Bài giảng kết cấu và tính toán động cơ đốt trong chương 1 HV kỹ thuật quân sự

Động học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền CCKTTT Chương 2.. Động học CCKTTT giao tâm 1.2.. Đồ thị chuyển vị, vận tốc và gia tốc của pít tông theo góc quay trục khuỷu... • Thanh truyền chuy

NỘI DUNG

Chương 1 Động học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền (CCKTTT)

Chương 2 Động lực học CCKTTT

Chương 3 Cân bằng và dao động xoắn của động cơ

Chương 4 Các chế độ làm việc và phương pháp tính sức bền các chi tiết Chương 5 Nhóm chi tiết cố định

Chương 6 Nhóm pít tông

Chương 7 Nhóm thanh truyền

Chương 8 Trục khuỷu và Bánh đà

Chương 9 Cơ cấu phối khí (CCPK)

Chương 10 Các hệ thống trên động cơ

- Hệ thống bôi trơn

- Hệ thống làm mát

- Hệ thống sấy nóng và khởi động

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Kết cấu và Tính toán động cơ đốt trong (tập 1, 2); Lại Văn Đinh- Vy Hữu Thành, NXB Học viện KTQS, 1996 - 2003.

2 Kết cấu và Tính toán động cơ đốt trong (tập 1, 2, 3); Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú,

Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến; NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1979.

3 ATLAT động cơ đốt trong (tập 1, 2), Bộ môn Động cơ - Khoa Động lực, NXB Học viện KTQS, 2003

4 Động cơ đốt trong; Phạm Minh Tuấn, NXB KHKT 2005

5 Đại cương động cơ đốt trong, Lại Văn Định, NXB Học viện KTQS, 2007.

6 Nguyên lý, kết cấu và khai thác các hệ thống phun xăng trên động cơ ô tô hiện đại

Hà Quang Minh Học viện KTQS 1999.

7 Hệ thống phun xăng điện tử dùng trên xe du lịch Hoàng Xuân Quốc NXB KHKT

1996.

8 Automotive Handbook, BOSCH (1996), Cambridge, USA.

9 Hướng dẫn Đồ án môn học ĐCĐT Vy Hữu Thành, Vũ Anh Tuấn NXB Học viện

KTQS, 1999.

CHƯƠNG 1 ĐỘNG HỌC CCKTTT

1.1 Động học CCKTTT giao tâm

1.2 Động học CCKTTT lệch tâm

1.3 Động học CCKTTT có TT chính – phụ

CCKTTT giao tâm CCKTTT lệch tâm

CCKTTT có TT chính – phụ

CD ĐCT

S p



A A’

A’’

B O

E

Chú thích:

ĐCT- điểm chết trên (A) ĐCD- điểm chết dưới (A’)

R - bán kính quay của khuỷu trục

l - chiều dài thanh truyền

β - góc giữa đường tâm TT và đường tâm XL

α - góc giữa đưòng tâm má khuỷu với đường tâm XL

S = AA’ = 2R – Hành trình của piston

λ = R/l - hệ số kết cấu

CD ĐCT

- Các chi tiết cứng vững tuyệt đối

Sơ đồ nguyên lý CCKTTT giao tâm

1.1 Động học CCKTTT giao tâm

A’

1.1.1.1 Chuyển vị của pít tông

Theo (1.3), Sp được chia thành: Sp = SpI + SpII

R

d d

dS dt

• Tốc độ trung bình của pít tông Vptb:

.( / )30

2

1 1 1 cos

d d

dV dt

1.1.1.3 Gia tốc của pít tông

• Đạo hàm công thức (1.6) theo thời gian ta có biểu thức gần đúng của gia tốc:

• Đạo hàm công thức (1.5) theo thời gian ta có biểu thức gia tốc chính xác:

2 P

2 3

Đồ thị chuyển vị, vận tốc và gia tốc của pít tông theo góc quay trục khuỷu

• Thanh truyền chuyển động song phẳng phức tạp trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm TK Đầu to TT quay tròn quanh đường tâm TK với tốc độ góc

ω Đầu nhỏ TT chuyển động tịnh tiến cùng với pít tông

cos

cos

dt

d d

d dt

d

2 2

• Chuyển vị góc của thanh truyền:

Ta có: sinβ = R/l.sinα = λ.sinα

β = arcsin (λ.sinα) (1.10)

1.1.2 Động học thanh truyền

(1 ).

