Đồ án Thiết kế động cơ đốt trong - Nguyễn Anh Tuấn

Đồ án thiết kế động cơ đốt trong
https://lop2.net/ Trang:1
LỜI NÓI ĐẦU
Sau khi được học 2 môn chính của ngành động cơ đốt trong (Nguyên lý động cơ
đốt trong, Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong ) cùng một số môn cơ sơ khác (sức
bền vật liệu, cơ lý thuyết, vật liệu học,... ), sinh viên được giao làm đồ án môn học kết
cấu và tính toán động cơ đốt trong. Đây là một phần quan trọng trong nội dung học
tập của sinh viên, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức
đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể của ngành.
Trong đồ án này, em được giao nhiệm vụ tính toán và thiết kế nhóm piston thanh
truyền của động cơ IFE . Đây là một nhóm chi tiết chính, không thể thiếu trong động
cơ đốt trong. Nó dùng để tiếp nhận lực khí thể do khí cháy sinh ra, biến chuyển động
tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu.
Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu,
làm việc một cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nhất. Tuy nhiên,
vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể
không có thiếu sót.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tình truyền
đạt lại những kiến thức quý báu cho em. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy
Dương Việt Dũng đã quan tâm cung cấp các tài liệu, nhiệt tình hướng dẫn trong quá
trình làm đồ án. Em vô cùng mong muốn nhận được sự xem xét và chỉ dẫn của thầy.
Sinh viên
Nguyễn Tuấn Anh

I). PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC ĐỒ THỊ TRONG BẢN VẼ ĐỒ THỊ ĐỘNG
HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC.
1. VẼ ĐỒ THỊ CÔNG:
1.1. Các thông số cho trước:
+ Công suất động cơ : Ne= 85 (kW).
+ Số vòng quay: n= 5490 (vòng/ph).
+ Tỷ số nén: = 9.4
+ Đường kính xilanh: D= 90(mm)
+ Hành trình piston: S= 84 (mm)
+ Tham số kết cấu: = 0.26
+ Áp suất cực đại: Pz= 5.8 (MN/m2
)
+ Khối lượng nhóm piston: mnp= 0.8 (Kg)
+ Khối lượng nhóm thanh truyền: 1( ).
tt
m kg
=
+ Góc phun sớm: 13 .
o
s
 =
+ Góc phân phối khí: 1 2 3 4
6 ; 46 ; 42 ; 4 .
   
= = = =
+ Thứ tự làm việc của động cơ: 1- 3- 4-2.
1.2. Các thông số chọn:
+ Áp suất môi trường: ).
/
(
098
,
0 2
0 m
MN
P =
+ Chỉ số nén đa biến trung bình : 35
,
1
1 =
n
+ Chỉ số giãn nở đa biến trung bình : 2 1,25
n = .
+ Áp suất cuối quá trình nạp : - Động cơ không tăng áp: pa = (0,8; 0,9)pk ).
/
( 2
m
MN
Chọn: pa = 0,806pk . ).
/
( 2
m
MN
Trong đó:
pk- áp suất trước xupáp nạp
Chọn pk = p0 = 0,098[MN/m2
]
Vậy: 0,806*0,098 0,079
a
p = = . [MN/m2
]
+ Đối với động cơ Xăng tỷ số giãn nở sớm bằng: 1
=

+ Aïp suất cuối quá trình giãn nở :
2
2
1,25
2
1,25
. 5,8.1
0,3524( / ).
9,4
n
z
b n
P
P MN m


= = =
+ Chọn áp suất khí sót : phụ thuộc vào loại động cơ
Như vậy động cơ đang khảo sát là động cơ tốc độ cao, do đó áp suất khí sót pr được
xác định [1]:
.
Vì động cơ không tăng áp
Vậy chọn: Pr = 0,105(MN/m2
)
+ Thể tích công tác :

2 2
3
. 3,14.90
. *84 534384.9104 0,5344( ).
4 4
0,5344
0,0636( ).
1 9.4 1
0,5344 0,0636 0,598( ).
0,0636( )
h
h
c
a h c
c
D
V S mm l
V
V l
V V V l
Vz V l


= = = =
→ = = =
− −
→ = + = + =
= =
1.3. Vẽ đồ thị công:
Để vẽ đồ thị công ta cần xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở.
1.3.1. Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén:
Ta xác định các điểm trên đường nén với chỉ số nén đa biến n1.
Ta có phương trình đường cong nén đa biến :
1
.
n
PV Const
=
Nếu gọi x là điểm bất kỳ trên đường nén thì: .
.
. 1
1 n
nx
nx
n
c
c V
p
V
P =
Suy ra : ;
1
.
1
n
c
nx
c
nx
V
V
P
P






= Đặt : .
i
V
V
c
nx
=
 .
1
n
c
nx
i
P
P =
1.3.2. Xây dựng đường cong áp suất trên giãn nở:
- Ta có phương trình của đường cong giãn nở đa biến :
.
2
Const
PV n
=
Gọi x là điểm bất kỳ trên đường giãn nở thì:
.
.
. 2
2
n
gnx
gnx
n
z
z V
P
V
P =
- Suy ra : ;
1
.
2
n
z
gnx
z
gnx
V
V
P
P






= Với c
z V
V .

= ; Đặt : .
i
V
V
c
gnx
=
Thì ta có: .
.
2
2
n
n
z
gnx
i
P
P

=
1.3.3. Lập bảng xác định các điểm trên đường nén và đường giãn nở:
Cho i tăng từ 1 9.4

→ = từ đó ta lập bảng xác định các điểm trên đường nén và
đường giãn nỡ.
1.3.4.Xác định các điểm đặc biệt:
Lập bảng:

i *
x c
V V i
= 1
c
nx n
P
P
i
= 2
z
gnx n
P
P
i
=
1 0.0636 1.6468 5.8000
1.4 0.0891 1.0456 3.8086
1.8 0.1145 0.7448 2.7819
2.2 0.1400 0.5680 2.1647
2.6 0.1654 0.4533 1.7568
3 0.1909 0.3737 1.4690
3.4 0.2163 0.3156 1.2563
3.8 0.2417 0.2716 1.0932
4.2 0.2672 0.2373 0.9646
4.6 0.2926 0.2099 0.8610
5 0.3181 0.1875 0.7757
5.4 0.3435 0.1690 0.7046
5.8 0.3690 0.1535 0.6444
6.2 0.3944 0.1403 0.5928
6.6 0.4199 0.1289 0.5483
7 0.4453 0.1191 0.5094
7.4 0.4708 0.1105 0.4752
7.8 0.4962 0.1029 0.4449
8.2 0.5217 0.0962 0.4180
8.6 0.5471 0.0902 0.3938
9 0.5726 0.0848 0.3721
9.4 0.5980 0.0800 0.3524
- Sau khi xác định được các điểm đặc biệt và các điểm trung gian ta tiến hành vẽ đồ
thị công theo trình tự sau :
- Vẽ hệ trục toạ độ P - V theo tỷ lệ xích :
V = 0.00299 (l/mm)
P = 0,029 (MN/m2
/mm)
- Theo cách chọn tỷ lệ xích như trên toạ độ của các điểm đặc biệt và trung gian là :
+Điểm đặt biệt là:
r(21,3;3,6207) b(200; 5,800)
a(200; 2.75) c(21,3; 56,7859)
z(21,3; 200)
- Nối tất cả các điểm trung gian của đường nén và đường giãn nở với các điểm đặc
biệt ta được đồ thị công lý thuyết.
2.TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU KHUỶU TRỤC THANH
TRUYỀN:
Động cơ đốt trong kiểu piston thường có tốc độ lớn nên việc nghiên cứu tính toán
động học và động lực học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền là cần thiết, mục đích

là để tìm quy luật vận động của chúng và để xác định lực quán tính tác dụng lên các
chi tiết tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền dùng để tính toán cân bằng các chi
tiết và tính toán mòn động cơ.
2.1.Động học của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền:
Cơ cấu khuỷu trục thanh truyền thuộc loại giao tâm, là cơ cấu mà đường tâm xylanh
trực giao với đường tâm khuỷu trục tại 1 điểm. (hình
vẽ).
Với : R : bán kính quay của trục khuỷu.
l : chiều dài thanh truyền.
S : hành trình piston.
l
R/
=
 : tham số kết cấu.
 : vận tốc góc của trục khuỷu (rad/s).
x : độ dịch chuyển của piston tính từ ĐCT
ứng với góc quay  của khuỷu trục.
 : góc lắc của thanh truyền ứng với góc 
O : giao điểm của đường tâm xylanh và
đường tâm khuỷu trục.
B : giao điểm của đường tâm thanh truyền và
đường tâm chốt khuỷu.
A : giao điểm của đường tâm thanh truyền và đường tâm chốt piston.
2.1.1.Xác định độ dịch chuyển (x) của piston bằng phương pháp đồ thị Brích:
Chuyển vị x của piston tuỳ thuộc vào vị trí của khuỷu trục, x thay đổi theo góc quay
 của khuỷu trục.
- Theo phương pháp giải tích chuyển dịch x của piston được tính theo công thức:
. ( ) ( )





−
+
−
 

 2
cos
1
.
4
cos
1
.
R
x .
-Giải x bằng phương pháp đồ thị Brích cho phép ta xác lập được mối quan hệ thuận
nghịch giữa chuyển vị x của piston với góc quay  của trục khuỷu một cách thuận lợi
và khá chính xác.
+ Các bước tiến hành vẽ đồ thị như sau:
- Vẽ nữa vòng tròn tâm 0 bán kính R/ S
 ,
đường kính
S
S
R
S
AB


.
2
=
=
- Chọn tỉ lệ xích S sao cho
v
S
Vh
S


=

* 82*0.00299
0,47
0,5344
v
R S
S
Vh

 
= = = = [mm/mm].
 82
0,47
AB = =178.7234 (mm).
- Lấy về phía bên phải tâm 0 (phía ĐCD) trên AB một đoạn 00’ sao cho:
O’

R.

