Bài Tập Lớn Đề Tài Động Cơ Huyndai Santafe (Diesel).Pdf

Các thông số cho trước của động cơ

Các thông số cho trước để kiểm nghiệm động cơ có sẵn trong tính toán nhiệt được chọn phụ thuộc vào các trường hợp tính toán sau:

Môi trường sử dụng động cơ:

Kiểu, loại động cơ, số kỳ: động cơ diesel, 4 kỳ � = 4

Số xilanh và cách bố trí: 4 xilanh và bố trí thẳng hàng (I4) Đường kính xilanh: D = 83 (mm)

Công suất thiết kế: � � = 148 (kW)

Số vòng quay thiết kế: n = 3800 (v/ph)

Kiểu buồng cháy và phương pháp tạo hỗn hợp: phun trực tiếp (Direct Injection) Kiểu làm mát: làm mát bằng dung dịch giữa chất chống đông và nước.

Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích: g� = 0 , 0 9 6 (g/kW.h)

Góc đánh lửa sớm: độ

Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp và thải:

Chiều dài thanh truyền: L = 184(mm)

Khối lượng nhóm piston: mnp ,75 (g/cm2)

Khối lượng nhóm thanh truyền: mtt = 20,67 (g/cm2); mA = 6,201 (g/cm2), mB = 1 4 , 4 6 9 (g/cm2)

Khối lượng trục khuỷu: mk = 2 0 , 7 5 (g/cm2)

Chọn các thông số tính toán nhiệt

Áp suất không khí nạp (� �)

Áp suất không khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển, giá trị po phụ thuộc vào độ cao so với mực nước biển Càng lên cao thì po càng giảm do không khí càng loãng, tại độ cao so với mực nước biển: po = 0,1013 (MN/� 2 )

Nhiệt độ không khí nạp mới (� �)

Nhiệt độ không khí nạp mới phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trung bình của môi trường, nơi xe được sử dụng Điều này hết sức khó khăn đối với xe thiết kế để sử dụng ở những vùng có khoảng biến thiên nhiệt độ trong ngày lớn.

Miền Nam nước ta thuộc khi vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong ngày có thể chọn là tkk = 33 0 C cho khu vực miền Nam, do đó:

Áp suất khí nạp trước xupap nạp ( �� )

Xe sử dụng động cơ diesel 4 kỳ, có tăng áp:

Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp ( �� )

Xe sử dụng động cơ 4 kỳ, tăng áp:

Áp suất cuối quá trình nạp ( �� )

Chọn áp suất khí sót (� �)

Là một thông số quan trọng đánh giá mức độ thải sạch sản phẩm cháy ra khỏi xilanh động cơ Tương tự như áp suất cuối quá trình nạp ��, áp suất khí sót �� được xác định bằng quan hệ sau:

Tổn thất trong quá trình xả thải là tổn thất cơ học đáng kể, chủ yếu phụ thuộc vào trở lực trên đường ống thải Các yếu tố ảnh hưởng đến trở lực này bao gồm việc lắp đặt bình tiêu âm, thiết bị xử lý khí thải, bình chứa khí thải trên động cơ, tốc độ quay của động cơ và tiết diện lưu thông của họng xupap thải Việc giảm tổn thất trong quá trình xả thải góp phần cải thiện hiệu suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải ra môi trường.

Giá trị áp suất khí sót �� phụ thuộc vào các yếu tố sau:

Diện tích tiết diện thông qua của xupap xả.

Biên độ, độ cao, góc mở sớm, đóng muộn của xupap xả. Động cơ có lắp hệ thống tăng áp bằng khí xả hay không. Độ cản của bình tiêu âm, bộ xúc tác khí xả…

Xe sử dụng động cơ diesel nên ta chọn �� = 0,11 (MPa)

Nhiệt độ khí sót (��)

Khi tính toán, người ta thường lấy giá trị �� ở cuối quá trình thải cưỡng bức. Giá trị của �� phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như tỷ số nén �, thành phần hỗn hợp α, tốc độ quay n, góc đánh lửa sớm (ở động cơ xăng) hoặc góc phun sớm nhiên liệu (ở động cơ diesel).

Giá trị ε càng cao thì khí cháy càng giãn nở nhiều nên �� càng thấp Xilanh hỗn hợp thành phần càng phù hợp thì quá trình cháy xảy ra càng nhanh, ít cháy rớt nên �� càng giảm.

Nếu góc phun sớm nhiên liệu hoặc đánh lửa sớm quá nhỏ thì quá trình cháy rớt tăng nên �� cao.

Xe sử dụng động cơ diesel nên ta chọn giá trị �� = 700 (K)

1.2.8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới

Khí nạp mới khi chuyển động trong đường ống nạp vào trong xilanh của động cơ do tiếp xúc với vách nóng nên được sấy nóng lên một trị số nhiệt độ là ΔT.

Khi tiến hành tính toán nhiệt của động cơ người ta thường chọn trị số ΔT căn cứ vào số liệu thực nghiệm. Động cơ diesel nên ta chọn: ΔT = 20 ÷ 40 0 C

Chọn hệ số nạp thêm � �

Hệ số nạp thêm λ1 biểu thị sự tương quan lượng tăng tương đối của hỗn hợp khí công tác sau khi nạp thêm so với lượng khí công tác chiếm chỗ ở thể tích Va

Ta chọn hệ số nạp thêm λ1 = 1,05

Chọn hệ số quét buồn cháy � �

Động cơ được quét sạch hoàn toàn buồng cháy �2 = 0,2

Chọn hệ số hiệu chỉnh tỷ nhiệt � �

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λt phụ thuộc vào thành phần của khí hỗn hợp α và nhiệt độ khí sót Tr Theo thực nghiệm thống kê đối với động cơ xăng λt được chọn:

Hệ số dư lượng không khí ta chọn � = 1,5 ÷ 1,8 (ở phần 2.2.14) nên �� = 1,11

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (�� )

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξZ) là thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξZ) phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ.

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (�� )

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξb) phụ thuộc vào nhiều yếu tố Khi tốc độ động cơ càng cao, cháy rớt càng tăng, dẫn đến ξb nhỏ.

Với động cơ diesel tăng áp ξb < 0,92.Chọn �� = 0,9

Hệ số dư lượng không khí �

Hệ số α ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy Đối với động cơ đốt trong, tính toán nhiệt thường phải tính ở chế độ công suất cực đại, hệ số dư lượng không khí cho động cơ diesel tăng áp nằm trong phạm vi α = 1,70 ÷ 2,20 Ta chọn α = 1,9.

Chọn hệ số điền đầy đồ thị công � �

Hệ số điền đầy đồ thị công φd đánh giá phần hao hụt về diện tích của đồ thị công thực tế so với đồ thị công tính toán

Với động cơ diesel buồng cháy thống nhất φd = 0,9 ÷ 0,95 Ta chọn φd = 0,95.

Tỷ số tăng áp

Là tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp khí trong xilanh ở cuối quá trình cháy và quá trình nén: Đối với động cơ diesel λ = 1,35 ÷ 2,40 Ta chọn λ = 1,8.

Tính toán nhiệt

Quá trình nạp

Ta có công thức tính toán hệ số nạp như sau:

Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót (m=1,45÷1,5), ta chọn m = 1,45 Thay số vào ta được:

Ta có công thức tính hệ số khí sót như sau:

1.3.1.3 Nhiệt độ cuối quá trình nạp ( T a )

Ta có công thức tính nhiệt độ cuối quá trình nạp như sau:

Quá trình nén

1.3.2.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới:

1.3.2.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:

Khi α > 1 tính cho động cơ diesel theo công thức sau:

1.3.2.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong quá trình nén:

1.3.2.4 Tỷ số nén đa biến trung bình n 1 :

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: tỷ lệ hóa khí, loại buồng cháy, các thông số kết cấu động cơ, các thông số vận hành gồm phần tải, vòng quay, trạng thái nhiệt…

Chỉ số nén đa biến trung bình xác định gần đúng theo phương trình cân bằng nhiệt của quá trình nén, với giả thiết quá trình nén là quá trình đoạn nhiệt nên cho vế trái của phương trình này bằng 0 và thay k1 = n1 ta có:

1.3.2.5 Áp suất quá trình nén ( P c )

1.3.2.6 Nhiệt độ cuối quá trình nén ()

Quá trình cháy

1.3.3.1 Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M 0

Trong đó: C, H, O là thành phần carbon, hydro, oxy, tính theo khối lượng có trong 1kg nhiên liệu lỏng tham khảo bảng sau.

Bảng đăc tính nhiên liệu lỏng dùng cho động cơ

Thành phần trong 1 kg nhiên liệu (kg)

Khối lượng phân tử (kg/mol)

Thay các số liệu vào công thức trên ta tính được:

Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1kg dầu diesel : � 0 = 0,495 (kmol kk)

1.3.3.2 Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xilanh M 1

Xe sử dụng động cơ diesel

1.3.3.4 Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết β 0

1.3.3.5 Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế �

Thực tế do ảnh hưởng của khí sót còn lại trong xilanh từ chu trình trước, hệ số biến đổi phân tử khí thực tế β được biểu diễn theo công thức:

Giá trị của β phụ thuộc chủ yếu vào α mà ít phụ thuộc vào thành phần nhiên liệu sự phụ thuộc ấy như sau: α 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 β 1,11 1,08 1,05 1,04 1,035

Ta có α = 1,9 và β = 1,033 là hợp lí khi so sánh với bảng trên.

1.3.3.6 Hệ số biến đổi phân tử khí tại điểm

1.3.3.7 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn Đối với động cơ diesel vì � > 1 nên ΔQH =0

1.3.3.8 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của môi chất tại điểm Z

Ta có công thức tính như sau:

1.3.3.9 Nhiệt độ cuối quá trình cháy T Z Đối với động cơ diesel được tính theo công thức:

1.3.3.10 Áp suất cuối quá trình cháy Pz Đối với động cơ diesel:

Quá trình giản nở

1.3.4.1 Tỷ số giản nở đầu Đối với động cơ diesel:

1.3.4.2 Tỷ số giản nở sau

Xe sử dụng động cơ diesel nên: � = = = 14,76

1.3.4.3 Xác định chỉ số giản nở đa biến trung bình n 2

1.3.4.4 Nhiệt độ cuối quá trình giản nở

Xe sử dụng động cơ diesel, suy ra:

1.3.4.5 Áp suất cuối quá trình giản nở

Xe sử dụng động cơ diesel, suy ra:

1.3.4.6 Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót � r

Trong đó: là chênh lệch độ khí sót tính toán và chọn ban đầu

Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình

Áp suất chỉ thị trung bình thực tế

�� = �� ′ = 0,93 2,0167 = 1,916 (MPa)Trong đó, � � là hệ số điền đầy đồ thị

Áp suất tổn thất cơ khí Pm

=0,105 (Mpa) Trong đó: ( Với S = 99.4,10 -3 m, n = 3800 v/ph

Xe có buồng cháy thống nhất nên các hằng số a, b chọn theo bảng 2.17 sẽ là: chọn: a=0,089 b=0,0118

Bảng 2.17 Các hằng số a và b trong công thức trên Động cơ a b Động cơ xăng (i= 1 – 6)

S/D ≤ 1 Động cơ phun xăng (cường hoá)

Áp suất có ích trung bình Pe

Hiệu suất cơ giới

Là tỷ số giữa phần nhiệt lượng chuyển thành công mà ta thu được và nhiệt lượng mà nhiên liệu tỏa ra khi đốt cháy 1Kg nhiên liệu dạng lỏng hay 1m 3 nhiên liệu ở dạng khí. Đối với động cơ dùng nhiên liệu lỏng ta có:

Trong đó �� và �� – thay gần đúng bằng �� và P�

�� tính theo J/kg; � 1 tính theo kmol/kg

1.4.8 Tính suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi

1.4.9 Tính suất tiêu hao nhiên liệu ge

1.4.10 Tính toán thông số kết cấu của động cơ

Thể tích công tác một xylanh:

