Bài tập lớn lý thuyết Động cơ 0

Chương 1CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN – VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ TÍNH TOÁN Chọn n e=5000 vòng/phút n e: Tốc độ đạt công suất cực đại ở chế độ toàn tải N emax + Động cơ xăng không có hạn chế tốc độ:...

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

Thông số kỹ thuật Giá trị

Chương 1

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

Chọn n e=5000 (vòng/phút)

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

+ Động cơ xăng không có hạn chế tốc độ:

Chương 2

NHIÊN LIỆU VÀ HỖN HỢP CÁC SẢN PHẨM CHÁY

1 Chọn nhiên liệu và thành phần của nhiên liệu:

Dựa theo tỷ số nén ĐC theo cách chọn như sau:

Nhiệt trị của xăng chọn h u=10400 ( kcal/kg ), trị số octance 92-95

Thành phần của xăng trong 1kg , g c=0,85 ; g h=0,15 và g0 =0

Cho phép tính sai ± 0,05 đối với ∑g i ⟹Thỏa mãn

7 Hằng số của khí nạp trước lúc cháy:

R xg=8,5 ( kGm/Kg Độ )

Trong đó :

g kk: Tỷ lệ của không khí

g xg: Tỷ lệ của xăng trong hỗn hợp

R xg: Hằng số khí của hơi xăng

10 Nhiệt dung của chất khí:

Nhiệt dụng của hỗn hợp tươi C chht

C vhht =g kk C vkk +g xg C vxg=0,93.(0,165 0,000017 + T C)+0,069.0,35

¿ 0,178+0,000017 T c (kcal/kg độ)

Nhiệt dung của không khí:

1 Xác định áp suất trung bình của quátrình nạp P a:

Tính theo tốc độ (n min , n m ,n e¿ ở chế độ toàn tải dùn công thức gần đúng sau đây của Giáo

sư tiến sĩ Lenin J.M

2 Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp T a:

Động cơ 4 kỳ không tăng áp :

∆ t: Nhiệt độ do các chi tiết nóng truyền theo hỗn hợp ( hoặc không khí ở động cơ disel)

Pr,Tr: Áp suất và nhiệt độ đầu quá trình nạp chọn bảng sau:

β : Hệ số biến đổi phân tử =(M spc/M hht¿=(R spc/P hht¿ ¿

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

=1000 (0,992 1,02)1,28 1 − 1,28=993,93° K

=1100 (0,951 1,06)1,28 1 − 1,28=1074,197 ° K

=1200 (0,814 1,2 )1,28 − 1 1,28=1102,324 ° K

⟹ T a=T0

,

+ γ r ψ T r ,

3 Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho V h =1 lít G ckl

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

T a: Nhiệt độ trung bình cuối kỳ nạp ° K

R a =R th ( hay R kk ở động cơ Diesel) KGm/kg.độ

γ d: Hệ số điền đầy xi lanh do tính góc đóng muộn φ2 của xupap nạp chọn như sau:

10

=

(mg/ckl)

Tại n M:

G nlckl= G ckl

α l0 +1=1046,736 0,9.15,07+1=71,876¿

Tại n e:

G nlckl= G ckl

α l0 +1=1015,444 0,9.15,07+1=69,728¿

n e: Tốc độ tính toán lúc đạt N emax ( hoặc n hd khi đạt N hdmax)

n tt:Tốc độ tính toán (n tmin , N tmax , n e , …¿

l0 :Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu.

