Bài tập lớn môn lí thuyết Động cơ chọn các thông số cơ bản và chọn chế Độ tính toán

Chọn các thông số cơ bản và chọn chế độ tính toán tải nếu thấp hơn một chút động cơ sẽ chết máy.. n e: Tốc độ đạt công suất cực đại ở chế độ toàn tải N emax¿.. Đa số trong động cơ Diese

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

  

-BÀI TẬP LỚN

MÔN: LÍ THUYẾT ĐỘNG CƠ

Sinh viên: Đào Tuấn Đạt

Mã sinh viên: 211311435 Lớp: Kỹ thuật cơ khí 1 Khóa: K62

Người hướng dẫn: Lê Công Báo

Chương 1 Chọn các thông số cơ bản và

chọn chế độ tính toán

tải nếu thấp hơn một chút động cơ sẽ chết máy

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

Vì tính nhiệt độ ở chế độ toàn tải nên phải chọn α công suất:

2.4 Lượng không khí thực tế để đốt 1kg nhiên liệu:

G spc=α I0+1=I+1=24,5633+1=25,5633 (2)

Sai số giữa công thức (1) và (2) không vượt quá 5%

Thỏa mãn yêu cầu đề bài

2.6 Tỷ lệ thanh phần sản phẩm cháy g i:

g CO2%=G CO2

G spc=

3,153 25,5633=0,123

g H2O%=G O2

G spc=

1,17 25,5633=0,046

g O2%=G O2

G spc=

1,17 25,5633=0,091

g N 2%=G N 2

G spc

= 18,914 25,5633=0,74

∑ g i=g CO2+g O2+g H2O+g N 2=0,123+0,091+0,046+ 0,74=1

2.7 Hằng số của khí nạp trước lúc cháy:

2.7.1 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 của không khí

2.10 Nhiệt dung của chất khí:

Tính theo tốc độ (n min , n M , n e¿ ở chế độ toàn tải dùng công thức gần

đúng sau đây của Giáo sư tiến sĩ Lenin J.M:

P a=P0[1−(520 10n2 6).(V h

,2

f tb2 ).1

ξ2.(ε−δ ε−1)2]3.5

Ở đây n: Tốc độ vòng quay tại chế độ tính toán:

V h , : Tính bằng m3- Thể tích công tác của 1 xi lanh qui ước:

V h ,=1 lít=0,001 m 3 Vì chưa xác định được V h thể tích công tác của 1

xi lanh

f tb=f e .( n hd

1000)= 0,0004.(40001000)=0.0016 m2/lít– Tiết điện lưu thông cần để

phát huy N ehd ở tốc độ n hd ứng với thể tích công tác là 1 lít

P0=1 kG /cm 2

¿

Đông cơ 4 kỳ không tăng áp

2

lít 1000 v / ph=0,0004

m2lít 1000 v / ph

δ= P r .T a

P a .T r ≈ 0,5 ε=22,2 : Tỉ số nén động cơ

3.2 Xác định nhiệt độ cuối quá trinh nạp T a:

Động cơ 4 kỳ không tăng áp:

T a=T0,+γ r ψ T r ,

1+γ r .ψ ° K

=t0+∆ t+ 273

chuẩn quốc tế

không khí ở động cơ Diesel) ta chọn theo bảng sau:

=900 (0,99

1,03)

1,38−1 1,38 =890,237 ° K

γ r= P r T0,

(ε P amin−P r) β T r=

1,03.(24+35+273) (22,2.0,99−1,03) 1.900 =0,018

=950 (0,96

1,05)

1,38 −1 1,38 =926,84 ° K

γ r= P r T0,

(ε P aM−P r) β T r=

1,05.(24+30+273) (22,2.0,96−1,05) 1.950 =0,018

=1000 (0,89

1,1 )

1,38−1 1,38 =943,3 ° K

γ r= P r T0,

(ε P ae−P r) β T r=

1,11.(24+25+ 273) (22,2.0,89−1,11 ).1 1000 =0,019

T ahd=T0,

+γ r ψ T r ,

1+ γ r .ψ =

322+0,019.1,1.943,3 1+ 0,019.1,1 =334,7 ° K

3.3 Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho V h=1 lít Gckl:

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

4 kỳ Ở đây tính cho V h ,=1 lít vì ta chưa xác định V h của 1 xi lanh

Loại động cơ n min n M n hd

10 =991,48 mg/ckl

G ckl=G180 γ d(mg

ckl)=991,48.1,05=1041,054 (

mg ckl)

- Với n hd ta có:

G180=P ahd V h , .( ε−δ)

R a T ahd ( ε−1) 1010

=0.89 0,001.(22,2−0,5) 29,27.334,7 (22,2−1) 10

- Với n M ta có:

α '= G ckl

G nlckl l0=

1041,054 50.14,449=1,441

- Với n hd ta có:

α '= G ckl

G nlckl l0=

1004,29 50.14,449=1,39

Chương 4: Quá Trình Nén4.1 Áp suất cuối quá trình nén P c:

n hd: Tốc độ tinh toan lúc đạt N hdmax

n tt: Tốc độ tính toán (n min , n max , n hd¿

5.1 Xác định nhiệt độ cuối quá trinh cháy ( Nhiệt độ cao nhất của chu trình )T z:

+ Với n hd ta có:

7.1.1 Tính áp suất trung bình lý thuyết ở điều kiện và dãn nở đa biến P t ' ( ở chu trình lý thuyết nén và dãn nở đoạn nhiệt là P t)

Đối với động cơ 4 kỳ : P i=μ P t '−∆ P i kG/cm2

μ=0,95 Tổn hao nhiệt do vê tròn đồ thị

( công nạp và thải khí)

∆ P i=P r−P a

ma sát và chuyển động các cơ cấu phụ)

tính theo công thức thực nghiệm sau đây:

η ch:Hiệu suất cơ học

g i: suất hao nhiên liệu chỉ thị

b Động cơ Diesel 4 kỳ không tăng áp

Phải tính lại hệ số dư không khí:

g i=270000. P0 η v

P i R kk T0 α ' I0=270000.

