Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỀ TÀI : Thiết kế động xăng, không tăng áp, có cơng suất N en =117 KW , tốc độ quay n n=5400, dùng xe ô tô LEXUS RX-300 GVHD : ĐOÀN PHƯỚC THỌ LỚP : 61.CNOT3 SVTH : VÕ CHÁNH HUY HOÀNG KIM LONG CHƯƠNG 2: CHỌN CÁC THƠNG SỐ CHO ĐỘNG CƠ Đơn vị kí hiệu N emax (KW ) M emax ( Nm) n C TB i a λ ℇ α T o (° K ) Po ( MN ) m2 ηv Pr (MPa) T r (° K) ∆ T (° K) ξz n1 P z(MPa) Q T (KJ/kgnl) n2 Khoảng giá trị lý Gía trị chọn cơng thức 117 210 Động xe du lịch 3800÷600 5400 Động xăng xe du lịch: 14.94 10÷15 Xe tơ 4÷8 S 83 Động xăng 0.8÷0.12 a= = =0,954 D 87 R 1/5.1÷1/3.2 = =0,262 l Vh Động xăng xupap treo = +1 = 10.5 6.5÷10 Vc L1 Động xăng có làm α= = 0.9 đậm: 0.85÷0.9 L0 Nhiệt độ trung bình nước ta 297 297 Gía trị độ cao mực 0.103 nước biển 0.103 Động xăng xupap treo 0.75 0.75÷0.82 Động xăng 0.11÷0.12 0.11 Động xăng 900÷1100 Động xăng 10÷30 Động xăng 0.85÷0.92 Động xăng 1.34÷1.37 Động buồng cháy khơng phân chia 7÷9 Đối với xăng 44.103 Động xăng 1.23 1000 15 0.85 1.37 44.103 1.23 1- Cơng suất có ích lớn Nemax = 117 Kw 2- Momem xoắn có ích lớn Me = 210 Nm 3- Số vòng quay phút trục khuỷu ứng với cơng suất lớn nhất: n=5400 vịng/phút S n 0,083.5400 m = =14.94 ( ) 30 30 s 4- Tốc độ trung bình pít tơng CTB = 5- Số xylanh động cơ: i=6 6- Tỷ số hành trình piston đường kính xylanh: a= 7- R Hệ số kết cấu : = =0,262 l 8- Hệ số nén : = S 83 = =0,954 D 87 Vh +1 = 10.5 Vc Trong đó: Vh thể tích công tác xylanh: Vh = π 087 087.0 083 =0,4934 ( dm3) Vc thể tích buồng cháy: Vc = Vh = 5,2.10-2 (dm3) −1 9- Hệ số dư lượng khơng khí : α= L1 = 0.9 ( tự chọn dựa vào kiểu động L0 cơ,phương pháp tạo hỗn hợp chế độ sử dụng động cơ) 10- Nhiệt độ môi trường To = 297K ( nhiệt độ trung bình nước ta 24◦C 11- Áp suất môi trường p0 = 0.103 MN ( giá trị p0 độ cao mực nước m2 biển) ηv = 0.75 ( chọn theo kiểu động ) 12- Hệ số nạp 13- Áp suất khí thể cuối trình thải cưỡng pr : Động xăng pr = 0.11÷0.12 ( Mpa ), chọn pr=0.11 ( Mpa ) 14- Nhiệt độ cuối trình thải Tr : Động xăng : Tr = 900÷1100K chọn Tr = 1000K 15- Độ sấy nóng khí nạp ∆T : Động xăng : ∆T= 10÷30K chọn 15K 16- Chỉ số nén đa biến trung bình n1 : Động xăng : n1 = 1,34÷1,37, chọn n1 = 1,37 17- Hệ số sử dụng nhiệt ξ : Động xăng : ξ = 0,85÷0,92, chon ξ = 0,85 18- Áp suất cuối trình cháy động diesel pz= (Mpa) (vì buồng cháy khơng phân chia) 19- Nhiệt trị thấp nhiên liệu Qr : Với kg nhiên liệu, động xăng : Qr = 44.103 ( 20- KJ ) kgml Chỉ số giãn nỡ đa biến trung bình n2 : Vì chọn hệ số sử dụng nhiệt thấp nên chĩ số giãn nở đa biến trung bình thấp Đối với động xăng n2 = 1,23÷1,27, chọn n2 =1.23 VÌ LÀ ĐỘNG CƠ KỲ NÊN KHÔNG CẦN CHỌN THÊM CÁC THÔNG SỐ NHƯ TRONG BÀI HƯỚNG DẪN II, TÍNH TỐN CÁC Q TRÌNH CỦA CHU TRÌNH CƠNG TÁC 2.1 Tính tốn q trình trao đổi khí -Hệ số khí sót : γr = T o pr 279.011 = =0,0445 T r (ε−1) p o η v ( 10,5−1 ) 0,75 0,103 1000 -Nhiệt độ cuối trình nạp : T a= T o+ ∆ T + γ r T r 279+15+0,0445.1000 = = 341,31°K 1+γ r 1+0,0445 - Áp suất cuối kì nạp: pa ¿ ( ε−1 ) ( 1+ γ r ) po η v T a εTo ¿ (10,5−1 ) (1+ 0,0445 ) 0,75.0,103 341,31 10,5.297 =0,0838 MPa 2.2 Tính tốn q trình nén : -Áp suất cuối trình nén : pc = pa ε n =0,0838 10,51,37 =2,1 MPa -Nhiệt độ cuối trình nén : T c =T a ε n1 −1 =341,31.10,5 1,37−1 =814,68 ° K -2.3 Tính tốn q trình cháy +Tính tốn tương quan nhiệt hóa Lượng khơng khí lý thuyết cần biết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu thể lỏng M o= ( ) g c g H g o Kmol + − ( ) 0,21 12 32 kgnl Trong đo nhiên liệu xăng : gc =0,855; g H =0,145 ; go=0 M o= ( ) 0,855 0,145 Kmol + =0,5119( ) 0,21 12 Kgn -Lượng khơng khí thực tế nạp vào xylanh động ứng với 1kg nhiên liệu M t : M t =α M 0=0,9.0,5119=0,46071( Kmol ) kgnl -Lượng hỗn hợp cháy M 1tương ứng với lượng khí thể thực tế M t động xăng: M 1=α M + 1 Kmol =0,9.0,5119+ =0,4696 ( ) μ nl 112 kgnl -Trong : μnl lượng phân tử nhiên liệu Đối với động xăng μnl =110-114,chọn μnl =112( Kmol ) kgnl -Số mol sản vật c háy M 2: Khi α =0,9< : M 2= g c gh Kmol + + 0,79 α M ( ) 12 kgnl M 2= 0,855 0,145 Kmol + +0,79.0 0,5119=0,5077( ) 12 kgnl -Hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β o: β o= M 0,5077 Kmol = =1,0811( ) M 0,4696 kgnl -Hệ số thay đổi phân tử thực tế β : β= β o +γ r 1,0811+ 0,0445 = =1,0776 1+ γ r 1+ 0,0445 +Tính tốn tương quan nhiệt động -Khi 0,7 < a < giá trị μcpz xác định theo biểu thức gần sau μcpz =18,423+2,596 a+ ( 1,55+1,38 a ) 10−3 T Z −3 −3 ¿ 18,423+2,596.0,9+ ( 1,55+1,38.0,9 ) 10 T Z =20,7594+2,792 10 T Z ( -Nhiệt dung mol đẳng tích hỗn hợp cơng tác cuối trình nén : −3 μcvc =20,223+1,74.10 T c −3 ¿ 20,223+1,74 10 814,68 =21,642 ( KJ ) Kmol độ KJ ) Kmol độ -Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn : −3 ∆ QT =120 10 ( 1−a ) M o=120 10 ( 1−0,9 ) 0,5119 ¿ 6142,857( KJ ) kgnl -Nhiệt độ cuối trình cháy T Z xác định theo phương pháp nhiệt động trình cháy sau : ¿¿¿ (¿) ⇔ ( 44 103−6142,875 ) 0,85 0,4696 (1+ 0,0445 ) −3 +21,642.814,68=1,0776.(20,7594 +2,792.10 T Z ) T z ⇔ 83229,703=22,37 T z +3,0086.10−3 T 2z -Giải phương trình ta được: T z 1=2723,21° K T z 2=−10158,56° K -Chọn T z 1=2723,21° K -Tỷ số tăng áp suất: γ p= β T z 1,0776.2723,21 = =3,602 TC 814,68 -Áp suất cuối trình cháy: p z=γ p p c=3,602.2,1=7,5642(Mpa) 2.4 Tính tốn q trình dãn nở -Áp suất cuối trình cháy: pb = pz δ n2 = 7,5643 =0,42 (Mpa) 1,23−1 10,5 -Nhiệt độ cuối trình dãn nở: T b= Tz δ n2−1 = 2723,21 =1585,65° K 10,51,23−1 2.5 Kiểm tra kết tính tốn: -Sau kêt thúc việc tính tốn q trình chu trình cơng tác, ta đung cơng thức kinh nghiệm sau để kiểm tra kết việc chọn tính thơng số T r= Tb Δ= 1585,65 =1014,5° K 0,42 0,11 √ √ -Sai số = pb Pr 1000−1014,5 100 %=0,55 % 100 III ,XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHU TRÌNH CÔNG TÁC VÀ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 3.1 Các thông số thị a) Áp suất thị trung bình lý thuyết p,i: , pi = ¿ [ [ ( ) ( )] pc λp 1 1− n −1 − 1− n −1 (MPa) ε −1 n2−1 n1−1 δ δ ( ) ( )] 2,1 3,602 1 1− − 1− =1,099( MPa) 1,23−1−1 1,37−1−1 10,5−1 1,27−1 1,37−1 10,5 10,5 b) Áp suất thị trung bình thực tế pi : đo φ d=0,9÷ 0,98 chọn φ d=0,98 pi= pi, φd =1,099 0,98=1,077( MPa) c) Suất tiêu hao nhiên liệu thị: gi = 423 Po ηv 10 423 0,103.0,75 103 g = =217,49( ) M pi T o 0,4697.1,077.297 KWh d) Hiệu suất thị ηi = 3600 3600.1000 = =0,376 QT gi 44000.217,49 103 -Trong QT tính (KJ/kgl) gi tính (kg/KWh) 3.2 Các thơng số có ích: - Áp suất tổn hao khí trung bình Pcơ pcơ =0,025+0,012 CTB =0,025+ 0,012.14,94=0.204 - Áp suất có ích trung bình Pe =1,077−0.2024=0,873(MPa) - Hiệu suất khí : ηcơ = Pe 0,873 = =0,8105 pi 1,077 -Suất tiêu hao nhiên liệu có ích: ge = gi 217,49 g = =268,34 ( ) ηcơ 0,8105 KWh -Hiệu suất có ích ηe =ηi η =0,371.0,8105=0,3 -Cơng suất có ích động số vung quay tính tốn : N e= Pe V h in 0,873.0,4934 5400 = =116,299( KW ) 30 τ 30.4 -Mơ men xoăn có ích động số vịng quay tính tốn 3.10 N e 3.10 72 116,299 M e= = =205,64 ( Nm ) π n π 5400 Δ N e= N emax −N e =¿ 117−116,299∨ ¿ 100 %=0,6589 %
Ngày đăng: 08/08/2022, 05:13
Xem thêm:
