MÔN HỌC: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG BÁO CÁO Đề tài : Tính toán cho động cơ xe Sedan loại GDI tăng áp Loại động cơ 2.Nội dung thuyết minh Chọn các thông số tính toán nhiệt: Chương 2 Tính toán nhiệt: Chương 3 Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình: Chương 4
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MƠN HỌC: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG BÁO CÁO Đề tài : GVHD: Tính tốn cho động xe Sedan loại GDI - tăng áp PGS.TS Lý Vĩnh Đạt SVTH: TP HCM, tháng 11 năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN Điểm: …………………………… KÝ TÊN NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MÔN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Số TT Họ & Tên Mã số sinh viên Phần trăm thực Số liệu ban đầu: Loại động 2.Nội dung thuyết minh - Chọn thơng số tính tốn nhiệt: Chương - Tính tốn nhiệt: Chương - Tính tốn thơng số đặc trưng chu trình: Chương MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ XE SEDAN ĐỘNG CƠ XĂNG LOẠI GDI – TĂNG ÁP 2,5L .7 CHƯƠNG CHỌN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT 2.1 Áp suất khơng khí nạp ( P 0): 2.2 Nhiệt độ khơng khí nạp (T ): 2.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp ( Pk ): 2.4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (Tk ) 2.5 Áp suất cuối trình nạp (𝐏a): 2.6 Áp suất khí sót 2.7 Nhiệt độ khí sót (Tr ): 2.8 Độ tăng nhiệt độ nạp mới: 2.9 Hệ số nạp thêm λ 1: 2.10 Hệ số quét buồng cháy 2.11 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt Pr : λ 2: λt : 2.1 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z (ξzz ) thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt điểm Z (ξzz ) phụ thuộc vào chu trình cơng tác động 2.13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξzb ) 2.14 Hệ số dư lượng khơng khí α 2.15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công φdd 2.16 Tỷ số tăng áp CHƯƠNG TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .10 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Quá trình nạp 10 Quá trình nén 11 Quá trình cháy 12 Quá trình giãn nở .14 Tính tốn thơng số đặc trưng chu trình 16 Tính tốn thơng số kết cấu động 17 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON - TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN 33 4.1 ĐỘNG HỌC CỦA PISTON 33 4.2 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON - KHUỶU TRỤC - THANH TRUYỀN 43 CHƯƠNG BẢN VẼ MATLAB CÁC ĐỒ THỊ VÀ CODE ĐỒ THỊ 59 5.1 Đồ thị 59 5.2 CODE MATLAB đồ thị 64 LỜI MỞ ĐẦU Ô tô ngày sử dụng rộng rãi nước ta phương tiện lại cá nhân vận chuyển hành khách, hàng hoá phổ biến Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ơtơ xã hội, đặc biệt loại ôtô đời kéo theo nhu cầu đào tạo lớn nguồn nhân lực phục vụ ngành công nghiệp ôtô linh vực thiết kế Sau học xong giáo trình “Động đốt trong’ chúng em giao nhiệm vụ làm đồ án môn học Qua đồ án giúp sinh viên chúng em nắm lực tác dụng, công suất động điều kiện đảm bảo bền số nhóm chi tiết ơtơ, máy kéo Vì thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ơtơ Động nhóm chúng em lựa chọn “ĐỘNG CƠ XE SEDAN ĐỘNG CƠ XĂNG LOẠI GDI – TĂNG ÁP 2,5L” loại động thông dụng lựa chọn nhiều nước ta với tiện ích tiết kiệm nhiên liệu Nhằm để hiểu công suất động điều kiện bền nên nhóm em định chọn Ecosport cho việc tính tốn Vì bước đầu làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế ơtơ nên không tránh khỏi bỡ ngỡ vướng mắc.Nhưng với quan tâm, động viên, giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn, giáo viên giảng dạy thầy giáo khoa nên chúng em cố gắng để hoàn thành đồ án thời gian giao Nhóm em xin chân thành cảm ơn ạ! CHƯƠNG CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ XE SEDAN ĐỘNG CƠ XĂNG LOẠI GDI – TĂNG