O'
ÂCD
D
x
S=2R
ÂCT

O

C
A
B
R
180

M
0
X=f()
x
S=2R
(S=Xmax)
90 
' . . 84*0,26
11,617( ).
2. 4. 4*0,47
R S
OO mm
s s
 
 
= = = =
- Từ '
O kẻ các tia từ trái sang phải ứng với các góc từ 



180
,......,
20
,
10
,
0 , các tia này
cắt nữa vòng tròn Brích tương ứng tại các điểm từ 18
,......,
2
,
1
,
0 .
- Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc S
−
 phía dưới nữa vòng tròn(O; R/ S
 ), trục 
O
thẳng đứng dóng từ A xuống biểu diễn giá trị  từ 

180
0  với tỉ lệ xích: mm
/
2
=

 ,
trụcOS nằm ngang biểu diễn giá trị S với tỉ lệ xích: µs=0.47mm/mm).
- Từ các điểm chia 18
,......,
2
,
1
,
0 trên nữa vòng tròn Brích ta dóng các đường thẳng
song song với trục 
O . Và từ các điểm chia trên trục 
O ứng với các giá trị




180
,......,
20
,
10
,
0 ta kẻ các đường nằm ngang song song vớiOS . Các đường này tương
ứng với các góc cắt nhau tại các điểm 1’,2’,3’,...,18’.Nối các điểm này lại ta đựơc
đường cong biểu diễn độ dịch chuyển của piston (x) theo  : ( ).

f
S =
2.1.2. Giải vận tốc v của piston bằng phương pháp đồ thị:
- Theo phương pháp giải tích ta tính gần đúng vận tốc của piston là:






+
= 


 2
sin
.
2
sin
..
.
R
v .
+ Các bước tiến hành xây dựng đồ thị:
- Vẽ nữa vòng tròn tâm O bán kính 1
.
( )
R
r mm



= và 1đường tròn đồng tâm O có bán
kính : ( )
2
. .
2
R
r mm

 

= .
Với : ( )
. 3,1415*5390
574,9114 /
30 30
n
rad s

 = = = .
84
42( )
2 2
S
R mm
= = = .

26
,
0
=
 .
- Ta chọn tỷ lệ xích 
 sao cho giá trị vẽ bán kính nữa vòng tròn
S

2.
AB
r1 = .
-Từ đó suy ra: . 574,9114*0,47 270,2084
S

  
= = = (mm/s.mm).
 bán kính: + 1
. 42*574,9114
89,3617( ).
270,2084
R
r mm



= = =
+ ( )
2
. . 42*574,9114*0,26
11,6170
2. 2*270,2084
R
r mm

 

= = = .
- Chia đều nữa vòng tròn bán kính 1
r , và vòng tròn bán kính 2
r ra 18 phần bằng nhau.
Như vậy ứng với góc  ở nữa vòng tròn bán kính 1
r thì ở vòng tròn bán kính 2
r sẽ là

2 , 18 điểm trên nữa vòng tròn bán kính r1 mỗi điểm cách nhau 
10 và trên vòng tròn
bán kính r2 mỗi điểm cách nhau là 
20 . Đánh số thứ tự điểm chia trên nữa vòng tròn 1
r
ta đánh số từ 0,1,2,...,18 theo chiều ngược kim đồng hồ, còn trên vòng tròn bán kính
2
r ta đánh số 0’,1’,2’,...18’ theo chiều kim đồng hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA.
- Từ các điểm chia trên 1/2 vòng tròn bán kính 1
r ta dóng các đường thẳng vuông
góc với đường kính AB, và từ các điểm chia trên vòng tròn bán kính r2 ta kẻ các
đường thẳng ngang song song với AB, các đường kẻ này sẽ cắt nhau tương ứng theo
từng cặp 0-0’;1-1’;...;18-18’ tại các điểm lần lượt là 0, a, b, c, ... Nối các điểm này lại
bằng 1 đường cong ta được đường biểu diễn trị số tốc độ, các đoạn thẳng đứng nằm
giữa đường cong với nữa đường tròn r1 biểu diễn trị số tốc độ ở các góc  tương ứng ,
phần giới hạn của đường cong này và 1/2 vòng tròn lớn gọi là giới hạn vận tốc của pis
ton.
- Vẽ hệ toạ độ vuông góc v - s trùng với hệ toạ độ trục thẳng đứng 0v trùng với
trục 0Từ các điểm chia trên đồ thị Brích, ta kẻ các đường thẳng song song với trục
0v và cắt trục 0s tại các điểm 0,1,2,3,..,18, từ các điểm này ta đặt các đoạn thẳng 00’’,
11’’, 22’’, 33’’, ... ,1818’’ song song với trục 0v có khoảng cách bằng khoảng cách
các đoạn tương ứng nằm giữa đường cong với nữa đường tròn bán kính r1 mà nó biểu
diển tốc độ ở các góc  tương ứng. Nối các điểm 0’’,1’’,2’’,...,18’’ lại với nhau ta có
đường cong biểu diễn vận tốc piston v=f(s).
2.1.3. Giải gia tốc J bằng đồ thị Tôlê:
- Theo phương pháp giải tích lấy đạo hàm của vận tốc theo thời gian ta có công thức
để tính gia tốc của piston :
( )



 2
cos
.
cos
.
. 2
+
= R
j .
+ Giải gia tốc của piston bằng phương pháp đồ thị thường dùng phương pháp Tôlê.
Các bước tiến hành như sau :
- Vẽ hệ trục J - s. Lấy đoạn thẳng AB trên trục 0s, AB = S/ S
 = 178,7234 (mm).
- Tại A dựng đoạn thẳng AC về phía trên AB, với:
( ) ( )
2 2 2
max * * 1 42*574,9114 *(1 0,26) 17491286,8 /
AC J R mm s
 
= = + = + =
=17491,2868(m/s2
)
- Từ B dựng đoạn thẳng BD về phía dưới AB, với:

( ) ( )
2 2 2
min * * 1 42*574,9114 *(1 0,26) 10272660,5 /
BD J R mm s
 
= = − − = − − = −
=-10272,6605(m/s2
)
- Nối CD cắt AB tại E, dựng EF về phía dưới AB một đoạn :
( )
2 2 2
3 * * 3*0,26*42*574,9114 10827939,44 /
EF R mm s
 
= − = − = −
=-10827,93944(m/s2
)
-Chọn tỷ lệ xích : 2
218641,0848( / . )
J mm s mm
 = .
 max 17491286,8
80( )
218641,0848
J
J
AC mm

= = = .
min 10272660,5
46,9841( )
218641,0848
J
J
BD mm

−
= = = − .
10827939,44
49,5238( )
218641,0848
J
EF
EF mm

−
= = = − .
- Nối đoạn CF và DF, ta phân chia các đoạn CF và DF thành 8 đoạn nhỏ bằng nhau
và ghi số thứ tự cùng chiều, chẳng hạn như trên đoạn CF: C,1,2,3,...,7,F ; trên đoạn
FD: F,1’,2’,3’,...,7’,D’. Nối các điểm chia ,...
33
,
22
,
11 '
'
'
Đường bao của các đoạn này là
đường cong biểu diễn gia tốc của piston ).
(S
f
J =
Hình 1.4. Đồ thị Tôlê.
2.2. Động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền:
Tính toán động lực học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền nhằm mục đích xác định các
lực do hợp lực của lực quán tính và lực khí thể tác dụng lên các chi tiết trong cơ cấu ở
mỗi vị trí của khuỷu trục để phục vụ cho việc tính toán sức bền, nghiên cứu trạng thái
mài mòn của các chi tiết máy và tính toán cân bằng động cơ.
Trong quá trình làm việc của động cơ, cơ cấu khuỷu trục thanh truyền chịu tác dụng
của các lực sau: Lực quán tính do các chi tiết có khối lượng chuyển động ; Lực khí thể
; trọng lực ; Lực ma sát. Trừ trọng lực ra, chiều và trị số của các lực khác đều thay đổi
theo vị trí của piston trong các chu kỳ công tác của động cơ. Trong các lực nói trên lực

quán tính và lực khí thể có trị số lớn hơn cả, nên trong quá trình tính toán ta chỉ xét
đến hai loại lực này.
2.2.1. Xác định khối lượng:
2.2.1.1. Khối lượng tham gia chuyển động thẳng:
Các chi tiết máy trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền tham gia vào chuyển động
tịnh tiến bao gồm các chi tiết trong nhóm piston và khối lượng của thanh truyền quy
dẩn về đầu nhỏ thanh truyền.
Ta có: .
' 1
m
m
m np +
=
Trong đó: np
m : khối lượng nhóm piston. 0,8( )
pt
m kg
= .
1
m : khối lượng thanh truyền tham gia chuyển động tịnh tiến quy dẫn
về đầu nhỏ thanh truyền.
m1 = (0,275  0,35). tt
m .
Ta chọn : 1 0,3* 0,3*1 0,3( )
tt
m m kg
= = = .
Vậy khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến là :
1
' 0,8 0,3 1,1( )
np
m m m kg
= + = + = .
2.2.1.2. Khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động quay:
Khối lượng tham gia chuyển động quay trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền gồm
phần khối lượng nhóm thanh truyền quy dẩn về đầu to, khối lượng khuỷu trục gồm có
khối lượng chốt khuỷu và khối lượng má khuỷu quy dẩn về tâm chốtï khuỷu.
k
R m
m
m +
= 2
'
Trong đó : 2
m : khối lượng chuyển động quay của thanh truyền quy dẫn
về đầu to thanh truyền.
2 0,7* 0,7*1 0,7( )
tt
m m kg
= = =
k
m :khối lượng của khuỷu trục.
Khuỷu trục có kết cấu 2 má khuỷu như nhau
mr
ck
k m
m
m 2
+
=
Trong quá trình tính toán, thiết kế và để xây dựng các đồ thị được tiên lợi thì người
ta thường tính toán khối lượng chuyển động tịnh tiến và khối lượng chuyển động quay
của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền thường tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston.
- Diện tích đỉnh piston :
( )
2 2
2 2`
3,14*90
6361,7251( ) 0.006361751
4 4
pt
D
S mm m

= = = = .
-Khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến tính trên đơn vị diện tích
đỉnh piston là:
( )
2
' 1,1
172,9091 /
0.006361751
P
m
m kg m
S
= = =
2.2.2.Xác định lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến:
- Lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến:
)
2
cos
(cos
.
. 2



 +
−
=
−
= R
m
J
m
PJ .

