bài tập lớn lý thuyết động cơ

CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN - VÀ CHỌN CHẾĐỘ TÍNH TOÁNnmin là tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tảinếu thấp hơn một chút động cơ sẽ chết máy.nM: Tốc độ lúc đạt mômen có

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG

TP.HCM, 2023

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN - VÀ CHỌN CHẾ

ĐỘ TÍNH TOÁN

n min là tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tảinếu thấp hơn một chút động cơ sẽ chết máy

n M: Tốc độ lúc đạt mômen có ích cực đại ở chế độ toàn tải (M emax)

n e: Tốc độ đạt công suất cực đại ở chế độ toàn tải (N emax)

Đa số trong động cơ Diesel và một số ít động cơ xăng của xe tải

CHÁY

1 Chọn nhiên liệu và thành phần của nhiên liệu:

Chọn nhiên liệu cho động cơ Diezel

Nhiên liệu Diesel có trị số Xetan 50

3 Lượng không khí lý thuyết Lo cần để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu: Lo

Sai số cho phép ± 0,05 đối với ∑g i => Thỏa mãn

7 Hằng số của khí nạp trước lúc cháy:

Đối với động cơ Diesel

Vì chỉ nạp không khí sau đến cuối quá trình nén mới phun nhiênliệu nên ở đây là hằng số khí của không khí

R ℎℎ t =R kk= ¿ 29,27 KGm/kg.độ

8 Hằng số khí của sản phẩm cháy R spc:

∑R spc=∑¿ ¿¿)

= g co 2.R CO 2+g o 2.R CO+g ℎ20.R H 20+g n 2.R N 2

Chương 3:

QUÁ TRÌNH NẠP

1 Xác định áp suất trung bình của quá trình nạp Pa

Tính theo nhiều tốc độ (nmin, nm, ne) ở chế độ toàn tải dùng công thức gần đúng sau đây của Giáo sư tiến sĩ Lenin J.M

- Thể tích công tác của 1 xi lanh qui ước

V ℎ ' = 1 lít = 0,001m3 Vì chưa xác định được V ℎ thể tích công táccủa 1 xy lanh

f tb = f e.(n e/1000) = 4.10 (2020/1000) = 8,08.10 m/lít - Tiết diệnlưu thông cần để phát huy N emax ở tốc độ n e (hay N e d ℎ ở n ℎ d) ứng vớithể tích công tác là 1 lít.

2 Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta:

Động cơ 4 kỳ không tăng áp:

1,15÷1,24

1,00÷1,05

1,05÷1,08

1,1÷1,15

3 Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho Vh=1 lít G nl :

Ở động cơ có 5000 vòng/phút sẽ có 2500 chu kỳ n loại động cơ 4

kỳ Ở đây tính cho Vh’=1 lít vì ta chưa xác định Vh của xilanh

G ckl =G180 γ d mg/ck.lít

G180 :K ối ℎ lượng ỗn ℎ ℎ ợp tươi (ℎ ay k ông ℎ k í ℎ )nạp cơ bản :

G180 =P a V ℎ '(ε − 0,5)

Ta: Nhiệt độ trung bình cuối kỳ nạp ° K

Ra=Rth (hay Rkk ở động cơ Diesel) KGm/kg.độ

φ2của xupap nạp c ọn ℎ n ư ℎ sau :

+Với n M

α '= 1044,950.14,336 =1,4577

+Với n ℎ d

α= 50.14,336 =1,4396

P z =1,8.38,827=69,8886 kG cm/ 2+Với n ℎ d =2020 vòng/ p út ℎ

P z= 1,8.38,474 = 69,2532kG cm/ 2

Chương 6 TÍNH QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ

ρ=1,0762

1,8 .2087,183

μ =0,92÷ 0,97 Tổn hao nhiệt do vê tròn đồ thị

P i: Áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị công của chu trình

P cℎ tính theo công thức thực nghiệm sau đây:

Động cơ không tăng áp hoặc tăng áp bằng tuốc bin khí

P cℎ=0,8+0,17.V p (kG/cm2)

V p=S n30 (m/s)

V p: Vận tốc trung bình của pittong ở tốc độ tính toán n

S: Hành trình của pittong

n: Số vòng quay của động cơ ở chế độ tính toán

Dựa trên Vtb đã chọn theo số vòng quay ở chế độ tính toán taxác định Vtb ở các chế độ này để tính η cℎ

η cℎ: Hiệu suất cơ học

g i: Suất hao nhiên liệu chỉ thị

Động cơ Diesel 4 kỳ không tăng áp

Phải tính lại hệ số dư không khí:

Vì đã tính P e tại n M và n min nên N e tính như sau:

N emin=N emax.P emin n min

6 Các hiệu suất của động cơ:

I/Hiệu suất nhiệt η t(ứng với chu trình lí thuyết)

ĐỘNG CƠ

Việc xác định các kích thước cơ bản của động cơ xuất phát từ các thông số

N emax: Công suất lớn nhất tại số vòng quay n e

N e d ℎ: Công suất lớn nhất tại số vòng quay n ℎ d

P eN: Áp suất lớn nhất trung bình thực tế tại số vòng quay đạt N emax,

Còn hành trình S sẽ căn cứ vào tỷ lệ S/D do ta chọn và căn cứ D

mà xác định sau đó kiểm tra lại vận tốc trung bình mà piston V p

so với V p ' khi đã chọn để tính P cℎ nếu sai số ± 0,05 m /secthì được nếusau số lớn phải chọn lại S/D

