tính nhiên liệu và hỗn hợp các sản phẩm cháy

Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy.... Chọn các thông số cơ bản — và chọn chế độ tính toán n„¡, là tốc độ tôi thiêu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tải nếu thấp hơn một chút độ

Chương 1 Chọn các thông số cơ bản - và chọn chế độ tính toán 2- 222 S32 525 5252555222252 3

Chương 2 Tính nhiên liệu và hỗn hợp các sản phẩm cháy - 2 5s SE 1E8EE£E2EEEEEEEcExcrrt 3 2.1 Chọn nhiên liệu và thành phần của nhiên liệu 22s S22EE912121121271127xcEee 3

2.1.1 Chọn nhiên liệu cho động cơ xăng c0 2211112111112 2111122 11g 3 2.1.2 Cho động cơ ]Dlesel: - - 2 221112211 111112 1111111 11182111 11110111112 1111k 3 2.2 Chọn hệ số dư không khí Œí: - Q2 102011101 1111111111111111111 1111111111111 1111112 4 2.3 Lượng không khí lý thuyết lạ cần để đốt cháy hoàn toàn kg nhiên liệu: l, 4

2.4 Lượng không khí thực tế để đốt Ikg nhiên liệu: - 5-5 SE E1 E2222121E11 22x 4 Lay Olle cc ccccceseseeeneseeeeseeeeesseeseeseeeestseterttneertttteettteetitststiitistseseneteereetee 4 2.5 Thành phần sản phẩm chay Git c.cccccccccccccccecscsessesecsesesessessessessesesseesessseseeeee 4

2.5.1 Đối với động cơ xăng: -s T1 11 H111 E1 1 1121111121111 n truy 4 2.5.2 Đối với s00: 5ãs08001- 1N 4 2.6 Tý lệ thành phần sản phâm cháy g¡: 52-52 S1 821521211211 1111711111 121 re 5 2.7 Hằng số của khí nạp trước lúc cháy: 5c 9 E121 521211112111111211 111111112212 xe 5 2.7.1 Đối với động cơ xăng: -s n1 11 1111 111 1 1112111112111 tro 5 2.7.2 Đối với s00: 5ãs08001- 1N 5 2.8 Hằng số khí của sản phâm cháy R.¿ 5 5 2112121871111 2111 21.212 1tr 5

2.9 Hệ số biến đổi phân tử j: 5-5-5 22 1 SE121111211111111 1111 1111 1111111121111 re 5 2.10 Nhiệt dung của chất khí s11 E1 1E1EE1E1E1121111211117112111121 111110111111 ro 5

Chương 5 Tính quá trình chây L2 0201022011201 1121115231151 1 1111111111811 1 1111119111811 1k ng và 9

5.1 Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy ¿+ S1111EE1212171E1111 157171212121 1 xeE 9

S.L.L DONG CO XAN Gc eccc cect ce cenececeneeesenseseceeeeessseeecetieeeeiseeseniesaeeeeenestens 9 5.1.2 Déi voi déng co Diesel phwong trinh s@ nhur sau cece cecseeseseeseeeeseeseeees 10

5.2 Xac dinh ap suat cudi qua trinh Chay cc.ccccccccccccscsccsessesessessssessesesesesscseseseseseceeees 10

5.2.1 DOi voi d6ng CO XANG cece ccc eceesesseseceesecscsecsesecsessesssisessesevsissesesesevevsveeees 10 5.2.2 Đối với động cơ ÏDlesel: c 12 1110111121111 1121111111 21110111101 112211 8111k 10

6.1 Chỉ số giãn nở đa bién Yat ceccccccccccccseceesececsssesecsessesessesecsesevsessesevsnsevseseesevevevsees 10 6.2 Áp suất cuối qúa trình giãn RỞ: pa 5: S5 1 S212E111122121121111 71 111121122 1Etee 10 6.2.1 Động cơ xăng: - 2.00011211111211 11151 1151011125111 1510111125111 n n4 221511 k kh ng 10 6.2.2 Động cơ ]DIesel: - - - 12 1120121211121 1 121111211 15211 1811110111201 1011111118110 kg 10