Suy ra
( )
( )
2
max max
2
* * * 1 *
172,9091*17491,2868 3,0244 /
J
P m R m J
MN m
 
= + =
= =
( )
( )
2
min min
2
* * * 1 *
172,9091*10272,6605 1,7762 /
J
P m R m J
MN m
 
= − − = −
= − = −
Đoạn E’F’ ( )
2
' ' * 172,9091*10827,93944 1.8722 /
E F m EF MN m
= = − = − .
-Ta vẽ đồ thị - j
P theo phương pháp đồ thị Tôlê nhưng với tỷ lệ xích:
2
0,029( / . )
j
P P MN m mm
 
= =
Đồ thị j
P này vẽ chung với đồ thị công p-v nhưng trục ngang lấy bằng po.
max 3,0244
104,2897( )
0,029
J
Pj
P
AC mm

= = = .
min 1,7762
61,2495( )
0,029
J
Pj
P
BD mm

−
= = = − .
' ' 1,8722
64,5603( )
0,029
Pj
E F
EF mm

−
= = = − .
- Cách vẽ tiến hành như đối với đồ thị (j - s).
2.2.3. Khai triển các đồ thị:
2.2.3.1. Khai triển đồ thị p - V thành p - :
- Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc p - trục hoành 0 lấy bằng giá trị po , trên trục 0 ta
chia 10o
một ứng với tỷ lệ xích: )
/
(
2 0
mm
=

 .
Kết hợp đồ thị Brick và đồ thị công như ta đã vẽ ở trên ta có cách vẽ như sau :
Từ các góc 0, 100
, 200
, 300
, ..., 1800
tương ứng với kỳ nạp của động cơ
1900
, 2000
, 2100
, ..., 3600
tương ứng với kỳ nén của động cơ
3700
, 3800
, 3900
, ..., 5400
tương ứng với kỳ cháy - giãn nở
5500
, 5600
, 5700
, ..., 7200
tương ứng với kỳ thải của động cơ
- Từ các điểm chia trên đồ thi Brick dóng các đường thẳng song song với 0p và cắt đồ
thị công tại các điểm trên đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, cháy-giản nỡ và
thải. Qua các giao điểm này ta kẻ các đường ngang song song với trục hoành sang hệ
trục toạ độ p- .
- Từ các điểm chia trên trục 0 kẻ các đường song song với trục 0p, những đường
này cắt các đường dóng ngang tại các điểm ứng với các góc chia của đồ thị Brick và
phù hợp với quá trình làm việc của động cơ. Nối các giao điểm này lại ta có đường
cong khai triển đồ thị p - với tỷ lệ xích :
µP =0.029(MN/m2
.mm).
µα =2(0
/mm)
2.2.3.2 .Khai triễn đồ thị Pj - V thành Pj - :
Cách khai triễn đồ thị này giống như cách khai triễn đồ thị p -V thành p - nhưng
giá trị của Pj trên đồ thị p - V khi chuyển sang đồ thị p - phải đổi dấu.

Pkh
N
P1
Ptt
l
Pk
T
Ptt
P1 Ptt
N
Z
Ptt
O


+
2.2.3.3. Cộng đồ thị p - và Pj - được P1 - :
Cộng các giá trị kt
p với j
P ở các trị số góc  tương ứng ta vẽ được đường biểu diễn
hợp lực của lực quán tính và lực khí thể 1
P :
j
kt P
p
P +
=
1 (MN/m2
).
2.2.4. Xây dựng đồ thị lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N:
- Ta có :
+ Lực tiếp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu:
( )



cos
sin
1
+
= P
T .
+Lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu:
( )



cos
cos
1
+
= P
Z .
+Lực ngang tác dụng lên phương thẳng góc với đường tâm xylanh:
( )

tg
P
N 1
= .
- Ta lập bảng tính .
,
,
,
1 N
Z
T
P theo giá trị góc .
+ 1
P ta xác định được trên đồ thị tương ứng với các giá trị của .
+ Xác định các giá trị N
Z
T ,
, :
Ta có các giá trị
( )



cos
sin +
,
( )



cos
cos +
, ( )

tg phụ thuộc vào giá trị 
, cho trong
bảng phụ lục sách Kết Cấu và Tính Toán Động Cơ tập I.

Sau khi lập bảng xác định các giá trị N
Z
T ,
, . Ta vẽ đồ thị N
Z
T ,
, theo  trên hệ
trục toạ độ vuông góc chung ( N
Z
T ,
, - ). Với tỷ lệ xích :
2
0,0302( / . )
T Z N P MN m mm
   
= = = = .
2
=

 (độ/mm).
Bảng tính .
,
,
,
1 N
Z
T
P

P1
(MN/m2
) tg()
N
(MN/m2
) (+) Cos(+) Sin(+) cos() T Z
0 -3.0 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 0.000 1.000 0.0000 -3.0244
10 -3.0 0.0452 -0.1333 0.2197 0.9760 0.218 0.999 -0.6436 -2.8824
20 -2.7 0.0893 -0.2439 0.4381 0.9056 0.424 0.996 -1.1634 -2.4834
30 -2.4 0.1311 -0.3138 0.6540 0.7937 0.608 0.992 -1.4683 -1.9156
40 -1.9 0.1695 -0.3266 0.8660 0.6478 0.762 0.986 -1.4887 -1.2660
50 -1.4 0.2032 -0.2873 1.0732 0.4773 0.879 0.980 -1.2675 -0.6885
60 -0.9 0.2311 -0.2005 1.2743 0.2922 0.956 0.974 -0.8516 -0.2602
70 -0.3 0.2520 -0.0828 1.4685 0.1021 0.995 0.970 -0.3371 -0.0346
80 0.2 0.2649 0.0468 1.6552 -0.0843 0.996 0.967 0.1821 -0.0154
90 0.6 0.2693 0.1671 1.8338 -0.2600 0.966 0.966 0.6208 -0.1671
100 1.0 0.2649 0.2636 2.0043 -0.4200 0.908 0.967 0.9341 -0.4323
110 1.3 0.2520 0.3268 2.1667 -0.5612 0.828 0.970 1.1071 -0.7507
120 1.5 0.2311 0.3480 2.3215 -0.6822 0.731 0.974 1.1302 -1.0544
130 1.6 0.2032 0.3351 2.4694 -0.7825 0.623 0.980 1.0477 -1.3166
140 1.7 0.1695 0.2905 2.6114 -0.8627 0.506 0.986 0.8792 -1.4998
150 1.7 0.1311 0.2277 2.7484 -0.9237 0.383 0.992 0.6713 -1.6181
160 1.8 0.0893 0.1568 2.8816 -0.9664 0.257 0.996 0.4534 -1.7043
170 1.8 0.0452 0.0796 3.0122 -0.9916 0.129 0.999 0.2275 -1.7489
180 1.8 0.0000 0.0000 3.1416 -1.0000 0.000 1.000 0.0000 -1.7582
190 1.8 -0.0452 -0.0793 3.2710 -0.9916 -0.129 0.999 -0.2265 -1.7411
200 1.8 -0.0893 -0.1563 3.4016 -0.9664 -0.257 0.996 -0.4519 -1.6988
210 1.7 -0.1311 -0.2283 3.5348 -0.9237 -0.383 0.992 -0.6728 -1.6219
220 1.7 -0.1695 -0.2912 3.6718 -0.8627 -0.506 0.986 -0.8810 -1.5029
230 1.7 -0.2032 -0.3367 3.8137 -0.7825 -0.623 0.980 -1.0527 -1.3228
240 1.5 -0.2311 -0.3519 3.9617 -0.6822 -0.731 0.974 -1.1428 -1.0661
250 1.3 -0.2520 -0.3337 4.1165 -0.5612 -0.828 0.970 -1.1304 -0.7665
260 1.0 -0.2649 -0.2774 4.2789 -0.4200 -0.908 0.967 -0.9833 -0.4551
270 0.7 -0.2693 -0.1865 4.4494 -0.2600 -0.966 0.966 -0.6927 -0.1865
280 0.3 -0.2649 -0.0741 4.6280 -0.0843 -0.996 0.967 -0.2882 -0.0244
290 -0.2 -0.2520 0.0479 4.8146 0.1021 -0.995 0.970 0.1950 -0.0200
300 -0.7 -0.2311 0.1536 5.0089 0.2922 -0.956 0.974 0.6525 -0.1993
310 -1.1 -0.2032 0.2252 5.2100 0.4773 -0.879 0.980 0.9937 -0.5398
320 -1.5 -0.1695 0.2487 5.4171 0.6478 -0.762 0.986 1.1334 -0.9639
330 -1.7 -0.1311 0.2207 5.6292 0.7937 -0.608 0.992 1.0327 -1.3473
340 -1.7 -0.0893 0.1515 5.8451 0.9056 -0.424 0.996 0.7229 -1.5432
350 -1.4 -0.0452 0.0621 6.0635 0.9760 -0.218 0.999 0.2995 -1.3414
360 -0.1 0.0000 0.0000 6.2832 1.0000 0.000 1.000 0.0000 -0.0836
370 1.9 0.0452 0.0870 6.5029 0.9760 0.218 0.999 0.4200 1.8811
380 1.3 0.0893 0.1132 6.7213 0.9056 0.424 0.996 0.5402 1.1532
390 0.5 0.1311 0.0641 6.9372 0.7937 0.608 0.992 0.2998 0.3911
400 0.1 0.1695 0.0188 7.1492 0.6478 0.762 0.986 0.0855 0.0727
410 0.1 0.2032 0.0136 7.3564 0.4773 0.879 0.980 0.0602 0.0327

