BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG tính toán nhiệt và xây dựng đồ thị công p v, tính toán động học và động lực học của cơ cấu piston khuỷu trục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN Mơn học: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tên nhóm: Nhóm GVHD : Nguyễn Văn Trạng HVTH : Huỳnh Quang Thảo MSSV: 12145163 Nguyễn Thành Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 0 MSSV:12145156 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: 0 BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc PHẦN 1: TÍNH TỐN NHIỆT Bảng số liệu ban đầu ĐCĐT Các số liệu phần tính tốn nhiệt TT Tên thơng số Ký hiệu Giá trị Đơn vị 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 Công suất động Ne 60 kw 14 Số vòng quay động 2400 v/ph 16 Tỷ số nén n  Ghi Đ/cơ Xăng, khơng tăng áp 8.2 A- CÁC THƠNG SỐ CẦN CHỌN: 1) Áp suất môi trường p0 Áp suất môi 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 mơi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm Với động không tăng áp ta có nhiệt độ mơi trường nhiệt độ trước xupap nạp nên: T0 = 270C = 300 0K 3) Áp suất cuối trình nạp pa 0 BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc Áp suất cuối trình nạp p a với động không tăng áp ta chọn phạm vi: Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0,9.p0 = 0,09.0,1 = 0.09 (MPa) 4) Áp 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) 5) 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: 6) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr: Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Thơng thường ta chọn: Tr = (700 – 1000) = 900 7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt :t Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt t chọn theo hệ số dư lượng khơng khí  = 0,85 - 0.92 để hiệu đính:  = 0,88 t = 1.15 8) Hệ số quét buồng cháy 2: Với động không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy là: =1 9) Hệ số nạp thêm 1: Hệ số nạp thêm phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thơng thường ta chọn: = (1,02 – 1,07) = 1.03 0 BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc z 10) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm 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 b 11) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b : b Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b Với loại động Xăng ta chọn: tuỳ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel b 0,85 0,95  0,9 d : 12) Hệ số hiệu đính đồ thị cơng Hệ số hiệu đính đồ thị cơng động Xăng ta chọn: d phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với 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 Hệ số khí sót r  r r : tính theo cơng thức: 2 (Tk   T ) pr Tr pa 1    p  m   1  t 2  r   pa  Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót chọn: m 1, 45 1,5 1,5 Thay số vào công thức tính r ta được: 0 BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc r  r 1.(300  20) 0,110 900 0,09  0,110  8, 2.1, 03  1,15.1.   0,09       1,5  0,0742 nằm khoảng giá trị (0,05÷0,15) 2) Nhiệt độ cuối q trình nạp Nhiệt độ cuối q trình nạp Ta : Ta tính theo công thức:  m 1   m    p   Tk   T   t r Tr  a   pr  Ta   r Thay số vào cơng thức tính Ta ta được:  1,5  1,5  0,09    300  20  1,15.0,0742.900.   0,110 Ta   0,0742  365(K ) Đốối vớ i độ ng xăng, nhiệ t độ khí nạ p Ta = (340 ÷400)k 3) Hệ số nạp Hệ số nạp v :  v xác định theo công thức: 1     pr  m   Tk pa   1  t   v      (T k  T ) p k   pa     Thay số vào cơng thức tính  v ta được:       0,11   1,5   300 0, 09  v  0,836 8, 2.1, 03  1,15.1    8,   300  20  0,1   0, 09    4) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu 0 BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc M0 : BAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.trucBAI.tap.lon.mon.hoc.TINH.TOAN.DONG.co.dot.TRONG.tinh.toan.nhiet.va.xay.dung.do.thi.cong.p.v tinh.toan.dong.hoc.va.dong.luc.hoc.cua.co.cau.piston.khuyu.truc Lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu công thức: M0  M0 tính theo  C H O   0, 21  12 32  Đối với nhiên liệu động Xăng ta có: C 0,855; H 0,145; O 0 nên thay vào cơng thức tính M0 ta được: M 0,512(kmol / kg.nl ) 5) Lượng khí nạp Lượng khí nạp M1 : M1 xác định theo công thức: M .M   nl Trong đó: µnl = 114 M 0,88.0, 512  6)Lượng sản vâtkcháy  0, 459(kmol / kg nl ) 114 M : 