6.3 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tị: - 5 1 221 111211211111 1121121121212 te II

6V 0 ¡v0 | -)|HVỤŨ 11 Chương 7 Các thông số cơ bản của chu trinh wc ccccccccccccccseesesesscsesscsessesesecsesesestsesevevsvsees 11 7.1 Tính áp suất trung bình thực tẾ p‹: 5 S121 1E2212121111121121122211 121 1 re 11 7.1.1 Tính áp suất trung bình lý thuyết ở điều kiện nén và giãn nở đa biến p,’ 11

7.1.2 Tính áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị của chu trình p¡ -: II

7.1.3 Tính hiệu suất cơ học của động cơ ị.i: 5 52219221 511111211 12111121 te 12 7.1.4 Áp suất trung bình thực tẾ p: - 5S 91 E2 1211111112112 1011 ra, 12

7.2.2 Động cơ Diesel 4 kỳ không tăng ấp: -.- 2 2-22 2201122111221 1 15212512 s2 12 7.3 Mức tiêu thụ nhiên liệu trong | B1ờ Gi 2 22 2221222122311 123 1151111151111 1x22 13 7.4 Công suất thực tế N ở các tốc độ - TH H HT 2121511111111 512k Hài 13 7.5 Mô men có ích của động cơ MÍ 2 2000020111201 11211121 111111151111 11 11811 1g cay 13 7.6 Các hiệu suất của động CƠ: 2.00120112011211 1 1211151111111 11901 11190111 k1 khá, 13

7.6.1 Hiệu suất nhiệt rị (ứng với chu trình lý thuyết) 52s 122151 1111112255 13 7.6.2 Hiệu suất chỉ thị (ứng với đồ thị công) tịi: - - c ccn TS E222 ren 13

Chương 8 Xác định các kích thước cơ bản của động cơ - 2c 2221122222222 14 Chương 9 Cân bằng nhiệt của động cơ s.- S11 T111 E1111211211112111121111111111 1E rreg 14

Chương 10 Cách dựng các đề thị khi tính nhiệt 22 2521511351131 55 1115115115551 55 185g 15 10.1 Dựng đường đặc tính ngoài: Ne, ML, Ốt 0 L nn.1 HH HH nh ke, 15 10.2.1 Bue 1 Chon ty 1é xich cho bản vẽ và chế độ xây dựng: 17 10.2.2 Bước 2 Tìm các điểm trung ØiaH: 5 c 1E 1EE12111111111111 2111 1E re 18

10.2.3 Bước 3 Hiệu chỉnh đỗ thị: -:-©22:22222222222112212212211221222122 22.2 tr 19 10.2.4 Bước 4 Nối các điểm của đồ thị 22-22222222 1222212212221 20

Chương 1 Chọn các thông số cơ bản — và chọn chế độ tính toán n„¡, là tốc độ tôi thiêu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tải nếu thấp hơn một chút động cơ sẽ chêt máy

nụ: Tốc độ lúc đạt mômen có ích cực đại ở chế độ toàn tải (Maemax): Ne: Tốc độ dat công suất cực đại ở chế độ toàn tải (Nemax): Đa số trong động cơ Diezel và một số it động cơ xăng của xe tải có bộ hạn chế tốc độ, thay n, băng mịa

nụa: Tốc độ hiệu đính (Tốc độ hạn chế)

Va thay Nemax bang Nua Nha: Cong suất hiệu đính đo nhà sản xuất thông báo Các tốc đô chọn như sau:

- Động cơ xăng không có hạn chế tốc độ Nin = (15+ 20)% ne vong /phiut

- Động cơ xăng có bộ hạn chế tốc độ và động cơ Diezel mịn 0,25 Tụa

Ny = (0,5+0,6) nan Chương 2 Tính nhiên liệu và hỗn hợp các sản phẩm cháy 2.1 Chọn nhiên liệu và thành phần của nhiên liệu

2.1.1 Chọn nhiên liệu cho động cơ xăng Dựa theo tỷ số nén theo cách chọn như sau:

e =4+6 Xăng có nhiệt trị thấp h, =10300-+ 10400 kcal/kg e =7+§ Xăng có nhiệt trị thấp h, =10400- 10600 kcal/kg