420 0.2 0.2311 0.0548 7.5575 0.2922 0.956 0.974 0.2329 0.0711
430 0.5 0.2520 0.1326 7.7517 0.1021 0.995 0.970 0.5398 0.0554
440 0.9 0.2649 0.2293 7.9384 -0.0843 0.996 0.967 0.8922 -0.0755
450 1.2 0.2693 0.3204 8.1170 -0.2600 0.966 0.966 1.1899 -0.3204
460 1.5 0.2649 0.3918 8.2874 -0.4200 0.908 0.967 1.3887 -0.6427
470 1.7 0.2520 0.4303 8.4499 -0.5612 0.828 0.970 1.4578 -0.9885
480 1.9 0.2311 0.4339 8.6047 -0.6822 0.731 0.974 1.4090 -1.3145
490 2.0 0.2032 0.4052 8.7526 -0.7825 0.623 0.980 1.2666 -1.5917
500 2.0 0.1695 0.3363 8.8946 -0.8627 0.506 0.986 1.0178 -1.7362
510 2.0 0.1311 0.2655 9.0315 -0.9237 0.383 0.992 0.7826 -1.8865
520 2.0 0.0893 0.1808 9.1648 -0.9664 0.257 0.996 0.5228 -1.9651
530 2.0 0.0452 0.0910 9.2954 -0.9916 0.129 0.999 0.2601 -1.9997
540 2.0 0.0000 0.0000 9.4248 -1.0000 0.000 1.000 0.0000 -1.9726
550 2.0 -0.0452 -0.0902 9.5541 -0.9916 -0.129 0.999 -0.2577 -1.9810
560 1.9 -0.0893 -0.1656 9.6848 -0.9664 -0.257 0.996 -0.4787 -1.7992
570 1.8 -0.1311 -0.2356 9.8180 -0.9237 -0.383 0.992 -0.6945 -1.6741
580 1.8 -0.1695 -0.2999 9.9550 -0.8627 -0.506 0.986 -0.9075 -1.5481
590 1.7 -0.2032 -0.3458 10.0969 -0.7825 -0.623 0.980 -1.0811 -1.3585
600 1.6 -0.2311 -0.3600 10.2449 -0.6822 -0.731 0.974 -1.1690 -1.0906
610 1.3 -0.2520 -0.3372 10.3997 -0.5612 -0.828 0.970 -1.1422 -0.7745
620 1.0 -0.2649 -0.2761 10.5621 -0.4200 -0.908 0.967 -0.9785 -0.4529
630 0.7 -0.2693 -0.1781 10.7326 -0.2600 -0.966 0.966 -0.6616 -0.1781
640 0.2 -0.2649 -0.0506 10.9112 -0.0843 -0.996 0.967 -0.1968 -0.0167
650 -0.3 -0.2520 0.0767 11.0978 0.1021 -0.995 0.970 0.3124 -0.0321
660 -0.9 -0.2311 0.1965 11.2921 0.2922 -0.956 0.974 0.8344 -0.2549
670 -1.4 -0.2032 0.2843 11.4932 0.4773 -0.879 0.980 1.2544 -0.6814
680 -1.9 -0.1695 0.3249 11.7003 0.6478 -0.762 0.986 1.4809 -1.2594
690 -2.4 -0.1311 0.3114 11.9124 0.7937 -0.608 0.992 1.4574 -1.9014
700 -2.7 -0.0893 0.2432 12.1283 0.9056 -0.424 0.996 1.1603 -2.4767
710 -2.9 -0.0452 0.1330 12.3467 0.9760 -0.218 0.999 0.6420 -2.8751
720 -3.0 0.0000 0.0000 12.5664 1.0000 0.000 1.000 0.0000 -3.0174
Đồ thị T,N,Z
-3
-2
-1
0
1
2
0 100 200 300 400 500 600 700 800
góc quay
áp
suất
N
T
Z

2.2.5.Tính mômen tổng T :
- Thứ tự làm việc của động cơ 4 xi lanh thẳng hàng là: 1 - 3 - 4 - 2.
- Góc công tác 0
180
4
4
.
180
.
180
=
=
=
i
ct

 .3 - Bảng thứ tự làm việc của động cơ là:
00
1800
3600
5400
7200
Khuỷu
trục1
Hút Nén Cháy nổ Thải
Khuỷu
trục2
Nén Cháy nổ Thải Hút
Khuỷu
trục3
Thải Hút Nén Cháy nổ
Khuỷu
trục4
Cháy nổ Thải Hút Nén
+ Khi khuỷu trục của xylanh thứ nhất nằm ở vị trí 0
1 0
=
 .thì:
Khuỷu trục của xylanh thứ 2 nằm ở vị trí α2 = 1800
Khuỷu trục của xylanh thứ 3 nằm ở vị trí α3 = 5400
.
Khuỷu trục của xylanh thứ 4 nằm ở vị trí α4= 3600
.
Tính mômen tổng T = T1 + T2 + T3 + T4.
* Lập bảng tính tổng T
 như sau :
        ∑T
0 0.0000 180 0.0000 540 0.0000 360 0.0000 0.0000
10 -0.6436 190 -0.2265 550 -0.2577 370 0.4200 -0.7078
20 -1.1634 200 -0.4519 560 -0.4787 380 0.5402 -1.5538
30 -1.4683 210 -0.6728 570 -0.6945 390 0.2998 -2.5358
40 -1.4887 220 -0.8810 580 -0.9075 400 0.0855 -3.1917
50 -1.2675 230 -1.0527 590 -1.0811 410 0.0602 -3.3411
60 -0.8516 240 -1.1428 600 -1.1690 420 0.2329 -2.9305
70 -0.3371 250 -1.1304 610 -1.1422 430 0.5398 -2.0699
80 0.1821 260 -0.9833 620 -0.9785 440 0.8922 -0.8875
90 0.6208 270 -0.6927 630 -0.6616 450 1.1899 0.4563
100 0.9341 280 -0.2882 640 -0.1968 460 1.3887 1.8378
110 1.1071 290 0.1950 650 0.3124 470 1.4578 3.0722
120 1.1302 300 0.6525 660 0.8344 480 1.4090 4.0261
130 1.0477 310 0.9937 670 1.2544 490 1.2666 4.5625
140 0.8792 320 1.1334 680 1.4809 500 1.0178 4.5113
150 0.6713 330 1.0327 690 1.4574 510 0.7826 3.9439
160 0.4534 340 0.7229 700 1.1603 520 0.5228 2.8594
170 0.2275 350 0.2995 710 0.6420 530 0.2601 1.4292
180 0.0000 360 0.0000 720 0.0000 540 0.0000 0.0000
190 -0.2265 370 0.4200 10 -0.6436 550 -0.2577 -0.7078
200 -0.4519 380 0.5402 20 -1.1634 560 -0.4787 -1.5538
210 -0.6728 390 0.2998 30 -1.4683 570 -0.6945 -2.5358
220 -0.8810 400 0.0855 40 -1.4887 580 -0.9075 -3.1917
230 -1.0527 410 0.0602 50 -1.2675 590 -1.0811 -3.3411
240 -1.1428 420 0.2329 60 -0.8516 600 -1.1690 -2.9305

250 -1.1304 430 0.5398 70 -0.3371 610 -1.1422 -2.0699
260 -0.9833 440 0.8922 80 0.1821 620 -0.9785 -0.8875
270 -0.6927 450 1.1899 90 0.6208 630 -0.6616 0.4563
280 -0.2882 460 1.3887 100 0.9341 640 -0.1968 1.8378
290 0.1950 470 1.4578 110 1.1071 650 0.3124 3.0722
300 0.6525 480 1.4090 120 1.1302 660 0.8344 4.0261
310 0.9937 490 1.2666 130 1.0477 670 1.2544 4.5625
320 1.1334 500 1.0178 140 0.8792 680 1.4809 4.5113
330 1.0327 510 0.7826 150 0.6713 690 1.4574 3.9439
340 0.7229 520 0.5228 160 0.4534 700 1.1603 2.8594
350 0.2995 530 0.2601 170 0.2275 710 0.6420 1.4292
360 0.0000 540 0.0000 180 0.0000 720 0.0000 0.0000
370 0.4200 550 -0.2577 190 -0.2265 10 -0.6436 -0.7078
380 0.5402 560 -0.4787 200 -0.4519 20 -1.1634 -1.5538
390 0.2998 570 -0.6945 210 -0.6728 30 -1.4683 -2.5358
400 0.0855 580 -0.9075 220 -0.8810 40 -1.4887 -3.1917
410 0.0602 590 -1.0811 230 -1.0527 50 -1.2675 -3.3411
420 0.2329 600 -1.1690 240 -1.1428 60 -0.8516 -2.9305
430 0.5398 610 -1.1422 250 -1.1304 70 -0.3371 -2.0699
440 0.8922 620 -0.9785 260 -0.9833 80 0.1821 -0.8875
450 1.1899 630 -0.6616 270 -0.6927 90 0.6208 0.4563
460 1.3887 640 -0.1968 280 -0.2882 100 0.9341 1.8378
470 1.4578 650 0.3124 290 0.1950 110 1.1071 3.0722
480 1.4090 660 0.8344 300 0.6525 120 1.1302 4.0261
490 1.2666 670 1.2544 310 0.9937 130 1.0477 4.5625
500 1.0178 680 1.4809 320 1.1334 140 0.8792 4.5113
510 0.7826 690 1.4574 330 1.0327 150 0.6713 3.9439
520 0.5228 700 1.1603 340 0.7229 160 0.4534 2.8594
530 0.2601 710 0.6420 350 0.2995 170 0.2275 1.4292
540 0.0000 720 0.0000 360 0.0000 180 0.0000 0.0000
550 -0.2577 10 -0.6436 370 0.4200 190 -0.2265 -0.7078
560 -0.4787 20 -1.1634 380 0.5402 200 -0.4519 -1.5538
570 -0.6945 30 -1.4683 390 0.2998 210 -0.6728 -2.5358
580 -0.9075 40 -1.4887 400 0.0855 220 -0.8810 -3.1917
590 -1.0811 50 -1.2675 410 0.0602 230 -1.0527 -3.3411
600 -1.1690 60 -0.8516 420 0.2329 240 -1.1428 -2.9305
610 -1.1422 70 -0.3371 430 0.5398 250 -1.1304 -2.0699
620 -0.9785 80 0.1821 440 0.8922 260 -0.9833 -0.8875
630 -0.6616 90 0.6208 450 1.1899 270 -0.6927 0.4563
640 -0.1968 100 0.9341 460 1.3887 280 -0.2882 1.8378
650 0.3124 110 1.1071 470 1.4578 290 0.1950 3.0722
660 0.8344 120 1.1302 480 1.4090 300 0.6525 4.0261
670 1.2544 130 1.0477 490 1.2666 310 0.9937 4.5625
680 1.4809 140 0.8792 500 1.0178 320 1.1334 4.5113
690 1.4574 150 0.6713 510 0.7826 330 1.0327 3.9439
700 1.1603 160 0.4534 520 0.5228 340 0.7229 2.8594
710 0.6420 170 0.2275 530 0.2601 350 0.2995 1.4292
720 0.0000 180 0.0000 540 0.0000 360 0.0000 0.0000
Tính giá trị của tb
T
 bằng công thức:

30* 30* * 30*85*0,64
570,46
* * * * * * 3,1415*5490*0,00636173*0,97
i m
tb
pt d pt d
N Ne
T
n S n S

   
= = = =

tb
T
 (bđ)=570,46*0,057=32,53(MN/m2
.mm)
2.2.6.Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu :
- Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu dùng để xác định lực tác dụng lên
chốt khuỷu ở mỗi vị trí của trục khuỷu. Từ đồ thị này ta có thể tìm trị số trung bình
của phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu cũng như có thể dễ dàng tìm được lực lớn nhất và
lực bé nhất. Dùng đồ thị phụ tải ta có thể xác định khu vực chịu lực ít nhất để xác định
vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn và để xác định phụ tải khi tính sức bền ở trục.
- Khi vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu có thể chưa cần xét đến lực quán tính
chuyển động quay của khối lượng thanh truyền m2 quy về tâm chốt khuỷu vì phương
và trị số của lực quán tính này không đổi. sau khi vẽ xong ta xét.
- Vẽ hệ toạ độ T - Z gốc toạ độ '
0 trục 0’Z có chiều dương hướng xuống dưới.
- Chọn tỉ lệ xích :µT = µN = µZ = 0,029 (MN/m2
.mm)
- Đặt giá trị của các cặp (T.Z) theo các góc  tương ứng lên hệ trục toạ độ T - Z. Ứng
với mỗi cặp giá trị (T.Z) ta có một điểm. đánh dấu các điểm từ 72
,
2
,
1
,
0 → ứng với các
góc  từ 

720
0 → nối các điểm lại ta có đường cong biểu diễn véctơ phụ tải tác dung
lên chốt khuỷu.
- Dịch chuyển gốc toạ độ. Trên trục 0’Z (theo chiều dương) ta lấy điểm 0 với
o
R
P
=
'
00 (lực quán tính ly tâm).
+ Lực quán tính ly tâm :
2
2. .
Ro
Pt
m R
P
S

= .
2
m : khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu to; 2 0,7. 0,7( )
tt
m m kg
= =

2 3 2
2. . 0,7*42.10 *574,9115
1,5274
0,006261725
Ro
Pt
m R
P
S
 −
= = = )
( 2
m
MN
Với tỷ lệ xích Z
 ta dời gốc toạ độ 0’ xuống 0 một đoạn 0’0.
1,5274
0'0 52,67( )
0,029
Ro
z
P
mm

= = = .
+ Đặt lực 0
R
P về phía dưới tâm 0’. ta có tâm 0 đây là tâm chốt khuỷu.
- Từ tâm O vẽ vòng tròn tượng trưng chốt khuỷu.
+ Xác định . giá trị, phương chiều và điểm đặt lực.
Giá trị của lực là độ dài véctơ tính từ gốc 0 đến vị trí bất kì mà ta cần.
Chiều của lực hướng từ tâm 0 ra ngoài.
Điểm đặt của lực là giao của phương kéo dài về phía 0 của véctơ lực và đường
tròn tượng trưng cho chốt khuỷu.




 0
'
0
'
00 =
+
=
+
+
= Z
T
P
Q Ro .

 tt
Ro P
P
Q +
= .
 : là điểm bất kỳ trên đồ thị.

Q : là hợp lực của các lực tác dụng lên chốt khuỷu.
 T Z
0 0.0000 -3.0244
10 -0.6436 -2.8824
20 -1.1634 -2.4834
30 -1.4683 -1.9156
40 -1.4887 -1.2660
50 -1.2675 -0.6885
60 -0.8516 -0.2602
70 -0.3371 -0.0346
80 0.1821 -0.0154
90 0.6208 -0.1671
100 0.9341 -0.4323
110 1.1071 -0.7507
120 1.1302 -1.0544
130 1.0477 -1.3166
140 0.8792 -1.4998
150 0.6713 -1.6181
160 0.4534 -1.7043
170 0.2275 -1.7489
180 0.0000 -1.7582
190 -0.2265 -1.7411
200 -0.4519 -1.6988
210 -0.6728 -1.6219
220 -0.8810 -1.5029
230 -1.0527 -1.3228
240 -1.1428 -1.0661
250 -1.1304 -0.7665
260 -0.9833 -0.4551
270 -0.6927 -0.1865
280 -0.2882 -0.0244
290 0.1950 -0.0200
300 0.6525 -0.1993
310 0.9937 -0.5398
320 1.1334 -0.9639
330 1.0327 -1.3473
340 0.7229 -1.5432
350 0.2995 -1.3414
360 0.0000 -0.0836
370 0.4200 1.8811
380 0.5402 1.1532
390 0.2998 0.3911
400 0.0855 0.0727
410 0.0602 0.0327
420 0.2329 0.0711
430 0.5398 0.0554
440 0.8922 -0.0755
450 1.1899 -0.3204
460 1.3887 -0.6427
470 1.4578 -0.9885
480 1.4090 -1.3145

490 1.2666 -1.5917
500 1.0178 -1.7362
510 0.7826 -1.8865
520 0.5228 -1.9651
530 0.2601 -1.9997
540 0.0000 -1.9726
550 -0.2577 -1.9810
560 -0.4787 -1.7992
570 -0.6945 -1.6741
580 -0.9075 -1.5481
590 -1.0811 -1.3585
600 -1.1690 -1.0906
610 -1.1422 -0.7745
620 -0.9785 -0.4529
630 -0.6616 -0.1781
640 -0.1968 -0.0167
650 0.3124 -0.0321
660 0.8344 -0.2549
670 1.2544 -0.6814
680 1.4809 -1.2594
690 1.4574 -1.9014
700 1.1603 -2.4767
710 0.6420 -2.8751
720 0.0000 -3.0174
2.2.7.Khai triển đồ thị phụ tải trong hệ toạ độ cực thành đồ thị Q -  :
- Khai triển đồ thị phụ tải ở toạ độ độc cực trên thành đồ thị Q - rồi tính phụ tải
trung bình tb
Q .
- Vẽ hệ trục Q - . Chọn tỉ lệ xích µQ= 0,029 (MN/m2
.mm).
)
/
(
2 mm
o
=

 .
- Trên các điểm chia của trục 0 - . ta lần lượt đặt các véctơ tt
P tương ứng với các
góc  từ 



720
,...,
20
,
10
,
0 . Với Z
T
Ptt +
= và trị số của tt
P được lấy ở đồ thị véctơ
phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. Nối các đầu nút véctơ lại ta sẽ có đường cong
biểu diển đồ thị khai triển )
(
f
Q = .
- Bảng 1.3. Bảng tính xây dựng đồ thị Q-α
0 Z (thực) T (thực) PR0 Z-PR0 Q
0 -3.0244 0.0000 1.5275 -4.5519 4.5519
10 -2.8824 -0.6436 1.5275 -4.4099 4.4566
20 -2.4834 -1.1634 1.5275 -4.0109 4.1762
30 -1.9156 -1.4683 1.5275 -3.4431 3.7431
40 -1.2660 -1.4887 1.5275 -2.7935 3.1654
50 -0.6885 -1.2675 1.5275 -2.2160 2.5529
60 -0.2602 -0.8516 1.5275 -1.7876 1.9801
70 -0.0346 -0.3371 1.5275 -1.5621 1.5980
80 -0.0154 0.1821 1.5275 -1.5429 1.5536
90 -0.1671 0.6208 1.5275 -1.6946 1.8047

