Đồ án động cơ đốt trong máy xăng 6 máy

Đồ án động cơ đốt trong 6xilanh số liệu đề bài ra theo tính toán thì không hợp lý nên đã đề xuât đổi một vài số liệu để quá trình tính toán thông số đúng theo tiêu chuẩn .vì đề bài ra số liệu không trình xác nên mình phải rất vất vả tính toán nhiều lần sau cùng mình chọn giải pháp viết thuật toán trong matlap để tìm ra số liệu thay thế hợp lý hất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT – HUNG KHOA Ô TÔ BỘ MÔN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG o0o ĐỒ ÁN Học phần: Động đốt Ngành: Công nghệ kỹ thuật Ô tô Sinh viên thực hiện: Giáo viên hướng dẫn: HÀ NỘI - 1/2015 Lời nói đầu Động đốt đóng vai trò quan trọng kinh tế, nguồn động lực cho phương tiện vận tải ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ, máy bay máy công tác máy phát điện, bơm nước… Động đốt nguồn cung cấp 80% lượng giới Chính việc tính toán thiết kế đồ án môn học động đốt đóng vai trò quan trọng sinh viên chuyên ngành động đốt Đồ án tính toán thiết kế đồ án môn học động đốt đồ án đòi hỏi người thực phải sử dụng tổng hợp nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức môn học sở Trong trình hoàn thành đồ án giúp cho em củng cố nhiều kiến thức học giúp em mở rộng hiểu sâu kiến thức chuyên ngành kiến thức tổng hợp khác Đồ án bước tập dượt quan trọng cho em trước tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau Mặc dù cố gắng nhiều để hoàn thành đồ án cách tốt nhất, song hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tế nên trình làm không tránh sai sót em mong đóng góp thầy cô toàn thể bạn để đồ án em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn …… toàn thể thầy Bộ môn Động Cơ Đốt Trong tạo điều kiện giúp em hoàn thành đồ án Sinh viên: MỤC LỤC: PHẦN I :TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC I ) Trình tự tính toán………………………………………………… 1.1) Số liệu ban đầu……………………………………………… 1.2) Các thông số cần chọn……………………………………… trang … … II )Tính toán trình công tác…………………………………… 2.1) Tính toán trình nạp…………………………………………… … 2.2) Tính toán trình nén…………………………………………… 2.3) Tính toán trình cháy…………………………………………… 2.4) Tính toán trình giãn nở……………………………………… 2.5) Tính toán thông số chu trình công tác……………………… III ) Vẽ hiệu đính đồ thị công……………………………………… 11 1) Ta chọn tỷ lệ xích biểu diễn áp suất xylanh dung tích công tác xylanh trình nén giãn nở là……………………………… … ) Xây dựng đường cong áp suất đường nén :……………………… … ) Xây dựng đường cong áp suất trình giãn nở :…………………… 12 ) Vẽ vòng tròn Brick đặt phía đồ thị công : ……………………………… … IV) Lần lượt hiệu định điểm đồ thị :……………………… 13 ) Hiệu đính điểm bắt đầu trình nạp : (điểm a) ………… ) Hiệu định áp suất cuối trình nén : ( điểm c’)……………… ) Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm c’’ )………………………… )Hiệu đính điểm đạt P thực tế………………………………………… ) Hiệu định điểm bắt đầu trình thải thực tế : ( điểm b’ )…………… ) Hiệu định điểm kết thúc trình giãn nở : ( điểm b’’ )……………… … … … … 14 … PHẦN II : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC I ) Vẽ đường biểu diễn quy luật động học :……………………………………………… 15 1.1 ) Đường biểu diễn hành trình piston x = ƒ(α)………… … 1.2 ) Đường biểu diễn tốc độ piston v = f(α) ……………………………… 16 1.3 ) Đường biểu diễn gia tốc piston j = f( x)………………………………… 16 II )Tính toán động học :…………………………………………………………… 19 2.1 )Các khối lượng chuyển động tịnh tiến :………………………………… … 2.2 ) Các khối lượng chuyển động quay :………………………… … 2.3 ) Lực quán tính :……………………………………………………………… 20 2.4)Vẽ đường biểu diễn lực quán tính :………………………………… 22 2.5 ) Đường biểu diễn v = ƒ(x)………………………………………………… 23 2.6 )Khai triển đồ thị công P–V thành p =ƒ(α)…………………… … 2.7 )Khai triển đồ thị p = ƒ(x) thành p = ƒ(α) …………………………………… 24 2.8 )Vẽ đồ thị p = ƒ(α)…………………………… … 2.9 )Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T = ƒ(α) đồ thị lực pháp tuyến Z = ƒ(α) ……… 25 2.10 )Vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) động nhiều xy lanh………………… 29 2.11) Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu………………………………… 31 2.12) Vẽ đường biểu diễn Q= f( α)……………………………………………… PHẦN III 32 KIỂM NGHIỆM BỀN PISTON I NHÓM PISTON 33 1.1 ) Điều kiện làm việc……………………………………… 1.2 ) Vật liệu chế tạo piston……………………………………… 2.1 ) Tính toán sức bền piston………………………………… 2.1.1 ) Tính đỉnh piston……………………………………………… 2.1.2 Tính nghiệm bền đầu piston………………………………………… 2.1.3 )Tính thân piston………………………………………………………… 2.1.4 ) Tính bệ chốt piston……………………………………… … 34 … … 36 37 38 180 360 540 720 PHẦN I :TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I ) Trình tự tính toán : 1.1 )Số liệu ban đầu : 1- Công suất động Ne : Ne =93 (Kw) = 93000W 2- Đường kính xi lanh D : D =103 (mm) (105) 3- Hành trình piton S : S =110,9 (mm) (100,3) 4- Dung tích công tác Vh : 5- Số xi lanh i : i=6 6- Tỷ số nén ε : ε =8,4 7- Thứ tự làm việc xi lanh : (1-5-3-6-2-4) 8- Suất tiêu hao nhiên liệu ge : ge =270 (g/kW.h) (210) 9- Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp α1 ; α2 : α1 =25 (độ) α2 =54 (độ) β1 , β β1 β2 10- Góc mở sớm đóng muộn xupáp thải : =55 (độ) =34 (độ) 11- Chiều dài truyền ltt : ltt =206 (mm) 12- Khối lượng nhóm pitton mpt : mpt =1,15 (kg) 13- Khối lượng nhóm truyền mtt : mtt =2,2 (kg) 14- Góc đánh lửa sớm (phun sớm) : 14 (độ) 15- Me : 37 (kgm) (16,5) 16- số kỳ τ :4 kỳ 17- Áp dụng (CTNLDCDT-NXBGD (4-32) ) n = = = 5489,358 Chọn n = 5500 1.2 )Các thông số cần chọn : )Áp suất môi trường :pk Áp suất môi trường pk áp suất khí trước nạp vào đông (với đông không tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước nạp nên ta chọn pk =po Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa) (HDL ĐAMH ĐCĐT-ĐHBK HN [11] ) )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm nước ta : Tk =T0 =24ºC =297ºK (HDL ĐAMH ĐCĐT-ĐHBK HN [12] ) )Áp suất cuối trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào nhiều thông số chủng loại đông ,tính tốc độ n ,hệ số cản đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì cần xem xét đông tính thuộc nhóm để lựa chọn Pa Áp suất cuối trình nạp pa chọn phạm vi: [6] pa =(0,8÷0,9).pk =0,8.0,1÷0,9.0,1 = 0,08÷0,09 (MPa) Ta chọn: pa =0,09 (Mpa) )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải phụ thuộc giống p Áp suất khí thải chọn phạm vi : p= (1,10 ÷1,15)pk =1,10.0,1 ÷1,15.0,1 =(0,11÷0,115) MPa chọn P = 0,115 (MPa) (HDL ĐAMH ĐCĐT-ĐHBK HN [12] ) )Mức độ sấy nóng môi chất ∆T Mức độ sấy nóng môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào trình hình thành hỗn hợp khí bên hay bên xy lanh Với động xăng ta chọn : ∆T =( 0-20 )ºK (HDL ĐAMH ĐCĐT-ĐHBK HN [12]) Chọn : ∆T = 20 ºK )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu trình giản nở triệt để ,Nhiệt độ T thấp Thông thường ta chọn : : T= (700 ÷ 1000) ºK chọn : T=1000 ºK (HDL ĐAMH ĐCĐT-ĐHBK HN [12]) )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu định Thông thường chọn λ theo bảng sau : Α λ 0,8 1,13 1,0 1,17 1,2 1,14 1,4 1,11 λ=1,16 )Hệ số quét buồng cháy λ : Vì động không tăng áp nên ta chọn λ =1 )Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,03 10 )Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξ phụ thuộc vào chu trình công tác động Với loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ= 0,85 ÷ 0,92 Chọn : ξ=0,88 11 )Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξ tùy thuộc vào loại động xăng động điezel ξ lớn ξ [7] Với loại đ/c xăng ta thường chọn : ξ =0,85-0,95 ta chọn ξ=0,9 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ : Thể sai lệch tính toán lý thuyết chu trình công tác động với chu trình công tác thực tế Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu trình tính toán động xăng động điezel hệ số φ đ/c xăng thường chọn hệ số lớn Có thể chọn φ phạm vi: φ =0,92-0,97 nên ta chọn φ =0,97 II )Tính toán trình công tác : 2.1 Tính toán trình nạp : )Hệ số khí sót γ : Hệ số khí sót γ tính theo công thức : γ= Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,47 1(297 + 20) 0,115 1000 0,09 r 1  0,115  1, 47 8,4.1,03 − 1,16.1.   0,09  γ = )Nhiệt độ cuối trình nạp T Nhiệt độ cuối trình nạp T đươc tính theo công thức: = 0,05562 T= ºK T= )Hệ số nạp η :  0,09  (297 + 20) + 1,16.0,0557.1000.   0,115  + 0,0557  1, 47−1   1, 47    =356,8153 (ºK) η= 297 8,4 − 297 + 20 η= )Lượng khí nạp M : 0,09 0,1   1, 47 , 115   8,4.1,03 − 1,16.1.    , 09      [8] = 0.8297 Lượng khí nạp M xác định theo công thức sau : Ta có công thức: n = = = 5489,358 (CTNLDCDT-NXBGD (4-32) ) Với số vòng quay không phù hợp với động trình tính toán α >1 không đạt yêu cầu nên đề xuất thay Me từ 16,5 thành Me =37 ge = 210 thành 270 Với động xylanh S/D >1 nên đề xuất đổi D =105 thành 103 S =100,3 thành 110,9 dể đạt yêu cầu tính toán Vh = = =0,9240 (dm3) Ta có n = = 9,55 =2321 (vòng/phút) M= (kmol/kg) nhiên liệu Trong p áp suất có ích trung bình xác định thao công thức sau: 30.93.4 0,9240.2321.6 p= = =0,8672 (MPa) Vậy : M = = 0,5154 (kmol/kg nhiên liệu) )Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M : Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M