CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN NHIỆT1.1. Chọn các thông số tính toán nhiệt 1.1.1. Áp suất không khí nạp (
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 ĐỒ ÁN MÔN HỌC (ĐỘNG CƠ ) ĐỘNG CƠ XE KIA SORENTO (D) GVHD: PGS.TS.Lý Vĩnh Đạt SVTH: Nguyễn Văn Hậu 20145498 Lê Huỳnh Đức 20145485 TP Hồ Chí Minh – Tháng 10 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN ĐỘNG CƠ NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MÔN ĐỒ ÁN MÔN HỌC (ĐC) Tên MSSV Tiến độ hoàn thành Nguyễn Văn Hậu 20145498 100% Lê Huỳnh Đức 20145485 100% Nguyễn Bảo Sơn 20151079 Rút môn Số liệu ban đầu Loại động cơ: Động Diesel , tăng áp Số kỳ, 𝜏: , Số xylanh i=4 Cơng suất có ích 𝑃𝑚𝑎𝑥 (𝑘𝑊): 146,9 kW Số vòng quay, n (vòng/phút): 3800 Tỉ số nén, 𝜀= 16 Hệ số dư lượng khơng khí, 𝜆(𝛼): 1,75 Hành trình piston : 96 mm Đường kính xylanh : 85,4 mm Nội dung thuyết minh 2.1 Tính tốn nhiệt xây dựng giản đồ công thị động 2.2 Tính tốn động lực học cấu piston – trục khuỷu – truyền 2.3 Tính tốn đặc tính ngồi động 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 3.4 Bản vẽ đồ thị T(), Z(), N() 3.5 Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu (T – Z) 3.6 Đồ thị mài mịn chốt khuỷu 3.7 Đồ thị đặc tính ngồi động GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký ghi rõ họ tên) PGS.TS Lý Vĩnh Đạt THỜI GIAN THỰC HIỆN ❖ Tiến độ thực 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 Tính vẽ đặc tính ngồi động cơ: tuần Vẽ đổ thị phụ tải mài mòn: tuần Viết thuyết minh chuẩn bị báo cáo: tuần ❖ Nội dung qui định Bản vẽ đồ thị công thị, động lực học, đồ thị mài mòn Thuyết minh viết khổ giấy A4 (in file) Nội dung thuyết minh gồm: - Nhiệm vụ tập lớn GV hướng dẫn thơng qua - Phần số liệu tính tốn nhiệt, động học động lực học có kèm theo đồ thị - Phần số liệu tính tốn đặc tính ngồi động hình vẽ kèm theo - Kết luận tập lớn MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN NHIỆT 1.1 Chọn thơng số tính tốn nhiệt 1.2 Tính tốn nhiệt 1.2.1 Quá trình nạp 1.2.2 Quá trình nén 1.2.3 Quá trình cháy 1.2.4 Quá trình giãn nở 1.2.5 Tính tốn thơng số đặc trưng chu trình 1.2.6 Tính thơng số kết cấu động 10 1.2.7 Vẽ đồ thị công thị 14 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU 21 TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN 21 2.1 Động học pison 21 2.1.1 Chuyển vị piston 21 2.1.2 Tốc độ piston 23 2.1.3 Gia tốc piston 25 2.2 Động lực học cấu trục khuỷu – truyền 26 2.2.1 Lực khí thể pkt 26 2.2.2 Lực quán tính chi tiết chuyển động 28 2.2.3 Hệ lực tác dụng cấu khuỷu trục – truyền 30 2.2.4 Lực tiếp tuyến T 2.2.5 Lực pháp tuyến Z 2.2.6 Lực ngang N 2.2.7 Lực quán trính ly tâm Plytam khối lượng quy đầu to truyền 2.2.11 Dựng đường đặc tính ngồi CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN NHIỆT 1.1 Chọn thơng số tính tốn nhiệt 1.1.1 Áp suất khơng khí nạp (𝒑𝒐 ) -Áp suất khơng khí nạp chọn áp suất khí quyển: 𝒑𝒐 = 𝟎, 𝟏𝟎𝟏𝟑 𝑴𝑵/𝒎𝟐 1.1.2 Nhiệt độ khơng khí nạp (To) -Nhiệt độ khơng khí nạp phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trung bình mơi trường, nơi xe sử dụng Điều khó khăn xe thiết kế để sử dụng vùng có khoảng biến thiên nhiệt độ ngày lớn -Miền Nam nước ta thuộc vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình ngày chọn 𝑡𝑘𝑘 = 29°𝐶 cho khu vực miền Nam, đó: 𝐓𝐨 = (𝐭 𝐤𝐤 + 𝟐𝟕𝟑) = 𝟐𝟗 + 𝟐𝟕𝟑 = 𝟑𝟎𝟐 ° 𝐊 1.1.