Đồ án môn học động cơ đốt trong

Đồ án mơn học động đốt Lời nói đầu Động đốt đóng vai trị quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ, máy bay máy công tác máy phát điện, bơm nước… Động đốt nguồn cung cấp 80% lượng giới Chính việc tính tốn thiết kế đồ án mơn học động đốt đóng vai trò quan trọng sinh viên chuyên ngành động đốt Đồ án tính tốn thiết kế đồ án mơn học động đốt đồ án đòi hỏi người thực phải sử dụng tổng hợp nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức môn học sở Trong q trình hồn thành đồ án khơng giúp cho em củng cố nhiều kiến thức học giúp em mở rộng hiểu sâu kiến thức chuyên ngành kiến thức tổng hợp khác Đồ án bước tập dượt quan trọng cho em trước tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau Mặc dù cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án cách tốt nhất, song hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế nên trình làm khơng tránh sai sót em mong đóng góp thầy toàn thể bạn để đồ án em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Hồng Đình Long tồn thể thầy giáo Bộ mơn Động Cơ Đốt Trong tạo điều kiện giúp em hồn thành đồ án tốt đẹp Sinh viên Nơng Minh Tồn Nơng Minh Động Đồ án mơn học động đốt Phần 1: Tính Nhiệt Số liệu ban đầu đồ án môn học ĐCĐT ( Số Họ tên sinh viên: Các số liệu phần tính tốn nhiệt TT Tên thơng số Kiểu động Số kỳ Số xilanh Thứ tự nổ Hành trình piston Đường kính xilanh Góc mở sớm xupáp nạp Góc đóng muộn xupáp nạp Góc mở sớm xupáp xả 10 Góc đóng muộn xupáp xả 11 Góc phun sớm 12 Chiều dài truyền 13 14 Cơng suất động Số vịng quay động 15 Suất tiêu hao nhiên liệu 16 Tỷ số nén 17 Trọng lượng truyền 18 Trọng lượng nhóm piston 1.1 Các thơng số chọn 1) áp suất môi trường p0 Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt - Áp suất môi trường p0 áp suất khí Với động khơng tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước xupap nạp nên ta chọn: P0 = 0,1(Mpa) 2) Nhiệt độ môi trường T0 - Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm Với động khơng tăng áp ta có nhiệt độ môi trường nhiệt độ trước xupap nạp nên: T0 = 240C = 2970K 3) Áp suất cuối trình nạp pa - Áp suất cuối trình nạp pa với động phạm vi: Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0.85.p0 = 0,09.0,1 = 0.09 (MPa) 4) Áp suất khí thải pr: - Áp suất khí thải pr chọn phạm vi: pr = (1,10-1,15).pk = 1,15pk = 1,15.0,1 = 0,115 (MPa) 5) Mức độ sấy nóng mơi chất Mức độ sấy nóng mơi chất chủ yếu phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: 6) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr: Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Thông thường ta chọn: Tr = (800 – 1000) 7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt : Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt hiệu đính: t = 1000 t chọn theo hệ số dư lượng khơng khí t = 1.16 Nông Minh Động để Đồ án môn học động đốt 8) Hệ số quét buồng cháy 2: Với động không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy là: 9) Hệ số nạp thêm 2 =1 : Hệ số nạp thêm thể chọn: = (1,02 – 1,07) = 1.03 10) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z z : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z z phụ thuộc vào