Trong đó: τ – số chu kỳ của động cơ

�� – số vòng quay của động cơ ở công suất thiết kế

� � – công suất động cơ thiết kế, kW

�� – áp suất có ích trung bình, MN/ m2

Thể tích toàn bộ: Đường kính piston:

Tỷ số S/D được chọn trước ở mục 2.5

1.4.11 Xây dựng đồ thị chỉ thị công Đồ thị công là đô thị biểu diễn quan hệ hàm số giữa áp suất của MCCT trong xilanh với thể tích của nó khi tiến hành các quá trình: nạp - nén - (cháy + dãn nở) và thải trong một chu trình công tác của động cơ: Đồ thị công cho thấy một cách trực quan nhất diện tích thể hiện công chỉ thị của chu trình ( Li ) và áp suất chỉ thị trung bình �� = Li / Vh Đó là các thông số đánh giá tính hiệu quả của động cơ

Triển khai đồ thị biểu diễn lực khí thể tác dụng lên đỉnh piston theo góc quay trục khuỷu ở tọa độ vuông góc, với trục tung biểu diễn lực khí thể và trục hoành biểu diễn góc quay trục khuỷu Đối với động cơ bốn kỳ, góc quay trục khuỷu được biểu diễn từ 0° đến 720°, còn đối với động cơ hai kỳ, góc quay trục khuỷu được biểu diễn từ 0° đến 360°.

Cách xây dựng đô thị công chỉ thị của động cơ tính toán tiến hành theo các bước dưới đây:

Bước 1: Chọn tọa độ tuông góc : biểu diễn áp suất khí thể ( pkt ) trên trục tung và thể tích khí (Vxl) trên trục hoành với tỉ lệ xích �� và ��,phù hợp với khổ giấy vẽ Dùng giây kẻ ô ly khổ �o,nên chọn Vh trong khoảng 22 - 25cm và �� khoảng 25 ÷ 29cm.

Bước 2: Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công Điểm a: điểm cuối hành trình nạp có áp suất Pa và thể tích Va: Điểm c (Vc; ��): điểm cuối hành trình nén tính toán Điểm 2 (Vz; ��): điểm cuối hành trình cháy tính toán.

Điểm b (Vb; Pb) đánh dấu kết thúc hành trình dãn nở, với thể tích Vb bằng thể tích đầu ban đầu Va Tiếp theo, điểm r (Vr; Pr) biểu thị điểm cuối hành trình thải, với thể tích Vr nhỏ hơn thể tích chết Vc (đối với động cơ xăng) hoặc một nửa thể tích chết (đối với động cơ diesel).

Bước 3: Dựng đường cong nén

Trong hành trình nén khí trong xilanh bị nén với chỉ số nén đa biến trung bình n1, từ phương trình: Pa.V�n1 = const

Pa, Va - áp suất và thể tích khí tại điểm a

Pxn, Vxn - áp suất và thể tích khí tại một điểm bất kỳ trên đường cong nén

Bằng cách cho các giá trị �� đi từ �� đến ��, ta lần lượt xác định được các giá trị Pxn.

Bước 4: Dựng đường cong dãn nở:

Trong quá trình dãn nở khí cháy được dãn nở theo chỉ số dãn nở đa biến n2.

Tương tự như trên ta có: trong đó : Pxp,�� - áp suất và thể tích khí tại một điểm bất kỳ trên đường cong dãn nở Bằng cách cho các giá trị �� và đi từ ��, đến ��, ta lần lượt xác định được các giá trị ��.

Bước 5: Dựng và hiệu đính đồ thị công

Nối liền các điểm đã xác định được nói trên bằng một đường cong đều ta có đồ thị công tính toán của động cơ (đường cong nét đứt). Để xây dựng được đồ thị công chỉ thị của động cơ cần phải thực hiện các bước hiệu chỉnh dưới đây:

Dùng đồ thị Brích xác định điểm đánh lửa sớm hoặc phun nhiên liệu sớm (c’) và các điểm phối khí (mở sớm và đóng muộn các xupáp nạp, thải: r’, a’, b’, r”) trên đồ thị công bằng cách:

Dựng phía dưới đồ thị công nửa vòng tròn có bán kính R, tâm O là trung điểm của đoạn �ℎ

- Lấy từ tâm O một khoảng OO’ về phía phải, với:

OO’ = �R/2 trong đó � là thông số kết cấu,đã được chọn trước.

