(Tiểu luận) bài tập lớn tính toán động cơ đốt trong đề tài động cơ 1 8l 2zr fbe trên xe toyota altis 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỀ TÀI Động 1.8L 2ZR-FBE xe Toyota Altis 2022 GVHD: PGS.TS LÝ VĨNH ĐẠT Sinh viên thực MSSV Đánh giá hoàn thành nhiệm vụ Nguyễn Thuận Phát 20145355 100% Lương Hữu Phước 20145231 100% Đoàn Văn Tịnh Nguyễn Văn Quý Trọng 20145729 20145734 100% 100% TP.HCM, tháng 11 năm 2022 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN NHIỆT 1.1 CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT 1.1.1 Áp suất khơng khí nạp Po 1.1.2 Nhiệt độ khơng khí nạp (T0) 1.1.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp 1.1.4 Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp 1.1.5 Áp suất cuối trình nạp Pα 1.1.6 Chọn áp suất khí sót (Pr ¿ 1.1.7 Nhiệt độ khí sót (Tr ¿ 1.1.8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp (∆ T ¿ 1.1.9 Chọn hệ số nạp thêm (λ ¿ .2 1.1.10 Chọn hệ số quét buồng cháy (λ ¿ 1.1.11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt (λt ¿ 1.1.12 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z (ξzz ) 1.1.13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξzb) 1.1.14 Hệ số dư lượng khơng khí (α ¿ .3 1.1.15 Chọn hệ số điền đầy độ thị công (φ d ¿ 1.1.16 Tỷ số tăng áp 1.2 TÍNH TỐN NHIỆT 1.2.1 Qúa trình nạp 1.2.2 Quá trình nén 1.2.3 Quá trình cháy 1.2.4 Tính tốn q trình dãn nở 10 1.2.5 Tính tốn thơng số đặc trưng chu trình 11 1.3 XÂY DỰNG GIẢN ĐỒ CÔNG CHỈ THỊ ĐỘNG CƠ 16 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON – TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN .18 2.1 ĐỘNG HỌC PISTON 18 2.1.1 Chuyển vị piston 18 2.1.2 Tốc độ piston 18 2.1.3 Gia tốc piston 18 2.2 ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN .18 2.2.1 Lực khí thể Pkt 18 2.2.2 Lực quán tính chi tiết chuyển động 19 2.2.3 Hệ lực tác dụng lên cấu trục khuỷu – truyền .20 2.2.4 Moment quay M động 21 2.2.5 Lực tác dụng lên chốt khuỷu 21 CÁC ĐỒ THỊ 22 BẢNG SỐ LIỆU 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Sinh viên thực Mã số sinh viên Nguyễn Thuận Phát 20145355 Lương Hữu Phước 20145231 Đoàn Văn Tịnh 20145729 Nguyễn Văn Quý Trọng 20145734 LỚP 201451 NHÓM 10 Số liệu ban đầu Loại động cơ: Xăng; Số kỳ, τ : ; Cơng suất có ích, Ne (kW): 103; Số vòng quay, n (vòng/phút): 6400 ; Tỉ số nén, Hệ số dư lượng khơng khí, ε : 10 ±0,3 ; Làm mát bằng: Nước; α :0.9; Số xylanh, i: ; Động xăng không tăng áp; Góc đánh lửa sớm: 20o Mở Đóng Xupap nạp BTDC 1o ABDC 65o Xupap thải BBDC 11o ATDC 43o Nội dung thuyết minh: 2.1 Tính tốn nhiệt xây dựng giản đồ công thị động cơ; 2.2 Tính tốn động lực học cấu piston – trục khuỷu – truyền 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 quãng đường Sp, vận tốc Vp, gia tốc Jp piston Ngày giao nhiệm vụ: 15/9/2022 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký ghi họ tên) PGS.TS Lý Vĩnh Đạt 1 CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN NHIỆT 1.1 CHỌN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT 1.1.1 Áp suất khơng khí nạp ( Po ) Áp suất khơng khí nạp chọn áp suất khí quyển, giá trị po phụ thuộc vào độ cao so với mực nước biển Càng lên cao P0 giảm khơng khí lỗng, độ cao so với mực nước biển: PO =0,1013 M m N 1.1.2 Nhiệt độ khơng khí nạp (T0) 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 = 29oC cho khu vực miền Nam, đó: T o=tkk +273=29+273=302 K 1.1.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp N PK=Po=0,1013 M m 1.1.4 Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp T K =T o=302 K 1.1.5 Áp suất cuối trình nạp ( Pα ) Trong q trình tính tốn nhiệt, suất cuối q trình nạp động bốn kỳ khơng tăng áp thường xác định công thức thực nghiệm: Với động bốn kỳ khơng tăng= (áp:0,80 ÷ 0,95) Vậy áp suất cuối trình nạp: = 0,9 = 0,9 x 0,1013 = 0,09 M m N 1.1.6 Chọn áp suất khí sót (Pr ¿ Là thông số quan trọng đánh giá mức độ thải sản phẩm cháy khỏi xilanh động Động xăng, chọn: = 0,11 1.1.7 Nhiệt độ khí sót (T r ¿ Phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp khí, mức độ dãn nở trao đổi nhiệt ( Đối với động xăng: ) = 900 ÷ 1000 q trình dãn nở thải Chọn = 1000K 1.1.8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp (∆ T ¿ Khí nạp chuyển động đường ống nạp vào xilanh động tiếp xúc với vách nóng nên sấy nóng lên trị số nhiệt độ ΔT.T Khi tiến hành tính tốn nhiệt động người ta thường chọn trị số ΔT.T vào số liệu thực nghiệm Đối với động xăng: ∆T=0 ÷ 20oC Chọn ∆T=6oC 1.1.9 Chọn hệ số nạp thêm (λ1 ¿ Hệ số nạp thêm biểu thị tương quan lượng tăng tương đối hỗn hợp khí cơng tác sau nạp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ thể tích Hệ số nạp thêm chọn giới hạn: 1=1,02÷1,07 Chọn =1,04 1.1.10 Chọn hệ số quét buồng cháy (λ2 ¿ Đối với động khơng tăng áp khơng có quét buồng cháy, chọn 2=1 1.1.11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt (λt ¿ Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt phụ thuộc vào thành phần khí hỗn hợp α nhiệt độ khí sót Theo thực nghiệm thống kê động xăng Hệ số dư lượng khơng khí α 0,80 1,00 1,20 1,40 1,13 Với động xăng, α = 0,90 => Chọn =1,15 1,17 1,14 1,11 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt 1.1.12 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z (ξz ¿¿ z) ¿ chọn: Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z ( ) thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt điểm Z ( ) phụ thuộc vào chu trình cơng tác động Với động xăng, ta chọn = 0,8 1.1.13 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b (ξz ¿¿ b)¿ Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ( ) phụ thuộc vào nhiều yếu tố Khi tốc độ động cao, cháy rớt tăng, dẫn đến nhỏ Đối với động xăng, ta chọn = 0,90 1.1.14 Hệ số dư lượng khơng khí ( α¿ Hệ số α ảnh hưởng lớn đến trình cháy Đối với động đốt trong, tính tốn nhiệt thường phải tính chế độ công suất cực đại, hệ số dư lượng khơng khí chọn pham vi cho bảng sau: Loại động Xăng 0,85÷0,95 Diesel - Buồng đốt thống 1,45÷1,75 - Buồng đốt xốy lốc 1,40÷1,65 - Buồng đốt dự bị 1,34÷1,45 - Tăng áp 1,70÷2,20 Động xăng, ta chọn: = 0,9 1.1.15 Chọn hệ số điền đầy độ thị công ( φd¿ Hệ số điền đầy đồ thị côngđánh giá phần hao hụt diện tích đồ thị cơng thực tế so với đồ thị cơng tính tốn Hệ số điền đầy đủ đồ thịchọn theo số liệu kinh nghiệm theo bảng sau: Loại động Xăng 0,93÷0,97 Diesel: Động xăng, - Buồng đốt thống 0,9 ÷ 0,95 - Buồng đốt ngăn cách 0,92 ÷ 0,96 chọn= 0,95 1.1.16 Tỷ số tăng áp Là tỷ số áp suất hỗn hợp khí xilanh cuối q trình cháy trình nén: λ= P z Pc Trị số λ thương động xăng nằm phạm vi sau: λ = 3,00 ÷ 4,00; Ta chọn λ=3,5 Bảng thơng số tự chọn Áp suất khơng khí nạp Tên thơng số Kí hiệu 0,1013 Giá trị / Đơn vị Áp suất khí nạp trước xupap nạp 0,1013 / Nhiệt độ khí nạp 302 K Nhiệt độ khí nạp trước xupap 302 K nạp 2 Hệ số dư lượng không khí 0,09 0,9 Áp suất khí sót 0,11 MPa Nhiệt độ khí sót Độ tăng nhiệt độ khí nạp 1000 K Áp suất cuối kì nạp ∆ Hệ số lợi dụng nhiệt z 0,8 Hệ số lợi dụng nhiệt b 0,9 / ℃