Đồ án môn học động cơ đốt trong, đh cngtvt

LI NểI U ễ tụ ngy cng c s dng rng rói nc ta nh mt phng tin i li cỏ nhõn cng nh chuyn hnh khỏch , hng hoỏ rt ph bin S gia tng nhanh chúng s lng ụtụ xó hi , c bit l cỏc loi ụtụ i mi ang kộo theo nhu cu o to rt ln v ngun nhõn lc phc v ngnh cụng nghip ụtụ Sau hc xong giỏo trỡnh ng c t chỳng em c nht l lnh vc thit k t b mụn giao nhim v lm ỏn mụn hc Vỡ bc u lm quen vi cụng vic tớnh toỏn , thit k ụtụ nờn khụng trỏnh nhng b ng v vng mc Nhng vi s quan tõm, ng viờn, giỳp , hng dn tn tỡnh ca thy giỏo hng dn, cựng giỏo viờn ging dy v cỏc thy giỏo khoa nờn chỳng em ó c gng ht sc hon thnh ỏn thi gian c giao Qua ỏn ny giỳp sinh viờn chỳng em nm c cỏc lc tỏc dng, cụng sut ca ng c v iu kin m bo bn ca mt s nhúm chi tit ụtụ, mỏy kộo Vỡ th nú rt thit thc vi sinh viờn nghnh cụng ngh k thut ụtụ Tuy nhiờn quỏ trỡnh thc hin dự ó c gng rt nhiu khụng trỏnh nhng thiu sút Vỡ vy chỳng em rt mong nhn c s quan tõm úng gúp ý kin ca cỏc thy , cỏc bn em cú th hon thin ỏn ca mỡnh tt hn v cng qua ú rỳt c nhng kinh nghim quý giỏ cho bn thõn nhm phc v tt cho quỏ trỡnh hc v cụng tỏc sau ny Em xin chõn thnh cm n ! H Ni,thỏng 12 nm 2015 Sinh viờn thc hin : Trn Cụng Ton 1 2 CHNG I: TNH TON CHU TRèNH CễNG TC S LIU BAN U CA N HC PHN MễN HC CT CC S LIU CA PHN TNH TON NHIT T T Tờn thụng s Kiu ng c Ký hiu Giỏ tr n v ng c diezel tng ỏp Thng hng S k R33 S xylanh i Th t n Hnh trỡnh piston S 145 mm ng kớnh xylanh D 120 mm Gúc m sm xupỏp np 16 36 Gúc úng mun xupỏp np Gúc m sm xupỏp x 60 10 Gúc úng mun xupỏp x 16 11 Gúc phun sm 18 12 Chiu di truyn ltt 228 mm 13 Cụng sut nh mc Ne 340 mó lc 14 S vũng quay nh mc n 2200 v/ph 15 Sut tiờu hao nhiờn liu ge 215 g/ml.h 16 T s nộn 18 17 Khi lng truyn mtt 3,9 kg 18 Khi lng nhúm piston mpt 3,4 kg Ghi chỳ K 1-5-3-6-2-4 I Cỏc thụng s cn chn: 1 p sut mụi trng: pk p sut mụi trng pk l ỏp sut khớ quyn trc np vo ng c Vi ng c khụng tng ỏp thỡ ỏp sut khớ quyn bng ỏp sut trc xupỏp np nờn ta chn p k = p0 nc ta cú th chn pk = p0 = 0,1 (MPa) 1.2 Nhit mụi trng: Tk 3 Lựa chọn nhiệt độ môi trờng theo nhiệt độ bình quân năm Nớc ta chọn: Tk = 273 + 24oC = 297 oK 1.3.p sut cui quỏ trỡnh np: pa p sut pa ph thuc vo rt nhiu thụng s nh chng loi ng c, tớnh nng tc n, h s cn trờn ng np, tit din lu thụngVỡ vy cn xem xột ng c ang tớnh thuc nhúm no la chon pa p sut cui quỏ trỡnh np pa cú th chn phm vi: Pa = (0,8 ữ 0,9).pk, chn pa = 0,09 (Mpa) 1.4 p sut khớ thi: pr p sut khớ thi cng ph thuc vo cỏc thụng s nh p a p sut khớ thi cú th chon phm vi: Pr =(1,05 ữ 1,15).pk, chn pr = 0,107 ( Mpa) 1.5 Mc sy núng mụi cht T : T Mc sy núng mụi cht