- Từ tâm O’ ta vẽ các tia hợp với đường kính nửa vòng tròn tâm O đã vẽ ở trên những góc nối trên.

- Từ giao điểm các tia cắt nửa vòng tròn tâm O đã vẽ ở trên ta dóng các đường song song với trục tung cắt đô thị công và từ các điểm này ta xác định được các điểm (c’, r’, a’, b’, r’’) trên đồ thị công.

Hiệu chỉnh phần đường cong của quá trình nén và cháy trên đồ thị công:

- Ở động cơ xăng áp suất cực đại ( điểm z’) có tung độ ��′ = 0,85��

- Ở động cơ diesel áp suất cực đại cuối quá trình cháy, điểm z có tọa độ (��; ��) và điểm z’ có tọa độ

- Điểm z” là trung điểm đoạn thẳng qua điểm z’ song song với trục hoành và cắt đường cong dãn nở.

- Điểm c” lấy trên đoạn cz’ với cc" = cz'/3

- Điểm b” là trung điểm của đoạn ab.

Nối liền các điểm xác định trên bằng thước cong thành một đường cong liên tục để tạo thành đồ thị chỉ thị của động cơ tính toán.

Khi trục khuỷu quay một góc α thì piston dịch chuyển một khoảng X so với vị trí ban đầu Chuyển vị của piston trong xilanh được tính bằng công thức:

Trong đó: λ – thông số kết cấu động cơ;

- Tốc độ chuyển động của piston là hàm phụ thuộc vào góc quay trục khuỷu và λ. �� = ( 2 ) ω � (m/s)

Trong đó ω = �� [rad/s]: vận tốc gốc của trục khuỷu

- Vận tốc của piston là tổng của hai hàm điều hòa cấp I và cấp II:

- Lấy đạo hàm V theo thời gian, ta có công thứ gia tốc piston:

- Gia tốc của piston là tổng của hai hàm điều hòa cấp I và cấp II:

2.2 Động lực học của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

- Lực khí thể là một đại lượng thay đổi theo gốc quay trục khuỷu, xác định được từ áp suất khí thể P ở tính toán nhiệt của động cơ.

Po = 0,1 MN/m2 – áp suất khí quyển

- Quá trình nạp: Pkt = Pa – Po

- Quá trình nén: P kt = P a i n1 − P o , với i từ 1(180 o ) đến ε (360 o – θs)

- Quá trình giãn nở: P kt = � � − Po, với từ 1 đến �

- Quá trình giãn nở: Pkt = Pr – Po

2.2.2 Lực quán tính của các chi tiết chuyển động

- Lực quán tính tịnh tiến

Pj = -mt.J = -mt.Rω2(cosα + λcos2α)

- Lực quán tính ly tâm

PK = -mr.Rω2 = const Với: mt = mnp + mA, mr = mK + mB, mA = (0,275 ÷ 0,35)mtt, mB = (0,725 ÷ 0,65)mtt

Trong đó: Pj – lực quán tính tịnh tiến

PK – lực quán tính ly tâm mt – khối lượng các chi tiết chuyển động tịnh tiến mr – khối lượng các chi tiết chuyển động quay mtt – khối lượng thanh truyền mnp – khối lượng nhóm piston mK – khối lượng trục khuỷu mA – khối lượng đầu nhỏ thanh truyền mB – khối lượng đầu to thanh truyền

2.2.3 Hệ lực tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền

Lực tổng tác dụng lên chốt piston

- Là hợp lực của lực khí thể Pkt và lực quán tính tịnh tiến Pj, có giá trị bằng tổng đại số của hai lực này: P1 = Pkt + Pj

