Bài Tập Lớn LTĐC Lý thuyết động cơ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI  BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Họ Tên Mã SV Chức vụ Chu Thế An 2020604704 Thành Viên Nguyễn Thành An 2020604657 Nhóm trưởng Lê Đình Ánh 2020604571 Thành Viên Phạm Văn Quảng 2020605529 Thành Viên Trần Minh Tân 2020605258 Thành Viên HÀ NỘI 2022 Giáo viên hướng dẫn ThS Nguyễn Tuấn Nghĩa Tên lớp 20211AT6046005 Khóa 15 Nhóm 4 Sinh Viên Thực Hiện 2 Lý thuyết động cơ – Nhóm 4 Lời Nói Đầu Trong thời đại đất nước đang đi trên con đường từng.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - BÀI TẬP LỚN NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo viên hướng dẫn Tên lớp Khóa Nhóm Sinh Viên Thực Hiện Họ Tên Chu Thế An Nguyễn Thành An Lê Đình Ánh Phạm Văn Quảng Trần Minh Tân : ThS Nguyễn Tuấn Nghĩa : 20211AT6046005 : 15 :4 : Mã SV 2020604704 2020604657 2020604571 2020605529 2020605258 HÀ NỘI - 2022 Chức vụ Thành Viên Nhóm trưởng Thành Viên Thành Viên Thành Viên Lời Nói Đầu Trong thời đại đất nước đường bước phát triển đất nước Trong xu thời đại khoa học kỹ thuật giới ngày phát triển Để trung hòa với phát triển Đất nước ta có chủ chương phát triển ngành cơng nghiệp mũi nhọn, có ngành Cơng nghệ kỹ thuật Ơ Tơ Để thực chủ trương địi hỏi đất nước có đầy đủ đội ngũ cán bộ, cơng nhân kỹ thuật có trình độ tay nghề cao Hiểu rõ điều Trường ĐHCN HN không ngừng phát triển nâng cao chất lượng đạo tạo đội ngũ cán bộ, cơng nhân có tay nghề trình độ cao mà cịn đào tạo với số lượng động đảo đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho đất nước Khi sinh viên trường chúng em phân công thực đồ án “Tính Tốn-Kết Cấu Động Cơ Đốt Trong” Đây điều kiện tốt cho chúng em có hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em học trường, bước đầu sát vào thực tiễn sản xuất, làm quen với cơng việc tính tốn thiết kế tơ Trong q trình tính tốn chúng em quan tâm dẫn, giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn thầy cô giáo khoa CNOT Tuy khơng thể tránh hạn chế, thiếu sót q trình tính tốn Để hồn thành tốt, khắc phục hạn chế thiếu sót đó, chúng em mong đóng góp ý kiến, giúp đỡ thầy cô giáo bạn đề sau trường bắt tay vào công việc, trình cơng tác chúng em hồn thành cơng việc cách tốt Lý thuyết động – Nhóm Mục Lục Lời Nói Đầu Mục Lục Kế Hoạch Làm Việc Của Nhóm Bảng Phân Công/Đánh Giá Công Việc CHƯƠNG I: Tính Tốn Nhiệt Chu Trình Cơng Tác Của Động Cơ Đốt Trong 1.1 Trình tự tính tốn : 1.1.1 Số liệu ban đầu động 3D6: 1.1.2 Các thông số cần chọn : 2.2 : Tính tốn q trình cơng tác : 12 2.2.1: Tính tốn q trình thay đổi môi chất 12 2.2.2 Tính tốn đến q trình nén 13 2.2.3 Tính tốn q tình cháy 14 2.2.4 Tính q trình giãn nở : 16 2.2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác 17 2.3 Vẽ hiệu đính đồ thị công 19 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 24 I) Vẽ đường biểu diễn quy luật động học : 24 1.1) Đường biểu diễn hành trình piston 𝒙 = 𝒇(𝒂) 24 1.2 Đường biểu diễn tốc độ piston 𝒗 = 𝒇(𝒂) 24 1.3 Đường biểu diễn gia tốc piston 𝒋 = 𝒇( 𝒙) 25 LỜI CẢM ƠN 27 Tài Liệu Tham Khảo 28 Lý thuyết động – Nhóm Kế Hoạch Làm Việc Của Nhóm Tuần Họ & Tên Cả Nhóm Nội dung -Xác định loại động cần tìm hiểu -Xác định thông số kỹ thuật động Nguyễn Thành An -Lập kế hoạch q trình (Trưởng nhóm) thực tập lớn -Đưa định hướng kế hoạch nhóm cần thực Chu Thế An -Xác định thơng số cần chọn -Tính tốn q trình thay đổi mơi chất Nguyễn Thành An -Tính tốn đến q trình nén -Sửa lỗi chốt số liệu Các thành viên lại -Ghi chép số liệu tiến hành trình bày nội dung hồn thiện vào file Word Trần Minh Tân -Tính tốn q trình cháy Lê Đình Ánh -Tính tốn q trình cháy Phạm Văn Quảng -Tính tốn chu trình cơng tác Các thành viên cịn lại -Ghi chép số liệu tiến hành trình bày nội dung vào Word Kết đạt -Có bảng kế hoạch, hướng rõ ràng cho tuần cơng việc cho thành viên -Hồn thành tốt -Hồn thiện xác định thơng số cần chọn, q trình thay đổi mơi chất tính tốn q trình nén -Hồn thiện phần tính tốn chu trình cơng tác Lý thuyết động – Nhóm Chu Thế An -Tính tốn động lực học Nguyễn Thành An -Đưa phác thảo cách vẽ đồ thị công thực vẽ phần mềm AutoCAD -Phạm Văn Quảng -Tiến hành vẽ đồ thị cơng giấy A0 -Hồn thành tính tốn động lực học -Đã phác họa cách vẽ đồ thị cơng P-V -Lê Đình Ánh -Trần Minh Tân -Đưa góp ý chỉnh sửa phần vẽ đồ thị cơng tính tốn hiệu đính điểm Nguyễn Thành An -Vẽ đường biểu diễn tốc độ -Hoàn thiện gia tốc piston đồ thị mà Bài Tập Lớn yêu cầu Phạm Văn Quảng -Tiến hành vẽ biểu diễn tốc độ gia tốc piston Chu Thế An Lê Đình Ánh Trần Minh Tân -Hoàn thiện thuyết minh Word, hoàn thiện báo cáo trình làm Bài Tập Lớn -Cấc thành viên nhóm đưa ý kiến chỉnh sửa để hồn thiện Bài Tập Lớn Cả Nhóm -Hồn thành thuyết minh Word, Bản vẽ A0, Bản vẽ AutoCad -Hoàn thiện Bài Tập Lớn -Cả nhóm đưa thuyết minh, Bản Vẽ, Bản AutoCAD chỉnh chu Lý thuyết động – Nhóm Bảng Phân Cơng/Đánh Giá Công Việc Họ Tên Chu Thế An Nội Dung +) Chuẩn bị thơng số cần chọn +) Tính tốn q trình thay đổi mơi chất +) Tính tốn động lực học Ghi Chú/Nhận Xét -Hoàn thành đầy đủ cơng việc giao, nhiệt tình xây dựng nhóm, có nhiều nỗ lực q trình làm việc nhóm Nguyễn Thành An +) Phân công công việc tập lớn +) Xác định thơng số cần chọn +) Tính tốn đến q trình nén +) Vẽ đồ thị cơng, vận tốc, gia tốc (Bản CAD) +) Xác định thông số ban đầu +) Tính tốn đến q trình dãn nở +) Hiệu đính q trình nạp, nén -Phân cơng cơng việc rõ ràng, nhiệt tình, hăng hái, ln giúp đỡ thành viên nhóm +) Tính tốn đến chu trình cơng tác +) Hiệu đính điểm bắt đầu trình thải thực tế, điểm kết thúc trình giãn nở thực tế +) Tiến hành vẽ đồ thị giấy A0 +) Chỉnh sửa, thiết kế word +) Tính tốn đến q trình cháy +) Hiệu chỉnh điểm phun sớm, điểm đạt 𝑃𝑚𝑎𝑥 -Nhiệt trình, chăm chỉ, cố gắng học hỏi, giúp đỡ bạn bè q trình làm việc nhóm Lê Đình Ánh Phạm Văn Quảng Trần Minh Tân -Hăng hái, nhiệt tình góp ý, có trách nhiệm nghiêm túc q trình làm việc nhóm -Hồn thành tốt cơng việc giao, nhiệt tình,khéo léo, ln giúp đỡ người q trình làm việc nhóm Lý thuyết động – Nhóm CHƯƠNG I: Tính Tốn Nhiệt Chu Trình Cơng Tác Của Động Cơ Đốt Trong 1.1 Trình tự tính tốn : Tính tốn chu trình cơng tác động đốt (Tính tốn nhiệt) thường tiến hành theo bước : 1.1.1 Số liệu ban đầu động 3D6: STT Tên thông số Ký hiệu 3D6 Giá trị Đơn vị hàng Ghi Kiểu động Công suất động 𝑁𝑒 150 Động Diesel không tăng áp Mã lực 111 KW n 1600 vg/ph Số vòng quay trục khuỷu Đường kính xilanh D 150 mm Hành trình pittong S 180 mm Dung tích cơng tác 𝑉ℎ 3,18 lít Số xilanh i Tỷ số nén 𝜀 15.5 Thứ tự làm việc xilanh Suất tiêu thụ nhiên liệu 10 11 12 Góc mở sớm góc đóng muộn xu páp nạp 𝛼1 𝛼2 1-5-3-6-2-4 𝑔𝑒 192 𝛼1 20 độ 𝛼2 48 𝛽1 48 Góc mở sớm góc đóng muộn xu páp thải 𝛽1 𝛽2 𝛽2 20 13 Chiều dài truyền l 320 14 Khối lượng nhóm pittong Khối lượng nhóm truyền 𝑚𝑛𝑝 2,37 𝑚𝑡𝑡 5,62 15 g/kW.h độ mm kg kg Lý thuyết động – Nhóm 1.1.2 Các thơng số cần chọn : Theo điều kiện môi trường, đặc điểm kết cấu động cơ, chủng loại động bao gồm : 1.Áp suất mơi trường : 𝑷𝟎 Là áp suất khí trước nạp vào động 𝑃0 thay đổi theo độ Ở nước ta chọn 𝑃0 = 0,1 (Mpa) 2.Nhiệt độ môi trường: 𝑻𝟎 Lựa chọn nhiệt độ mơi trường theo bình qn năm nước ta 𝑡0 = 240 = 297𝑜 𝐾 3.Áp suất cuối q trình nạp: 𝒑𝒂 (Đối với động khơng tăng áp) Áp suất phụ thuốc vào nhiều thông số chủng loại động cơ,tính tăng tốc độ n,hệ thông số đường nạp, tiết diện lưu thông v.v Vì cần xem xét động tính thuốc để lựa chọn 𝑝𝑎 Nói chung 𝑝𝑎 biến thiên phạm vi sau: Đối với động khơng tăng áp: 𝑝𝑎 = (0.8 ÷ 0.9)𝑝0 Vì động diesel không tăng áp 𝑝𝑎 = 0,085 (𝑀𝑃𝑎) 4.Áp suất khí thải: 𝒑𝒓 Áp suất phụ thuộc thơng số 𝑝𝑎 Có thể chọn 𝑝𝑎 nằm phạm vi: 𝑝𝑟 = (1.10 ÷ 1.15)𝑝𝑘 𝑝𝑟 = 0,1 (𝑀𝑃𝑎) 5.Mức độ sấy nóng mơi chất: ∆𝑻 Chủ yếu phụ thuộc vào trình hình thành khí hỗn hợp bên ngồi hay bên xi lanh Vì động diezel ∆𝑇 = 38𝑜 𝐾 Lý thuyết động – Nhóm 6.Nhiệt độ khí sót (khí thải) 𝑻𝒓 Phụ thuộc vào chủng loại động Nếu trình giãn nở triệt để , nhiệt độ T𝑟 thấp T𝑟 = 800𝑜 𝐾 7.Hệ số hiệu đính tủ nhiệt 𝝀𝒕 Tỷ nhiệt môi chất thay đối phức tạp nên thường phải vào hệ số đư lượng khơng khí ø để hiệu đính Thơng thường chọn Â; theo thông số bảng sau: 𝛼 0.8 1.0 1.2 1.4 λ𝑡 1.13 1.17 1.14 1.11 Các loại động điezel có 𝛼 > 1.4 chọn λ𝑡 = 1.1 8.Hệ số quét buồng cháy 𝝀𝟐 Động không tăng áp λ2 = 9.Hệ số nạp thêm 𝝀𝟏 Phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí Thơng thường có thê chọn: λ1 = 1,02 ÷ 1,07 Ta chọn λ1 = 1,02 10.Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z Thể lượng nhiệt phát nhiên liệu dùng để sinh công tăng nội điểm z với lượng nhiệt phát đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu Do 𝜀𝑧 phụ thuộc vào chu trình cơng tác động Đối với động diezel 𝜉𝑧 = 0,78 11.Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b 𝜀𝑏 lớn 𝜉𝑧0 Thông thường : Đối với động dieden 𝜉𝑏 = 0,9 12.Hệ số hiệu đính đồ thi cơng: 𝝋𝒅 Thể sai lệch tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác động Lý thuyết động – Nhóm với chu trình cơng tác thực tế khơng xét đến pha phối khí, tổn thâ lưu động địng khí, thời gian cháy tốc độ tăng áp suất Sự sai lệch chu trình thực tế với chu trình tính tốn động xăng động dieden hệ số 𝜑𝑑 động xăng thường chọn trị số lớn Nói chung chọn phạm vi: 𝜑𝑑 = 0,934 10 Lý thuyết động – Nhóm trạng thái nhiệt động v.v… Tuy nhiên 𝑛1 tăng giảm theo quy luật sau: Tất nhân tố làm cho môi chất nhiệt khiến cho 𝑛1 giảm Giả thiết trình nén đoạn nhiệt ta xác định 𝑛1 phương pháp sau: 8,314 𝑛1 − = ′ 𝑎 𝑣 + 𝑏 ′ 𝑣 𝑇𝑎 (𝜀 𝑛𝑘−1 + 1) 8,314 𝑛1 − = 19,86 + 0,002.350 (15,5𝑛1−1 + 1) 8,314 = 19,86 + 0,7 (15,5𝑛1−1 + 1) Ta giải 𝑛1 = 1,367 + Áp suất nhiệt độ cuối tình nén 𝒑𝒄 tính theo cơng thức sau: 𝑝𝑐 = 𝑝𝑎 𝜀 𝑛1 = 0,085 15,51,367 = 3,607(𝑀𝑃𝑎) + Nhiệt độ cuối trình nén: 𝑇𝑐 = 𝑇𝑎 𝜀 𝑛1−1 = 350 15,51,367−1 = 957𝑜 𝐾 + Lượng mơi chất cơng tác q trình nén: 𝑀𝑒 = 𝑀1 + 𝑀𝑟 (𝐾𝑚𝑜𝑙/𝑘𝑔 𝑛ℎ 𝑙𝑖ệ𝑢) 𝑀𝑒 = 𝑀1 + 𝑀𝑟 = 𝑀1 (1 + 𝛾𝑡 ) = 1,41 (1 + 0,038) = 1,464 (kmol/kgn.l) 2.2.3 Tính tốn q tình cháy Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết 𝜷𝟎 𝑀1 𝑀1 + ∆𝑀1 ∆𝑀 𝛽0 = = =1+ 𝑀2 𝑀1 𝑀1 Độ tăng mol ∆𝑀 loại động xác định theo công thức sau: 𝐻 𝑂 ∆𝑀 = 0,21(1 − 𝛼)𝑀0 + ( + − ) 32 𝜇𝑛𝑙 Đối với động diesel: 𝐻 𝑂 ∆𝑀 = ( + ) 32 𝐻 𝑂 0,126 0,004 + + 32 = 1,0229 𝛽0 = + 32 = + 𝛼𝑀0 2,79.0,495 Hệ số thay đổi phân tử thực tế 𝜷 14 Lý thuyết động – Nhóm 𝛽= 𝛽0 + 𝛾𝑟 1,0229 + 0,038 = = 1,0221 + 𝛾𝑟 + 0,038 Hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z 𝛽𝑧 = + Trong 𝑋𝑧 = 𝜉𝑧 𝜉𝑏 = 0,78 = 0,9 → 𝛽𝑧 = + 𝛽0 − 𝑋 + 𝛾𝑟 𝑧 13 15 𝛽0 − 1,0229 − 13 𝑋𝑧 = + = 1,019 + 𝛾𝑟 + 0,038 15 Lượng sản phẩm cháy 𝑴𝟐 𝑀2 = 𝑀1 + ∆𝑀 = 𝛽0 𝑀1 = 1,0229.1,41 = 1,4423 Nhiệt độ điểm 𝒛𝑻𝒛 Tính 𝑇𝑧 cách giải phương trình cháy động Đối với động diesel, Tính nhiệt độ 𝑇𝑧 cách giải phương trình 𝜁𝑧 𝑄𝐻 + (𝑚 ̅𝑐 ′′ 𝑣 + 8,314𝜆)𝑇𝑒 = 𝛽𝑧 𝑚 ̅𝑐 ′′ 𝑝𝑧 𝑇𝑧 (∗) 𝑀1 (1 + 𝛾𝑟 ) Trong 𝑄𝐻 – Nhiệt trị dầu diesel 𝑄𝐻 = 42.500𝐾𝐽/𝐾𝑚𝑜𝑙 𝑚 ̅𝑐 ′′ 𝑝𝑧 - Tỷ nhiệt mol đẳng áp trung bình điểm z sản vật cháy 𝑚 ̅𝑐 ′′ 𝑝𝑧 = 8,314 + 𝑚 ̅𝑐 ′′ 𝑣𝑧 ( 𝑘𝐽 độ) (∗∗) 𝑘𝑚𝑜𝑙 Xác định tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình điểm z cơng thức sau: ′′ ̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑚𝑐 𝑣𝑧 = 𝛾𝑟 ̅̅̅̅̅̅̅ ′′ ̅̅̅̅̅̅̅ ) 𝑚𝑐 ′′ 𝑣 + (1 − 𝑋𝑧 )𝑚𝑐 𝑣 𝑏 ′′ 𝑣 𝛽0 ′′ =𝑎 𝑣+ 𝑇𝑧 𝛾𝑟 𝛽0 (𝑋𝑧 + ) + (1 − 𝑋𝑧 ) 𝛽0 𝛽0 (𝑋𝑧 − Chỉnh lý ta có: 15 Lý thuyết động – Nhóm 𝑚 ̅𝑐 ′′ 𝑝𝑧 𝑏 ′′ 𝑝 =𝑎 𝑝+ 𝑇 𝑧 ′′ Từ (*) (**) ta 𝑇𝑧 = 1832,13°𝐾 6) Áp suất điểm z 𝑝𝑧 = 𝜆 𝑝𝑐 (𝑀𝑝𝑎) Trong 𝜆 hệ số tăng áp cháy xác theo công thức: 𝜆 = 𝛽𝑧 → 𝜆 = 𝛽𝑧 𝑇𝑧 𝑇𝑐 𝑇𝑧 1832,13 = 1,019 = 1,843 𝑇𝑐 957 𝑝𝑧 = 1,843.3,607 = 6,647 𝑀𝑃𝑎 2.2.4 Tính q trình giãn nở : Hệ số giãn nở p : ρ= 𝐵𝑧 𝑇𝑧 1,019.1832,13 = ≈ 1,152 𝜆 𝑇𝑐 1,843.957 Thỏa mãn điều kiện 𝜌 < 𝜆 Hệ số giãn nở sau : δ= ε 15,5 = = 13,455 ρ 1,152 Chỉ số giãn nở đa biến trung bình 𝒏𝟐 : 𝑛2 − = 8,314 ̅" (𝜉𝑏 − 𝜉𝑧 )𝑄𝐻∗ " + 𝑏𝑣𝑧 (𝑇 + 𝑇 ) + 𝑎̅𝑣𝑧 𝑏 𝑧 𝑀1 (1 + 𝛾𝑟 )𝛽(𝑇𝑧 − 𝑇𝑏 ) Trong : 𝑇𝑏 : nhiệt trị điểm b xác định theo công thức : 𝑇𝑏 = 𝑇𝑧 𝜀 𝑛2 −1 = 1832,13 13,4551,288−1 = 866,63 oK 𝑄𝐻∗ - Nhiệt giá trị thấp nhiên liệu Đối với động diesel : 𝑄𝐻∗ = 𝑄𝐻 16 Lý thuyết động – Nhóm Nhiên liệu diesel có nhiệt trị : 𝑄𝐻 = 42.500 KJ/kg.nl ⇒ 𝑛2 = + 8,314 (0,9 − 0,78) 42500 0,004 + 19,86 + (1832,13 + 13,455) 1,41 (1 + 0,038) 1,0221 (1832,13 − 13,455) ⟹ 𝑛2 = 1,288 Áp suất trình giãn nở : 𝑝𝑏 = 𝑝𝑧 𝛿 𝑛2 = 6,647 13,4551,288 = 0,234 𝑀𝑃𝑎 Nhiệt độ khí thải 𝑇𝑟𝑡 : 𝑝𝑟 𝑚−1 𝑇𝑟𝑡 = 𝑇𝑏 ( ) 𝑝𝑏 𝑚 = 866,63 ( 0,11 0,233 ) 1,45−1 1,45 = 686,55 ( oK ) 2.2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác 1) Áp suất thị trung bình 𝒑′𝒊 𝑝𝑖′ = 𝜌𝑐 𝜆 1 [ (1 − 𝑛 −1 ) − (1 − 𝑛 −1 )] 𝜀 − 𝑛2 − 𝜀 𝑛1 − 𝜀 Đối với động diesel: 𝑝𝑖′ = ⟹ 𝑝𝑖′ = 𝜌𝑐 𝜆 𝜌 1 [𝜆(𝜌 − 1) + (1 − 𝑛 −1 ) − (1 − 𝑛 −1 )] 𝜀−1 𝑛2 − 𝛿 𝑛1 − 𝜀 3,607 1,843.1,152 [1,843(1,152 − 1) + (1 − ) 15,5 − 1,288 − 13,4551,288−1 1 − (1 − )] = 0,606(𝑀𝑃𝑎) 1,367 − 15,51,367−1 2)Áp suất thị trung bình thực tế: 𝑝𝑖 = 𝜑𝑑 𝑝𝑖′ = 0,934.0,606 = 0,566(𝑀𝑃𝑎) Trong 𝜑𝑑 -hệ số hiệu đính đồ thị cơng.Chọn theo tính chủng loại động 3)Suất tiêu hao nhiên liệu thị 𝒈𝒊 : 432 103 𝜂𝑣 𝑝𝑘 432 103 0,82.0,1 𝑔 𝑔𝑖 = = = 149,41( ℎ) 𝑀1 𝑝𝑖 𝑇𝑘 1,41.0,566.297 𝐾𝑊 17 Lý thuyết động – Nhóm 4)Hiệu suất thị: 3,6 103 3,6 103 𝜂𝑖 = = = 5,67 10−4 𝑔𝑖 𝑄𝐻 149,45.42500 5)Áp suất tổn thất giới 𝒑𝒎 : Áp suất thường biểu diễn quan hệ tuyến tính tốc độ trung bình pit tơng 𝑉𝑡𝑏 = 𝑆𝑛 0,18.1600 = = 9,6 30 30 Vì động diesel công suất lớn nên 𝜏 = 4; 𝑖 = 6; 𝐷 = 150mm 𝑝𝑚 = 0,03 + 0,012 𝑉𝑡𝑏 = 0,03 + 0,012.9,6 = 0,1452(𝑀𝑃𝑎) 6) Áp suất có ích trung bình 𝒑𝒆 : Ta có cơng thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế xác định theo CT: 𝑝𝑒 = 𝑝𝑖 − 𝑝𝑚 = 0,566 − 0,1452 = 0,4208(𝑀𝑃𝑎) Sai lệch 𝑝𝑒 phản ánh sai lệch đường kính D 𝜂𝑚 = 𝑝𝑒 0,4208 = = 0,7434 𝑝𝑖 0,566 Các động đại ngày thường có hiệu suất giới cao nên khơng cần tính áp suất tổn thất giới theo cơng thức cho mà chọn thẳng phạm vi 𝜂𝑚 = 0,75 ÷ 0,88 7)Áp suất tiêu hao nhiên liệu 𝒈𝒆 : 𝑔𝑒 = 𝑔𝑖 149,41 𝑔 = = 200,1( ℎ) 𝜂𝑚 0,7434 𝑘𝑊 8)Hiệu suất có ích 𝜼𝒆 : 𝜂𝑒 = 𝜂𝑖 𝜂𝑚 = 5,67 10−4 0,7434 = 4,22 10−4 9)Kiểm nghiệm đường kính xi lanh D theo cơng thức: 4𝑉ℎ 𝐷=√ = 150,015(𝑚𝑚) 𝜋 𝑠 18 Lý thuyết động – Nhóm Mặt khác 𝑉ℎ = 𝑁𝑒 .30.𝜏 𝑃𝑒 𝑖.𝑛 = 3,18(𝑙) Ta có sai số với đề 0,015mm Sai số vời đề không 0,1mm Thực sau tính 𝑝𝑒 , khơng có sai lệch đường kính xi lanh khơng sai lệch 2.3 Vẽ hiệu đính đồ thị cơng Căn vào số liệu tính𝑝𝑎 , 𝑝𝑐 , 𝑝𝑧 , 𝑝𝑏 , 𝑛1 , 𝑛2 , 𝜀 Ta lập bảng để tính đường nén đường giãn nở theo biến thiên dung tích cơng tác 𝑉𝑋 = 𝑖 𝑉𝑐 (𝑉𝑐 − 𝑑𝑢𝑛𝑔 𝑡í𝑐ℎ 𝑏𝑢ồ𝑛𝑔 𝑐ℎá𝑦) 𝑉𝑐 = 𝑝𝑎 𝑝𝑐 𝑝𝑧 𝑝𝑏 𝑛1 𝑛2 𝜀 𝜌 𝑉ℎ 3,18 = = 0,219 𝜀 − 15,5 − 0,085 3,607 6,647 0,234 1,367 1,288 15,5 1,152 19 Lý thuyết động – Nhóm Bảng tính q trình nén q trình giãn nở theo mẫu Quá trình nén 𝑖 𝑖 𝑉𝑐 Giá trị biểu diễn (x) 𝑖 𝑛1 Quá trình giãn nở 𝑝𝑐 = 𝑛 𝑖 Giá trị biểu diễn (y) 𝑖 𝑛2 𝑝𝑥 𝑝𝑥 𝜌 = 𝑝𝑧 ( )𝑛2 𝑖 Giá trị biểu diễn 𝑝𝑥 𝜇𝑝 0,219 14.2208 1.0000 3.6070 135.6015 1.0000 7.9758 𝜌 0,2523 16.3823 1.2134 2.9726 111.7529 1.1999 6.6470 250 (y) 0,438 28.4416 2.5793 1.3984 52.5722 2.4419 3.2663 122.8469 0,657 42.6623 4.4898 0.8034 30.2023 4.1165 1.9375 72.8717 0,876 56.8831 6.6530 0.5422 20.3821 5.9628 1.3376 50.3081 1,095 71.1039 9.0259 0.3996 15.0235 7.9483 1.0035 37.7414 1,314 85.3247 11.5806 0.3115 11.7093 10.0521 0.7934 29.8423 1,533 99.5455 14.2971 0.2523 9.4845 12.2599 0.6506 24.4683 1,752 113.7662 17.1603 0.2102 7.9021 14.5606 0.5478 20.6021 1,972 127.9870 20.1581 0.1789 6.7269 16.9459 0.4707 17.7022 10 2,19 142.2078 23.2809 0.1549 5.8246 19.4089 0.4109 15.4558 11 2,409 156.4286 26.5206 0.1360 5.1131 21.9439 0.3635 13.6703 12 2,628 170.6494 29.8704 0.1208 4.5397 24.5463 0.3249 12.2210 13 2,847 184.8701 33.3243 0.1082 4.0692 27.2119 0.2931 11.0238 14 3,066 199.0909 36.8771 0.0978 3.6771 29.9373 0.2664 10.0202 15 3,285 213.3117 40.5244 0.0890 3.3462 32.7194 0.2438 9.1682 15,5 3,3945 220 (x) 42.3822 0.0851 3.1995 34.1309 0.2337 8.7891 20 Lý thuyết động – Nhóm Chọn tỷ lệ xích phù hợp điểm đặc biệt: Vẽ đồ thị P-V theo tỷ lệ xích 𝜇𝑣 = 𝜇𝑝 = 𝜀𝑉𝑐 220 𝑝𝑧 250 = = 15,5.0,219 220 6,647 250 = 0,0154 𝑑𝑚3 𝑚𝑚 = 0,0266 Mpa/mm Ta có 𝑉ℎ 3,18 = = 0,219 𝜀 − 15,5 − 𝑉𝑎 = 𝑉𝑐 + 𝑉ℎ = 0,219 + 3,18 = 3,399 (𝑙) 𝑉𝑐 = Mặt khác ta có 𝑉𝑧 = 𝜌 𝑉𝑐 = 1,152.0,219 = 0,2523 (𝑙) Vẽ vịng trịn Blick đặt phía đồ thị cơng: Ta có tỉ lệ xích hành trình piton S 𝜇𝑠 = 𝑔𝑡𝑡𝑠 𝑆 180 = = = 0,819 𝑔𝑡𝑏𝑑𝑠 𝑔𝑡𝑏𝑑𝑠 220 Thông số kết cấu động 𝜆= 𝑅 𝑆 180 = = = 0,2813 𝑚𝑚 𝐿𝑡𝑡 𝐿𝑡𝑡 2.320 Khoảng cách OO’ 𝑂𝑂′ = 𝜆 𝑅 0,2813.90 = = 12,6563 𝑚𝑚 2 Giá trị biểu diễn OO’ đồ thị 𝑔𝑡𝑏𝑑𝑂𝑂′ = 𝑔𝑡𝑡𝑂𝑂′ 12,6563 = = 15,454 𝑚𝑚 𝜇𝑠 0,819 Ta có nửa hành trình piton 𝑅= 𝑆 180 = = 90 𝑚𝑚 2 Giá trị biểu diễn S đồ thị là: 21 Lý thuyết động – Nhóm 𝑔𝑡𝑏𝑑𝑆 = 𝑔𝑡𝑡𝑠 90 = = 101,01 𝑚𝑚 𝜇𝑠 0,891 1) Hiệu đính điểm bắt đầu trình nạp : (điểm a) Từ điểm O’ đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thả β2 , bán kính cắt đường trịn điểm a’, Từ a’ gióng đường thẳng song song với trục tung cắt đường Pa điểm a Nối điểm r đường thải ( giao điểm đường Pr trục ) với a ta đường tiếp tuyến từ trình thải sang trình nạp 2) Hiệu định áp suất cuối trình nén : ( điểm c’ ) Áp suất cuối trình nén thực tế tượng phun sớm ( động diesel ) tượng đánh lửa sớm ( động xăng ) nên thường chọn áp suất cuối trình nén lý thuyết Pc tính Theo kinh nghiệm, áp suất cuối trình nén thực tế P′c xác định theo công thức sau : Đối với động diesel : 1 P′c = Pc + (Pz − Pc ) = 3,607 + (6,647 − 3,607) = 4,6203 (MPa) 3 Từ xác định tung độ điểm c’ đồ thị công : yc′ = 4,6203 0,0266 = 173,7(mm) 3) Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm 𝑐 ′′ ) Do tượng phun sớm nên đường nén thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết điểm 𝑐 ′′ Điểm 𝑐 ′′ xác định cách Từ điểm 𝑂′ đồ thị Brick ta xác định góc phun sớm góc đánh lửa sớm 𝜃 , bán kính cắt vịng trịn Brick điểm Từ điểm gióng ta gắn song song với trục tung cắt đường tròn nén điểm 𝑐 ′′ Dùng cung thích hợp nối điểm 𝑐 ′′ với điểm 𝑐 ′ 4) Hiệu đính điểm đạt 𝑃𝑧𝑚𝑎𝑥 thực tế Áp suất 𝑃𝑧𝑚𝑎𝑥 thực tế trình cháy-giãn nở khơng trì số động diesel (Đoạn ứng với 𝜌 𝑉𝑐 ) không đạt trị số lý thuyết động xăng Theo thực nghiệm, điểm đạt trị số áp suất cao điểm thuộc miền vào khoảng 372𝑜 ÷ 375𝑜 (tức 12𝑜 ÷ 15𝑜 sau điểm chết trình cháy giãn nở) Hiệu định điểm z động diesel: 22 Lý thuyết động – Nhóm - Xác định điểm z từ góc 15𝑜 Từ điểm 𝑂′ đồ thị Brick tac xác định góc tương ứng với 375𝑜 góc quay trụ khuỷu, bán kính cắt vịng trịn điểm Từ điểm ta gióng song song với trục tung cắt đường 𝑃𝑧 điểm z - Dùng cung thích hợp nối 𝑐 ′ với z lượn sát với đường giãn nở 5) Hiệu định điểm bắt đầu trình thực tế: ( điểm b’) Do có tượng mở sớm xupáp thải nên thực tế trình thải thực diễn sớm lý thuyết Ta xác định điểm b cách: Từ điểm O’ tren đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm Xupáp thải 𝛽1 , bán kính cắt đường trịn Brick điểm Từ điểm ta gióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở điểm b’ 6) Hiệu định điểm kết thức trình giãn nở: ( điểm b’’) Áp suất cuối trình giãn nở thực tế 𝑃𝑏" thường thấp áp suất cuối trình giãn nở lý thuyết xupáp thải mở sớm Theo cơng thức kinh nghiệm ta xác định được: 1 𝑃𝑏" = 𝑃𝑟 + (𝑃𝑏 − 𝑃𝑟 ) = 0,11 + (0,234 − 0,11) = 0,172(𝑀𝑃𝑎) 2 Từ xác định tung độ điểm b’’ là: 𝑦𝑏′′ 𝑝′′𝑏 0,172 = = = 6,46 (𝑚𝑚) 𝜇𝑝 0,0266 23 Lý thuyết động – Nhóm CHƯƠNG II: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC I) Vẽ đường biểu diễn quy luật động học : Các đường biểu diễn vẽ hoành độ thống ứng với hành trình piston S= 2R.Vì độ thị lấy hoành độ tương ứng với 𝑉ℎ đô thị công (từ điểm 𝑉𝑐 đến 𝜀 𝑉𝑐 ) 1.1) Đường biểu diễn hành trình piston 𝒙 = 𝒇(𝒂) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình piston theo trình tự sau: Chọn tỉ xích góc : thường dùng tỉ lệ xích(0,7) (mm/độ ) Chọn gốc tọa độ cách gốc cách độ thi cơng khoảng 15 ÷ 18 cm Từ tâm 0’ đồ thị Brick kẻ bán kính ứng với 10° 20° 180° Gióng điểm chia cung Brick xuống điểm 10° 20°, .180° tương ứng trục tung đồ thị 𝑥 = 𝑓(𝑎) ta điểm xác định chuyển vị x tương ứng với góc 10,20°, 180° nối điểm xác định chuyển vị x ta đồ thị biểu diễn quan hệ 𝑥 = 𝑓(𝑎) 1.2 Đường biểu diễn tốc độ piston 𝒗 = 𝒇(𝒂) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ piton 𝑣 = 𝑓(𝑎) Theo phương pháp đồ thị vòng Tiến hành theo bước cụ thể sau: 1.Vẻ nửa vịng trịn tâm O bán kính R ,phía đồ thị 𝑥 = 𝑓(𝑎) Sát mép vẽ Vẽ vịng trịn tâm0 bán kính 𝑅𝜆/2 Chia nửa vịng trịn tâm O bán kính R vịng trịn tâm O bán kính RA/2 thành 18 phần theo chiều ngược Từ điểm chia nửa vịng tâm trịn bán kính R kẻ đường song song với tung độ, đường cắt đường song song với hoành độ xuất phát từ điểm chia tương ứng bán kính 𝑅𝜆/2 điểm a,b,c, 24 Lý thuyết động – Nhóm Nối điểm a,b,c, Tạo thành đường cong giới hạn trị số tốc độ piton thể đoạn thẳng song song với tung độ từ điểm cắt vịng trịn bán kính R tạo với trục hồnh góc a đến đường cong a,b,c 1.3 Đường biểu diễn gia tốc piston 𝒋 = 𝒇( 𝒙) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc piston theo phương pháp Tôlê ta vẽ theo bước sau: 1.Chọn tỉ lệ xích 𝜇𝑗 , phù hợp khoảng 30 ÷ 80 (m/s2.mm ) Ở ta chọn 𝜇𝑗 = 55 (m/so.mm ) 2.Ta tính giá trị: - Ta có góc : 𝜔= 𝜋.𝑛 30 = 3,14.1600 30 = 167 (rad/s) - Gia tốc cực đại : 𝑗𝑚𝑎𝑥 = 𝑅 𝜔2 (1 + 𝜆) = 0,09 1672 (1 + 0,2813) = 3216,0758 (m/s2) Vậy ta giá trị biểu diễn jmax : 𝑔𝑡𝑏𝑑𝑗𝑚𝑎𝑥 = 𝑔𝑡𝑡𝑗𝑚𝑎𝑥 𝜇𝑗 = 3216,0758 55 = 58 (mm) -Gia tốc cực tiểu : 𝑗𝑚𝑖𝑛 = −𝑅 𝜔2 (1 − 𝜆) = −0,9 1,672 (1 − 0,2813) = −1803,944 (m/s2) Vậy ta giá trị biểu diễn Jin : 𝑔𝑡𝑏𝑑𝑗𝑚𝑖𝑛 = 𝑔𝑡𝑡𝑗𝑚𝑖𝑛 𝜇𝑗 = 1803,944 55 = 33 (mm) -Xác định vị trí EF : 𝐸𝐹 = −3 𝑅 𝜔2 (1 − 𝜆) = −3.0,09 0,2813.1672 = −2118,1974 (m/s2) 25 Lý thuyết động – Nhóm Vậy giá trị biểu diễn EF : 𝑔𝑡𝑏𝑑𝐸𝐹 = 𝑔𝑡𝑡𝐸𝐹 𝜇𝑗 = −2118,1794 55 = −39 (mm) 3.Từ điểm A tương ứng điểm chết lấy 𝐴𝐶 = 𝑗𝑚𝑎𝑥 , từ điểm B tương ứng điểm chết lấy BD = 𝑗𝑚𝑖𝑛 , nối CD cắt trục hoành E; lấy 𝐸𝐹 = 𝑅 𝜔2 phía BD Nối CF với BD,chia đoạn làm phần 11, 22, 33 Vẽ đường bao tiếp tuyến với 11, 22, 33 ta đường cong biểu diễn quan hệ 𝑗 = 𝑓(𝑥) 26 Lý thuyết động – Nhóm LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin thay mặt nhóm gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Nguyễn Tuấn Nghĩa Trong trình học tập tìm hiểu mơn Lý Thuyết Động Cơ, nhóm nhận quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn tận tình, tâm huyết thầy Thầy giúp chúng em tích lũy thêm nhiều kiến thức để có nhìn sâu sắc, học hỏi, trau dồi nhiều kiến thức ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô Từ kiến thức mà thầy truyền tải giúp chúng em hiểu rõ môn Lý thuyết động nói riêng kiến thức Ơ Tơ nói chung Có lẽ kiến thức vơ vạn mà tiếp nhận kiến thực thân người ln tồn hạn chế định Do đó, q trình hồn thành tập lớn, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Bản thân nhóm chúng em mong góp ý đến thầy, giáo để tập lớn em hoàn thiện Kính chúc thầy, giáo sức khỏe, hạnh phúc thành công đường nghiệp giảng dạy Em xin chân thành cảm ơn! 27 Lý thuyết động – Nhóm Tài Liệu Tham Khảo - Giáo trình nguyên lý động đốt – NXB: Khoa học kỹ thuật - Động đốt – NXB: Khoa học kỹ thuật - File hướng dẫn tập lớn nguyên lý động HẾT 28 Lý thuyết động – Nhóm ... 142 .2078 23.2809 0.1 549 5.8 246 19 .40 89 0 .41 09 15 .45 58 11 2 ,40 9 156 .42 86 26.5206 0.1360 5.1131 21. 943 9 0.3635 13.6703 12 2,628 170. 649 4 29.87 04 0.1208 4. 5397 24. 546 3 0.3 249 12.2210 13 2, 847 1 84. 8701... 0,219 14. 2208 1.0000 3.6070 135.6015 1.0000 7.9758