bước như sau:
+ Chọn tỉ lệ xích trùng với tỉ lệ xích đồ thị công:
µ Pj = µ p = 0,044( MN / m 2 .mm)
+ Xác định khối lượng chuyển động tịnh tiến:
m’ = mpt + m1
Trong đó: m’ - Khối lượng chuyển động tịnh tiến (kg).
mpt = 1,7 (kg) - Khối lượng nhóm piston.
m1 - Khối lượng thanh truyền qui về tâm chốt piston (kg).
Theo công thức kinh nghiệm:
m1 = (0,275 ÷ 0,350).mtt. Lấy m1 = 0,3.2,2 = 0,66(kg).
mtt = 2,2 (kg) - Khối lượng nhóm thanh truyền.
 m’ = mpt + m1 = 1,7+0,66 = 2,36(kg)
Để đơn giản hơn trong tính toán và vẽ đồ thị ta lấy khối lượng trên một đơn
vị diện tích của một đỉnh piston:

m'.
2,36
m'
2
m = F = πD = 3,14.(124.10 −3 ) 2 =195,52 (kg/m2)
pt
4
4

Áp dụng công thức tính lực quán tính: pj = - m.j , ta có:
pjmax = - m.jmax = -195,52. 4142,52132

= -809945,7685(N/m2) =

-0,81MN/m2).
pjmin

= -m.jmin

=

-195,52.(-2485,5128) = 485976,46(N/m2) =

0,486(MN/m2)
Giá trị biểu diễn của Pjmax:
AC =

Pj max

µP


=

0,81
= 18,4 [mm].
0,044


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
Giá trị biểu diễn của Pjmin:
BD =

Pj min

=

0,486
= 11 [mm].
0,044

µP
Nối CD cắt AB tại E. Lấy EF:
EF=-3.m.R2 = -3.195,52.0,0625.0,25.230,272
= -485967,46(N/m2) = -0,486(MN/m2)
Giá trị biểu diễn EF:
EF 0,486
=
= 11 [mm].
µ P 0,044
Nối CF và DF. Phân các đoạn CF và DF thành các đoạn nhỏ bằng nhau ghi các số

1,2,3,4…và 1’,2’,3’,4’….
Nối 11’,22’,33’,44’…..Đường bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của
hàm số Pj=f(s).
EF =


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112

P

0 0'

18

17°

10°

11°

0

17

59°

1
2
y


y''

16
15
14

3
z
4
5

13
6

7

8

10

9

12

11

c''

c


C
b'

1
r

A

1Vc

3
2Vc

3Vc

4Vc

b
b''

2
5Vc

6Vc

7Vc 4 8Vc

9Vc

10Vc


E

5

a

a

B

11Vc 12Vc 13Vc 14Vc 15Vc 16Vc 16,5Vc

F

Đồ thị - Pj

1'

2'

3'

4'

5'

D

V



Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
2.2.2. Khai triển các đồ thị.
a) Vẽ và khai triền đồ thị công P-V thành đồ thị công P1
Vẽ hệ trục vuông góc P-α. Trục ngang lấy bằng giá trị P o. Trên trục O-α ta chia
thành các giá trị góc với các tỷ lệ xích: µα=2 độ/mm. Sử dụng đồ thị Brich để khai
triển đồ thị P-V thành đồ thị p-α.
Từ các điểm chia trên đồ thị Brich, dóng các đường thẳng song song với trục
OP và cắt đồ thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn các quá trình nén, giãn
nỡ hoặc thải. Qua các giao điểm này ta vẽ các đường ngang song song với trục
hoành sang hệ tọa độ P-α. Từ các điểm chia trên tọa độ OP, ta kẻ các đường thẳng
đứng song song với trục OP, những đường thẳng này cắt các đường nằm ngang tại
các điểm tương ứng với các góc chia của đồ thị Brich và phù hợp với các quá trình
làm việc của động cơ.
α(độ)

pkt

-pj

pj

p1

p1 tính

0
10
20

30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220

1.00
1.50
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90

1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90
1.90

17.80
17.30
15.80
14.00
11.30
8.00
4.80
1.80
-2.00
-4.20
-6.20
-8.20
-9.20
-10.20
-10.40

