THIẾT kế TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG

Ketnooi.com nghiệp giáo dục NHẬN XÉT , ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Kết đánh giá : GIÁO VIÊN BẢO VỆ : Kết đánh giá : GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục LỜI NÓI ĐẦU Ôtô ngày sử dụng rộng rãi nước ta phương tiện lại cá nhân vận chuyển hành khách , hàng hoá phổ biến Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ôtô xã hội , đặc biệt loại ôtô đời kéo theo nhu cầu đào tạo lớn nguồn nhân lực phục vụ ngành công nghiệp ôtô linh vực thiết kế Sau học xong giáo trình ‘ động đốt ’ chúng em tổ môn giao nhiệm vụ làm đồ án môn học Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế ôtô nên không tránh khỏi bỡ ngỡ vướng mắc.Nhưng với quan tâm , động viên , giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn , giáo viên giảng dạy thầy giáo khoa nên chúng em cố gắng để hoàn thành đồ án thời gian giao Qua đồ án giúp sinh viên chúng em nắm lực tác dụng , công suất động điều kiện đảm bảo bền số nhóm chi tiết ôtô , máy kéo Vì thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ thuật ôtô Tuy nhiên trình thực dù cố gắng nhiều không tránh khỏi thiếu sót Vì chúng em mong nhận quan tâm đóng góp ý kiến thầy , bạn để em hoàn thiện đồ án tốt qua rút kinh nghiệm quý giá cho thân nhằm phục vụ tốt cho trình học tập công tác sau Em xin chân thành cảm ơn ! Vinh ,tháng năm 2010 Sinh viên thực : TRƯƠNG XUÂN HẢI GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Trình tự tính toán : 1.1.1 Số liệu ban đầu: 1- Kiểu động cơ: 3D6 Động Diesel hàng, không tăng áp, buồng cháy thống 2- Số kỳ: τ = (kỳ) 3- Số xilanh i = 4- Thứ tự làm việc cuả xilanh 1- -3-6-2-4 5- Hành trình piston: S = 180 (mm) 6- Đường kính xilanh: D = 150 (mm) 7- Góc mở sớm xupáp nạp: α = 200 8- Góc đóng muộn xupáp nạp: α = 480 9- Góc mở sớm xupáp xả: β = 480 10- Góc đóng muộn xupáp xả: β = 200 11- Góc phun sớm: φi = 30º 12- Chiều dài truyền: ltt = 320 (mm) 13- Công suất định mức: Ne = 150 (mã lực) 14- Số vòng quay định mức: n = 1500 (vòng/phút) 15- Suất tiêu hao nhiên liệu: ge =190 (g/ml.h) 16- Tỷ số nén: ε = 14,5 17- Khối lượng truyền: mtt = 5,62 (kg) 18- Khối lượng nhóm piston: mpt = 2,37 (kg) 1.1.2 Các thông số cần chọn: Áp suất môi trường: pk GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp vào động Với động không tăng áp áp suất khí áp suất trước xupáp nạp nên ta chọn pk = p0 Ở nước ta chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) Nhiệt độ môi trường: Tk Nhiệt độ môi trường lựa chọn theo nhiệt độ bình quân năm Với động không tăng áp ta có nhiệt độ môi trưòng nhiệt độ trước xupáp nạp nên: Tk = T0 = 240C = (2970K) Áp suất cuối trình nạp: pa Áp suất pa phụ thuộc vào nhiều thông số chủng loại động cơ, tính tốc đôn n, hệ số cản đường nạp, tiết diện lưu thông…Vì cần xem xét động tính thuộc nhóm để lựa chon pa Áp suất cuối trình nạp pa chọn phạm vi: Pa = (0,8 ÷ 0,9).pk, chọn pa = 0,09 (Mpa) Áp suất khí thải: pr Áp suất khí thải phụ thuộc vào thông số pa Áp suất khí thải có thể chon phạm vi: Pr =(1,05 ÷ 1,15).pk, chọn pr = 0,107 ( Mpa) Mức độ sấy nóng môi chất ∆T : Mức độ sấy nóng môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào trình hình thành khí hỗn hợp bên hay bên xilanh: Động Điezen: ∆T = 200÷400C, chọn ∆T =38 0C Nhiệt độ khí sót (khí thải): Tr Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Nếu trình giản nở triệt để nhiệt độ Tr thấp Thông thường ta chon: Tr =700 ÷ 1000 0K, chọn Tr = 8500K Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: λt Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu đính Thông thường chọn α theo bảng sau: GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục α 0,8 1,13 λt 1,0 1,17 1,2 1,14 1,4 1,11 Động Điêzen có α >1 nên chọn λt = ,10 Hệ số quét buồng cháy λ2: Động không tăng áp chọn λ2 =1 Hệ số nạp thêm λ1: Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí Thông thường chon: λ1 =1,02 ÷ 1,07, chọn λ1 =1,02 10 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ( ξ z): Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ( ξ z ) phụ thuộc vào chu trình công tác động cơ, thể lượng nhiệt phát cháy điểm z so với lượng nhiệt phát đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu Với động Điêzen ta thường chọn ξ z =0,70÷0,85, chọn ξ z =0,728 11 Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ( ξ b): Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ b tuỳ thuộc vào loại động Xăng hay động Điêzen Với động Điêzen ta thường chọn ξ b = 0,80÷0,90, chọn ξ b =0,864 12 Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕ d: Thể sai lệch tính toán lý thuyết chu trình công tác động so với chu trình công tác thực tế , chọn phạm vi: ϕ d =0,92÷0,97, chọn ϕ d =0,97 1.2 Tính toán trình công tác : Tính toán trình nạp : Hệ số khí sót γr: Hệ số khí sót γr tính theo công thức: GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục λ2 (T k + ∆T ) γr= γr = T r 1.( 297 + 38) 0,107 850 0,09 P P r a 1   m  Pr   P   a ε λ1 − λt λ2   0,107  14,5.1,02 − 1,1.1.   0,09  1, = 0,0346 Trong m số giản nở đa biến trung bình khí sót chon: m =1,45÷1,5, chọn m =1,5 Nhiệt độ cuối trình nạp Ta: Nhiêt độ cuối trình nạp Ta tính theo công thức: Ta = (T + ∆T ) k  m −1     m  p  + λt γ r T r  a   pr  1+ γ r  0,09  ( 297 + 38) + 1,1.0,0346.850.  Ta= + 0,0346  0,107  1, 5−1 1, = 353,3 (0K) Hệ số nạp η v : Hệ số nạp η v xác định theo công thức: ηv = Tk ε − T k + ∆T ( )    pa  ε λ1 − λt λ2   pk     pr   pa        m      1 297 0,09   0,107  ,5  ηv = 14,5.1,02 − 1,1.1. = 0,8012  14,5 − 297 + 38 0,1   0,09     Lượng khí nạp M1 : GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục Lượng khí nạp M1 xác định theo công thức : 432.10 p k η v M1 = g e p e T k (kmol/kg nhiên liệu) Trong đó: pe áp suất có ích trung bình xác định theo công thức : pe = V h 30 N e τ V h (lít) n.i thể tích công tác động xác định theo công thức: V h Vh = Nên: pe = = π D S (MPa) 3,14.(150) 180 = 3,17959 (MPa) 30.150.4 = 0,4625 (lít) 3,17959.1500.6 432.103.0,1.0,8012 = 0,9755 (kmol/kg nhiên liệu) V ậy M1= 190.0,4625.297 Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0: Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 tính theo công thức: C H   + −  0,21  12 32  M0 = (kmol/kg nhiên liệu) Đối với nhiên liệu động Điêzen ta có: C=0.87; H=0,126 ;O=0,004 Thay giá trị vào ta có: Mo=  0,87 0,126 0,004   + −  =0,4946 (kmol/kg nhiên liệu) 0,21  12 32  Hệ số dư lượng không khí α : Đối với động Điêzen cần phải xét đến nhiên liệu ,vì vậy: α= M M GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục Thay giá trị vào ta có: α = 0,9755 = 1,9723 0,4946 1.2.2 Tính toán trình nén: Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí: mcv =19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ) Ta có: av = 19.806; bv/2 = 0.00209 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cuả sản phẩm cháy: Khi hệ số dư lượng không khí α >1 ,tính theo công thức sau: 1,634 187,36 −5 ″ mc v =(19,876+ α ) + (427,86 + α )10 T (kJ/kmol độ) Thay số vào công thức ta có: 1,634 187,36 −5 ″ mcv =(19,876+ 1,9723 ) + (427,86 + 1,9723 )10 T (kJ/kmol độ) Ta có: av"=20.69548; bv"/2=0.00261 Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp: Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp trình nén tính theo công thức sau: ″ ′ = mcv + γ r mcv = a ′ + bv′ mcv v T 1+ γ r (kJ/kmol độ) Thay giá trị vào ta có: 0,00211 ′ mcv = 19,836 + T (kJ/kmol độ) av'=19.836; bv'/2=0.00211 Chỉ số nén đa biến trung bình n1: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào nhiều thông số kết cấu thông số vận hành kích thước xilanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải trạng thái nhiệt độ động …Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật sau: Tất nhân tố làm cho môi chất nhiệt làm cho n1 tăng Chỉ số nén đa biến trung bình n1 xác định cách giải phương trình: GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com nghiệp giáo dục n1 − = 8.314 bv′ T a ε n1 −1 + ( a v′ + ) Chú ý: thông thường để xác định n1 ta phải chọn n1 khoảng 1,340 ÷ 1,390 Chọn n1=1,3678 Ta có: vế trái =0,3683 sai số =0,0005 [...]... 0,4382(%) 193,30.42500 g i QH 5 Áp suất tổn thất cơ giới pm : Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và được biểu diễn bằng nhiều quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : vtb = S n 180.1500 = = 9 (m/s) 30 30 Theo số thực nghiệm có thể tính pm theo công thức sau : Đối với động Điênzen cao tốc(vtb > 7 nên : pm = 0,015 +... T = (α ) của động cơ nhiều xilanh : 34 SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI -18 -20 -22 Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục Động cơ nhiều xilanh có mômen tích luỹ vì vậy phải xác định mômen này Ta xác định chu kỳ của mômen tổng phụ thuộc vào số xilanh và số kỳ, Chu kỳ này bằng đúng góc công tác của các khuỷu : δ ct = 180.