TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

Đề bài:
Động cơ

1.3carb accent Huyndai

Đường kính xilanh (mm) D

71,5 mm

Hành trình Piston (mm) S

83,5 mm

Số Xilanh i

4

Công suất Ne

70 mã lực

Số vòng quay n

5500 vòng/phút

Tỷ số nén ε

9,5

Suất tiêu hao nhiên liệu ge

- (g/ml.h)

Xupáp nạp mở sớm φ1

14o

Xupáp nạp đóng muộn φ2

59o

Xupáp thải mở sớm φ3

59o

Xupáp thải đóng muộn φ4

19o

Góc đánh lửa sớm φs

12o

Áp suất cuối hành trình nạp pa

0,88 KG/ cm2

Áp suất kh í s ót


19,0 KG/ cm2

Áp suất cuối hành trình cháy pz

68,6 KG/ cm2

Áp cuối hành trình giãn nở pb

4,02 KG/ cm2

Áp suất cuối kì thải pr

1,14 Mpa

Khối lượng nhóm Piston Mpt

0,54 Kg

Khối lượng nhóm thanh truyền Mtt

0,73 Kg

*Yêu cầu: Vẽ trục khuỷu và tính bến trục khuỷu

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

………………………………...…………...…(1)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC


Phần I
ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ CỦA TRỤC
KHUỶU THANH TRUYỀN
I. Tính toán động lực học của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền
Nhiệm vụ chủ yếu của tính toán động học cơ cấu trục khuỷu –thanh truyền là nghiên
cứu quy luật chuyển động của piston
Xác định vận tốc góc của động cơ:
ω=

2.π .n 2.3,14.5500
=
= 575,667(rad / s)
60
60

với n = 5500
1. Chuyển vị của piston
ta có công thức tính gần đúng chuyển vị của piston
λ


S p = R (1 − cos ϕ ) + (1 − cos 2ϕ ) (mm)


4



Trong đó: Sp: độ dịch chuyển của piston

R: bán kính quay của trục khuỷu
λ: tham số kết cấu ( chọn λ = ¼)
φ: góc quay của trục khuỷu
Ta có bảng tính độ dịch chuyển của piston

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(2)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC
STT

φ

Radian

1-cosφ

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

x1

1-cos2φ

x2

x

………………………………...…………...…(3)



TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC
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
34
35
36

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
310
320
330
340
350
360

0.0000
0.1745
0.3491
0.5236
0.6981
0.8727
1.0472
1.2217
1.3963
1.5708
1.7453
1.9199
2.0944

2.2689
2.4435
2.6180
2.7925
2.9671
3.1416
3.3161
3.4907
3.6652
3.8397
4.0143
4.1888
4.3633
4.5379
4.7124
4.8869
5.0615
5.2360
5.4105
5.5851
5.7596
5.9341
6.1087
6.2832

0.0000
0.0152
0.0603
0.1340
0.2340

0.3572
0.5000
0.6580
0.8264
1.0000
1.1736
1.3420
1.5000
1.6428
1.7660
1.8660
1.9397
1.9848
2.0000
1.9848
1.9397
1.8660
1.7660
1.6428
1.5000
1.3420
1.1736
1.0000
0.8264
0.6580
0.5000
0.3572
0.2340
0.1340
0.0603

0.0152
0.0000

0.00
0.63
2.49
5.53
9.65
14.74
20.62
27.14
34.09
41.25
48.41
55.36
61.87
67.76
72.85
76.97
80.01
81.87
82.50
81.87
80.01
76.97
72.85
67.77
61.88
55.36
48.41

41.25
34.09
27.14
20.63
14.74
9.65
5.53
2.49
0.63
0.00

0.0000
0.0603
0.2340
0.5000
0.8264
1.1736
1.5000
1.7660
1.9397
2.0000
1.9397
1.7660
1.5000
1.1736
0.8264
0.5000
0.2340
0.0603
0.0000

0.0603
0.2340
0.5000
0.8264
1.1736
1.5000
1.7660
1.9397
2.0000
1.9397
1.7660
1.5000
1.1737
0.8264
0.5000
0.2340
0.0603
0.0000

0.00
0.16
0.60
1.29
2.13
3.03
3.87
4.55
5.00
5.16
5.00

4.55
3.87
3.03
2.13
1.29
0.60
0.16
0.00
0.16
0.60
1.29
2.13
3.03
3.87
4.55
5.00
5.16
5.00
4.55
3.87
3.03
2.13
1.29
0.60
0.16
0.00