ch yu ph thuc vo quỏ trỡnh hỡnh thnh khớ hn hp bờn ngoi hay bờn xilanh: ng c iezen: T = 200ữ400C, chn T =38 0C 1.6 Nhit khớ sút (khớ thi): Tr Nhit khớ sút Tr ph thuc vo chng loi ng c Nu quỏ trỡnh gin n cng trit thỡ nhit Tr cng thp Thụng thng ta cú th chon: Tr =700 ữ 1000 0K, chn Tr = 8500K t 1.7 H s hiu ớnh t nhit: H s hiu ớnh t nhit c chn theo h s d lng khụng khớ Thụng thng cú th chn t theo bng sau: ng c iờzen cú hiu ớnh >1 nờn chn 0,8 1,0 1,2 1,4 1,13 1,17 1,14 1,11 t = ,10 1.8 H s quột bung chỏy 2: ng c tng ỏp chn =1 1.9 H s np thờm 1: 4 H s np thờm ph thuc ch yu vo pha phõn phi khớ Thụng thng cú th chon: =1,02 ữ 1,07, chn =1,02 1.10 H s li dng nhit ti im z ( ): z H s li dng nhit ti im z ( z ) ph thuc vo chu trỡnh cụng tỏc ca ng c, th hin lng nhit phỏt ó chỏy im z so vi lng nhit phỏt t chỏy hon ton 1kg nhiờn liu Vi ng Diesel ta thng chn 1.11 H s li dng nhit ti im b ( H s li dng nhit ti im b z =0,70ữ0,85, chn b ): b z =0,728 tu thuc vo loi ng c Xng hay ng c iờzen Vi ng c Diesel ta thng chn 1.12 H s hiu ớnh th cụng d: b = 0,80ữ0,90, chn b =0,864 Th hin s sai lch tớnh toỏn lý thuyt chu trỡnh cụng tỏc ca ng c so vi chu trỡnh cụng tỏc thc t , cú th chn phm vi: d =0,92ữ0,97, chn d =0,97 II Tớnh toỏn cỏc quỏ trỡnh cụng tỏc : 2.1.Tớnh toỏn quỏ trỡnh np : 2.1.1 H s khớ sút r: H s khớ sút r c tớnh theo cụng thc: (T k + T ) r= r = T r P P a Pr P a t r m 1.(297 + 25).0,115 0.115 1,5 750.0.09 18.1,03 1,1.1 ữ 0.09 =0.0318 Trong ú m l ch s gin n a bin trung bỡnh ca khớ sút cú th chn: m =1,45ữ1,5, chn m =1,5 2.1.2.Nhit cui quỏ trỡnh np Ta: Nhit cui quỏ trỡnh np Ta c tớnh theo cụng thc: (T + T ) k Ta = p + t r T r a pr 1+ r m m 1,51 Ta= 0.09 1,5 297 + 25 + 1,1.0,0318.750. ữ 0.115 Ta = = 335,5(o K ) + 0,0318 (0K) v 2.1.3.H s np : v H s np c xỏc nh theo cụng thc: v = Tk T k + T ( ) pa t pk pr pa m 0,115 1,5 297 0,09 v = 18.1,03 1,1.1 ữ = 0,8421 (18 1).(297 + 25) 0.10 0,09 2.1.4.Lng khớ np mi M1 : Lng khớ np mi M1 c xỏc nh theo cụng thc : M1 = Trong ú: pe 432.10 p k v g e p e T k (kmol/kg nhiờn liu) l ỏp sut cú ớch trung bỡnh c xỏc nh theo cụng thc : 6 30 N e pe = V h V h n.i (lớt) l th tớch cụng tỏc ca ng c c xỏc nh theo cụng thc: Vh= V = h D S (MPa) D 2.S 3,14.642.68 = = 0,219dm3 4 (MPa) pe = Nờn: V y 30.N e 30.10, 297.4 = = 0, 7242( MN ) m Vh n.i 0, 291.2600.3 (lớt) 432.103.0,1.0,8421 M = = 0,6911(kmol kg.nl ) 244,731.0,7242.297 2.1.5.Lng khụng khớ lý thuyt cn t chỏy 1kg nhiờn liu M0: Lng khụng khớ lý thuyt cn t chỏy 1kg nhiờn liu M0 c tớnh theo cụng thc: M0 = C H + 0,21 12 32 (kmol/kg nhiờn liu) i vi nhiờn liu ca ng c iờzen ta cú: C=0.87; H=0,126 ;O=0,004 Thay cỏc giỏ tr vo ta cú: Mo= 0,87 0,126 0,004 + 0,21 12 32 2.1.6.H s d lng khụng khớ =0,4946 (kmol/kg nhiờn liu) : i vi ng c iờzen cn phi xột n hi nhiờn liu ,vỡ vy: = M1 M0 7 = M 0.6911 = = 1,3973 M 0, 4946 2.2 Tớnh toỏn quỏ trỡnh nộn: 2.2.1:T nhit mol ng tớch trung bỡnh ca khụng khớ: mcv =19,806+0,00209.T (kJ/kmol.) Ta cú: av = 19.806; bv/2 = 0.00209 2.2.2:T nhit mol ng tớch trung bỡnh cu sn phm chỏy: Khi h s d lng khụng khớ mcv =(19,876+ >1 ,tớnh theo cụng thc sau: 1,634 187 ,36 ) + ( 427,86 + )10 T (kJ/kmol ) Thay s vo cụng thc trờn ta cú: mcv 1, 634 187,36 ) + (427,86 + )10 T 1, 243 1, 243 =(19,876+ (kJ/kmol ) Ta cú: av"=20.69548; bv"/2=0.00261 2.2.3 :T nhit mol ng tớch trung bỡnh ca hn hp: T nhit mol ng tớch trung bỡnh ca hn hp quỏ trỡnh nộn tớnh theo cụng thc: mcv = mcv + r mcv b = a v + v T 1+ r (kJ/kmol ) Thay cỏc giỏ tr vo ta cú: 0,00211 mcv = 19,836 + T (kJ/kmol ) av'=19.836; bv'/2=0.00211 a Ch s nộn a bin trung bỡnh n1: Ch s nộn a bin trung bỡnh ph thuc vo rt nhiu thụng s kt cu v thụng s hnh nh kớch thc xilanh, loi bung chỏy, s vũng quay, ph ti trng thỏi nhit ca ng c Tuy nhiờn n1 tng gim theo quy lut sau: Tt c nhng nhõn t lm cho mụi cht mt nhit s lm cho n1 tng 8 Ch s nộn a bin trung bỡnh n1 c xỏc nh bng cỏch gii phng trỡnh: n1 = 8.314 a v + bv T a n1 + ( ) Chỳ ý: thụng thng xỏc nh n ta phi chn n1 khong 1,340 ữ 1,390 Chn n1=1,3678 Ta cú: v trỏi =0,3683 sai s =0,0005 [...]... 60 c 120 90 ( p-v ) ,, c b po 0 r b b B a a εV Vc c V Hình 1.1: Đồ thi công đã hiệu chỉnh CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC I Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học: Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất ứngvới hành trình của pittông S = 2R Vì vậy đồ thị đều ứng với hoành độ tương ứng với v h của đồ thị công (từ điểm 1 vc đến ε vc) 1.1 Đường biểu diễn hành trình... 29 29 c Nối các điểm xác định được theo một đường cong trơn ta thu được đồ thị biểu diễn quan hệ p kt = f (α ) p j = f (α ) p j = f (x) 2.7 Khai triển đồ thị thành p j = f (x) Đồ thị động cơ biểu diễn trên đồ thị công có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của Nếu động cơ ở tốc độ cao, đường này thế nào cũng cắt đường nén ac Động cơ tốc độ pj pj thấp, đường ít khi cắt đường nén Ngoài ra đường p ∑ = p... diễn động cơ của các quá trình nạp, nén ,cháy, giãn nở và thải của p j = f (x) Khai triển đồ thị thành đồ thịtương tự như cách ta khai triển đồ thị công (thông qua vòng tròn Brich) chỉ có điều cần chú ý là ở đồ thị trước là ta biểu diễn đồ thị − p j = f (x) pj nên cần phải lấy giá trị cho chính xác p ∑ = f (α ) 