Bài giảng Thiết kế - tính toán ô tô - Chương 2: Tính toán động cơ

Trong lĩnh vực kỹ thuật ô tô, việc phân tích và thiết kế động cơ là một công đoạn then chốt nhằm đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy. Nghiên cứu sâu về các thành phần cốt lõi như cơ cấu trục khuỷu thanh truyền đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa vận hành và kéo dài tuổi thọ của động cơ. Tài liệu này tập trung vào việc trình bày các nguyên lý động lực học và phương pháp tính toán sức bền cho các chi tiết chính của động cơ ô tô. Mục tiêu là cung cấp một nền tảng vững chắc về tính toán động lực học, phân tích lực tác dụng, và các vấn đề liên quan đến độ bền của trục khuỷu, thanh truyền, từ đó hỗ trợ kỹ sư và sinh viên trong quá trình thiết kế và đánh giá động cơ.

Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Kỹ thuật Ô tô, Kỹ sư thiết kế động cơ và các nhà nghiên cứu quan tâm đến động lực học và sức bền vật liệu động cơ.

Tài liệu này đi sâu vào các khía cạnh của "tính toán động cơ ô tô", bắt đầu với việc phân tích chi tiết "động lực học cơ cấu trục khuỷu thanh truyền". Phần này trình bày các quy luật chuyển vị, vận tốc, gia tốc của piston cũng như các lực và mô men tác dụng trong cả cơ cấu giao tâm và lệch tâm, với các công thức toán học minh họa cụ thể. Điều này cung cấp nền tảng để hiểu rõ hành vi động học của các bộ phận chính của động cơ. Tiếp theo, tài liệu làm rõ "các vấn đề tính bền trong động cơ ô tô". Nó thảo luận về sự phức tạp của việc tính toán sức bền do sự biến thiên của lực khí thể, lực quán tính, mô men và ứng suất nhiệt. Các phương pháp đơn giản hóa tính toán, như giả thiết về hình dạng kết cấu và phân bố lực, được giới thiệu để giải quyết các bài toán tĩnh định. Ba trạng thái tải trọng chính (mô men xoắn lớn nhất, tốc độ lớn nhất, công suất lớn nhất) và các yếu tố như hệ số an toàn, lý thuyết ứng suất giới hạn mỏi cũng được xem xét. Đặc biệt, tài liệu tập trung vào "tính nhóm thanh truyền", bao gồm bản vẽ kết cấu và các phương pháp "tính sức bền" cụ thể cho từng chi tiết như đầu nhỏ, thân, đầu to và bu lông thanh truyền. Các công thức chi tiết được cung cấp để tính toán "ứng suất" kéo trên đầu nhỏ thanh truyền, phân biệt giữa trường hợp thành dày và thành mỏng, cũng như khi có hoặc không có bạc lót. Cuối cùng, phần "tính toán trục khuỷu" được đề cập như một thành phần quan trọng khác, mặc dù nội dung chi tiết chưa được cung cấp đầy đủ trong trích đoạn này. Tài liệu này có giá trị ứng dụng cao, giúp kỹ sư và nhà nghiên cứu có thể áp dụng trực tiếp các phương pháp và công thức để đánh giá, tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo độ bền cho các thành phần quan trọng của động cơ đốt trong.