Đồ thị chuyển vị:
Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(4)


0.00
0.78
3.09
6.82
11.78
17.76
24.49
31.69
39.09
46.41
53.41
59.91
65.74
70.79
74.98
78.26
80.62
82.03
82.50
82.03
80.62
78.26
74.98
70.79
65.74
59.91
53.41
46.41
39.09
31.69

24.49
17.76
11.78
6.82
3.09
0.78
0.00


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

2.Vận tốc của piston
Công thức tính gần đúng:
λ
v p = R.ω (sin ϕ + sin 2ϕ ) (m/s)
2

Trong đó:
Vp: vận tốc của piston
R: bán kính quay của trục khuỷu
λ: tham số kết cấu
ω: vận tốc góc của trục khuỷu
φ: góc quay của trục khuỷu
Bảng giá trị vận tốc của piston

STT
0

φ
0


sinφ
0

ω
575.667

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

v1
0

sin2φ
0

v2
0

v
0

………………………………...…………...…(5)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

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
34

35
36

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
310
320
330
340
350
360

0.1736
0.342
0.5
0.6428
0.766
0.866
0.9397
0.9848
1
0.9848
0.9397
0.866
0.766
0.6428
0.5
0.342
0.1736
0
-0.1736
-0.342

-0.5
-0.6428
-0.766
-0.866
-0.9397
-0.9848
-1
-0.9848
-0.9397
-0.866
-0.766
-0.6428
-0.5
-0.342
-0.1736
0

575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667

575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667
575.667

3.9
7.68
11.23
14.43
17.2
19.44

21.1
22.11
22.45
22.11
21.1
19.44
17.2
14.43
11.23
7.68
3.9
0
-3.9
-7.68
-11.23
-14.43
-17.2
-19.44
-21.1
-22.11
-22.45
-22.11
-21.1
-19.44
-17.2
-14.43
-11.23
-7.68
-3.9
0


0.342
0.6428
0.866
0.9848
0.9848
0.866
0.6428
0.342
0
-0.342
-0.6428
-0.866
-0.9848
-0.9848
-0.866
-0.6428
-0.342
0
0.342
0.6428
0.866
0.9848
0.9848
0.866
0.6428
0.342
0
-0.342
-0.6428

-0.866
-0.9848
-0.9848
-0.866
-0.6428
-0.342
0

0.96
1.8
2.43
2.76
2.76
2.43
1.8
0.96
0
-0.96
-1.8
-2.43
-2.76
-2.76
-2.43
-1.8
-0.96
0
0.96
1.8
2.43
2.76

2.76
2.43
1.8
0.96
0
-0.96
-1.8
-2.43
-2.76
-2.76
-2.43
-1.8
-0.96
0

4.86
9.48
13.66
17.2
19.96
21.87
22.9
23.07
22.45
21.15
19.29
17.01
14.44
11.67
8.8

5.88
2.94
0
-2.94
-5.88
-8.8
-11.67
-14.44
-17.01
-19.29
-21.15
-22.45
-23.07
-22.9
-21.87
-19.96
-17.2
-13.66
-9.48
-4.86
0

Đồ thị vận tốc:

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(6)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

3.Gia tốc của piston

J P = R.ω 2 (cos ϕ + λ cos 2ϕ ) (m/s2)
Trong đó:
Jp: gia tốc piston
R: bán kính quay trục khuỷu
λ: tham số kết cấu
ω: vận tốc góc của trục khuỷu
φ : góc quay của trục khuỷu

Bảng giá trị gia tốc của piston
STT

φ

cosφ

j1

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

cos2φ

j2

j

………………………………...…………...…(7)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC
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
34
35
36

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
310
320
330
340
350
360

1.0000
0.9848
0.9397
0.8660
0.7660
0.6428
0.5000
0.3420
0.1736
0.0000
-0.1736
-0.3420
-0.5000
-0.6428
-0.7660

-0.8660
-0.9397
-0.9848
-1.0000
-0.9848
-0.9397
-0.8660
-0.7660
-0.6428
-0.5000
-0.3420
-0.1736
0.0000
0.1736
0.3420
0.5000
0.6428
0.7660
0.8660
0.9397
0.9848
1.0000

12220.8
12035.2
11483.8
10583.5
9361.7
7855.4
6110.4

4179.8
2122.1
0.0
-2122.1
-4179.8
-6110.4
-7855.4
-9361.7
-10583.5
-11483.8
-12035.2
-12220.8
-12035.2
-11483.8
-10583.6
-9361.7
-7855.4
-6110.4
-4179.8
-2122.1
0.0
2122.1
4179.8
6110.4
7855.4
9361.7
10583.5
11483.8
12035.2
12220.8


1.0000
0.9397
0.7660
0.5000
0.1736
-0.1736
-0.5000
-0.7660
-0.9397
-1.0000
-0.9397
-0.7660
-0.5000
-0.1736
0.1736
0.5000
0.7660
0.9397
1.0000
0.9397
0.7660
0.5000
0.1736
-0.1736
-0.5000
-0.7660
-0.9397
-1.0000
-0.9397

-0.7660
-0.5000
-0.1737
0.1736
0.5000
0.7660
0.9397
1.0000

3055.2
2871.0
2340.4
1527.6
530.5
-530.5
-1527.6
-2340.4
-2871.0
-3055.2
-2871.0
-2340.4
-1527.6
-530.5
530.5
1527.6
2340.4
2871.0
3055.2
2871.0
2340.4

1527.6
530.5
-530.5
-1527.6
-2340.4
-2871.0
-3055.2
-2871.0
-2340.4
-1527.6
-530.5
530.5
1527.6
2340.4
2871.0
3055.2

Đồ thị:

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(8)

15276.0
14906.1
13824.2
12111.2
9892.2
7324.9
4582.8
1839.3
-748.8

-3055.2
-4993.1
-6520.2
-7638.0
-8385.9
-8831.2
-9055.9
-9143.4
-9164.2
-9165.6
-9164.2
-9143.4
-9055.9
-8831.2
-8385.9
-7638.0
-6520.2
-4993.1
-3055.2
-748.8
1839.3
4582.8
7324.8
9892.2
12111.1
13824.2
14906.1
15276.0



TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

II. Tính toán động lực học
1. Khái quát
• khi động cơ làm việc thì cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền nói riêng và động
cơ nói chung đều chịu tác dụng của các lực như lực khí thể,lực quán
tính,trọng lực ,lực ma sát,lực quán tính
• mục đích của việc nghiên cứu động lực học là xác định các lực do hợp lực
của hai loại lực trên đây tác dụng lên CKTTTK và momen do chính chúng
sinh ra để làm cơ sở cho việc tính toán cân bằng động cơ
• Việc khảo sát động lực học được dựa trên phương pháp và quan điểm của cơ
học lý thuyết. Các lực và mô men trong tính toán động lực học được biểu
diễn dưới dạng hàm số của góc quay trục khuỷu α và quy ước là pittong ở
ĐCT thì α = 00. Ngoài ra, các lực này thường được tính với một đơn vị diện
tích đỉnh piston. Về sau khi cần tính giá trị thực của các lực, ta nhân giá trị
của áp suất với diện tích tiết diện ngang của đỉnh piston

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

………………………………...…………...…(9)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

2.Lực khí thể:
a. xây dựng đồ thị công:
Thể tích làm việc của xylanh
Vs = π.S.D2/4 = 3,14.0,0835.0,07152/4 = 5,58.10-4 (m3) = 0,558 l
Diện tích buồng cháy :
Vs

5,58.10 −4
Vc =
=
= 0,58.10 −4 (m 3 ) = 0,058(l )
ε −1
9,5 − 1

Thể tích của xylanh:
Va = Vc + Vs = 5,58.10-4 + 0,58.10-4 = 6,16.10-4(m3)= 0,616(l)
chỉ số nén đa biến trung bình n1:
n
Pc = Pa .ε
1

Trong đó Pa = 0,094(mpa) Pc = 2,43(mpa)
Pc
19
ln
Pa = 0.88 = 1,37
n1 =
ln 9,5
ln ε
ln

chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2
ρ n
Pb = Pz ( )
trong đó: Pb= 0,48(MPa) Pz = 9,08(MPa) chọn ρ = 1
ε
2


Pb
4.02
ln
pz
Ta có n2 =
= 68.8 = 1,24
ρ
1
ln
ln
ε
9.5
ln

Các giá trị trung gian:
i

in1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9.5


1
2.584706
4.504599
6.680703
9.069616
11.64306
14.38084
17.26765
20.29141
25.7191

