BÀI TẬP LỚN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG D1146 NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo viên hướng dẫn : PHẠM MINH HIẾU Họ tên sinh viên : TRIỆU MINH VŨ Lớp: ĐH Ô TÔ 2 K14 Thời gian thực hiện : từ………………….đến……………….. Dự kiến bảo vệ : ……………………. I. NỘI DUNG Thực hiện trên Động cơ diesel D1146 các nội dung sau: A.Phần thuyết minh 1. Tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong. 2. Tính toán động học và động lực học có kèm sơ đồ. B. Phần bản vẽ 1. Bản vẽ động học va động lực học trên giấy kẻ ly kito 2. Bản vẽ chi tiết trên khổ giấy kito II. QUY ĐỊNH THỰC HIỆN Sinh viên phải tham gia đầy đủ các buổi hướng dẫn hang tuần của Giáo viên hướng dẫn để đảm bảo tiến độ thực hiện như sau : TT Nội dung Thời lượng 1 Tính toán chu trình công tác của Động cơ đốt trong. 2 tuần 2 Tính toán động học và động lực học có kèm sơ đồ. 4 tuần 3 Vẽ bản vẽ chi tiết. 1 tuần 4 Hoàn thành thuyết minh, bản vẽ và chuẩn bị cho bảo vệ. 1 tuần TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NGUYỄN ANH NGỌC PHẠM MINH HIẾU NHẬN XÉT,ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN Giáo viên hướng dẫn: Kết quả đánh giá: Giáo viên chấm: Chương I TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1. Trình tự tính toán : 1.1 Số liệu ban đầu: 1 Công suất của động cơ Ne = 163 (mã lực) 2 Số vòng quay của trục khuỷu n = 2300 (vòngphút) 3 Đường kính xilanh D = 111 (mm) 4 Hành trình của pittong S = 139 (mm) 5 Số xilanh i = 6 6 Tỷ số nén = 17,5 7 Thứ tự làm việc cuả xilanh 1 3 – 4 2 8 Suất tiêu hao nhiên liệu ge =172,5 (gml.h) 9 Góc mở sớm và đống muộn của supap nạp 1 = 160 ; 2 = 360 10 Góc mở sớm và đóng muộn của supap thải 1 = 460 ; 2 = 110 11 Góc phun sớm φi = 22º 12 Chiều dài thanh truyền ltt = 232 (mm) 13 Khối lượng nhóm pittong m¬¬¬pt = 1.58 (kg) 14 Khối lượng nhóm thanh truyền mtt = 2,9 (kg) 1.2 Các thông số cần chọn 1. Áp suất môi trường : pk Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ .Với động cơ không tăng áp thì áp suất khí quyển bằng áp suất trước supap nạp nên ta chọn pk = p0 Ở nước ta chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) ¬ 2. Nhiệt độ môi trường : Tk
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ Độc lập –Tự Do –Hạnh Phúc MÔN : ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : Lớp: Thời gian thực : Dự kiến bảo vệ : PHẠM MINH HIẾU TRIỆU MINH VŨ ĐH Ô TÔ - K14 từ………………….đến……………… …………………… I NỘI DUNG Thực Động diesel D1146 nội dung sau: A.Phần thuyết minh Tính tốn chu trình cơng tác động đốt Tính tốn động học động lực học có kèm sơ đồ B Phần vẽ Bản vẽ động học va động lực học giấy kẻ ly kito Bản vẽ chi tiết khổ giấy kito II QUY ĐỊNH THỰC HIỆN Sinh viên phải tham gia đầy đủ buổi hướng dẫn hang tuần Giáo viên hướng dẫn để đảm bảo tiến độ thực sau : TT Nội dung Thời lượng Tính tốn chu trình công tác Động đốt tuần Tính tốn động học động lực học có kèm sơ đồ tuần Vẽ vẽ chi tiết tuần Hoàn thành thuyết minh, vẽ chuẩn bị cho bảo vệ tuần TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NGUYỄN ANH NGỌC PHẠM MINH HIẾU NHẬN XÉT,ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN Giáo viên hướng dẫn: Kết đánh giá: Giáo viên chấm: Chương I TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trình tự tính tốn : 1.1 Số liệu ban đầu: - Công suất động Ne = 163 (mã lực) - Số vòng quay trục khuỷu n = 2300 (vịng/phút) - Đường kính xilanh D = 111 (mm) - Hành trình pittong S = 139 (mm) - Số xilanh i = 6 - Tỷ số nén = 17,5 - Thứ tự làm việc cuả xilanh 1- – - - Suất tiêu hao nhiên liệu ge =172,5 (g/ml.h) - Góc mở sớm đống muộn supap nạp = 160 ;2 = 360 10 - Góc mở sớm đóng muộn supap thải = 460 ;2 = 110 11- Góc phun sớm φi = 22º 12 - Chiều dài truyền ltt = 232 (mm) 13 - Khối lượng nhóm pittong mpt = 1.58 (kg) 14 - Khối lượng nhóm truyền mtt = 2,9 (kg) 1.2 Các thông số cần chọn Áp suất môi trường : pk Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp vào động Với động khơng tăng áp áp suất khí áp suất trước supap nạp nên ta chọn pk = p0 Ở nước ta chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) Nhiệt độ môi trường : Tk Nhiệt độ môi trường lựa chọn theo nhiệt độ bình qn năm với động khơng tăng áp ta có nhiệt độ mơi trưịng nhiệt độ trước supap nạp nên : Tk = T0 = 240C = 2970K Áp suất cuối trình nạp : pa Áp suất cuối q trình nạp pa chọn phạm vi : Pa = (0,8 ÷ 0,9).pk chọn pa = 0,9.pk = 0,9.0,1 = 0,09 (Mpa) Áp suất khí thải: pr Áp suất khí thải phụ thuộc vào thông số pa Pr =(1,05 ÷ 1,15).pk chọn pr =1,11.pk = 1,11.0,1 = 0,11 ( Mpa) Mức độ sấy nóng mơi chất : Mức độ sấy nóng mơi chất chủ yếu phụ thuộc vào q trình hình thành khí hỗn hợp bên ngồi hay bên xilanh chọn =21 0C Nhiệt độ khí sót (khí thải) : Tr Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Nếu trình giản nở triệt để nhiệt độ Tr thấp Tr =700 ÷ 1000 0K chọn Tr = 770 0K Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt chọn theo hệ số dư lượng khơng khí để hiệu đính Thơng thường chọn theo bảng sau: 0,8 1,13 Vì động diesel có > 1,4 1,0 1,17 Nên ta chọn ,1 Hệ số quét buồng cháy λ2 : 1,2 1,14 1,4 1,11 Động không tăng áp chọn λ2 =1 Hệ số nạp thêm λ1 : Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí thơng thường λ1 =1,02 ÷ 1,07 chọn λ1 =1,05 10 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z (z) : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ( z ) phụ thuộc vào chu trình cơng tác động cơ, thể lượng nhiệt phát cháy điểm z so với lượng nhiệt phát đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu Với động xăng chọn z =0,7÷0,85 Chọn z =0,75 11 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (b) : Với động xăng b =0,8÷0,9 chọn b =0,85 12 Hệ số hiệu đính đồ thị cơng d : Thể sai lệch tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác động so với chu trình cơng tác thực tế d =0,92÷0,97 chọn d =0,97 1.1 Tính tốn q trình cơng tác : 1.3 Tính tốn q trình nạp Hệ số khí sót γr : Hệ số khí sót γr tính theo công thức : γ r = γ r ==0,0301 Trong : m số giản nở đa biến trung bình khí sót m =1,45÷1,5 chọn m =1,46 Nhiệt độ cuối trình nạp Ta : Nhiêt độ cuối q trình nạp Ta tính theo công thức : Ta = 331,79 (0K) Hệ số nạp : Hệ số nạp xác định theo cơng thức : v Lượng khí nạp M1 : Lượng khí nạp M1 xác định theo cơng thức : M1 = (kmol/kg nhiên liệu) Trong : áp suất có ích trung bình xác định theo cơng thức (MPa) thể tích cơng tác động xác định theo công thức : (lít) = (lít) Nên: pe==0,77503 (Mpa) V ậy (kmol/kg nhiên liệu) Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0: Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 tính theo công thức: M0 = (kmol/kg nhiên liệu) Đối với nhiên liệu động xăng ta có : C=0.87;H=0,126 ;O=0,004 Mo= =0,4946 (kmol/kg nhiên liệu) Hệ số dư lượng khơng khí : Đối với động xăng cần phải xét đến nhiên liệu ,vì vậy: 1.4 Tính tốn q trình nén Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khơng khí : =19,806+0,00209.T Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cuả sản phẩm cháy : Khi hệ số dư lượng khơng khí >1 ,tính theo công thức sau: =(17,876+1,634/)+ (kJ/kmol độ) = (17,876+1,634/1,4138)+ =19,023+0,0028 (kJ/kmol độ) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp : Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp q trình nén tính theo công thức sau : = (kJ/kmol độ) = 19,08+ T (kJ/kmol độ) Chỉ số nén đa biến trung bình n1 : Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào nhiều thông số kết cấu thông số vận hành kích thước xilanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải trạng thái nhiệt độ động …Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật sau: Tất nhân tố làm cho môi chất nhiệt làm cho n tăng Chỉ số nén đa biến trung bình n1 xác định cách giải phương trình: Chú ý : thơng thường để xác định n ta phải chọn n1 khoảng 1,340 ÷ 1,390 Chọn n1=1,3815 Ta có : vế trái = 0,3815 sai số =0,00014 ( Thay vào biểu thức *) Ta phương trình bậc 2: (*) => Áp suất điểm Z( pz) : Ta có áp suất điểm Z( pz) xác định theo công thức : Pz = λ.Pc = 1,6.4,69 = 7,51 (MPa) Chọn λ hệ số tăng áp : Chú ý : λ=1,6 Hệ số tăng áp λ chọn sơ phần thơng số chọn ,sau tính tốn hệ số giản nở (ở trình giản nở) phải bảo đảm , λ chọn sơ khoảng 1,5÷2 1.6 Tính tốn q trình giản nở Hệ số giản nở sớm : =1,5343 Hệ số giản nở sau : Ta có hệ số giản nở sau xác định theo công thức : =17,5/1,5343=11,406 Chỉ số giản nở đa biến trung bình n2 : Ta có số giản nở đa biến trung bình n2 xác định từ phương trình cân sau : Trong : Tb : nhiệt trị điểm b xác định theo công thức : (0K) : Nhiệt trị tính tốn Đối với động diesel : = 42500 (kJ/kgnl) Bằng tính tốn phương pháp dị nghiệm, ta chọn n2 có giá trị n2=1,2440 Nhiệt độ cuối q trình giản nở Tb: Ta có cơng thức xác định nhiệt độ cuối q trình giản nở Tb: (0K) Tb= (0K) Áp suất cuối trình giản nở pb : Áp suất cuối trình giản nở pb xác định theo công thức : 10 Áp suất tổn thất giới pm : Áp suất tổn thất giới xác định theo nhiều công thức khác biểu diễn nhiều quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình động Ta có tốc độ trung bình động : = (m/s) Theo số thực nghiệm tính pm theo cơng thức sau : Động diesel có i= =4 nên : (Mpa) =0,09+0,0135.10,66= 0,237 (Mpa) Áp suất có ích trung bình pe : Ta có cơng thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế xác định theo công thức : (MPa) =0,9986.0,776= 0,7751 (MPa) Sau tính pe phải so sánh với trị số pe tính , có sai số phải tính lại Hiệu suất giới : Đối với động ngày chọn 0,75÷0,93 m= 0,776 Suất tiêu hao nhiên liệu ge : Ta có cơng thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính tốn : ge= gi/m=182,03/0,776=234,52 Hiệu suất có ích : Cơng suất có ích xác định theo cơng thức sau : Ƞe = Ƞi.Ƞm = 10 Kiểm nghiệm đường kính xilanh theo cơng thức: (mm) 12 Ta tích cơng tác tính tốn xác định theo cơng thức : Vh=1,3451( lit ) Ta có : Dkn=(mm) Sai số đường kính là: ∆D=|0,111-0,110998|=0,00244