-10.80
-11.00
-11.10
-11.20
-11.10
-11.00
-10.80
-10.40

-17.80
-17.30
-15.80
-14.00
-11.30
-8.00
-4.80
-1.80
2.00
4.20
6.20
8.20
9.20
10.20
10.40
10.80
11.00
11.10
11.20
11.10
11.00

10.80
10.40

-16.80
-15.80
-13.90
-12.10
-9.40
-6.10
-2.90
0.10
3.90
6.10
8.10
10.10
11.10
12.10
12.30
12.70
12.90
13.00
13.10
13.00
12.90
12.70
12.30

-0.74
-0.70
-0.61

-0.53
-0.41
-0.27
-0.13
0.00
0.17
0.27
0.36
0.44
0.49
0.53
0.54
0.56
0.57
0.57
0.58
0.57
0.57
0.56
0.54


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
230
240
250
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
510
520
530
540
550
560
570
580
590

600
610
620
630
640
650
660
670

1.90
2.00
2.50
3.00
4.00
5.00
7.00
9.50
15.50
24.50
39.50
66.90
103.00
152.50
209.00
193.00
126.00
82.00
57.00
41.00
31.00

25.50
20.50
17.00
14.50
13.00
12.00
10.50
9.50
8.50
7.50
6.50
3.50
2.00
1.00
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50

-10.20
-9.20
-8.20
-6.20
-4.20

-2.00
1.80
4.80
8.00
11.30
14.00
15.80
17.30
17.80
17.30
15.80
14.00
11.30
8.00
4.80
1.80
-2.00
-4.20
-6.20
-8.20
-9.20
-10.20
-10.40
-10.80
-11.00
-11.10
-11.20
-11.10
-11.00
-10.80

-10.40
-10.20
-9.20
-8.20
-6.20
-4.20
-2.00
1.80
4.80
8.00

10.20
9.20
8.20
6.20
4.20
2.00
-1.80
-4.80
-8.00
-11.30
-14.00
-15.80
-17.30
-17.80
-17.30
-15.80
-14.00
-11.30
-8.00

-4.80
-1.80
2.00
4.20
6.20
8.20
9.20
10.20
10.40
10.80
11.00
11.10
11.20
11.10
11.00
10.80
10.40
10.20
9.20
8.20
6.20
4.20
2.00
-1.80
-4.80
-8.00

12.10
11.20
10.70

9.20
8.20
7.00
5.20
4.70
7.50
13.20
25.50
51.10
85.70
134.70
191.70
177.20
112.00
70.70
49.00
36.20
29.20
27.50
24.70
23.20
22.70
22.20
22.20
20.90
20.30
19.50
18.60
17.70
14.60

13.00
11.80
10.90
10.70
9.70
8.70
6.70
4.70
2.50
-1.30
-4.30
-7.50

0.53
0.49
0.47
0.40
0.36
0.31
0.23
0.21
0.33
0.58
1.12
2.25
3.77
5.93
8.43
7.80
4.93

3.11
2.16
1.59
1.28
1.21
1.09
1.02
1.00
0.98
0.98
0.92
0.89
0.86
0.82
0.78
0.64
0.57
0.52
0.48
0.47
0.43
0.38
0.29
0.21
0.11
-0.06
-0.19
-0.33



Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
680
690
700
710
720

0.50
0.50
0.50
0.50
1.50

11.30
14.00
15.80
17.30
17.80

-11.30
-14.00
-15.80
-17.30
-17.80

-10.80
-13.50
-15.30
-16.80
-16.30


-0.48
-0.59
-0.67
-0.74
-0.72

b) Khai triển đồ thị Pj-V thành P-α.
µα = 2 (Độ/mm)
µp1= µpj = µpkt = 0,044 (MN/m2mm)
Cách khai triển đồ thị này giống như cách khai triển đồ thị P-V. Tuy vậy, phải
cần chú ý đến dấu của lực -PJ, do đó khi chuyển sang đồ thị PJ-α cần phải đổi dấu.
c) Vẽ đồ thị P1 = f(α).
Từ trên đồ thị khai triển Pkt-α với PJ-α ta tiến hành cộng đồ thị theo công
thức:
P1=Pkt+PJ.
Các đồ thị khai triển Ta có thể khai triển trực tiếp đồ thị P J-α từ đồ thị P-V.
Giá trị P1 được xác định từ hai đường công P J với các đường công biễu diễn quá
trình công tác của động cơ.

Hình I.5: Đồ thị khai triển


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
2.2.3. Vẽ đồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến T=f(α), lực pháp tuyến
Z=f(α), và lực ngang N=f(α).
Với các công thức sau:
Z = P1

cos( α + β )  MN 

cos β  m 2 

T = P1

sin ( α + β )  MN 
cos β  m 2 

N=P1tgβ

Trong hệ tọa độ vuông góc với tỷ lệch xích:
µT=µZ =µN=0,044 [MN/m2mm]
Từ các giá trị P1 tính được trong các cộng đồ thị ở trên và các giá trị α, β tra
trong các bảng tra 2 và 3. Sau khi tính toán ta có được các giá trị của T, Z, N trong
bảng sau:

P1
tính
-0.74
-0.70
-0.61
-0.53
-0.41
-0.27
-0.13
0.00
0.17
0.27
0.36
0.44
0.49

0.53
0.54
0.56
0.57
0.57
0.58
0.57
0.57
0.56
0.54
0.53
0.49
0.47

α(độ) β(độ)
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

0.00
2.49
4.91
7.18
9.25
11.04
12.51
13.59
14.26
14.48
14.26
13.60
12.52
11.06
9.27
7.20
4.93
2.51

0.02
-2.47
-4.88
-7.16
-9.23
-11.03
-12.49
-13.58

sin(α+β)/
cos β

cos(α+β)/
cos β

T

Z

tg β

N

0.00
0.22
0.42
0.61
0.77
0.89
0.98

1.02
1.03
1.00
0.94
0.86
0.76
0.64
0.52
0.39
0.26
0.13
0.00
-0.13
-0.26
-0.39
-0.52
-0.64
-0.75
-0.86

1.00
0.98
0.91
0.80
0.66
0.49
0.31
0.12
-0.08
-0.26

-0.42
-0.57
-0.69
-0.79
-0.87
-0.93
-0.97
-0.99
-1.00
-0.99
-0.97
-0.93
-0.87
-0.79
-0.69
-0.57

0.00
-0.15
-0.26
-0.32
-0.32
-0.24
-0.12
0.00
0.18
0.27
0.34
0.38
0.37

0.34
0.28
0.22
0.15
0.08
0.00
-0.07
-0.15
-0.22
-0.28
-0.34
-0.37
-0.40

-0.74
-0.68
-0.56
-0.43
-0.27
-0.13
-0.04
0.00
-0.01
-0.07
-0.15
-0.25
-0.34
-0.42
-0.47
-0.52

-0.55
-0.57
-0.58
-0.57
-0.55
-0.52
-0.47
-0.42
-0.34
-0.27

0.00
0.04
0.09
0.13
0.16
0.20
0.22
0.24
0.25
0.26
0.25
0.24
0.22
0.20
0.16
0.13
0.09
0.04
0.00

-0.04
-0.09
-0.13
-0.16
-0.19
-0.22
-0.24

0.00
-0.03
-0.05
-0.07
-0.07
-0.05
-0.03
0.00
0.04
0.07
0.09
0.11
0.11
0.10
0.09
0.07
0.05
0.03
0.00
-0.02
-0.05
-0.07