Thành phần của xăng øc = 0,85 và øu = 0,15 hoặc 2c = 0,855 va gx = 0,145 2.1.2 Cho déng co Diesel:

Nhién liéu Diesel c6 tri s6 Xetan 40+50 h,=10.000+ 10.400 kcal/kg

Thành phần gồm có Các-bon (gc) Hy-đrô (gu) và Ô-xy (go) øc =0,86

gn=0,13 go=0,01

œ dựa theo kết cấu của buông cháy và cách chọn như sau: Buôồng phân cách: œ= 1,3+1,4

Buông liền: a= 1,4+1,7 (Budng théng nhat) Lượng nhiệt tôn hao do thiếu ôxy cháy không hết vì œ <1:

Ah,= 14.740 (1- œ) 2.3 Lượng không khí lý thuyết lạ cần để đốt cháy hoàn toàn Ikg nhiên liệu: l,

8

3S 8-81 ~ 8 L3

0,23 ke/kenl

2.4 Lượng không khí thực tế để đốt Ikg nhién liéu:

L, =al, 2.5 Thanh phan san pham chay G::

2.5.1 Đối với động cơ xăng:

2.6 Tỷ lệ thành phan san pham chay gi:

2% =G,/XG,=G,/G,,

28 = &o, + 8:0 + 8p + By, = 1 Cho phép tính sai + 0,05 đối với Yg¡

2.7 Hằng số của khí nạp trước lúc cháy: 2.7.1 Đối với động cơ xăng:

Hằng số khí của hỗn hợp tươi Rụ,

Run =8u.„ + Su

Sy =ơl,/ (ai, + 1) Tỷ lệ của không khí

Su = 1/(6+ 1) Tỷ lệ của xăng trong hỗn hợp 2xq = 8,5 kGm/kg.d6 Hãng số khí của hơi xăng 2.7.2 Đối với động cơ Diesel:

Vì chỉ nạp không khí sau đến cuối quá trình nén mới phun nhiên liệu nên ở đây là hãng sô khí của không khí

Runt= Rig = 29,27 kGm/kg.độ 2.8 Hang s6 khi cia san phim chdy Ry

>R„ = X(g.Rj)

Ncoa = 19,3 kŒmkg.độ

Reo = 30,3 kŒm/kg độ

Rao = 47,Ì— kGămkg.độ Ryo = 30,3 kŒm/kg độ

2.9 Hệ số biển đổi phân tứ ÿ:

8 = Uspo’, Lan = Repo Rant

2.10 Nhiệt dung của chất khí 2.10.1 Hỗn hợp tươi:

1 Đối với động cơ xăng: Nhiệt dung của hỗn hop tuoi Cyne

Com = Sia Ge * Sree

Nhiệt dung của không khí:

Caa = 0,165 + 0,000017.T, kcal/kg.độ Nhiét dung cua hoi xang:

2 Đối với động cơ Diesel:

Cụm — Cụ 5

2.10.2 Sản phẩm cháy:

Nhiệt dung sản phẩm cháy C.„„

C uc = Xø¡.Cụ Cvco; =0,186 + 0,000028.T; keal/kg.độ Cyvco =0,171 + 0,000018.T, keal/kg.độ Cvo =0,150 +0,000016.T; keal/kg.độ Cwo =0,317 + 0,000067.T, keal/kg.d6 Cyn =0,169 + 0,000017.T, keal/kg.độ *) Động cơ xăng:

Cyspe =28) Cu = Sco co, Ê 8co Cụco + So Cuno + Bw Cv,

*) Dong co Diesel:

Cope =28-Cy = #coCrco, † 8o Co, † So Crp + Buy,

Chuong 3 Qua trinh nap 3.1 Xác định áp suất trung bình của quá trình nạp pa

Tính theo nhiều tốc độ (n„¡„ nụ, n,) ở chế độ toàn tải dùng công thức gần đúng sau day cua GS Lé-nin J.M

n Vie 1l |erồ ; 520.10° }) f2) & Ce-1 Ở đây n: Tốc độ vòng quay tại chế độ tính toán:

P, =P,|1

Vin: Tinh bang m? - Thé tich cong tac cia | xi-lanh qui ước Vi = 1 lit =0,001 m* Vì chưa xác định được Vị, thê tích công tác cua | xi-lanh fy, = f (n-/1000) m7/lit - Tiét dién lưu thông cần đề phát huy N„„z„ ở tốc độ n, (hay Nena O mụa) ứng với thê tích công tác là | lit

pe=L kG/cm £: Tiết điện lưu thông riêng ứng với L lít thể tích công tác và mỗi 1000 v/ph: Động cơ 4 kỳ không tăng áp

Động cơ xăng: f.=2,5+3,0 cm”/lít 1000 v/ph Dong co Diesel: †,= 4+5 cm”/it.1000 v/ph

ỗ Poly =0.5

PạT,

c: Tỷ số nén của động cơ E: Hệ số tôn thất ở đường éng nap E = 0,65+0,85

3.2 Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp T„:

Động cơ 4 kỳ không tăng áp:

+ 1, +y,1/T,

‘ It yy °%K T,’ =t, + At + 273 to = 15 °C: Nhiét d6 khí quyền ở điều kiện bình thường theo tiêu chuẩn quốc tế At: Nhiệt độ do các chi tiết nóng truyền cho hỗn hợp (hoặc không khí ở động cơ Diesel) ta chon theo bảng sau:

yy: Hệ số khí sót được tính theo công thức sau:

P,T)

(ep,- p,).BT, P- T.: Áp suất và nhiệt độ đầu quá trình nạp chọn theo bảng sau:

8=(M,./M, )} =(R, /P spe hhi Spe Ahi )

m= 1,38: Chỉ số giãn nở đa biến

Bang dé chon p,, T,, và At cho động cơ 4 kỳ

Bang 3.1

Pr kG/em? | 1,01+1,0 | 1,05+1,0 | 1,15+1,2 | 1,00+1,05| 1,05+1,08 | 1,1+1,15

At °C 30 25 20 35 30 25

3.3 Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho V„ = 1 lit Gut Ở động cơ có 5000 v/ph sẽ có 2500 chu kỳ n loại động cơ 4 kỳ Ở đây tính cho Vụ” = 1 lít vì ta chưa xác định Vụ của | xi-lanh

Giso: Khéi luong hén hợp tươi (hay không khí) nạp cơ bản:

— p„.(z- 0,15)

3.2.1 Động cơ xăng:

G

G - Ckỉ nickl al, +]

_ 886

, nick "145

3.5.2 Dong co Diesel: Khi tính T; sẽ chọn Ga = 45+55 mg/ckl

Chương 4 Quá trình nén 4.1 Áp suất cuối quá trình nén p

Pe =P, €" kG/cm? ny; Chi sé nén da bién tính theo công thức thực nghiệm sau đây:

mị = l,38 - 0.03 n.: Tốc độ tính toán lúc đạt N.„„ (hoặc mụa khi đạt Nuamz.) nạ: Tốc d6 tinh toan (Mimins Dimaxs De )

E - Hệ số sử dụng nhiệt có tính mất nhiệt vì phân ly các phần tử khí chọn theo tốc độ (bang 5.1)

Z

2=? ?: : Độ tăng áp suất khi cháy, chọn trước theo loại buồng cháy, vì chưa tính P„:

Bảng 5.2 Loai Diesel Buồng liền Buông xoáy lốc Buông cháy trước

Gu: O day khéng tinh ma phai chon tir 45+55 mg/ckl ma sau nay khi tính suất hao nhiên liệu phải xác định lại hệ số dư không khí œ (œ đã chọn ở chương II càng lớn thi Gurus cảng bé) Còn các thông sô khác đã tính ở chương trên

5.2 Xác định áp suất cuối quá trình cháp (cực đại của chu trình) p;:

5.2.1 Đối với động cơ xăng:

Chương 6 Tính quá trình giãn nở

6.1 Chỉ số giãn nở đa biến tị;:

6.3 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T›:

6.3.1 Động cơ xăng:

6.3.2 Dong co Diesel:

Chương 7 Các thông số cơ bản của chu trình 7.1 Tính áp suất trung bình thực tế p.:

7.1.1 Tỉnh áp suất trung bình lý thuyết ở điều kiện nén và giãn nỏ đa biến p,’: (ở chu trình lý thuyết nén và giăn nở đoạn nhiệt là p;)

ụ =0,92+0,97 Ton hao nhiệt do về tròn đỗ thị

Api: _ Tính mất nhiệt cho công bơm ở động cơ không tăng áp (công nạp và thải khí)

Api = Pa - Ps

7.1.3 Tĩnh hiệu suất cơ học của động cơ Tịe-

Ty = ]- Pon Đ

Pa: Áp suất tốn hao vì nhiệt mất cho công cơ học (khắc phục ma sát và chuyên động các cơ cầu phụ)

pi: Ap suất chỉ thị trung bình ứng với đề thị công của chu trinh p tinh theo céng thức thực nghiệm sau đây:

1 Động cơ không tăng áp hoặc tăng áp bằng tuốc bin khi 4) Động cơ xăng:

ø¡: Suất hao nhiên liệu chỉ thi, g/ml.h

g,=270000_— 2h —

Pu 1a $, kgml.h 7.3 Mức tiên thụ nhiên liéu trong 1 gid’ Gin

Vì đã tính p: tại nụ, và n„„ nên N: tính như sau:

12

_ min Mm _ Party My ~ *" emax’ — N — N ễ

— Presmin min N — N Par M

1 m =1-— 5 £ 2 Động cơ Diesel:

TT Cœ£'2-1+kÄ(p- 1) k: Trị số đoạn nhiệt quy ước ở đây xác định như sau: Tuy thuộc ơ:

al ,k =0,39.a + 0,887 a> „k=0,07.œ + 1,207 7.6.2 Hiệu suất chỉ thị (ứng với đô thị công) tị:

(mới tính đến nuức hoàn thiện quá trình phối khí và cháy)

eu

Trong tính toán chính xác: rị:> tì;> Ne

Chương 8 Xác định các kích thước cơ bản của động cơ Việc xác định các kích thước cơ bản của động cơ xuất phát từ các thông số: N.»z.: Công suất lớn nhất tai s6 vong quay ne

Nena? Cong suất lớn nhất tại số vòng quay nụa pew: Áp suất trung bình thực tế tại sé vong quay dat Nemaxs Nena Từ công thức: T7 450

Xác định thê tích công tác Vụ của một xi-lanh rồi xác định đường kính D của xi-lanh

Còn hành trình S sẽ căn cứ vào ty lệ S/D do ta chọn và căn cứ D mà xác định sau đó kiêm tra lại vận tốc trung bình mà pistton Vạ sơ với Vạ` khi đã chọn để tính p.,„ nếu sai số +0,05 m/giây thì được nếu sai số lớn phai chon lai S/D

Chương 9 Cân bằng nhiệt của động cơ Trong phần cân băng nhiệt này sẽ tính xem toàn bộ lượng nhiệt do hỗn hợp cháy phát ra Q¡ (ở chu trình lý thuyết là lượng nhiệt cấp vào) phân bố như thế nào cho phần nhiệt sinh công có ích thực sự (N.) tức là Q

Phân nhiệt Q,„.„ theo nước làm mát và khí xả ra ngoài (ở chu trình lý thuyết đây là Q; đưa ra nguồn lạnh, mắt theo định luật 2 của nhiệt động học)

Phần Q„ mắt cho công cơ học Phan Qn: cdc tôn thất do cháy không hoàn toàn Tại mỗi tốc độ tính toán các phần nhiệt trên tính như sau: Q, = 100%; Q = Ne 100%; Qintx = (1-17,) 100%

Que = (Me - Ni) L00%; Qen = (Mi - Ne) 100%;

Trong phan nhiệt mất vì lý do lý hoá: Nếu tính ở 3 chế độ ta có thể lập bảng sau đây đề xác định các Q thành phần cần cho dựng dé thi can bang nhiét