1 sin

tt tt tt

1.1.3 Khảo sát động học pít tông bằng phương pháp đồ thị

Xác định chuyển vị pít tông bằng phương pháp vòng tròn Bric

AC = AO – OC = AO – (CO’ – OO’) = R – MO’.cosα + R.λ/2 (1.13)MO’  R + R.λ/2.cosα; thay vào (1.12):





O

O' D

Xác định vận tốc pít tông bằng phương pháp 2 vòng tròn đồng tâm

Xác định gia tốc pít tông bằng phương pháp Tôlê ( ≤ 1/4))

R 2 (1-)

S R 2 (1+)

3 2

1 C

F1

F2

Xác định gia tốc của pít tông theo bằng PP Tô lê

Xác định gia tốc pít tông bằng phương pháp 2 vòng tròn đồng tâm

B 8 A

7

6

5 4

3 e 2

c d

Chú thích:

A - điểm chết trên A’’ - điểm chết dưới

R - bán kính quay của khuỷu trục

l - chiều dài thanh truyền

β - góc giữa đường tâm TT và đường tâm XL

α - góc giữa đưòng tâm má khuỷu với đường tâm XL

E

1.2 Động học CCKTTT lệch tâm

Sơ đồ nguyên lý CCKTTT lệch tâm

Góc quay trục khuỷu được bắt đầu tính từ đường thẳng đi qua đường

tâm trục khuỷu và song song với đường tâm xi lanh

Các điểm chết:

- α1 : góc quay trục khuỷu ứng với ĐCT

- α2 : góc quay trục khuỷu ứng với ĐCD

• Ưu điểm:

– San đều lực ngang tác dụng lên xi lanh (mòn đều)

– Hành trình tăng  Vh tăng, ηv tăng  Ne tăng

– Pha nạp tăng (180 – α1 + α2; α2 > α1)  ηv tăng  Ne tăng

– Quá trình cháy gần đẳng tích hơn (chu trình đẳng tích)

– Pha nén giảm (180 + α1 – α2), Vpt cuối quá trình nén cao hơn, pc, Tc cao hơn– Vpt gần ĐCD cuối hành trình nạp cao hơn, hiệu ứng nạp quán tính tốt hơn

• Nhược điểm:

– Lực quán tính tăng

– Tính toán các quá trình phức tạp

1.2.1.1 Hành trình của pít tông:

2 2

2 2

'' (l R) e (l R) e EA

E 2

2

2 1

1 2( 1)

pl pl

ds V

Công thức gần đúng (đạo hàm 1.16 theo thời gian):

Công thức chính xác (đạo hàm 1.15 theo thời gian):

(1.17)

(1.18)

1.2.1.4 Gia tốc của pít tông:

Công thức chính xác

cos

cos cos

)

cos(

3

2 2

l

e OA

l

e OA

OE

Góc quay của TK ứng với vị trí ĐCD

  2 1/ 22

1.2.2.1 Chuyển vị góc của thanh truyền:

1.2.2.2 Vận tốc góc của thanh truyền:

cr = arcsin[  (sinsin  -k)]k)]]

cos cos

cr

d dt

d dt

1.3 Động học CCKTTT động cơ kiểu chữ V

Phân loại CCKTTT động cơ kiểu V theo quan điểm động học:

Loại 1: Động cơ kiểu V có động học hai dãy giống nhau: TT đồng dạng, TT hình nạng – trung tâm Dùng công thức của CCKTTT động cơ một hàng xi lanh

Loại 2: Động cơ kiểu chữ V có động học hai dãy khác nhau: TT chính – phụ

Động học dãy chính giống động cơ một hàng xi lanh, động học dãy phụ khác và được xác định ở phần sau

Sơ đồ nguyên lý CCKTTT động cơ kiểu V thanh truyền chính - phụ

Chú thích:

ĐCT - điểm chết trên ở dãy phụ, B’

C – vị trí chốt phụ

R - bán kính quay của khuỷu trục

L - chiều dài thanh truyền chính

l - chiều dài thanh truyền phụ

r – khoảng cách từ tâm đầu to TT chính đến chốt phụ β1 - góc giữa đường tâm TT phụ và đường tâm XL phụ

1 - góc giữa đưòng tâm má khuỷu với đường tâm XL phụ

 - góc nhị diện

1 – góc giữa đường tâm TT chính với đoạn thẳng nối tâm đầu to với chốt phụ

 1 1

max max S S R cos(   ) r cos(    ) l cos 

cos

cos

 

cos

cos cos

) cos

cos cos

(cos cos

cos cos

cos cos

.

cos sin sin

[cos

1 2

2 2

1 3

2

2 1

1 1

1 2

tg

tg L

r L

r l

R

L

r tg

tg L

r tg

1

cos cos cos

d dt



 