1.0,884 9,4315.29,27 297 1,412 14,449=0.142

g i=270000. P0 η v

P i R kk T0 α ' I0=270000.

1.0,868 10,075.29,27.297 1,441 14,449=0.128

- Với n hd ta có:

α '= G ckl

G nlckl l0=

1004,29 50.14,449=1,39

g i=270000. P0 η v

P i R kk T0 α ' I0=270000.

1.0,81 10,6537.29,27.297 1,39 14,449=0.117

ml h]

7.3 Công suất thực tế của N e ở các cấp độ:

N e=P e V h .i n

450 τ =

7,777201.2,446 4 4000

xilanh nên tại các tốc độ n min , n M ta xác định N e dựa vào tỷ lệ:

N emin=N emax . P emin n min

P e n hd =82.

8,11109.1000 7,777201.4000=21,38[mã lực]

N eM=N emax . P eM n M

P e n hd

=82. 8,0197.24007,777201.4000=50,7 [mãlực]

Trong đó:

P emin ;P eM ; P e: áp suất có ích lần lượt tại các chế độ tốc độ tính toán

n min ;n M ;n hd

7.4 Mức tiêu thụ nhiên liệu trong 1 giờ G nl

7.6 Các hiệu suất của động cơ:

7.6.1 Hiệu suất nhiệt η t ( ứng với chu trình lý thuyết)

k: trị số đoạn nhiệt quy ước ở đây xác định như sau:

tùy thuộc vào α :(α ≥ 1)

2 1,251.326−1

2−1+1,326.2 (1,25−1)=0,63

7.6.2 Hiệu suất chỉ thị ( ứng với đồ thị công ) η i

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

- Với n M ta có:

η e=η i η ch= 632

g e h u=

632 0,16.10000=0,395

- Với n hd ta có:

η e=η i η ch= 632

g e h u=

632 0,16.10000=0,395

Chương 9 : Cân Bằng Nhiệt Của Động Cơ

Trong phần cân bằng nhiệt này ta sẽ tính xem toàn bộ lượng

nhiệt cấp vào ) phân bố như thế nào cho phần nhiệt sinh công

có ích thực sự (N e) tức là q e

của nhiệt động học )

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

q1=100 %

q e=η e.100 %

q lm+x=(1−η t).100 %

q lh.<¿=(η

t−η i) 100 % ¿

q ch=(η i−η e).100 %

Trong phần nhiệt mất vì lý do lý hóa:

Nếu tính ở 3 chế độ ta có thể lập bảng sau đây để xác định các

q thành phần cần cho dựng đồ thị cân bằng nhiệt:

Chương 10: Cách Dựng Các Đồ Thị Khi Tính Nhiệt

10.1 Dựng đường đặc tính ngoài: N e , M e ,G e

Nếu 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 ( chúý: N emax tại n e , M emax tại n M và g emin tại n min) Nếu chỉ tính 1 tốc độ n hd mà muốndựng đường đặc tính ngoài ta sẽ dùng các phương pháp thực nghiệm sau đây: Theo giáo sư Lay đec man :

n x , n ex , g ex , M ex: tốc độ , công suất, suất tiêu hao nhiên liệu và mô men ở chế độ tính toán.

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

Bước 1: chọn tỷ xích cho bản vẽ và chế độ xây dựng:

Trong khi tính toán nhiệt thường tính ở 3 chế độ , xây dựng đồ

tại đây đạt công suất lớn nhất N emax)

Kết quả tinh nhiệt của động cơ tại n hd là:

ε= V a

V c

=22,2

P a=0,89 KG/cm2

Trục hoành biểu thị thể tích được chia thành các đoạn.

l c=V c: thể tích buồng cháy ( buồng nén )

l a=V a: thể tích toàn bộ xi lanh

l vh=V h: thể tích làm việc của xi lanh

có nghĩa là

l a

l c=22,2

Nhưng để chọn đồ thị hợp lý và cân đối , sự liên quan giữa 2

l v

=(1,2 ÷1,5)

Khi đã xây dụng được trục tung và trục hoành ta ghi các điểm đặc trung đã tinh ở trên đồ thị

Bước 2: Tìm 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

đều nhau:

l i=l1=l2=l3=l4…

A, Dựng đường nén đa biến a-c:

Từ công thức:

Các chiều dài l a ,l b , l i=l1,l2,l3 đo thực tế trên bản vẽ

Nối nét mảnh mờ các điểm a−P c 1 , P c 2 , P c 3 ,−cta sẽ được đường nén

đa biến a-c

Tương tự nối các điểm z−P b 3 , P b 2 , P b 1 ,−cta sẽ được đường dãn nở b

z-Hình vẽ: