Trang 1 BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA: CÔNG NGHỆ Ô TÔ______MÔN HỌCLÝ THUYẾT ĐỘNG CƠ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Phạm Minh HiếuSinh viên: Đặng Sơn TùngMã sinh viên: 202260
lOMoARcPSD|39211872 Bài Tập Lớn GVHD: Phạm Minh Hiếếu BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CÔNG NGHỆ Ô TÔ MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐỘNG CƠ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : Phạm Minh Hiếu Sinh viên: Đặng Sơn Tùng Mã sinh viên: 2022602770 Khóa : K17 Năm học: 2022-2023 Lý thuyếết động cơ Page 1 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 Bài Tập Lớn GVHD: Phạm Minh Hiếếu Chương 1 Tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong 1.1.Tổng quan về các phương pháp tính toán CTCT của động cơ Hiện nay để tính toán CTCT của động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng nói riêng và các loại động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu khác nói chung có rất nhiều phương pháp như: - Phương pháp lý thuyết gần đúng: Dựa trên các định luật nhiệt động học I và II, coi các quá trình nén, giãn nở là đoạn nhiệt… phương pháp có ưu điểm là tính toán nhanh, không đòi hỏi nhiều thông số đầu vào phức tạp… tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là cho kết quả kém chính xác, chưa xét đến các quá trình trao đổi khí… - Phương pháp Grimheven - Phương pháp cân bằng thể tích Bên cạnh các phương pháp trên người ta còn sử dụng phương pháp cân bằng năng lượng:… Để tính toán CTCT của động cơ … trong khuôn khổ của đồ án môn học sẽ dựa trên phương pháp cân bằng năng lượng… - Phương pháp cân bằng năng lượng 1.2.Giới thiệu về động cơ mẫu và các thông số đầu vào phục vụ tính toán 1.2.1.Số liệu ban đầu 1- Công suất của động cơ Ne: Ne = 12.8 (KW) 2- Số vòng quay của trục khuỷu n: n = 2280 (vg/ph) 3- Đường kính xi lanh D: D = 95 (mm) 4- Hành trình piton S : S = 115 (mm) 5- Dung tích công tác Vh :Vh = = 0,58469(dm3) 6- Số xi lanh i : i = 1 7- Tỷ số nén ε : ε = 17 8- Suất tiêu hao nhiên liệu ge : ge = 192 (g/ml.h) = 192/0,736 = 260,8696 (g/kW.h) 9- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp α1 ; α2 : α1 = 10 (độ) α2 = 29 (độ) 10- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải 1, 2 : 1 = 32 (độ) 2 = 7 (độ) 11- Chiều dài thanh truyền ltt: ltt = 205 (mm) Lý thuyếết động cơ Page 2 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 Bài Tập Lớn GVHD: Phạm Minh Hiếếu 12- Khối lượng nhóm pitton mpt: mpt = 0,8 (kg) 13- Khối lượng nhóm thanh truyền mtt: mtt = 0,7 (kg) 14 – Động cơ không tăng áp, 15 – góc đánh lửa sớmi =17o Các thông số cần chọn 1 )Áp suất môi trường :pk Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào đông cơ (với động cơ không tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn pk=p0 Ở nước ta nên chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) 2 )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK 3 )Áp suất cuối quá trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại đông cơ ,tính năng tốc độ n ,hệ số cản trên đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì vậy cần xem xét đông cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi: pa =(0,8-0,9).pk =(0,8-0,9)0,1 = 0,08-0,09 (MPa) Căn cứ vào động cơ YAZ đang tính ta chọn: pa =0,088 (Mpa) 4 )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như p Áp suất khí thải có thể chọn trong phạm vi : p= (1,10-1,15).0,1 =0,11-0,115 (MPa) chọn P =0,11 (MPa) 5 )Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành hỗn hợp khí ở bên ngoài hay bên trong xy lanh Với động cơ xăng: ∆T = 0ºK - 20ºK Ta chọn: ∆T = 20ºK Lý thuyếết động cơ Page 3 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 Bài Tập Lớn GVHD: Phạm Minh Hiếếu 6 )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu quá trình giãn nở càng triệt để ,Nhiệt độ T càng thấp Thông thường ta có thể chọn : T=700 ºK -1000 ºK Thông thường ta có thể chọn : T =950 ºK 7 )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ được chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu đính Thông thường có thể chọn λ theo bảng sau : α 0,8 1,0 1,2 1,4 λ 1,13 1,17 1,14 1,11 Đối với động cơ xăng có α =< 1,4 có thể chọn λ=1,17 8 )Hệ số quét buồng cháy λ : Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta chọn λ =1 9 )Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta có thể chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,05 10 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ,ξ phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ Với các loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ= 0,85-0,92 Chọn : ξ= 0,85 11 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơ điezel ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ Với các loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ =0,85-0,95 ta chọn ξ=0,92 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ : Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ với chu trình công tác thực tế Sự sai lệch giữa chu trình thực tế với chu trình tính toán của động cơ xăng ít hơn của động cơ điezel vì vậy hệ số φ của đ/c xăng thường chọn hệ số lớn Có thể chọn φ trong phạm vi: φ =0,92-0,97 Lý thuyếết động cơ Page 4 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 Bài Tập Lớn GVHD: Phạm Minh Hiếếu Ta chọn φ =0,959 1.3 Tính toán các quá trình công tác của động cơ 1.3.1 Quá trình nạp 1 )Hệ số khí sót γ : Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,5 1(297 20) 0,11 1 950 0, 088 1 0,11 1,5 7, 61, 05 1,17 1 = 0, 088 = 0,06298 2 )Nhiệt độ cuối quá trình nạp T Nhiệt độ cuối quá trình nạp T đươc tính theo công thức: T= ºK 1,5 1 0, 088 1,5 297 20 1,170, 06298950 0,11 T= 1 0, 06298 = 359 (ºK) 3 )Hệ số nạp η : 1 0,11 1,5 1 297 0, 088 7, 61, 02 1,17 1 0, 088 η= 7, 6 1 297 20 0,1 = 0,827 4 )Lượng khí nạp mới M : Lượng khí nạp mới M được xác định theo công thức sau : M = (kmol/kgnhiên liệu) Trong đó p là áp suất có ích trung bình được xác định thao công thức sau: 30 96 4 p = = 0,5846932008 = 0,76963 (MPa) 432103 0,10,827 Vậy M = 339,67 0,76963297 = 0,46029 (kmol/kg nhiên liệu) 5 )Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M : Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M được tính theo công thức : Lý thuyếết động cơ Page 5 Downloaded by mon hon (monmon1@gmail.com) lOMoARcPSD|39211872 Bài Tập Lớn GVHD: Phạm Minh Hiếếu C H O (kmol/kg) nhiên liệu M = \f(1, 12 4 32 Vì đây là đ/c xăng nên ta chọn C=0,855 ; H=0,145 ;O=0 0,855 0,145 0 M = \f(1, 12 4 32 = 0,5119 (kmol/kgnhiên liệu) 6 )Hệ số dư lượng không khí α Vì đây là động cơ xăng nên : = 110 – 120 Đối với xăng thường dùng có thể chọn = 114 1.3.2.Tính toán quá trình nén 1 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí : =19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ) 2 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phạm cháy : Khi hệ số dư lượng không khí α =