chu trình cơng tác động Với loại động Xăng ta thường chọn: z 0,85 0, 92 11) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b b : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b tuỳ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với loại động Xăng ta chọn: b b 0,85 0, 95 12) Hệ số hiệu đính đồ thị cơng Hệ số hiệu đính đồ thị cơng d d : phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: d 0, 92 0, 0, 97 97 1.2 Tính tốn q trình cơng tác: 1.2.1 Tính tốn q trình nạp: 1) Hệ số khí sót r : Hệ số khí sót r Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt tính theo cơng thức: Nơng Minh Động Đồ án môn học động đốt m Trong số m 1, 45 Thay số vào cơng thức tính r r 2) Nhiệt độ cuối trình nạp Nhiệt độ cuối trình nạp Ta TT Ta Thay số vào cơng thức tính Ta xác định theo công thức: a T 3) Hệ số nạp v : v (T k Hệ số nạp v T �ap � T) Tk Thay số vào cơng thức tính v ta Nơng Minh � Đồ án môn học động đốt v Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt Lượng khí nạp M1 xác định theo công thức: M1 432.102 p ge pe Tk Trong đó: pe áp suất có ích trung bình xác định theo cơng thức: p0.N e Vh n.i Vh thể tích cơng tác động xác định theo công thức: D2 S Vh Thay số vào công thức ta được: Vh 12.0,9 0, 74575(dm ) 0, 74575(l) pe M1 5) Lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M : Lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M theo công thức: Nông Minh M Đối với nhiên liệu động Xăng ta có: vào cơng thức tính M ta được: M 00,512(kmol / kg.nl) tính Đồ án mơn học động đốt Ứng suất uốn mặt phẳng khuỷu trục x = -6 Wux = Wuy = 0,1dch = 27,4625.10 m Pr1 = mmk.rmk = 0,26.58.10-3.334,93332 = 1,6916.10-3 MN Pr2 = mđt.rđt =0,78.52.10-3 334,93332 = 4,55.10-3 MN 9, 063.10 3.50, 75.10 1, 6916.10 3.28.10 4, 55.10 3.28.10 x u = = - 19,6625 MN/m2 Ứng suất uốn mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng khuỷu trục Ứng suất uốn tổng cộng Ứng suất xoắn chốt khuỷu M '' k = Wx = 8,76098 MN/m2 Ứng suất tổng chịu uốn xoắn = u x = 20, 83722 4.8, 760982 = 27,225 MN/m2 < [ u] = 120 MN/m2 3.1.2.2 Tính nghiệm bền cổ trục Ta tính cổ bên phải cổ chịu lực lớn cổ bên trái Ứng suất uốn lực pháp tuyến Z’’ gây ra: x Nông Minh = M x W Đồ án môn học động đốt ux Z ''b'' 9, 06 W ux = - 7,5078 MN/m2 3.1 22, 75 10 27, 46 25 10 Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt gây mặt phẳng thẳng góc với mặt Ứng suất uốn lực T’’ phẳng khuỷu: y = M y 3, 7325.10 3.22, '' = T b Wuy = 75.10 = 3,092 MN/m 27, 4625.10 '' W uy Ứng suất xoắn cổ trục M '' k = = Wx = 8,76098 MN/m Ứng suất tổng chịu uốn xoắn: = xu yu 2 x = 7, 50782 3, 0922 4.8, 760982 =19,3118 MN/m2 < [ u] = 100 MN/m2 3.1.2.3 Tính sức bền má khuỷu Ta tính nghiệm bền má khuỷu bên phải má thường chịu lực lớn má bên trái Ứng suất uốn lực pháp tuyến Z’’ gây r R I uz 5.10=3.402.10=6 bh W u ’’ Ứng suất uốn lực T gây ra: uT = Với r : khoảng cách từ tâm cổ trục khuỷu đến tiết diện nguy hiểm Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt má Ứng suất uốn lực Mk '' uM= M k W uM Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt uM = 92,5336 MN/m2 Ứng suất nén má khuỷu lực phương pháp tuyến Z,, Ứng suất kéo má khuỷu lực P r Pr =r ứng suất kéo má khuỷu lực p r1 p r1 p = r1 bh ứng suất xoắn T’’ gây ra: T'' b'' x = x MN/m2 Trong : Wx : mô đun chống xoắn má (m3) Do tiết diện chịu xoắn má tiết diện hình chữ nhật nên điểm 1, 2, 3, : x = + điểm I, II : x = max điểm III, IV : x = + max + xác định : T'' b'' max = g b.h = g2 MN/m2 max Các hệ số g1 g2 phụ thuộc vào tỷ số h/b, h/b = 2,05 tra đồ thị hình (VIII-17a) [Sách kết cấu tính tốn động đốt trong] ta xác định Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt g1 = 0,245; g2 max = Nông Minh Động = g2 max= 0,805.11,1086 = 8,9424 MN/m2 Để tìm ứng suất tổng má ta phải lập bảng xét dấu với quy ước ứng suất gây nén tiết diện dương ứng suất kéo âm ur Bảng 3.2 : Bảng xét dấu ứng suất má khuỷu Điểm ứs ,, nz uz =0 = 41,6317 uM=92,5336 ut x Căn vào bảng tính ứng suất ta thấy i điểm 1,2,3,4 ,I,II,III,IV cách cộng theo cột dọc (theo dấu) sau : i = nzuziuriuTiuMi Nông Minh Đồ án môn học động đốt = -108,0044 MN/m2 ; = -6,2006 MN/m2 ; I = -57,1025 MN/m2 ; III = 68,3544 MN/m2 ; tính theo cơng thức sau : i =2 i =1 = 108,0044 MN/m2 2i =3= 6,2006 MN/m2 ; =4= 73,0994 MN/m2 ; I = 58,1729 MN/m2 ; III = 68,9368 MN/m2 ; Các giá trị tổng Ii < [ ] = 180 MN/m2 má khuỷu đủ bền ******** Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt MỤC LỤC 1.1 Các thông số chọ n 1.2 Tính tốn q trình cơng tác: Tính tốn q trình nạ p: 1.2.2 Tính tốn q trình nén: 1.2.3 Tính tốn q trình cháy 1.2.4 Tính tốn q trình giãn nở 12 1.2.5 Tính tốn thơng số chu trình cơng tác 14 1.3 Vẽ hiệu đính đồ th ị cơng 17 1.2.1 Hiệ u đính điể m bắ t đầ u trình n p: (điể m ) 19 1.3.2 Hiệ u đính áp suấ t cuố i trình nén: (điể m ) 19 Phầ n 2: Tính tốn độ ng họ c, động l ực họ c 23 1.3.1 2.1 Vẽ đườ ng biểu diễn quy luậ t động học: 23 2.1.1 Đườ ng biể u diễ n hành trình piston 23 2.1.2 Đườ ng biể u diễ n tố c độ piston 23 2.1.3 Đườ ng biể u diễ n gia tốc piston 24 2.2 Tính tốn độ ng l ực họ c: 25 Các khố i l ượ ng chuyể n độ ng tịnh tiế n: 25 2.2.2 Lực quán tính 25 2.2.3 Vẽ đườ ng biể u diễ n l ực quán tính 26 2.2.4 Đườ ng biểu diễn 28 2.2.5 Khai tri ể n đồ thị công thành 28 2.2.6 Khai triể n đồ thị thành 29 2.2.7 Vễ đồ thị 29 2.2.8 Vẽ đồ thị l ự c tiế p tuyế n đồ thị l ực pháp tuyến 29 2.2.9 Vẽ đườ ng biểu diễn củ a độ ng nhiều xy lanh 32 2.2.10 Đồ th ị phụ tả i tác dụ ng chố t khuỷu: 37 2.2.11 Vẽ đườ ng biểu diễn 38 2.2.13 Đồ thị mài mòn chố t khuỷu 40 Phần 3: Tính nghiệ m bền chi tiế t 43 2.2.1 M ỤC L ỤC 54 Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt Nông Minh Động ... O Động Đồ án môn học động đốt khơng khí : Đối với động Xăng hệ số dư lượng khơng khí thức: xác định theo công Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt M1 nl M0 nl Trong đó: µ = 114 Thay số vào cơng... khí sót r : Hệ số khí sót r Nơng Minh Động Đồ án mơn học động đốt tính theo công thức: Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt m Trong số m 1, 45 Thay số vào cơng thức tính r r 2) Nhiệt độ cuối trình... Động Đồ án môn học động đốt Thay số ta xác được: Nông Minh Động Đồ án môn học động đốt 3) Hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z z : Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z z thức: 10 r Trong