Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1 CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN – VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ TÍNH TOÁN nminlà tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tải nếu thấp hơn một chút động cơ sẽ chết máy nM Tốc độ lúc đạt mômen có ích.
Chương CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN – VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ TÍNH TỐN nminlà tốc độ tối thiểu mà động làm việc chế độ toàn tải n ếu thấp chút động chết máy nM : Tốc độ lúc đạt mơmen có ích cực đại chế độ toàn tải (Memax ) ne : Tốc độ đạt công suất cực đại chế độ toàn tải (Nemax ) Đa số động Diezel số động xăng xe tải có hạn chế tốc độ, thay ne nhd nhd : Tốc độ hiệu đính (Tốc độ hạn chế), ne = nhd Nhd : Công suất hiệu đính nhà sản xuất thơng báo CÁC TỐC ĐỘ CHỌN NHƯ SAU - Động xăng có hạn chế tốc độ động Diezel Tốc độ tối thi ểu mà động làm vi ệc chế độ toàn tải th ấp chút động chết máy nmin ≈ 0,25 nhd Ta có: nhd - Tốc độ hiệu đính (tốc độ hạn chế) ne : Tốc độ đạt công suất cực đại ch ế độ toàn tải (Nemax ) Mà ne = nhd ⇒nmin = 0,25.3350= 837,5(v/p) Chương TÍNH NHIÊN LIỆU VÀ HỖN HỢP CÁC SẢN PHẨM CHÁY 1.1 Cho động Diesel Nhiên liệu Diesel có trị số Xetan 40÷50 hu =10000÷10400 Kcal/kg Thành phần gồm có Cacbon (gC ) Hidro (gH ) Oxy (gO ) gC= 0,86 gH = 0,13 gO = 0,01 1.2 Chọn hệ số dư khơng khí α: Vì tính nhiệt độ chế độ tồn tải nên phải chọn α cơng suất: - Đối với động Diesel, chương ta tạm chọn α tuỳ theo loại động cơ, sau tính suất hao nhiên liệu gi ta phải tính lại �: + Loại thấp tốc: α = 1,8÷2,2 (nhd = 300÷600 vịng/phút) + Loại trung tốc: α = 1,3÷1,7 (nhd = 700÷2000 vịng/phút) + Loại cao tốc: α = 1,7÷2,2 (nhd >2000 vịng/phút) Vì nhd = 3350>2000 (vịng/phút) nên ta chọn loại cao tốc : α = 1,7÷2,2 => chọnα=2 1.3Lượng khơng khí lý thuyết l0 cần để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên li ệu:l0 l_0=(8/3⋅g_c+8.g_H-g_0)/0.23=(8/3⋅0,86+8.0,13-0,01)/0,23=14,45kg/kg.nl 1.4 Lượng khơng khí thực tế để đốt 1kg nhiên liệu: l=�.l0= 2.14,45= 28,9 kg/kg.nl 1.5 Thành phần sản phẩm cháy Gi : 1.5.2 Đối với động Diesel GCO2 = 11/3⋅g_C = 11/3⋅0,86 = 3,15 (kg) GO2 = ( �- 1) ( 8/3⋅g_C+8g_H-g_O) = 3,23 (kg) GH2O = 9.gH = 9.0,13 = 1,17 (kg) GN2 = 0,77.�.l0 = 22,25 (kg) Kiểm tra lại: Gspc = ∑Gi =3,15+3,23+1,17+22,25=29,8 kg(1) Gspc = �.l0 + = l +1 (2) (2.14,15)+1 = 28,9+1 29,9=29,9 Sai số công thức (1) (2) không vượt 5% 1.6 Tỷ lệ thành phần sản phẩm cháy gi : gi% = Gi /∑Gi = = Gi /Gspc ta có: %gCO2=(GCO2/∑Gi).100%= (GCO2/Gspc).100%=(3,15/29,9).100%= 11% %gCO=(GCO/∑Gi).100%= (GCO/Gspc).100%=(3,32/29,9).100% = 11% %gH2O=(GH2O/∑Gi).100%= (GH2O/Gspc).100%=(1,17/29,9).100%= 4% %gN2=(GN2/∑Gi).100%= (GN2/Gspc).100%=(22,253/29,9).100%= 75% ∑gi = gCO2 + gCO + gH2o + gN2 = Cho phép tính sai ±0,05 ∑gi 1.7 Hằng số khí nạp trước lúc cháy 1.7.1 Đối với động Diesel Vì nạp khơng khí sau đến cuối q trình nén phun nhiên li ệu nên số khí khơng khí Rhht = Rkk = 29,27 kG.m/kg.độ 2.8 Hằng số khí sản phẩm cháy Rspc Rspc = ∑(gi.Ri) = gCO2.RCO2+gO2.RO2+gH2O.RH2O+gN2.RN2 =0,11.19,3 + 0,11.47,1 + 0,04.30,3 + 0,75.26,5 = 28,39 kG.m/kg.độ RCO2 = 19,3 kG.m/kg.độ RCO = 30,3 kG.m/kg.độ RH2O = 47,1 RN2 = 30,3 kG.m/kg.độ kG.m/kg.độ RO2 = 26,5 kG.m/kg.độ 1.9 Hệ số biến đổi phân tử β: với động diesel β = Rspc /Rkk =28,39/29,27=0,97 2.10 Nhiệt dung chất khí 2.10.1 Hỗn hợp tươi Đối với động Diesel Cvhht = Cvkk =0,165 + 0,000017.Tc Kcal/kg.độ 2.10.2 Sản phẩm cháy Nhiệt dung sản phẩm cháy Cvspc Cvspc = ∑gi Cvi CVCO2 = 0,186 + 0,000028.Tz Kcal/kg.độ CVCO = 0,171 + 0,000018.Tz Kcal/kg.độ CVO2 = 0,150 + 0,000016.Tz Kcal/kg.độ CH2O = 0,317 + 0,000067.Tz Kcal/kg.độ CVN2 = 0,169 + 0,000017.Tz Kcal/kg.độ Động Diesel Cvspc = ∑gi Cvi = gCO2 CVCO2 + gO2 CVO2 + gH2O CH2O + gN2 CV = 0,11.(0,186+0,000028Tz)+0,11.(0,150+0,000016.Tz) +0,04.( 0,317 + 0,000067.Tz )+0,75.( 0,169 + 0,000017.Tz) = 0,17639+ 0,00002027.Tz Chương Q TRÌNH NẠP Tính theo nhiều tốc độ (nmin , nM , ne ) chế độ tồn tải dùng cơng th ức gần sau Giáo sư tiến sĩ Lenin J.M Pa = Ở n: Tốc độ vịng quay chế độ tính tốn (tính tốn giá trị tốc đ ộ nmin, nM, ne) Vh’: Tính m3 - Thể tích công tác xi lanh qui ước Vh’ = lít = 0,001m3 Vì chưa xác định Vh thể tích cơng tác xilanh ftb = fe.(ne/1000) = 4.10-4.(3350/1000) = 1,34.10-3 m2/lít - Tiết diện lưu thơng cần để phát huy Nemax tốc độ ne (hay Nehd nhd) ứng với thể tích cơng tác lít Po = fe: Tiết diện lưu thơng riêng ứng với lít thể tích cơng tác m ỗi 1000 vịng/phút (m2) Động kỳ khơng tăng áp Động Diesel: fe = cm2/lít.1000 v/phút : Tỷ số nén động : Hệ số tổn thất đường ống nạp = 0,65 0,85 * Với nmin = 825 (v/ph) P_a=1.[1-(�837,5�^2/(520.10^6 )).(0,001/(1,34.10^(-3) ))^2.1/�0,65�^2 ((17,8-0,5)/(17,8-1))^2 ]^3,5 =0,993(kG/cm2) * Với nM = 2090 (v/ph) P_a=1.[1-(2090^2/(520.10^6 )).(0,001/(1,34.10^(-3) ))^2.1/�0,65�^2 ((17,80,5)/(17,8-1))^2 ]^3,5 =0,959 (kG/cm2) * Với ne = 3350 (v/ph) P_a=1.[1-(3350^2/(520.10^6 )).(0,001/(1,34.10^(-3) ))^2.1/�0,65�^2 ((17,80,5)/(17,8-1))^2 ]^3,5 =0,898 (kG/cm2) 3.2 Xác định nhiệt độ cuối trình nạp Ta: Động kỳ không tăng áp: Ta = 0K To’ = to + t + 273 to = 24oC: Nhiệt độ khí điều kiện bình thường theo tiêu chuẩn quốc tế t : Nhiệt độ chi tiết nóng truyền cho hỗn hợp (hoặc khơng khí động c Diesel) ta chọn theo bảng sau: : Hệ số khí sót tính theo cơng thức sau: r = Pr (kG/cm2), Tr: Áp suất nhiệt độ đầu trình nạp chọn theo bảng sau: : Hệ số biến đổi phần tử = (Mspc/Mhht) = (Rspc/Phht) : Tỷ lệ nhiệt dung khí trước cháy sau cháy = = 1,1 Đối với động Diesel Tr’= K m = 1,38: Chỉ số dãn nở đa biến Bảng để chọn Pr, Tr, t cho động kỳ Bảng Thông số Thứ nguyên Động Diesel nmin nM nc Pr kG/cm2 1,001,05 Tr oK 900 950 1000 t oC 35 30 25 1,051,08 1,11,15 * Với nmin = 837,5 (v/ph) T_r^'=900.(0,993/1,02)^((1,38-1)/1,38)=893 K To’ = to + t + 273 = 24 + 35 + 273 = 332 γ_r=1,02.332/((17,8.0,993-1,02).0,97.900)=0,0232 T_a=(332+0,0232.1,1.893)/(1+0,0232.1,1)= 346K * Với nM = 2090 (v/ph) T_r^'=950.(0,959/1,06)^((1,38-1)/1,38)=924 K To’ = to + t + 273 = 24 + 30 + 273 = 327 γ_r=1,06.327/((17,8.0,959-1,06).0,97.950)=0,0235 T_a=(327+0,0235.1,1.924)/(1+0,0235.1,1)=342 K * Với ne = 3350 (v/ph) T_r^'=1000.(0,898/1,12)^((1,38-1)/1,38)=941 K To’ = to + t + 273 = 24 + 25 + 273 = 322 γ_r=1,12.322/((17,8.0,898-1,12).0,97.1000)=0,0237 T_a=(322+0,0237.1,1.941)/(1+0,0237.1,1)= 338 K 3.3 Khối lượng nạp chu kỳ cho Vh = lít Gckl Ở động có 3350 vịng/ phút có 1675 chu kỳ với loại động kỳ Ở tính cho Vh’ = lít ta chưa xác định Vh xi lanh Gckl = G180 d (mg/ckl) G180 : Khối lượng hỗn hợp tươi (hay khơng khí) nạp bản: δ = 0,5 Pa: Áp suất trung bình cuối kỳ nạp kG/cm2 V’h = 0,001m3 Ta: Nhiệt độ trung bình cuối kỳ nạp (K) Ra = Rhht (hay Rkk động Diesel) kG.m/kg.độ d - Hệ số điền đầy xi lanh tính góc đóng muộn 2 xupap nạp chọn sau: Bảng 2: Loại động nmin nM ne, nhd Động Diesel 0,981,02 1,01,05 1,051,10 * Với nmin = 837,5 (v/ph) G_180=(0,993.0,001.(17,8-0,5))/(29,27.346.(17,8-1)).10^10=1009,688 mg/ckl G_ckl=0,99.1009,688=999,59mg/ckl * Với nM = 2090 (v/ph) G_180=(0,959.0,001.(17,8-0,5))/(29,27.342.(17,8-1)).10^10=986,52 mg/ckl G_ckl=1,02.986,52=1006,25mg/ckl * Với ne = 3350 (v/ph) G_180=(0,898.0,001.(17,8-0,5))/(29,27.338.(17,8-1)).10^10=934,7 mg/ckl G_ckl=1,08.934,7=1009,47mg/ckl 3.4 Hệ số nạp v v = Glt = hay Glt = Ro = Rhht; Vh=1 lít = 0,001 m3; To = 24 + 273o K; Po = 10000kG/m2 Có thể tính v cho động kỳ khơng tăng áp công thức sau: v = - Động Diesel = 0,750,96 * Với nmin = 837,5 (v/ph) _v=(17,8.0,993-1)/(1.(17,8-1)).297/(297+35)=0,9 * Với nM = 2090 (v/ph) _v=(17,8.0,959-1.05)/(1.(17,8-1)).297/(297+30)=0,85 * Với ne = 3350 (v/ph) _v=(17,8.0,898-1.1)/(1.(17,8-1)).297/(297+25)=0,8 3.5 Tính mức tiêu hao nhiên liệu chu kỳ ứng với Vh’ = lít Gnlckl (cần để tính Tz ) Gnlckl = 45 55 (mg/ckl) Hệ số dư khơng khí α xác định lại theo công thức α’=Gckl/(Gnlckl.lo) * Với nmin = 837,5 (v/ph) α^'=999,59/50.14,45=1,384 * Với nM = 2090 (v/ph) α^'=1006,25/50.14,45=1,393 * Với ne = 3350 (v/ph) α^'=1009,47/50.14,45=1,397 Chương QUÁ TRÌNH NÉN 4.1 Áp suất cuối q trình nén Pc: Pc = Pa kG/cm2 n1: Chỉ số nén đa biến tính theo cơng thức thực nghiệm sau đây: n1 = 1,38 - 0.03 ne: Tốc độ tính tốn lúc đạt Nemax (hoặc nhd đạt Nhdmax) ntt: Tốc độ tính tốn (nmin, nmax, ne) * Với nmin = 837,5 (v/ph) n_1=1,38-0,03.3350/837,5=1,26 P_c=0,993.�17,8�^1,26=37,37 kG/cm2 * Với nM = 2090 (v/ph) n_1=1,38-0,03.3350/2090=1,33 P_c=0,959.�17,8�^1,33=44,14 kG/cm2 * Với ne = 3350 (v/ph) n_1=1,38-0,03.3350/3350=1,35 P_c=0,898.�17,8�^1,35=43,78 kG/cm2 4.2 Nhiệt độ cuối kỳ nén Tc: Tc = Ta.n1-1 * Với nmin = 837,5 (v/ph) T_c=346.�17,8�^(1,26-1 )=731 K * Với nM = 2090 (v/ph) T_c=342.�17,8�^(1,33-1)=884K * Với ne = 3350 (v/ph) T_c=338.�17,8�^(1,35-1)=926 K Chương TÍNH QUÁ TRìNH CHÁY Pb = 2,5 kG/cm2 : Tỷ số dãn nở sớm = = * Với nmin = 837,5 (v/ph) =0,97/2.2111/731=1,4kG/cm2 P_b=74,74.(1,4/17,8)^1,35=2,4 kG/cm2 * Với nM = 2090 (v/ph) =0,97/2.2329,5/884=1,27kG/cm2 P_b=88,28.(1,28/17,8)^1,25=3,25 kG/cm2 * Với ne = 3350 (v/ph) =1,027/2.2439,5/926=1,28kG/cm2 P_b=87,56.(1,277/17,8)^1,23=3,44 kG/cm2 6.3 Nhiệt độ cuối trình dãn nở Tb Tb = Tz * Với nmin = 837,5 (v/ph) T_b=2111.(1,4/17,8)^(1,35-1)=867K * Với nM = 2090 (v/ph) T_b=2329,5.(1,27/17,8)^(1,25-1)=1204 K * Với ne = 3350 (v/ph) T_b=2439,5.(1,28/17,8)^(1,23-1)=1332 K Chương CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHU TRÌNH 7.1 Tính áp suất trung bình thực tế Pe 7.1.1 Tính áp suất trung bình lý thuyết điều kiện nén dãn nở đa bi ến Pt’ (ở chu trình lý thuyết nén dãn nở đoạn nhiệt Pt) kG/cm2 Hay kG/cm2 * Với nmin = 837,5 (v/ph) P_t^' =37,37/(17,8-1).[2.(1,4-1)+2.1,4/(1,35-1).(1-1/�17,8�^(1,35-1) ) -1/ (1,26-1).(1-1/�17,8�^(1,26-1) )]=8,57 kG/cm2 * Với nM = 2090 (v/ph) P_t^'=44,14/(17,8-1).[2.(1,27-1)+2.1,27/(1,25-1).(1-1/�17,8�^(1,25-1) )-1/ (1,33-1).(1-1/�17,8�^(1,33-1) )]=10,23kG/cm2 * Với ne = 3350 (v/ph) P_t^' =43,78/(17,8-1).[2.(1,28-1)+2.1,28/(1,23-1).(1-1/�17,8�^(1,23-1) ) -1/(1,35-1).(1-1/�17,8�^(1,35-1) )]=10,78kG/cm2 7.1.2 Tính áp suất thị trung bình ứng với đồ thị chu trình Pi Đối với động kỳ: Pi = .Pt’ - Pi kG/cm2 = 0,92 0,97 Tổn hao nhiệt vê tròn đồ thị Chọn = 0,93 Pi: Tính nhiệt cho cơng bơm động khơng tăng áp (cơng nạp thải khí) Pi = Pr - Pa * Với nmin = 837,5 (v/ph) �∆P�_i=Pr - Pa= 1,02-0,993 = 0,027 (kG/cm2) Suy :Pi = .Pt’ - Pi = 0,93.8,75-0,027= 8,11(kG/cm2) * Với nM = 2090(v/ph) �∆P�_i=Pr - Pa= 1,06-0,959 = 0,091 (kG/cm2) Suy :Pi = .Pt’ - Pi = 0,93.10,23-0,091= 9,42(kG/cm2) * Với ne = 3350 (v/ph) �∆P�_i=Pr - Pa= 1,12 -0,898 = 0,222 (kG/cm2) Suy :Pi = .Pt’ - Pi = 0,93.10,78-0,222= 9,8(kG/cm2) 7.1.3 Tính hiệu suất học động ch ch = 1P¬ch: Áp suất tổn hao nhiệt cho cơng học (khắc phục ma sát chuyển động cấu phụ) Pi : Áp suất thị trung bình ứng với đồ thị cơng chu trình Với động khơng tăng áp tăng áp tuốc bin khí Pch tính theo công thức thực nghiệm sau đây: -Động Diesel Pch = 0,8 + 0,17.Vp (kG/cm2 ) Vp = (m/s) Vp: Vận tốc trung bình pittơng tốc độ tính tốn n (vịng/phút) S: Hành trình pittong (m) n: Số vịng quay động chế độ tính tốn Dựa Vtb chọn theo số vịng quay chế độ tính tốn ta xác định Vtb chế độ để tính ch * Với nmin = 837,5 (v/ph) Vp = =0,11.837,5/30=3,07(m/s) Pch = 0,8 + 0,17.Vp=0,8+0,17.3,07=1,32(kG/cm2 ) * Với nM = 2090(v/ph) Vp = =0,11.2090/30=7,66(m/s) Pch = 0,8 + 0,17.Vp=0,8+0,17.7,66= 2,1(kG/cm2 ) * Với ne = 3350 (v/ph) Vp = =0,11.3350/30=12,28(m/s) Pch = 0,8 + 0,17.Vp=0,8+0,17.12,28=2,9(kG/cm2 ) 7.1.4 Áp suất trung bình thực tế Pe Pe = Pi ch kG/cm2 Pemax tốc độ nM * Với nmin = 837,5 (v/ph) ch = 1- = 1-1,32/8,11=0,85 Pe = Pi ch= 8,11.0,85= 6,89kG/cm2 * Với nM = 2090(v/ph) ch = 1- =1-2,1/9,42=0,78 Pe = Pi ch= 9,42.0,78= 7,35kG/cm2 * Với ne = 3350 (v/ph) ch = 1- =1-2,89/9,8=0,71 Pe = Pi ch= 9.8.0,71 = 6,958 kG/cm2 7.2 Tính suất hao nhiên liệu thực tế ge ge = : [kg/ml.h] (kg/ mã lực.giờ) Trong đó: ch: Hiệu suất học gi: Suất hao nhiên liệu thị Động Diesel kỳ khơng tăng áp Phải tính lại hệ số dư khơng khí: ’ = gi = : kg/ml.h * Với nmin = 837,5 (v/ph) ’ = =999,59/50.14,45=1,384 gi = = 2,7.105.1.0,9/(8,11.29,27.(24+273).1,384.14,45) = 0,172kg/ml.h ge = = 0,172/0,85 = 0,2kg/ml.h * Với nM = 2090(v/ph) ’ = =1006,25/50.14,45=1,393 gi = =2,7.105 1.0,85/(9,42.29,27.(24+273).1,393.14,45) = 0,14kg/ml.h ge = = 0,14/0,78 = 0,18kg/ml.h * Với ne = 3350 (v/ph) ’ = 1009,5/50.14,45=1,397 gi = =2,7.105 1.0,8/(9,8.29,27.(24+273).1,397.14,45) = 0,125kg kg/ml.h ge = = 0,125/0,71 = 0,176 kg/ml.h 7.3 Công suất thực tế Ne tốc độ Ne = [mã lực] Với động thiết kế ta chưa xác định Vh xi lanh nên tốc độ nmin, nM ta xác định Ne dựa vào tỷ lệ: Nemin = Nemax ; NeM = Nemax Pemin , PeM, PeN: áp suất có ích chế độ tốc độ tính tốn nmin , nM, ne Nemax: dựa vào động mẫu cho * Với nmin = 837,5 (v/ph) Nemin = Nemax = 160.6,89.837,5/6,958.3350= 39,6[mã lực] * Với nM = 2090(v/ph) NeM = Nemax =160.7,35.2090/6,958.3350 = 105,44[mã lực] * Với ne = 3350 (v/ph) Nemin = Nemax =160 [mã lực] 7.4 Mức tiêu thụ nhiên liệu Gnl Gnl = geNe [kg/h] * Với �n �_(min )=837,5 vòng/phút Gnl = geNe = 0,12.39,6= 4,752[kg/h] * Với �n �_(M )=2090 vòng/phút Gnl = geNe = 0,18.105,44= 18,98[kg/h] * Với �n �_(e )=3350 vịng/phút Gnl = geNe = 0,176.160 = 28,16[kg/h] 7.5 Mơ men có ích động M¬e M¬e = 716,2 [kG.m] Ne: Công suất thực tế (mã lực) n: Tốc độ vòng quay (vòng/phút) * Với �n �_(min )=825 vòng/phút M¬e = 716,2 = 716,2 39,6/837,5 =33,86 [kG.m] * Với �n �_(M )=2060 vịng/phút M¬e = 716,2 = 716,2 105,44/2090 =36,13 [kG.m] * Với �n �_(e )=3300 vịng/phút M¬e = 716,2 = 716,2 160/3350 =34,2 [kG.m] 7.6 Các hiệu suất động cơ: 7.6.1 Hiệu suất nhiệt t (ứng với chu trình lý thuyết) - Động Diesel t = 1k: Trị số đoạn nhiệt quy ước xác định sau: Tuỳ thuộc : k = 0,39. + 0,887 1 k = 0,07. + 1,207 Do =2 ( 1) suy : k = 0,07. + 1,207 = 0,07.2 + 1,207 = 1,347 * Với nmin = 837,5 (v/ph) _t=1-1/�17,8�^(1,347-1) (2.�1,40�^1,347-1)/(2-1+1,347.2.(1,40-1) )=0,6016 * Với nM = 2090 (v/ph) _t=1-1/�17,8�^(1,347-1) (2.�1,27�^1,347-1)/(2-1+1,347.2.(1,27-1) )=0,6249 * Với ne = 3350 (v/ph) _t=1-1/�17,8�^(1,347-1) (2.�1,28�^1,347-1)/(2-1+1,347.2.(1,28-1) )=0,6245 7.6.2 Hiệu suất thị (ứng với đồ thị cơng) i (mới tính đến mức hồn thiện q trình phối khí cháy) i = * Với �n �_(min )=837,5 vòng/phút i = = 632/0,172.10200= 0,36 * Với �n �_(M )=2090 vòng/phút i = = 632/0,14.10200= 0,44 * Với �n �_(e )=3350 vòng/phút i = = 632/0,125.10200= 0,49 7.6.3 Hiệu suất thực tế e (Tính đến mức hồn thiện q trình phối khí, cháy công học) e = i.ch = * Với �n �_(min )=837,5 vòng/phút e = i.ch = =632/0,2.10200= 0,3 * Với �n �_(M )=2090 vòng/phút e = i.ch = =632/0,18.10200=0,344 * Với �n �_(e )=3350 vòng/phút e = i.ch = =(632.10^3)/0,176.10200=0,352 Trong tính tốn xác: t > i > e Chương XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ Việc xác định kích thước động xuất phát từ thông số: Nemax: Cơng suất lớn số vịng quay ne Nehd: Cơng suất lớn số vịng quay nhd PeN: Áp suất trung bình thực tế số vịng quay đạt Nemax (Nehd) Từ cơng thức (lít) Nemax: mã lực; Pe: kG/cm2 Từ cơng thức (lít) Xác định thể tích cơng tác Vh xi lanh xác định đường kính D xi lanh (mm) Vh: mm3; S: mm Khi thiết kế động ta chưa biết hành trình S nên ta khơng tính v ận tốc trung bình piston Vp, nên ta phải chọn Vp Sau tính Vh ta tính đường kính xilanh D S thơng qua tỷ số S/D Khi tính S cần kiểm tra lại vận tốc trung bình piston Vp so v ới vận tốc trung bình Vp chọn tính tốn Nếu sai số 0,05 m/s ch ọn l ại S/D, sai số lớn phải chọn lại S/D Trong trường hợp có động mẫu có bán kính quay trục khuỷu R, ta tính hành trình S=2R, nên ta khơng phải chọn Vp Vp tính tốn theo cơng thức Vp = V_H=225.4.160/6,958.3350=6,2 (lít) V_h=6,2/6=1,03 (lít) D=√((4.1,03.10^6)/(π.110))=109 (mm) Chương : CÂN BẰNG NHIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Trong phần cân nhiệt tính xem tồn lượng nhiệt hỗn hợp cháy phát q1 (ở chu trình lý thuyết lượng nhiệt cấp vào) phân bố cho phần nhiệt sinh cơng có ích thực (Ne) tức q¬e Phần nhiệt qlm+x theo nước làm mát khí xả ngồi (ở chu trình lý thuy ết q2 đưa nguồn lạnh, theo định luật nhiệt động học) Phần qch cho công học Phần qlhlt: tổn thất cháy không hồn tồn Tại tốc độ tính tốn phần nhiệt tính sau: q1 = 100%; qe = e.100%; qlh.lt = (t - i).100%; qlm+x = (1-t).100% qch = (i - e).100%; Trong phần nhiệt lý lý hố: Nếu tính chế độ ta lập bảng sau để xác định q thành ph ần c ần cho dựng đồ thị cân nhiệt Các loại q nmin nM q=e.100% 30 ne 34,4 35,2 qlm+x=(1- t).100% 39,84 37,51 37,55 qch=(i - e).100% 9,6 13,8 qlhlt=(t - i).100% 24,16 18,49 13,45 Tổng cộng 100% 100% 100% CHƯƠNG 10 CÁCH DỰNG CÁC ĐỒ THỊ KHI TÍNH NHIỆT 10.1 Dựng đường đặc tính ngồi: Ne, Me, Ge Nếu tính chế độ tốc độ ta có điểm cho đường cong vẽ chúng theo dạng đồ thị mẫu qua điểm (chú ý: Nemax ne, Memax nM, gemin nmin khoảng nm-ne) Nếu tính tốc độ ne hay nhd mà muốn dựng đường đặc tính ngồi ta dùng phương pháp thực nghiệm sau đây: Theo giáo sư Lay đec man: Me = a MeN; nM = b nN Nex = Nemax Mex = MeN gex = ge1 Trong đó: MeN, nN: Mơ men, tốc độ động đạt công suất cực đại Nemax nx, Nex, gex, Mex: Tốc độ, công suất, suất tiêu hao nhiên li ệu mơ men chế độ tính toán Các giá trị hệ số a, b, c, d, e, f ghi bảng sau: Bảng 10: Loại động a b Diesel BC TN1,07 0,65 0,5 Đồ thị: c d e f 1,5 1,55 1,55 k gehd ge1 10.2 Cách xây dựng đồ thị công Pv Bước 1: Chọn tỷ lệ xích cho vẽ chế độ xây dựng: Trong tính tốn nhiệt thường tính chế độ, xây dựng đồ thị cơng biểu thị chế độ vịng quay cơng suất cực đại nN (tại đạt công suất lớn Nemax) Kết tính nhiệt động ta có ne = Va/Vc = 17,8; Pz = 87,56KG/cm2; Pa = 0,898 KG/cm2; Pb = 3,44 KG/cm2; Pc = 43,78 KG/cm2 Pr = 1,12 KG/cm2 Từ kết biểu diễn đồ thị (xây dựng đồ thị) cần phải chọn tỷ lệ xích Tỷ lệ thường phụ thuộc vào khổ giấy mà ta cần biểu thị Trục tung thể cột áp suất Trục hoành biểu thị thể tích chia thành đoạn lc = Vc: Thể tích buồng cháy (buồng nén) la = Va: Thể tích tồn xi lanh lvh = Vh: Thể tích làm việc xi lanh Việc chọn độ dài thoả mãn tỷ số nén cho đầu - có nghĩa la/lc=17,8 Nhưng đồ thị hợp lý cân đối, liên quan trục tung trục hồnh thường có tỷ lệ lp/lv = 1,5 Khi xây dựng trục tung trục hoành ta ghi ểm đặc trưng tính đồ thị Bước 2: Tìm điểm trung gian: Để xây dựng đường nén đa biến a-c đường dãn nở đa biến z-b ta phải tìm, xác định điểm trung gian tuân theo quy luật nén đa bi ến n1 dãn n đa biến n2.Ta làm sau: - Chia đoạn thẳng biểu thị thể tích làm việc Vh’ thành đoạn nhau: li = l1 = l2 = l3 a/ Dựng đường nén đa biến a-c: Từ công thức Pc = Pa = Pa Pci = Pa b/ Dựng đường dãn nở đa biến z-b: Từ công thức: Pb = Pbi Các chiều dài la, lb, li = l1, l2, l3 đo thực tế vẽ Nối nét mảnh mờ điểm a-Pc1, Pc2, Pc3-c ta đường nén đa bi ến a-c Tương tự nối điểm z-Pb3, Pb2, Pb1 b đường dãn nở z - b Bước 3: Hiệu chỉnh đồ thị: Dùng phương pháp hạ đoạn thẳng lvh’ xuống phía kẻ song song với lvh’ Lấy điểm O làm điểm đoạn thẳng quay 1/2 vòng tròn Dịch từ điểm O sang bên phải theo chiều từ điểm… xuống điểm…dưới đoạn OO’ = R./2 R: Chính bán kính quay khuỷu = S/2 : Tham số kết cấu = R/L Để xác định điểm C’ giả thiết = 150 (theo góc quay trục khuỷu) động Diesel góc 5 góc….Từ O ta kẻ góc 150 cắt vịng trịn m từ O’ ta kẻ đường song song cắt đường trịn n Từ n ta dóng lên phía gặp đường cong a-c điểm C’ (Đường dóng lên phải song song với trục tung) Sau khi….đường áp suất tách khỏi C’-c ….C’-C1 Cách xác định C1; Pc1 = (1,21,25).Pc Đến C1 pittong đến DC1 xuống nên áp suất Pz tính tốn hụt 15% Pz1 Cách xác định điểm b’ đường dãn nở z-b Điểm mở sớm xupap thải tiến hành tìm điểm C’ phương pháp Brick Giả thiết ta muốn xác định điểm b’ góc mở sớm xupap thải 600 (Theo góc quay trục khuỷu) Từ điểm O ta đặt góc 600 có cạnh cắt vịng trịn ểm P Từ O’ kẻ đường song song với OP cắt vịng trịn Q Từ Q dóng song song với trục tung cắt đường zb điểm Điểm b’ cần tìm Sau mở sớm xupap thải điểm b’ áp suất tách khỏi đường b’b’ theo đường b’-b1 Cách xác định b1: Pb1 = (1/2),(Pb - Pa) điểm Pb Pa Bước 4: Nối điểm đồ thị Sau xác định điểm c’, c1, z1, b’, b1 Việc hoàn chỉnh đồ thị cách nối ểm tô đậm theo cách vẽ kỹ thuật đường liền từ a-c’-c1 Từ c1 - z1 Từ z1 đếm b’, b1 Từ b1 đến r từ r đến a Lưu ý điểm uốn tròn từ b’-b1 đường b1 - r Từ r - a) Những điểm đồ thị không qua biểu thị nét to đứt mảnh c’=c, z, z1, b’-b Các diện tích bao quanh c’cc1, c1zz1, b’bb1 gạch mặt cắt bi ểu th ị s ự tổn thất công Lưu ý động xăng động Diesel: Pc1 = (1,21,25).Pc Theo thực nghiệm (SGK G.S Khovac) Đối với giáo sư Oclin Pc1 0,5Pz Đối với giáo sư Conhep: Pc1 0,5 Pz1 Việc xác định áp suất điểm C1; Pc1 theo phương pháp khơng sai nhiều Động Diesel: Phân tích cách xây dựng chủ yếu cho động xăng (các bua tơ) kỳ động Diesel kỳ không tăng áp Các bước tiến hành xây dựng hoàn toàn giống bước cách xây dựng đ ối với động xăng Đặc điểm có số phần khác sau: 1/ Đối với động Diesel khơng có hao hụt 15%Pz Sau tính Pz lấy Pz’ = Pz 2/ Lưu ý đến giá trị Vz’ =Vc Trong q trình tính q trình dãn nở chế độ khác ta có giá tr ị (ch ọn nN) Theo cơng thức: Ví dụ , chọn toạ độ (trục tung, trục hoành) ta đặt thể tích Vc=lc, đ ộ dài xác định lz = lc = 1,5.lc 3/ Xây dựng đường nén đa biến a-c dãn nở đa biến z-b: a/ Xây dựng đường nén a-c (tương tự động xăng) Áp dụng công thức sau: Pci = Pa b/ Việc xây dựng đường dãn nở z-b: Qua phân tích ta áp dụng công thức sau: Pb = Pz Pci = Pz 4/ Cách hiệu chỉnh đồ thị hoàn thiện cách làm động xăng (Phương pháp brick., xác định s, b’, vv ) Ngoài lý thuy ết có nêu cháy đẳng áp theo z’.z Nhưng thực tế đường áp suất xi lanh chuy ển ti ếp êm chút tức theo đường c’=c1, z1, b’ Điểm z1 nằm z’ z * Chú ý: Từ P0 trở lên phải tuân theo tỷ lệ xích chọn cho áp suất từ P0 tr xuống điểm O ta cho lớn lưu ý theo cách chọn đ ể dễ dàng trình bày hợp lý với tỷ lệ xích Hình vẽ ... =(632.10^3)/0,176.10200=0,352 Trong tính tốn xác: t > i > e Chương XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ Việc xác định kích thước động xuất phát từ thông số: Nemax: Công suất lớn số vịng quay ne Nehd: Cơng suất... Chương CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHU TRÌNH 7.1 Tính áp suất trung bình thực tế Pe 7.1.1 Tính áp suất trung bình lý thuyết điều kiện nén dãn nở đa bi ến Pt’ (ở chu trình lý thuyết nén dãn nở đoạn... vịng/phút M¬e = 716,2 = 716,2 160/3350 =34,2 [kG.m] 7.6 Các hiệu suất động cơ: 7.6.1 Hiệu suất nhiệt t (ứng với chu trình lý thuyết) - Động Diesel t = 1k: Trị số đoạn nhiệt quy ước xác định sau: Tuỳ