- Lực tác dụng dọc thanh truyền:

Ptt = �� cos β với β = arcsin(λ.sinα)

2.2.4 Moment quay M của động cơ

- Tính góc lệch công tác của động cơ: δct = 180o Chọn thứ tự làm việc của động cơ: 1 – 3 – 4 – 2

Xác định pha công tác của từng xilanh:

- Moment tổng ∑ Mi xác định bằng quan hệ:

Trong đó: ∑ Mi – moment tổng cộng

∑ Ti – tổng lực tiếp tuyến

2.2.5 Lực tác dụng lên chốt khuỷu

Tại chốt khuỷu có lực tác dụng như sau: lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ly tâm P K0 Hợp lực tác dụng lên chốt khuỷu là vectơ lực Q được xác định bằng phương trình cân bằng lực:

3.1 Bản vẽ đồ thị công chỉ 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 của piston

% TINH TOAN DONG CO DOT TRONG.

% GVHD: PSG.TS LY VINH DAT.

% DE TAI: DONG CO HYUNDAI SANTAFE

%% Cac thong so ban dau

Va = 0.645; %Don vi the tich: lit

Vr = Vc; n1 = 1.359; %Chi so nen da bien trung binh n2 = 1.236; %Chi so dan no da bien trung binh

P0 = 0.1013; %Don vi ap suat: MN/m^2

Pr = 0.11; n = 3800; %vong/phut w = (pi*n)/30; %rad/s mnp = 20.75; %don vi g/cm2 mtt = 20.67; mk = 20.75; mA = 0.3 * mtt; mB = 0.7 * mtt; mj = mA + mnp; mr = mB + mk;

%% ve do thi cong chi thi

% hieu chinh rr' a1hc = linspace (0,7,100); % dong muon xupap thai = 5 x1hc = R.*((1-cosd(a1hc))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a1hc)));

Prr1 = linspace (Pr,Pa,100); % khoang ap suat trong doan hieu chinh

Vrr1 = linspace (Vc,Vr1,100); % khoang the tich trong doan hieu chinh

P1hc = interp1 (Vrr1,Prr1,V1hc,'spline');

% qua trinh nap a1 = linspace (7,180,100); x1 = R.*((1-cosd(a1))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a1)));

% qua trinh nen (goc danh lua som = 15)

% doan 1 a2 = linspace (180,345,100); x2 = R.*((1-cosd(a2))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a2)));

% qua trinh chay - gian no

% hieu chinh doan c'-c" a2hc = linspace (345,360,100); x2hc = R.*((1-cosd(a2hc))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a2hc)));

% xac dinh toa do diem c'

% xac dinh toa do diem c"

P2hc = interp1(Vc1c2,Pc1c2,V2hc,'spline');

% Hieu chinh c"-z" a3hc = linspace(360,375,100); x3hc = R.*((1-cosd(a3hc))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a3hc)));

% Xac dinh diem zhc azhc = 374; xzhc = R.*((1-cosd(azhc))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*azhc)));

P3hc = interp1(Vz1z2,Pz1z2,V3hc,'spline');

% Gian no a3 = linspace (375,488,100); x3 = R.*((1-cosd(a3)+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a3))));

% Hieu chinh b'b" a4hc = linspace (488,540,100); %mo som xupap thai = 52 x4hc = R.*((1-cosd(a4hc))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a4hc)));

% xac dinh bhc1 abhc1 = 500; xbhc1 = R.*((1-cosd(abhc1))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*abhc1))); Vbhc1 = xbhc1*Fp + Vc;

P4hc = interp1(Vb1b2,Pb1b2,V4hc,'spline');

% hieu chinh b" a5hc = linspace(540,570,100); x5hc = R.*((1-cosd(a5hc))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a5hc))); V2b = x5hc*Fp + Vc;

%xac dinh diem bhc2 abhc2 = 545; xbhc2 = R.*((1-cosd(abhc2))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*abhc2))); Vbhc2 = xbhc2*Fp + Vc;

P5hc = interp1(Vb2b4,Pb2b4,V5hc,'spline'); xbhc2 = R.*((1-cosd(abhc2))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*abhc2))); Vbhc2 = xbhc2*Fp + Vc;

% doan cuoi a4 = linspace (570,720,100); x4 = R.*((1-cosd(a4))+(lambda/4).*(1-cosd(2.*a4)));

% do thi cong P-V atong = [a1hc,a1,a2,a2hc,a3hc,a3,a4hc,a5hc,a4]; jtong = R*(w^2).*(cosd(atong)+lambda.*cosd(2.*atong));

Ptong = [P1hc,P1,P2,P2hc,P3hc,P3,P4hc,P5hc,P4];

% ve do thi P-V figure(1); plot (Vtong,Ptong,'k','linewidth',1.5); title('DO THI CONG CHI THI P-V'); xlabel('The tich V (lit)'); ylabel('Ap suat P (MN/m2)'); grid on;

%% do thi P-phi Pj P1 figure(2);

Pkt = (Ptong-0.1); plot (atong,Pj,'r','linewidth',1.5); hold on plot (atong,Pkt,'b','linewidth',1.5);

P1 = Pkt + Pj; plot (atong,P1,'k','linewidth',1.5); axis([0 720 -4 16]); grid on; title('DO THI Pkt Pj P1'); xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Pkt (MN/m2) Pj (MN/m2) P1 (MN/m2)'); legend('Pj','Pkt','P1');

%% do thi dong hoc adh = [a1hc,a1,a2,a2hc];

Sp = SpI + SpII; figure(3); plot (adh,SpI,'r','linewidth',1.5); hold on; plot (adh,SpII,'b','linewidth',1.5); hold on; plot (adh,Sp,'k','linewidth',1.5); axis([0 360 0 0.11]); title('DO THI CHUYEN VI CUA PISTON - Sp'); xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Chuyen vi cua piston (m)'); legend('SpI','SpII','Sp'); grid on;

Vp = VpI + VpII; figure(4); plot (adh,VpI,'r','linewidth',1.5); hold on; plot (adh,VpII,'b','linewidth',1.5); hold on; plot (adh,Vp,'k','linewidth',1.5); axis([0 360 -25 25]); title('DO THI VAN TOC CUA PISTON - Vp'); xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Van toc cua piston (m/s2)'); legend('VpI','VpII','Vp'); grid on;

%gia toc cua piston jI = 0.1*R*(w^2).*(cosd(adh)); jII = 0.1*R*(w^2).*(lambda.*cosd(2.*adh));

Tính toán thông số kết cấu của động cơ

Thể tích công tác một xylanh:

Trong đó: τ – số chu kỳ của động cơ

�� – số vòng quay của động cơ ở công suất thiết kế

� � – công suất động cơ thiết kế, kW

�� – áp suất có ích trung bình, MN/ m2

Thể tích toàn bộ: Đường kính piston:

Tỷ số S/D được chọn trước ở mục 2.5

Xây dựng đồ thị chỉ thị công

Đồ thị công là đô thị biểu diễn quan hệ hàm số giữa áp suất của MCCT trong xilanh với thể tích của nó khi tiến hành các quá trình: nạp - nén - (cháy + dãn nở) và thải trong một chu trình công tác của động cơ: Đồ thị công cho thấy một cách trực quan nhất diện tích thể hiện công chỉ thị của chu trình ( Li ) và áp suất chỉ thị trung bình �� = Li / Vh Đó là các thông số đánh giá tính hiệu quả của động cơ

Đồ thị công chỉ thị được thể hiện trên hệ tọa độ vuông góc, với trục tung biểu diễn lực khí thể tác động lên đỉnh piston và trục hoành biểu diễn góc quay của trục khuỷu Đối với động cơ bốn kỳ, đồ thị được vẽ trong khoảng góc quay từ 0° đến 720°; trong khi đó, đối với động cơ hai kỳ, đồ thị chỉ được vẽ trong khoảng góc quay từ 0° đến 360°.

Cách xây dựng đô thị công chỉ thị của động cơ tính toán tiến hành theo các bước dưới đây:

Bước 1: Chọn tọa độ tuông góc : biểu diễn áp suất khí thể ( pkt ) trên trục tung và thể tích khí (Vxl) trên trục hoành với tỉ lệ xích �� và ��,phù hợp với khổ giấy vẽ Dùng giây kẻ ô ly khổ �o,nên chọn Vh trong khoảng 22 - 25cm và �� khoảng 25 ÷ 29cm.

Bước 2: Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công Điểm a là điểm cuối hành trình nạp, có áp suất Pa và thể tích Va Điểm c là điểm cuối hành trình nén tính toán, có thể tích Vc và áp suất Pc Điểm 2 là điểm cuối hành trình cháy tính toán, có thể tích V2 và áp suất P2.

Vz = Vc (đối với động cơ xăng); Vz = �Vc (đối với động cơ diesel) Điểm b (Vb; Pb): điểm cuối hành trình dãn nở với Vb = Va Điểm r (Vr; Pr): điểm cuối hành trình thải.

Bước 3: Dựng đường cong nén

Trong hành trình nén khí trong xilanh bị nén với chỉ số nén đa biến trung bình n1, từ phương trình: Pa.V�n1 = const

Pa, Va - áp suất và thể tích khí tại điểm a

Pxn, Vxn - áp suất và thể tích khí tại một điểm bất kỳ trên đường cong nén

Bằng cách cho các giá trị �� đi từ �� đến ��, ta lần lượt xác định được các giá trị Pxn.

Bước 4: Dựng đường cong dãn nở:

Trong quá trình dãn nở khí cháy được dãn nở theo chỉ số dãn nở đa biến n2.

Tương tự như trên ta có: trong đó : Pxp,�� - áp suất và thể tích khí tại một điểm bất kỳ trên đường cong dãn nở Bằng cách cho các giá trị �� và đi từ ��, đến ��, ta lần lượt xác định được các giá trị ��.

Bước 5: Dựng và hiệu đính đồ thị công

Nối liền các điểm đã xác định được nói trên bằng một đường cong đều ta có đồ thị công tính toán của động cơ (đường cong nét đứt). Để xây dựng được đồ thị công chỉ thị của động cơ cần phải thực hiện các bước hiệu chỉnh dưới đây:

Dùng đồ thị Brích xác định điểm đánh lửa sớm hoặc phun nhiên liệu sớm (c’) và các điểm phối khí (mở sớm và đóng muộn các xupáp nạp, thải: r’, a’, b’, r”) trên đồ thị công bằng cách:

Dựng phía dưới đồ thị công nửa vòng tròn có bán kính R, tâm O là trung điểm của đoạn �ℎ

- Lấy từ tâm O một khoảng OO’ về phía phải, với:

OO’ = �R/2 trong đó � là thông số kết cấu,đã được chọn trước.

- Từ tâm O’ ta vẽ các tia hợp với đường kính nửa vòng tròn tâm O đã vẽ ở trên những góc nối trên.

- Từ giao điểm các tia cắt nửa vòng tròn tâm O đã vẽ ở trên ta dóng các đường song song với trục tung cắt đô thị công và từ các điểm này ta xác định được các điểm (c’, r’, a’, b’, r’’) trên đồ thị công.

Hiệu chỉnh phần đường cong của quá trình nén và cháy trên đồ thị công:

- Ở động cơ xăng áp suất cực đại ( điểm z’) có tung độ ��′ = 0,85��

- Ở động cơ diesel áp suất cực đại cuối quá trình cháy, điểm z có tọa độ (��; ��) và điểm z’ có tọa độ

- Điểm z” là trung điểm đoạn thẳng qua điểm z’ song song với trục hoành và cắt đường cong dãn nở.

- Điểm c” lấy trên đoạn cz’ với cc" = cz'/3

- Điểm b” là trung điểm của đoạn ab.

Nối tất cả các điểm xác định trên bằng thước cong để tạo thành đường cong liên tục, ta được đồ thị công chỉ thị của động cơ tính toán, thể hiện mối quan hệ giữa công chỉ thị sinh ra và dung tích làm việc của động cơ.