cau hoi bao ve do an dong co đot trong

LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh. Bên cạnh đó kỹ thuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ. Trong đó phải nói đến ngành động lực và sản xuất ô tô, chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ô tô nổi tiếng trên thế giới như Nissan, Honda, Toyota, cùng sản xuất và lắp ráp ô tô. Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, đội ngũ kỹ thuật của ta phải tự nghiên cứu và chế tạo đó là một yêu cầu cấp thiết. Có như vậy ngành sản xuất ô tô của ta mới có thể phát triển được. Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học, tính toán thiết kế hệ động cơ theo số liệu kỹ thuật. Trong quá trình tính toán mặc dù em đã được sự giúp đỡ và hướng dẫn rất tận tình của thầy Th.S Dương Đình Nghĩa cùng các thầy trong bộ môn động lực, nhưng vì mới lần đầu làm đồ án về môn học này nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi sự sai sót, vì vậy em rất mong được sự xem xét và giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng được hoàn thiện hơn về kiến thức kỹ thuật. Qua lần này em đã tự xây dựng cho mình phương pháp nghiên cứu. Rất mong được sự giúp đỡ hơn nữa của các thầy. Em xin chân thành cảm ơn. Sinh viên thực hiện Phạm Phúc Nhật   MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC ii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH v MỞ ĐẦU 1 Chương 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 2 1.1. Các thông số tính toán 2 1.2. Đồ thị công 3 1.2.1. Các thông số xây dựng đồ thị 3 1.2.1.1. Các thông số cho trước 3 1.2.1.2. Xây dựng đường nén 4 1.2.1.3. Xây dựng đường giãn nở 4 1.2.1.4. Biểu diễn các thông số 4 1.2.2. Cách vẽ đồ thị 7 1.3. Đồ thị brick 10 1.3.1. Phương pháp 10 1.3.2. Đồ thị chuyển vị 10 1.4. Xây dựng đồ thị vận tốc v(α) 12 1.4.1. Phương pháp 12 1.4.2.Đồ thị vận tốc V(α) 14 1.5. Đồ thị gia tốc 14 1.5.1. Phương pháp 14 1.5.2. Đồ thị gia tốc j = f(x) 15 1.6. Vẽ đồ thị lực quán tính 17 1.6.1. Phương pháp 17 1.6.2. Đồ thị lực quán tính 17 1.7. Đồ thị khai triển: pkt, pj, p1 – α 20 1.7.1. Vẽ Pkt – α 20 1.7.2. Vẽ Pj – α 20 1.7.3. Vẽ P1 – α 20 1.7.4. Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α 21 1.8. Xây dựng đồ thị T, Z, N – α 24 1.8.1. Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục khủy thanh truyền 24 1.9. Đồ thị ∑T – α 28 1.10. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 30 1.11. Đồ thị khai triển Q(α) 33 1.12. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền 36 1.13. Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 40 Chương 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 43 2.1. Chọn động cơ tham khảo 43 2.1.1. Nhóm thân máy – Nắp máy 47 2.1.2. Cơ cấu trục khuỷu – Thanh truyền – Piston. 49 2.1.3. Cơ cấu phân phối khí 50 2.1.4. Hệ thống bôi trơn 52 2.1.5. Hệ thống làm mát 52 2.1.6. Hệ thống đánh lửa 54 2.1.7. Hệ thống nhiên liệu 55 2.1.8. Hệ thống khởi động 56 2.1.9. Hệ thống nạp, thải 56 Chương 3: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM, KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN NHÓM PISTONTHANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ X140118 57 3.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 57 3.1.1. Nhiệm vụ 57 3.1.2. Yêu cầu 57 3.2. Phân tích lựa chọn đặc điểm kết cấu các chi tiết trong cụm chi tiết 57 3.2.1. Phân tích lựa chọn đặc điểm kết cấu nhóm Piston 57 3.2.2. Nhóm thanh truyền 63 3.3. Tính toán các thông số 66 3.3.1. Tính toán piston 66 3.3.2.Tính toán chốt piston 68 3.3.3.Tính toán thông số thanh truyền 68 3.3.3.Tính toán một số thông số của xecmăng 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70   DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1 Các thông số cho trước 2 Bảng 1. 2 Bảng giá trị Đồ thị công động cơ Gasoline 6 Bảng 1. 3 Các điểm đặc biệt 7 Bảng 1. 4 Các giá trị biểu diễn trên đường nén và đường giãn nở 8 Bảng 1. 5 Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) 11 Bảng 1. 6 Giá trị đồ thị khai triển Pkt, Pj, P1α 21 Bảng 1. 7 Số liệu đồ thị T, N, Zα 25 Bảng 1. 8 Bảng giá trị ∑Tα 29 Bảng 1. 9 Giá trị đồ thị khai triển phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 33 Bảng 1. 10 Giá trị β theo α 37 Bảng 1. 11 Bảng giá trị đồ thị mài mòn chốt khuỷu 41 Bảng 2. 1 Thông số kỹ thuật động cơ 1NZ FE 46 DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1 Đồ thị công, đồ thị Brich, đồ thị lực quán tính của động cơ sử dụng nhiên liệu Gasoline 4 kỳ không tăng áp 9 Hình 1. 2 Phương pháp vẽ đồ thì Brick 10 Hình 1. 3 Đồ thị chuyển vị S = f(α) 12 Hình 1. 4 Đồ thị vận tốc V = f(α) 14 Hình 1. 5 Đồ thị gia tốc j = f(x) 15 Hình 1. 6 Đồ thị gia tốc J = f(x) 16 Hình 1. 7 Đồ thị lực quán tính 19 Hình 1. 8 Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α 23 Hình 1. 9 Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục thanh truyển 24 Hình 1. 10 Đồ thị T, Z, N – α 27 Hình 1. 11 Đồ thị ∑T – α 30 Hình 1. 12 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 32 Hình 1. 13 Đồ thị khai triển Qα 36 Hình 1. 14 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đâu to thanh truyền 39 Hình 1. 15 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu 42 Hình 2. 1 Mặt cắt dọc động cơ 1NZFE 4 44 Hình 2. 2 Mặt cắt ngang động cơ 1NZFE 4 45 Hình 2. 3 Nắp máy 7 47 Hình 2. 4 Thân máy 7 48 Hình 2. 5 Trục khuỷu 7 49 Hình 2. 6 Sơ đồ bố trí cơ cấu phân phối khí 7 50 Hình 2. 7 sơ đồ dẫn động xupap 7 51 Hình 2. 8 Sơ đồ hệ thống bôi trơn 7 52 Hình 2. 9 Hệ thống làm mát trên động cơ 1NZFE 7 53 Hình 2. 10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát 7 53 Hình 2. 11 Sơ đồ hệ thống đánh lửa 7 54 Hình 2. 12 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 7 55 Hình 2. 13 Sơ đồ điều khiển máy khởi động 4 56 Hình 3. 1 Kết cấu chốt piston 60 Hình 3. 2 Tiết diện ngang Xecmăng khí 62 Hình 3. 3 Tiết diện Xecmăng dầu 63 Hình 3. 4 Kết cấu Bulông thanh truyền 66   MỞ ĐẦU Thiết kế Động Cơ Đốt Trong là môn học quan trọng đối với sinh viên chuyên ngành động lực. Môn học này giúp sinh viên nắm vững hơn về kiến thức môn học: ‘’Nguyên lý Động Cơ Đốt Trong’’ và bổ sung thêm kiến thức thực tế về động cơ đốt trong. Và là bước tập dược cho quá trình làm tốt nghiệp sau này. Đồ án gồm hai phần:  Phần 1: Phần thuyết minh Xây dựng đồ thị công, động học và động lực học động cơ X140118 Phân tích đặc điểm chung của động cơ tham khảo Thiết kế nhóm piston thanh truyền động cơ X140118  Phần 2: Phần bản vẽ Bản vẽ đồ thị công, động lực học động cơ X140118 Bản vẽ lắp các cụm chi tiết: Nhóm pistonthanh truyền động cơ X140118 Bản vẽ chi tiết: Piston động cơ X140118 Trong quá trình làm thiết kế do phải lựa chọn nhiều thông số, chưa có nhiều kinh nghiệm cũng như kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Rất mong những nhận xét và giúp đỡ của thầy. Em xin chân thành cảm ơn   Chương 1: TÍNH TOÁN XÂY DỰNG BẢN VẼ ĐỒ THỊ 1.1. Các thông số tính toán Bảng 1. 