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

BÀI TẬP LỚN MÔN: NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGđộng cơ Lắptrên xe 0 Chương I CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN – VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ TÍNH TOÁN nmin – Tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc được ở chế độ to

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ KHÍ Ô TÔ

  

-BÀI TẬP LỚN

MÔN: LÍ THUYẾT ĐỘNG CƠ

Sinh viên: Nguyễn Hải Dương

BÀI TẬP LỚN MÔN: NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

động

cơ

Lắptrên xe

0

Chương I CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN – VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ TÍNH TOÁN

nmin – Tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tải, nếu thấp hơn một chút động cơ sẽ chết máy

nM – Tốc độ lúc đạt mômen có ích cực đại ở chế độ toàn tải ( Memax)

ne – Tốc độ đạt công suất cực đại ở chế độ toàn tải (Nemax)

Đối với động cơ xăng, các thông số được chọn như sau:

n min= (15 ÷ 20)% n e

=> n min =18% 5 6 00=1008(v g / pℎ)

nM =0,6.ne = 0,6.5600 = 3360 (vg/ph)

Chương II NHIÊN LIỆU VÀ HỖN HỢP CÁC SẢN PHẨM CHAY

1 Chọn nhiên liệu và thành phần của nhiên liệu

Vì động cơ đang tính toán là động cơ xăng,dựa theo tỷ số nén ε = 10 ta chọn xăng

có nhiệt trị hu=10600 Kcal/kg

Thành phần của xăng gồm

gC =0,85 và gH = 0,15

2 Chọn hệ số dư không khí α

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

Đối với động cơ xăng , ta chọn α = 0,9

Lượng nhiệt tổn hao do thiếu oxi cháy không hết vì α<1 :

 Sau khi cháy

Nhiệt dung riêng của các thành phần của sản phẩm cháy Cv tính theo các hệ thức sau đây :

Chương III 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 đúngsau đây của Giáo sư tiến sĩ Lenin J.M

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 m3 Vì chưa xác định được Vh thể tích công tác của 1 xi lanh

ftb = fe.(ne/1000) m2/lít - Tiết diện lưu thông cần để phát huy Nemax ở tốc độ ne (hay

Nehd ở nhd) ứng với thể tích công tác là 1 lít

2 Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta:

Động cơ 4 kỳ không tăng áp:

T a=T ' o +γ r ψ T r '

1+γ r ψ ° K

T o ' =t o +∆ t +273

t o =24 ° C: Nhiệt độ khí quyển ở điều kiện bình thường theo tiêu chuẩn quốc tế

∆ t: Nhiệt độ do các chi tiết nóng truyền cho hỗn hợp (hoặc không khí ở động

cơ Diesel) ta chọn theo bảng sau:

γ r: Hệ số khí sót được tính theo công thức sau:

γ r= P r T ' o

(ε P a − P r) β T r

P r , T r: Áp suất và nhiệt độ đầu quá trình nạp chọn theo bảng sau:

β: Hệ số biến đổi phần tử đã tính ở mục nhiên liệu ( β=1,086)

ψ:Tỷ lệ nhiệt dung của khí trước khi cháy và sau khi cháy

Với động cơ xăng ψ =1 ,2

T r ' =T r .(P a

P r)

m−1 m

° K

m = 1,38: chỉ số dãn nở đa biến

Pr : Áp suất khí thải, Pr bao giờ cũng lớn hơn P0, tốc độ càng tăng Pr càng tăng

vì tốc độ cao khí sót bị đẩy ra nhanh lực trong ống thải do đó cũng tăng ở đây Prđược chọn theo công thức thực nghiệm PÊ TÔP (động cơ đốt trong)

ne=5600v/ph

+ ne = 5600 v/ph

γ r= 1 , 308.317

(10.0 , 74 −1 , 308) 1,083 1200=0 , 0 62

Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta:

Đối với động cơ 4 kỳ không tăng áp được tính theo công thức sau đây

G180 : là khối lượn hỗn hợp tươi ( hay không khí ) nạp chính trong pittong đi từđiểm chết trên đến điểm chết dưới

G180=P a ⋅V '

ℎ

R a ⋅T a (ε −0 , 5

ε −1 )⋅1 06 (mg/ckl)Với : Pa là áp suất cuối quá trình nạp ( đổi ra KG/m2 )

1) Tính áp suất cuối quá trình nén P c

Pc được tính theo công thức: P c P a.n1(KG/cm2)

n1 : Chỉ số nén đa biến , n1 được xác định theo công thức thực nghiệm sau :

Ở động cơ có điều chỉnh tốc độ thay nN bằng nđc

1 Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy (Nhiệt độ cao nhất của chu trình) Tz:

ta sử dụng phương trình sau đây:

ξ (ℎ u − Δu ) G nlckl

G ckl (1+γ r) =C v sfc T z − C v ℎℎt T c

Trong đó:

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

+ ne = 5600 v/ph

P z =1,083 16,566 2 631 ,6

819 , 3 =57 ,62(KG /c m2)Bảng tổng hợp kết quả chương V

Chương VI QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ

1 Áp suất cuối quá trình giãn nở

I Áp suất trung bình thực tế

P i =0 ,95 8, 55−0, 568=7 ,55( KG/cm 2)

III.Áp suất có ích bình quân

P e =P i η ch KG/cm2Trong đó:

η ck =1− P c k

P i

Pck = 0,15 + 0,13wp Áp suất tổn hao cơ khí

ηch: Hiệu suất cơ học

gi: Suất hao nhiên liệu chỉ thị

g i=270000. P o η v.1 0 3

P i R ℎℎt .T o (1+α L o)(g /ml ℎ) + nmin = 1008 v/ph

η i= 632

g i ℎ u

Trong đó :

gi : suất hao nhiên liệu chỉ thị ( kg/mlh )

hu : nhiệt trị thấp của nhiên liệu ( Kcal/k)

N e=8,556 1008 381

8,019.5 6 00 =73 , 172(ml)

+ nM = 3360 v/ph

N e=8 , 7 336 0.38 18,019 5 6 00 =248(ml)

BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ CHƯƠNG VII

Chuơng IX: Cách xây dựng các đồ thị

1) Đồ thị Đường đặc tính ngoài của động cơ

Thông số 1008(v/ph) 3360 (v/ph) 5600 (v/ph)

Sau khi tính toán ta thiết lập được đường đặc tinh ngoài của động cơ :

2) Đồ thị cân bằng nhiệt theo tốc độ:

Vì mới tính lý thuyết nên ở đây mới chỉ là cân bằng tạm thời và mới chialượng nhiệt 100% ra làm 4 phần tính theo phần trăm

+) Nhiệt biến thành công có ích : qe

% 100

e e

n (v/ph)

Chú ý: Nếu đề bài áp suất ở các kỳ là Mpa thì chúng ta phải quy đổi về kG/cm2

cho tiện tính toán (1 Mpa = 10 kG/cm2)

Chọn tỷ lệ xích áp suất:

1 kG/cm2 tương đương 5mm trên bản đồ

Bảng toạ độ các điểm trung gian đồ thị công :

Nối các điểm trung gian của đường nén và đường giãn nở với các điểm đặc biệt, ta

sẽ được đồ thị công lý thuyết

Trên đồ thị công vẽ vòng tròn Brick tâm O bán kính R:

R = L Vℎ

2 = L Va − L Vc

Lấy về phía điểm chết dưới một đoạn 𝑂𝑂′ = R8

+ Hiệu chỉnh điểm bắt đầu quá trình nạp

Từ tâm O’ của đường tròn Brick xác định góc đóng muộn xupap thải 𝜑4 và

kẻ bán kính tương ứng, bán kính này cắt vòng tròn Brick, từ giao điểm này gióngsong song với tung độ cắt đường nạp ở d Nối rd ta được đường chuyển tiếp từquá trình thải sang quá trình nạp

+ Hiệu chỉnh áp suất cuối quá trình nén (điểm c)

Do có sự đánh lửa sớm (động cơ xăng) và góc phun sớm (động cơ Diesel)

nên áp suất pc lớn hơn áp suất lý thuyết, ta xác định điểm c”:

𝑝𝑐′′ = (1,2 ÷ 1,25)𝑝𝑐

Điểm c’ (điểm đường nén thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết) xác định

theo góc đánh lửa sớm.Trên đường tròn Brick xác định góc đánh sớm θ Từ O’ kẻ

góc θ cắt đường tròn Brick, từ giao điểm đó kéo xuống cắt đồ thị công trên đườngnén tại điểm c’ Dùng một cung thích hợp nối c’c”.

Hiệu chỉnh điểm đạt pzmax thực tế

Đối với động cơ xăng: pz’ = 0,85pz

+ Hiệu chính điểm bắt đầu quá trình thải thực tế (điểm b’)

Áp suất cuối quá trình dãn nở thực tế pb1 thường thấp hơn áp suất cuối quá

trình dãn nở lý thuyết do xupap thải mở sớm Xác định pb1 thì theo công thức kinhnghiệm sau:

𝑝𝑏1 = 0,5(𝑝𝑏 + 𝑝𝑎)

Trên đường tròn Brick xác định góc mở sớm xupap thải 𝜑3.Từ O’ kẻ bán

kính ứng với góc 𝜑3 tính từ điểm chết dưới cắt đường tròn Brick, từ giao điểmnày kẻ song song với trục tung p cắt đường dãn nở lý thuyết tại điểm b’ Dùngcũng thích hợp nối b’b1 và tiếp tuyến với đường thải pz