BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á TIỂU LUẬN HỌC PHẦN ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Sinh viên thực hiên Phạm Văn Dương Ngày sinh 09/04/2002 Lớp DC OT11 10 3 Khóa 11 Khoa Cơ khí Mã sinh v[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Sinh viên thực hiên : Phạm Văn Dương Ngày sinh : Lớp: DC.OT11.10.3 Khóa: 11 Khoa : Mã sinh viên Giáo viên hướng dẫn : 09/04/2002 Cơ khí 20201345 : Phí Hồng Trình Bắc Ninh, tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á PHẠM VĂN DƯƠNG HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Họ tên sinh viên: Phạm Văn Dương Ngày sinh: 09/04/2002 Khóa: 11 Lớp: DCOT11.10.3 Điểm Tiểu luận CÁN BỘ CHẤM (Ký ghi rõ họ tên) Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Bằng số: Bằng chữ: CÁN BỘ CHẤM THI (Ký ghi rõ họ tên) Bắc Ninh, tháng năm 2021 Chương Số liệu ban đầu 1.1.Các thông số chọn Số liệu ban đầu cần thiết cho trình tính tốn bao gồm: Cơng suất động Ne=140 (kw) Số vòng quay trục khủy: n=1400 (vg/ph) Đường kính xi lanh: D=150mm Hành trình pittong: S=180 Số xi lanh: i=6 Tỉ số nén: ε=14,5 Thứ tự làm việc xi lanh: 1-5-3-6-2-4 Suất tiêu thụ nhiên liệu: ge=185 (g/ml.h) Góc mở sớm supáp nạp: α1=20 độ 10 Góc đóng muộn supáp nạp: α2=48 độ 11 Góc mở sớm supáp xả: β1=48 độ 12 Góc đóng muộn supáp xả: β2=20 độ 13 Chiều dài truyền: Ltt=320 mm 14 Khối lượng nhóm pittong: Mpt=2,37 kg 15 Khối lượng truyền: mtt = 6,62 kg 16 Kiểu động cơ:3D6; động diesel thẳng hàng không tăng áp Tốc độ trượt trung bình piston s.n 180 1400 Cm = 30 = 30 =8400 1.1.1.Áp suát môi trường Pk - áp suất mơi trường Pk áp suất khí trước nạp vào động P k thay đổi theo độ cao, nước ta chọn: Pk=0,1 (MPa) 1.1.2 Nhiệt độ môi trường Tk - Lựa chọn nhiệt độ mơi trường theo nhiệt độ bình qn năm Nước ta chọn: Tk = 273 + 240C = 297 0K 1.1.3 Áp suất cuối trình nạp Pa - Áp suất Pa phụ thuộc vào nhiều thông số chung loại động cơ, tính tốc độ, đường nạp, tiết diện lưu thông… - Đối với động khơng tăng áp: Pa = (0,8 ÷ 0,9).pk Chọn Pa =0,9.pk = 0,9.0,1 = 0,09 (MPa) 1.1.4 Áp suất thải Pr - Có thể chọn Pr nằm phạm vi: Pr = (1,10 ÷ 1,15).pk Ta chọn: Pr = 1,15.pk = 1,15.0,1 = 0,115 (MPa) 1.1.5 Nhiệt độ khí thải Tr - Đối với động DIESEL : Tr = (700 ÷ 1000) oK - Ta chọn : Tr = 800 oK 1.1.6 Hệ số nạp thêm - Phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí, thường ta chọn khoảng: = 1,02 ÷ 1,07 Ta chon: = 1,05 1.1.7 Hệ số hiệu đỉnh tỷ nhiệt t - Tỷ nhiệt môi chất công tác thay đổi phức tạp nên ta thường phải vào hệ số dư lượng khơng khí để hiệu đỉnh - Thơng thường động DIESEl = 1,2 ÷ 1,8 ta chon t = 1,5 1.1.8 Hệ số quét buồng cháy - Đối với động không tăng áp : = 1.1.9 Mức độ sấy nóng mơi chất T - Chủ yếu phụ thuộc vào q trình hình thành khí hỗn hợp bên hay bên xilanh - Đối với động DIESEL : T = 20o ÷ 40o - Đối với động ta chọn T = 25o : 1.1.10 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z: z - Thể lượng nhiệt phát nhiên liệu dùng để sinh công tăng nội điểm z với lượng nhiệt phát đốt cháy hồn tồn 1kg nhiên liệu - Do z phụ thuộc vào chu trình cơng tác động - Đối với động DIESEl z = 0,65 ÷ 0,85 Ta chọn : z = 0, 78 1.1.11 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b: b - Môi chất nhận nhiệt nên b lớn z - Thông thường động DIESEL = 0,80 ÷ 0,90 , Ta chon : b = 0,82 b 1.1.12 Hệ số hiệu đỉnh đồ thị công - Thể sai lệch tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác động với chu trình cơng tác thực tế khơng xét đến pha phối khí, tổn thất lưu động dịng khí, thời gian chạy tốc độ tăng áp suất…Sự sai lệch chu trình thực tế chu trình tính tốn lý thuyết động DIESEL nhiều động Xăng hệ số d động DIESEL thường chọn trị số nhỏ, thường ta chọn khoảng : d = 0,92 ÷ 0,97 Ta chon: d= 0,95 1.2 Tính tốn chu trình cơng tác động xylanh 1.2.1 Tính tốn chu trình nạp 1.2.1.1 Hệ số khí sót λ ( T k + ΔTT ) p r γ r= ( T r p a ε λ 1−λ t λ pr m ( )) pa Trong do: m số giãn nở đa biến trung bình khí sót : m = 1,45 ÷ 1,5 Chọn m=1,45 r 1.(297 25).0,115 0.115 1,45 800.0.09 14,5.1,05 1,1.1 0.09 0, 038 1.2.1.2 Nhiệt độ cuối trình nạp T o + ΔTT + λ t γ r T r Ta = pa pr ( ) m−1 m 1+γ r 1,45 0.09 1,45 297 25 1,5.0,038.800 0.115 Ta 350,1(o K ) 0,038 Phù hợp với động không tăng áp: Ta > 310 oK 1.2.1.3 Hệ số nạp Tk ε 1 To T ηv m pa pr ελ1 λ t λ pk p a 0,115 1,45 297 0,09 v 14,5.1,05 1,5.1 0,827 (14,5 1).(297 25) 0.1 0,09 1.2.1.3 Lượng khí nạp 432 103 p k ηv M= ge p e T k Trong đó: D2.S 3,14.1502.180 V 3,18dm3 h 4 Ne = 140.0,7355 = 103 (kW) 185 251,5 ge = 0, 7355 (g/kW.h) pe 30.N e 30.103.4 0, 46( MN ) m Vh n.i 3,18.1400.6 432.103.0,1.0,827 M 1,04(kmol kg.nl ) 251,5.0,46.297 1.2.1.5 Lượng khơng khí cần thiết để đốt cháy kg nhiên liệu M o= C H O kmol + − ,21 12 32 kg nl ( )( ) Nhiên liệu động Diesel: C = 0,87 ; H = 0,126 ; O = 0,004 M o= , 87 , 126 , 004 kmol + − =0 , 4946 ,21 12 32 kg nl ( ) ( ) 1.2.1.6 Hệ số dư lượng khơng khí M1 1, 04 2,1 M 0, 4946 Phù hợp với động DIESEL buồng cháy thống 1.2.2 Tính tốn q trình nén 1.2.2.1 Tinh tỷ nhiệt a Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khơng khí _ mC v=19 , 806+0 , 00209 T (kj/kmol.®é) b Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản vật cháy 19,806 mCv 1,634 187,36 427,86 10 T 2,1 2,1 mCv = 20,584 +0,00258 T c Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khí nạp mc v +γ r mc v mc v = 1+γ r '' ' 19,806 0, 00209.T 0, 037.(20,584 0, 00258.T ) 0, 037 Thay sè ta cã: ' mcv 19,83 0, 0021.T (kj/kmol.®é) 1.2.2.2.Chỉ số đa biến trung bình 8, 314 n1 a ' v b' v Ta ε n1 Thay giá trị biết chọn n1 = 1,3678, ta : 8, 314 1,3678 19,83 0, 0021.350,1 14,51,3678 1 0,3678 = 0,368 với sai số n1 chấp nhận VËy n1= 1,3678 1.2.2.3 Áp suất cuối trình nén pc = pa n1 = 0,09.14,51,3678 = 3,49 (MPa) 1.2.2.4 Nhiệt độ cuối trình nén Tc = Ta.n1-1 = 350,1.14,50,3678= 936.4 (0K ) 1.2.2.5 Lượng môi chất cuối trình nén Mc =M1 + Mr = M1(1+r) = 1,04(1+0,037) = 1,0785 (kmol/kgnl) 1.2.3 Tính tốn q trình cháy 1.2.3.1 Hệ số thay đổi phần tử lý thuyết H 32 β 1 α.M β0 0,126 0, 004 32 1 2,163.0, 4946 = 1,03 1.2.3.2.Hệ số thay đổi thực tế β β0 γr 1 γr 1, 03 0, 037 β 0, 037 =1,029 1.2.3.3 Hệ số thay đổi phần tử thực tế Z β z 1 β0 z 1 γr ξ z 0, 78 0,9146 ξ 0,82 z = b β z 1 1, 03 0,9146 0, 037 z = 1,026 1.2.3.4 Lượng sản vật cháy M2 = M1 + M = o.M1 = 1,03 1,04 = 1,0712 (kmol/kg.nl) 1.2.3.5 Nhiệt độ điểm Z Tz Tính Tz cách giải phương trình cháy động Đối với động diesel ta có: ξ z Q H M ( 1+γ r ) + (mc vc ' +8 , 314 λ ) T c= β z mc pz'' T z (**) Trong đó: QH lµ nhiệt trị thấp QH = 42,5 (MJ/Kgnl) = 42,5 103 (kj/kgmol) mcvc ' av ' bv ' Tc 19,806 0, 00209.Tc mcvc ' 19,806 0, 00209.936, 21, 763 (kj/kmol.®é) mc pz " mcvz " 8,314 mcvz '' '' γ β mcv z r 1 z .mcv β0 γ β z r 1 z β0 0, 037 1, 03.(20, 455 0, 00209.Tz ).(0,9146 ) (1 0,9146).(19,806 0, 00209.Tz ) 1, 03 0, 037 1, 03.(0,9146 ) (1 0,9146) 1, 03 =20,4+ 0,0036 Tz mc pz " mcvz " 8,314 '' mc pz 28, 714 0, 0036.Tz Chọn hệ số áp suất ta có: = 2,1 Thay tất vào phương trình (**) ta được: 0, 78.42,5.103 21, 763 8,314.2,1 936, 1, 026 28, 714 0, 00257Tz Tz 1, 04 0, 037 0,0036.Tz2 + 29,46.Tz – 65433,28 = Giải phương trình ta có: Tz = 1949,5 0K Phù hợp với động diesel ta có : Tz = (1800 2200 ) oK Tỷ số tăng áp suất ta có