Pxa=Pc/in1
mm
a
2.43
69.42857
0.9401457
26.86131
0.5394487
15.41282
0.3637342
10.3924
0.2679275
7.655073
0.208708
5.963085
0.1689748
4.827852
0.1407256
4.02073

0.1197551
3.421574
0.0944823
2.699495

pxb
1
0.423373
0.256076
0.179244
0.135918
0.108416
0.089553
0.075887
0.065575
0.052913

mm
9.08
3.844224
2.325174
1.627539
1.234136
0.984415
0.813138
0.689056
0.595422
0.480452

Chọn hệ trục toạ độ như hình vẽ


Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(10)

259.4286
109.835
66.43355
46.50112
35.26103
28.12615
23.23252
19.6873
17.01207
13.7272


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

Với tỷ lệ xích μP = 0,035 (MPa/mm), μV= 0.003 (l/mm) .Với các thông số trên ta có đồ
thị như trong bản vẽ .
*Hiệu chỉnh đồ thị công:
bán kính vòng tròn brick Rb=

Va − Vc
=
2

tham số kết cấu
λ = 1/4
khoảng dịch chuyển
OO’= R. λ/2 = Rb/8= (mm)

hi ệu ch ỉnh đi ểm c”
Pc” = 1,25.Pc = 3,04(mpa)
dùng đường tròn brick để hoàn chỉnh đồ thị công
điểm r : góc mở sớm van nạp
: φt = 140
a: góc đóng muộn van nạp
: φ 2= 590
r”: góc đóng muộn van thải
φ4 = 190
b: góc mở sớm van thải
: φ 3 = 590
3.Tính lực quán tính Pj
piston chuyển động tịnh tiến nên ta có :
Pj = - ( mt.J)/(10.g)
Trong đó :
J: là gia tốc của piston
G: là gia tốc trọng trường
mt: là khối lượng chuyển động tịnh tiến sau quy dẫn trên một đơn vị diện tích
khối lượng chuyển động tịnh tiến qui dẫn :
Mt = Mpt + 0,3.Mtt = 0,36 + 0,3.0,64 = 0,552 (kg)
mt = Mt/ (πD2/4) = 0,0082(kg/cm2)
chọn μφ = 2o/mm

μP = 0,035 Mpa/mm

khai triển đồ thị công p – v ta sử dụng hệ trục toạ độ P-φ
Tại O’ dựng các góc 30, 60,90… rồi gióng lên đồ thị công, cắt đồ thị công tại điểm
i. Gióng ngang từ i sang đồ thị (P,α) cần dựng, cắt các đường gióng từ αi tại các điểm j.
Nối các điểm j này, ta được đồ thị lực khí thể pkt.
Làm tương tự (gióng lên đồ thị (pj, α)) ta được đồ thị lực quán tính (pj, α)


Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

………………………………...…………...…(11)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

Ta có bảng giá trị Pj:
φ
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170

pj

-1.2769
-1.2460
-1.1555
-1.0123
-0.8269
-0.6123
-0.3831
-0.1537
0.0626
0.2554
0.4174
0.5450
0.6384
0.7010
0.7382
0.7570
0.7643
0.7660

180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280

290
300
310
320
330
340
350
360

mm
-36.5
-35.6
-33.0
-28.9
-23.6
-17.5
-10.9
-4.4
1.8
7.3
11.9
15.6
18.2
20.0
21.1
21.6
21.8
21.9

0.7661

0.7660
0.7643
0.7570
0.7382
0.7010
0.6384
0.5450
0.4174
0.2554
0.0626
-0.1537
-0.3831
-0.6123
-0.8269
-1.0123
-1.1555
-1.2460
-1.2769

21.9
21.9
21.8
21.6
21.1
20.0
18.2
15.6
11.9
7.3
1.8

-4.4
-10.9
-17.5
-23.6
-28.9
-33.0
-35.6
-36.5

4. Cộng đồ thị :
Áp dụng lực tổng cộng tác dụng lên piston
PΣ = Pj + Pkk

đồ thị P∑ được biểu diễn trên cùng một hệ toạ độ p – φ với các đồ thị p j và Pkk cùng tỷ lệ
xích .

STT

φ
0
1
2

0
10
20

mm
1.01
0

-1

Pkt
0.03535
0
-0.035

pj
-1.2769
-1.2460
-1.1555

Pt

mm
-1.2415
-1.2460
-1.1905

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(12)

-35.5
-35.6
-34.0


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC
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
34
35

36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51

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
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450

460
470
480
490
500
510

-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
3

4
6
7
10
16
28
37
53
67
84
125
217
87
60
48
39
28
22
19
18
15
13
12
11
9
7

-0.035
-0.035
-0.035

-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
-0.035
0.0035
0.0035
0.0035
0.0035
0.0035
0.0035
0.0035
0.0035
0.105
0.14
0.21
0.245
0.35
0.56
0.98
1.295
1.855
2.345
2.94

4.375
7.595
3.045
2.1
1.68
1.365
0.98
0.77
0.665
0.63
0.525
0.455
0.42
0.385
0.315
0.245

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

-1.0123
-0.8269
-0.6123
-0.3831
-0.1537
0.0626
0.2554
0.4174
0.5450
0.6384
0.7010

0.7382
0.7570
0.7643
0.7660
0.7661
0.7660
0.7643
0.7570
0.7382
0.7010
0.6384
0.5450
0.4174
0.2554
0.0626
-0.1537
-0.3831
-0.6123
-0.8269
-1.0123
-1.1555
-1.2460
-1.2769
-1.2460
-1.1555
-1.0123
-0.8269
-0.6123
-0.3831
-0.1537

0.0626
0.2554
0.4174
0.5450
0.6384
0.7010
0.7382
0.7570

-1.0473
-0.8619
-0.6473
-0.4181
-0.1887
0.0276
0.2204
0.3824
0.5100
0.6034
0.6660
0.7032
0.7220
0.7293
0.7695
0.7696
0.7695
0.7678
0.7605
0.7417
0.7045

0.6419
0.6500
0.5574
0.4654
0.3076
0.1963
0.1769
0.3677
0.4681
0.8427
1.1895
1.6940
3.0981
6.3490
1.8895
1.0877
0.8531
0.7527
0.5969
0.6163
0.7276
0.8854
0.9424
1.0000
1.0584
1.0860
1.0532
1.0020

-29.9

-24.6
-18.5
-11.9
-5.4
0.8
6.3
10.9
14.6
17.2
19.0
20.1
20.6
20.8
22.0
22.0
22.0
21.9
21.7
21.2
20.1
18.3
18.6
15.9
13.3
8.8
5.6
5.1
10.5
13.4
24.1

34.0
48.4
88.5
181.4
54.0
31.1
24.4
21.5
17.1
17.6
20.8
25.3
26.9
28.6
30.2
31.0
30.1
28.6

………………………………...…………...…(13)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC
52
53
54
55
56
57
58

59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72

520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660

670
680
690
700
710
720

6
6
5
4
4.1
3.2
3
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

0.21

0.21
0.175
0.14
0.1435
0.112
0.105
0.07
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035

0.7643
0.7660
0.7661
0.7660
0.7643
0.7570
0.7382
0.7010
0.6384

0.5450
0.4174
0.2554
0.0626
-0.1537
-0.3831
-0.6123
-0.8269
-1.0123
-1.1555
-1.2460
-1.2769

0.9743
0.9760
0.9411
0.9060
0.9078
0.8690
0.8432
0.7710
0.6734
0.5800
0.4524
0.2904
0.0976
-0.1187
-0.3481
-0.5773
-0.7919

-0.9773
-1.1205
-1.2110
-1.2419

Đồ thị:

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(14)

27.8
27.9
26.9
25.9
25.9
24.8
24.1
22.0
19.2
16.6
12.9
8.3
2.8
-3.4
-9.9
-16.5
-22.6
-27.9
-32.0
-34.6
-35.5



TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

5. Vẽ đồ thi T và Z:
Sau khi phân tích áp lực PΣ thành Ptt và N ta dời áp lực Ptt về tâm chốt khuỷu.Phân tích áp
lực Ptt thành áp lực tiếp tuyến T và áp lực pháp tuyến Z từ quan hệ hình học ta tính được
sin(ϕ + β )
T = PΣ .
cos β
cos(ϕ + β )
Z = PΣ .
cos β
sin ϕ
β = arcsin(λ sin ϕ ) = arcsin(
)
4
Sau khi tính toán và chia cho tỷ lệ xích µ = 0,035 (Mpa/mm) ta được bảng sau:

Điểm

φ

Sin(φ+β)/cosβ

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

T

mm


cos(φ+β)/cosβ

Z

mm

………………………………...…………...…(15)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC
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
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48