1 Các thông số cho trước Số xilanh i 4 Số kỳ τ 4 Cách bố trí Inline Tỷ số nén ε 10.5 Đường kính piston D 77 mm Hành trình piston S 85.5 mm Công suất cực đại Ne 86.8 Kw ứng với số vòng quay n 5700 vp Tham số kết cấu λ 0,24 Áp suất cực đại pz 5.1 MNm2 Khối lượng nhóm piston mpt 0.7 kg Khối lượng nhóm thanh truyền mtt 0.8 kg Góc phun sớm φs 12 độ Góc phân phối khí α1 10 độ α2 63 độ α3 40 độ α4 3 độ Hệ thống nhiên liệu EFI Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cascte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức, sử dụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Không tăng áp Hệ thống phân phối khí 16 valve, DOHC  Các thông số cần tính toán Xác định tốc độ trung bình của động cơ: 1, tr 12 (11) Trong đó: S (m) : Hành trình dịch chuyển của piston trong xilanh. N (vòngphút) : Tốc độ quay của động cơ. Do Cm > 9 ms nên động cơ là động cơ tốc độ cao hay động cơ cao tốc 1, tr 12. Chọn trước: n1 = 1,35 n2 = 1,25  Áp suất khí cuối kỳ nạp: Chọn áp suất đường nạp (tăng áp tuabin khí): pk = 0,1 MNm2 Đối với động cơ bốn kỳ tăng áp ta chọn: pa = (0,8 0,9)pk Vậy chọn: pa = 0,9pk = 0,09 MNm2  Áp suất cuối kì nén: pc = pa.εn1 = 0.09 10.51.35 = 2.15 MNm2 2, tr 12 (12)  Chọn tỷ số giãn nở sớm(động cơ Gasoline): ρ = 1 2, tr 12.  Áp suất cuối quá trình giãn nở sớm: Pb= = 0.27 MNm2 2, tr 12 (13)  Thể tích công tác: 2, tr 13 (14)  Thể tích buồng cháy: Vc = (dm3) 2, tr 13 (15)  Vận tốc góc của trục khuỷu: rads 2, tr 13 (16) + Áp suất khí sót: Động cơ cao tốc: pr = (1.05 1.10) pth 2, tr 13 → chọn pr = 1.05 pth = 1.05 1 với pth bằng (1.02 1.04) suy ra: chọn pth = 1.03 Suy ra: pr = 1.5 1.03 0.1 = 0.108 MNm2 2, tr 13. 1.2. Đồ thị công 1.2.1. Các thông số xây dựng đồ thị 1.2.1.1. Các thông số cho trước  Áp suất cực đại: pz = 5.1 MNm2  Góc phun sớm: S = 12 o  Góc phân phối khí: 1 = 10 o 2 = 63 o 3 = 40 o 4 = 3 o 1.2.1.2. Xây dựng đường nén  Gọi Pnx , Vnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình nén của động cơ.Vì quá trình nén là quá trình đa biến nên: 2, tr 14   Pnx= (17)  Đặt , ta có : 2, tr 14  Để dễ vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , khi đó i = 1, 1.5, 2, ,10.5 2, tr 14. 1.2.1.3. Xây dựng đường giãn nở  Gọi Pgnx , Vgnx là áp suất và thể tích biến thiên theo quá trình giãn nở của động cơ.Vì quá trình giãn nở là quá trình đa biến nên ta có:   Pgnx= Ta có : VZ = .VC  Pgnx = (18)  Đặt , ta có :  Để dể vẽ ta tiến hành chia Vh thành  khoảng , khi đó i = 1, 1.5, 2, ,10.5 2, tr 14. 1.2.1.4. Biểu diễn các thông số + Biểu diễn thể tích buồng cháy: Chọn Vcbd = 20 mm 2, tr 15  2, tr 15 (19) + Biểu diễn thể tích công tác: mm mm 2, tr 15 (110) + Biểu diễn áp suất cực đại: pzbd = 160 220 mm Chọn pzbd = 200 mm  MN(m2.mm) => MN(m2.mm) + Về giá trị biểu diễn ta có đường kính của vòng tròn Brick AB bằng giá trị biểu diễn Vh, nghĩa là giá trị biểu diễn cửa AB = Vhbd  =0.45 mmmm 2, tr 15 (111) + Giá trị biểu diễn của oo’: mm 2, tr 15 (112)   Bảng 1. 2 Bảng giá trị Đồ thị công động cơ Gasoline V i V (dm3) V (mm) Đường nén Đường giản nở in1 1in1 Pcin1 Pn (mm) in2 1in2 Pzin2 Pgn (mm) 1Vc 1 0.04 20 1.00 1.00 2.15 84.39 1.00 1.00 5.10 200.00 1.5Vc 1.5 0.06 30 1.73 0.58 1.24 48.82 1.66 0.60 3.07 120.48 2Vc 2 0.08 40 2.55 0.39 0.84 33.11 2.38 0.42 2.14 84.10 2.5Vc 2.5 0.10 50 3.45 0.29 0.62 24.49 3.14 0.32 1.62 63.62 3Vc 3 0.13 60 4.41 0.23 0.49 19.15 3.95 0.25 1.29 50.66 3.5Vc 3.5 0.15 70 5.43 0.18 0.40 15.55 4.79 0.21 1.07 41.78 4Vc 4 0.17 80 6.50 0.15 0.33 12.99 5.66 0.18 0.90 35.36 4.5Vc 4.5 0.19 90 7.62 0.13 0.28 11.08 6.55 0.15 0.78 30.52 5Vc 5 0.21 100 8.78 0.11 0.25 9.61 7.48 0.13 0.68 26.74 5.5Vc 5.5 0.23 110 9.99 0.10 0.22 8.45 8.42 0.12 0.61 23.74 6Vc 6 0.25 120 11.23 0.09 0.19 7.51 9.39 0.11 0.54 21.30 6.5Vc 6.5 0.27 130 12.52 0.08 0.17 6.75 10.38 0.10 0.49 19.28 7Vc 7 0.29 140 13.83 0.07 0.16 6.10 11.39 0.09 0.45 17.56 7.5Vc 7.5 0.31 150 15.18 0.07 0.14 5.56 12.41 0.08 0.41 16.12 8Vc 8 0.34 160 16.56 0.06 0.13 5.09 13.45 0.07 0.38 14.86 8.5Vc 8.5 0.36 170 17.98 0.06 0.12 4.69 14.51 0.07 0.35 13.78 9Vc 9 0.38 180 19.42 0.05 0.11 4.35 15.59 0.06 0.33 12.82 9.5Vc 9.5 0.40 190 20.89 0.05 0.10 4.04 16.68 0.06 0.31 12.00 10Vc 10 0.42 200 22.39 0.04 0.10 3.77 17.78 0.06 0.29 11.24 10.5Vc 10.5 0.44 210 23.91 0.04 0.09 3.53 18.90 0.05 0.27 10.58   1.2.2. Cách vẽ đồ thị + Từ bảng giá trị ta tiến hành vẽ đường nén và đường giản nở. + Vẽ vòng tròn của độ thị Brick để xác định các điểm đặc biệt: + Điểm a (Va ; pa): Va = Vc+ Vh = 0.398 + 0.0419= 0.44 dm3  V = 210 mm pa = 0,09 MNm2  pabd = 3.53 mm  a(210, 3.53) + Điểm b (Vb; pb): Vb = Va = 0.44 dm3  V = 210 mm pb = 0.270 MNm2  pb = 10.58 mm  b(210, 10.58) • Điểm phun sớm : c’ xác định từ Brick ứng với s; • Điểm c(Vc;Pc) = c(20, 84.39) • Điểm bắt đầu quá trình nạp : r(Vc;Pr) => r(20, 4.24) • Điểm mở sớm của xu páp nạp : r’ xác định từ Brick ứng với α1 • Điểm đóng muộn của xupáp thải : r’’ xác định từ Brick ứng với α4 • Điểm đóng muộn của xupáp nạp : a’ xác định từ Brick ứng với α2 • Điểm mở sớm của xupáp thải : b’ xác định từ Brick ứng với α3 • Điểm y (Vc, Pz) => y(20; 170) • Điểm áp suất cực đại lý thuyết: z (Vc, Pz) => z(20; 200) • Điểm áp suất cực đại thực tế: z’’(2Vc, Pz) => z’’(10; 200) • Điểm c’’ : cc” = 13cy • Điểm b’’ : bb’’=12ba 2, tr 19. Bảng 1. 3 Các điểm đặc biệt Giá trị thật Giá trị vẽ Điểm V (dm3) p (MNm2) V (mm) p (mm) a (Va, pa) 0.44 0.09 210 3.53 c (Vc, pc) 0.042 2.152 20 84.39 z (Vz, pz) 0.042 5.100 20 200 b (Vb, pb) 0.440 0.270 210 10.58 r (Vr, pr) 0.042 0.108 20 4.24 y(Vc, pz) 0.042 4.335 20 170 c’’ 20 112.93 b’’ 210 7.06 z(ρ2vc;pz) 0.021 5.100 10 200 Bảng 1. 4 Các giá trị biểu diễn trên đường nén và đường giãn nở Giá trị vẽ Vx pnén pgiản nở p0 20 84.39 200.00 3.92 30 48.82 120.48 3.92 40 33.11 84.10 3.92 50 24.49 63.62 3.92 60 19.15 50.66 3.92 70 15.55 41.78 3.92 80 12.99 35.36 3.92 90 11.08 30.52 3.92 100 9.61 26.74 3.92 110 8.45 23.74 3.92 120 7.51 21.30 3.92 130 6.75 19.28 3.92 140 6.10 17.56 3.92 150 5.56 16.12 3.92 160 5.09 14.86 3.92 170 4.69 13.78 3.92 180 4.35 12.82 3.92 190 4.04 12.00 3.92 200 3.77 11.24 3.92 210 3.53 10.58 3.92 + Sau khi có các điểm đặc biệt tiến hành vẽ đường thải và đường nạp , tiến hành hiệu chỉnh bo tròn ở hai điểm z’’ và b’’. Hình 1. 