ÁP 2,5L - Môi trường sử dụng động cơ: Mỹ Kiểu, loại động cơ: động xăng tăng áp, số kỳ 𝜏: kỳ Số xilanh, i cách bố trí xilanh: xy lanh, i4 thẳng hàng Đường kính xilanh, D: 88 (mm) Hành trình piston, S: 88 (mm) Công suất thiết kế, 𝑁𝑒: 210 Số vòng quay thiết kế, n: 5800 (v/ph) Tỷ số nén 𝜀: 10 Kiểu buồng cháy phương pháp tạo hỗn hợp: buồng cháy thống Kiểu làm mát: nước Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích, g𝑒: 300 (g/Kw.h) Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp thải Chiều dài truyền, L: 176 (mm) Khối lượng nhóm piston, 𝑚𝑛𝑝: (kg) Khối lượng nhóm truyền, 𝑚𝑡𝑡: (kg) Chọn thông số kết cấu λ = R/L = 1/4 Xác định cao tốc động cơ: CHƯƠNG CHỌN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT 2.1 Áp suất khơng khí nạp ( P0): P0 = 0.1013 MN/𝑚2 2.2Nhiệt độ khơng khí nạp (T 0): Miền Nam nước ta thuộc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình ngày chọn t kk =29 ℃ cho khu vực miền nam, đó: T 0=t kk +273=29+273=302 ° K 2.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp ( Pk ): Động xăng kỳ, tăng áp Pk =(0,14 ÷ 0,4)→ chọn P k =0,17 Mpa 2.4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (T k ) Đối với động xăng kỳ tăng áp khơng có làm mát trung gianT k xác định công thức T k =T o Pk Po ( ) m−1 m =302 ( 0,17 0,1013 ) 1,4 −1 1,4 =350,14 ° K 2.5 Áp suất cuối trình nạp (𝐏a): Áp suất cuối trình nạp động tăng áp ta chọn phạm vi: Pa= ( 0,88÷ 0,98 ) → Pa=0,93.0,17=0,15 MN /m 2.6 Áp suất khí sót Pr : Áp suất khí sót động xăng Pr chọn phạm vi: Pr =( 0,11 ÷ 0,12 ) MPa , → chon P r=0,12 MPa 2.7 Nhiệt độ khí sót (T r): Giá trị T r động xăng chọn phạm vi: T r=900÷ 1000 ° K → chọn T r =920 ° K 2.8 Độ tăng nhiệt độ nạp mới: Động xăng: ΔTT =0 ÷20 ℃ →chọn ∆T =10 ℃ 2.9 Hệ số nạp thêm λ 1: Hệ số nạp thêm chọn giới hạn λ 1=1,02÷ 1,07 → chọn λ1=1,04 2.10 Hệ số quét buồng cháy λ 2: Động tăng áp: λ 2=0,1÷ 0,2 → chọn λ2=0,2 2.11 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ t: Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt λ t phụ thược vào thành phần khí hỗn hợp α nhiệt độ khí sót T r Thơng thường tính cho động xăng có: α =0,85 ÷ 0,92 →chọn λ t=1,15 2.12 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z (ξz z) thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt điểm Z (ξz z) phụ thuộc vào chu trình cơng tác động Đối với động xăng ξz ztrong khoảng 0,75 ÷ 0,92; chọn ξz z = 0,83 2.13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξz b) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξz b ¿ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Khi tốc độ động cao, cháy rớt tăng, dẫn đến ξz b nhỏ Đối với động xăng ắp khoảng 0,85 ÷ 0,95; chọn ξz b=0,9 2.14 Hệ số dư lượng khơng khí α Hệ số α ảnh hưởng lớn đến trình cháy động xăng kỳ nằm khoảng 0,85 ÷ 0,95 ; chọn α = 0,85 2.15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công φd d Hệ số điền đầy đồ thị công φd dđánh giá phần hao hụt diện tích đồ thị cơng thực tế so với đồ thị cơng tính tốn Động xăng ga khoảng 0,93 ÷ 0,97; chọn φd d= 0,95 2.16 Tỷ số tăng áp Là tỷ số áp suất hỗn hợp khí xilanh cuối trình cháy trình nén.Trị số λ động xăng thường nằm phạm vi λ=3 ÷ → chọn λ=3,5 CHƯƠNG TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3.1 Quá trình nạp 3.1.1 Hệ số nạp ηv Tk p p η v= a ε λ1−λ t λ2 r ε−1 T k + ΔTT p k pa [ ¿ m ( )] 350,14 0.15 0,12 10.1,04−1,15.0,2 10−1 350,14+10 0.17 0,15 [ ( ) 1,5 ] ¿ 0,9725 Trong đó: m - số đa biến trung bình khơng khí, m = 1,45 ÷ 1,5; chọn m = 1,5 3.1.2 Hệ số khí sót γr γr = ¿ λ2 p T r k ( ε−1 ) ηv p k T r 0.2 350,14 ( 10−1 ) 0,9725 0.17 920 ¿ 0,00613 3.1.3 Nhiệt độ cuối trình nạp Ta T a= pa T k + ΔTT + λt γ r T r pr ( ) m−1 m 1+γ r 0,15 350,14+10+1,15.0,0613 920 0,2 ¿ 1+ 0,00613 ¿ 364,889 ° K ( ) 1,5−1 1,5