Đồ án môn học Động cơ đốt trong

Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 Bộ giáo dục và đào tạo Tr-ờng đại học bách khoa hà nội Bộ môn: động cơ đốt trong đồ án môn học động cơ Đề tài: Tínhtoán kiểm nghiệm động cơ Audi Sinh viên: Trịnh minh phụng Lớp: Động cơ-K43 GV H-ớng dẫn: Vũ thị Lạt Trần văn Tế Hà nội 2002 Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 Phần i : tính toán nhiệt I. thông số kết cấu 1. Động cơ xăng tăng áp quán tính (Audi) 2. Công suất động cơ N e =126(ml) 3. Số vòng quay n=5200(v/ph) 4. Suất tiêu hao nhiên liệu g e =175(g/ml.h) 5. Tỷ số nén =10,7 6. Số xylanh i=4 7. Sốkỳ =4 8. Hành trình piston S=92,8(mm) 9. Đ-ờng kính xylanh D=82,5(mm) 10. Khối l-ọng nhóm piston m pt =0,36(kg) 11. Khối l-ợng nhóm thanh truyền m tt =0,64(kg) 12. Chiều dài thanh truyền L tt =144(mm) 13. Góc đánh lửa sớm s =15 0 14. Góc mở sớm xupat nạp 1 =26 0 15. Góc đóng muộn xupat nạp 2 =48 0 16. Góc mở sớm xupat thải 3 =32 0 17.Góc đóng muộn xupat thải 4=80 ii. Các thông số cần chọn 1. Tốc độ trung bình của piston C m = 30 .nS = 1000.30 5200.8,92 =16(m/s) C m =16(m/s)9(m/s) Động cơ tốc độ cao 2. áp xuất và nhiệt độ khí trời 3. áp suất khí trời p 0 =0,1MPa 4. nhiệt độ khí trời T 0 =24+273=297 0 K 5. áp suất cuối hành trình nạp p a =(0,941,1)p 0 =(0,941,1).0,1=0,094MPa 6. áp xuất và nhiệt độ khí sót p r =(1,051,2)p 0 =(1,051,2).0,1=0,1122MPa 7. T r =(900 1000) 0 K chọn T r =900 0 K 8. Độ tăng nhiệt độ do sấy nóng khí nạp mới 9. T=(0 20) 0 K; chọn T=20 0 K 10. Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 Động cơ xăng =0,8 0,9 t =1,17 11. Hệ số quét buồng cháy 2 =0,8 12. Hệ số nạp thêm 1 =1,02 1,07, chọn 1 =1,04 13. Hế số lợi dụng tỷ nhiệt tại điểm z, b Động cơ xăng: z =0,82 0,92, chọn z =0,915 b =0,85 0,95, chọn b =0,919 14. Hệ số hiệu đính đồ thị công i =0,92 0,97; chọn I =0,97 iii. tính toán quá trình nạp 1. Quá trình nạp 1.1. Hệ số khí sót r = T T r T)( 0 2 . p p r 0 . )( 1 21 1 p p a r m t chỉ số giãn nở đa biến của khí sót (m=1,5) r = 900 )20297.(8,0 . 1,0 1122,0 . ) 094,0 1122,0 ( 5,1 1 17,1.8,004,1.7,10 1 = 0,0314 1.2. Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a = r m m r r t p p T r a TT 1 )( 1 0 = 0314,01 900.0314,0.17,120297 ) 1122,0 0994,0 ( 5,1 15,1 T a T a T a T a =337 0 K Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 1.3. Hệ số nạp v = p p 0 a 0 0 1 1 T T T [ 1 - t 2 )( 1 p p a r m ] = 1,0 094,0 . 20297 297 . 