1 Đồ thị công, đồ thị Brich, đồ thị lực quán tính của động cơ sử dụng nhiên liệu Gasoline 4 kỳ không tăng áp 1.3. Đồ thị brick 1.3.1. Phương pháp Hình 1. 2 Phương pháp vẽ đồ thì Brick  Vẽ vòng tròn tâm O , bán kính R .Do đó AD = 2R = S =85.5 mm  Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng với khi =1800 (vị trí điểm chết dưới).  Chọn tỷ lệ xích đồ thị Brick: = = μR mmmm 2, tr 23 (113)  Từ O lấy đoạn OO’ dịch về phía ĐCD như Hình 1.2 ,với giá trị biểu diễn : 2, tr 23 (114)  Từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB , hạ M’C thẳng góc với AD . Theo Brich đoạn AC = x . Điều đó được chứng minh như sau:  Ta có : AC=AO OC= AO (CO’ OO’) = R MO’.cos +  Coi : MO’  R + cos  AC = 3, tr 14. 1.3.2. Đồ thị chuyển vị  Muốn xác định chuyển vị của piston ứng với góc quay trục khuỷu là: α =10o, 20o, 30o, ... ta làm như sau: từ O’ kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB. Hạ MC vuông góc với AD. Điểm A ứng với góc quay =00(vị trí điểm chết trên) và điểm D ứng với khi =1800 (vị trí điểm chết dưới).Theo Brick đoạn AC = x.  Vẽ hệ trục vuông góc OSa, trục Oa biểu diễn giá trị góc còn trục OS biễu diễn khoảng dịch chuyển của Piston. Tùy theo các góc a ta vẽ được tương ứng khoảng dịch chuyển của piston. Từ các điểm trên vòng chia Brich ta kẻ các đường thẳng song song với trục Oa. Và từ các điểm chia (có góc tương ứng) trên trục Oa ta vẽ các đường song song với OS. Các đường này sẽ cắt nhau tại các điểm. Nối các điểm này lại ta được đường cong biểu diễn độ dịch chuyển x của piston theo a. Bảng 1. 5 Bảng giá trị đồ thị chuyển vị S = f(α) α(độ) λ cosα cos2α x=R(1cosα) +λ4(1cos2α) xbd 0 0.24 1 1 0 0 10 0.24 0.985 0.94 0.795 1.8 20 0.24 0.94 0.77 3.165 7 30 0.24 0.866 0.5 7.011 15.6 40 0.24 0.766 0.17 12.122 26.9 50 0.24 0.643 0.2 18.273 40.6 60 0.24 0.5 0.5 25.223 56.1 70 0.24 0.342 0.8 32.659 72.6 80 0.24 0.174 0.9 40.288 89.5 90 0.24 0 1 47.88 106.4 100 0.24 0.174 0.9 55.165 122.6 110 0.24 0.342 0.8 61.9 137.6 120 0.24 0.5 0.5 67.973 151.1 130 0.24 0.643 0.2 73.25 162.8 140 0.24 0.766 0.17 77.615 172.5 150 0.24 0.866 0.5 81.054 180.1 160 0.24 0.94 0.77 83.535 185.6 170 0.24 0.985 0.94 85.013 188.9 180 0.24 1 1 85.5 190 Hình 1. 3 Đồ thị chuyển vị S = f(α) 1.4. Xây dựng đồ thị vận tốc v(α) 1.4.1. Phương pháp  Chọn tỷ lệ xích: v= .s= 0.45. 596.9= 268.61mm(s.mm) (115)  Vẽ nữa vòng tròn tâm O có bán kính R1: 25517.59mms (116)  Giá trị biểu diễn của R1 là : mm (117)  Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R2: mms (118)  Giá trị biểu diễn của R2 là: mm (119)  Chia đều nửa vòng tròn bán kính R1, và vòng tròn bán kính R2 ra 18 phần bằng nhau. Như vậy, ứng với góc  ở nửa vòng tròn bán kính R1 thì ở vòng tròn bán kính R2 sẽ là 2, 18 điểm trên nửa vòng tròn bán kính R1 mỗi điểm cách nhau và trên vòng tròn bán kính R2 mỗi điểm cách nhau là 3, tr 15.  Trên nửa vòng tròn R1 ta đánh số thứ tự từ 0, 1, 2, ..., 18 theo chiều ngược kim đồng hồ, còn trên vòng tròn bán kính R2 ta đánh số 0’,1’,2’,..., 18’ theo chiều kim đồng hồ, cả hai đều xuất phát từ tia OA 3, tr 15.  Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn bán kính R1, 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 song song với AB. Các đường kẻ này sẽ cắt nhau tương ứng theo từng cặp 00’;11’;...;1818’ tại các điểm lần lượt là 0, a, b, c, ..., 18. Nối các điểm này lại bằng một đường cong và cùng với nửa vòng tròn bán kính R¬1 biểu diễn trị số vận tốc v bằng các đoạn 0, , ..., 0 ứng với các góc 0, 1,2, 3...18. Phần giới hạn của đường cong này và nửa vòng tròn lớn gọi là giới hạn vận tốc của piston 3, tr 15.  Vẽ hệ toạ độ vuông góc OvS trùng với hệ toạ độ OS , trục thẳng đứng Ov trùng với trục O. Từ các điểm chia trên đồ thị Brick, ta kẻ các đường thẳng song song với trục Ov cắt trục Os tại các điểm 0, 1, 2, 3, .., 18. Từ các điểm này, ta đặt các đoạn thẳng 00, 1a, 2b, 3c, ..., 1818 song song với trục Ov và có khoảng cách bằng khoảng cách các đoạn 0, , ..., 0. Nối các điểm 0, a ,b c, ..., 18 lại với nhau ta có đường cong biểu diễn vận tốc của piston v=f(S) 3, tr 15.   1.4.2. Đồ thị vận tốc V(α) Hình 1. 4 Đồ thị vận tốc V = f(α)  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 Brich, 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). 1.5. Đồ thị gia tốc 1.5.1. Phương pháp  Để giải gia tốc j của piston, người ta thường dùng phương pháp đồ thị Tôlê vì phương pháp này đơn giản và có độ chính xác cao.Cách tiến hành cụ thể như sau:  Lấy đoạn thẳng AB = S = 2R . Từ A dựng đoạn thẳng AC = Jmax = R2(1+). Từ B dựng đoạn thẳng BD = Jmin = R2(1) , nối CD cắt AB tại E 3, tr 15.  Lấy EF = 3R2 . Nối CF và DF . Phân đoạn CF và DF thành những đoạn nhỏ bằng nhau ghi các số 1 , 2 , 3 , 4 ,  và 1’ , 2’ , 3’ , 4’ , (hình 1.6) 3, tr 15.  Nối 11’ , 22’ , 33’ , 44’ ,  Đường bao của các đoạn thẳng này biểu thị quan hệ của hàm số : j = f(x) 3, tr 15. Hình 1. 5 Đồ thị gia tốc j = f(x) 1.5.2. Đồ thị gia tốc j = f(x)  ms2 2, tr 27 (119)  ms2 (120)  Chọn tỷ lệ xích: m(s2.mm) 2, tr 27 (121) Suy ra Jminbd = 36.77mm  Vẽ hệ trục J s.  Lấy đoạn thẳng AB trên trục Os, với: mm (122)  Tại A, dựng đoạn thẳng AC thẳng góc với AB về phía trên, với: mm (123)  Tại B, dựng đoạn thẳng BD thẳng góc với AB về phía dưới, với: mm (124)  Nối C với D cắt AB tại E, dựng EF thẳng góc với AB về phía dưới một đoạn: mm mm 3, tr 15.  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, 4, F; trên đoạn FD: F, 1’, 2’, 3’,4’,D. Nối các điểm chia Đường bao của các đoạn này là đường cong biểu diễn gia tốc của piston: J = f(x) . Hình 1. 6 Đồ thị gia tốc J = f(x)   1.6. Vẽ đồ thị lực quán tính 1.6.1. Phương pháp  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 dẫn về đầu nhỏ thanh truyền 2, tr 28. m’ = mpt +m1 kg Trong đó: • mpt: Khối lượng nhóm piston. Theo đề ta có mpt = 0.7 kg • m1: Khối lượng thanh truyền qui dẫn về đầu nhỏ thanh truyền.  Được chọn tùy theo loại động cơ ôtô máy kéo hay tàu thủy, tĩnh tại. Vì động cơ đang thiết kế có các thông số phù hợp với động cơ ôtô máy kéo nên ta chọn m1 trong khoảng. m1 = (0,275  0,35).mtt 2, tr 29 Trong đó: • mtt: Khối lượng nhóm thanh truyền. Theo đề ta có mtt = 0,8 kg.  Ta chọn: m1 = 0,28.0,8 = 0,224kg m2 = 0,7mtt = 0,56 kg  Vậy khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến là: m’ = m1 + mpt = 0,224 + 0,7 = 0.924 kg 2, tr 28 (125)  Để có thể dùng phương pháp cộng đồ thị Pj với đồ thị công thì Pj phải có cùng thứ nguyên và tỷ lệ xích với đồ thị công, thay vì vẽ giá trị thực của nó ta vẽ Pj= f(x) ứng với một đơn vị diện tích đỉnh Piston 2, tr 28. kgm2 2, tr 28 (125) 1.6.2. Đồ thị lực quán tính  Lực quán tính các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến: MNm2 2, tr 28 (126)  Từ công thức ta xác định được: MNm2 MNm2 (127) PJmin MNm2 2, tr 29 (128)  Đồ thị PJ này vẽ chung với đồ thị công PV.  Cách vẽ tiến hành tương tự như cách vẽ đồ thị J S, với:  Chọn tỷ lệ xích trùng với tỷ lệ xích đồ thị công MN(m2.mm)  Trục hoành trùng với trục Po của đồ thị công. mm 2, tr 29 mm 2, tr 29 mm mm Hình 1. 7 Đồ thị lực quán tính 1.7. Đồ thị khai triển: pkt, pj, p1 – α 1.7.1. Vẽ Pkt – α  Vẽ hệ trục toạ độ vuông góc OP, trục hoành O nằm ngang với trục po.  Trên trục O ta chia 10o một, ứng với tỷ lệ xích  = 2 omm.  Kết hợp đồ thị Brick và đồ thị công như ta đã vẽ ở trên, ta tiến hành khai triển như sau:  Từ các điểm chia trên đồ thi Brick, dóng các đường thẳng song song với OP và cắt đồ thị công tại các điểm trên các đường biểu diễn các quá trình nạp, nén, cháy giãn nở và thải. Qua các giao điểm này ta kẻ các đường ngang song song với trục hoành sang hệ trục toạ độ OP 2, tr 3031.  Từ các điểm chia trên trục O, kẻ các đường song song với trục OP, 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 2, tr 31. Nối các giao điểm này lại ta có đường cong khai triển đồ thị Pkt  với tỷ lệ xích : p = 0,0255 MN(m2.mm)  = 2 0mm 1.7.2. Vẽ Pj – α  Cách vẽ đồ thị khai triển này giống như cách vẽ đồ thị khai triển Pkt α. Tuy nhiên, trên đồ thị p V thì giá trị của lực quán tính là – PJ nên khi chuyển sang đồ thị Pα ta phải đổi dấu 2, tr 31. 1.7.3. Vẽ P1 – α  Cộng các giá trị pkt với pj ở các trị số góc  tương ứng, ta vẽ được đường biểu diễn hợp lực của lực quán tính và lực khí thể P1: P¬1 = Pkt + PJ MNm2 2, tr 31. 1.7.4. Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α Bảng 1. 6 Giá trị đồ thị khai triển Pkt, Pj, P1α Giá trị đo (mm) Giá trị vẽ (mm) Giá trị thật (MNm2) α Pkt Pj P1=Pkt+pj P1 0 0.32 148 147.68 4430.45 10 0.10 141.5 141.60 4248.00 20 0.39 135 135.39 4061.75 30 0.39 111.25 111.64 3349.25 40 0.39 95 95.39 2861.75 50 0.39 66 66.39 1991.75 60 0.39 40 40.39 1211.75 70 0.39 12 12.39 371.75 80 0.39 6 5.61 168.25 90 0.39 28.5 28.11 843.25 100 0.39 50 49.61 1488.25 110 0.39 67 66.61 1998.25 120 0.39 78 77.61 2328.25 130 0.39 83 82.61 2478.25 140 0.39 85 84.61 2538.25 150 0.39 88 87.61 2628.25 160 0.39 89.25 88.86 2665.75 170 0.39 90.5 90.11 2703.25 180 0.00 90 90.00 2700.00 190 1.00 90.5 91.50 2745.00 200 1.50 89.25 90.75 2722.50 210 1.70 88 89.70 2691.00 220 2.00 85 87.00 2610.00 230 2.50 83 85.50 2565.00 240 3.00 78 81.00 2430.00 250 3.50 67 70.50 2115.00 260 3.80 50 53.80 1614.00 270 4.00 28.5 32.50 975.00 280 5.00 6 11.00 330.00 290 6.50 12 5.50 165.00 300 9.00 40 31.00 930.00 310 16.00 66 50.00 1500.00 320 25.50 95 69.50 2085.00 330 38.00 111.25 73.25 2197.50 340 53.00 135 82.00 2460.00 350 74.00 141.5 67.50 2025.00 360 112.00 143 31.00 930.00 370 168.00 141.5 26.50 795.00 380 133.00 135 2.00 60.00 390 89.00 111.25 22.25 667.50 400 63.00 95 32.00 960.00 410 45.00 66 21.00 630.00 420 35.00 40 5.00 150.00 430 26.00 12 14.00 420.00 440 19.00 6 25.00 750.00 450 15.00 28.5 43.50 1305.00 460 13.00 50 63.00 1890.00 470 12.00 67 79.00 2370.00 480 11.00 78 89.00 2670.00 490 10.00 83 93.00 2790.00 500 9.00 85 94.00 2820.00 510 8.00 88 96.00 2880.00 520 7.50 89.25 96.75 2902.50 530 7.00 90.5 97.50 2925.00 540 6.50 90 96.50 2895.00 550 5.00 90.5 95.50 2865.00 560 3.50 89.25 92.75 2782.50 570 2.50 88 90.50 2715.00 580 0.30 85 85.30 2559.00 590 0.30 83 83.30 2499.00 600 0.30 78 78.30 2349.00 610 0.30 67 67.30 2019.00 620 0.30 50 50.30 1509.00 630 0.30 28.5 28.80 864.00 640 0.30 6 6.30 189.00 650 0.30 12 11.70 351.00 660 0.30 40 39.70 1191.00 670 0.30 66 65.70 1971.00 680 0.30 95 94.70 2841.00 690 0.30 111.25 110.95 3328.50 700 0.30 135 134.70 4041.00 710 0.31 141.5 141.19 4235.70 720 0.32 143 142.68 4280.45 Hình 1. 8 Đồ thị khải triển Pkt, Pj, P1 – α 1.8. Xây dựng đồ thị T, Z, N – α 1.8.1. Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục khủy thanh truyền Hình 1. 9 Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục thanh truyển  Lực tiếp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu: MNm2 3, tr 24 (129)  Lực pháp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu: MNm2 3, tr 24 (130)  Lực ngang tác dụng lên phương thẳng góc với đường tâm xylanh: N = P1.tgβ MNm2 3, tr 24 (131)  P1 được xác định trên đồ thị khai triển tương ứng với các giá trị của .  Ta có giá trị của góc : sinβ = .sinα  = arcsin(sin)  Ta lập bảng xác định các giá trị N, T, Z. Sau đó, ta tiến hành vẽ đồ thị N, T, Z theo  trên hệ trục toạ độ vuông góc chung (N, T, Z ).  Với tỷ lệ xích : T = Z = N = p = 0,0255 MN(m2.mm)  = 2 0mm   Bảng 1. 7 Số liệu đồ thị T, N, Zα α β sin(α+β)cosβ cos(α+β) cosβ Giá trị thật Giá trị vẽ T Z N Tbd Zbd Nbd 0 0.0 0.00 1.00 0.00 3.77 0.00 0 142.7 0 10 2.4 0.21 0.98 0.78 3.53 0.15 30.4 138.4 5.9 20 4.7 0.42 0.91 1.45 3.15 0.28 56.8 123.4 11.2 30 6.9 0.60 0.81 1.72 2.29 0.34 67.5 89.9 13.5 40 8.9 0.76 0.67 1.85 1.62 0.38 72.7 63.5 14.9 50 10.6 0.89 0.50 1.50 0.85 0.32 58.8 33.2 12.4 60 12.0 0.97 0.32 1.00 0.33 0.22 39.3 12.8 8.6 70 13.0 1.02 0.12 0.32 0.04 0.07 12.6 1.5 2.9 80 13.7 1.03 0.07 0.15 0.01 0.03 5.8 0.4 1.4 90 13.9 1.00 0.25 0.72 0.18 0.18 28.1 7 7 100 13.7 0.94 0.41 1.19 0.52 0.31 46.8 20.5 12.1 110 13.0 0.86 0.56 1.46 0.95 0.39 57.3 37.3 15.4 120 12.0 0.76 0.68 1.50 1.35 0.42 59 53.1 16.5 130 10.6 0.65 0.79 1.36 1.66 0.39 53.3 64.9 15.5 140 8.9 0.52 0.87 1.13 1.87 0.34 44.3 73.3 13.2 150 6.9 0.40 0.93 0.88 2.07 0.27 34.6 81.2 10.6 160 4.7 0.26 0.97 0.60 2.19 0.19 23.5 86 7.3 170 2.4 0.13 0.99 0.30 2.28 0.10 11.9 89.4 3.8 180 0.0 0.00 1.00 0.00 2.30 0.00 0 90 0 190 2.4 0.13 0.99 0.31 2.31 0.10 12.1 90.8 3.8 200 4.7 0.26 0.97 0.61 2.24 0.19 24 87.8 7.5 210 6.9 0.40 0.93 0.90 2.12 0.28 35.5 83.1 10.8 220 8.9 0.52 0.87 1.16 1.92 0.35 45.5 75.4 13.6 230 10.6 0.65 0.79 1.41 1.71 0.41 55.2 67.2 16 240 12.0 0.76 0.68 1.57 1.41 0.44 61.5 55.4 17.2 250 13.0 0.86 0.56 1.55 1.01 0.42 60.7 39.5 16.3 260 13.7 0.94 0.41 1.29 0.57 0.33 50.7 22.2 13.1 270 13.9 1.00 0.25 0.83 0.20 0.20 32.5 8 8 280 13.7 1.03 0.07 0.29 0.02 0.07 11.3 0.7 2.7 290 13.0 1.02 0.12 0.14 0.02 0.03 5.6 0.7 1.3 300 12.0 0.97 0.32 0.77 0.25 0.17 30.1 9.8 6.6 310 10.6 0.89 0.50 1.13 0.64 0.24 44.3 25 9.4 320 8.9 0.76 0.67 1.35 1.18 0.28 53 46.3 10.9 330 6.9 0.60 0.81 1.13 1.50 0.23 44.3 59 8.9 340 4.7 0.42 0.91 0.88 1.91 0.17 34.4 74.7 6.8 350 2.4 0.21 0.98 0.37 1.68 0.07 14.5 66 2.8 360 0.0 0.00 1.00 0.00 0.79 0.00 0 31 0 370 2.4 0.21 0.98 0.15 0.66 0.03 5.7 25.9 1.1 380 4.7 0.42 0.91 0.02 0.05 0.00 0.8 1.8 0.2 390 6.9 0.60 0.81 0.34 0.46 0.07 13.5 17.9 2.7 400 8.9 0.76 0.67 0.62 0.54 0.13 24.4 21.3 5 410 10.6 0.89 0.50 0.47 0.27 0.10 18.6 10.5 3.9 420 12.0 0.97 0.32 0.12 0.04 0.03 4.9 1.6 1.1 430 13.0 1.02 0.12 0.36 0.04 0.08 14.3 1.7 3.2 440 13.7 1.03 0.07 0.65 0.04 0.16 25.7 1.7 6.1 450 13.9 1.00 0.25 1.11 0.27 0.27 43.5 10.8 10.8 460 13.7 0.94 0.41 1.51 0.66 0.39 59.4 26 15.3 470 13.0 0.86 0.56 1.73 1.13 0.47 68 44.2 18.3 480 12.0 0.76 0.68 1.72 1.55 0.48 67.6 60.9 18.9 490 10.6 0.65 0.79 1.53 1.86 0.44 60.1 73.1 17.4 500 8.9 0.52 0.87 1.25 2.08 0.37 49.2 81.4 14.7 510 6.9 0.40 0.93 0.97 2.27 0.30 37.9 88.9 11.6 520 4.7 0.26 0.97 0.65 2.39 0.20 25.6 93.6 8 530 2.4 0.13 0.99 0.33 2.47 0.10 12.9 96.7 4.1 540 0.0 0.00 1.00 0.00 2.46 0.00 0 96.5 0 550 2.4 0.13 0.99 0.32 2.42 0.10 12.7 94.7 4 560 4.7 0.26 0.97 0.63 2.29 0.19 24.5 89.8 7.6 570 6.9 0.40 0.93 0.91 2.14 0.28 35.8 83.8 10.9 580 8.9 0.52 0.87 1.14 1.88 0.34 44.6 73.9 13.3 590 10.6 0.65 0.79 1.37 1.67 0.40 53.8 65.5 15.6 600 12.0 0.76 0.68 1.52 1.37 0.42 59.5 53.6 16.6 610 13.0 0.86 0.56 1.48 0.96 0.40 57.9 37.7 15.6 620 13.7 0.94 0.41 1.21 0.53 0.31 47.4 20.8 12.2 630 13.9 1.00 0.25 0.73 0.18 0.18 28.8 7.1 7.1 640 13.7 1.03 0.07 0.17 0.01 0.04 6.5 0.4 1.5 650 13.0 1.02 0.12 0.30 0.04 0.07 11.9 1.5 2.7 660 12.0 0.97 0.32 0.98 0.32 0.22 38.6 12.5 8.4 670 10.6 0.89 0.50 1.48 0.84 0.31 58.2 32.8 12.3 680 8.9 0.76 0.67 1.84 1.61 0.38 72.2 63 14.8 690 6.9 0.60 0.81 1.71 2.28 0.34 67.1 89.4 13.4 700 4.7 0.42 0.91 1.44 3.13 0.28 56.5 122.8 11.1 710 2.4 0.21 0.98 0.77 3.52 0.15 30.3 138 5.9 720 0.0 0.00 1.00 0.00 3.64 0.00 0 142.7 0 Hình 1. 10 Đồ thị T, Z, N – α 1.9. Đồ thị ∑T – α  Thứ tự làm việc của động cơ : 1342  Góc lệch công tác 3, tr 38 (131)  Khi trục khuỷu của xylanh thứ 1 nằm ở đầu quá trình nạp thì: • Khuỷu trục của xylanh thứ 2 nằm ở đầu quá trình nén, vị trí . • Khuỷu trục của xylanh thứ 3 nằm ở đầu quá trình thải, vị trí . • Khuỷu trục của xylanh thứ 4 nằm ở đầu quá trình cháy giản nở, vị trí .  Tính mômen tổng T = T1 + T2 + T3 + T4 (132)  Dựa vào bảng tính T ở trên, tra các giá trị tương ứng mà Ti đã tịnh tiến theo α. Sau đó, cộng tất cả các giá trị Ti lại ta có các giá trị của T.   Bảng 1. 8 Bảng giá trị ∑Tα α1 T1 α2 T2 α3 T3 α4 T4 ∑T 0 0.00 180.00 0.00 540.00 0.00 360.00 0.00 0.00 10 7.60 190.00 3.03 550.00 3.17 370.00 1.42 12.38 20 14.20 200.00 6.00 560.00 6.14 380.00 0.21 26.54 30 16.88 210.00 8.86 570.00 8.94 390.00 3.36 38.05 40 18.18 220.00 11.38 580.00 11.16 400.00 6.10 46.82 50 14.71 230.00 13.80 590.00 13.45 410.00 4.65 46.62 60 9.82 240.00 15.39 600.00 14.87 420.00 1.22 41.29 70 3.16 250.00 15.17 610.00 14.48 430.00 3.57 29.24 80 1.44 260.00 12.68 620.00 11.85 440.00 6.42 16.67 90 7.03 270.00 8.13 630.00 7.20 450.00 10.88 2.58 100 11.69 280.00 2.82 640.00 1.62 460.00 14.85 22.09 110 14.33 290.00 1.40 650.00 2.98 470.00 17.00 35.71 120 14.74 300.00 7.53 660.00 9.65 480.00 16.91 48.83 130 13.34 310.00 11.08 670.00 14.56 490.00 15.01 53.99 140 11.07 320.00 13.25 680.00 18.05 500.00 12.30 54.66 150 8.66 330.00 11.07 690.00 16.77 510.00 9.49 45.99 160 5.88 340.00 8.60 700.00 14.12 520.00 6.40 35.00 170 2.99 350.00 3.62 710.00 7.58 530.00 3.23 17.42 180 0.00 360.00 0.00 720.00 0.00 540.00 0.00 0.00  Tính giá trị của theo lý thuyết bằng công thức: Nm2 3, tr 40 (133) Trong đó: • Ni: công suất chỉ thị của động cơ kW 2, tr 39 (134) • m: Hiệu suất cơ giới, các loại động cơ đốt trong hiện nay nằm trong giới hạn m = 0,63 0,93 Chọn m = 0,7 2, tr 39  kW • n: là số vòng quay của động cơ, n = 5700 vòngphút • Fp: là diện tích đỉnh piston m2 2, tr 39 (134) • R: là bán kính quay của trục khuỷu R = 0.04275m • : là hệ số hiệu đính đồ thị công  = 1 (Khi vẽ đã hiệu chỉnh đồ thị công)  MNm2  mm . Trong đó:  Tính Ttb từ đồ thị: Hình 1. 11 Đồ thị ∑T – α 1.10. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Đồ thị véctơ 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 3, tr 40. Vẽ hệ toạ độ T Z gốc toạ độ O’ trục O’Z có chiều dương hướng xuống dưới. Chọn tỉ lệ xích :T = Z = p = 0,0225 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 0  72 ứng với các góc  từ 00 7200. Nối các điểm lại ta có đường cong biểu diễn véctơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 3, tr 41. Dịch chuyển gốc toạ độ. Trên trục 0’Z (theo chiều dương) ta lấy điểm 0 với (lực quán tính ly tâm). + Lực quán tính ly tâm : MNm2 2, tr 40 (135) + m2: khối lượng thanh truyền qui dẫn về đầu to m2 = 0,7mtt = 0.567 kg  MNm2 Với tỷ lệ xích Z ta dời gốc toạ độ O’ xuống O một đoạn O’O. mm (136) Đặt lực về phía dưới tâm O’, ta có tâm O, đây là tâm chốt khuỷu. Hình 1. 12 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 1.11. Đồ thị khai triển Q(α) + Khai triển đồ thị phụ tải ở toạ độ độc cực trên thành đồ thị Q  rồi tính phụ tải trung bình Qtb . Chọn tỉ lệ xích: Q = P = 0,0255 MN(m2.mm) + Lập bảng tính xây dựng đồ thị Q α: Tiến hành đo các khoảng cách từ tâm O đến các điểm ai (Ti, Zi) trên đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu, ta nhận được các giá trị Qi tương ứng. Sau đó lập bảng Q α: Bảng 1. 9 Giá trị đồ thị khai triển phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu α Tbd Zbd Zbd Z0=Zbd+Probd Q = SQRT(T2 + Z02) 0 0.0 142.7 142.7 216.6 216.6 10 30.4 138.4 138.4 212.3 214.5 20 56.8 123.4 123.4 197.3 205.3 30 67.5 89.9 89.9 163.8 177.1 40 72.7 63.5 63.5 137.4 155.4 50 58.8 33.2 33.2 107.1 122.2 60 39.3 12.8 12.8 86.7 95.2 70 12.6 1.5 1.5 75.4 76.4 80 5.8 0.4 0.4 74.3 74.5 90 28.1 7.0 7.0 80.9 85.6 100 46.8 20.5 20.5 94.4 105.4 110 57.3 37.3 37.3 111.2 125.1 120 59.0 53.1 53.1 127.0 140.0 130 53.3 64.9 64.9 138.8 148.7 140 44.3 73.3 73.3 147.2 153.7 150 34.6 81.2 81.2 155.1 158.9 160 23.5 86.0 86.0 159.9 161.6 170 11.9 89.4 89.4 163.3 163.7 180 0.0 90.0 90.0 163.9 163.9 190 12.1 90.8 90.8 164.7 165.1 200 24.0 87.8 87.8 161.7 163.5 210 35.5 83.1 83.1 157.0 160.9 220 45.5 75.4 75.4 149.3 156.1 230 55.2 67.2 67.2 141.1 151.5 240 61.5 55.4 55.4 129.3 143.2 250 60.7 39.5 39.5 113.4 128.6 260 50.7 22.2 22.2 96.1 108.6 270 32.5 8.0 8.0 81.9 88.1 280 11.3 0.7 0.7 74.6 75.4 290 5.6 0.7 0.7 74.6 74.8 300 30.1 9.8 9.8 83.7 88.9 310 44.3 25.0 25.0 98.9 108.4 320 53.0 46.3 46.3 120.2 131.4 330 44.3 59.0 59.0 132.9 140.1 340 34.4 74.7 74.7 148.6 152.5 350 14.5 66.0 66.0 139.9 140.6 360 0.0 31.0 31.0 104.9 104.9 370 5.7 25.9 25.9 48.0 48.3 380 0.8 1.8 1.8 75.7 75.7 390 13.5 17.9 17.9 91.8 92.8 400 24.4 21.3 21.3 95.2 98.3 410 18.6 10.5 10.5 84.4 86.4 420 4.9 1.6 1.6 75.5 75.6 430 14.3 1.7 1.7 72.2 73.6 440 25.7 1.7 1.7 75.6 79.8 450 43.5 10.8 10.8 84.7 95.2 460 59.4 26.0 26.0 99.9 116.2 470 68.0 44.2 44.2 118.1 136.3 480 67.6 60.9 60.9 134.8 150.8 490 60.1 73.1 73.1 147.0 158.8 500 49.2 81.4 81.4 155.3 162.9 510 37.9 88.9 88.9 162.8 167.1 520 25.6 93.6 93.6 167.5 169.4 530 12.9 96.7 96.7 170.6 171.1 540 0.0 96.5 96.5 170.4 170.4 550 12.7 94.7 94.7 168.6 169.1 560 24.5 89.8 89.8 163.7 165.5 570 35.8 83.8 83.8 157.7 161.7 580 44.6 73.9 73.9 147.8 154.4 590 53.8 65.5 65.5 139.4 149.4 600 59.5 53.6 53.6 127.5 140.7 610 57.9 37.7 37.7 111.6 125.7 620 47.4 20.8 20.8 94.7 105.9 630 28.8 7.1 7.1 81.0 86.0 640 6.5 0.4 0.4 74.3 74.6 650 11.9 1.5 1.5 75.4 76.3 660 38.6 12.5 12.5 86.4 94.6 670 58.2 32.8 32.8 106.7 121.5 680 72.2 63.0 63.0 136.9 154.8 690 67.1 89.4 89.4 163.3 176.5 700 56.5 122.8 122.8 196.7 204.6 710 30.3 138.0 138.0 211.9 214.0 720 0.0 142.7 142.7 216.6 216.6 + Xác định Qtb: mm (137) Hình 1. 13 Đồ thị khai triển Qα 1.12. Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền + Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền được xây dựng bằng cách : Vẽ đạng đầu to thanh truyền lên một tờ giấy bóng, tâm của đầu to thanh truyền là O 3, tr 45. Vẽ một đường tròn bất kỳ, tâm O. Giao điểm của đường tâm phần thân thanh truyền với vòng tròn tâm O là điểm 00 3, tr 44. Từ điểm 00 ghi trên vòng tròn các điểm 15, 30, 45,… thao chiều quay trục khuỷu và tương ứng với góc quay α15o+β15o; α30o+β30o;… 3, tr 44 Đem tờ giấy bóng 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 00, 100 , 200 , 300,  trùng với trục +Z của đồ thị phụ tải chốt khuỷu . Đồng thời đánh dấu các điểm đầu mút của các véc tơ , , , , của đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu trên tờ giấy bóng bằng các điểm 0 , 10 , 20 , 30,  3, tr 45. Nối các điểm 0 , 15 , 30 ,  bằng một đường cong , ta có đồ thị phụ tải tác dụng trên đầu to thanh truyền 3, tr 45. Bảng 1. 10 Giá trị β theo α α (độ) β (độ) α+β (độ) 0 0.000 0 10 2.389 12 20 4.710 25 30 6.893 37 40 8.875 49 50 10.600 61 60 11.992 72 70 13.035 83 80 13.677 94 90 13.889 104 100 13.677 114 110 13.035 123 120 11.992 132 130 10.600 141 140 8.875 149 150 6.893 157 160 4.710 165 170 2.389 172 180 0.000 180 190 2.389 188 200 4.710 195 210 6.893 203 220 8.875 211 230 10.600 219 240 11.992 228 250 13.035 237 260 13.677 246 270 13.889 256 280 13.677 266 290 13.035 277 α (độ) β (độ) α+β (độ) 300 11.992 288 310 10.600 299 320 8.875 311 330 6.893 323 340 4.710 335 350 2.389 348 360 0.000 360 370 2.389 372 380 4.710 385 390 6.893 397 400 8.875 409 410 10.600 421 420 11.992 432 430 13.035 443 440 13.677 454 450 13.889 464 460 13.677 474 470 13.035 483 480 11.992 492 490 10.600 501 500 8.875 509 510 6.893 517 520 4.710 525 530 2.389 532 540 0.000 540 550 2.389 548 560 4.710 555 570 6.893 563 580 8.875 571 590 10.600 579 α (độ) β (độ) α+β (độ) 600 11.992 588 610 13.035 597 620 13.677 606 630 13.889 616 640 13.677 626 650 13.035 637 660 11.992 648 670 10.600 659 680 8.875 671 690 6.893 683 700 4.710 695 710 2.389 708 720 0.000 720 Hình 1. 14 Đồ thị phụ tải tác dụng lên đâu to thanh truyền 1.13. 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. Áp suất bé làm cho dầu nhờn lưu động dễ dàng 3, tr 51. 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 tâm O, bán kính bất kì. Chia vòng tròn này thành 24 phần bằng nhau, tức là chia theo 15o theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, bắt đầu tại điểm 0 là giao điểm của vòng tròn O với trục OZ (theo chiều dương), tiếp tục đánh số thứ tự 1, 2, ..., 23 lên vòng tròn. . + Từ các điểm chia 0, 1, 2, ..., 23 của vòng tròn O, ta kẻ các tia qua tâm O và kéo dài, các tia này sẽ cắt đồ thị phụ tải tại nhiều điểm, có bao nhiêu điểm cắt đồ thị thì sẽ có bấy nhiêu lực tác dụng tại điểm chia đó. Do đó ta có : Trong đó: + i : Tại mọi điểm chia bất kì thứ i. + 0, 1, ..., n: Số điểm giao nhau của tia chia với đồ thị phụ tải tại 1 điểm chia. Lập bảng ghi kết quả Q’i Tính QI theo các dòng: Chọn tỉ lệ xích: Vẽ vòng tròn bất kỳ tượng trưng cho chốt khuỷu, chia vòng tròn thành 24 phần bằng nhau đồng thời đánh số thứ tự 0, 1, ..., 23 theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Vẽ các tia ứng với số lần chia. Lần lượt đặt các giá trị Q0, Q1, Q2, …, Q23 lên các tia 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 Q0, Q1, Q2, …, Q23 được tính theo bảng sau : Bảng 1. 11 Bảng giá trị đồ thị mài mòn chốt khuỷu Điểm Lực 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 ∑Q0 1042.0 1042.0 1042.0 1042.0 1042.0 1042.0 1042.0 1042.0 1042.0 ∑Q1 944.0 944.0 944.0 944.0 944.0 944.0 944.0 944.0 944.0 ∑Q2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q10 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q11 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q12 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q13 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q14 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q15 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q16 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q17 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q18 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q19 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q20 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q21 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 ∑Q22 255.0 255.0 255.0 255.0 255.0 255.0 255.0 255.0 255.0 ∑Q23 991.0 991.0 991.0 991.0 991.0 991.0 991.0 991.0 991.0 ∑ 3232.0 3232.0 3232.0 2977.0 1986.0 944.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 255.0 1246.0 2288.0 3232.0 3232.0 3232.0 ∑.μTμm 89.8 89.8 89.8 82.7 55.2 26.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.1 34.6 63.6 89.8 89.8 89.8 ∑Q0 ∑Q1 ∑Q2 ∑Q3 ∑Q4 ∑Q5 ∑Q6 ∑Q7 ∑Q8 ∑Q9 ∑Q10 ∑Q11 ∑Q12 ∑Q13 ∑Q14 ∑Q15 ∑Q16 ∑Q17 ∑Q18 ∑Q19 ∑Q20 ∑Q21 ∑Q22 ∑Q23 Hình 1. 15 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu   Chương 2: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CHUNG ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2.1. Chọn động cơ tham khảo Chọn động cơ tham khảo Toyota 1NZFE Hình 2. 1 Động cơ TOYOTA 1NZFE Hình 2. 2 Mặt cắt dọc động cơ 1NZFE 4 Hình 2. 3 Mặt cắt ngang động cơ 1NZFE 4 1.Thanh truyền 2. Con đội 3. Đường ống nạp 4. Đường ống thải Giới thiệu: Động cơ 1NZFE có hai trục cam trên nắp máy, gồm 16 valve, DOHC. Trục cam đặt trên nắp máy cho phép làm giảm khối lượng các chi tiết trung gian chuyển động tịnh tiến (không có đũa đẩy) đảm bảo hoạt động ổn định cho cơ cấu phân phối khí ngay cả tại số vòng quay cao. Trục cam được dẫn động bằng đai từ trục khuỷu 5. 1NZFE là động cơ được sản xuất tại Nhật Bản. Đường kính piston D là 75,0 mm và hành trình piston S là 84.7 mm. Tối đa đầu ra là 109 mã lực (81 kW) tại 6.000vòngphút 6.   Bảng 2. 1 Thông số kỹ thuật động cơ 1NZ FE THÔNG SỐ KỸ THUẬT KÝ HIỆU ĐỘNG CƠ YÊU CẦU TOYOTA 1NZFE Số xylanhcách bố trí i τ 4 4 inline 4 4 inline Thứ tự làm việc 1342 1342 Tỷ số nén 10.4 10.5 Đường kính x Hành trình D x S 77 x 85.5 75 x 84.7 Công suất cực đạiSố vòng quay Nen 86.86200 796000 Tham số kết cấu λ 0.24 Áp suất cực đại Pz 5.1 Khối lượng nhóm Piston mpt 0.7 Khối lượng nhóm thanh truyền mtt 0.8 Góc phun sớm 12 Góc phân phối khí α1 10 10 α2 63 52 α3 40 42 α4 3 2 Hệ thống nhiên liệu EFI SFI Hệ thống bôi trơn Cưỡng bức cacte ướt Cưỡng bức cacte ướt Hệ thống làm mát Cưỡng bức sử sụng môi chất lỏng Hệ thống nạp Không tăng áp Hệ thống phân phối khí 16 valve, DOHC 16 valve, DOHC   2.1.1. Nhóm thân máy – Nắp máy Hình 2. 4 Nắp máy 7 1.Vòi phun 2. Áo nước Nắp máy được đúc bằng hợp kim nhôm nhẹ , các trục cam đều được phân bố trên đầu nắp máy. Lắp đặt kim phun trong cửa nạp khí của nắp máy kết quả là sự tiếp xúc nhiên liệu đập vào thành cửa nạp được tối thiểu hóa và tính kinh kế nhiên liệu được nâng cao. Áo nước được lắp đặt giữa cửa xả và lỗ bu gi trên nắp máy để giữ nhiệt độ đồng đều cho thành buồng cháy, điều này nâng cao chất lượng làm mát cho buồng cháy và khu vực xung quanh bu gi 5. Thân máy được làm bằng hợp kim nhôm mà mục đích của việc này là giảm khối lượng cho động cơ. Bơm nước xoáy lốc và đường hút đến bơm đươc cung cấp đến thân máy. Đặt tâm trục khuỷu lệch với đường tâm lỗ xi lanh, đường tâm của xi lanh được dịch chuyển 12 mm về phía đường nạp. Như vậy, tác dụng của lực ngang khi áp suất khí thể lớn nhất sẽ giảm. Sử dụng ống lót thành mỏng khoảng cách giữa hai xi lanh là 8 mm nên chiều dài động cơ ngắn hơn 5. Hình 2. 5 Thân máy 7 1. Đường tâm trục khuỷu 2. Đường tâm các xi lanh A. Phía đầu động cơ B. Phía đường thải C. Phía đường hút   2.1.2. Cơ cấu trục khuỷu – Thanh truyền – Piston.  Trục khuỷu Hình 2. 6 Trục khuỷu 7 1.Đầu trục khuỷu 2. Rotor cảm biến vị trí trục khuỷu 3. Lỗ dẫn dầu bôi trơn 4. Cổ trục 5. Chốt khuỷu 6. Đối trọng 7. Đuôi trục khuỷu Trục khuỷu là một trong những chi tiết máy quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất của động cơ đốt trong. Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu để đưa công suất ra ngoài (dẫn động các máy công tác khác), trạng thái làm việc của trục khuỷu là rất nặng. Trong quá trình làm việc, trục khuỷu chịu tác dụng của lực khí thể, lực quán tính (quán tính chuyển động tịnh tiến và quán tính chuyển động quay) những lực này có trị số rất lớn thay đổi theo chu kỳ nhất định nên có tính chất va đập rất mạnh..Do đó trục khuỷu của động cơ 1NZFE được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu chế tạo bằng thép cacbon, các bề mặt gia công đạt độ bóng cao, có 5 cổ trục và 4 cổ trục chính được giảm để giảm khối lượng.Trên chốt khuỷu ta có khoan lỗ dầu để bôi trơn. Để giảm khối lượng vật liệu và giảm lực quán tính ly tâm của má ta vát nghiêng má và vát bụng má khuỷu 4.   2.1.3. Cơ cấu phân phối khí Hình 2. 7 Sơ đồ bố trí cơ cấu phân phối khí 7 1. Tay căng xích 2. Thiết bị kéo căng 3. Bộ điều khiển phối khí(VVTi); xích dẫn động trục cam 5. Trục cam nạp 6. Trục cam thải 7. Bộ phận dẫn hướng xích. Mỗi xi lanh của động cơ này có 2 van nạp và 2 van xả, hiệu quả hút và xả được tăng lên do tổng khu vực cảng lớn hơn. Các van được mở trực tiếp và đóng bởi 2 trục cam Các trục cam lượng được điều khiển bởi trục khuỷu qua xích dẫn động trục cam sơ cấp. Các trục cam xả được điều khiển bởi trục cam tương ứng thông qua các xích dẫn động thứ cấp. Động cơ này sử dụng một hệ thống VVTi mà điều khiển van nạp và xả trục cam để cung cấp thời gian van tối ưu theo điều kiện lái xe. Với việc áp dụng này, tiêu thụ nhiên liệu thấp, hiệu suất động cơ cao hơn, và lượng khí thải ít hơn đã đạt được Ở mỗi xylanh có hai xupap nạp và hai xupap thải, các xupap được đóng mở trực tiếp bởi hai trục cam. Các trục cam được dẫn động bằng xích, bước xích là 8 mm điều này giúp cho không gian bố trí được gọn hơn. Để làm được điều này vật liệu dùng để chế tạo xích có tính chịu mài mòn cao đảm bảo độ tin cậy, xích được bôi trơn bằng dầu bôi trơn động cơ thông qua vòi phun 4. Hình 2. 8 sơ đồ dẫn động xupap 7 1. Xupap 2. Con đội 3. Vấu cam Bảng 2. 2 Thông số kỹ thuật Hạng mục Xupap nạp Xupap thải Đường kính mặt nấm (mm) 30,5 25,5 Đường kính thân (mm) 5 5   2.1.4. Hệ thống bôi trơn Hình 2. 9 Sơ đồ hệ thống bôi trơn 7 Hệ thống bôi trơn trong động cơ 1NZFE là hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt, với dung tích dầu bôi trơn khoảng 3,4 lít đến 4,2 lít.Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu đến bôi trơn các mặt ma sát, làm giảm tổn thất ma sát, làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề mặt ma sát và bao kín khe hở giữa piston với xylanh, giữa xecmăng với piston, ngoài ra trong động cơ 1NZFE dầu bôi trơn còn tham gia điều khiển thời điểm trục cam. Loại dầu bôi trơn sử dụng trên động cơ là API SM, SL, hay ILSAC. Dầu bôi trơn từ cacte được lưu thông qua vỉ lọc, bơm dầu, bầu lọc dầu rồi đến đường ống dầu chính, sau đó bôi trơn các bộ phận công tác như sơ đồ 4. 2.1.5. Hệ thống làm mát Khi động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ nhất là các chi tiết trong buồng cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt độ rất cao. Nhiệt độ đỉnh piston có thể đến 600oC, nhiệt độ xupáp thải có thể lên đến 900oC. Hệ thống làm mát được thiết kế giữ các chi tiết trong động cơ ở nhiệt độ ổn định. Động cơ 1NZFE có hệ thống làm mát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn theo áp suất cưỡng bức trong đó bơm nước tạo áp lực đẩy nước lưu thông vòng quanh động cơ. Hệ thống bao gồm : áo nước xilanh, nắp máy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và các đường ống dẫn nước. Nếu nhiệt độ nước làm mát vượt quá nhiệt độ cho phép( 80 84o) thì van hằng nhiệt sẽ mở để lưu thông nước làm mát đi qua két nước để giải nhiệt bằng gió . Hệ thống làm mát sử dụng nước làm mát siêu bền chính hiệu Toyota SLLC ( là dung dịch pha sẵn 50% nước sạch). Hình 2. 10 Hệ thống làm mát trên động cơ 1NZFE 7 Hình 2. 11 Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát 7 1. Van hằng nhiệt 2. Bơm 3. Nắp máy 4.Thân máy 5. Giàn sưởi 6. Van tiết lưu 7.Két nước. 2.1.6. Hệ thống đánh lửa Hình 2. 12 Sơ đồ hệ thống đánh lửa 7 Động cơ 1NZFE trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử. Hệ thống đánh lửa trực tiếp không sử dụng bộ chia điện giúp cho thời điểm đánh lửa được chính xác, giảm sự sụt thế điện áp và có độ tin cậy cao. Ở mỗi xylanh được trang bị một bôbin đơn. Khi ngắt dòng điện sơ cấp chạy qua bên sơ cấp của cuộn dây đánh lửa sẽ tạo ra điện áp cao ở bên thứ cấp. Vì thế điện áp cao sẽ tác động lên bugi sinh ra tia lửa điện. ECM sẽ luân phiên bật và tắt các transitor nguồn bên trong cuộn dây đánh lửa làm cho các dòng điện sơ cấp ngắt luân phiên nhau và cho phép dòng điện đốt cháy các xylanh theo trình tự nỗ của động cơ. ECM sẽ xác định cuộn dây đánh lửa nào sẽ được điều khiển bằng từ cảm biến vị trí trục khủy và cảm biến góc quay trục khủy. Ngoài ra nó còn dò tìm vị trí của trục cam để tạo ra sự đánh lửa vào thời điểm thích hợp nhất ứng với tình trạng hoạt động của động cơ.   2.1.7. Hệ thống nhiên liệu Hình 2. 13 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 7 1. Tín hiệu từ cảm biến lưu lượng khí nạp 2. Tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga 3. Tín hiệu từ cảm biến bị trí trục cam 4. Tín hiệu từ cảm biến oxi 5. Tín hiệu từ nhiệt độ nước làm mát 6. Tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu 7. Tín hiệu từ cảm biến túi khí 8. Bình chứa nhiên liệu 9. Bơm xăng 10. Bộ lọc xăng 11. Bộ điều áp 12. Bộ giảm rung 13. Ống phân phối 14.Vòi phun nhiên liệu. Hệ thống nhiên liệu động cơ 1NZFE còn có liên kết với các 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 tối ưu hóa trong quá trình hoạt động của động cơ. Kim phun 12 lổ được sử dụng để nâng cao tín phun sương của nhiên liệu, điều khiển cắt nhiên liệu khi túi khí hoạt động. Đường dẫn ống nhiên liệu với các giắc dầu nối nhanh để nâng cao khả năng sữa chữa. Bình xăng làm bằng chất dẽo sáu lớp với bốn loại vật liệu có bộ lọc than hoạt tính trong bình . Lượng không khí nạp được lọc sạch khi qua lọc không khí và được đo bởi cảm biến lưu lượng không khí. Tỷ lệ hòa trộn được ECU tính toán và hòa trộn theo tỷ lệ phù hợp nhất. Có cảm biến oxy ở đường ống thải để nhận lượng oxy dư, điều khiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn 4   2.1.8. Hệ thống khởi động Hệ thống khởi động sử dụng trên động cơ là hệ thống điện được điều khiển bằng ECU. Ngay khi công tắc điện xoay chiều sang vị trí Start, chức năng điều khiển máy khởi động sẽ điều khiển mô tơ khởi động mà không cần giữ tay ở vị trí khởi động. Khi ECU nhận được tín hiệu khởi động từ chia khóa điện, hệ thống sẽ theo dõi tín hiệu tốc độ động cơ (NE) để vận hành máy khởi động tới động cơ được xác định đã khởi động. Khi tốc độ khởi động đạt tới 500vp, hệ thống sẽ đánh giá là động cơ đã khởi động thành công. Hình 2. 14 Sơ đồ điều khiển máy khởi động 4 1. Ắc quy 2. Máy khởi động 3. Công tắc khóa điện 4. Rơle cắt dòng 5. Công tắc đề số không 6. ECU động cơ 7. Rơ le máy khởi động a. Tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu nước làm mát. 2.1.9. Hệ thống nạp, thải  Đường ống nạp Các ống nạp được làm bằng nhựa để giảm trọng lượng và lượng nhiệt ferred từ đầu xi lanh. Kết quả là, nó có có thể giảm nhiệt độ hấp thụ và cải thiện hiệu suất thể tích. Các nhánh đã được kéo dài để tối ưu hóa hình dạng của ống nạp. Kết quả là, mômen xoắntầm thấp và trung bình của động cơ và sản lượng tối đa đã được cải thiện. 4.  Đường ống thải Các chi nhánh đã được kéo dài để cải thiện mômen xoắn tầm thấp đến giữa tốc độ. Một ống xả bằng thép không gỉ được sử dụng 4 Chương 3: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM, KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN NHÓM PISTONTHANH TRUYỀN ĐỘNG CƠ X140118 3.1 Nhiệm vụ và yêu cầu 3.1.1. Nhiệm vụ Nhóm Piston có vai trò đặc biệt quan trọng trong động cơ đốt trong. Piston kết hợp với các bộ phận khác như xylanh, nắp máy tạo thành buồng cháy. Ngoài ra nó còn tiếp nhận lực khí thể, truyền cho thanh truyền làm quay trục khuỷu trong kỳ cháy – giãn nỡ. Chốt piston có nhiệm vụ liên kết Piston với thanh truyền, đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ. Trên piston có các vòng Xecmăng, đảm bảo kín khít trong toàn bộ chu trình hoạt động của động cơ. Xecmăng khí bao kín, tránh lọt khí đảm bảo giữ áp suất trong buồng cháy, Xecmăng dầu có tác dụng ngăn không cho dầu bôi trơn dưới cácte chui vào buồng cháy. Nhóm thanh truyền có nhiệm vụ liên kết piston với trục khuỷu, truyền lực từ piston đến chốt khuỷu, làm quay trục khuỷu trong kỳ cháygiãn nở và nhận lực quán tính làm piston chuyển động trong các kỳ không sinh công. 3.1.2. Yêu cầu Cũng bởi nhiệm vụ quan trọng của nhóm piston và thanh truyền trong quá trình hoạt động của động cơ mà yêu cầu đặt ra cho việc lựa chọn, chế tạo khá kỹ lưỡng. Đối với nhóm piston, yêu cầu đạt được sự khít kín cao. Piston phải được chế tạo với hình dạng thích hợp để tránh hiện tượng bó cứng khi nhiệt độ buồng cháy cao, đồng thời đỉnh piston cũng phải có hình dạng đặc biệt, giúp cải thiện quá trình cháy. Thanh truyền thường xuyên chịu tải trọng nên yêu cầu về độ ổn định, khả năng bền cao. 3.2. Phân tích lựa chọn đặc điểm kết cấu các chi tiết trong cụm chi tiết 3.2.1. Phân tích lựa chọn đặc điểm kết cấu nhóm Piston 3.2.1.1. Piston  Vật liệu chế tạo Điều kiện làm việc của piston khi động cơ làm việc: Tải trọng cơ học: Trong quá trình cháy, hỗn hợp khí cháy sinh ra áp suất rất lớn trong buồng cháy. Trong chu trình công tác của động cơ áp suất khí thể tác dụng lên đỉnh piston thay đổi rất nhiều vì vậy lực khí thể có tính va đập lớn. Trong động cơ cao tốc, do số vòng quay động cơ rất cao nên lực quán tính tác dụng lên động cơ cũng rất lớn. Lực tác dụng lớn,gây nên biến dạng lớn làm biến dạng piston, đôi khi làm hỏng piston. Tải trọng nhiệt: Trong quá trình cháy, piston trực t