-0.09
-0.10
-0.11
-0.11


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
0.40
0.36
0.31
0.23
0.21
0.33
0.58
1.12
2.25
3.77
5.93
8.43
7.80
4.93
3.11
2.16
1.59
1.28
1.21
1.09
1.02
1.00
0.98

0.98
0.92
0.89
0.86
0.82
0.78
0.64
0.57
0.52
0.48
0.47
0.43
0.38
0.29
0.21
0.11
-0.06
-0.19
-0.33
-0.48
-0.59
-0.67

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
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620

630
640
650
660
670
680
690
700

-14.25
-14.48
-14.27
-13.61
-12.53
-11.07
-9.28
-7.22
-4.95
-2.53
-0.05
2.44
4.86
7.14
9.21
11.01
12.48
13.57
14.25
14.48
14.27

13.61
12.54
11.09
9.30
7.24
4.97
2.56
0.07
-2.42
-4.84
-7.12
-9.19
-11.00
-12.47
-13.57
-14.25
-14.48
-14.27
-13.62
-12.55
-11.10
-9.32
-7.26
-4.99

-0.94
-1.00
-1.03
-1.02
-0.98

-0.89
-0.77
-0.61
-0.43
-0.22
0.00
0.21
0.42
0.61
0.76
0.89
0.98
1.02
1.03
1.00
0.94
0.86
0.76
0.64
0.52
0.39
0.26
0.13
0.00
-0.13
-0.26
-0.39
-0.51
-0.64
-0.75

-0.85
-0.94
-1.00
-1.03
-1.02
-0.98
-0.90
-0.77
-0.62
-0.43

-0.43
-0.26
-0.08
0.11
0.31
0.49
0.66
0.80
0.91
0.98
1.00
0.98
0.91
0.81
0.66
0.50
0.31
0.12
-0.07

-0.25
-0.42
-0.57
-0.69
-0.79
-0.87
-0.93
-0.97
-0.99
-1.00
-0.99
-0.97
-0.93
-0.87
-0.79
-0.70
-0.57
-0.43
-0.26
-0.08
0.11
0.30
0.49
0.66
0.80
0.91

-0.38
-0.36
-0.32

-0.23
-0.20
-0.29
-0.45
-0.69
-0.96
-0.83
-0.02
1.79
3.27
2.98
2.38
1.92
1.55
1.31
1.25
1.09
0.96
0.86
0.74
0.63
0.48
0.35
0.23
0.11
0.00
-0.08
-0.15
-0.20
-0.25

-0.30
-0.32
-0.33
-0.28
-0.21
-0.11
0.06
0.19
0.30
0.37
0.37
0.29

-0.17
-0.09
-0.02
0.03
0.06
0.16
0.38
0.90
2.04
3.68
5.93
8.25
7.11
3.97
2.07
1.07
0.50

0.15
-0.09
-0.28
-0.43
-0.57
-0.67
-0.77
-0.80
-0.83
-0.83
-0.81
-0.78
-0.64
-0.55
-0.48
-0.42
-0.37
-0.30
-0.22
-0.13
-0.05
-0.01
-0.01
-0.06
-0.16
-0.31
-0.47
-0.61

-0.25

-0.26
-0.25
-0.24
-0.22
-0.20
-0.16
-0.13
-0.09
-0.04
0.00
0.04
0.09
0.13
0.16
0.19
0.22
0.24
0.25
0.26
0.25
0.24
0.22
0.20
0.16
0.13
0.09
0.04
0.00
-0.04
-0.08

-0.12
-0.16
-0.19
-0.22
-0.24
-0.25
-0.26
-0.25
-0.24
-0.22
-0.20
-0.16
-0.13
-0.09

-0.10
-0.09
-0.08
-0.06
-0.05
-0.06
-0.09
-0.14
-0.19
-0.17
0.00
0.36
0.66
0.62
0.50

0.42
0.35
0.31
0.31
0.28
0.26
0.24
0.22
0.19
0.15
0.11
0.07
0.04
0.00
-0.03
-0.05
-0.06
-0.08
-0.09
-0.09
-0.09
-0.07
-0.05
-0.03
0.01
0.04
0.06
0.08
0.08
0.06



Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
-0.74
-0.72

710
720

-2.58
-0.09

-0.22
-0.01

0.98
1.00

0.17
0.01

-0.72
-0.72

-0.05
0.00

Giá trị vẽ:µT = µN = µZ = 0,044 (MN/m2mm), µα = 2 ( Độ/mm)
α(độ)


T

Z

N

α(độ)

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
300

0.00
-3.42
-5.87
-7.37
-7.21
-5.44
-2.83
0.10
4.01
6.10
7.62
8.66
8.39
7.76

6.38
4.98
3.39
1.72
0.00
-1.68
-3.35
-4.95
-6.36
-7.73
-8.44
-9.16
-8.65
-8.19
-7.20
-5.32
-4.60

-16.80
-15.44
-12.65
-9.72
-6.22
-3.01
-0.89
0.01
-0.30
-1.57
-3.43
-5.74

-7.67
-9.58
-10.70
-11.79
-12.50
-12.90
-13.10
-12.90
-12.50
-11.81
-10.72
-9.60
-7.77
-6.11
-3.92
-2.14
-0.55
0.58
1.43

0.00
-0.69
-1.19
-1.52
-1.53
-1.19
-0.64
0.02
0.99
1.58

2.06
2.44
2.46
2.36
2.01
1.60
1.11
0.57
0.00
-0.56
-1.10
-1.59
-2.00
-2.36
-2.48
-2.58
-2.34
-2.12
-1.78
-1.26
-1.04

370
380
390
400
410
420
430
440

450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670

40.73
74.22
67.84
54.06
43.57
35.31

29.84
28.30
24.73
21.86
19.51
16.82
14.29
10.89
8.00
5.16
2.50
0.00
-1.86
-3.35
-4.57
-5.61
-6.82
-7.29
-7.43
-6.29
-4.69
-2.57
1.33
4.21
6.71

187.50
161.61
90.22
46.98

24.35
11.29
3.48
-1.99
-6.28
-9.75
-12.85
-15.30
-17.54
-18.16
-18.83
-18.88
-18.45
-17.70
-14.49
-12.61
-10.98
-9.51
-8.51
-6.75
-4.99
-2.87
-1.24
-0.21
-0.14
-1.30
-3.65

8.17
15.07

14.02
11.46
9.53
8.01
7.05
6.98
6.38
5.90
5.50
4.94
4.35
3.42
2.58
1.69
0.83
0.00
-0.62
-1.10
-1.47
-1.76
-2.08
-2.14
-2.10
-1.70
-1.21
-0.64
0.31
0.96
1.47


0.03
0.00


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
310
320
330
340
350
360

-6.70
-10.16
-15.61
-21.77
-18.87
0.00

3.68
8.70
20.42
46.44
83.68
134.70

-1.47
-2.16
-3.23
-4.42

-3.79
0.00

680
690
700
710
720

8.34
8.30
6.57
3.76
0.00

-7.08
-10.78
-13.88
-16.39
-16.30

1.77
1.72
1.34
0.76
0.00

Hình I.6: Đồ thị N-T-Z
2.2.4. Vẽ đồ thị ΣT=f(α)
Dựa vào thứ tự làm việc của động cơ để ta xác định các góc làm việc α1, α2,

α3, α4, α5, α6, α7, α8, của các khuỷu. Thứ tự làm việc của động cơ là: 1-4-2-6-3-5
Vậy góc lệch công tác của động cơ là:
δ ct =

180 o τ 180.4
=
= 120 0
i
6

Góc lệch giữa hai hàng xi lanh: δ=1200


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
Lập bảng để xác định các góc của trục khuỷu ta có:
Khi trục khuỷu 1 nằm ở vị trí α1=00 thì:
+ Khuỷu 2 ở vị trí α2=4800
+ Khuỷu 3 ở vị trí α3=2400
+ Khuỷu 4 ở vị trí α4=6000
+ Khuỷu 5 ở vị trí α5=1200
+ Khuỷu 6 ở vị trí α6=3600
00