tính theo công thức : M = (kmol/kg) nhiên liệu Vì đ/c xăng nên ta chọn C=0,855 ; H=0,145 ;O=0 M = = 0,5119 (kmol/kg) nhiên liệu )Hệ số dư lượng không khí α Đối với động xăng phải xét tới nhiên liệu, vậy: α= Trong µnl – trọng lượng phân tử xăng µnl = 110 ÷ 120 xăng thường dùng ta chọn µnl = 114 α = = 0,9897 2.2 )Tính toán trình nén : )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí : [9] = 19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ) )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phạm cháy : Khi hệ số lưu lượng không khí α ≤ tính theo công thức sau : = (17,997+3,504α) + (360,34+252,4α).10-5T = (17,997+3,504.0,9897) + (360,34+252,4.0,9897).10-5 = 21,4649 + 0,00305 T(kJ/kmol.độ) )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp : Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hh trình nén tính theo công thức sau : = = 19,806 + 0,00209.T + 0,05562.( 21,4649 + 0,00305.T ) + 0,05562 (1) = 19,8934 + = (2) Từ (1) (2) suy : ) Chỉ số nén đa biến trung bình n: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thong số kết cấu thong số vận hành kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độ động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật sau : Tất nhân tố làm cho môi chất nhiệt khiến cho n tăng.Chỉ số nén đa biến trung bình n xác cách giải phương trình sau : n-1 = Chú ý :thông thường để xác định n ta chọn n khoảng 1,32÷1,39 Vì ta chọn n theo điều kiện toán nao thõa mãn điều kiện toán :thay n vào VT VP phương trình so sánh,nếu sai số vế phương trình thõa mãn [...]... 0,342 26 3 0,3 966 1 4 0,450 96 5 0,50531 6 Biểu diễn 27,08 46 38,8743 7 50 ,66 41 3 62 ,4539 74,24 36 6 86, 0334 3 Quá trình nén px=pc/ Biểu (i^n1) diễn 53, 965 7 1 ,66 9 9 32, 869 6 1,0 165 61 9 22,8541 0,7 068 09 2 17,15 16 0,530449 5 0,418415 Quá trình dãn nở px=pz/ Biểu (i^n2) diễn 6, 1854 3, 968 664 2, 866 6 76 2,217194 1,793004 0,341813 13,5291 11,0522 4 97,8232 0,2 865 93 9, 266 75 1,277875 109 ,61 3 0,245 166 7,927 26 1,111221... 5 0,091 06 1 0,13334 9 7 16, 3211 1 16, 29 76 6 16, 3203 7 16, 3 565 9 16, 3118 8 16, 0442 2 15,3855 5 14, 168 1 2 12,2521 9 9,551 56 2 6, 05 360 9 1,83103 6 2,9 562 8 8, 069 98 13,2117 18,0491 22,2479 25,50 36 27,5729 28,2982 27 ,62 37 25 ,60 13 -22,385 9 2,91007 9 2,91007 9 53, 965 7 9 32, 869 6 9 22,8541 1 17,15 16 5 13,5291 2 11,0522 5 9, 266 75 7 7,92724 8 6, 89051 6 6, 067 74 5,40120 3 4,85181 2 4,39237 6 4,00329 8 3 ,67 015 9... -7 ,68 7 3,5 569 3 0,73548 0,24195 1 0,1027 37, 169 2 9 43 ,63 33 5 43,1 269 8 - 36, 581 29, 163 2 23,2138 17,78 06 12, 564 9 -0,9442 4,241 26 9,15389 14,7953 20,0555 23,8517 25,3872 168 ,5 06 9 93, 466 4 9 56, 3209 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 60 0 61 0 62 0 63 0 6, 97777 8 7,15222 2 7,3 266 6 7 7,50111 1 7 ,67 555 6 7,85 8,02444 4 8,19888 9 8,37333 3 8,54777 8 8,72222 2 8,8 966 6... 16, 307 16, 3571 2 16, 3218 6 16, 29 76 7 16, 31 96 4 16, 3 562 8 16, 3142 16, 0520 8 15,4021 14,1 962 5 12,2940 4 9 ,60 810 7 6, 12433 71 ,69 12 1 57,9753 6 48,3773 1 41,3190 7 35,9304 5 31 ,69 42 5 28,2847 4 25,4 869 9 23,1538 5 21,1813 19,4938 7 18,0354 4 16, 763 6 15 ,64 56 5 14 ,65 6 3,71843 4 3,71843 4 3,71843 4 3,71843 4 3,71843 4 3,71843 4 3,71843 4 3,71843 4 3,71843 53,4755 1 44,57 96 6 40,1180 9 38,1801 2 37,5953 6. .. 350 360 370 380 390 1 2, 965 55 6 3,14 3,31444 4 3,48888 9 3 ,66 333 3 3,83777 8 4,01222 2 4,1 866 6 7 4, 361 11 1 4,53555 6 4,71 4,88444 4 5,05888 9 5,23333 3 5,40777 8 5,58222 2 5,7 566 6 7 5,93111 1 6, 10555 6 6,28 6, 45444 4 6, 62888 9 6, 80333 3 5 0,04711 0,00042 9 0,0 462 7 0,091 46 0,13372 0,17173 0,204 36 0,23071 0,25005 -0, 261 9 0, 265 95 0, 262 11 0,25048 0,23133 0,20517 -0,1727 0,13482 0,09 267 0,04753 0,000 86 0,04584... 0,135843 0,12381 0,113507 0,10 460 2 0,0 968 39 0,090021 6, 89052 4 6, 067 74 7 5,40119 3 4,85182 6 4,39238 2 4,00329 1 3 ,67 0 16 8 3,38222 4 3,13122 1 2,910 76 6 0,980208 0,874 762 0,7882 36 0,7 160 79 0 ,65 5074 0 ,60 2887 0,557782 0,518448 0,483873 0,453 266 31 ,69 42 6 28,2847 3 25,4 869 8 23,1538 5 21,1813 1 19,4938 6 18,0354 4 16, 763 6 1 15 ,64 56 5 14 ,65 59 9 4 ) Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công : Ta chọn tỉ lệ... 0,52333 3 0 ,69 777 8 0,87222 2 1,0 466 6 7 1,22111 1 1,39555 6 1, 269 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 1,57 1,74444 4 1,91888 9 2,09333 3 2, 267 77 8 2,44222 2 2 ,61 666 7 2,79111 1 2, 965 55 6 3,14 1,2377 1,1 460 1,0008 0,8132 0,5 966 0, 366 2 0,1 367 -0,0784 -0, 268 3 -0,4258 -0,54 76 -0 ,63 41 -0 ,68 92 -0,7192 -0,7314 -0,73 36 -0,7320 -0,7309 [23] pj 0,00729 0,00711 0,0 065 8 0,00575 0,00 467 0,00343... 550 560 570 580 590 60 0 61 0 62 0 63 0 64 0 65 0 7,3 266 6 7 7,50111 1 7 ,67 555 6 7,85 8,02444 4 8,19888 9 8,37333 3 8,54777 8 8,72222 2 8,8 966 6 7 9,07111 1 9,24555 6 0,3704 0,1408 -0,0747 -0, 265 1 -0,4233 -0,5457 -0 ,63 28 -0 ,68 85 -0,7188 -0,7313 -0,73 36 -0,7320 9,42 9,59444 4 9, 768 88 9 9,94333 3 10,1177 8 10,2922 2 10, 466 6 7 10 ,64 11 1 10,8155 6 -0,7309 10,99 11, 164 4 4 11,3388 -0,2747 -0,7319 -0,7335 -0,73 16 -0,7199... 9,24555 6 9,42 9,59444 4 9, 768 88 9 9,94333 3 10,1177 8 10,2922 2 10, 466 6 7 10 ,64 11 1 10,8155 6 10,99 0,17140 3 0,20409 4 0,23049 9 0,24991 0, 261 82 6 0, 265 95 2 0, 262 18 6 18,2157 13,3957 8,25922 3,13895 1 ,66 491 0,23154 2 0,20544 2 5,91143 6 9,43 766 7 12, 167 6 8 14,1111 5 15,3518 9 0,17302 16, 0281 0,25 062 0,13518 8 0,093 06 6 0,04795 3 0,00128 6 0,04542 0,09 066 0,13298 0,17108 0,20382 0,23029 0,24977 0, 261 75... -0,70301 0 ,63 3381 -0,801 26 0,510505 -0,87732 0,384091 0,2 564 48 -0,93315 -0,97098 T Z 0 5,42092 9,70 067 11, 966 3 11,80 76 24,5801 24,1135 20, 565 3 15,5008 9, 964 94 -9,3 463 5, 167 42 -0,1412 4,804 56 4 8,89 464 9 11 ,64 34 3 12,8945 2 12,7721 3 11,5775 9 ,67 218 5 7,38205 9 4,940 96 -5,03 26 1, 560 11 0,01409 0,417 76 2,415 36 5,42034 8,79194 11,9 862 14 ,64 61 - 16, 622 17,9348 - 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280