17,10 1 [10,7.1,04-1,17.0,8. ) 094,0 1122,0 ( 5,1 1 ] = 0,9147 1.4. L-ợng khí nạp mới P e = ni V N h e .30. = 5200.10.4961,0 4 4.30.126.7355,0 6 =1,0778MPa M 1 = T pg p ee v 0 0 3 10.432 = 297.0778,1.175 7355,0.9147,0.1,0.10.432 3 =0,5188(kmol/kg.nl) v h = 4 2 S D = 4 8,92.8,82. 2 = 496100mm 3 =0,496 1.5. L-ợng khí nạp lý thuyết để đốt 1kg nhiên liệu M 0 = ) 32412 .( 21,0 1 OHC Trong đó C,H,O là l-ợng Các bon, Hydro, oxi, có trong 1kg nhiên liệu C=0,855; H=0,145; O=0 M 0 = ) 32 0 4 145,0 12 855,0 .( 21,0 1 = 0,512(kmol/kg.nl) 1.6. Hệ số d- l-ợng không khí = 0 1 1 M nl M = 51,0 114/154,0 = 0,99623 iii. Quá trình cháy 1.7. Tỷ nhiệt của quá trình công tác 1.7.1. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới coi nh- chỉ có không khí m c v = 19,806+0,00209T(KJ/kmol.độ) a v =19,806; 2 b v =0,00209 1.7.2. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí sót (sản vật cháy) Động cơ xăng ,, m c v = (17,997+3,504)+ 2 1 (360,34+252,4).10 -5 .T(KJ/kmolđộ) Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 =(17,997+3,504.0,99623)+ 2 1 (360,34+252,4.0,99623).10 -5 .T =21,48779+0,00306.T a v ,, =21,48779; 2 ,, b v =0,00306 1.7.3. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp công tác , m c v = ) ( 1 1 ,, vr v r mcm c (KJ/kmol.độ) a v , = ) ( 1 1 ,, aa v r v r = )48779,21.0314,0806,19.( 0314,01 1 =19.85717 2 , b v = ) 2 . 2 .( 1 1 ,, bb v r v r = )00306,0.0314,000209,0.( 0314,01 1 =0.00212 = a v , + 2 , b v .T=19,85717+0,00212.T 1.7.4. Tỷ số nén đa biến trung bình n 1 -1 = )1.(. 2 314,8 1 , , 1 n T a v v b a n 1 =1,341,39 Chọn n=1,373 thay vào ph-ơng trinh trên 1,373-1= )17,10.(337.00212,08572,19 314,8 1373,1 =0,3728 Vậy n=0,373 1.8. áp xuất cuối quá trình nén p c =p a . n 1 MPa =0,094.10,7 1,373 =2,434MPa 1.9. Nhiệt độ cuối quá trình nén T c =T a 1 1 n ( 0 K) =337.10,7 1,373-1 =817 0 K 1.10.L-ợng môi chất cuối quá trình nén M c =M 1 +M r =M 1 (1+ r ) =0,5188(1+0,0314)=0,5351 1.11. Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết 0 =1+ nl nl M OH M 1 1 324 )1(21,0 0 0 Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 = 1+ 114 1 512,0.99623,0 114 1 32 0 4 145,0 512,0).99623,01(21,0 = 1,0581 1.12. Hệ số thay đổi phân tử thực tế = r r 1 0 = 0314,01 0314,00581,1 = 1,0563 1.13. Hệ số biến đổi phân tử thực tế tại điểm z z =1+ r 1 1 0 .x z x z : Hệ số tải nhiệt x z = z / b =0,9151/0,919=0,9956 z =1+ 9956,0. 