τ 180.4 = = 120 i 6 Trong đó : τ : Là số kỳ của động cơ i : Là số xilanh của động cơ Nếu trục khuỷu... e = pi − p m = 0,6180 − 0,1554 = 0,46264 (MPa) Sau khi tính được pe phải so sánh với trị số pe đã tính ở phần tính toán quá trình nạp đã thỏa mản 7 Hiệu suất cơ giới η m : Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới : ηm = pe 0,46264 = = 0,7468( 0 0 ) pi 0,6180 8 Suất tiêu hao nhiên liệu ge: Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là : ge = 9 g i 193,30 = = 258,22 (gkW.h) η m 0,7468... biểu diễn quan hệ p kt = f (α ) 2.2.7 Khai triển đồ thị p j = f (x) thành p j = f (α ) Đồ thị p j = f (x) biểu diễn trên đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ Nếu động cơ ở tốc độ cao, đường này thế nào cũng cắt đường nén ac Động cơ tốc độ thấp, đường p j ít khi cắt đường nén Ngoài ra đường p j còn cho ta tìm được giá trị của p ∑ = p kt + p j một cách dễ dàng vì giá trị của đường... được chọn sơ bộ ở phần thông số chọn ,sau khi tính toán hệ số giản nở ρ (ở quá trình giản nở) phải bảo đảm ρ < λ , λ được chọn sơ bộ trong khoảng 1,5÷2 1.2.4 Tính toán quá trình giản nở: 1 Hệ số giản nở sớm ρ : ρ= GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN β z Tz 1,0264.1925,9 = = 1,05 λ Tc 2,0.944,7 11 SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục Như vậy với động cơ Điêzen đã đảm bảo điệu kiện ρ < λ 2 Hệ số... theo phương trình quy dẫn: m0 m = mm rmk R Trong đó: m0m - Khối lượng của má khuỷu rmk - Bán kính trọng tâm má khuỷu R - Bán kính quay của khuỷu 2.2.3 Lực quán tính: Lực quán tính chuyển động tịnh tiến GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN 26 SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục p j = − m j = − m.R.ω 2 (cos α + λ cos 2α ) Với thông số kết cấu λ ta có bảng tính p j : α(do) 0 10 20 30 40 50 60 70 80... 1,0621  1,3678 − 1  14,5  2 Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi : Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đo ta có áp suất chỉ thị trung bình thực tế được xác định theo công thức: ′ pi = pi ϕ d = 0,6372.0,97 = 0,1680 (MPa) Trong đó ϕ d là số hiệu đính đồ thị công Chọn theo tính năng và chủng loại động cơ 3 Suất tiêu hao nhiên liệu gi: Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị... piston mnpt =2,37 (kg) được cho trong số liệu ban đầu của đề bài (kg) - Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt piston m1: Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt piston m1 có thể tra trong các sổ tay, có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể tính gần đúng theo bản vẽ Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau: + Thanh truyền của động cơ ô tô : GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN... HẢI Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục Hình 1.2: Đồ thi công đã hiệu chỉnh GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN 21 SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục CHƯƠNG II TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC 2.1 Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học: Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất ứng với hành trình của pittông S = 2R Vì vậy đồ thị đều ứng với hoành độ tương ứng với vh... nối 11, 22, 33…Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33….Ta được các đường cong biểu diễn quan hệ j = f ( x) GVHD: PHẠM HỮU TRUYỀN 24 SVTH: TRƯƠNG XUÂN HẢI Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục C Jmax 1 F1 J=f(s) 2 S E B ÂCD F2 4 F 1' 2' 3' Jmin 3 -3λRω2 A ÂCT 4' D ĐCD ĐCT Đường biểu diễn gia tốc của piston j=f(x) 2.2 Tính toán động lực học : 2.2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến: - Khối lượng ... Ketnooi.com nghiệp giáo dục CHƯƠNG I TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Trình tự tính toán : 1.1.1 Số liệu ban đầu: 1- Kiểu động cơ: 3D6 Động Diesel hàng, không tăng áp, buồng... công nghiệp ôtô linh vực thiết kế Sau học xong giáo trình ‘ động đốt ’ chúng em tổ môn giao nhiệm vụ làm đồ án môn học Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế ôtô nên không tránh... hình dạng tỷ lệ đầu piston loại động ta có thẻ xác định việc thực đo đầu piston thiết kế động cơ, lấy giá trị biểu diễn kích thứơc mà ta tính giá trị thực ta tính tỷ lệ xích Sau xác định kích