Đồ án động cơ đốt trong trường đại học SPKT HCM, đầy đủ các phần, tính toán chi tiết, danh mục bảng biểu, hình ảnh sắc nét. Code matlab dùng để vẽ đồ thị (gồm 10 đồ thị) được đính kèm ở phần cuối của bài tiểu luận.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - - BÀI TẬP LỚN CUỐI KỲ MƠN HỌC: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD PGS.TS Lý Vĩnh Đạt SVTH Huỳnh Anh Hào MSSV: 19145065 Nguyễn Quốc Trường MSSV: 19145330 Lê Tấn Lực MSSV: 19145056 LỚP: Thứ 6, tiết 11-12 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ TP Hồ Chí Minh, Ngày 03 tháng 12 năm 2021NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN 2 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SP KT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MƠN ĐỘNG CƠ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Họ tên SV: Huỳnh 19145065 Nguyễn LỚP Chiều thứ tiết 11-12 NHÓM 11 Anh Hào MSSV: Quốc Trường Lê Tấn Lực MSSV: 19145330 MSSV: 19145056 Số liệu ban đầu Loại động cơ: SKYACTIV-G 2.5L DOHC 16-Valve I4 (Động xăng có tăng áp) Cơng suất có ích, Pmax (kW): 169 Tỉ số nén, 10,5 Làm mát bằng: Nước Nội dung thuyết minh Số kỳ: Số vòng quay, n (vòng/phút): 4000 Hệ số dư lượng khơng khí, : 0,95 Số xylanh i: 2.1 Tính tốn nhiệt xây dựng giản đồ cơng thị động 2.2 Tính tốn động lực học cấu piston – trục khuỷu – truyền Nội dung vẽ 3.1 Bản vẽ đồ thị công thị P – V 3.2 Bản vẽ đồ thị P – , PJ, P1 3.3 Bản vẽ đồ thị quảng đường SP, vận tốc VP, gia tốc JP piston Ngày giao nhiệm vụ : Tuần (31/09/2021) Ngày hoàn thành : Tuần 15 (20/11/2021 - 05/ 12 / 2021) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký ghi rõ họ tên) PGS.TS Lý Vĩnh Đạt 3 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ THỜI GIAN THỰC HIỆN ❖ Tiến độ thực hiện: Tính tốn nhiệt: tuần - Chọn thông số đầu vào: tuần - Tính tốn nhiệt: tuần - Vẽ đồ thị cơng thị: tuần Tính tốn động học, động lực học vẽ vẽ động học động lực học: tuần - Tính toán động học động lực học: tuần - Vẽ vẽ động học động lực học: tuần Viết thuyết minh chuẩn bị báo cáo: tuần ❖ Nội dung qui định: Bản vẽ đồ thị công thị, động lực học, Thuyết minh viết khổ giấy A4 (in file) Nội dung thuyết minh gồm: - Nhiệm vụ tập lớn GV hướng dẫn thông qua - Phần số liệu tính tốn nhiệt, động học động lực học có kèm theo đồ thị - Kết luận tập lớn 4 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ CÁC THÀNH VIÊN ST T Họ Tên MSSV Huỳnh Anh Hào 1914506 Lê Tấn Lực 1914505 Nguyễn Quốc 1914533 Trường Nhiệm vụ phân công Tính tốn phần Động học cấu piston-trục khuỷuthanh truyền (X, V, J) Động lực học cấu piston-trục khuỷu-thanh truyền Hồn thành bảng tính tốn động học động lực học cấu piston-trục khuỷu-thanh truyền Vẽ đồ thị matlab Tổng hợp chỉnh sửa Word Chọn thông số ban đầu động Chọn thông số tính tốn nhiệt Tính tốn phần Đặc tính ngồi động Vẽ đường đặc tính ngồi động Tính tốn phần Tính tốn nhiệt (Các trình nạp – nén – cháy - dãn nỡ) Tính tốn thơng số đặc trưng chu trình Hồn thành bảng kết tính tốn nhiệt bảng tính tốn số liệu đồ thị cơng P-V Vẽ đồ thị matlab Tổng hợp số liệu tính tốn Mức độ 100% (Tham gia tích cực) 100% (Tham gia tích cực) 100% (Tham gia tích cực) LỜI NĨI ĐẦU Động đốt đóng vai trị quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ôtô, máy kéo, xe máy, tàu thủy, máy bay máy công tác máy phát điện, bơm nước … Mặt khác động đốt đặc biệt 5 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ động tơ ngun nhân gây nhiễm mơi trường, thành phố lớn Sau học xong môn học ‘‘ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’, em vận dụng kiến thức học để làm tiểu luận cuối kì‘‘TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’ Trong q trình tính tốn để hồn thành mơn học chun nghành này, bước đầu gặp khơng khó khăn bỡ ngỡ với hợp tác bạn nhóm với hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy Lý Vĩnh Đạt, sau thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc nghiên cứu tìm hiểu em hồn thành xong tiểu luận cuối kì mơn học TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tuy nhiên lần em vận dụng lý thuyết học, vào tính tốn tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp nhiều khó khăn khơng tránh khỏi sai sót Vì vậy, em mong xem xét, giúp đỡ bảo thầy để em hoàn thành đồ án cách tốt nhất, đồng thời qua rút kinh nghiệm, có kiến thức xác để sau thực tập lớn Khóa luận tốt nghiệp 6 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ MỤC LỤC Phiếu nhận xét giảng viên Nhiệm vụ tập lớn……………………………………………………………….3 Bảng phân công nhiệm vụ thành viên Lời nói đầu Mục lục 7 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ PHẦN 1: SỐ LIỆU BAN ĐẦU VÀ U CẦU TÍNH TỐN A Số liệu ban đầu xe Mazda 2018 2.5L ST T Tên Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi SKYACTIV-G 2.5L DOHC 16-Valve I4 Động xăng có tăng áp Loại động - - - Số xylanh Số kỳ Dung tích xylanh i Vd kỳ cc Cơng suất động Ne Số vịng quay động n Momen xoắn 10 11 12 13 14 15 Tỷ số nén Góc đánh lửa sớm Góc mở sớm xúpap nạp Góc đóng muộn xúpap nạp Góc mở sớm xúpap xả Góc đóng muộn xúpap xả Thông số kết cấu Làm mát 4 2498 169/400 4000 252/400 10,5 20 25 45 55 20 100/89 - Me S/D - kW/rpm v/ph Nm/rpm độ độ độ độ độ - Nước B Yêu cầu tính tốn Tính tốn nhiệt xây dựng giản đồ cơng thị động Tính tốn động học động lực học cấu piston – trục khuỷu – truyền C Bản vẽ Bản vẽ đồ thị công thị P-V Bản vẽ đồ thị P-, Pj, P1 Bản vẽ đồ thị quãng đường Sp, vận tốc Vp, gia tốc Jp piston 8 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ PHẦN 2: TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG A CHỌN CÁC THƠNG SỐ CHO TÍNH TỐN NHIỆT Áp suất khơng khí nạp po Áp suất khơng khí nạp chọn áp suất khí quyển, giá trị p o phụ thuộc vào độ cao so với mực nước biển Càng lên cao p o giảm khơng khí lỗng, độ cao so với mực nước biển: po = 0,1 MN/m2 Nhiệt độ khơng khí nạp To T0 = tkk + 273 = 29 + 273 = 3020K Áp suất khí nạp trước xupap nạp Pk Đối với động tăng áp: áp suất môi trường p k áp suất khí nạp nén sơ cấp trước máy nén tăng áp bơm quét khí pk > po Pk = (1,2 ÷ 1,8).po = 1,2.0.1 = 0,12 MPa Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp Tk Tk = To = 302 = 320oK , với m = 1.5 Áp suất cuối trình nạp Áp suất Pa phụ thuộc vào nhiều thông số chủng loại động cơ, tính tốc độ n, hệ số cản đường nạp, tiết diện lưu thông… Vì cần xem xét động tính thuộc nhóm để lựa chọn Pa Áp suất cuối trình nạp pa chọn phạm vi: Pa = (0,88 ÷ 0,98).Pk = 0,9 0,12 = 0,108 (MPa) Áp suất khí sót P Áp suất khí sót động xăng chọn phạm vi: Pr = (1,11 ÷ 1,12).0,1 = 0,11 (MPa) Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đơng cơ.Nếu trình giãn nở triệt để, nhiệt độ T thấp, giá trị T chọn phạm vi: T = 700 ºK -900 ºK Do đó, ta chọn: T = 900 ºK 9 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ Độ tăng nhiệt độ nạp ∆T Khí nạp chuyển động đường ống nạp vào xilanh động tiếp xúc với vách nóng nên sấy nóng lên trị số nhiệt độ ∆T, chủ yếu phụ thuộc vào trình hình thành hỗn hợp khí bên ngồi hay bên xy lanh Với động xăng: ∆T = 20 oC Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thơng thường ta chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,05 10 Hệ số quét buồng cháy λ Vì động tăng áp nên ta chọn λ = 0,1 11 Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ chọn theo hệ số dư lượng khơng khí α để hiệu đính Thơng thường chọn λ theo bảng sau : α 0,8 1,0 1,2 1,4 λ 1,13 1,17 1,14 1,11 Đối với động tính động xăng có: α = 0,85÷0,92 chọn λ t = 1,15 12 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt điểm z, ξ phụ thuộc vào chu trình cơng tác động Với loại động xăng ta thường chọn: ξ = 0,85 13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξb) phụ thuộc vào nhiều yếu tố Khi tốc độ động cao, cháy rớt tăng, dẫn đến ξb nhỏ, với loại động xăng ta thường chọn phạm vi: ξ = 0,85 ÷ 0,95 Do đó, ta chọn ξ = 0,9 14 Hệ số dư lượng khơng khí α Đối với động xăng, có phạm vi từ: 0,85÷0,95, ta chọn α = 0,95 15 Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ Thể sai lệch tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác động với chu trình cơng tác thực tế Hệ số điền đầy đồ thị công φd đánh giá phần hao hụt diện tích đồ thị cơng thực tế so với đồ thị cơng tính tốn Đối với động xăng chọn φ phạm vi: φ =0,93 ÷ 0,97 Ta chọn φ = 0,93 10 10 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ Đồ thị biểu diễn lực Z-� 44 44 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ Đồ thị T-Z 45 45 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ Đồ thị chuyển vị piston x-� 46 46 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ Đồ thị vận tốc piston v-� 47 47 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ Đồ thị gia tốc piston j- 48 48 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ 10.Đồ thị đặc tính ngồi động 49 49 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ B CODE ĐỒ THỊ s=(8.90^2.*pi)/4; ahc=[0 10 15 20]; phc=[0.11 0.1095 0.109 0.1085 0.108]; a1=[0:0.01:20]; x1=5.*(1-cosd(a1)+0.0625.*(1-cosd(2.*a1))); v1=x1.*s+65.79; p1=interp1(ahc,phc,a1,'spline'); a2=[20:0.01:180]; x2=5.*(1-cosd(a2)+0.0625.*(1-cosd(2.*a2))); v2=x2.*s+65.79; p2=linspace(0.108,0.108,16001); a3= [180:0.01:340]; x3= 5.*(1-cosd(a3)+0.0625.*(1-cosd(2.*a3))); v3=s.*x3+65.79; p3=0.108*(690.79./v3).^1.39; %nén ahc=[340 345 350 355 360]; phc=[1.845 2.1697 2.5750 3.3651 4.9247]; a4=[340:0.01:360]; x4=5.*(1-cosd(a4)+0.0625.*(1-cosd(2.*a4))); v4=x4.*s+65.79; p4=interp1(ahc,phc,a4,'spline'); a5=[360 360]; x5=5.*(1-cosd(a5)+0.0625.*(1-cosd(2.*a5))); v5=x5.*s+65.79; p5=[4.9247 4.9247]; %dãn n? ahc=[360 370 375]; phc=[4.9247 9.1 8.6]; a6=[360:0.01:375]; x6=5.*(1-cosd(a6)+0.0625.*(1-cosd(2.*a6))); v6=x6.*s+65.79; p6=interp1(ahc,phc,a6,'spline'); 50 50 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ a7=[375:0.01:480]; x7=5.*(1-cosd(a7)+0.0625.*(1-cosd(2.*a7))); v7=x7.*s+65.79; p7=10.7.*(65.79./v7).^1.28; ahc=[480 490 500 530 540]; phc=[0.676 0.6102 0.5587 0.3516 0.2826]; a8=[480:0.01:540]; x8=5.*(1-cosd(a8)+0.0625*(1-cosd(2.*a8))); v8=x8.*s+65.79; p8=interp1(ahc,phc,a8,'spline'); ahc=[540 545 550 555]; phc=[0.2826 0.2481 0.2135 0.1790]; a9=[540:0.01:555]; x9=5.*(1-cosd(a9)+0.0625.*(1-cosd(2.*a9))); v9=x9.*s+65.79; p9=interp1(ahc,phc,a9,'spline'); a10=[555:0.01:720]; x10= 5.*(1-cosd(a10)+0.0625.*(1-cosd(2.*a10))); v10=x10.*s+65.79; p10=linspace(0.1790,0.11,16501); a=[a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10]; a0=[a1 a2 a3 a4 a5]; p=[p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10]; v=[v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 v8 v9 v10]; figure; %% ve thi V-P plot(v,p, 'b'); xlabel('V (cm3)'); ylabel('P (MN/m2)'); title('DO THI CONG P-V'); grid on 51 51 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ figure; %%ve thi a-P plot(a,p,'red','LineWidth',1.5); hold on; xlabel('a(do)') ylabel('P(MN/m2)') title('DO THI CONG P-a'); % luc quan tinh cua chi tiet chuyen dong pj=-0.0165.*(0.05*((400/3).*pi).^2).*(cosd(a)+0.25.*cosd(2.*a)).*(10^-2); plot(a,pj,'green','LineWidth',1.5); hold on; % luc tong hop pt=pj+p; plot(a,pt, 'blue','LineWidth',1.5); hold on; grid on; legend ('P-a','P-j','Pt-a'); % Góc beta b=asind(0.25.*sind(a)) figure; % phan luc tac dung len xylanh N=pt.*tand(b); plot(a,N,'k'); hold on; grid on; xlabel('a(do)') ylabel('N(MN/m2)') title('DO THI BIEU DIEN LUC N'); figure; % luc tiep tuyen T=pt.*(sind(a+b)./cosd(b)); plot(a,T,'b'); hold on; grid on; xlabel('a(do)') ylabel('T(MN/m2)') 52 52 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ title('DO THI BIEU DIEN LUC T'); figure; % luc pháp tuyen Z=pt.*(cosd(a+b)./cosd(b)); plot(a,Z,'r'); hold on; grid on; xlabel('a(do)') ylabel('Z(MN/m2)') title('DO THI BIEU DIEN LUC Z'); figure; plot (T,Z); xlabel('T(MN/m2)'); ylabel('Z(MN/m2)'); title('DO THI T-Z'); axis ij figure; %% chuyen vi cua piston a=[a1 a2 a3 a4 a5]; x=0.05.*(1-cosd(a)+0.0625.*(1-cosd(2.*a))); plot(a,x,'r'); hold on; grid on; xlabel('a(do)') ylabel('S(m)') title('DO THI CHUYEN VI CUA PISTON'); figure; % van toc cua piston v=(0.05*65.79.*pi).*(sind(a)+0.125.*sind(2.*a)); plot(a,v,'k'); hold on; grid on; xlabel('a(do)') ylabel('V(m/s)') title('DO THI VAN TOC CUA PISTON'); 53 53 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ figure; % gia toc cua piston j=(0.05*((400/3).*pi).^2).*(cosd(a)+0.25.*cosd(2.*a)); plot(a,j,'b'); hold on; grid on; xlabel('a(do)'); ylabel('J(m/s2)'); title('DO THI GIA TOC CUA PSITON'); 54 54 ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Trạng (12/2005), Động đốt 1, Trường đại học sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Trạng (6/2006), Động đốt 2, Trường đại học sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh Giáo trình tính tốn nhiệt động lực học động đốt trong, TS Văn Thị Bông biên soạn 55 55 ... SPKT TP.HCM BÀI TẬP LỚN CUỐI KÌ PHẦN 1: SỐ LIỆU BAN ĐẦU VÀ U CẦU TÍNH TỐN A Số liệu ban đầu xe Mazda 2018 2.5L ST T Tên Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi SKYACTIV-G 2.5L DOHC 16-Valve I4 Động