Đề tài Động cơ đốt trong đối xứng - Phạm Duy Ân

Lời nói đầu Trong thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước hiện nay thì ngành công nghiệp đóng một vai trò quan trọng cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền khoa học kỹ thuật thì sinh viên nói chung và sinh viên ngành kỹ thuật nói riêng phải trang bị cho mình một kiến thức đẻ tiếp cận kịp thời với sự phát triển khoa học của thế giới. Vì vậy trong thời gian học tập ở trường mọi sinh viên phải nắm vững được các môn học cơ sở. Môn học nguyên lý máy là một trong các môn cơ sở đó. Trong quá trình học tập môn học này em được bộ môn giao đề tài thiết kế “ Động cơ đốt trong đối xứng ”. Cùng với những tiếp thu được trong quá trình học tập và sự tận tình của của thầy giáo Trần Văn Lầm và các thầy cô trong tổ bộ môn, nay về cơ bản em đã hoàn thành đồ án môn học. Mặc dù còn nhiều thiếu sót rất mong thầy cô giúp đỡ em để em hoàn thành tốt hơn. Vậy em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Văn Lầm và các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Phạm Duy Ân Phần I phân tích động học cơ cấu. Phân tích chuyển động Cơ cấu chính của động cơ đốt trong đối xứng là cơ cấu tay quay con trượt gồm 5 khâu khác nhau và 2 Pistong đối xứng nhau. Dùng cơ cấu này trong động cơ để biến chuyển động tịnh tiến qua lại của pistong thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu (Khâu dẫn). Để từ đó dẫn động tới các máy công tác khác. Trong cơ cấu của động cơ đốt trong đối xứng có 5 khâu được nối với nhau bằng 5 khớp bản lề và 2 khớp trượt. Khâu 1 chuyển động quay: Ta giả thiết quay đều với số vòng đã cho. Khâu 3 và khâu 5 (Pistong )chuyển động tịnh tiến thanh truyền 2 và 4 chuyển động song phẳng. Khi cả khâu3 và khâu 5 cùng nằm trên đường trượt với OD = OB = L+R thì 2 Pistong 3 và 5 sẽ nằm ở điểm chết trên khi OD = OB = L - R thì 2 Pistong nằm ở điểm chết dưới. Trong động cơ đốt trong Pistong là khâu phát động nó truyền động chuyển cho thanh truyền 2 và qua thanh truyền 2 truyền tiếp chuyển động cho trục khuỷu1 2. Tính bậc tự do và sếp loại cơ cấu Cơ cấu chình của động cơ đốt trong đối xứng gồm 5 khâu động và 7 khớp loại 5 Khâu 1 nối với khâu 2 bằng khớp bản lề Khâu 2 nối với khâu 3 bằng khớp bản lề Khâu 1 nối với khâu 4 bằng khớp bản lề Khâu 4 nối với khâu 5 bằng khớp bản lề Các khớp bản lề này có trục ^ với mặt phẳng bản vẽ tính theo công thức tính bậc tự do. W = 3n – (2P5 + P4) +Rs – S. Ta thấy đây là cơ cấu phẳng toàn khớp thấp và không có ràng buộc thụ động nên. RS = 0 ; S = 0. Do đó ta có : W = 3x5 - 2x7 = 1 Số bậc tự do của cơ cấu phẳng = 1 Xếp loại cơ cấu ta tách nhóm Axua 4 4 4 5 4 1 4 2 4 3 Tách khâu 2 nhóm Axua loại 2} Þ Động cơ đốt trong đối xứng là cơ cấu loại 2. b.Tổng hợp cơ cấu chính và vẽ hoạ đồ vị trí. - Theo cách dựng của bài toán tổng hợp cơ cấu tay quay con trượt của Pistong 3 và 5 là trục xx. Tâm quay nằm trên trục xx và quỹ tích A và C làđường tròn tâm O bán kính khi R = OA = OC. Gọi B1 là điểm chết trên Gọi B5 là điểm chết dưới. Ta có B1B5 = H vì động cơ là đối xứng nên. D1D5 = H. Hành trình Pistong H = 2R. Theo đầu bài 2R = 88 ® R = 44 (mm). ® L = 169,4 (mm). Vậy LBA = LCD = L = 169,4 (mm). Theo giả thiết cho LAS2 = LCS4 = 0,4 . 169,4 = 108 (mm). Để phù hợp với bản vẽ và khuôn giấy ta biểu diễn R = OA = OC =50 (mm) Chọn tỉ lệ xích chiều dài. Vậy các đoạn biều diễn trên bản vẽ là : . (mm) Cách dựng hoạ đồ vị trí : - Dựng đường thẳng xx trùng với phương trượtcủa 2 Pistong. - Chọn tâm O thuộc xx (Vì là động cơ đốt trong đối xứng nên chọn tâm là trung điểm đoạn xx, vẽ đường tròn tâm O bán kính R = 50 mm ). - Chia vòng tròn thành 8 phần bằng nhau khi chia ta xuất phát từ điểm bắt đầu làm việc ta chọn điểm xuất phát là điểm chết trên của 2 Pistong sau đó ta đánh số thứ tự từ điểm A1 ,.. A8 và C1 ,.. C8, theo chiều quay của tâm vận tốc w1. -Lấy các điểm A1, A8 ;làm tâm quay các vòng tròn bán kính R = L = 192,5 (mm) các đường tròn này cắt trục xx tại các điểm tương ứng B1 , B2 ,...,B8 lấy các điểm C1,C2 ...,C8 làm tâm quay vòng tròn các R = 192,5 (mm) ta cũng được các điểm D1,D2,...,D8. Lần lượt nối các điểm của từng vị trí với nhau ta được đồ hoạ đồ vị trí của cơ cấu. Phần II. Phân tích động học cơ cấu. 1.Phương trình và cách dựng hoạ đồ vận tốc. Ta lần lượt vẽ hoạ đồ vận tốc cho 16 vị trí nhưng vì cơ cấu đối xứng nên ta chỉ vẽ 8 vị trí. A1 º C5 A5 º C1 A2 º C6 A6 º C2 A3 º C7 A7 º C3 A4 º C8 A8 º C4 Do đó ta chỉ cần vẽ hoạ đồ cho 8 vị trí sau đó lấy đối xứng qua tâm vận tốc và có chiều ngược lại. Các phương trình vận tốc của cơ cấu là: Trong đó Mặt khác (Khớp quay). VA1 = VA2 = 17,952 ( m/s). Ta biết 2 điểm A,B cùng thuộc khâu 2 nên ta có phương trình. mà VB2 = (Khâu 2 và khâu 3 nối nhau bằng khớp quay). Đã biết phương chiều độ lớn có phương song song với phương trượt, chiều và trị số chưa biết Có phương vuông góc với AB, chiều và trị số chưa biết Chọn P làm gốc hoạ đồ vận tốc ta có : VA1 = w1.LOA. m2 = m2.Pa1. Chọn OA = Pa1; m2 = 0,0088.408 = 0,359 . Khi đó đoạn biểu diễn điểmAđứng bằng đoạn OA . Từ P ta dựng vectơ Biểu diễn vectơ vận tốc Từ mút a1 = a2 kẻ phương của vectơ vận tốc Từ gốc P ta kẻ phương của vectơ vận tốc 2 đường thẳng này cắt nhau tại đâu thì đó là vị trí của P điểm b2 º b3. Nối P với b2 º b3 ta được vectơ biểu diễn vectơ vận tốc Vì cơ cấu đối xứng nên các vectơ vận tốc lây đối xứng qua P véc tơ Sau khi vẽ song hoạ đồ vận tốc ta xác định vận tốc thực của các điểm trên các khâu bằng cách lấy đoạn biểu diễn nhân với tỉ lệ xích vận tốc. VB2 = VB3 = Pb23.m2 = VD4 = VD5 = Pd45.m2 = VB2A2 = a2b2.m2 = VC4D4 = C4d4.m2 = Như vậy ta xác định được vận tốc của các điểm A, B, C, D nên ta có thể tìm được vận tốc trọng tâm S2, S4 trên khâu 2 và khâu 4 bằng phương pháp đồng dạng. Tương tự ta cũng có : Vận tốc góc của 2 khâu ta xác định bằn công thức : Vậy vận tóc góc của khâu 4 w2 = w4 = 76,3 (rad/s). Bảng vận tốc dào và vận tốc góc của khâu Vị trí Vận tốc 1 2 3 4 5 6 7 8 Pa12 = Pc14 50 50 50 50 50 50 50 50 VA12 = Vc14 17,952 17,952 17,952 17,952 17,952 17,952 17,952 17,952 Pb23 = Pd45 0 42 50 42 0 42 50 42 VB23 = Vd45 0 Ps2 = Ps4 33,33 45 50 45 33,33 45 50 45 Vs2 = Vs4 11,96 16,15 17,95 16,15 11,96 16,15 17,95 16,15 w2 = w4 105,97 105,97 105,97 105,97 105,97 105,97 105,97 105,97 w1 408 408 408 408 408 408 408 408 A2b2 50 36 0 36 50 36 0 36 VA2B2 17,952 12,94 0 12,924 17,952 12,924 0 12,924 2.Phương trình và cách dựng hoạ đồ gia tốc. Ta giải bằng phương pháp hoạ đồ Tại các vị trí khác nhau, phương trình véctơ gia tốc hoàn toàn giống nhau và cách vẽ cũng giống nhau vì vậy ta xét đặc trưng tại vị trí số 2 và số 8 còn lại các vị trí khác tương tự. a.Xét vị trí số 2. Vì 2 điểm A và B cùng thuộc 1 khâu (2) nên ta có Mà (khớp quay). Và có thể phân tích thành 2 thành phần - Có phương // phương trượt trong chuyển động - Chiều và trị số chưa biết. -Là gia tốc pháp tuyến trong chuyển động tương đối B quay quanh A . - Có chiều hướng từ B ® A - Độ lớn = = (76,3)2 .0,1694 = 986,2 (m/s2). là gia tốc tiếp tuyến trong chuyển động tương đối B quay quanh A. Có phương vuông góc AB có chiều và trị số chưa biết. Vậy ta vẽ được , trên hoạ đồ ta có aA1 = w12.LOA = w2.OA.m2 mà aA1 = pa’1. ma. Ta chọn tỉ lệ xích gia tốc ma = w12. mL. Đề tiên ta chọn OA = pa’ = 50 (mm). Khi nay ma = (408)2.0,00088 = 146,488 (m/mm.s2). Chọn điểm P làm gốc hoạ đồ, dựng các véctơ pa’1 = pa’2 biểu diễn véctơ gia tốc từ mút a1 º a2 ta dựng véctơ nBA biểu diễn véctơ . ^ từ gốc toạ p ta kẻ phương của véctơ gia tốc ( Phương ngang). Hai đường thẳng chỉ phương ở đau thì điểm đó là điểm b2 º b3 từ p ta dựng véctơ pb2 º pb3 biểu diễn véctơ gia tốc = . Ta dùng các véctơ biểu diễn cho các véctơ gia tốc. ; ; ; Bằng cách lấy đối xứng qua các véctơ pp ; pb2 = pb3; A’2;b’2 qua gốc p. Xác định gia tốc góc của khâu 2 và khâu 4. Bằng công thức Tại vị trí số 8 - Có phương º OA - Có chiêù hướng từ A ®O. Độ lớn aA1 = aA2 = v12.LOA = (408)2.0,1694 Hai điểm A,B cùng thuộc khâu 2 nên ta có phương trình : + (Khớp quay). = + = + + . - Phương º AB. Chiều từ A đến B. Trị số = v12.LAB = (76,2)2.0,1694 = 982,2 (m/s2). . - Phương vuông góc AB Chiều, trị số chưa biết. Để tiện vẽ ta chọn pa’1 = OA = 50 (mm). mA = 146,488 (m/mm.s). Chọn p làm gốc hoạ đồ. Dựng véctơ pa’1 = pa’2 từ mút a’1 º a’2 ta dựng véctơ : NBA - Có phương º AB. Chiều B đến A Giá trị biểu diễn nBA = Biểu diễn véctơ nBA từ mút n kẻ phương của véctơ gia tốc từ gốc p kể phương của véctơ gia tốc , hai đường thẳng chỉ phương cắt nhau tại đâu thì đó là điểm b’2 º b’3. Véctơ = biểu diễn véctơ = Tương tự lấy đối xứng các véctơ này qua gốc p. = - Phương º phương = - Chiều ngược = - Độ lớn 50 (mm). = - Phương º phương trượt. - Chiều ngược chiều ơ = - Độ lớn giá ta biểu diễn 56,7 (mm). Khi này ta cvẽ được hoạ đò gia tốc của vị trí này. Sau khi vẽ song hoạ đồ gia tốc ta đi xác định gia tốc thực của các điểm trên các khuân bằng cách lấy đoạn biểu diễn của chúng đo được từ hoạ đồ nhân với tỉ lệ xích gia tốc. aB2 = aB3 = pb2.m0 aD4 = aD3 = aB2 = nBA. m0 Gia tốc góc của khâu 2 và khâu 4. = = = = Tại vị trí số 2 = = Tại vị trí số 8 = == Bảng gia tốc dài và gia tốc tại vị trí số 2 và số 8. Vị trí số Vị trí số 2 Vị trí số 8 Đoạn biểu diễn GTT aA12 = aC14 50 7324,41 50 7324,41 BD aB2A2 = CD4C4 CTTT 36 5273,568 36 5273,568 BD aB23 = AD45 GTT 32 4687,616 32 4687,616 6504,0672 44 6504,0672 44 Phần II phân tích động học cơ cấu 1.Phương pháp chung để giải bài toán lực D 5 4 C O 1 2 B 3 Ta xét cơ cấu động cơ đốt trong đối xứng ở vị trí như hình vẽ. Trong đó chịu tác dụng của các lực P3, P5,(lực tác dụng vào đầu Pistong) , , , lực quán tính vào các khâu G3, G5, G2, G4 trọng lượng của các khâu. a)Tách nhóm Axua (2-3) Đặt lực ( ; ; ; ; ; ; ) 0; Phương trình cân bằng: + + + + + + 0; Trong đó P3 tính được trên đồ thị áp suất. = m3.aS3 (biết). ; đã biết phương chiều độ lớn. : Có phương thẳng đứng , chiều chưa biết. : Chưa biết Khử ẩn phương trình bằng cách tách khâu 2 lấy và thay vào phương trình trên ® giải được hoạ đồ lực Tách nhóm Axua (4-5) vì đây là động cơ đốt trong đối xứng lên hoạ đồ lực của nhóm Axua (4-5) giống hoạ đồ lực nhóm Axua (2-3), nhưng các véctơ có chiều ngược lại nên ta vẽ được hoạ đồ lực (4-5) dựa vào hoạ đồ lực nhóm (2-3). Sau khivẽ được ta tính các giá trị ; bằng cách đo ngang trên hoạ đồ. b.Xác định điểm đặt Tách khâu 3 ta đặc lực và lấy mômen đối với điểm B. Vậy có R03 có điểm đặt tại B. c. Xác định mômen cân bằng trên khâu dẫn -Bằng phươngpháp thông thường MCb = R21.h -Bằng phương pháp Ducopski. Mcb = mv (P3h1 + G3h2 +P2qt . h4 + P3qt . G2h). Phân tích lực ở vị trí số 2 và số 8. a.Xác định trị số các lực đã biết - Lực tác động lên Pistong ta phải dựa vào biểu đồ lựcvà hành trình làm việc của động cơ. Ta biết rằng sau2 vòng quay của trục khuỷu động cơ hoàn thành một chu kì sinh công. Một chu kì sinh công sảy ra ở 4 giai đoạn sảy ra ở bên trong Xilanh. Giaiđoạn 1: Là hành trình hút (ứng với đường hút) Pistong đi từ điểm chết trên B1 điểm chết dưới B5. Giai đoạn 2 :Là hành trình nén ( ứng với đường nén) Pistong đi từ điểm B5 đến điểm B9. Giai đoạn 3 : Là hành trình nổ ( ứng với đường nổ ) Pistong đitừ B9 đến B13. Giai đoạn 4 : Là hành trình xả (ứng với đường xả)Pistong đi từ B13 đến B17. Dựa vào độ lớn thực của áp xuất và giá trị biểu diễn của nó trên đồ thị P - S Ta có : . áp lực thực tế tác động lên Pistong P = piS. Trong đó S là tiết diện ngang của Pistong Pi là áp suất thực tác dụng lên Pistong ở vị trí thứ i Pi = pi.mP. Pi là tung độ của vị trí i trên đồ thị áp suất. 148 111 74 37 0 Đường nổ Đường nén Đường xả Đường hút 5 4 3 2 1 5’ 6 7 8 9 13 12 11 10 9’ 13’ 14 15 16 17 S P(N/cm2) mP = 027 Đồ thị áp suất và các hành trìnhtương ứng Trị số tính toán của P được ghi ở bảng sau: Vị trí 2I 8I 2II 8II Quá trình Hút Nén Nổ Xả Pi (mm) 0 35,2 148 7,4 Pi (N/cm3) 0 14,08 59,2 2,96 P (N) 0 521 2190,4 110 Xác định lựcquán tính của con trượt và thanh truyền P3qt = P5qt = - m3.aS3 = -m5aS5 = - m3.pS’3.ma = -m5pS’5ma. P2qt = P4qt = - m2.aS2 = -m4aS4 = - m2.pS’2.ma = -m4pS’2ma. Trong đó m3 , m5 là khôi lượng của Pistong và có trị số : +aS3 , aS5 là gia tốc trọng tâm khâu 3 và khâu 5. + aS4 , aS2 là gia tốc trọng tâm khâu 2 và khâu 4. + pS’3 , pS’5 lần lượt là đoạn biểu diễn của gia tốc trọngtâm khâu 3 và khâu 5. + pS’2 , pS’4 lần lượt là đoạn biểu diễn của gia tốc trọngtâm khâu 2 và khâu 4. Vì trọng tâm S3 º B S3 = D nên pS’3 = pS’5 = pb’3 = pd’5. Bảng trị số lực quán tính của Pistong và thanh truyền Vị trí Giá trị thực Số 2 Số 8 aS2 = aS4 6504,0627 6504,0627 aS3 = aS5 5858 5858 m2 = m4 2,548 2,548 m3 = m5 2,038 2,038 P3qt = P5qt 11938,6 11938,6 P4qt = P2qt 16572,192 16572,192 e2 = e4 31050,21 31050,21 Js2 = Js4 0,006 0,006 b.Xác định phản lực tại các khớp động Trọng tâm S2 và S4 của khâu 2 và khâu 4 có khoảng cách là : lAS2 = lAS4 = 0,4.lAB = 0,4. 0,1694 = 0,06776 (m). Mômen tĩnh của khâu 2 và khâu 4 là : Js2 = Js4 = .2,548 (0,1694)2 = 0,006 . Xác định tâm va đập khâu 2 và khâu 4. Giá trị biểu diễn có chiều dài các đoạn là LAS và LAK là : Tách nhóm Axua (2-3) (4-5). Vì đây là động cơ đốt trong đối xứng nên ta chỉ cần phân biệt 1 bên còn bên kia tương tự. Xét nhóm Axua (2-3) tạivị trí này : + + + + + + + = 0 Trong đó : G2 , G3 có giá trị xác định và có phương thẳng đứng,chiều từ trên xuống dưới. - Phương º phương trượt - Chiều hương từ trái qua phải - Giá trị P3qt = 11938,6 (N) -Phương º phương aS2 có chiều ngược lại giá trị P2qt = 16572,192 (N) Như vậy phương trình còn 3 ẩn chưa giải được. Bây giờ ta khử ẩn bằng tách khâu 2 và đặt lực viết phương trình cân bằng: + + + = 0 Rn12 R2 Rt2 A T P2qt h2 B h1 G2 S K2 Ta có = + = AB + G2h1 - P2qt = 0. Phương trình (1) còn lại 2 ẩn ta giải đượcbằng hoạ đồ lực. + + + + + + + = 0. Chọn mP = 110,48 (N/mm). Ta tính được các giá trị biểudiễn như sau : = 150 = 108 (mm) = 71,67 = 0,22 = 0,18 Bằng cách tương tự ta vẽ hoạ đồ lực của nhóm Axua(4-5) và hoạ đồ này chược với hoạ đồ lực Axua(2-3). * Hoạ đồ lựa khâu (2-3) ở vị trí số 8 - Tách nhóm Axua(2-3). - Đặt lực ( , , , , , ) ~ 0 - Viết phương trình cân bằng : + + + + + = 0 (1). Trong đó : + CT2 , G3 là giá trị xác định và có phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới. + Phương º phương trượt. Có chiều hướng từ trái qua phải. Giá trị P3qt = 11938,6 (N). + Phương º phương và có chiều ngược lại. Trị số P2qt = 16572,192 (N). + Chưa biết chiều và trị số + Phương thẳng đứng Chiều và trị số chưa biết. Như vậy phương trình 3 còn 3 ẩn chưa giải được bây giờ ta khử ẩn bằng cách tách riêng khâu 2 và đặt lực và viết phương cân bằng. + + + = 0. Rt12 A Rn12 S2 h1 B R32 P2qt K2 G2 Tính phản lực : = + . = 7918,765 (N). ® phương trình còn lại 2 ẩn ta giải được bằng phương pháp hoạ đồ lực + + + + + + + = 0 Chọn mP = 110,48 (N/mm). Ta có các giá trị biểu diễn : P2qt = 150 (mm). P3qt = 108 (mm). Rt12 = 71,76 (mm). G2 = 0,22 G3 = 0,18 P3 = . (Trên bản vẽ Ao) Tương tự ta giải cho nhóm Axua(4-5) và hoạ đồ của nó ngược với nhóm Axua(2-3). Xác định điểm đặt . Tách khâu (3) đặt lực và viết phương trình cân bằng mômen đối cới điểm B. = Ro3.x = 0 ® x =0. Vậy Ro3 có điểm đặt tại B. Cân bằng lực khâu 3. + + = 0. Phương trình viết lại ; + + + + = 0. Từ hoạ đồ đo va tính ta được R12 = 260.132,924 = 34560,24 (N). ®Tính mômen cân bằng tại vị trí số 8 P3qt P3qt h1 P5qt P5 C14 P3qt G2 h2 P2qt G4 Mcb áp dụng công thức MCB = R21.h.m2 R21 = R12 = 34560,24 H = 34 MCb = 34560,24.34.0,00088 = 1034 (N). Ta cũng có thể xác định bằng phương pháp Rucopki. Bằng cách xoay hoạ đồ lực đi 900 theo chiều w1 đặt các lực và lấy đi mômen tại gốc P. mcb = M2 (P3qt – P3)h2 – G2.h1 mcb = 0,00088(11938,6 - 295).50 – 25.21 + 16572,192.22 = 118417 (N). So sánh 2 cách tính Momen cân bằng ta có %. Vị trí số 2 làm tương tự . Bảng giá trị các cực Vị trí Các lực Số 2 Số 8 BD(mm) GTT(N) BD(mm) GTT(N) G2 = G4 0,22 25 0,22 25 G3 = G5 0,18 20 0,18 20 P3qt = P5qt 108 11938,6 108 11938,6 P2qt = P4qt 150 16572,192 150 16572,192 P3 0,88 98,2 4 442 Rt12 71,76 7918,756 71,67 7918,756 R12n 185 20428,8 185 20438,8 R03 55 6076,4 55 6076,4 P5 0,88 98,2 4 442 Rt14 71,76 7918,756 71,76 7918,756 Rn14 185 20438,8 185 20438,8 R05 55 6076,4 55 6076,4 Phần III Thiết kế bánh đà - Đặt vấn đề : Khi làm việc dưới tác động của các lực máy sẽ hoạt động với những vận tốc góc của trục khuỷu khác nhau. ở phần trên ta giả thiết vận tốc góc 1= const. Song trong thực tế nó vẫn thay đổi theo từng chu kì làm việc của máy. Xuất phát từ phương trình chuyển động thực của máy ta xác định được vận tốc góc thực đó. Vì ở động cơ đốt trong đối xứng ta xem như mômen cản không thay đổi còn mômen động là mômen thay thế. Phương trình chuyển động Ađ = 0 , là vị trí khâu dẫn ở thời gian t xác định mômen động thay thế. Trong đó - pk là lực phát động và trọng lượng các khâu - Mk là mômen phát động của khâu - Vk vận tốc của điểm đặt lực pk - k vận tốc góc của khâu thứ k với cơ cấu động cơ đốt trong đối xứng Mk=0 nên M Ta biết vk=hk.v =hk.1.l Mđtt =pk.hk.l (1) Ta xác định mômen động thay thế bằng phương pháp cánh tay đòn Rucôpski ta xoay hoạ đồ vận tốc 900 và đặt các ngoại lực và các điểm tương ứng lúc này công thức 1 được viết như sau : Mđtt = m2 ( ±P3.h3 ±P5.h5 ±G2.h2 ± G4.h4). Trong đó h2,h3,h4,h5 là khoảng cách cánh tay đòn của các lực G2,P3,G4,P5. G2G4 Trọng lượng khâu 2 và khâu 4 P2 và P5 là tác dụng vào đầu pitông (3) và (5) Bây giờ ta tiến hành tính lực P3 và P5 cho 17 vị trí Từ hoạ đồ vị trí ta xác định được vị trí của 2 pitong sau đó ta chiếu lên đồ thị biểu diễn lực 4 hành trình Hút-Nén-Nổ-Xả với tỉ lệ xích: p ==0,27 ) Với pitông 3. P*1= P*2= P*3= P*4= P*5 = - 2,96 (N) P1 = P2 = P3 = P4 = P5 = 2,96.37 =110 (N) P6 = -22,2 (N) P10 = 2190,4 (N) P7 = 245 (N) P11 = 2190,4 (N) P8 = 521 (N) P12 = 634,9 (N) P9 = 658,6 (N) P13 = P14= P15 = P16 = P17 = 110 (N) Với pitông 5 P1 = 658,6 (N) ; P2 = 2190,4 (N) P3 = 2190,4 (N) ; P4 = 634,9 (N) P5 = 110 (N) ; P6 = P7 = P8 = P9 = P10 = P11 = P12 = P13 = 110 (N) P14 = -22,2 (N) ; P15 = 245 (N) P16 = 521 (N) ; P17 = 658,6 (N) Từ các giá trị trên ta lập được bảng giá trị lực phát động của pistông 3 và pistông 5 Bảng giá trị lực phát động p Với động cơ đốt trong đối xứng G2 = G4 , G3= G5 và khoảng cách từ điểm đặt G2 đến gốc P bẳng khoảng cách từ điểm G4 đến P mà các lực này lấy mômen với gốc P luôn ngược chiều nhau nên bị triệt tiêu ta có công thức thu gọn : Mđtt = (M2 C ± P3.h 3 ± P5h5). - Các lực gây mômen chống lại chiều xoay của hoạ đồ vận tốc lấy dấu (+) - Các lực gây ra mômen cùng chiều hoạ đồ vận tốc lấy dấu (-) Mđtt = 0 M2tt = ( p5 – p3).l .h =( 1487,5 – 74).42,6.0,00088 =53 (N) M3tt = ( p5 – p3).l .h = (1487,5 –74 ).50 .0,00088 =62,2 (N) M4tt = ( p5 – p3).l .h = (429,5 – 74 ) .42.0,00088 = 13,1 (N) M5tt = 0 M6tt = -( p3 + p5).l .h = -(15+74).42,6.0,00088 = -3,33 (N) M7tt = -( p3 + p5).l .h = -(151+74).50.0,00088 = -10 (N) M8tt = -( p3 + p5).l .h = -(351,5+74).42.0,00088 = -15,70 (N) Chọn M=0,518 () Ta tính được các giá trị Mtt là: M1tt = 0 M2tt = 102,5 (mm) M3tt =120 (mm) M4tt =25,2 (mm) M5tt = 0 M6tt = -6,42 (mm) M7tt = 19,3 (mm) M8tt = 30,3 (mm) Biểu đồ mômen động thay thế được vẽ với tỉ lệ xích M = = 0,518 () = = 30/mm =0,0523 () Cách vẽ đồ thị mômen động Mđtt -ứng với từng giá trị của cơ cấu ta xác định được toạ độ của Mđtt nối tất cả các điểm Mđtt này với nhau ta được đồ thị của Mđtt đó là một đường cong thể hiện sự thay đổi của Mđ trong từng hành trình . Vẽ đồ thị Ađ và Ac A = E = .H. M = 0,0523.60.0,518 = 1,625 () Dùng phương phá