2.8 Vẽ đồ thị : p j = f (α ) p ∑ = f (α ) Ta tiến hành vẽ đồ thị bằng cách ta cộng hai đồ. .. (α ) , của động cơ nhiều xilanh : 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 i : Là số kỳ của động cơ : Là số xilanh của động cơ Nếu trục khuỷu không phân bố các khuỷu theo đúng góc công tác (điều kiện đồng đều chu... Vẽ đồ thị : p j = f (α ) p ∑ = f (α ) Ta tiến hành vẽ đồ thị bằng cách ta cộng hai đồ thị là đồ thị và p = f (α ) đồ thị 30 30 PKt Pj P1 α Pkt = f (α ) 2.4 .Đồ thị 2.9 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến , T = f (α ) Pj = f (α ) PΣ = f (α ) , và đồ thị lực pháp tuyến Z = f (α ) : Theo kết quả tính toán ở phần động lực học ta có công thức xác định lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau : T = p∑ sin(α + β ) cos... diễn của pittông theo phương pháp đồ thị vòng Tiến hành theo các bước cụ thể sau : a Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R, phía dưới đồ thị x = f (α ) , sát mép dưới của bản vẽ b λ Vẽ đường tròn tâm O bán kính là R /2 λ c Chia nửa vòng tròn tâm O bán kínhR và vòng tròn tâm O bán kính R /2 thành 18 phần theo chiều ngược nhau d Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm O bán kính R kẻ các đường song song... tròn tâm O, bán kính R trên đồ thị) trên các tia song song với trục tung nhưng xuất phát từ các góc tương ứng trên x = f (α ) đồ thị Brich gióng xuống hệ trục toạ độ của đồ thị x = f (α ) 3 Nối các điểm nằm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ v max Chú ý :Nếu vẽ đúng, điểm sẽ ứng với điểm j = 0 p kt = f (α ) 2.6 Khai triển đồ thị công P-V thành : Để thuận tiện cho việc tính toán sau này ta... 0, 218(%) g i Q H 387,15.42500 2.5.5: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 30 = (m/s) Theo số thực nghiệm có thể tính pm theo công thức sau : Đối với động Điênzen cao tốc(vtb > 7 nên : pm = 0,015 + 0,0156.vtb... hành khai triển đồ thị công P – V p kt = f (α ) thành đồ thị Khai triển đồ thị công theo trình tự sau : a Chọn tỉ lệ xích µα = 2 0 / mm Như vậy toàn bộ chu trình α 720 0 sẽ ứng với 360 0 mm Đặt hoành độ này cùng trên đường đậm biểu diễn p và cách ĐCT của đồ thị công khoảng 4 ÷ 5 cm µp a 2 Chọn tỉ lê xích µp đúng bằng tỉ lệ xích khi vẽ đồ thị công (MN/mm) p kt b Từ các điểm chia trên đồ thị Brich ta... chốt: m0m 25 25 Khối lượng này tính gần đúng 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 2.3 Lực quán tính: p j = −m j = −m.R.ω 2 (cos α + λ cos 2α ) Lực quán tính chuyển động tịnh tiến: Với thông số kết cấu λ pj ta có bảng tính : α(do) α(rad) cosα+λcos2α pj=-m.Rω(cosα+λcos2α) Làm tròn 0 0 1.317 -10016200,018