Bài thuyết trình trao đổi khí của động cơ diesel tàu thủy loại động cơ 4 thì

ĐẶT VẤN ĐỀ Như đả biết, hoạt động ĐCĐT có tính chu kỳ, tức có chu trình công tác Để thực chu trình công tác phải xả hết khí thải không gian công tác nạp khí vào Quá trình nạp khí thải khí thải có liên quan mật thiết với gọi chung trình nạp xả Hay trình thay đổi khí trình trao đổi khí Do thay đổi tiết diện khí lưu thông vận tốc piston ảnh hưởng hàng loạt tượng khí động khác nên áp suất MCCT xylanh biến đổi phức tạp Sau nhóm VI trình bày vấn đề trao đổi khí động Diesel tàu thủy , loại động * Sơ đồ hệ thống nạp xả Sơ đồ hệ thống nạp xả K,X-ống góp khí nạp,thải T-tuabin khí thải N-máy nén khí LM- thiết bị làm mát Quá trình nạp xả động kỳ không tăng áp động kỳ tăng áp Ảnh hưởng tượng khí động bên Áp suất khí nạp  Địnhnghĩa: Ápsuấtkhínạp(pk) làápsuấtđượcxácđịnhtạikhônggianchứakhínạptrướckhivàokhônggiancôngtáccủaxylanh(trướcxu papnạpđốivớiđộngcơ kỳ) Côngthức : pk= p0-p0Động kỳkhôngtăngáp pk= ps-pmĐôngcơtăngápvà kỳ Áp suất khí nạp  Trongđó:p -ápsuấtkhíquyển o ps -ápsuấtnénkhínạp tổn thấtápsuất lựccảncủalọckhívàđườngốngnạp tổnthấtápsuất lựccảncủathiếtbịlàmmátkhítăngáp Trịsốpophụthuộcvàođặcđiểmcấutạo,chấtlượngchếtạo,tình trạngkỹthuậtcủalọckhívàđườngốngáp Trịsốphụthuộcchủyếuvàođạcđiểmcấutạocủathiếtbịlàmmát Ápsuấtpsđượcquyếtđịnhbởiphươngpháptăngápvàmứccườnghóađộngcơ Nhiệt độ khí nạp (Tk) Định nghĩa : Nhiệt độ khí nạp(Tk ) nhiệt độ xác định không gian chứa khí nạp trước vào không gian công tác xylanh Công thức: Áp suất khí nạp Trong đó: p0 T0 áp suất nhiệt độ khí quyển: ps áp suất khí nạp sau nén m-chỉ số nén đa biến: ∆Tm -mức độ làm mát khí tăng áp Chỉ số đa biến máy tăng áp(m) phụ thuộc vào loại máy nén.mức hạ nhiệt độ qua thiết bị làm mát tăng áp (∆Tm ) phụ thuộc vào mức độ tăng áp,thiết bị phương pháp làm mát tăng áp Chỉ số nén đa biến 0 ∆Tm = 25 - 50 m =1.45-1.6 máy nén biston m = 1.65-1.8 máy nén roto m = 1.45-1.80 máy nén ly tâm Áp suất cuối trình nạp Trong đó: pk pa - áp suất khí nạp trước cửa nạp vào áp suất xylanh Hk ,Ha -độ cao cửa nạp độ cao không gian công tác vị trí xét; ρa -mật độ khí nạp xylanh; wk vận tốc khí nap trước cửa nạp wn -vận tốc trung bình khí nạp tai cửa nạp; βn -hệ số tính ảnh hưởng tiết diện lưu thông cửa nạp; ξn-hệ số cản đường ống nạp Nạp Giai đoạn nạp kéo dài từ thời điểm xuppap xả đóng hoàn toàn đến thời điểm piston đến ĐCD hành trình nạp phần lớn lượng khí nạp vào không gian công tác xylanh giai nạp 5.Nạp thêm Nạp thêm: Giai đoạn nạp thêm kéo dài từ thời điểm piston rời ĐCD hành trình nén đến thời điểm xupap nạp đóng hoàn toàn (điểm a1) Góc quay trục khuỷu ứng với giai đoạn nạp thêm đươc gọi góc nạp muộn Trong giai đoạn nạp thêm có lượng định khí bổ sung vào không gian công tác xylanh Từ trình bày rút nhận xét sau: Quá trình nạp xả động kỳ điều khiển co cấu nạp xả kiểu xupap Thời điểm bắt đầu mở đóng hoàn toàn xupap không trùng với ĐCT ĐCD Khí thải piston đẩy khỏi không gian công tác cảu xy lanh qua xupap xả, khí piston hút vào không gian công gian công