TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Trình tự tính toán
1- Kiểu động cơ: 3D6 Động cơ Diesel 1 hàng, không tăng áp, buồng cháy thống nhất.
4- Thứ tự làm việc cuả xilanh 1- 5 -3-6-2-4
7- Góc mở sớm xupáp nạp: 1 = 20 0
8- Góc đóng muộn của xupáp nạp: 2 = 48 0
9- Góc mở sớm xupáp xả: 1 = 48 0
10- Góc đóng muộn xupáp xả: 2 = 20 0
12- Chiều dài thanh truyền: ltt = 320 (mm)
13- Công suất định mức: Ne = 150 (mã lực)
14- Số vòng quay định mức: n = 1500 (vòng/phút)
15- Suất tiêu hao nhiên liệu: ge 0 (g/ml.h)
17- Khối lượng thanh truyền: mtt = 5,62 (kg)
18- Khối lượng nhóm piston: mpt = 2,37 (kg)
1.1.2 Các thông số cần chọn:
1 Áp suất môi trường: p k Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ Với động cơ không tăng áp thì áp suất khí quyển bằng áp suất trước xupáp nạp nên ta chọn pk = p0 Ở nước ta có thể chọn pk = p0 = 0,1 (MPa)
Nhiệt độ môi trường được xác định dựa trên nhiệt độ trung bình hàng năm Đối với động cơ không tăng áp, nhiệt độ môi trường tương đương với nhiệt độ trước xupáp nạp.
3 Áp suất cuối quá trình nạp: p a Áp suất pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại động cơ, tính năng tốc đôn n, hệ số cản trên đường nạp, tiết diện lưu thông…Vì vậy cần xem xét động cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chon pa. Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi:
Pa = (0,8 ÷ 0,9).pk, chọn pa = 0,09 (Mpa)
4 Áp suất khí thải: p r Áp suất khí thải cũng phụ thuộc vào các thông số như pa Áp suất khí thải có thể chon trong phạm vi:
Pr =(1,05 ÷ 1,15).pk, chọn pr = 0,107 ( Mpa)
5 Mức độ sấy nóng môi chất :
Mức độ sấy nóng môi chất chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xilanh: Động cơ Điezen: = 20 0 ÷40 0 C, chọn 8 0 C
6 Nhiệt độ khí sót (khí thải): T r
Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào loại động cơ và mức độ giản nở của quá trình Nếu quá trình giản nở diễn ra triệt để, nhiệt độ Tr sẽ giảm xuống Thông thường, người ta có thể lựa chọn các phương pháp khác nhau để tối ưu hóa nhiệt độ này.
7 Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt:
Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt được chọn theo hệ số dư lượng không khí để hiệu đính Thông thường có thể chọn theo bảng sau:
1,13 1,17 1,14 1,11 Động cơ Điêzen có >1 nên chọn ,10
8 Hệ số quét buồng cháy λ 2 : Động cơ không tăng áp chọn λ2 =1
Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí Thông thường có thể chon: λ1 =1,02 ÷ 1,07, chọn λ1 =1,02
10 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ( z ):
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (z) được xác định bởi chu trình hoạt động của động cơ, phản ánh tỷ lệ giữa nhiệt phát ra đã cháy tại điểm z so với nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu.
Với động Điêzen ta thường chọn z =0,70÷0,85, chọn z =0,728
11 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ( b ):
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b b tuỳ thuộc vào loại động cơ Xăng hay động cơ Điêzen Với động cơ Điêzen ta thường chọn b = 0,80÷0,90, chọn b =0,864
12 Hệ số hiệu đính đồ thị công d :
Tính toán quá trình nạp
Hệ số khí sót γr được tính theo công thức: γ r =
Trong đó m là chỉ số giản nở đa biến trung bình của khí sót có thể chon: m =1,45÷1,5, chọn m =1,5
1 Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a :
Nhiêt độ cuối quá trình nạp Ta được tính theo công thức:
Hệ số nạp được xác định theo công thức:
Lượng khí nạp mới M1 được xác định theo công thức :
Trong đó: là áp suất có ích trung bình được xác định theo công thức :
(lít) là thể tích công tác của động cơ được xác định theo công thức:
V ậy M1= (kmol/kg nhiên liệu)
4 Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M 0 :
Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 được tính theo công thức:
M0 = (kmol/kg nhiên liệu) Đối với nhiên liệu của động cơ Điêzen ta có:
Thay các giá trị vào ta có:
Mo= =0,4946 (kmol/kg nhiên liệu)
5 Hệ số dư lượng không khí : Đối với động cơ Điêzen cần phải xét đến hơi nhiên liệu ,vì vậy:
Thay các giá trị vào ta có:
1.2.2 Tính toán quá trình nén:
1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí:
2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cuả sản phẩm cháy:
Khi hệ số dư lượng không khí >1 ,tính theo công thức sau:
Thay số vào công thức trên ta có:
3 Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp:
Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén tính theo công thức sau:
Thay các giá trị vào ta có:
(kJ/kmol độ) av'.836; bv'/2=0.00211
4 Chỉ số nén đa biến trung bình n 1 :
Chỉ số nén đa biến trung bình chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như kích thước xilanh, loại buồng cháy, số vòng quay và nhiệt độ vận hành của động cơ Sự thay đổi của n1 diễn ra theo quy luật nhất định.
Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ làm cho n1 tăng.
Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định bằng cách giải phương trình:
Chú ý: thông thường để xác định n1 ta phải chọn n1 trong khoảng 1,340 ÷ 1,390 Chọn n1=1,3678 Ta có: vế trái =0,3683 sai số =0,0005