Bài Giảng Công Nghệ Lớp 11 - Cân Bằng Động Cơ Đốt Trong

 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.1. GiỚI THIỆU CHUNG2.2. CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 1 XILANH2.3. CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 2 XILANH2.4. CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 4 XILANH2.5. CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 6 XILANHTriệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên1 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2.1.Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến :2.2.2 Cân bằng lực quán tính chuyển động quay.2.2.3. Cân bằng mômen lực và mômen thanh truyền.2.2. Cân bằng động cơ 1 xilanh. TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên2 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.1. Giới thiệu chung. Nguyên nhân làm động cơ mất cân bằng.Để cân bằng thì hợp lực của lực quán tính chuyển động tịnh tiến các cấp đều bằng 0. (2-1) Các điều kiện để đảm bảo cân bằng động cơ: Trọng lượng của các nhóm pittông lắp trên xilanh phải bằng nhau. Trọng lượng các thanh truyền phải bằng nhau, trọng tâm như nhau. Dùng cân bằng tĩnh và cân bằng động để cân bằng trục khuỷu bánh đà. Đảm bảo tỉ số nén đều nhau. Góc đánh lửa sớm, phun sớm phải giống nhau. TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên3 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2. Cân bằng động cơ 1 xilanh. 1. Trong động cơ 1 xi lanh trên hình 2.1 tồn tại các lực sau đây chưa được cân bằng:2. Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1:Pj1 = mR cos .3. Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2:Pj2 = mr cos2α .4. Lực quán tính của khối lượng chuyển động quay : PK = mx R =const. 5. Mômen lật MN =-M = T.R tác dụng lên thân máy theo chiều ngược với mômen chính.6. Mônmen thanh truyền (do quy dẫn về hai khối lượng) Mt=[ mtt( I-I1)(I1 - IG)]TC 1TC 2Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên4 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2.1.Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến :Hình 2.1 (a) Sơ đồ động cơ một xi lanh có lắp đối tượng Pkđ = 4mđrnω2(b) Sơ đồ động cơ cân bằng Lăngxetcherơ Trên các cặp bánh răng 3 và 4 đều lắp đối trọng có khối lượng là m4. Lực ly tâm trên mỗi bánh răng bằng : Trong đó rn là khoảng cách từ tâm đối trọng mđ đén tâm bánh răng. Dùng 4 bánh răng lắp trên trục 5 và 6 nên hợp lực của tất cả các phân lực của Pk4 nên phương thẳng đứng bằng:Rj1= TC 1TC 2Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên5 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2.1.Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến : Khi trục khuỷu quay với vận tốc góc kl m sẽ sinh ra lực ly tâm :Hình 2.1 (a) Sơ đồ động cơ một xi lanh có lắp đối tượng Phân lực của Pđ trên đường tâm xi lanh :Pđ1= mR2ω2cos(1800+α ) = -mR2cosω2 .Pđ= mR2ω2Trên phương ngang xuất hiện một phân lực khác của Pđ là: Pđ2= mR2ω2cos(1800+α ) = -mR2cosω2 .(b) Sơ đồ động cơ cân bằng Lăngxetcherơ TC 1TC 2Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên6 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2.1.Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến :Hình 2.1 (a) Sơ đồ động cơ một xi lanh có lắp đối tượng (b) Sơ đồ động cơ cân bằng Lăngxetcherơ Để cân bằng hoàn toàn lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1, thì Rj1 = Pj1. ra khối lượng mặt đặt trên các bánh răng 3 và 4 phải thảo mãn phương trình sau: Vì vậy : mđ = TC 1TC 2Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên7 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2.1.Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến :Hình 2.1 (a) Sơ đồ động cơ một xi lanh có lắp đối tượng (b) Sơ đồ động cơ cân bằng Lăngxetcherơ Trên cặp bánh răng 7 và 8 này ta cũng găn đối trọng sao cho hợp lực của chúng sinh ra trên phương thẳng đứng thoả mản phương trình :4 Pđ2= Pj24m’đr’n(2ω)2cos2α= Ta có:m’đ =TC 1TC 2Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên8 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2.2 Cân bằng lực quán tính chuyển động quay.Hình 2.2. Sơ đồ bố trí đối trọng cân bằng lực quán tính ly tâm PkQuay trục khuỷu quay với vận tốc ω.Pdk = Chiều của Pdk ngược với Pk Đối trọng mrx thường đặt ở một bán kính rx < R thoả mãn điều kiện cân băng sau đây : Pdk λ = Pk mrxrxDo đó : mrx=TC 1TC 2Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên9 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.2.3. Cân bằng mômen lực và mômen thanh truyền. Trong động cơ 1 xilanh, không cân bằng được mômen lật mà do bệ máy chịu đựng. Mômen lật này sẽ cân bằng với mômen do lực siết bulông bệ máy tạo ra. Mômen thanh truyền do trị số nhỏ mà lại khó cân bằng nên cũng bỏ qua không xét.TC 1TC 2Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên10 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.3. Cân bằng động cơ 2 xilanh.Hình 2.3. Sơ đồ trục khuỷu của động cơ 2 xilanh có Kết cấu của trục khuỷu của loại Động cơ 2 xilanh bố trí theo 2 kiểu sau đây:Hai khuỷu có góc công tác . Tâm của 2 chốt khuỷu cùng nằm trên 1 đường thẳng.Mômen quán tính do các lực quán tính sinh ra đều tự cân bằng.TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên11 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trongb. Hai khuỷu có góc lệch khuỷu =180º (hình 2.4)Hình 2.4. Sơ đồ trục khuỷu của động cơ 2 xilanh có Ở bất kì góc quay nào ta đều có: lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1 của 2 xilanh luôn ngược chiều nhau. Vì vậy: Do lực Pjt ở 2 xilanh ngược chiều nhau nên tạo ra mômen quán tính cấp 1.TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên12 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trongb. Hai khuỷu có góc lệch khuỷu =180º (hình 2.4)Hình 2.4. Sơ đồ trục khuỷu của động cơ 2 xilanh có Trong đó:a: Là khoảng cách của 2 đường tâm xilanh Chuyển động tịnh tiến Pj2 không được cân bằng. Hợp lực này tác dụng trong mặt phẳng chứa đường tâm xilanh và gây ra dao động trên phương thẳng đứng. Các lực Pj2 không gây ra mômen nên . Hợp lực của lực li tâm Pk=0 nên chúng sinh ra mômen:Mk= TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên13 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.4. Cân bằng động cơ 4 xilanh.Hình 2.5 Sơ đồ trục khuỷu của động cơ 4 kỳ 4 xilan, thứ tự làm việc 1-3-4-2 có góc công tác Từ sơ đồ lực quán tính đặt trên các đường tâm xilanh và tâm chốt khuỷu ta có: Hợp lực của lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2 theo phương trình:TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên14 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.4. Cân bằng động cơ 4 xilanh.Hình 2.5 Sơ đồ trục khuỷu của động cơ 4 kỳ 4 xilan, thứ tự làm việc 1-3-4-2 có góc công tác Tổng các mômen đều bằng O. Trong đó a, b, c là các khoảng cách Tính tổng mômen quán tính cấp 1 theo cách lấy mômen của từng thành phần lực quán tính đối với điểm A:TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên15 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.5. Cân bằng động cơ 6 xilanh. Ta có thể coi động cơ 6 xilanh là tập hợp của 2 động cơ 3 xilanh đặt đối xứng nhau qua trục AA’. Hình 2.6. Sơ đồ trục của động cơ 4 kỳ, 6 xilanh có thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4; góc công tác Biết rằng ở động cơ 3 xilanh đã có:Nên động cơ 6 xilanh đương nhiên sẽ có:TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên16 c©n b»ng ®éng c¬ ®èt trong2.5. Cân bằng động cơ 6 xilanh.Hình 2.6. Sơ đồ trục của động cơ 4 kỳ, 6 xilanh có thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4; góc công tác Động cơ 3 xilanh các mômen quán tính đều chưa được cân bằng: Nhưng trong động cơ 6 xilanh do các khuỷu bố trí đối xứng nên các mômen quán tính đều triệt tiêu lẫn nhau. Do đó ta thấy tính cân bằng của động cơ 6 xilanh rất tốt. TC 1Triệu Văn Tiên THPT Thảo Nguyên17