tác xupap nạp Quá trình nạp xả động kỳ diễn khoản thời gian lớn góc quay trục khuỷu Trong khoảng tời gian trên, có giai đoạn ngắn xupap nạp xả mở II Ảnh hưởng góc phối khí đến chất lượng trình nạp xả động kỳ  Ta cógócxảsớm ,xảmuộn ,nạpsớmvànạpmuộnđượcgọilàcácgócphốikhí.Cácvịtrícủatrụckhuỷutươngứngvớicácthờiđiểmbắtđầumởvàđónghoàntoàncácxupap (cácđiểm b1,d1,r1 a1) đượcgọilàcácThờiđiểmphốikhí 1.Góc xả sớm Xupap mở trước piston tới ĐCD hành trình giãn nở nhằm mục đích để tang lượng đáng kể khí thải tự thoát khỏi công gian công tác xilanh,do giảm tiêu hao cho việc đẩy khí thải hành trình xả giảm khí sót.Gỉa sử b1 thời điểm bắt đầu mơ xupap xả tối ưu đường xả thể đường liền Góc xả sớm Nếu xupap mở sớm tức áp suất xilanh cao,sẽ có điểm lợi hại sau: Lãng phí nhiều công giãn nở Công tiêu hao cho việc đẩy khí thải giai đoạn xả cưỡng nhỏ có phần sản phẩm cháy tự thoat hành trình giãn nở Lượng khí sót Góc xả sớm Tuy nhiên phần công lãng phí lớn kết công suất động giảm mở xupap xả sớm Nếu xupap xả muộn tức piston đến gần ĐCD hành trình giãn nở,thì: Khí thải bắt đầu thoát khỏi không gian công tác xilanh áp suất thấp,do phần công giãn nở bị lãng phí Công tiêu hao cho việc đẩy khí thải giai đoạn xả cưỡng lớn Lượng khí sót nhiều Góc xả sớm Kết cuối hệ số khí sót lớn công suất động giảm mở xupap xả muộn phần công giãn nở tận dụng không bù đắp phần công tiêu hao cho việc đẩy khí thải 2.Góc xả muộn Xupap đóng kín sau piston rời ĐCD hành trình nạp nhằm mục đích giảm lượng khí sót,bỡi tác dụng đẩy piston chấm dứt quán tính dòng khí thải chênh lệch áp suất nên lượng khí thải bị “hút” khỏi xilanh thời điểm đầu hành trình nạp.Thậm chí lượng định khí hút đường ống xả góc nạp sớm góc xả muộn có trị số thích hợp.Hiện tượng gọi quét buồng đốt.Gỉa sử r1 thời điểm đóng kín xupap xả tối ưu,đường áp suất tương ứng đường liền Góc xả muộn Nếu góc xả muộn nhỏ,tức xupap xả đóng sớm(điểm r1s) tiết diện lưu thông xupap xả nhỏ thời điểm piston gần ĐCT.Trong điều kiện khí thải không thoát bị nén lại,và sau giãn nở(đường )và làm chậm lại trình nạp,vì khí vào xilanh áp suất nhỏ áp suất trước xupap nạp.Kết hệ số khí sót tăng hệ số nạp giảm góc xả muộn nhỏ Góc xả muộn Nếu góc xả muộn lớn có hậu tương tự trường hợp góc xả muộn nhỏ,vì có lượng định khí thải ống xả hút ngược lại không gian công tác xi lanh 3.Góc nạp sớm Xupap nạp mở trước piston tới ĐCT hành trình xả nhằm mục đích tăng lượng khí nạp vào xilanh nhờ đảm bảo tiết diện lưu thông xupap nạp đủ lớn giai đoạn đầu hành trình nạp.Giả sử d1 thời điểm bắt đầu mở xupap nạp tối ưu đường áp suất thể nét liền Góc nạp sớm Nếu góc nạp sớm nhỏ,tức thời điểm bắt đầu mở xupap nạp gần ĐCT (điểm d1m),thì tiết diện lưu thông xupap nạp thời điểm piston dần ĐCT nhỏ,sức cản khí động tăng làm cho áp suất xilanh giai đoạn đầu hành trình nạp thấp hơn.Kết lượng khí nạp giảm công tiêu hao cho trình nạp-xả tăng Nếu xupap nạp mở sớm hậu tương tự trường hợp xuoap nạp mở muộn,vì lượng định khí thải đẩy vào đường ống nạp sau quay trở lại không gian công tac xilanh Góc nạp muộn  Việc mở xupap nạp di trì thời gian sau piston rời ĐCD hành tình nén nhằm mục đích tăng lượng khí nạp vào xilanh.Bỡi vì,mặc dù piston bắt đầu lên quán tính dòng khí nạp chênh lệch áp suất,một lượng định khí tiếp tục vào xilanh thời điểm đầu hành trình nén  Nếu xupap nạp đóng sớm tiết diện lưu thông củ xupap nạp piston gần ĐCD nhỏ.Điều làm giảm hiệu nạp thêm Góc nạp muộn Nếu xupap nạp đóng muộn phần khí đẩy ngược trở lại đường ống nạp Qua phân tích ta thấy,các góc phối khí có ảnh hưởng trực tiếp đén chất lượng trình nạp xả,qua ảnh hưởng đến tiêu kinh tế kỉ thuật động cơ.Việc lựa chọn điều chỉnh góc phối khí ảnh hưởng trực tiếp đến công suất hiệu suất động cơ.Góc phối khí lớn hay nhỏ tùy thuộc trước hết vào tốc độ quay động phương pháp nạpxả.Thông thường trị số góc phối khí lựa chọn đường thực nghiệm III Kết Luận Trên thông số diễn biến trình trao đổi khí( trình thay đổi khí) động Diesel kỳ nói chung Quá trình trao đổi khí động trình cựu kỳ quan trọng Động muốn hoạt động hoạt động tốt trình nạp xả phải tốt Yêu cầu phải nạp thật nhiều khí thải thật khí cháy Nhóm làm sơ sài Có xin người góp ý thêm Trân trọng cảm ơn đả lắng nghe! [...]... tốc độ quay của động cơ và phương pháp nạpxả.Thông thường trị số của các góc phối khí được lựa chọn bằng con đường thực nghiệm III Kết Luận Trên đây là các thông số và diễn biến của quá trình trao đổi khí( quá trình thay đổi khí) của động cơ Diesel 4 kỳ nói chung Quá trình trao đổi khí trong động cơ là một quá trình cựu kỳ quan trọng Động cơ muốn hoạt động và hoạt động tốt thì quá trình nạp xả phải tốt... Lượnghỗnhợpkhícôngtáctạithờiđiểmcuốihànhtrìnhnạp (ma) bằngtổnglượngkhímớicuốihànhtrìnhnạp ( m’a) vàvớilượngkhísót (mr) Phươngtrìnhtrạngtháitạithờiđiểmcuốihànhtrìnhnạpcódạngnhưsau: Phương trình trạng thái thời điểm cuối hành trình nạp ma= m’a+ mr =  Lượnghỗnhợpkhícôngtáctạithờiđiểmcuốiquátrìnhnạp (m ma1= m1 + mr = m1 (1+ γr) trịsốηvnằmtrongphạm vi sau ηv= 0.65-0.80 -độngcơxăng 4 kỳ ηv = 0.75-0.90 - độngcơ Diesel 4 kỳ ηv= 0 .40 -0.80 - độngcơ...Trị số áp suất cuối quá trình nạp nằm trong khoảng Trị số của áp suất cuối quá trình nạp nằm trong  pa = (0.80-0.90)pk động cơ 4 kỳ không tăng áp  pa = (0.90-0.96)pk động cơ 4 kỳ tăng áp  pa = (0.85-1.05)pk động cơ 2 kỳ phạm vi như sau 5 Nhiệt độ cuối quá trình nạp MCCT cuối quá trình nạp bao gồm khí mới và khí sót Nhiệt độ của MCCT cuối quá trình nạp (Ta) lớn hơn nhiệt độ của khí nạp (Tk) do nhận... muộn thì một phần khí mới sẽ đẩy ngược trở lại đường ống nạp Qua phân tích ở trên ta thấy,các góc phối khí có ảnh hưởng trực tiếp đén chất lượng quá trình nạp xả,qua đó ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế kỉ thuật của động cơ. Việc lựa chọn hoặc điều chỉnh đúng các góc phối khí sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến công suất và hiệu suất của động cơ. Góc phối khí lớn hay nhỏ tùy thuộc trước hết vào tốc độ quay của động. .. 