0314,01 199623,0 =1,0561 1.14. Nhiệt độ tại z: T z )1( )( 1 r HHz M QQ , vc mc .T c = z ,, vz mc .T z (1) Q H : Nhiệt trị thấp Xăng: Q H =44(KJ/Kg.nl) Q H : Nhiệt l-ợng toả ra ứng với phần năng l-ợng ch-a cháy đ-ợc do thiếu ôxi Q H =126.10 3 (1-)M 0 =126.10 3 .(1-0.99623).0,512=243,12(KJ/Kg.nl) )1( )( 1 r HHz M QQ )0314,01(5188,0 )12,24344000.(915,0 =74819,1742 , vc mc = a v , + T b c v . 2 , =19,85717+0,00212.817=21,588 ,, vz mc = )1()( )1().(. 0 0 0 ,, 0 xx xx z r z v z r z r mcmc Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 a vz ,, = )1()( ).1().(. 0 0 0 ,, 0 xx axxa z r z vz r zv = )9956,01() 0581,1 0314,0 9956,0(0581,1 48779,21).9956,01() 0581,1 0314,0 9956,0.(48779,21.0581,1 =21,481 2 ,, b vz = )1()( ).1().(. 0 0 0 ,, 0 xx xxb z r z z r zv = )9956,01() 0581,1 0314,0 9956,0(0581,1 00209,0).9956,01() 0581,1 0314,0 9956,0.(00306,0.0581,1 =0,0031 ,, vz mc = T z vz vz b a . 2 ,, ,, =21,481+0,0031.T z Ph-ơng trình (1) thành 74819,17+21,588.817=1,0561. (21,481+0,0031.T z ).T z 92451,0771=22.68543T z +0,00323 T z 2 Giải ph-ơng trìnhT z =2889 0 K 1.15. Tỷ số tăng áp xuất =. T T c z =1,0563. 816 2889 =3,7352 2.10.áp xuất tại điểm z p z =.p c =3,7352.2,4336=9,0898MPa 2.11.Tỷ số giãn nở ban đầu =1 2.12.Tỷ số giãn nở sau = =10,7 iv. Quá trình giãn nở 1.16. Chỉ số giãn nở đa biến trung bình Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 n 2 -1= )( 2 ).().1( )( 314,8 ,, ,,, 1 bz vz vz bz r Hzb TT b a M TT Q n 2 -1= )2889(0031,0481,21 )2889.(0563,1).0314,01(5188,0 44000).915,0919,0( 314,8 b b T T T b = 1 2 n z T = 7,10 1 2 2889 n ; n 2 =(1,231,27) Chọn n 2 =1,233 T b = 7,10 1233,1 2889 =1663 0 K n 2 -1=1,233-1=0.233 thay vào ph-ơng trình ta có 1,233-1= )16752889(0031,0481,21 )16752889.(0563,1).0314,01(5188,0 44000).915,0919,0( 314,8 =0,2333 Vậy n 2 =1,233 1.17. áp suất cuối quá trình giãn nở p b = 2 n z p = 7,10 233,1 0898,9 =0,4886Mpa 1.18. Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T b= 1 2 n z T = 7,10 1233,1 2889 =1661 0 K 1.19. Kiểm tra nhiệt độ khí sót T r = T h Ch T h r rr T TT )( .100% T rtính =T b )( 1 r r T p m m =1662. ) 900 1122,0 ( 5,1 15,1 =1017 0 K T r = 1017 )9001017( .100%=11,53%<15% {thoả mãn} V. Tính thông số của quá trình công tác 1 áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết , i p = ] 1 1 ). 1 1() 1 1( 1 .[ 1 . 1 11 2 12 1 nn n nn a p Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 = ] 137278,1 1 ). 7,10 1 1() 7,10 1 1( 12334,1 7352,3 .