Thiết kế hệ thống nạp thải

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 PHẦN 4 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NẠP, THẢI CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO VÀ THIẾT KẾT HỆ THỐNG NẠP THẢI 3 I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2AR FE 3 II TỔNG QUAN VỀ VỀ HỆ THỐNG NẠP THẢI CỦA ĐỘNG CƠ YÊU CẦU 3 1 Hệ thống nạp của động cơ 5 2 Hệ thống xả (thải) động cơ 6 III NGUYÊN LÍ VÀ CHI TIẾT HỆ THỐNG NẠP, THẢI 7 1 Chi tiết hệ thống nạp 7 1 1 Bộ lọc không khí 8 1 2 Cổ họng gió 8 1 3 Bộ góp nạp 12 1 4 Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của các cảm biến trên đường nạp 14.

MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Ơ tơ ngày sử dụng rộng rãi nước ta phương tiện lại cá nhân vận chuyển hành khách, hàng hoá phổ biến Sự gia tăng nhanh chóng số lượng tơ xã hội, đặc biệt loại ô tô đời kéo theo nhu cầu đào tạo lớn nguồn nhân lực phục vụ ngành công nghiệp ô tô lĩnh vực thiết kế Sau học xong giáo trình “ động đốt “ chúng em tổ môn giao nhiệm vụ làm đồ án môn học Vì bước đầu làm qn với cơng việc tính tốn, thiết kế tơ nên khơng tránh khỏi bỡ ngỡ vướng mắc trình làm đồ án Nhưng quan tâm, nhiệt tình, động viên, hướng dẫn Thầy DƯƠNG ĐÌNH NGHĨA với thầy cô giáo môn khoa nên chúng em cố gắng để hoàn thành đồ án thời gian giao Qua đồ án giúp sinh viên chúng em nắm lực tác dụng, công suất động cơ… điều kiện đảm bảo bền vài nhóm chi tiết… tơ, máy kéo Vì thiết thực sinh viên ngành công nghệ kĩ thuật ô tô Tuy nhiên trình thực dù cố gắng nhiều khơng tránh khỏi thiếu sót Vì chúng em mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến thầy bạn để em hồn thiện đồ án tốt qua rút kinh nghiệm quý giá cho thân nhằm phục vụ tốt nhằm phục vụ tốt cho trình học tập làm việc sau Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2020 Sinh viên thực Võ Văn Thế PHẦN : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NẠP, THẢI CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO VÀ THIẾT KẾT HỆ THỐNG NẠP THẢI TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2AR-FE I - Động trang bị hệ thống ống nạp nhựa dùng để giảm trọng - lượng Động trang bị ống xả thép không gỉ dung để giảm trọng - lượng Động trang bị hệ thống ACIS ( hệ thống thay đổi chiều dài hiệu dụng đường ống nạp ACIS ) sử dụng để cải thiện hiệu suất động ACIS thực cách sử dụng vách ngăn để chia đường ống nạp thành giai đoạn, với cửa nạp van điều khiển khơng khí vách ngăn mở đóng để thay đổi chiều dài hiệu cửa nạp ống góp phù hợp với tốc độ động góc mở van tiết lưu Điều làm tăng sức mạnh đầu tất - phạm vi từ tốc độ thấp đến cao ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử-thông minh) sử dụng để cung - cấp khả kiểm soát bướm ga tuyệt vời Hệ thống điều khiển lật sử dụng để cải thiện hiệu suất động giảm lượng khí thải II TỔNG QUAN VỀ VỀ HỆ THỐNG NẠP THẢI CỦA ĐỘNG CƠ YÊU CẦU Hệ thống nạp thải có nhiệm vụ đưa hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu vào buồng cháy để thực trình cháy động cơ, đồng thời đưa sản phẩm cháy từ buồng cháy ngồi Hình 1-1 Sơ đồ hệ thống nạp - thải 1-Bộ lọc khơng khí; 2-Cảm biến lưu lượng khí nạp; 3- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 4- Mơ tơ bước; 5- Cảm biến vị trí bướm ga; 6-Bộ góp nạp;7- Cảm biến tiếng gõ; 8- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 9- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 10- Bộ giảm âm chính; 11- Bộ giảm âm phụ; 12- Bộ xúc tác ba chức năng; 19- Cảm biến oxy; 20- Cảm biến vị trí trục cam Nguyên lý: Khơng khí ngồi trời hút vào xylanh động qua lọc khơng khí hầu hết bụi bẩn giữ lại, sau qua cảm biến lưu lượng cảm biến nhiệt độ khí nạp, thơng tin nhiệt độ lưu lượng khí nạp truyền ECU động cơ, tiếp dịng khí đến cổ họng gió qua bướm ga đến góp nạp Khí nạp từ góp nạp phân phối đến xylanh động kỳ nạp Kết hợp thơng tin từ cảm biến vị trí bướm ga ECU điều khiển lượng phun nhiên liệu tối ưu Sau hịa khí đốt cháy, khí thải dẫn vào đường ống thải tới góp thải vào xúc tác ba chức khí thải độc hại khử thành chất vô hại theo ống dẫn khí thải qua giảm âm ngồi mơi trường Một phần khí thải trích dẫn quay trở lại đường nạp qua van hồi lưu khí thải, để làm lỗng hỗn hợp nhiên liệu - khơng khí nhằm hạn chế hình thành chất gây nhiễm q trình cháy Hệ thống nạp động Đông sử dụng phun xăng điện tử Khơng khí từ khí trời hút qua bầu lọc, tín hiệu lưu lượng nhiệt độ khí nạp truyền ECU thơng qua cảm biến MAF, từ ECU tính tốn định lượng phun cho phù hợp, sau dịng khí nạp tới cổ họng gió Hình 1-1 Sơ đồ nạp động phun xăng 1- Bộ lọc khơng khí; 2- Cảm biến khí nạp MAF; 3-Bướm ga; 4-Cổ họng gió; 5- Cảm biến bướm ga; 6- Đường ống nạp Hình 1-2 Sơ đồ cổ họng gió 1- Bướm ga; 2- Cổ họng gió; 3- Cảm biến vị trí bướm ga; 4- Motor điều khiển bướm ga; 5-Cảm biến vị trí bàn đạp ga Hệ thống xả (thải) động Đường ống thải động có nhiệm vụ đưa khí cháy từ buồn cháy ngồi mơi trường qua tạo điều kiện cho việc nạp đầy mơi chất vào xylanh động Bên cạnh đường ống thải động phải đảm bảo khí ngồi mơi trường gây nhiễm mơi trường Hình 2-1 Sơ đồ đường thải động xăng 1-Đường ống thải; 2- Cảm biến oxy chính; 3-Bộ xúc tác chức 4-Cảm biến oxy phụ; 5-Bộ giảm âm III Hệ thống trang bị lọc khí thải thành phần ( TWC ) cảm biến oxy NGUYÊN LÍ VÀ CHI TIẾT HỆ THỐNG NẠP, THẢI Hệ thống nạp thải có nhiệm vụ đưa hỗn hợp khơng khí- nhiên liệu vào buồng cháy để thực trình cháy động cơ, đồng thời đưa sản phẩm cháy từ buồng cháy ngồi Hệ thống nạp thải phải đảm bảo cung cấp đủ lượng hỗn hợp có thành phần hồ khí thích hợp với chế độ hoạt động động cơ, thải sản phẩm cháy ngồi q trình thải, cho hiệu suất động lớn giảm ô nhiễm môi trường, giảm tiếng ồn Chi tiết hệ thống nạp Đường ống nạp gồm cụm chi tiết sau : Bộ lọc khơng khí, cổ họng gió, góp 1.1 nạp, cảm biến Bộ lọc khơng khí Lọc khơng khí mục đích lọc khơng khí trước khơng khí vào động Nó có vai trò quan trọng nhằm giảm mài mòn động Bộ lọc khơng khí dùng kiểu lọc thấm, lõi lọc giấy lớp lọc than lắp nắp lọc khơng khí để giảm lượng khí thải bay Loại có ưu điểm giá thành không cao, dễ chế tạo Tuy nhược điểm tuổi thọ thấp, chu kỳ thay ngắn Hình 1-1 Bộ lọc khơng khí Air cleaner cap : nắp lọc Charcoal filter : lọc than Air cleaner element : lọc gió 1.2 Cổ họng gió Hình 1-2 Cổ họng gió Các phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga phận khác Bướm ga dùng để thay đổi lượng khơng khí dùng trình hoạt động động cơ, cảm biến vị trí bướm ga lắp trục bướm ga nhằm nhận biết độ mở bướm ga, môtơ bướm ga để mở đóng bướm ga, lị xo hồi để trả bướm ga vị trí cố định Môtơ bướm ga ứng dụng môtơ điện chiều có độ nhạy tốt tiêu thụ lượng Nguyên lý làm việc: ECU động điều khiển độ lớn hướng dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, mở đóng bướm ga qua cụm bánh giảm tốc Góc mở bướm ga thực tế phát cảm biến vị trí bướm ga, thơng số phản hồi ECU động Khi dịng điện khơng chạy qua mơtơ, lị xo hồi mở bướm ga đến vị trí cố định (khoảng 70) Tuy nhiên, chế độ không tải bướm ga đóng lại nhỏ so với vị trí cố định Khi ECU động phát thấy có hư hỏng, bật đèn báo hư hỏng đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguồn đến mơtơ, bướm ga giữ góc mở khoảng 70, xe chạy đến nơi an tồn Hình 1-3 Kết cấu cổ họng gió 1-Các bánh giảm tốc; 2- Lò xo hồi bướm ga; 3- Cảm biến vị trí bướm ga; 4- Bướm ga; 5- Motor điều khiển bướm ga Các chế độ điều khiển a) Điều khiển chế độ bình thường, chế độ công suất cao chế độ đường tuyết Gọc måíbỉ åïm ga Gọc nháú n bn âả p ga Hình 1- Quan hệ tỷ lệ góc nhấn bàn đạp ga góc mở bướm ga 1-Chế độ cơng suất cao;2- Chế độ bình thường; 3- Chế độ di chuyển đường tuyết + Điều khiển chế độ thường : chế độ để trì cân tính dễ vận hành chuyển động êm + Điều khiển chế độ đường tuyết : chế độ giữ cho góc mở bướm ga nhỏ chế độ bình thường để tránh trượt lái xe đường trơn trượt + Điều khiển chế độ công suất cao: chế độ bướm ga mở lớn so với chế độ bình thường Do chế độ mang lại cảm giác động đáp ứng với thao tác bàn đạp ga xe vận hành mạnh mẽ so với chế độ thường b) Điều khiển momen truyền lực chủ động 10 6- Vỏ cảm biến; 7- Đường thông với khơng khí;8- Đầu nối dây; 9- Đường khí thải vào Cảm biến oxy có phần tử làm zirconi ôxít ( ZnO2 ) loại gốm Bên bên phần tử bọc lớp platin mỏng Khơng khí chung quanh dẫn vào cảm biến phía ngồi cảm biến lộ phía khí thải.Ở nhiệt độ 4000 C (hoặc cao hơn) oxy mặt mặt phần tử ZrO2 có chênh lệch nồng độ phần tử ZrO2 sinh điện áp giá trị từ 0-1( V ) truyền ECU Cụ thể hỗn hợp khơng khí nhiên liệu nhạt có nhiều oxy khí thải, chênh lệch nồng độ oxy bên bên cảm biến nhỏ nên điện áp ZrO2 tạo thấp (gần 0V) Ngược lại hỗn hợp khơng khí nhiên liệu đậm oxy khí thải gần khơng cịn, điều tạo chênh lệch lớn nồng độ oxy bên bên cảm biến nên điện áp phần tử ZrO2 lớn (xấp xỉ 1V) Lớp Platin (phủ lên phần tử gốm) có tác dụng chất xúc tác làm cho oxy khí thải phản ứng tạo thành CO Ðiều làm giảm lượng oxy tăng độ nhạy cảm biến ECU sử dụng tín hiệu cảm biến oxy để tăng hay giảm lượng phun nhằm giữ cho tỷ lệ xăng khơng khí ln đạt gần lý tưởng chế độ làm việc động c Bộ giảm âm 26 Hình 2-8 Kết cấu giảm âm Trong giảm âm lắp đường ống thải động có van điều khiển nằm vị trí cân đóng nhánh rẽ tắt nhờ lò xo hồi vị Khi áp suất khí thải giảm âm thấp van đóng, dịng khí thải phải vịng qua buồng xốy đảo chiều vách ngăn làm giảm xung động áp suất khí thải từ làm giảm tiếng ồn Khi áp suất khí thải lớn lực hồi vị lò xo van mở tỷ lệ với áp suất khí thải, tạo điều kiện cho khí thải nhanh giảm phản lực đường ống thải Như nhờ có giảm âm cho phép động hoạt động êm dịu tốc độ thấp làm giảm phản lực tác dụng lên đường ống thải động hoạt động tốc độ trung bình cao 2.3 Các hệ thống phụ trợ cho trình nạp thải động Hệ thống phụ trợ lắp động truyền thống nhằm mục đích tối ưu hóa chu trình làm việc động cơ, làm cho tỷ lệ ô nhiễm môi trường khí thải nhỏ nhất, đồng thời cịn đảm bảo cho động hoạt động tốt điều kiện làm việc 2.3.1 Hệ thống thông cacte 27 Hình 2-9 Sơ đồ hệ thống thơng cacte 1-Bộ lọc khơng khí; – Cảm biến lưu lượng khí nạp; 3- Cảm biến nhiệt độ khí nạp 4- Motor bước; 5- Cảm biến vị trí bướm ga; 6- Bộ góp nạp; 7- Van PCV Hơi xăng khí cháy len lỏi qua khe hở xecmang xuống hộp trục khuỷu gồm có HC, CO, muội than, nước, lưu huỳnh axit Các chất không đưa khỏi cacte làm cho chi tiết máy bị ăn mòn lưu huỳnh axit, nhớt bị phân hủy tạo thành sình bùn đọng đáy cacte gây tắt nghẽn mạch nhớt Để tránh ô nhiễm môi trường cacte nên động có bố trí hệ thống thơng cacte kín 2.3.2 Hệ thống điều khiển hồi khí lưu khí thải Hệ thống hồi lưu khí thải đưa phần khí thải vào tái tuần hồn hệ thống nạp khí, khí thải trộn lẫn với hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu lan truyền lửa buồng đốt bị chậm lại từ làm giảm hàm lượng NOx gây 28 Hình 2-10 Sơ đồ hệ thống điều khiển hồi lưu khí thải – Bộ lọc khơng khí; – Cảm biến lưu lượng khí nạp; – Cảm biến nhiệt độ khí nạp; – Motor bước; – Cảm biến vị trí bướm ga; – Bộ góp nạp; – Van tuần hồn khí thải EGR; – Rơ le đóng mạch; – Nguồn điện; 10 – Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 11 – Cảm biến góc quay trục khuỷu; 12 – Tín hiệu từ cảm biến lưu lượng khí nạp; 13 – Tín hiệu từ cảm biến vị trí ga; 14 – Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 15 – Tín hiệu từ cảm biết góc quay trục khuỷu 2.3.3 Hệ thống kiểm soát thải xăng Hệ thống kiểm soát thải nhiên liệu tạm thời hấp thụ nhiên liệu vào lọc than hoạt tính dẫn vào động để đốt cháy, nhờ mà không cho nhiên liệu bay từ thùng nhiên liệu lọt ngồi khí 29 Hình 2-11 Sơ đồ hệ thống kiểm soát bay xăng – Bộ lọc khơng khí; – Cảm biến lưu lượng khí nạp; – Cảm biến nhiệt độ khí nạp; – Motor bước; – Cảm biến vị trí bướm ga; – Bộ góp nạp; – Van điện từ điều khiển; – Rơ le đóng mạch; – Nguồn điện; 10,11 – Van chiều; 12 – Bình lọc than hoạt tính; 13 – Bình chứa nhiên liệu; 14 – Tín hiệu từ cảm biến lưu lượng khí nạp; 15 – Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ khí nạp; 16 – Tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga; 17 – Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát 30 Kết cấu nắp máy phương án bố trí đường nạp- thải động XT4-021 1 A A AA Hình 3-1 Kết cấu nắp máy 1-Đường nạp;2- Đường thải Động XM4-0720 động phun xăng điện tử, hịa khí hịa trộn nhờ kim phun 12 lỗ, để đảm bảo khơng ảnh hưởng tới hệ số nạp, góp nạp đúc nhựa đường nạp đường thải động XM4-0720 bố trí hai phía điều giúp cho dịng khí nạp cách nhiệt tốt, không bị gia nhiệt từ nắp máy động nhiệt độ dịng khí thải Tính tốn thiết kế hệ thống nạp thải động 4.1 Thông số ban đầu Thống số kỹ thuật Kí hiệu Nhiên liệu Số xilanh / Số kỳ / Cách bố trí Đơn vị Gasoline i/τ Thứ tự làm việc Tỷ số nén Giá trị 4/ / In-line 1-3-4-2 Ɛ 10.4 31 Đường kính × hành trính piston Cơng suất cực đại / số vịng quay D×S 90 × 98.0 mm × mm Ne / n 133 / 6000 kW/v/ph Tham số kết cấu λ 0.25 Áp suất cực đại pz MN/m2 Khối lượng nhóm piston mpt 0.9 kg Khối lượng nhóm thành truyền mtt 1.1 kg Góc đánh lửa sớm θs 15 Độ α1 22 α2 25 α3 42 α4 15 Góc phân phối khí Độ Hệ thống nhiên liệu L-EFI Hệ thống bôi trơn Force-feed lubrication system Hệ thống làm mát Forced Circullation Water Cooling System Hệ thống nạp- thải - Hệ thống phân phối khí 16 valve, DOHC 4.2 Thơng số chọn • Nhiệt độ khơng khí nạp T0 - Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến hệ số nạp - Nhiệt độ khơng khí nạp phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trung bình môi trường, nơi mà xe sử dụng Miền trung nước ta thuộc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình ngày chọn tkk = 27oC - T0 = ( tkk + 273 ) oK 270C = 300 oK • Áp suất khí nạp p0 : - Áp suất môi trường P0 áp suất khí Với động kì khơng tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước xupap nạp nên ta chọn : Pk = P0 = 0,1 (MN/m2) ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 98) • • - Áp suất khí nạp trước xupap nạp pk Động bốn kỳ không tăng áp: pk = po = 0,1 [MN/m2] Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp Tk Đối với động bốn kỳ không tăng áp:Tk = To = 300 [oK] 32 • - Áp suất cuối q trình nạp Đối với động khơng tăng áp, áp suất cuối trình nạp xy lanh thường nhỏ áp suất khí có tổn thất ống nạp bầu lọc gây nên - Đối với động bốn kì khơng tăng áp: Pa = ( 0,8 - 0,9 )p0 = 0,09 (MN/m2) ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 100) • Áp suất khí sót pr - Là thơng số quan trọng đánh giá mức độ thải sản phẩm khí cháy khỏi xy - lanh động Giá trị áp suất khí sót pr phụ thuộc vào yếu tố: + Diện tích thơng qua xupap xả + Biên độ, độ cao, góc mở sớm, đóng muộn xupap xả + Động có lắp tăng áp khí xả hay khơng + Độ cản bình tiêu âm, xúc tác khí xả… Đối với động kì khơng tăng áp; áp suất khí thải pr chọn phạm vi: pr = (1,05-1,12).pk = 1,10.pk = 1,10.0,1 = 0,110 (MN/m2) ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 101) • Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr : Phụ thuộc thành phần hỗn hợp khí, mức độ giãn nở trao đổi nhiệt - trình giãn nở thải Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Đối với động xăng ta chọn : Tr = (700 – 1000)oC = 1000oC ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 102) • - Mức độ sấy nóng mơi chất △T Khí nạp chuyển động đường ống nạp vào xy lanh động - tiếp xúc với vách nóng nên sấy nóng lên trị số nhiệt độ ∆T Mức độ sấy nóng mơi chất chủ yếu phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: △T = ( 0-20 )oC = 20oC ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 100) • Hệ số nạp thêm λ1 : - Hệ số nạp thêm λ1 biểu thị tương quan lượng tương đối hỗn hợp khí cơng tác sau nạp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ thể tích V a Động thiết kế có tốc độ cao, cấu phân phối khí đại, có đường ống nạp dài tạo qn tính lớn cho dịng khí nạp chọn λ1 giới hạn cao 33 Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Đối với động xăng ta chọn: λ1 = ( 1,02 – 1,07 ) = 1,03 • • - ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 107) Hệ số quét buồng cháy λ2: Với động không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy λ2 là: λ2 = ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 107) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt : λt Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λt phụ thuộc vào thành phần khí hỗn hợp α nhiệt độ khí sót Tr - Đối với động xăng α = 1,05 ta chọn λt = 1,16 ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 14 & 103) • Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z (ξZ) - Là thông số số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt trình cháy, hay tỷ lệ lượng nhiên liệu cháy điểm Z - Chọn ξ Z = 0,8 • Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξb) - Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξb) phụ thuộc vào nhiều yếu tố Khi tốc độ động cao, cháy rớt tăng, dẫn đến ξbnhỏ Chọn ξ b = 0,9 • Chọn hệ số dư lượng khơng khí α - Khi đốt cháy hoàn toàn kg nhiên liệu cần M o(kmol) khơng khí Tuy nhiên, lượng khơng khí vào xy lanh M 1có thể nhỏ lớn M o Điều đánh giá hệ số dư lượng khơng khí α = - M1: lượng khơng khí thực tế nạp vào xylanh (kmol) - Mo: lượng khơng khí lý thuyết cần thiết đốt cháy hồn tồn 1kg nhiên liệu - Theo động xăng dùng phun nhiên liệu lỏng nên α = 0,95 34 • Chọn hệ số điền đầy đồ thị công (ϕd) - Hệ số điền đầy đồ thị công đánh giá phần hao hụt diện tích đồ thị cơng thực tế so với đồ thị cơng tính tốn - Chọn ϕ d = 0,9 4.3 - Tính tốn Nhiệt: Tính tốn nhiệt nhằm xác định thơng số chu trình lý thuyết tiêu kinh tế, kỹ thuật động Đồ thị công thị động xây dựng sở kết tính tốn nhiệt số liệu cho bước tính tốn a • động lực học tính tốn thiết kế động Q trình nạp Tính hệ số sót Khí sót: sản vật cháy cịn lưu lại cuối q trình thải xilanh Khi nạp khí sót giãn nở chiếm chỗ xilanh trộn với khí nạp làm giảm lượng khí nạp Suy : (sách NLDCDT trang 108 ) Với m số giản nở đa biến trung bình sót chọn : m = 1,45 – 1,5 = 1,48 (sách NLDCDT trang 98 ) b Nhiệt độ cuối trình nạp Nhiệt độ mơi chất cuối q trình nạp Ta lớn Tk nhỏ Tr kết việc truyền nhiệt từ bề mặt nóng tới mơi chất tiếp xúc việc hịa trộn mơi chất khí sót nóng Ta ảnh hưởng đến mật độ môi chất nạp c vào xylanh = 374K ( sách NLDCDT trang 107) Hệ số nạp Hệ số nạp tỉ số lượng môi chất thực tế nạp vào xylanh đầu q trình nén đóng cửa nạp cửa thải m1 kmol Gk so với lượng mơi chất 35 lý thuyết Mh nạp đầy vào thể tích cơng tác xylanh Vh điều kiện áp suất nhiệt độ môi chất phía trước xupap nạp (sách NLDCDT trang 107) Tính tốn hệ thống cung cấp môi chất Theo đề cho nhiên liệu cung cấp cho động xăng, để tính chọn đường 4.4 kính nạp ta cần tính lượng môi chất cung cấp cho động cơ, chất cần để đốt cháy kg nhiên liệu, lượng môi chất cịn sót lại sau chu trình, a Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt 1kg nhiên liệu Mo (kg khơng khí/ kg nhiên liệu) ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 63-64) [kmol kk/kg nl] Trong : c = 0,855 ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 51) h =0,145 ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 51) b Lượng khí nạp thực tế nạp vào xylanh M1: Vì động động phun xăng nên : [kmol kk/kg nl] ( Sách NLDCDT-Nguyễn Tất Tiến tr 66) c 4.5 Lượng sản vật cháy M2: ( [kmol kk/kg nl] Tính tốn thơng số kích thước 36 Hình 4.5.1 Tiết diện lưu thơng xupap Khi tính tốn tiết diện lưu thơng ta giả thiết dịng khí qua họng đế xupáp ổn định, coi dịng khí nạp, thải có tốc độ bình qn tốc độ pittông không đổi Căn vào giả thiết tính ổn định, liên tục dịng khí ta xác định tốc độ khí qua họng xupáp: Rút đường kính họng đế xupap: Trong đó: vkh : tốc độ trung bình dịng khí qua họng đế [m/s] fh : tiết diện lưu thông họng đế xupap [m2] dh : Đường kính họng đế xupáp [mm] i : Số xupáp vp : Vận tốc trung bình piston vp = [m/s] Fp : Tiết diện đỉnh piston Fp = 0,0063 [m2] 37 D : Đường kính xilanh D = 90 [mm] S : Hành trình pittơng S = 98 [mm] n :Số vịng quay trục khuỷu n = 6000 [vịng/phút] Tiết diện lưu thơng fkx qua xupáp (tiết diện vành khăn) xác định theo công thức: Với: d1 = dh + 2.e ; h’ = h.cos α ; e = h’.sin α fkx = π.h.(dh.cos α + h.sin α.cos2 α) Tiết diện lưu thơng qua xupáp nạp: Theo thực nghiệm tính tốn tốc độ dịng khí nạp chế độ tồn tải chọn: vkn = (40 ÷ 115) (m/s) chọn vkn = 60 (m/s) Số xupáp nạp i = Chọn dhn = 30 [mm] Chọn h = 0,3.dhn = 0,3.30 = [mm] Lưu lượng dịng khí nạp: Qn= vkhn.dhn= 60.0,03= 1,8 m3/s Ta chọn cổ góp nạp đường kính 62mm Tiết diện lưu thơng qua xupáp thải: 38 Theo thực nghiệm tính tốn nhiệt tốc độ dịng khí thải chọn: vkt = (1,2 - 1,5).vkn = (1,2 – 1,5).60 = 72 – 90 [m/s] Chọn vkt = 90 [m/s] Số xupáp thải i = Chọn dht = 28 [mm] Chọn cổ góp thải đường kính 56 mm Lưu lượng dịng khí thải: Qt= vkht Dht= 90.0,0296= 2,664 m3/s KẾT LUẬN Sau thời gian 15 tuần nỗ lực tìm hiểu nghiên cứu, với giúp đỡ tận tình thầy giáo, đặc biệt Thầy Ths DƯƠNG ĐÌNH NGHĨA , đến em hoàn thành nhiệm vụ khảo sát đề tài tốt nghiệp giao Qua đề tài giúp em hiểu thêm tính kết cấu hệ thống nạp thải động tầm quan trọng trình nạp, thải hoạt động động Tuy nhiên trình nghiên cứu, thời gian khả hiểu biết hạn chế nên trình khảo sát khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong lượng thứ đóng góp ý kiến bổ sung thầy cô giáo Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Cơ Khí Giao Thơng- Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo DƯƠNG ĐÌNH NGHĨA, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyên lý động đốt trong-GS-TS Nguyễn Tất Tiến - NXB giáo dục - 2000 [2] Kết cấu tính tốn động đốt tập I, II, III - Nguyễn Đức Phú-Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1977 [3].Giáo trình kết cấu tính tốn động đốt - Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng [4] 2AR-FE Workshop Manual Ngồi cịn có tham khảo số tài liệu: Giáo trình giảng dạy thầy môn động đốt – Khoa khí giao thơng – ĐHBK Đà Nẵng số tài liệu lấy từ mạng internet 40 ... : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NẠP, THẢI CỦA ĐỘNG CƠ THAM KHẢO VÀ THIẾT KẾT HỆ THỐNG NẠP THẢI TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ THAM KHẢO 2AR-FE I - Động trang bị hệ thống ống nạp nhựa dùng để giảm... nên động có bố trí hệ thống thơng cacte kín 2.3.2 Hệ thống điều khiển hồi khí lưu khí thải Hệ thống hồi lưu khí thải đưa phần khí thải vào tái tuần hồn hệ thống nạp khí, khí thải trộn lẫn với... 4-Cảm biến oxy phụ; 5-Bộ giảm âm III Hệ thống trang bị lọc khí thải thành phần ( TWC ) cảm biến oxy NGUYÊN LÍ VÀ CHI TIẾT HỆ THỐNG NẠP, THẢI Hệ thống nạp thải có nhiệm vụ đưa hỗn hợp khơng khí-