1800

3600

5400

7200

Hút

1
2
3
4
5
6

Nén
Thải

Cháy nổ
Hút

Thải
Nén

Cháy nổ

Nén

Cháy nổ

Thải

Hút

Thải


Hút

Nén

Cháy nổ

Nén

Cháy nổ

Cháy nổ

Thải

Thải
Hút

Hút
Nén

Trị số của Ti = f(α) đã có ở bảng T, căn cứ vào bảng đó mà ta tra các giá trị tương
ứng mà Ti đã định theo αi, sau đó cộng tất cả các giá trị của T i lại ta có giá trị của
ΣT:
ΣT=T1+T2+T3+T4 +T5+T6
Sau khi có đường ΣT = f(α) ta vẽ đường ΣTtb (đại diện cho mômen cản)
α3

α1

T1


α2

0

0.00

480

10

3.42

490

14.29

250

500

10.8
9

260

510

8.00


270

520

5.16

280

530

2.50

290

540

0.06

300

20
30
40
50
60

5.87
7.3
7
7.21

5.44
-

T2
16.8
2

240

α5
α6
∑T
T4
T5
T6
8.3 36
-8.44
120
-0.54
9
7.29
9
0
61
13 7.7 37 40.7
-9.16
7.4
42.77
0
0

6
0
3
3
14 6.3 38
-8.65 620
74.22 70.69
6.29 0
8
0
63
39 67.8
-8.19
4.6 150 4.98
60.56
0
0
4
9
64
16 3.3
-7.20
400 54.06 45.62
0 2.57 0
9
1.3 17
41
-5.32 650
1.72
43.57 38.37

3
0
0
-4.60 66 4.21 18 0.02 420 35.3 32.17
T3

α4
60
0


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
2.83

0

0

70

0.1
0

550

-1.86

310

80


4.0
1

560

-3.35

320

90

6.1
0

570

-4.57

330

100

7.62

580

-5.61

340


700 6.57 220
21.77

21.8
6

2.33

110

8.6
6

590

-6.82

350

18.8
7

71
0

3.7
6

19.5

1

-1.49

120

8.3
9

600

-7.29

360

-0.54 720

0.1
3

16.8
2

9

-6.70
10.1
6
15.6
1


67
0

6.7
1

19
0

68
0

8.3
4

200

69
0

8.3
0

210

1
1.6
8
3.3

5

43
0

29.84 26.41

440 28.30 23.79

450 24.73 14.01
4.95

46
6.3
0
6
230 7.7 470
3
240
480
8.44

Hình I.7: Đồ thị ΣT

2.2.5. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu
Các bước tiến hành: Vẽ trục tọa độ vuông góc Z-T. Trục Z có chiều hướng
xuống dưới, có gốc là O1.


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112

Chọn tỷ lệ xích: µT=µZ=0,044 [

MN
]
m 2 mm

Đặt các giá trị từ bảng Z, T lên trục tương ứng, với mỗi cặp điểm ta ghi 0, 1,
2, ..., 72. Nối các điểm đó lại ta có đường của đồ thị véctơ phụ tải tác dụng lên
chốt khuỷu.
Dịch gốc tọa độ để tìm gốc của tọa độ của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt
khuỷu bằng cách đặt véctơ PRo lên (đại diện cho lực ly tâm tác dụng lên chốt
khuỷu).
Tính giá trị lực của lực quán tính ly tâm:
 MN 
π .D 2 3,14.124 2 .10 −6
PRo = − m2 .R.ω 2  2
F pt =
=
= 12.10 −3 (m 2 )

 m mm  ;
4
4

Khối lượng nhóm tt: mtt =2,2 kg
Khối lượng nhóm thanh truyền tham gia chuyển động thẳng
m1=(0,275 ÷ 0,35).mtt.
Suy ra:

m1=0,3.2,2=0,66 kg


Khối lượng nhóm thanh truyền tham gia chuyển động quay
m2 = (0,65 ÷ 0,725).mtt
Syu ra

m2 = 0,7.2,2=1,54kg
ω=

π.n π.2200
 rad 
=
= 230,3
30
30
 s 

PR0= - m 2 .R. W 2 =-1,54.0,0625.230,32 = -5104.9N = -0,005105 MN
Vậy khối lượng chuyển động quay của thanh truyền trên đơn vị diện tích:
PR0=