100 -0.4323 0.9341 1.5275 -1.9598 2.1711
110 -0.7507 1.1071 1.5275 -2.2782 2.5329
120 -1.0544 1.1302 1.5275 -2.5818 2.8184
130 -1.3166 1.0477 1.5275 -2.8441 3.0309
140 -1.4998 0.8792 1.5275 -3.0273 3.1523
150 -1.6181 0.6713 1.5275 -3.1456 3.2164
160 -1.7043 0.4534 1.5275 -3.2318 3.2634
170 -1.7489 0.2275 1.5275 -3.2764 3.2843
180 -1.7582 0.0000 1.5275 -3.2856 3.2856
190 -1.7411 -0.2265 1.5275 -3.2686 3.2764
200 -1.6988 -0.4519 1.5275 -3.2262 3.2577
210 -1.6219 -0.6728 1.5275 -3.1494 3.2205
220 -1.5029 -0.8810 1.5275 -3.0304 3.1559
230 -1.3228 -1.0527 1.5275 -2.8503 3.0385
240 -1.0661 -1.1428 1.5275 -2.5936 2.8342
250 -0.7665 -1.1304 1.5275 -2.2940 2.5574
260 -0.4551 -0.9833 1.5275 -1.9826 2.2130
270 -0.1865 -0.6927 1.5275 -1.7140 1.8487
280 -0.0244 -0.2882 1.5275 -1.5519 1.5784
290 -0.0200 0.1950 1.5275 -1.5475 1.5597
300 -0.1993 0.6525 1.5275 -1.7268 1.8460
310 -0.5398 0.9937 1.5275 -2.0673 2.2937
320 -0.9639 1.1334 1.5275 -2.4914 2.7371
330 -1.3473 1.0327 1.5275 -2.8748 3.0546
340 -1.5432 0.7229 1.5275 -3.0706 3.1546
350 -1.3414 0.2995 1.5275 -2.8688 2.8844
360 -0.0836 0.0000 1.5275 -1.6111 1.6111
370 1.8811 0.4200 1.5275 0.3536 0.5491
380 1.1532 0.5402 1.5275 -0.3743 0.6572
390 0.3911 0.2998 1.5275 -1.1364 1.1752
400 0.0727 0.0855 1.5275 -1.4548 1.4573
410 0.0327 0.0602 1.5275 -1.4948 1.4960
420 0.0711 0.2329 1.5275 -1.4563 1.4748
430 0.0554 0.5398 1.5275 -1.4721 1.5679
440 -0.0755 0.8922 1.5275 -1.6030 1.8346
450 -0.3204 1.1899 1.5275 -1.8479 2.1978
460 -0.6427 1.3887 1.5275 -2.1702 2.5765
470 -0.9885 1.4578 1.5275 -2.5160 2.9078
480 -1.3145 1.4090 1.5275 -2.8420 3.1721
490 -1.5917 1.2666 1.5275 -3.1192 3.3666
500 -1.7362 1.0178 1.5275 -3.2637 3.4187
510 -1.8865 0.7826 1.5275 -3.4140 3.5025
520 -1.9651 0.5228 1.5275 -3.4926 3.5315
530 -1.9997 0.2601 1.5275 -3.5271 3.5367
540 -1.9726 0.0000 1.5275 -3.5001 3.5001
550 -1.9810 -0.2577 1.5275 -3.5085 3.5179
560 -1.7992 -0.4787 1.5275 -3.3267 3.3609
570 -1.6741 -0.6945 1.5275 -3.2015 3.2760
580 -1.5481 -0.9075 1.5275 -3.0756 3.2067
590 -1.3585 -1.0811 1.5275 -2.8860 3.0818
600 -1.0906 -1.1690 1.5275 -2.6181 2.8672
610 -0.7745 -1.1422 1.5275 -2.3020 2.5698

620 -0.4529 -0.9785 1.5275 -1.9803 2.2089
630 -0.1781 -0.6616 1.5275 -1.7056 1.8294
640 -0.0167 -0.1968 1.5275 -1.5441 1.5566
650 -0.0321 0.3124 1.5275 -1.5595 1.5905
660 -0.2549 0.8344 1.5275 -1.7824 1.9681
670 -0.6814 1.2544 1.5275 -2.2089 2.5402
680 -1.2594 1.4809 1.5275 -2.7869 3.1559
690 -1.9014 1.4574 1.5275 -3.4289 3.7257
700 -2.4767 1.1603 1.5275 -4.0042 4.1689
710 -2.8751 0.6420 1.5275 -4.4026 4.4492
720 -3.0174 0.0000 1.5275 -4.5449 4.5449
-
- Để tính min
max ,Q
Q và tb
Q . Xác định trị số đơn vị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu
(hoặc ổ trục) theo các công thức sau :
Phụ tải cực đại max
max 2
.
.
Pt
c c
Q MN
K S
d l m
 
=  
 
.
Phụ tải bé nhất min
min 2
.
.
Pt
c c
Q MN
K S
d l m
 
=  
 
.
Phụ tải trung bình 





= 2
.
. m
MN
F
l
d
Q
K P
c
c
tb
tb .
Trong đó : min
max ,Q
Q và tb
Q là phụ tải cực đại, cực tiểu và trung bình được xác định
trên đồ thị Q - . đơn vị là 2
/ m
MN .
Qmax= 4,549 )
( 2
m
MN
.
Qmin= 0.5491 )
( 2
m
MN
.
Tải trọng trung bình tác dụng lên chốt khuỷu:
Qtb= 2,7123 )
( 2
m
MN
.
- Hệ số va đập biểu thị mức độ va đập của phụ tải:
max max 4,549
1,678
2,7123
tb tb
K Q
K Q
 = = = = ; hệ số 4

 thoả mãn.
2.2.8.Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền:
Dựa trên nguyên lý lực và phản lực tác dụng tại một điểm bất kỳ trên chốt khuỷu và
đầu to thanh truyền và xét đến sự chuyển động tương đối giữa chúng. ta có thể xây
dựng được đồ thị phụ tải tác dụng lên trục khuỷu. Sau khi vẽ được đồ thị phụ tải tác
dụng lên chốt khuỷu ta căn cứ vào đó để vẽ đồ thị phụ tải của ổ trượt ở đầu to thanh
truyền.
Cách vẽ như sau :
- Chiều của lực tác dụng lên chốt khuỷu. ngược chiều với lực tác dụng lên đầu to
thanh truyền nhưng trị số của chúng bằng nhau.
Vẽ dạng đầu to thanh truyền lên một tờ giấy bóng, tâm của đầu to thanh truyền là
O.

Vẽ một vòng tròn bất kỳ, tâm O. Giao điểm của đường tâm phần thân thanh
truyền với vòng tâm O là điểm 00
.
Từ điểm 00
, ghi trên vòng tròn các điểm 1, 2, 3, ..., 72 theo chiều quay trục khuỷu
và tương ứng với các góc 10
0
+ 10
0
, 20
0
+ 20
0
, 30
0
+ 30
0
, ..., 720
0
+ 720
0
.
Đem tờ giấy bóng này đặt chồng lên đồ thị phụ tải của chốt khuỷu sao cho tâm O
trùng với tâm O của đồ thị phụ tải chốt khuỷu. Lần lượt xoay tờ giấy bóng cho các
điểm 0, 1, 2, 3, ..., 72 trùng với trục (+Z) của đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu.
Đồng thời đánh dấu các điểm đầu mút của các véctơ Q0, Q1, Q2, ..., Q72 của đồ thị
phụ tải chốt khuỷu hiện trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0, 1, 2, 3, ..., 72.
Nối lần lượt các điểm vừa đánh dấu trên tờ giấy bóng theo đúng thứ tự ta được đồ thị
phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền.
- Xác định giá trị . phương chiều. và điểm đặt lực :
+ Giá trị là độ dài của véctơ tính từ tâm O đến bất kỳ vị trí nào ta cần xác định trên
đồ thị.
+ Chiều của lực từ tâm O đi ra.
+ Điểm đặt là giao điểm của véctơ và vòng tròn tượng trưng cho đầu to thanh
truyền.
độ  độ + độ  độ +
0 0.0000 0.0000 370 2.5877 372.5877
10 2.5877 12.5877 380 5.1018 385.1018
20 5.1018 25.1018 390 7.4696 397.4696
30 7.4696 37.4696 400 9.6207 409.6207
40 9.6207 49.6207 410 11.4885 421.4885
50 11.4885 61.4885 420 13.0127 433.0127
60 13.0127 73.0127 430 14.1417 444.1417
70 14.1417 84.1417 440 14.8358 454.8358
80 14.8358 94.8358 450 15.0701 465.0701
90 15.0701 105.0701 460 14.8358 474.8358
100 14.8358 114.8358 470 14.1417 484.1417
110 14.1417 124.1417 480 13.0127 493.0127
120 13.0127 133.0127 490 11.4885 501.4885
130 11.4885 141.4885 500 9.6207 509.6207
140 9.6207 149.6207 510 7.4696 517.4696
150 7.4696 157.4696 520 5.1018 525.1018
160 5.1018 165.1018 530 2.5877 532.5877
170 2.5877 172.5877 540 0.0000 540.0000
180 0.0000 180.0000 550 -2.5877 547.4123
190 -2.5877 187.4123 560 -5.1018 554.8982
200 -5.1018 194.8982 570 -7.4696 562.5304
210 -7.4696 202.5304 580 -9.6207 570.3793
220 -9.6207 210.3793 590 -11.4885 578.5115
230 -11.4885 218.5115 600 -13.0127 586.9873
240 -13.0127 226.9873 610 -14.1417 595.8583
250 -14.1417 235.8583 620 -14.8358 605.1642
260 -14.8358 245.1642 630 -15.0701 614.9299
270 -15.0701 254.9299 640 -14.8358 625.1642

280 -14.8358 265.1642 650 -14.1417 635.8583
290 -14.1417 275.8583 660 -13.0127 646.9873
300 -13.0127 286.9873 670 -11.4885 658.5115
310 -11.4885 298.5115 680 -9.6207 670.3793
320 -9.6207 310.3793 690 -7.4696 682.5304
330 -7.4696 322.5304 700 -5.1018 694.8982
340 -5.1018 334.8982 710 -2.5877 707.4123
350 -2.5877 347.4123 720 0.0000 720.0000
360 0.0000 360.0000
2.2.9.Đồ thị mài mòn chốt khuỷu :
Đồ thị mài mòn của chốt khuỷu ( hoặc cổ trục khuỷu ... ) thể hiện trạng thái chịu tải
của các điểm trên bề mặt trục. Đồ thị này cũng thể hiện trạng thái hao mòn lý thuyết
của trục, đồng thời chỉ rõ khu vực chịu tải ít để khoan lỗ dầu theo đúng nguyên tắc
đảm bảo đưa dầu nhờn vào ổ trượt ở vị trí có khe hở giữa trục và bạc lót của ổ lớn
nhất. Aïp suất bé làm cho dầu nhờn lưu động dễ dàng.
Sở dĩ gọi là mài mòn lý thuyết vì khi vẽ ta dùng các giả thuyết sau đây :
+ Phụ tải tác dụng lên chốt là phụ tải ổn định ứng với công suất Ne và tốc độ n
định mức.
+ Lực tác dụng có ảnh hưởng đều trong miền 1200
.
+ Độ mòn tỷ lệ thuận với phụ tải.
+ Không xét đến các điều kiện về công nghệ, sử dụng và lắp ghép
+ Các bước tiến hành vẽ như sau :
- Trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta vẽ vòng tròn bất kỳ và chia thành 24
phần bằng nhau tức là chia theo 15o
. theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. bắt đầu tại
điểm 0 tai giao điểm của vòng tròn với trục OZ (theo chiều dương) tiếp tục đánh số
thứ tự 0.1.2.....23.
- Từ các điểm chia vòng tròn này. ta kẻ các tia qua tâm O và kéo dài, các tia này sẽ
cắt đồ thị phụ tải phụ tải tai nhiều điểm, có bao nhiêu điểm cắt đồ thị thì sẽ có bấy
nhiêu lực tác dụng tại vị trí đó. Do đó ta có :
23
'
1
'
0
'
'
.. i
i
i
i Q
Q
Q
Q +
+
+
=

Lập bảng ghi kết quả i
Q '
 vào bảng.
- Tính i
Q
 theo các dòng:
23
1
'
0
'
... Q
Q
Q
Q
Q i 
+
+

+

=

=
 .
- Chọn tỉ lệ xích : 2
2.966( / . )
MN m mm
 =
- Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho chốt khuỷu. vẽ các tia ứng với số lần chia. lần
lượt đặt các giá trị .
23
1
0 ,..,
, Q
Q
Q 

 lên các tía tương ứng theo chiều từ ngoài vào tâm
vòng tròn. Nối các đầu mút lại ta có dạng đồ thị mài mòn chốt khuỷu.
- Các hợp lực .
23
1
0 ,..,
, Q
Q
Q 

 được tính theo bảng sau :

Điểm
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
ΣQi
ΣQ0 838 838 838 838 838
838 838 838 838
ΣQ1 537,4 537,4 537,4 537,4 537,4 537,4 537,4 537,4 537,4
ΣQ2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ3 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ4 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ6 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ7 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ8 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ9 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ10 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ11 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ12 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ13 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ14 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ΣQ15 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5
ΣQ16 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5 27.5
ΣQ17 25,2 25,2 25,2 25,2 25,2 25,2 25,2 25,2 25,2
ΣQ18 24,7 24,7 24,7 24,7 24,7 24,7 24,7 24,7 24,7
ΣQ19 25,8 25,8 25,8 25,8 25,8 25,8 25,8 25,8 25,8
ΣQ20 28,7 28,7 28,7 28,7 28,7 28,7 28,7 28,7 28,7
ΣQ21 33,8 33,8 33,8 33,8 33,8 33,8 33,8 33,8 33,8
ΣQ22 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5 207,5
ΣQ23 654,6 654,6 654,6 654,6 654,6 654,6 654,6 654,6 654,6
ΣQ 2300 2271,3 2237,5 2030 1375,4 537,4 0 0 0 0 0 32,5 60 85,2 110 135,8 164,5 198,2405,81060,4 1865,9 2375,8 2350,5 2325,8
ΣQth
ực[m
m]
66,
7
65,
9
64,9 58,
9
39,
9
15,6 0 0 0 0 0 0,9 1
,
7
2
,
5
3,
2
3,
9
4,
8
5
,
7
1
1
,
8
30,
8
54,
1
68,
9
68,2 67,
4

Đồ thị mài mòn chốt khuỷu

II>Phân tích kết cấu đặc điểm chung của động cơ chọn tham
khảo
1>Thông số động cơ chọn tương đương
Loại động cơ 1ZZ-FE Yêu câu của đề
Số xilanh 4-xilanh (thẳng hang) 4-xilanh (thẳng
hang)
Đường kính x hành trình 79 x 91,5 90 x 84
Tỷ số nén 9,5 9,4
Cơ cấu phối khí DOHC 16-xupáp, dẫn
động xích
DOHC 16-xupáp,
dẫn động xích
Công suất tối đa 92KW x 6000v/p 85KW x 54900v/p
Momen xoắn tối đa 162N.m x 4400v/p
Thời điểm phối
khí
Nạp Mở 60
60
Đóng 460
460
Xã Mở 420
420
Đóng 20
40
Trị số octan của nhiên liệu 90 hay hơn

Mặt cắt ngang của động cơ 1ZZ-FE
Mặt cắt dọc của động cơ 1ZZ-FE

2)Các kết cấu sơ bộ của động cơ
2.1)Nắp của nắp máy
• Nắp của nắp máy được đúc bằng nhôm có độ cứng cao và nhẹ
• gioăng làm kín và vòng đệm bugi được làm liền với nhau để giảm số chi tiết
• gioăng làm kín được làm bằng cao su Acrylic có các tính chất nhanh khô, chịu
thời tiết và tia tử ngoại tốt, độ bám dính cao nhưng khả năng chịu hóa chất,
dung môi và chống ăn mòn kim loại không tốt.
2.2)Nắp máy
• Cửa thải được làm đứng để tăng hiệu suất thải
• Các vòi phun được được đặt trong nắp xilanh để ngăn chặn nhiên liệu bám dính
ở cửa nạp nên giảm lượng khí thải
• Đường đi trong áo làm mát đã được tối ưu hóa để làm mát cao hơn .

• Việc sử dụng buồng cháy dạng côn giúp giảm hiện tượng kích nổ và hiệu suất
được cải thiện
2.3) Thân máy
,
• Nắp máy được chế tạo bằng hợp kim nhôm
• Ống lót xilanh làm bằng gang đúc mỏng, độ chính xác gia công cao
• Nắp bạc lót được chế tạo liều bằng nhôm hợp kim để tăng độ cứng vững
• Lổ thông khí được tạo ra tại bạc của trục khuỷu trong than máy giúp khí dưới
cilanh chảy êm nên áp suất của bơm giảm cùng với công suất đầu ra
2.4) Nhóm Piston và thanh truyền
• Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm, phần đáy gọn nhẹ, đỉnh piston
có vát hình côn, chốt pistin lắp lỏng hoàn toàn. Độ chính xác gia công
cao hơn
• Thanh truyền được chế tạo bắng thép cường độ cao và gọn nhẹ, chiều
rộng thanh truyền giảm để giảm ma sát, bỏ đai ốc dung bulông siết chặt

2.5)Nhóm trục khuỷu
• Trục khuỷu năm cổ trục và tám khối lượng cân bằng.Chiều rộng bạc nhỏ, tăng
độ chính xác và độ nhẵn bề mặt để giảm ma sát Trên trục khuỷu có khoan các
lổ dầu để bôi trơn đến các cổ biên
• Chốt và ngõng trục được chế tạo chính xác hơn và giảm thiểu tối đa bề mặt gồ
gề
2.6)Hệ thống bôi trơn
• Hệ thống bôi trơn kiểu cưỡng bức dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề
mặt ma sát của các chi tiết chuyển động của động cơ.
• Hệ thống bôi trơn gồm có: bơm dầu, bầu lọc dầu, cácte dầu, các đường ống...
dầu sẽ từ cácte được hút bằng bơm dầu, qua lọc dầu, vào các đường dầu dọc
thân máy vào trục khuỷu, lên trục cam, từ trục khuỷu vào các bạc biên, theo các
lỗ phun lên thành xylanh, từ trục cam vào các bạc trục cam, rồi theo các đường
dẫn dầu tự chảy về cácte.

2.7)Cơ cấu phân phối khí
• Cơ cấu phối khí DOHC(Double Overhead camshaft :Hai trục cam trên nắp
máy) dẫn động bằng xích có mắt 8mm, không có đệm điều chỉnh xupáp bộ căng
xích hoạt động bằng lo xo và áp suất dầu bôi trơn
2.8)Hệ thống làm mát
Giảm chấn
xích cam
Vòi
phun
dầu
Thanh tỳ
xích
cam
Bộ căng
xích cam
Con đội xupáp
Lò xo vấu hãm Vấu hãm
Cần đẩy
Lò xo

Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt truyền cho các chi tiết tiếp xúc với
khí cháy như: piston, xecmăng, xupap, nắp xilanh, thành xilanh chiếm khoảng 25 
35% nhiệt lượng do nhiên liệu cháy toả ra. Vì vậy các chi tiết đó thường bị đốt nóng
mãnh liệt-nhiệt độ đỉnh pittông có thể lên tới 600o
C,còn nhiệt độ của nấm xupap có
thể lên 900o
C. Nhiệt độ của các chi tiết máy cao gây ra những hậu quả xấu như:
- Phụ tải nhiệt làm giảm sức bền làm giảm sức bền, độ cứng vững và tuổi thọ
của các chi tiết máy
- Do nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt của dầu bôi trơn nên làm tăng tổn thất ma
sát.
- Có thể gây bó kẹt piston trong cylinder do hiện tượng giản nở nhiệt.
- Giảm hệ số nạp.
- Đối với động cơ xăng dễ phát sinh hiện tượng cháy kích nổ.
• Hệ thống làm mát động cơ có nhiệm vụ thực hiện quá trình truyền nhiệt từ khí
cháy qua thành buồng cháy rồi đến môi chất làm mát để đảm bảo cho nhiệt độ
của các chi tiết không quá nóng nhưng cũng không quá nguội
• Làm mát dầu bôi trơn vì trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt độ của dầu
bôi trơn tăng lên
• Két nước được làm nhôm, đường nước đi tắt trong thân máy và nắp máy, nước
làm mát chạy quanh thân máy

2.9)Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơn thuần là
hệ thống phun nhiên liệu, nhưng nó hợp thành một hệ thống đó là hệ thống điều khiển
điện tử (ECU), hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự tương
trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới.
• Khả năng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu hao nhiên liệu.
• Lượng không khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc không khí và được đo bởi
cảm biến lưu lượng không khí.
• Tỷ lệ hoà trộn được ECU tính toán và hoà trộn theo tỷ lệ phù hợp nhất. Có cảm
biến ôxy ở đường ống xả để cảm nhận lượng ôxy dư, điều khiển lượng phun
nhiên liệu vào tốt hơn
• Dùng hệ thống nhiên liệu không có đường dầu hồi, bộ điều áp, lọc nhiên liệu và
bơm nhiên liệu lắp thành cụm và đặt trong bình xăng
2.10)Hệ thống dẫn động đai
Bộ giảm
rung động
Bộ điều
áp nhiên
liệu
Bình xăng
ống phân phối
Vòi phun
Cụm bơm
nhiên liệu
Bơm xăng
Lọc xăng
Van cắt
nhiên liệu
Đến bộ lọc than hoạt tính
Đến
động cơ
Van cắt
nhiên liệu
Lọc xăng
Bộ đo mức
nhiên liệu
Bơm xăng Bộ điều áp nhiên
liệu

• Dung đai gân chử V dẩn động toàn bộ hệ thống,cùng với bộ căng đai tự động
2.11)Hệ thống đánh lửa
• Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử ECU đánh lửa trực tiếp.
• Mỗi xylanh có một bugi loại đầu dài và một cuộn dây đánh lửa được điều khiển
bằng mạch bán dẫn dùng transitor.
• . Hệ thống đánh lửa điện tử luôn luôn gắn liền với hệ thống phun nhiên liệu, nó
điều khiển tia lửa, góc đánh lửa luôn phù hợp với góc phun của nhiên liệu nhờ
các cảm biến

2.12)Hệ thống điều khiển động cơ
Các bộ phận chính Khái quát Số lượng
Cảm biến lưu lượng Loại dây sấy 1
Cảm biến vị trí trục
khuỷu
Loại cuốn dây phát tín
hiệu(36-2)
1
Cảm biến vị trí trục
cam
Loại cuốn dây phát tín
hiệu(3)
1
Xảm biến vị trí bướm
ga
Loại liên tục 1
Cảm biến kích nổ Loại phần tử áp điện 1
Vòi phun Loại 4 lỗ 4
Van ISC Loại cuộn dây quay (1 cuộn) 1
Cảm biến
vị trí trục
cam
Cảm biến
vị trí trục
khuỷu
Cảm biến
khác
Cuộn đánh
lửa và IC
ECU
động
cơ
Xylanh số
1
Xylanh số
2
Xylanh số
3
Xylanh số
4

Hệ thống điều khiển động cơ
3)Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của cơ cấu phối khí (kiểu DOHC)
3.1)Kết cấu các chi tiết
3.1.1 Xupáp
• Xupap có nhiệm vụ đóng mở các đường nạp và xả, đầu xupap có dạng
đĩa dẹt, đường kính nắp xupap nạp lớn hơn của xupap xả
• Làm việc trong môi trường chịu tác dụng của lực khí thể lớn nên xupáp phải độ
bền, khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn do các chất sinh ra trong quá trình
cháy,Xupap nạpn xupap xả làm bằng thép 40X.
• Mặt làm việc của xupap được chế tạo vát 45° được gia công kỹ và mài rà
với đế xupap. Thân xupap chuyển động trong ống dẫn hướng, phần đuôi
được gia công rãnh lắp các móng hãm để bắt chặt vòng chặn lò xo xupap.
• Số lượng xupáp trong động ứng với mỗi xylanh là bốn (hai xupáp nạp,
hai xupáp thải) việc bố trí them xupáp giúp tăng tiết diện lưu thông cho
quá nạp và thải giúp nạp đầy và thải hoàn toàn

3
2
1
5
1x45º
108
1
15°
4
5
°
30
3
115
41
1
R0,5
1.Nấm xupap 2.Thán xupap 3.Đuôi xupap
3.1.2 Con đội
Con đội:dùng để truyền lực từ cam trục phân phối, được chế tạo thép C35 có
dạng hình trụ, kết cấu đơn giản, gọn nhẹ dễ chế tạo, kích thước vừa bằng đường kính
mặt tiếp xúc
±0.1
±0.05
42,6
27,59
17
21,69
34°
32,06
18,26
Con đội
3.1.3 Ống dẫn hướng xupap

6
12
8
70
Ống dẫn hướng
• Ống dẫn hướng xupap: dẫn hướng chuyển động cho xupap, tránh hao mòn cho
thân tại chỗ lắp xupap
• Loại ống lót hình trụ được sử dụng rộng rãi vì có tính công nghệ đơn giản. Ông
dẫn hướng đuợc đóng ép vào nắm xilanh đến một khoảng cách nhất định. Chiều
dài của ống dẫn hướng phụ thuộc vào chiều dày và đường kính của thân xupáp
lấy 1.95 lần đường kính của thân xupáp, với bề dày thì 3mm. Khe hở giữa thân
xupáp và ống dẫn hướng phụ thuộc vào nhiệt độ và kết cấu của xupáp.
3.1.4 Lò xo xupap
• Lò xo xupap đảm bảo trong quá trình mở, đóng xupáp không có hiện tượng va
đập trên mặt cam. Đảm bảo cho xupáp chuyển động theo đúng quy luật cam
phân phối
• Lò xo xupap làm việc trong điều kiện tải trọng động thay đổi rất đột ngột. Vật
liệu chế tạo xupap thường dùng dáy thép có đường kính 3-5 mm loại thép C65
4
27
46
Lò xo
3.1.5 Vòng hãm xupáp
• Vòng hãm: gồm 2 nửa hình côn có tác dụng liên kết và giữ đĩa chặn và lò xo
với đuôi xupap, dung móng hãm không gây nên ứng suất tập trung trên đuôi
xupáp

10
27°
5
3
7
Vòng hãm xupáp
3.1.6 Đế xupáp
4
5
°
47
35
41
Đế xupáp
• Mục đích để giảm hao mòn cho thân máy khi chịu va đạp và lực của xupáp
• Kết cấu đế xupáp rất đơn giản thường chỉ có một vòng hình trụ trên có vát mặt
côn tiếp xúc với mặt con của nấm xupáp
• Mặt ngoài của đế xupáp có thể là mặt trụ trên có tiện rãnh đàn hồi để lắp cho
chắc. Mặt ngoài có độ côn khoảng 120
. Loại đế xupáp hình côn này thường
không ép sát đáy mà để khe hở nhỏ hơn 0.04 mm.
3.1.7 Trục cam và dẫn động
• Trục cam và dẫn động: trục cam được chế tạo bằng thép C45, có nhiệm
vụ điều khiển việc đống mở xupap đúng thời điểm, được lắp trong thân
máy
• . Trên trục cam ngoài các cam còn có các cổ đỡ, 2 đầu trục lắp bánh răng
dẫn động .Cam và các cổ trục chế tạo bằng thép được tôi cao tần và được
nhiệt luyện.
• Trục cam tiếp nhận chuyển động quay từ trục khuỷu, trong 1 chu trình
làm việc của động cơ, trục cam quay 1 vòng để điều khiển xupap nạp , xả
của mỗi xilanh chỉ mở 1 lần. Như vậy bánh răng của trục cam có số răng
lớn gấp 2 lần số răng của bánh răng đầu trục cơ. Các bánh răng này được

lắp ăn khớp với nhau theo những vị trí tương ứng giữa trục khuỷu và trục
cam, những vị trí này được xác định rất chặt chẽ và được đánh dấu trên
các bánh răng phân phối.
• Trên trục cam có khoan lỗ dầu nhằm bôi trơn, việc khoan lổ dâu và số
lượng cần tính toán vì trục làm việc trong môi trường tải trọng nên việc
khoan lổ dầu làm trục cam yếu đi
• Cơ câu phôi khí DOHC gồm có hai trục cam (một trục cam thải, một trục
cam nạp)
3.2Nguyên Lý Hoạt Động
Cơ cấu phối khí cam xupáp được sử dụng phổ biến trong các loại động cơ vì có
kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ điều chỉnh, giá thành không cao lắm, đây là xupap
kiểu treo
Trục khuỷu quay truyền chuyển động đến trục cam , các cam công tác này tác
tụng lên con đội xuống xupáp nhờ lò xo xupáp đóng mở xupáp nạp, xã.Việc điều
khiển nạp, xã là do pha phối khi quy định
*Nhận xét về cơ cấu phối khí DOHC
- Việc tăng thêm số lượng xupáp tạo điều kiện hoàn thiện chế độ nạp xả theo nguyên
tắc: nạp đầy khí nạp và xả hết khí cháy. Như vậy thực chất việc sử dụng DOHC cho
phép tăng số lượng xupáp tức là tăng tiết diện thông qua của dòng khí nạp và thải.
- Động cơ DOHC còn tạo nên sự đóng mở xupáp cùng tên lệch pha, tạo dòng xoáy
khí nạp, cải thiện chất lượng cháy của động cơ, góp phần hoàn thiện công suất động
cơ.
- Trên các động cơ hiện đại sử dụng có cấu điều khiển góc đóng mở xupáp bằng điện
tử do vậy tối ưu cho quá trình đóng mở xupáp theo tốc độ vòng quay trục khuỷu.
Nhờ các ưu việt trên mà công suất động cơ có thể tăng thêm, giải quyết tốt hơn quá
trình cháy, chất lượng khí xả, đảm bảo giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu.

Đồ án Thiết kế động cơ đốt trong - Nguyễn Anh Tuấn

Recommended

Recommended

More Related Content

Featured

Featured (20)

Đồ án Thiết kế động cơ đốt trong - Nguyễn Anh Tuấn