Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] ĐỀ BÀI Dựa vào thông số động cho bên dưới, tính tốn nhiệt xây dựng đồ thị cơng P-V, tính tốn động học động lực học cấu Piston- Khuỷu trục- Thanh truyền, vẽ đồ thị chuyển vị, vận tốc gia tốc piston, dồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên trục khuỷu Các thông số động cơ: - Kiểu động cơ: Động xăng, piston kiểu giao tâm - Công suất: 60 kw - Tỷ số nén ε =8,2 - Số vòng quay: 2400 v/ph - Số xi lanh: Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PHẦN 1: TÍNH TỐN NHIỆT Bảng số liệu ban đầu ĐCĐT Các số liệu phần tính tốn nhiệt TT Tên thơng số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Kiểu động Số kỳ  kỳ Số xilanh i - Góc mở sớm xupáp nạp 1 20 độ Góc đóng muộn xupáp nạp 2 45 độ Góc mở sớm xupáp xả 1 55 độ 10 Góc đóng muộn xupáp xả 2 30 độ 13 Cơng suất động Ne 60 kw 14 Số vòng quay động n 2400 v/ph 16 Tỷ số nén  8.2 Ghi Đ/cơ Xăng, không tăng áp Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] A- CÁC THƠNG SỐ CẦN CHỌN: p suất mơi trường p0 Áp suất mơi trường p0 áp suất khí Với động khơng tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước xupap nạp nên ta chọn: Pk= P0 = 0,1 (Mpa) 2) Nhiệt độ môi trường T0 Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình qn năm Với động khơng tăng áp ta có nhiệt độ mơi trường nhiệt độ trước xupap nạp nên: T0 = 270C = 300 0K p suất cuối trình nạp pa Áp suất cuối q trình nạp pa với động khơng tăng áp ta chọn phạm vi: Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0,9.p0 = 0,09.0,1 = 0.09 (MPa) p suất khí thải pr: Áp suất khí thải pr chọn phạm vi: pr = (1,05-1,12).pk = 1,10.pk = 1,10.0,1 = 0,110 (MPa) 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: Nhiệt độ khí sót (khí thải Tr: Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Thông thường ta chọn: Tr = (700 – 1000) = 900 Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt : Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt t t chọn theo hệ số dư lượng khơng khí  = 0,85 - 0.92 để hiệu đính:  = 0,88 t = 1.15 Hệ số quét buồng cháy 2: Với động không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy 2= là: Hệ số nạp thêm Hệ số nạp thêm 1: phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thơng thường ta chọn: = (1,02 – 1,07) = 1.03 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  0,80 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b  b : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b  b tuỳ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với loại động Xăng ta chọn: b  0,85  0,95  0,9 Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hệ số hiệu đính đồ thị cơng  d : Hệ số hiệu đính đồ thị cơng  d phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: d  0,92  0,97  0,97 B- TÍNH TỐN CÁC QUẤ TRÌNH CƠNG TÁC: I.Tính tốn q trình nạp: 1) Hệ số khí sót r : Hệ số khí sót  r tính theo cơng thức: r  2 (Tk  T ) pr Tr pa  pr    pa   1  t 2  1   m Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót chọn: m  1,45 1,5  1,5 Thay số vào cơng thức tính  r ta được: r  1.(300  20) 0,110 900 0, 09  0,110  8, 2.1, 03  1,15.1    0, 09   r nằm khoảng giá trị 0,05 0,15) 2) Nhiệt độ cuối trình nạp Ta : Nhiệt độ cuối trình nạp Ta tính theo cơng thức:      1,5   0, 0742 Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC]  m 1    m   p  Tk  T   t  r Tr  a   pr  Ta  1  r Thay số vào cơng thức tính Ta ta được:  1,51    1,5   0, 09   300  20   1,15.0, 0742.900    0,110  Ta   0, 0742  365( K ) Đối với động xăng, nhiệt độ khí nạp Ta = (340 ÷400)k 3) Hệ số nạp v : Hệ số nạp  v xác định theo công thức: 1     pr  m   Tk pa  v           (Tk  T ) pk  t  pa     Thay số vào cơng thức tính  v ta được:      300 0, 09   0,11  1,5   v  8, 2.1, 03  1,15.1   0,836   8,   300  20  0,1   0, 09    4) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M0 : Lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M tính theo công thức: M0  C H O     0, 21  12 32  Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Đối với nhiên liệu động Xăng ta có: C  0,855; H  0,145; O  nên thay vào cơng thức tính M ta được: M  0,512(kmol / kg.nl ) 5) Lượng khí nạp M1 : Lượng khí nạp M xác định theo công thức: M1   M  nl Trong đó: µnl = 114 M1  0,88.0,512   0, 459( kmol / kg.nl ) 114 Lượng sản vật cháy M : 