PRo
0,005105
=−
= −0,425 MN/m2
Fp
12.10 −3

Biễu diễn PR0bd=

− 0,425

= −9,66 mm
0,044

Giá trị dịch chuyển hệ trục trên bản vẽ OO1=9,66 (mm)
Vậy ta xác định được đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Nối O với bất
kỳ điểm nào ta đều có: Q = PRo + T + Z


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112

Q có giá, trị bằng OA , có góc là O và A là một trong các điểm¸ thuộc đường
công.
+ Chiều tác dụng là chiều từ O đến A
+ Điểm tác dụng là điểm a trên phương kéo dài của AO cắt vòng tròn tượng trưng
cho mặt chốt khuỷu.

α(độ)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

T
0.00
-3.42
-5.87
-7.37
-7.21
-5.44
-2.83

0.10
4.01
6.10
7.62
8.66
8.39
7.76
6.38
4.98
3.39
1.72
0.02
-1.68
-3.35
-4.95
-6.36
-7.73
-8.44
-9.16
-8.65
-8.19
-7.20
-5.32
-4.60
-6.70
-10.16
-15.61

Z
-16.80

-15.44
-12.65
-9.72
-6.22
-3.01
-0.89
0.01
-0.30
-1.57
-3.43
-5.74
-7.67
-9.58
-10.70
-11.79
-12.50
-12.90
-13.10
-12.90
-12.50
-11.81
-10.72
-9.60
-7.77
-6.11
-3.92
-2.14
-0.55
0.58
1.43

3.68
8.70
20.42

N
0.00
-0.69
-1.19
-1.52
-1.53
-1.19
-0.64
0.02
0.99
1.58
2.06
2.44
2.46
2.36
2.01
1.60
1.11
0.57
0.01
-0.56
-1.10
-1.59
-2.00
-2.36
-2.48

-2.58
-2.34
-2.12
-1.78
-1.26
-1.04
-1.47
-2.16
-3.23

α(độ)
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55

56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70

T
40.73
74.22
67.84
54.06
43.57
35.31
29.84
28.30
24.73
21.86
19.51
16.82
14.29

10.89
8.00
5.16
2.50
0.06
-1.86
-3.35
-4.57
-5.61
-6.82
-7.29
-7.43
-6.29
-4.69
-2.57
1.33
4.21
6.71
8.34
8.30
6.57

Z
187.50
161.61
90.22
46.98
24.35
11.29
3.48

-1.99
-6.28
-9.75
-12.85
-15.30
-17.54
-18.16
-18.83
-18.88
-18.45
-17.70
-14.49
-12.61
-10.98
-9.51
-8.51
-6.75
-4.99
-2.87
-1.24
-0.21
-0.14
-1.30
-3.65
-7.08
-10.78
-13.88

N
8.17

15.07
14.02
11.46
9.53
8.01
7.05
6.98
6.38
5.90
5.50
4.94
4.35
3.42
2.58
1.69
0.83
0.02
-0.62
-1.10
-1.47
-1.76
-2.08
-2.14
-2.10
-1.70
-1.21
-0.64
0.31
0.96
1.47

1.77
1.72
1.34


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112
34
35
36

-21.77
-18.87
-0.54

46.44
83.68
134.70

-4.42
-3.79
-0.11

71
72

3.76
0.13

-16.39
-16.30


0.76
0.03


Đồ án thiết kế động cơ đốt trong DM6-0112

Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu
2.2.6. Vẽ đồ thị tác dụng lên đầu to thanh truyền
+ Các bước tiến hành: