ĐỀ TÀI
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC
CƠ CẤU KHUỶU TRỤC
THANH TRUYỀN


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT

Nhận xét của giáo viên.
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
2

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
SV: Nguyễn Xuân Hoàng
GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………...

LỜI NÓI ĐẦU
Động cơ đốt trong là loại máy ra đời từ rất sớm, có thể nói nó đã
giúp con người tiến lên một bậc trong lịch sử phát triển của mình bởi
từ khi xuất hiện nó đã từng bước giải phóng lao động chân tay cho
con người với năng suất làm việc rất cao. Cho đến ngày nay nó vẫn là
loại máy tạo nhiều giá trị nhất về mặt kinh tế và trong tương lai nó sẽ
tiếp tục được chúng ta cải tạo và phát triển.
Là một sinh viên thuộc khoa Công Nghệ ÔTÔ ĐH Công Nghiệp
TP.HCM em được giao thực hiện bài tập lớn môn Tính Toán Kết Cấu
Động Cơ Đốt Trong. Do trình độ có hạn nên trong quá trình thực hiện
không thể chánh khỏi những sai sót bởi vậy em mong được sự quan
tâm và giúp đỡ của thầy cô Bộ môn: Động Cơ Đốt Trong để em hoàn
thiện tốt hơn trong những môn học sau. Nhân đây em cũng xin chân
thành cảm ơn thầy Lê Minh Đảo cùng Bộ môn đã giúp đỡ để em hoàn
thành bài TKMH này.
Sinh viên
Nguyễn Xuân Hoàng

3


SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
ĐỀ TÀI
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH
TRUYỀN
Các thông số cơ bản:
Kiểu động cơ
Đường kính xi lanh D (mm)
Hành trình Piston S (mm)
Số xi lanh i
Số kỳ 
Tỷ số nén 
Số vòng quay n (vòng/phút)
Công suất Ne (kw)
Moment động cơ Me (KG.m)

M3MA 400

67.295
100
4
4
18

2800
118
495

Bán kính quay trục khuỷu R (mm)
Chiều dài thanh truyển L (mm)

50
200

Vận tốc góc trục khuỷu  (rad/s)

293.067

Tham số kết cấu 
Khối lượng nhóm piston mnp (g)
Khối lượng nhóm thanh truyền mtt (g)
Khối lượng đầu nhỏ thanh truyền m1 (g)
Khối lượng đầu to thanh truyền m2 (g)
Khối lượng nhóm trục khuỷu mk(g)
Suất tiêu hao nhiên liệu ge (g/ml.h)
Dung tích công tác Vh ( lít )

0.25
331,5
640
170
470
9722
280

0.3555

4

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT

1) Các thông số cần chọn :
1.1 /Áp suất môi trường :
Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào đông cơ (với đông
cơ không 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)
1.2 /Nhiệt độ môi trường :Tk
Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm ở
nước ta
Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ
trước xupáp nạp nên :
Tk =T0 =24ºC =297ºK
1.3 /Áp suất cuối quá trình nạp :
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 đang tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa. Thông thường chọn áp suất
cuối quá trình nạp trọng phạm vi :Pa = (0.8  0,9).Pk

(MPa)


Áp suất cuối quá trình nạp ta lấy Pa = 0.86.Pk = 0.86*0.1 = 0.086 (MPa)
1.4 /Áp suất khí thải Pr

:

Áp suất khí thải cũng phụ thuộc vào các thông số như pavà có thể chọn
trong phạm vi:
5

Pr =(1.15  1.2).Pk

(MPa)

Và ta chọn:
Pr= 1.2*0.1 =0.12

(MPa)

1.5/Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T
SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành
hổn hợp khí ở bên ngoài hay bên trong xy lanh. Đối với động cơ xăng ta đang xét
∆T trong khoảng


∆T = (00 C  200 C )

Và ta chọn:
∆T = 20C
1.6/Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr
Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu quá trình giản nở
càng triệt để ,Nhiệt độ Tr càng thấp, thông thường chọn Tr =700  1000 0 K .
Và ta chọn :
Tr =950 ºK
1.7 /Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λt :
Hệ số hiệu định tỉ nhiệt λt được chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu
định .Thông thường có thể chọn λt theo bảng sau :
α
λt

0.8
1.13

1.0
1.17

1.2
1.14

1.4
1.11

Ở đây ta chọn λt =1.11
1. 8 /Hệ số quét buồng cháy λ2 :
Vì ta đang tính toán với động cơ không tăng áp nên ta chọn λ2 =1

1. 9 /Hệ số nạp thêm λ1
Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí .Thông thường ta có
thể chọn λ1 =1.02÷1.07 .
Và ta chọn : λ1 =1.023
6

1.10 /Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξz :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξz phụ thuộc vào chu trình công tác của động
cơ, thể hiện lượng nhiệt phát ra đả cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi đốt
SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
hoàn toàn 1kg nhiên liệu. Đối với động cơ xăng ta đang xét thông thường chọn
trong khoảng
Kinh nghiệm sau đây :

ξz =0.85  0.92

Và ta chọn

ξz=0.85

1.11/Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξb :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξb tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là
động cơ điezel,ξb bao giờ cũng lớn hơn ξz . Thông thường chọn trong khoảng : ξz
=0,85  0,95
Do đây là động cơ xăng nên ta chọn :

ξb=0.892
1.12 /Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φd :
Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ với
chu trình công tác thực tế .Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu trình tính
toán của động cơ xăng ít hơn của động cơ vì vậy hệ số φd của động cơ xăng
thường chọn hệ số lớn. Nói chung có thể chọn trong phạm vi: φ d =0.92  0.97
Và ta chọn:

φd =0.93

2) Tính toán các quá trình công tác :
2.1 .Tính toán quá trình nạp :
1 /Hệ số khí sót γr :
Hệ số khí sót γr được tính theo công thức :
γr

=

λ2(Tk+∆T) Pr
. .
Tr
Pa

1
1
pr (m)
ε.λ1-λt.λ2.( )
pa

Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1.45÷1.5

7

Chọn m =1.45

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
γr

=

1∗(297+2) 0.12
950

1

0.086

18∗1.023−1.11∗1∗(

1
0.12
)1.45
0.086

= 0.026


2 /Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta
Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta đươc tính theo công thức:
m-1


Pa
(Tk+∆T)+λt.γr.Tr Pr m 




1+γr

Ta =

(297+2)+1.11∗950∗0.026∗(

Ta =

0.45
0.086
1.45
)
0.12

1+0.026

( ºK )

= 315.5 ( ºK )


3/)Hệ số nạp ηv :
1
 Pr  
1
Tk
Pa 
.
. . ε.λ -λ .λ . m
ε-1 Tk+∆T Pk  1 t 2 Pa 

ηv =
ηv =



1∗(297) 0.086
17∗299

0.1



[18 ∗ 1.023 − 1 ∗ 1.11 ∗ (

0.12

1

)1.45 ] = 0.855


0.086

4/)Lượng khí nạp mới M1 :
Lượng khí nạp mới M1 được xác định theo công thức sau :
432.103.Pk.ηv
=
ge.Pe.Tk

M1

(kmol/kg nhiên liệu)

Trong đó :
Pe – Áp suất có ích trung bình được xách định theo công thức sau:
Pe =
Vậy : M1 =
8

30∗118∗4
30.Ne.τ
=
= 3.556
Vh.n.i
0.3555∗2800∗4

432∗103 ∗0.1∗0.855
3.556∗297∗280

(MPa)


= 0.125 (kmol/kg nhiên liệu)

5/Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo :
Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo được tính theo
công thức :
SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
1

M0 =

0.21

. 

C H O
   (kmol/kg nhiên liệu)
 12 4 32 

Vì đây là động cơ xăng nên ta chọn C = 0.855 ; H = 0.145 ; O = 0.
Mo =

1
0.21


.