0 .40 -0.80 - độngcơ 2 kỳ a1) bằngtổnglượngkhímới (m1) vàlượngkhísót (mr) 8 Hệ số quét (ηp) Trongmộtsốtrườnghợp, đặcbiệtđốivớiđộngcơ 2 kỳvàđộngcơtăngáp,  mộtlượngnhấtđịnhkhímớiđượcchủđộngchothoátrakhỏikhônggiancôngtáccủaxylanh qua xupapxảhoặccửaxảcùngvớikhíthảinhằmmụcđíchgiảmlượngkhísótvàlàmmátbuồngđốt Đểđánhgiálượngkhímớinóitrên, người ta dùngdùngđạilượnggọilàHệsốquét(η q) ηp = TrongđóMplàlượngkhímớiđi qua... gian công gian công tác quá xupap nạp Quá trình nạp xả ở động cơ 4 kỳ diễn ra trong khoản thời gian lớn hơn góc quay trục khuỷu Trong khoảng tời gian trên, chỉ có 1 giai đoạn ngắn trong đó cả xupap nạp và xả cũng mở II Ảnh hưởng của góc phối khí đến chất lượng quá trình nạp xả của động cơ 4 kỳ  Ta cógócxảsớm ,xảmuộn ,nạpsớmvànạpmuộnđượcgọilàcácgócphốikhí.Cácvịtrícủatrụckhuỷutươngứngvớicácthờiđiểmbắtđầumởvàđónghoàntoàncácxupap... – tỷ nhiệt đẳng áp của khí sót ; c’p – tỷ nhiệt đẳng áp của hỗn hợp khí công tác cuối quá trình nạp ; ∆Tk – mức độ sấy nóng khí mới, [ K ] 6 Hệ số khí sót (γr)  Hệ số khí sót (γr) là đại lượng được xác định bằng tỷ số giữa lượng khí sót  (mr) và lượng khí mới được nạp vào không gian công tác của xylanh (m1): mr   γr = m1       Hệ số khí sót là đại lượng đánh giá lượng khí thải còn sót lại... còn sót lại trong không gian công tác sau mỗi chu trình, tức là đánh giá chất lượng quá trình xả Hệ số khí sót phụ thuộc chủ yếu vào phương pháp nạp – xả và có trị số nằm trong phạm vi sau [2] : γr = 0,01 – 0,03 - Động cơ 4 kỳ γr = 0,03 0,06 γr = 0,06 0,2 γr = 0,25 – 0 ,4 - Động cơ 2 kỳ quét thẳng - Động cơ 2 kỳ quét vong có máy nén riêng - Động cơ 2 kỳ dùng hộp cacste làm máy nén 7 Hệ số nạp (ηv... với khí sót có nhiệt độ cao hơn Có thể xác định (Ta) từ phương trình cân bằng nhiệt của khí mới và khí sót tại những thời điểm trước và sau khi hòa trộn, với giả định rằng quá trình hòa trộn diễn ra trong điều kiện pa = const và nhiệt độ khí sót (Tr) không đổi khi khí sót dãn nở từ áp suất pr xuống pa, như sau: m1.cp.( Tk + ∆Tk) + mr.c’’p Tr = (m1 + mr) c’p Ta Trong đó: cp – tỷ nhiệt đẳng áp của khí. .. lượng khí mới thực tế được nạp vào xylanh trong một chu trình (m1) và lượng khí mới so sánh chứa đầy dung tích công tác của xylanh ở đk áp suất và nhiệt độ trước cửa nạp (m s) ηv = m1 ms Hệ số nạp Lượngkhímới so sánh (ms) cóthểxácđịnhtheophươngtrìnhtrạngtháitạicửanạp:  ms = Lượngkhímớithựctế m1baogồm :  Lượngkhímớicótrongxylanhtạithờiđiểmcuốihànhtrìnhnạp( m’a)  Lượngkhímớiđượcnạpthêm  Lượnghỗnhợpkhícôngtáctạithờiđiểmcuốihànhtrìnhnạp ... Trên thông số diễn biến trình trao đổi khí( trình thay đổi khí) động Diesel kỳ nói chung Quá trình trao đổi khí động trình cựu kỳ quan trọng Động muốn hoạt động hoạt động tốt trình nạp xả phải tốt... kỳ ηv= 0 .40 -0.80 - độngcơ kỳ a1) bằngtổnglượngkhímới (m1) vàlượngkhísót (mr) Hệ số quét (ηp) Trongmộtsốtrườnghợp, đặcbiệtđốivớiđộngcơ kỳvàđộngcơtăngáp,  mộtlượngnhấtđịnhkhímớiđượcchủđộngchothoátrakhỏikhônggiancôngtáccủaxylanh... góp khí nạp,thải T-tuabin khí thải N-máy nén khí LM- thiết bị làm mát Quá trình nạp xả động kỳ không tăng áp động kỳ tăng áp Ảnh hưởng tượng khí động bên Áp suất khí nạp  Địnhnghĩa: Ápsuấtkhínạp(pk)