ξ :Hệ số sử dụng nhiệt có tính mất nhiệt vì phân ly các phần tử khí chọn tốc độ, chọn theo bảng dưới dưới:

1 Các thông số của quá trình giãn nở

Chỉ số giản nở đa biến n2:

I Tính áp suất trung bình lý thuyết ở điều kiện nén và dãn nỡ đa biến P t:

P a: Áp suất trung bình cảu quá trình nạp

P c: Áp suất của cuối quá trình nén

P b: Áp suất cuối quá trình giãn nở

n1 : Chỉ số nén đa biến

n2 : Chỉ số nén giãn nở đa biến

Khi n=n min=1000(vòng/phút)

II Tính áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị của chu trình P i

Đối với động cơ xăng 4 kỳ :

P i =μ P t −∆ P i( kg/cm2

¿Trong đó:

∆ P i =P a −P r Tính mất nhiệt cho công bơm ở động cơ không tăng áp ( cổng nạp và thải khí )

η ch : Hiệu suất cơ học

g i: Suất hao nhiên liệu chỉ thị

g i=270000. P0 η v

P i R hht T0 (α l o+1 )

¿Trong đó:

T0=288 ° K

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

N emin =N emax P emin n emin

Do chưa xác định được V hcủa 1 xy lanh nên tại các tốc độ quay n min,n M ta phải xác định

N e dựa N edựa trên :

N emin =N em ax P emin n emin

5 Các hiệu suất của động cơ :

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

k: Trị số đoạn nhiệt quy ước xác định như sau:

g e: Suất hao nhiên liệu chỉ thị tính bằng ( kg/nlh)

h u: Nhiệt trị thấp cảu nhiên liệu ( Kcal/kg)

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 emax: Công suất lớn nhất tại vòng quay n e

N ehd:Công suất lớn nhất tại vòng quay n hd

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

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 Q1 (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 e) tức là Q e

Phần nhiệt Q lm x+theo nước làm mát và khí xả ra ngoài (ở chu trình lý thuyết đây là Q2đưa ra nguồn lạnh, mất theo định luật 2 của nhiệt động học)

Phần Q chmất cho công cơ học

Phần Q lhlt: các tổn thất do cháy không hoàn toàn

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

Q1=100%; Q e=η e.100 %; Q lm+ x=(1−ηt).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 Q các thành phần cần cho dựng đồ thị cân bằng nhiệt

Theo giáo sư Lay đec man:

M eN, n M: Mômen, tốc độ động cơ khi đạt công suất cực đại N emax.

n x , N ex , g ex , M ex: Tốc độ, công suất, suất tiêu hao nhiên liệu và mômen ở chế độ tính toán.Các giá trị của các hệ số a, b, c, d, e, f ghi ở bảng sau:

5000 −(5000 5000) 2

Tiến hành gồm các bước sau:

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

Hoành độ biểu diễn thể tích xy lanh tại vị trí chọn:

μ v=3 sao cho ( OP= 1,2 OV)

Dựng đường nén và đường giãn nở:

Đối với động cơ xăng ρ=1

Các giá trị tìm được trong bảng bên dưới :

Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp( điểm a)

Từ O , của đồ thị Brick xác định góc đóng muộn β4=6° của xupap thải bán kính này cắt vòng tròn Brick tại a ,, từ a , gióng đường song song với tung độ cắt P a ở a

Nối điểm r trên đường thải a Ta có đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trìnhnạp

Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén ( điểm c)

Theo kinh nghiệm, áp suất của quá trình nén thực tế P c

,

ta có thể xác định theo công thức sau :

Hiệu dính điểm đạt p zmax thực tế ( điểm z)

B1: Cắt đồ thị công bởi đường 0,85.p z =0,85.250=212,5(mm)

B2: Từ đò thị Brich xác định góc 12° gióng xuống đoạn đẳng áp 0,85.p z để xác định điểm z ,

B3: Dùng cung thích hợp nối “c ,” với “z ,” và lượn sát với đường giãn nở

Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình thải: (điểm b)

Hiệu đính điểm b , căn cứ vào góc sớm β3=42° của xupap thải

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế P b

Sau khi xác địnhb , và b ,, dùng cung thích hợp nối với đường thải r

Như vậy ta đã có đồ thị công chỉ thị dùng cho phần tính toán động lực học