0.855
12

+

0.145
4

+

0
32

= 0.5120 (kmol/kg nhiên liệu)

6/Hệ số dư lượng không khí α
Vì đây là động cơ xăng nên ta có công thức tính  :


M1 

=

1

nl

Mo


Trong đó :  nl - trọng lượng phân tư của xăng, thông thường  nl =114
1

 =

Vậy :

0.125−114
0.512

= 0.227

2.2 )Tính toán quá trình nén :
1 /Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí :
—
mcv

= 19.806+0.00209T =

b
av  T
2

(kJ/kmol.K)

Trong đó: T - Tỷ nhiệt trung bình tuyệt đối T= ( t+273o)K. Thông thường
người ta thường sử dụng giá trị tỷ nhiệt trung bình trong khoảng từ 0 0 đến T0 K
đang khảo sát.
2 /Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy :

Khi hệ số lưu lượng không khí α <1 tính theo công thức sau :
—
1
mc''v = (17.997 + 3.504  ) + (360.34 + 252.4  ). 105 T
2

(kJ/kmol.K)

3/Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp :
9

—
Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hh trong quá trình nén mc'v tính theo
công thức sau :
SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
—
mc'v

—
—
mcv+γr.mc''v
=

1+γr


=

av' 

bv'
T
2

1,634
187,36


19,806+19,876+ α .γ r 2.0,00209+γr.427,86+ α .10-5
—




mc'v =
+
T
1+γ r
2.(1+γr)
Trong đó :
1,634

19,806+19,876+ α .γ r


a'v =

1+γ r
187,36

4,18.10-3+γr427,86+ α .10-5


b'v =
1+γr
Thay số vào ta có : a'v =19.99 ; b'v = 0.00446
4/ Chỉ số nén đa biến trung bình n1:
Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào vào rầt nhiều thông số kết cấu và
thông số vận hành như kích thước xy lanh ,loại buồng cháy, số vòng quay, phụ
tải,trạng thái nhiệt độ của động cơ…Tuy nhiên n1 tăng hay giảm theo quy luật sau :
Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n1 tăng.
Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác bằng cách giải phương trình sau :
n1-1 =

8,314
b'v  n1-1 
a'v+ .Ta.ε
+1
2



Chú ý :thông thường để xác định được n1 ta chọn n1 trong khoảng
1.340÷1.390
Rất hiếm trường hợp đạt n1 trong khoảng 1.400 ÷ 1.410→ (theo sách Nguyên
10


Lý Động Cơ Đốt Trong - trang 128 )

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
Vì vậy ta chọn n1 theo điều kiện bài toán cho đến khi nao thõa mãn điều kiện
toán :thay n1 vào VT và VP của phương trình trên và so sánh,nếu sai số giữa

bài

2 vế của phương trình thõa mãn <0,2% thì đạt yêu cầu
n1-1 =

8.314
0.00446
19.99+ 2 ∗315.5∗(180.358 +1)

8.314

=

19.99+0.704∗(𝜀𝑛1 −1 +1)

Sau khi thay các giá trị của n1 trong khoảng kinh nghiệm đả có vào công thức
trên ta thấy n1 =1.358 thõa mãn điều kiện bài toán.
5 /Áp suất cuối quá trình nén Pc :
Áp suất cuối quá trình nén Pc được xác định theo công thức :

Pc = Pa. εn1 = 0,086. 181.358

= 4.35 (MPa)

6 /Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc
Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc được xác định theo công thức
Tc = Ta.  n11

= 315.5 . 181.358 -1 = 888

( ºK )

7 /Lượng môi chất công tác của quá trình nén Mc :
Lượng môi chất công tác của quá trình nén Mc được xác định theo công thức :
Mc = M1+ Mr = M1. (1   r ) = 0.125(1+0.026) = 0.12825 (kmol/kgn.l)
2.3 )Tính toán quá trình cháy :
1 /Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β0 :
Ta có hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β0 được xác định theo công thức :
β0 =

M2
M1+ΔM
ΔM
=
= 1+
M1
M1
M1

Trong đó độ tăng mol ΔM của các loại động cơ được xác định theo công thức

sau:
ΔM = 0.21.(1-α)Mo + (

H O
1
+
 )
4 32 μnl

11
Đối với động cơ xăng ta có: ΔM = 0.21(1 -  ) + (
SV: Nguyễn Xuân Hoàng

H O 1
+
- )
4 32  nl

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT

Do đó :

β0

H O 1 
0, 21(1   ) M 0    


4 32  nl 

= 1+
1
Mo 

nl

0.145

=

0

1

0.21(1−0.227)0.512+( 4 +32−114)
1+
1
0.227∗0.512+114

= 1.885

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 :
1.885+0.026
β0+γ r
=
= 1.91
1+γ r

1+0.026

β =

3 /Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z βz : (Do cháy chưa hết )
Ta có hệ số thay đổi phân tư thực tế tại điểm z βz được xác định theo công thức :
βz = 1 +

β0-1
.χ
1+γ r z

Trong đó:
χz =

ξz
0,85
=
= 0,9529
ξb
0,892

1.885−1

Vây :

βz =1+

1+0.026


∗ 0.9529 = 1.822

4 /Lượng sản vật cháy M2 :
Ta có lượng sản vật cháy M2 đươc xác định theo công thức :
M2= M1 +ΔM = β0. M1 = 1.885*0.125 = 0.236

(kmol/kgn.l)

5 /Nhiệt độ tại điểm z Tz :
* Đối với động cơ xăng, tính nhiệt độ tại điểm z Tz bằng cách giải pt cháy :
 z (QH  QH )
 mc 'v .Tc =  z .mc ''vz .Tz
M 1 (1   r )

12

Trong đó :
Z

: hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z  Z =0,85

QH : là nhiệt trị thấp của nhiên liệu, thông thường có thể chọn :
SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
QH = 44000 ( kJ/kgn.l )
: là nhiệt tổn thất do nhiên liệu cháy không hếtkhi đốt 1kg nhiên liêu,


QH

thông thường có thể xác định QH theo  , khi  <1 thì QH tính băng công thức
QH = 120.103.(1-  ).MO

sau:

( kJ/kgn.l)

mcvz'' : là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xách định theo

công thức :


 

O .   z  r  .mcv"  1   z  mcv
—
O 

mcvz'' =
= a''vz + b''vz . T


O .  O 


r 
  1   z 

O 

Với a’’vz=18.034 và b’’vz=0,00137
Thay các thong số đả có vào biểu thức trên ta được kết quả của TZ = 1316oK
6 /Áp suất tại điểm z Pz :
Ta có áp suất tại điểm z pz được xác định theo công thức :
Pz =λ. Pc

( MPa )

Trong đó:
Pc - Áp suất quá trình nén: Pc =1,1458
λ - Hệ số tăng áp, được xác định theo công thưc sau:
λ= βz.

1316
Tz
= 1.822*
= 1.482
Tc
888

Vậy suy ra: Pz =1.482*4.35 = 6.445 MPa
2.4 )Tính toán quá trình giãn nở :
1 /Hệ số giãn nở sớm ρ :
ρ=

13

βz.Tz

λ.Tc

Đố với động cơ xăng ta có : ρ = 1
SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
2 /Hệ số giãn nở sau δ :
Ta có hệ số giãn nở sau δ được xác định theo công thức :
ε
ρ

δ=

Vì ρ=1 nên δ =  = 18
3 /Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2 :
Ta có chỉ số giãn nởi đa biến trung bình n2 được xác định từ phương trình cân
bằng sau:
n2–1=

8.314
ξb–ξz .QH*

(
)
b''vz
+a''vz+ .(Tz+Tb)
2

M1.(1+γr).β.(Tz–Tb)

Trong đó :
Tb :là nhiêt trị tại điểm b và được xác định theo công thức :
Tb=

Tz
n2–1
δ

( ºK )

QH* :là nhiệt trị tính toán
Đối với động cơ xăng :

Q*H= QH - QH

(kJ/kg n.l).