Chương 9

CÂN BẰNG NHIỆT CỦA ĐỘNG CƠ

Trong phần cân bằng nhiệt này sẽ tính xem toàn bộ lượng nhiệt do hỗn hợp cháy phát ra Q (ở chu trình lý thuyết là lượng 1

nhiệt cấp vào) phân bố như thế nào cho phần nhiệt sinh công có ích thực sự (N ) tức là Q e e

Phần nhiệt Qlm + x theo nước làm mát và khí xả ra ngoài (ở chu trình lý thuyết đây là Q đưa ra nguồn lạnh, mất theo định 2

luật 2 của nhiệt động học)

Phần Qch mất cho công cơ học

Phần Qlhlt: các tổn thất do cháy không hoàn toàn

Tại mỗi tốc độ tính toán các phần nhiệt trên tính như sau:

Q = 100%; Q = .100%; Q1 e e lm+x = (1- ).100% t

Qlh.lt = ( - ).100%; Q = ( - ).100% t i ch i e

Trong phần nhiệt mất vì lý do lý hoá:

Nếu tính ở 3 chế độ ta có thể lập bảng sau đây để xác định các Qthành phần cần cho dựng đồ thị cân bằng nhiệt

a/ Tính ở 3 chế độ tốc độ ta có 3 điểm cho mỗi đường cong trên

và vẽ chúng theo dạng các đồ thị mẫu qua 3 điểm đó (chú ý:

Nemax tại n , Me emax tại n , và gM emin tại n trong khoảng nmin m-ne) Nếu chỉ tính 1 tốc độ n hay n mà muốn dựng đường đặc tính e hd

ngoài ta sẽ dùng các phương pháp thực nghiệm sau đây:

Theo giáo sư Lay đec man:

n , N , g , M : Tốc độ, công suất, suất tiêu hao nhiên liệu và x ex ex ex

mô men ở chế độ tính toán

Các giá trị của các hệ số a, b, c, d, e, f ghi ở bảng sau:

Tiến hành gồm các bước như sau:

Bước 1: Chọn tỷ lệ xích cho bản vẽ và chế độ xây dựng:Xây dựng đồ thị công ứng với chế độ n :e

6 Áp suất cuối kì cháy Pz (kg/cm2) 69,2532

7 Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb

- Việc chọn các độ dài này thoả mãn tỷ số dã ε đã cho đầu bài - có nghĩa là la/l =10,5c

- Nhưng để cho đồ thị hợp lý và cân đối, sự liên quan giữa 2 trục tung và trục hoành thường có một tỷ lệ 1,2 ÷1,5

Bước 2: Xác định các điểm trung gian:

- Để xây dựng đường nén đa biến a-c cũng như đường dãn

nở đa biến z-b ta phải tìm, xác định các điểm trung gian tuân theo quy luật nén đa biến n1 và dãn nở đa biến n Ta làm như 2

- Các chiều dài l , l , l = l , l , l đo thực tế trên bản vẽ.a b i 1 2 3

- Nối nét mảnh mờ các điểm a-P , P , P - c ta sẽ được c1 c2 c3

đường nén đa biến a - c

- Tương tự nối các điểm z -P , P , P và b sẽ được đường b3 b2 b1

dãn nở z - b

Hình vẽ

Bước 3: Hiệu chỉnh đồ thị:

- Dùng phương pháp… hạ 1 đoạn thẳng bằng l ’ xuống vh

phía dưới và kẻ song song với l ’ Lấy điểm O làm điểm giữa vh

của đoạn thẳng này quay 1/2 vòng tròn Dịch từ điểm O sang bênphải theo chiều từ ĐCT xuống ĐCD 1 đoạn OO’ = R./2

R: Chính là bán kính quay của khuỷu = S/2 = 140/2 = 70mm

: Tham số kết cấu 

= R/L

- Để xác định điểm C’ giả thiết = 15 (theo góc quay trục  0

khuỷu) Từ O ta kẻ một góc 15 và cắt vòng tròn tại m và từ O’ ta0

kẻ một đường song song cắt đường tròn tại n Từ n ta

dóng ,,kkkk0lên phía trên gặp đường cong a-c điểm đó chính là C’ (Đường dóng lên phải song song với trục tung) Sau

khi….đường áp suất tách khỏi C’-c và ….C’-C1.

- Cách xác định C ; P = (1,21 c1 1,25).Pc = 1,2.l = 1,2 c 153,89

6= 184,6752

mm

- Đến C PT đến DC và xuống ngay nên áp suất P tính toán1 1 z

hụt 15% và chỉ còn P z1

- Cách xác định điểm b’ trên đường dãn nở z-b

- Điểm mở sớm của xupap thải cũng tiến hành như tìm điểmC’ bằng phương pháp…

- Giả thiết ta muốn xác định điểm b’ ở một góc mở sớm củaxupap thải là 60 (Theo góc quay của trục khuỷu).0

- Từ điểm O’ ta đặt 1 góc φ3 có cạnh cắt vòng tròn tại điểm

P Từ O’ kẻ 1 đường song song với OP cắt vòng tròn tại Q Từ Qdóng song song với trục tung cắt đường z tại điểm Điểm đób

Bước 4: Nối các điểm của đồ thị.

Sau khi đã xác định các điểm c’, c , z , b , b 1 1 ’ 1

Việc hoàn chỉnh đồ thị bằng cách nối các điểm và tô đậmtheo cách vẽ kỹ thuật các đường liền từ a-c’-c Từ c - z Từ z1 1 1 1

đếm b’, b Từ b đến r và từ r đến a.1 1

Những điểm đồ thị không đi qua sẽ được biểu thị bằng nét

Đối với giáo sư Oclin

Pc1 0,5Pz

Đối với giáo sư Conhep

Pc1 0,5 P z1

Việc xác định áp suất tại điểm C ; P theo các phương 1 c1

pháp trên không sai nhau nhiều