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
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470

0
0.216
0.423
0.609
0.768
0.892
0.977
1.022
1.029
1
0.941

0.857
0.755
0.641
0.518
0.391
0.261
0.131
0
-0.131
-0.261
-0.391
-0.518
-0.641
-0.755
-0.857
-0.941
-1
-1.029
-1.022
-0.977
-0.892
-0.768
-0.609
-0.423
-0.216
0
0.216
0.423
0.609
0.768

0.892
0.977
1.022
1.029
1
0.941
0.857

0.0000
-0.2691
-0.5036
-0.6378
-0.6619
-0.5774
-0.4085
-0.1929
0.0284
0.2204
0.3598
0.4371
0.4556
0.4269
0.3642
0.2823
0.1903
0.1008
0.0000
-0.1008
-0.2004
-0.2973

-0.3842
-0.4516
-0.4847
-0.5571
-0.5245
-0.4654
-0.3165
-0.2006
-0.1729
-0.3280
-0.3595
-0.5132
-0.5031
-0.3659
0.0000
1.3714
0.7992
0.6624
0.6552
0.6714
0.5832
0.6298
0.7487
0.8854
0.8868
0.8570

0.00
-12.23
-22.89

-28.99
-30.09
-26.24
-18.57
-8.77
1.29
10.02
16.35
19.87
20.71
19.40
16.56
12.83
8.65
4.58
0.00
-4.58
-9.11
-13.52
-17.46
-20.53
-22.03
-25.32
-23.84
-21.15
-14.39
-9.12
-7.86
-14.91
-16.34

-23.33
-22.87
-16.63
0.00
51.35
36.33
30.11
29.78
30.52
26.51
28.63
34.03
40.24
40.31
38.95

1
0.977
0.91
0.803
0.661
0.493
0.308
0.115
-0.077
-0.258
-0.424
-0.569
-0.692
-0.792

-0.871
-0.929
-0.969
-0.992
-1
-0.992
-0.969
-0.929
-0.871
-0.792
-0.692
-0.569
-0.424
-0.258
-0.077
0.115
0.308
0.493
0.661
0.803
0.91
0.977
1
0.977
0.91
0.803
0.661
0.493
0.308
0.115

-0.077
-0.258
-0.424
-0.569

-1.2415
-1.2173
-1.0834
-0.8410
-0.5697
-0.3191
-0.1288
-0.0217
-0.0021
-0.0569
-0.1621
-0.2902
-0.4176
-0.5274
-0.6125
-0.6707
-0.7067
-0.7634
-0.7696
-0.7634
-0.7440
-0.7065
-0.6460
-0.5579
-0.4442

-0.3699
-0.2363
-0.1201
-0.0237
0.0226
0.0545
0.1813
0.3094
0.6766
1.0824
1.6551
3.0981
6.2030
1.7194
0.8734
0.5639
0.3711
0.1839
0.0709
-0.0560
-0.2284
-0.3996
-0.5690

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(16)

-56.43
-55.33
-49.25
-38.23

-25.90
-14.50
-5.85
-0.99
-0.10
-2.58
-7.37
-13.19
-18.98
-23.97
-27.84
-30.49
-32.12
-34.70
-34.98
-34.70
-33.82
-32.11
-29.36
-25.36
-20.19
-16.81
-10.74
-5.46
-1.08
1.03
2.48
8.24
14.07
30.76

49.20
75.23
140.82
195.23
78.15
39.70
25.63
16.87
8.36
3.22
-2.55
-10.38
-18.16
-25.86


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61

62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73

480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640

650
660
670
680
690
700
710
720

0.755
0.641
0.518
0.391
0.261
0.131
0
-0.131
-0.261
-0.391
-0.518
-0.641
-0.755
-0.857
-0.941
-1
-1.029
-1.022
-0.977
-0.892
-0.768

-0.609
-0.423
-0.216
0

0.7991
0.6961
0.5455
0.3918
0.2543
0.1279
0.0000
-0.1187
-0.2369
-0.3398
-0.4368
-0.4942
-0.5085
-0.4971
-0.4257
-0.2904
-0.1004
0.1214
0.3401
0.5149
0.6082
0.5952
0.4740
0.2616
0.0000


36.32
31.64
24.80
17.81
11.56
5.81
0.00
-5.39
-10.77
-15.44
-19.85
-22.46
-23.11
-22.59
-19.35
-13.20
-4.56
5.52
15.46
23.41
27.64
27.05
21.54
11.89
0.00

-0.692
-0.792
-0.871

-0.929
-0.969
-0.992
-1
-0.992
-0.969
-0.929
-0.871
-0.792
-0.692
-0.569
-0.424
-0.258
-0.077
0.115
0.308
0.493
0.661
0.803
0.91
0.977
1

-0.7324
-0.8601
-0.9173
-0.9308
-0.9441
-0.9682
-0.9411

-0.8988
-0.8796
-0.8073
-0.7344
-0.6106
-0.4660
-0.3300
-0.1918
-0.0749
-0.0075
-0.0137
-0.1072
-0.2846
-0.5234
-0.7848
-1.0197
-1.1831
-1.2419

-33.29
-39.09
-41.70
-42.31
-42.91
-44.01
-42.78
-40.85
-39.98
-36.69
-33.38

-27.75
-21.18
-15.00
-8.72
-3.41
-0.34
-0.62
-4.87
-12.94
-23.79
-35.67
-46.35
-53.78
-56.45

Dựng hệ trục toạ độ TOZ và chiều dương của trục oz hướng xuống phía dưới ,còn
trục OT hướng từ trái qua phải .Dựa vào bảng số liệu trên ta vẽ được đồ thị thể hiện
mối quan hệ T-Z với tỷ lệ xích
µ z = µ T = 0,035( Mpa / mm)
dựa vào đồ thị T-Z ta xác định véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu :
trên đồ thị T-Z ta đánh số các điểm từ 0,1,2 ..72 tương ứng 00,..7200
Trên trục OZ ta dời gốc theo chiều dương một đoạn 00c :
00 c =

Pk2

µZ
lực quán tính của khối lượng chuyển động của thanh truyền :
Pk 2 = −m2 .R.ω 2


Trong đó :
m2 =

0,7.mtt
0,7.0,64
=
= 0,00663(kg / cm 2 )
FP
3,14.(9,28) 2

0,0063.0,04125.544,3 2
= 0,8098( Mpa)
10.9,81
chọn tỷ lệ xích µ Z = µ T = µ P = 0,035( Mpa)
Pk 2 =

khoảng dời :
Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

………………………………...…………...…(17)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

OO c =

0,8098
= 23,14(mm)
0,035


Tại một điểm bất kỳ trên đồ thị,ví dụ với điểm M ta có thể xác định đựơc véctơ lực tác
dụng lên chốt khuỷu (Q) có gốc là Oc độ lớn là OcM , điểm tác dụng A của nó nằm trên
chốt khuỷu theo phương pháp ngoại lực tác dụng
6. Vẽ đồ thị Q-φ
triển khai đồ thị phụ tải ở toạ độ cực T- Z thành đồ thị Q-φ
φ
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
310
320
330
340
350
360
370
375
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470

Q(mm)
80
76

68
59
50
42
34
26
23
25
27
35
40
46
50
54
56
58
61.5
64.5
65
64.5
64
63.5

61.5
59
58
55
51.5
46
41

34
25
18
15
24
53
117
181
230
65
34
29
29.5
30
33.5
39
53
69

480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580

590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720

Xác định áp suất tác dụng trên mặt chốt khuỷu và hệ số va đập:
Qtb =

S đt
L

Trong đó: Sđt = 14500 (mm2) & L = 360 (mm)
=> Qtb =7000/360 = 40,3 (mm)

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(18)

87
82
105
114

120
122
119
108
91
70
57
45
38
32
27
24
23
26
34
39
50
60
72
76
80


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

Do đó hệ số va đập:
Vậy

χ


Qmax
= Q = 144/40,3 = 3,57
tb

χ = 3,57 < 4 thỏa mãn.

*Vẽ dồ thị mài mòn chốt khuỷu
Đồ thị mài mòn chốt khuỷu thể hiện trạng thái hao mòn của trục và vị trí chịu tải ít
để khoan lỗ dầu.
Để vẽ đồ thị mài mòn ta tiến hành vẽ vòng tròn có bán kính R( chọn R = 80mm)
tượng trưng cho chốt khuỷu, sau đó chia vòng tròn thành 24 phần bằng nhau và được
đánh số thứ tự như bản vẽ Ao.
Tiến hành lập bảng tính tại mỗi điểm với giả thiết phạm vi ảnh hưởng của lực tại mỗi
điểm là 120o sang 2 phía. Với tỷ xích được chọn ta xác định được dộ dài các đoạn thẳng
biểu diễn giá trị ΣQ tại các điểm chia tương ứng. Sau khi xác định tất cả 24 điểm ta tiến
hành nối lại và được đồ thị mài mòn chốt khuỷu.
Từ đồ thị mài mòn ta thấy điểm 8 là điểm chịu mài mòn ít nhất, ta chọn đó là vị trí lỗ
khoan dầu bôi trơn.

Phần II: TÍNH BỀN TRỤC KHUỶU

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh

………………………………...…………...…(19)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

Do trục khuỷu là dầm siêu tĩnh nên khi tính toán gần đúng ta phải chia trục khuỷu làm nhiều
đoạn, mỗi đoạn là một dầm tĩnh định nằm giữa hai gối tựa là hai ổ trục. Khi tính toán ta phải xét

khuỷu nào chịu lực lớn nhất để tính cho khuỷu đó.
Sơ đồ tính lực và các ký hiệu được thể hiện như trên hình vẽ.
Ta tính bền trục khuỷu khi khởi động.
Đây là trường hợp ứng với số vòng quay n M = (0,4÷0,6)nemax của động cơ nên ta có thể bỏ qua
ảnh hưởng của lực quán tính. Do vậy, lực tác dụng chỉ còn lại lực áp suất lớn nhất của khí thể
trong xylanh Pzmax .
Giả thiết rằng lực đó xuất hiện tại điểm chết trên (gần đúng) . Như vậy, lực tác dụng lên
Z
khuỷu sẽ là :
43
43
Z0 = Z = pmax Fp
kG/cm2
l''
Z’ = Z
kG/cm2 Z’
Z’’
l0
20
20
l'
Z’’ = Z
kG/cm2
l0
l’
l’’
126
3.1. Tính sức bền chốt khuỷu
Ứng suất uốn lớn nhất tác dụng lên chốt khuỷu tại tiết diện nguy hiểm (tiết diện giữa)
M

Z 'l'
σu = u =
3
Wu
0,1d ch (1 − α 4 )
Trong đó:
+ Wu : Là mômen chống uốn của tiết diện ngang chốt khuỷu.
d1
với α =
với d1 và d2 là đường kính trong và ngoài của chốt khuỷu.
d2
Thay số, ta được:

π .0,0,76 2
= 0,146 kG/cm2 = 0.0146 MN
4
0.014 4
) ) = 9,03.10-6 m3
Wu = 0,1.0,0453.(1 - (
0,045
Z = pmaxFp = 32,239.

σu =

0,0146
0,063
⋅
= 50.93 MN/m2 < [σ u ] = 80 ÷ 120 MN/m2
2
9,03.10 −6


Vậy chốt khuỷu đảm bảo điều kiện bền.

Sinh viên thực hiện: Vũ Quan………………………………………….……(20)


TKMH: Động Cơ Đốt Trong……………….………………………GVHD: LÊ HOÀI ĐỨC

b = 0,024

3.2. Tính bền má khuỷu
- Ứng suất uốn tác dụng lên má khuỷu:
M
Z ' b'
σu = u = 2
Wu
hb MN/m2
6
h = 0,064
trong đó:
b, h – là kích thước của tiết diện ngang má khuỷu (coi là hình chữ nhật )
b = 0.024 m; h = 0.064 m
b’ : là khoảng cách từ phản lực Z’ đến má khuỷu.
- Phản lực Z’ gây ra ứng suất nén lên má khuỷu :
Z
σn =
2bh
- Ứng suất tác dụng lên má khuỷu là :
σ∑ = σu +σn
Thay số σ ∑ =


0,0146
0,02 × 6
0,0146
1
⋅
+
⋅
= 28,52 < [σ u ] = 80 ÷ 120 MN2
2
m
2
2
0,064.0,024
0,064.0,024

Vậy má khuỷu đảm bảo bền.
3.3 Tính bền cổ trục
Ứng suất uốn tác dụng lên cổ trục: σ u =

M u Z 'b'
=
Wu
Wu

Do l’ >> b’ nên ứng suất cổ trục nhỏ hơn nhiều cổ chốt. Do đó ta không cần tính bền cổ trục.
Tóm lại: Trục khuỷu đủ độ bền làm việc.

Sinh viên thực hiện: Vũ Quang Vinh


………………………………...…………...…(21)