[ 17,10 7,10.094,0 137178,112334,1 37278,1 =1,3111MPa 2 áp suất chỉ thị trung bình p i = i i p . , =1,3111.0,97=1,2718MPa 3 xuất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g i = 01 0 3 .43210 TpM p i v = 297.2718,1.5188,0 9147,0.1,0.43210 3 =201,6351(g/kw.h) 4 Hiệu xuất chỉ thị i = H i Q g . 10.6,3 3 {Q H =44MJ/kg.nl} = 44.6351,201 10.6,3 3 =0,4058 5 Hiệu suất cơ giới m =0,63 0,93; Chọn m =0,8474 6 áp suất có ích trung bình P e =P i . m P e =1,2718.0,8474=1,0778MPa 7 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích g e = m i g = 8474,0 6351,201 =237,9343(g/kw.h) 8 Hiệu suất có ích e = i . m =0,4058.0,8474=0,3439 9 Kiểm nghiệm đ-ờng kính xylanh D= . .4 h V V h = niP N e e 30 = 5200.4.0778,1 7355,0.126.4.30 =0,4961(l) D= 4. 4961,0.4 =82,5mm D=0 vi. Vẽ và hiệu đính đồ thị công 1. Lập bảng Ta có: Đồ án Tính toán Động cơ Audi2.0 =10,7 n 1 =1,373 n 2 =1,233 P r =0,1122MPa P a =0,094MPa P c =2,434MPa P z =9,09MPa P b =0,489Mpa V h =0,4961(l) R= 2 S = 2 8,92 =46,4mm L=144mm Thể tích buồng cháy V c = 1 h V = 17,10 4961,0 =0,0511(l) Thể tích lớn nhất vủa xy lanh V max =V h +V c =0,4961+0.0511=0,5472(l) Tỷ lệ xích=Giá trị th-c/Giá trị biểu diễn Chọn S(biểu diễn)=200mm ;P z (Biểu diễn)=200mm s = 200 8.92 =0,464(mm/mm) V = 200 minmax VV = 200 0511,05472,0 =0,0025(l/mm) p = 200 z P = 200 09,9 =0,0454(MPa/mm) Bảng 1: i.V c Qúa trình nén Quá trình giãn nở i n 1 P x = i n c P 1 i n 2 P x = i n z P 2 Thực (Mpa) Biểu diễn (mm) Thực (Mpa) Biểu diễn (mm) 1 V c 1.000 2.434 53.6 1.000 9.090 200.0 2 V c 2.590 0.940 20.7 2.351 3.866 85.1 3 V c 4.519 0.539 11.8 3.877 2.345 51.6 4 V c 6.709 0.363 8.0 5.528 1.644 36.2 5 V c 9.114 0.267 5.9 7.280 1.249 27.5 6 V c 11.706 0.208 4.6 9.115 0.997 21.9 7 V c 14.465 0.168 3.7 11.024 0.825 18.1 8 V c 17.376 0.140 3.1 12.998 0.699 15.4 9 V c 20.426 0.119 2.6 15.030 0.605 13.3 10 V c 23.605 0.103 2.3 17.116 0.531 11.7 10,7 V c 25.903 0.094 2.1 18.606 0.489 10.7 [...]... quátrì thả thự tế u í p t c i nh i c P , P , b b 1 2 1 2 =Pr+ (Pb-Pr)=0,1122+ (0,4886-0,1122)=0,3004MPa -Po (biể diễ P u n)= , b Po p = 0,3004 0,1 =4,4088mm 0,0454 Đồ Tí toá Độ cơAudi2.0 n nh n ng Phần ii: tí toán động học và động lực học nh 1 Đ- ng biể diễ cá qui luậ đ ng họ ờ u n c t ộ c 1.1 Đ- ng biể diễ hà trì piston x=f() ờ u n nh nh Chọ tỷlệxí n ch =1(đ /mm) ộ x=s=0,464(mm/mm) Gió cá đ m đ chia... Tí toán kiể nghiệ bánh đà nh m m Tí đ khô đ ng đ u : nh ộ ng ồ ề = L d? J b Đà. 2 10 6 Trong đ Ld- cô d-đ ợ tí từđ thị vàTtb cóthứnguyê làMNm ó ng - c nh ồ T n 2 Jbđà mômen quá tí bá đ kgm n nh nh à tố đ gó đ ng cơ( 1/s) c ộ c ộ yê cầ