QH của xăng = 44000 kJ.kg n.l
Lưu ý: Thông thường để xác định được n2 ta chọn n2 trong khoảng 1.150 
1.250 (sách Nguyên lý ĐCĐT- Nguyễn Tất Tiến, trang 184) ; Thay n2 vào hai vế
của phương trình trên và so sánh, nếu sai số giữa 2 vế <0,2% là đạt yêu cầu.
Qua kiệm nghiêm tính toán thì ta chọn đươc n 2 =1.250.Thay n2 vào 2 vế của
phương trình trên ta so sánh ,ta thấy sai số giữa 2 vế <0,2% nên n 2 chọn là đúng.
4 /Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb :
14

Ta có công thức xác định nhiệt độ cuối trình giản nở Tb:
Tb=

SV: Nguyễn Xuân Hoàng



Tz

n2 1

=

1613
180.25

= 783 ( ºK )
GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
5 /Áp suất cuối quá trình giãn nở pb :
Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb được xác định theo công thức :
Pb =

Pz
= 0.285
n2
δ

(MPa)

6 /Tính nhiệt độ khí thải Trt :

Nhiệt độ khí thải được tính toán theo công thức:
m–1
Pr  m 
Trt = Tb.
= 600
Pb

( ºK )

2.5 )Tính toán các thông số chu trình công tác:
1 /Áp suất chỉ thị trung bình p'i :
Đây là đông cơ Xăng áp suất chỉ thị trung bình p' i được xác định theo công
thức:
P' i =

Pc
.
ε–1

  
1 
1 
1 
. 1  n2 1  
. 1  n1 1  

 n1  1    
 n2  1  

Qua tính toán thực nghiệm ta tính được:


(MPa)

P'i = 0.320

(MPa)

2 /Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi :
Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị trung
bình trong thực tế được xác định theo công thức :
Pi = P' i .φ = 0.320*0.93 = 0.2976

(MPa)

3 /Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi :
Ta có công thức suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi :

15

432.103.ηv.Pk 0.1∗0.855∗ 103∗432
gi=
=
M1.Pi.Tk
0.125∗0.2976∗297
4 /Hiệu suất chỉ thi ηi:

= 3343 (g/kW.h)

Ta có công thức xác định như sau:


SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
ηi =

3.6∗103
𝑔𝑖∗ 𝑄𝐻

=

3.6∗ 103
3343∗44000

= 0.0025 %

5 /Áp suất tổn thất cơ giới Pm :
Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và
đươc biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ.Ta có
tốc độ trung bình của động cơ là :
Vtb =

S.n
=
30

0.1∗2800
30


= 9.333

(m/s).

Vì đây là đông cơ xăng có τ = 4 ;i =4 ;Vậy buồng cháy thống nhất sẻ được
tính theo công thức :
Pm= 0.05 + 0.015.Vtb= 0.05+0.015*9.333 = 0.190 (MPa).
6 /Áp suất có ích trung bình Pe:
Ta có công thức xđ áp suất có ích trung bình thực tế được xđ theo CT :
Pe = Pi – Pm = 0.2976 – 0.190 = 0.1076

(MPa).

7 /Hiệu suất cơ giới ηm :
Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới:
ηm =

𝑃𝑒
𝑃𝑖

=

0.1076
0.2976

.100% = 36.156 %

8 /Suất tiêu hao nhiên liệu ge :
Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là:

ge=

3343
gi
=
= 92.46 (g/kW.h)
ηm
36.156

9 /Hiệu suất có ích ηe :
Ta có công thức xác định hiệu suất có ích e định theo công thức:
ηe = ηm .ηi = 36.156*0.0025 = 0.0904
16

10 /Kiểm nghiêm đường kính xy lanh D theo công thức :

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
4∗355496
4.Vh
=√
= 67.295 = D (mm )
π.S
3.14∗100

Dkn =

3/ Lực khí thể

Xây dựng đồ thị công P-V
Dựa vào các thông số nhiệt :
+ Hành trình pitông

: S = 100 mm
:  = 18

+ Tỉ số nén
+ áp suất :

Pa = 0.086 (MPa)
Pc = 4.355 (MPa)
Pz = 6.445 (MPa)
Pb = 0.285 (MPa)
Pr = 0.12 (MPa)
Thể tích làm việc của xi lanh Vh
Vh=

 .D 2 .S
4

= (3.14*(0.067295)2*0.1)/4 =355.496 cm3

Vì tỉ số nén  =18 nên thể tích buồng cháy của xilanh Vc:
355.496
Vc= Vh =
= 20.912 cm3
17

ε-1

Dung tích toàn bộ xi lanh:
Va=Vc.  =20.912.18= 376.408 cm3
Dựng đường nén đa biến a-c

Pc = Pa.n 1
17

Pc
lnP
a
 n1 =
=1,358
ln

Để vẽ đồ thị đường nén đa biến ta biến đổi như sau:

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
Px. Vxn1 = Pc .Vcn1 => Px 

Pc
P
= n1c ( với i  1  18 )
V

( x ) n1 i
Vc

Ta có bảng như phần dưới
Dựng đường giãn nở đa biến z-b
Pb = Pz.(



=> Vz= n

2

 n
) 2 , chọn  = 1.5


Pb
lnP
z
chỉ số dãn đa biến: n2 =
= 1,255

ln

Pb n2
.Vb = 53,699 cm3 .
Pz

Tương tự như đồ thị quá trình nén ta cũng có:

Px 

18

Pz
P
 nz2 ( với i  1  12 )
V
( x )n 2 i
Vz

i

in

Pxn=Pc/i^n1(MPa)

lPx(mm)

in

Pxd=Pz/i^n2

lPx(mm)

1

1.000

4.355


174.20

1.000

6.445

257.80

2

2.563

1.699

67.96

2.387

2.700

108.02

3

4.446

0.980

39.18


3.970

1.623

64.94

4

6.570

0.663

26.51

5.696

1.131

45.26

5

8.896

0.490

19.58

7.537


0.855

34.20

6

11.395

0.382

15.29

9.475

0.680

27.21

7

14.049

0.310

12.40

11.497

0.561


22.42

8

16.842

0.259

10.34

13.595

0.474

18.96

9

19.763

0.220

8.81

15.761

0.409

16.36


10

22.803

0.191

7.64

17.989

0.358

14.33

11

25.954

0.168

6.71

20.274

0.318

12.72

12


29.210

0.149

5.96

22.614

0.285

11.40

1

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

2

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
13

32.564

0.134

5.35


25.003

14

36.012

0.121

4.84

27.440

15

39.549

0.110

4.40

29.922

16

43.171

0.101

4.04


32.447

17

46.876

0.093

3.72

35.012

18

50.659

0.086

3.44

37.616

Hiệu chỉnh đồ thị :
+ Góc phun nhiên liệu sớm

:  s = 170

+ Góc mở sớm xuppap nạp


:

1 = 140
: 2 = 520

+ Góc đóng muộn xuppap nạp
+ Góc mở sớm xuppap thải

:

3 = 580

+ Góc đóng muộn xuppap thải

:

4 = 160

+ Hiệu chỉnh c’’:
pc’’= pc+1/3.(pz-pc) =4,355+1/3(6.445-4.355)
=5.05(MPa)
+ Hiệu chỉnh b’’:
pb’’ = pb – 0,5(pb- pr)=0.285- 0.5(0.285- 0.12 )
=0.2 (M Pa)
+ Độ dịch chuyển Brich:
OO’= R.


2


Từ các số liệu trên ta xây dựng được đồ thị công như hình vẽ :
19

Tỉ lệ xích v = 3 (cm3/mm)

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT

Tỉ lệ xích p =0,025(MPa/mm)
Đồ thị công P-V

4/ Lực quán tính.
Lực quán tính tịnh tiến được tính theo công thức
Pj = -mR2(cos + cos2) (MN)
Với m = (mnp+ m1 )
Diện tích đỉnh pittông:
FP =

 .D 2
4

=(3,14*(0.067295)2) / 4 = 35.54946(cm2)

Ta có bảng tính Pj dưới đây:
20


α

Pj (MN/m2)

α

Pj (MN/m2)

0
10

-2.692
-2.627

370
380

-2.627
-2.436

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
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

-2.436
-2.134
-1.743
-1.291
-0.808
-0.324
0.132
0.538
0.880
1.150
1.346
1.478
1.556
1.596
1.611
1.615
1.615
1.615
1.611
1.596
1.556
1.478
1.346
1.149
0.880
0.538
0.132
-0.324

-0.808
-1.291
-1.743
-2.134
-2.436
-2.627
-2.692

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
710
720

-2.134
-1.743
-1.291
-0.808
-0.324
0.132
0.538
0.880
1.150
1.346
1.478
1.556
1.596
1.611
1.615
1.615
1.615

1.611
1.596
1.556
1.478
1.346
1.149
0.880
0.538
0.132
-0.324
-0.808
-1.291
-1.743
-2.134
-2.436
-2.627
-2.692

21

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
5/ Tổng hợp lực khí thể và lực quán tính tác dụng lên cơ cấu
P1 = pkh+pj
Sau khi vẽ đồ thị P-V ta xác định được Pkh với Pkh = P-Po .Kết hợp
với bảng Pj ở trên ta tính được p1 tương ứng với góc .


22

α
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300
315
330
345
360
375

390
405
420
435
450
465
480
495
510

Pj (MN/m2)

Pkh(MN/m2)

P1 (MN/m2)

-2.627
-2.547
-2.134
-1.523
-0.808
-0.091
-0.538
1.024
1.346
1.523
1.596
1.614
1.615
1.614

1.596
1.523
1.346
1.024
0.538
-0.091
-0.808
-1.523
-2.134
-2.457
-2.692
-2.547
-2.134
-1.523
-0.808
-0.091
0.538
1.024
1.346
1.523
1.596

0.219
-0.121
-0.121
-0.121
-0.121
-0.121
-0.121
-0.121

-0.121
-0.121
-0.121
-0.121
-0.121
-0.1026
-0.0548
0.0301
0.1722
0.4062
0.7962
1.4801
2.7879
5.6172
12.1375
25.595
54.019
63.469
33.6892
17.6003
10.1864
6.5551
4.5771
3.4551
2.7595
2.3264
2.14

-2.408
-2.668

-2.255
-1.644
-0.929
-0.212
-0.659
0.903
1.225
1.402
1.475
1.493
1.494
1.5114
1.5412
1.5531
1.5182
1.4302
1.3342
1.3891
1.9799
4.0942
10.0035
23.138
51.327
60.922
31.5552
16.0773
9.3784
6.4641
5.1151
4.4791

4.1055
3.8494
3.736

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT
525
540
555
570
585
600
615
630
645
660
675
690
705
720

1.614
1.615
1.614
1.596
1.523

1.346
1.024
0.538
-0.091
-0.808
-1.523
-2.134
-2.547
-2.692

1.9237
1.219
0.7239
0.2382
0.219
0.219
0.219
0.219
0.219
0.219
0.219
0.219
0.219
0.219

3.5377
2.834
2.3379
1.8342
1.742

1.565
1.243
0.757
-0.128
-0.589
-1.304
-1.915
-2.328
-2.473

Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị P- α như bên dưới : ( chi tiết bản A0)

23

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT

70

60

50

40

P1

30

Pkh
Pj

20

10

0
0

100

200

300

400

500

600

700

800

-10


24

SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo


Bài tập lớn môn tính toán kết cấu ĐCĐT

6/ Vẽ đồ thị lực tác dụng lên chốt khuỷu Qch
Xác định sự biến thiên của lực tiếp tuyến T và lực pháp tuyến Z
sin(    )
cos(   )
. p1 (MN), Z =
. p1 (MN)
cos 
cos 
Sin
β= arcsin (λsin α ) =arcsin (
)
4

T=

25

α

P1


β

COS

SIN

T

Z

Ptt

M

MN

N

0

-2.408

0.000

1.000

0.000

0


-2.408

-2.408

0

0

0

15

-2.668

3.710

0.949

0.321

-0.440372

3.13501

3.16579

-0.022

0.351962


-1.7041

30

-2.255

7.181

0.803

0.609

1.791643

-3.1429

-3.6177

0.08958

-0.37449

-2.8289

45

-1.644

10.182


0.580

0.834

-2.215169

0.45857

2.26214

-0.1108

0.18504

-1.5539

60

-0.929

12.504

0.308

0.977

0.227912

0.90248


-0.9308

0.0114

0.008818

0.05802

75

-0.212

13.974

0.018

1.030

-1.104759

-0.6948

-1.3051

-0.0552

-0.10119

-1.2877


90

-0.659

14.478

-0.258

1.000

-1.421683

-1.3658

1.97145

-0.0711

-0.16585

1.85804

105

0.903

13.974

-0.499


0.902

-2.198056

5.10581

5.55884

-0.1099

0.112118

5.48501

120

1.225

12.504

-0.692

0.755

0.648961

1.04179

1.22739


0.03245

-0.01839

-0.0765

135

1.402

10.182

-0.834

0.580

-1.196062

-1.5136

-1.9291

-0.0598

-0.25861

1.32514

150


1.475

7.181

-0.929

0.391

0.239461

2.35421

2.36636

0.01197

0.295375

1.85041

165

1.493

3.710

-0.983

0.196


1.426451

-1.0506

-1.7716

0.07132

-0.1639

0.95361

180

1.494

0.000

-1.000

0.000

-1.196922

-0.8941

1.494

-0.0598


0

0

195

1.5114

-3.710

-0.983

-0.196

-0.61015

1.68641

-1.7934

-0.0305

0.115623

-0.9654

210

1.5412


-7.181

-0.929

-0.391

2.429793

-0.4579

2.47257

0.12149

-0.15559

-1.9335

225

1.5531

-10.182 -0.834

-0.580

-1.983739

-0.7949


-2.1371

-0.0992

0.186406

-1.468

240

1.5182

-12.504 -0.692

-0.755

1.466263

0.40496

1.52116

0.07331

0.02047

0.09481

255


1.4302

-13.974 -0.499

-0.902

6.766875

-5.6325

8.80427

0.33834

0.092315

-8.6873

270

1.3342

-14.478 -0.258

-1.000

3.468128

1.9756


-3.9914

0.17341

-0.06634

3.76176

285

1.3891

-13.974 0.018

-1.030

6.418927

5.64991

8.55126

0.32095

-0.00693

-8.4377

300


1.9799

-12.504 0.308

-0.977

-1.982149

0.07987

1.98376

-0.0991

0.024545

0.12365

315

4.0942

-10.182 0.580

-0.834

0.46993

5.61396


-5.6336

0.0235

0.433426

-3.8697

330

-7.181

0.803

-0.609
11.11484

-11.577

16.0487

0.55574

-0.94252

-12.55

345

10.003

5
23.138

-3.710

0.949

-0.321

-24.98768

11.3752

-27.455

-1.2494

1.870958

-14.779

360

51.327

0.000

1.000

0.000


49.21827

-14.561

51.327

2.46091

0

0

375

60.922

3.710

0.949

0.321

-71.49755

10.6658

-72.289

-3.5749


-7.35266

38.9123

390

7.181

0.803

0.609
49.28581

11.5644

50.6244

2.46429

6.723701

39.5866

10.182

0.580

0.834
-10.44584


-19.501

-22.122

-0.5223

-2.9419

15.1959

420

31.555
2
16.077
3
9.3784

12.504

0.308

0.977

-8.083613

4.79089

9.39667


-0.4042

-0.13338

-0.5857

435

6.4641

13.974

0.018

1.030

10.75772

-38.311

39.7928

0.53789

1.492303

39.2643

405


SV: Nguyễn Xuân Hoàng

GVHV: Lê Minh Đảo