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp (𝒑𝒌 ) -Động tăng áp động hai kỳ: pk áp suất khí nạp nén sơ cấp trước máy nén tăng áp bơm quét khí pk > po -Động Diesel bốn kỳ tăng áp: chọn 𝐩𝐤 = 𝟎, 𝟐𝟐 𝑴𝑵/𝒎𝟐 1.1.4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (𝑻𝒌 ) -Đối với động bốn kỳ khơng tăng áp có két làm mát trung gian Tk xác định công thức: 𝑷𝒌 Tk = To( ) 𝑷 𝟎 𝒎−𝟏 𝒎 - ∆𝑻𝒎 = 302.( 𝟎,𝟐𝟐 𝟎,𝟏𝟎𝟏𝟑 𝒎−𝟏 𝒎 ) Trong đó: − 𝟐𝟓 = 366,0912 [K] -m :chỉ số nén đa biến trung bình khí nén, phụ thuộc vào loại máy nén (m = 1,5÷1,65) , thơng thường chọn 1,5 - ΔTm :chênh lệch nhiệt độ không khí trước sau két làm mát (Chọn ΔTm=25) 1.1.5 Áp suất cuối trình nạp (𝒑𝒂 ) -Áp suất cuối trình nạp (Pa ) thường xác định công thức thực nghiệm.Đối với động Diesel kỳ tăng áp : 𝑃𝑎 = 0,9.𝑃𝑘 =0,9.0,22=0,198 [MN/𝑚2] 1.1.6 Áp suất khí sót (𝒑𝒓 ) -Đối với động Diesel ta chọn: Pr = (0,106 ÷ 0,115) MPa 𝐜𝐡ọ𝐧 𝐩𝐫 = 𝟎 𝟏𝟎𝟔(𝐌𝐍/𝐦𝟐 ) 1.1.7 Nhiệt độ khí sót (𝑻𝒓 ) -Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại đơng cơ.Nếu q trình giản nở triệt để ,Nhiệt độ Tr thấp Đối với động Disel Tr = (700o ÷ 900)oK, ta chọn: Tr =700[oK] 1.1.9 Hệ số nạp thêm (𝝀𝟏 ) Hệ số nạp thêm biểu thị tương quan lượng tăng đối hỗn hợp khí cơng tác sau nộp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ thể tích Va Hệ số nạp thêm giới hạn λ1 = 1,02 ÷ 1,07 => Chọn 𝝀𝟏 = 1.02 1.1.10 Hệ số quét buồng cháy (𝝀𝟐 ) Đối với động tăng áp chọn 𝛌𝟐 = 𝟎,3 1.1.11 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt (𝝀𝒕 ) Thơng thường tính cho: -Động xăng có α=0,85÷0,92; chọn λt=1,15 -Động Diesel có α=1,25÷1,4; chọn λt=1,12 -Động Diesel có α=1,5÷1,8; chọn λt=1,11 => Chọn 𝛌𝐭 = 𝟏 𝟏𝟏 & ∝ = 𝟏, 𝟕𝟓 1.1.12 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z (𝝃𝒛 ) -Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ( z ) phụ thuộc vào chu trình cơng tác động cơ, thể lượng nhiệt phát cháy điểm z so với lượng nhiệt phát đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu Với động Diesel ta thường chọn z =0,65÷0,85, chọn z =0,8 1.1.13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (𝝃𝒃 ) -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 động Diesel ta thường chọn b = 0,85÷0,95 Chọn b =0,9 1.1.14 Hệ số dư lượng khơng khí (𝜶) Hệ số 𝛼 phụ thuộc vào lượng khơng khí thực tế nạp vào xi lanh lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hồn tồn 1kg nhiên liệu Hệ số 𝛼 lớn hỗn hợp nhạt, nhiên liệu cháy sạch, hiệu suất hao nhiên liệu giảm, tính tiết kiệm nhiên liệu tăng: Đối với động Diesel có buồng đốt thống : α = 1,45 ÷ 1,75 => 𝐓𝐚 𝐜𝐡ọ𝐧: 𝛂 = 1,75 1.1.15 Hệ số điền đầy đồ thị công (𝝋𝒅 ) Hệ số điền đầy đồ thị công φd đánh giá phần hao hụt diện tích đồ thị công thực tế so với đồ thị công tính tốn Với động Diesel, chọn 𝝋𝒅 = 𝟎, 𝟗 1.1.16 Tỷ số tăng áp (𝝀) -Tỷ số tăng áp 𝜆 tỷ số áp suất hỗn hợp khí xi lanh cuối q trình cháy & q trình nén: 𝜆 = 𝑃𝑧 × 𝑃𝑐 -Đối với động Diesel 𝜆 = (1,35 ÷ 2,4) Ta chọn: 𝜆= 1,75 1.2 Tính tốn nhiệt 1.2.1 Quá trình nạp + Hệ số nạp (𝜼𝒗 ): 1 Tk Pa Pr m ηv = [ε λ1 − λt λ2 ( ) ] ε − Tk + ΔT Pk Pa = 366,0912 16−1 366,0912 +25 0,198 0,22 [16.1,02 − 0,106 1,5 1,11.0,3 ( ) ] 0,198 = 0,9043 Trong đó: m số đa biến trung bình khơng khí, chọn 𝑚 = 1.5 + Hệ số khí sót (𝜸𝒓 ): 𝜆 𝛾r= (𝜀−1),𝜂 𝑃𝑟 𝑇𝑘 𝑣 𝑃𝑘 𝑇𝑟 0,3 = (16−1).0,9043 0,106 366,0912 0,22 + Nhiệt độ cuối trình nạp (𝐓𝐚 ): 700 = 0,005573 ... 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 Tính vẽ đặc tính ngồi động. .. = 1,75 1.1.15 Hệ số điền đầy đồ thị công (