Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh nền kinh tế và kỹ thuật công nghiệp tại Việt Nam đang từng bước phát triển, ngành cơ khí động lực đóng vai trò nền tảng trong việc nâng cao năng lực tự chủ nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy móc trong nước. Để đáp ứng yêu cầu cấp thiết về đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật chất lượng cao, đồ án môn học "Thiết kế Động cơ đốt trong" được giao cho sinh viên nhằm tổng hợp và vận dụng toàn diện hệ thống kiến thức từ các môn học cốt lõi như Nguyên lý động cơ đốt trong, Kết cấu động cơ đốt trong, Sức bền vật liệu và Cơ học lý thuyết để giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh trên một đối tượng động cơ cụ thể.

Mục tiêu tổng quát của đồ án là thực hiện tính toán nhiệt động, khảo sát động học - động lực học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền và thiết kế kiểm nghiệm hệ thống phụ trợ cho động cơ xăng X5V6-0516, kết hợp phân tích tham khảo từ mẫu động cơ thực tế Toyota 5VZ-FE.

Các nhiệm vụ nghiên cứu và tính toán cụ thể được xác lập gồm:

  1. Xác định các thông số nhiệt động cơ bản và xây dựng đồ thị công lý thuyết kèm hiệu chỉnh thực tế cho chu trình công tác của động cơ X5V6-0516.
  2. Ứng dụng phương pháp đồ thị để khảo sát quy luật động học của piston (chuyển vị, vận tốc, gia tốc).
  3. Tính toán và xây dựng các đồ thị động lực học gồm lực quán tính, lực khí thể, lực tổng tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền (lực tiếp tuyến $T$, lực pháp tuyến $Z$, lực ngang $N$), mô men tổng $\Sigma T$ của 6 xilanh, đồ thị phụ tải chốt khuỷu, phụ tải đầu to thanh truyền và biểu đồ mài mòn lý thuyết chốt khuỷu.
  4. Khảo sát, phân tích chi tiết đặc điểm kết cấu của động cơ tham khảo Toyota 5VZ-FE lắp trên xe du lịch.
  5. Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm nhiệt động hệ thống làm mát bằng chất lỏng cho động cơ X5V6-0516.

Đối tượng nghiên cứu trọng tâm là động cơ đốt trong ký hiệu X5V6-0516 (động cơ xăng 4 kỳ, 6 xilanh xếp hình chữ V, nạp khí tự nhiên) cùng mẫu đối chứng Toyota 5VZ-FE. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở các chế độ làm việc định mức theo công suất danh định $142\text{ kW}$ tại số vòng quay $4950\text{ vòng/phút}$, không mở rộng sang các điều kiện vận hành chuyển tiếp hoặc thử nghiệm thực nghiệm trên băng thử.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình tính toán

Nghiên cứu ứng dụng các định luật nhiệt động lực học và nguyên lý động cơ đốt trong cho chu trình công tác đa biến của động cơ xăng 4 kỳ không tăng áp. Quá trình nén và giãn nở được mô hình hóa thông qua phương trình đa biến với các chỉ số nén đa biến trung bình $n_1$ và chỉ số giãn nở đa biến trung bình $n_2$.

Cơ sở động lực học dựa trên lý thuyết cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền giao tâm, xem xét chuyển động tịnh tiến của nhóm piston, chuyển động quay của trục khuỷu và chuyển động song phẳng của thanh truyền. Cơ sở truyền nhiệt áp dụng mô hình truyền nhiệt phức hợp qua vách kim loại có cánh tản nhiệt để tính toán bộ trao đổi nhiệt (két nước).

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án sử dụng kết hợp các phương pháp giải tích kỹ thuật và phương pháp đồ thị cơ học truyền thống:

  • Phương pháp đồ thị Brick (Brich): Ứng dụng vòng tròn Brick để xác định quan hệ hình học giữa góc quay trục khuỷu $\alpha$ và vị trí piston, xác định các điểm đặc biệt trên đồ thị công ($a, c', c'', z', z'', b', b'', r, r'$), hiệu chỉnh ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm $\theta_s$, góc mở sớm/đóng muộn của xupap nạp và thải.
  • Phương pháp giải tích động lực học kết hợp đồ thị Tô-lê (Tolle): Sử dụng đồ thị Tô-lê để xác định quy luật gia tốc của piston $j = f(S)$ thông qua việc dựng các đoạn thẳng giới hạn $J_{max} = R\omega^2(1+\lambda)$ và $J_{min} = -R\omega^2(1-\lambda)$.
  • Phương pháp véc-tơ phụ tải và quét tia mài mòn: Xây dựng véc-tơ phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu trong hệ tọa độ $T-Z$, dịch chuyển gốc tọa độ do ảnh hưởng của lực quán tính ly tâm $P_{ro}$. Khảo sát mài mòn lý thuyết bằng phương pháp chia chốt khuỷu thành 24 phần tương ứng các cung $15^\circ$, giả thiết lực tác dụng phân bố đều trong miền ảnh hưởng $120^\circ$ và độ mòn tỷ lệ thuận với phụ tải.
  • Phương pháp phân tích kết cấu đối chiếu: Phân tích cấu tạo các cụm chi tiết cơ bản của mẫu động cơ tham khảo Toyota 5VZ-FE.

Nguồn dữ liệu

Số liệu đầu vào phục vụ tính toán được trích xuất từ bảng thông số kỹ thuật cho trước của động cơ X5V6-0516 và tài liệu kỹ thuật của động cơ Toyota 5VZ-FE.

Thông số kỹ thuật Ký hiệu Giá trị thiết kế Đơn vị
Loại nhiên liệu - Gasoline (Xăng) -
Số xilanh / Số kỳ / Cách bố trí $i / \tau / \text{Kiểu}$ 6 / 4 / Chữ V ($V\text{-type}$) -
Thứ tự làm việc của các xilanh - 1-5-2-4-6-3 -
Tỷ số nén $\varepsilon$ 9.1 -
Đường kính xilanh $D$ 91.5 mm
Bán kính quay trục khuỷu $R$ 42.25 mm
Công suất cực đại / Số vòng quay $N_e / n$ 142 / 4950 kW / vg/ph
Tham số kết cấu $\lambda = R/L$ 0.24 -
Áp suất cực đại tính toán $p_z$ 4.2 $\text{MN/m}^2$
Khối lượng nhóm piston $m_{pt}$ 0.9 kg
Khối lượng nhóm thanh truyền $m_{tt}$ 1.2 kg
Khối lượng quy dẫn đầu nhỏ thanh truyền $m_1$ 0.6 kg
Khối lượng chuyển động tịnh tiến $m'$ 1.5 kg
Góc đánh lửa sớm $\theta_s$ 10 độ
Góc mở sớm xupap nạp $\alpha_1$ 4 độ
Góc đóng muộn xupap nạp $\alpha_2$ 42 độ
Góc mở sớm xupap thải $\alpha_3$ 46 độ
Góc đóng muộn xupap thải $\alpha_4$ 4 độ
Chỉ số nén đa biến trung bình $n_1$ 1.32 -
Chỉ số giãn nở đa biến trung bình $n_2$ 1.26 -
Áp suất cuối quá trình nạp $p_a$ 0.085 $\text{MN/m}^2$
Áp suất khí sót $p_r$ 0.07 (chọn tính toán 0.10712) $\text{MN/m}^2$
Hệ số hiệu đính đồ thị công $\phi_{\text{đ}}$ 0.97 -
Hiệu suất cơ giới $\eta_m$ 0.70 -

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Xây dựng đồ thị công, động học và động lực học động cơ X5V6-0516

Chương này chiếm khối lượng tính toán lớn nhất, tuần tự giải quyết các bài toán cơ học và nhiệt động lực học của động cơ:

  1. Xác định thông số nhiệt động và đồ thị công $P-V$:

    • Xác định thể tích công tác $V_h$, thể tích buồng cháy $V_c$ (tương ứng với chiều dài biểu diễn $V_{cbd} = 15\text{ mm}$), thể tích toàn phần $V_a = V_c + V_h = 0.624231\text{ dm}^3$.
    • Thiết lập phương trình đường nén đa biến $p_{nx} V_{nx}^{n_1} = \text{const}$ với $n_1 = 1.32$ và đường giãn nở đa biến $p_{gnx} V_{gnx}^{n_2} = \text{const}$ với $n_2 = 1.26$.
    • Ứng dụng đồ thị Brick phía trên đồ thị công với độ lệch tâm $OO' = R\lambda/2$ để hiệu chỉnh áp suất cực đại thực tế $p_{z'} = 0.85 p_z = 3.57\text{ MN/m}^2$, xác định các điểm chuyển tiếp do đánh lửa sớm $\theta_s = 10^\circ$ ($c'$), điểm mở sớm xupap thải ($b'$), đóng muộn xupap thải ($r''$), mở sớm xupap nạp ($r'$) và đóng muộn xupap nạp ($a'$).

  2. Khảo sát động học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền:

    • Chuyển vị piston $x = f(\alpha)$: Xây dựng đường cong dịch chuyển theo công thức $x = R[(1 - \cos\alpha) + \frac{\lambda}{4}(1 - \cos 2\alpha)]$, lấy các giá trị từ góc $\alpha = 0^\circ$ (điểm chết trên) đến $\alpha = 180^\circ$ (điểm chết dưới).
    • Vận tốc piston $v = f(S)$: Sử dụng phương pháp vẽ hai nửa vòng tròn đồng tâm bán kính $R_1 = R \cdot \mu_S$ và $R_2 = R \cdot \lambda/2 \cdot \mu_S$, chia đều thành 18 phần tương ứng các góc $10^\circ$ và $20^\circ$ để tìm hàm giới hạn vận tốc.
    • Gia tốc piston $j = f(S)$: Dựng đồ thị gia tốc theo phương pháp Tô-lê với giá trị cực đại $J_{max}$ tại ĐCT và cực tiểu $J_{min}$ tại ĐCD, tạo đường bao tiếp tuyến xác định quan hệ gia tốc trên toàn hành trình $S = 2R = 84.5\text{ mm}$.

  3. Tính toán động lực học và các lực tác dụng:

    • Lực quán tính chuyển động tịnh tiến $P_j$: Tính toán theo khối lượng quy dẫn $m' = m_{pt} + m_1 = 0.9 + 0.6 = 1.5\text{ kg}$, quy đổi về một đơn vị diện tích đỉnh piston $F_p$ với giá trị $P_j = -m' j / F_p$, kết hợp với áp suất khí thể $P_{kt}$ để xác định hợp lực $P_1 = P_{kt} + P_j$.
    • Khai triển các lực $T, Z, N$ theo góc quay $\alpha$:
      • Lực tiếp tuyến tác dụng lên chốt khuỷu: $T = P_1 \frac{\sin(\alpha+\beta)}{\cos\beta}$
      • Lực ngang ép piston vào thành xilanh: $N = P_1 \tan\beta$
      • Lực pháp tuyến dọc theo má khuỷu: $Z = P_1 \frac{\cos(\alpha+\beta)}{\cos\beta}$
    • Xây dựng đồ thị mô men tổng $\Sigma T - \alpha$: Động cơ 6 xilanh chữ V có góc lệch công tác giữa các xilanh là $\delta = 720^\circ / 6 = 120^\circ$. Đồ thị tổng hợp mô men tiếp tuyến $\Sigma T = \sum_{i=1}^6 T_i$ được tính bằng cách tịnh tiến đồ thị $T$ của xilanh 1 theo thứ tự làm việc 1-5-2-4-6-3 các góc tương ứng ($0^\circ, 120^\circ, 240^\circ, 360^\circ, 480^\circ, 600^\circ$), từ đó xác định giá trị tiếp tuyến trung bình $T_{tb}$ liên hệ với công suất $N_e = 142\text{ kW}$.

  4. Phụ tải và quy luật mài mòn chi tiết:

    • Đồ thị phụ tải chốt khuỷu: Dựng tập hợp véc-tơ $(T, Z)$ trên hệ trục tọa độ vuông góc $T-Z$. Dời gốc tọa độ từ $O'$ sang $O$ một đoạn $O'O = P_{ro}/\mu_Z$ theo phương $Z$ để tính đến lực quán tính ly tâm của thanh truyền $P_{ro} = -m_2 R \omega^2 / F_p$.
    • Đồ thị phụ tải đầu to thanh truyền: Đặt giấy bóng mờ lên đồ thị phụ tải chốt khuỷu và xoay ngược một góc $(\alpha + \beta)$ để xác định phản lực tác dụng lên bạc lót đầu to thanh truyền.
    • Đồ thị mài mòn lý thuyết chốt khuỷu: Chia vòng tròn chốt khuỷu làm 24 phần ($15^\circ/\text{phần}$), kẻ các tia quét qua tâm để xác định tổng lực tác dụng $\Sigma Q_i$ trong cung ảnh hưởng $120^\circ$. Kết quả từ bảng giá trị mài mòn cho thấy vùng có phụ tải nhỏ nhất nằm ở các điểm chia tương ứng, làm căn cứ chính xác để xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn.

Phần II: Phân tích đặc điểm kết cấu của động cơ chọn tham khảo – Toyota 5VZ-FE

Phần này trình bày cấu tạo tổng thể và phân tích kỹ thuật các cụm chi tiết chính trên động cơ Toyota 5VZ-FE (dung tích $3.4\text{L}$ V6) lắp trên ô tô:

  • Nhóm piston - trục khuỷu - thanh truyền: Đánh giá vật liệu hợp kim nhôm của piston, rãnh xéc-măng, kết cấu thanh truyền tiết diện chữ I và trục khuỷu thép đúc có các đối trọng cân bằng bố trí tối ưu cho động cơ 6 xilanh chữ V.
  • Cơ cấu phân phối khí: Động cơ sử dụng cơ cấu 24 van (4 van trên mỗi xilanh: 2 nạp, 2 thải), dẫn động bằng 2 trục cam trên nắp máy (DOHC), tối ưu hóa quá trình nạp đầy và thải sạch khí cháy ở dải vòng quay cao.
  • Hệ thống bôi trơn và làm mát: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức kết hợp vung té với cácte ướt; hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín sử dụng môi chất lỏng kết hợp van hằng nhiệt và két tản nhiệt.
  • Hệ thống nhiên liệu và đánh lửa: Trang bị hệ thống phun xăng điện tử đa điểm EFI điều khiển tự động tỷ lệ hòa khí và hệ thống đánh lửa điện tử trực tiếp, đảm bảo góc đánh lửa sớm $\theta_s = 10^\circ$ chính xác theo chế độ tải.

Phần III: Thiết kế hệ thống làm mát động cơ

Chương III tập trung vào tính toán nhiệt và kiểm nghiệm các cụm chi tiết của hệ thống làm mát bằng chất lỏng:

  • Mục đích và yêu cầu: Duy trì nhiệt độ thành xilanh và nắp máy ở mức tối ưu ($80 - 95^\circ\text{C}$), đảm bảo độ nhớt của dầu bôi trơn, ngăn ngừa hiện tượng kích nổ và quá nhiệt gây bó kẹt chi tiết.
  • Xác định cân bằng nhiệt: Tính toán lượng nhiệt truyền từ khí cháy cho nước làm mát $Q_{lm}$ dựa trên tỷ lệ nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu tương ứng công suất $142\text{ kW}$.
  • Tính toán kiểm nghiệm két giải nhiệt: Xác định diện tích trao đổi nhiệt của két nước dựa trên lý thuyết truyền nhiệt qua vách kim loại có cánh tản nhiệt ra không khí.
  • Kiểm nghiệm bơm nước và quạt gió: Xác định lưu lượng nước tuần hoàn qua bơm, cột áp yêu cầu, kiểm tra công suất tiêu hao dẫn động bơm nước và lưu lượng gió cần thiết qua két tản nhiệt do quạt gió cưỡng bức cung cấp.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

Quy trình tính toán thiết kế động cơ X5V6-0516 được triển khai theo các bước kỹ thuật tuần tự và logic:

[Thông số đầu vào] 
[Tính toán chu trình nhiệt động & Hiệu chỉnh đồ thị công P-V (Brick)]
[Khảo sát động học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền]
[Xác định động lực học & Hợp lực P1]
[Tổng hợp mô men quay ΣT (6 xilanh, lệch pha 120°)]
[Xây dựng đồ thị phụ tải chốt khuỷu & Bạc đầu to thanh truyền]
[Xây dựng đồ thị mài mòn 24 tia (15°/tia, miền 120°)]
[Xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn & Kiểm nghiệm hệ thống làm mát]

Phương pháp xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn trên chốt khuỷu được triển khai qua bảng tổng hợp mài mòn lý thuyết:

Điểm chia chốt khuỷu (Góc lệch $15^\circ$/điểm) Tổng hợp lực $\Sigma Q_i$ ($\text{mm}$) Trị số quy đổi áp lực $\Sigma \mu_T / \mu_M$ Mức độ chịu tải và mài mòn Đánh giá vị trí công nghệ
Điểm $0 - 3$ ($0^\circ - 45^\circ$) 2737 22.81 Rất cao (chịu lực cực đại) Không khoan lỗ dầu
Điểm $4$ ($60^\circ$) 2016 16.80 Trung bình - cao Không phù hợp
Điểm $5$ ($75^\circ$) 905 7.54 Trung bình Tránh khoan
Điểm $6$ ($90^\circ$) 721 6.01 Thấp Vùng an toàn phụ
Điểm $7$ ($105^\circ$) 1832 15.27 Trung bình - cao Không phù hợp
Điểm $8 - 10$ ($120^\circ - 150^\circ$) 2737 22.81 Cực đại Không khoan lỗ dầu
Điểm $11 - 22$ ($165^\circ - 330^\circ$) $0 - 905$ $0.00 - 7.54$ Rất thấp đến không tải Vùng tối ưu để khoan lỗ dầu bôi trơn
Điểm $23$ ($345^\circ$) 721 6.01 Thấp Vùng chuyển tiếp

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán chính

Đồ án đã hoàn thành trọn vẹn tập hợp các bảng tính và hệ thống đường cong đồ thị cơ học cho động cơ X5V6-0516 với các số liệu cụ thể:

  • Thể tích toàn phần xilanh đạt $V_a = 0.624231\text{ dm}^3$, thể tích buồng cháy $V_c = 0.068597\text{ dm}^3$.
  • Áp suất cực đại của chu trình sau hiệu chỉnh đánh lửa sớm đạt $p_{z'} = 3.57\text{ MN/m}^2$ (bằng $0.85 p_z$).
  • Khối lượng tịnh tiến quy dẫn chính xác $m' = 1.5\text{ kg}$, tạo cơ sở tính toán lực quán tính $P_j$ chuẩn xác trong toàn bộ chu trình $720^\circ$ trục khuỷu.
  • Tổng hợp thành công mô men tiếp tuyến $\Sigma T$ của 6 xilanh lệch nhau góc công tác $\delta = 120^\circ$, đảm bảo đường cong mô men đều đặn và xác định chính xác mô men tiếp tuyến trung bình $T_{tb}$ phù hợp với công suất phát $142\text{ kW}$.
  • Xây dựng thành công biểu đồ mài mòn chốt khuỷu trên 24 điểm chia, định lượng chính xác các vùng chịu tải cực đại ($\Sigma Q = 2737\text{ mm}$) và vùng tải trọng triệt tiêu ($\Sigma Q = 0$).

Đóng góp kỹ thuật của tác giả

  • Chuẩn hóa quy trình ứng dụng các phương pháp đồ thị truyền thống (Brick, Tô-lê, véc-tơ phụ tải) vào bài toán thiết kế động cơ chữ V 6 xilanh nhiều xupap (DOHC 24 van).
  • Đưa ra giải pháp xác định vị trí khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn trên chốt khuỷu dựa trên cơ sở khoa học về vùng mài mòn lý thuyết nhỏ nhất, đảm bảo dầu nhờn được cấp vào khe hở bạc lót ở áp suất cản thấp nhất, giảm mài mòn và tăng tuổi thọ ổ trục.
  • Tính toán đồng bộ giữa hệ thống cơ cấu phát lực và hệ thống phụ trợ (làm mát bằng chất lỏng), đảm bảo động cơ hoạt động an toàn ở chế độ công suất thiết kế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Biểu đồ mài mòn chốt khuỷu được xây dựng dựa trên các giả thuyết mài mòn lý thuyết (phụ tải ổn định ở công suất định mức, góc ảnh hưởng cố định $120^\circ$, bỏ qua điều kiện bôi trơn thủy động học thực tế, dung sai lắp ghép và công nghệ gia công bề mặt).
  • Toàn bộ quá trình tính toán nhiệt động và động lực học được thực hiện ở chế độ toàn tải danh định cố định ($142\text{ kW}$ tại $4950\text{ vòng/phút}$), chưa khảo sát các chế độ tải từng phần hoặc quá trình quá độ.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng tính toán kiểm nghiệm sức bền chi tiết (bền mỏi trục khuỷu, uốn xoắn thanh truyền, ứng suất nhiệt piston) dựa trên các giá trị lực $T, Z, N, P_1$ đã xác định.
  • Ứng dụng các phần mềm mô phỏng động lực học và nhiệt động chuyên dụng để kiểm chứng độ chính xác của các đồ thị vẽ tay truyền thống.

Giá trị tham khảo

Bản thuyết minh đồ án là tài liệu tham khảo trực tiếp và hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí Động lực, Kỹ thuật Ô tô, Động cơ đốt trong: Cung cấp tài liệu mẫu hoàn chỉnh về các bước lập bảng tính, tra cứu thông số và vẽ các dạng đồ thị công, đồ thị Brick, đồ thị Tô-lê, đồ thị phụ tải $T-Z$ và đồ thị mài mòn chốt khuỷu cho động cơ nhiều xilanh chữ V.
  • Kỹ sư thiết kế động cơ đốt trong: Tham khảo phương pháp phân tích lực phân bố trên cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền và thuật toán xác định vị trí khoan lỗ dầu bôi trơn tối ưu cho các dòng động cơ V6.

Câu hỏi thường gặp

1. Góc lệch công tác giữa các xilanh của động cơ X5V6-0516 được xác định bằng bao nhiêu và thứ tự nổ là gì?

Động cơ X5V6-0516 là loại động cơ 4 kỳ, 6 xilanh bố trí chữ V nên góc lệch công tác giữa các xilanh được tính theo công thức $\delta = \frac{720^\circ}{i} = \frac{720^\circ}{6} = 120^\circ$. Thứ tự làm việc giữa các xilanh là 1-5-2-4-6-3.

2. Tổng khối lượng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến ($m'$) được tính toán như thế nào?

Tổng khối lượng chuyển động tịnh tiến được xác định bằng tổng khối lượng nhóm piston ($m_{pt} = 0.9\text{ kg}$) và phần khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu nhỏ ($m_1 = 0.6\text{ kg}$, lấy từ $m_{tt} = 1.2\text{ kg}$ với hệ số quy dẫn 0.5), cho kết quả $m' = 0.9 + 0.6 = 1.5\text{ kg}$.

3. Phương pháp nào được sử dụng để xác định quy luật gia tốc piston trong đồ án?

Đồ án sử dụng phương pháp đồ thị Tô-lê (Tolle) bằng cách dựng các đoạn thẳng vuông góc tại ĐCT ($J_{max} = R\omega^2(1+\lambda)$) và tại ĐCD ($J_{min} = -R\omega^2(1-\lambda)$), nối các điểm chia tỷ lệ để tạo đường bao tiếp tuyến biểu diễn hàm gia tốc $j = f(S)$.

4. Tại sao cần phải dịch chuyển gốc tọa độ trên đồ thị phụ tải chốt khuỷu?

Cần dời gốc tọa độ từ $O'$ xuống $O$ một đoạn $O'O = P_{ro}/\mu_Z$ theo phương trục $Z$ nhằm đưa lực quán tính ly tâm của thanh truyền ($P_{ro} = -m_2 R \omega^2 / F_p$) vào hệ lực tác dụng, từ đó phản ánh đúng thực tế véc-tơ tổng lực tác dụng lên tâm chốt khuỷu.

5. Vị trí khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn trên chốt khuỷu được xác định dựa trên nguyên tắc nào?

Vị trí khoan lỗ dầu được chọn tại khu vực có độ mài mòn và phụ tải tác dụng bé nhất trên đồ thị mài mòn lý thuyết (khu vực các điểm từ 11 đến 22). Điều này đảm bảo dầu bôi trơn đi vào vị trí có khe hở bạc lót lớn nhất và áp suất cản nhỏ nhất, giúp dầu lưu thông thuận lợi.

Kết luận

Đồ án môn học "Tính toán thiết kế động cơ đốt trong (X5V6-0516)" của sinh viên Võ Văn Danh, dưới sự hướng dẫn của thầy Dương Việt Dũng, đã hoàn thành toàn diện việc tính toán nhiệt động học, khảo sát động học và động lực học cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền cho động cơ xăng V6 công suất $142\text{ kW}$. Công trình đã vận dụng chính xác các phương pháp đồ thị kinh điển kết hợp giải tích để xác định phân bố phụ tải và quy luật mài mòn chốt khuỷu, làm tiền đề khoa học cho việc định vị lỗ dầu bôi trơn và thiết kế hệ thống làm mát. Bản thuyết minh là tài liệu học thuật có cấu trúc mẫu mực, đáp ứng đầy đủ yêu cầu chuyên môn của ngành Kỹ thuật Cơ khí Động lực.