TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG

Ketnooi.com nghiệp giáo dục LỜI NÓI ĐẦU Động đốt đóng vai trò quan trọng kinh tế,là nguồn động lực cho phương tiện vận tải ôtô,máy kéo,xe máy,táu thủy,máy bay máy công tác máy phát điện,bơm nước … Mặt khác động đốt đặc biệt động ôtô nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường,nhất thành phố Sau học xong môn học ‘‘ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’, em vận dụng kiến thức học để làm đồ án ‘‘ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ’’ Trong trình tính toán để hoàn thành đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu gặp không khó khăn bỡ ngỡ với nỗ lực thân với hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy giáo Phạm Hữu Truyền,giờ sau thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc nghiên cứu tìm hiểu em hoàn thành xong đồ án môn học ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tuy nhiên lần em vận dụng lý thuyết học, vào tính toán tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp nhiều khó khăn không tránh khỏi sai sót Vì em mong xem xét, giúp đỡ bảo đưa ý kiến thầy để em hoàn thành đồ án cách tốt nhất, đồng thời qua rút kinh nghiệm, học làm giàu kiến thức chuyên môn khả tự nghiên cứu Qua Đồ án em cảm thấy cần phải có nổ lực cố gắng nhiều nữa, cần phải có phương pháp nghiên cứu đắn đường chọn Cũng qua đồ án em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy giáo Phạm Hữu Truyền thầy giao khoa giúp đỡ, hướng dẩn tận tình đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành đồ án cách tốt tiến độ Rất mong giúp đỡ nhiều thầy Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Đặng Văn Hoàn Vinh,ngày 21 tháng12 năm 2010 Lớp ĐHKT Ôtô A- k4 SVTH : Đặng Văn Hoàn Ketnooi.com nghiệp giáo dục 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 =12 (mã lực) =8,83(Kw) 2- Số vòng quay trục khuỷu n n =2200 (vg/ph) 3- Đường kính xi lanh D D =95 (mm) 4- Hành trình piton S S =115 (mm) 5- Dung tích công tác Vh Vh = = 0,81515 (dm3) 6- Số xi lanh i i=1 7- Tỷ số nén ε ε =1 8- Suất tiêu hao nhiên liệu ge ge =180 (g/ml.h) 9- Góc mở sớm đóng muộn xupáp nạp α1 ; α2 10- Góc mở sớm đóng muộn xupáp thải β1 , β 11- Chiều dài truyền ltt ltt =205 (mm) 12- Khối lượng nhóm pitton mpt mpt =1,15 (kg) α1 =10 (độ) α2 =29 (độ) β1 =32 (độ) β =7 (độ) 13- Khối lượng nhóm truyền mtt mtt =2,262 (kg) 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 động không tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước nạp nên ta chọn p k =po Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa) Lớp ĐHKT Ôtô A- k4 SVTH : Đặng Văn Hoàn Ketnooi.com nghiệp giáo dục )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm Vì động không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK )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: pa =(0,8-0,9).pk =0,9.0,1 = 0,08-0,09 (MPa) Căn vào động D12_3 dang tính ta chọn: pa =0,088 (Mpa) )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải phụ thuộc giống p Áp suất khí thải chọn phạm vi : p= (1,05-1,05).0,1 =0,105-0,105 chọn P =0,11 (MPa) (MPa) )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 diezel : ∆T=20 ºC -40ºC Vì đ/c D12-3 nên chọn ∆T=29,5ºC )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu trình giãn nở triệt để ,Nhiệt độ T thấp Thông thường ta chọn : T=700 ºK -1000 ºK Thông thường ta chọn : T =700 ºK )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Lớp ĐHKT Ôtô A- k4 SVTH : Đặng Văn Hoàn Ketnooi.com nghiệp giáo dục Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu đính Thông thường chọn λ theo bảng sau : α 0,8 1,0 1,2 1,4 λ 1,13 1,17 1,14 1,11 Đối với động tính động diesel có α > 1,4 chọn λ=1,10 )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 =1,0316 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 điezen ta thường chọn : ξ=0,70-0,85 Chọn : ξ=0,75 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 Với loại đ/c điezen ta thường chọn : ξ =0,80-0,90 ta chọn ξ=0,85 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 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 Nhưng đ/c điezel 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 : Lớp ĐHKT Ôtô A- k4 SVTH : Đặng Văn Hoàn Ketnooi.com nghiệp giáo dục γ= Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,5 1(297 + 29,5) 0,11 700 0,088 γr = 1  0,11  1,5 = 0,03823 16.1,0316 − 1,1.1.   0,088  )Nhiệt độ cuối trình nạp T Nhiệt độ cuối trình nạp T đươc tính theo công thức: T= ºK  1,5 −1   ÷ 1,5   0, 088  (297 + 29,5) + 1,1.0,38.700  ÷  0,11  + 0, 03823 T= =340,8 (ºK) )Hệ số nạp η : η=   ,5 297 , 088 , 11      = 0.8139 η= 16.1,0316 − 1,1. 0,11 − 16 297 + 29,5  0,088     )Lượng khí nạp M : Lượng khí nạp M xác định theo công thức sau : M= (kmol/kgnhiên liệu) Trong p áp suất có ích trung bình xác định thao công thức sau: p= = Vậy : M= 30.12.4 =0,59059 (MPa) 0,81515.2200.1 432.103.0,1.0,814 = 0,8191 (kmol/kg nhiên liệu) 180.0,59059.297 )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 : C H O M =  + − ÷  12 32  Lớp ĐHKT Ôtô A- k4 (kmol/kg) nhiên liệu SVTH : Đặng Văn Hoàn Ketnooi.com nghiệp giáo dục Vì đ/c điezel nên ta chọn C=0,87 ; H=0,126 ;O=0,004 M = ( + - ) =0,4946 (kmol/kgnhiên liệu) )Hệ số dư lượng không khí α Vì động điezel nên : α= = 0,8191 = 1,6560 0,495 2.2 )Tính toán trình nén : )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí : = 19,806+0,00209.T =19,806 (kJ/kmol.độ) )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phạm cháy : Khi hệ số lưu lượng không khí α >1 tính theo công thức sau : = + 10 T  = 19,876 +  (kJ/kmol.độ) 1,634  187,36    +  427,86 +  10=20,8537 (kJ/kmol.độ) 1,656  1,656   )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 : = = 19,806 + 0,0382.20,8537 = 19,845 + 0,.382 (kJ/kmol.độ) ) 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 1,340÷1,390 Rất trường hợp đạt n khoảng 1,400 ÷ 1,410 → (theo sách Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong - trang 128 ) Lớp ĐHKT Ôtô A- k4 SVTH : Đặng Văn Hoàn Ketnooi.com nghiệp giáo dục 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 [...]...Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục 5 )Áp suất tổn thất cơ giới P : Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và đươc biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ. Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : V = = 115.10−3.2200 = 8, 433 30 (m/s) Đối với động cơ diesel cao tốc dung cho ôtô (V >7) : P= 0,015+0,0156.V= 0,015+0,0156.8,433... có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ. Nếu động cơ ở tốc độ cao đương này thế nào cũng cắt đường nén ac Động cơ tốc độ thấp, đường P ít khi cắt đường nén Ngoài ra đường P còn cho ta tìm được giá trị của P = P + P một cách dễ dàng vì giá trị của đường p chính là khoảng cách giữa đường nạp P với đường biểu diễn P của các quá trình nạp, nén ,cháy giãn nở và thải của động cơ Khai triển đồ thị... 41 = 4,1 ( mm ) 10 Trong đó µT là tỷ lệ xích của lực tiếp tuyến Tiếp đến ta tính ∑ Ttbt = ∑T tbt theo công suất động cơ : 30.N e 10−3 π Fpt R.n.ηm Trong đó : N e : Công suất động cơ N e = 8,83 ( KW ) Fpt : Diện tích đỉnh piston Fpt = 7,084.10 −3 (m 2 ) R : Bán kính quay trục khuỷu R = 57,5 10−3 ( m ) n: Số vòng quay của động cơ n = 2200 ( v/ph ) ηm = (0, 63 ÷ 0,93) chọn ηm = 0,8012 ⇒ ∑ Ttbt = 30.8,83.10−3... quá trình nén : ( điểm c’) Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm (động cơ điezel ) và hiện tượng đánh lửa sớm (động cơ xăng ) nên thường chọn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết P đã tính Theo kinh nghiệm , áp suất cuối quá trình nén thực tế P’ được xác định theo công thức sau : Vì đây là động cơ điezel : P’ = P + ( P - P ) = 3,9037 + ( 7,027- 3,9037 ) = 4,9448 ( MPa ) Từ đó xác... ΣT= f( α) 2.10 )Vẽ đường biểu diễn ΣT = ƒ(α) của động cơ nhiều xy lanh 1) Ta xác định chu kỳ của momen tổng phụ thuộc vào số xy lanh và số kỳ ,chu kỳ này bằng đúng góc công tác của các khuỷu : δ= = 180o.4 = 720o 1 Lớp ĐHKT Ôtô A- k4 30 SVTH : Đặng Văn Hoàn Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục Trong đó : τ :Là số kỳ của động cơ : 4 kỳ i : Số xy lanh của động cơ : 1 xy lanh Nếu trục khuỷu không phân bố các... = ƒ(x) Chú ý : Ở đây lực quán tính p sở dĩ có đơn vị là MPa (tính theo đơn vị áp suất ) bởi vì được tính theo thành phần lực đơn vị (trên 1 đơn vị diện tích đỉnh piston )để tạo điều kiện cho công việc công tác dụng lực sau này của lực khí thể và lực quán tính 2 ) Ta tính được các giá trị : - Diện tích đỉnh piston : F= = π 0,95 = 7, 088.10−3 4 (m) - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực đại : P= =... tính quá trình nạp P (nạp) =0,6768 va P=0,6736 thì không có sự chênh lệch nhiều nên có thể chấp nhận được 7 )Hiệu suất cơ giới η : Ta có có thức xác định hiệu suất cơ giới: η= pe 0,5898 = 0,8010 % = pi 0, 7364 8 )Suất tiêu hao nhiên liệu g : Ta có có thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là: g= = 196, 27 = 245, 03 0,8010 (g/kW.h) 9 )Hiệu suất có ích η : Ta có có thức xác định hiệu suất cơ. .. tế trong quá trình cháy - giãn nở không duy trì hằng số như động cơ điezel ( đoạn ứng với ρ.V ) nhưng cũng không đạt được trị số lý thuyết như động cơ xăng Theo thực nghiệm ,điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền vào khoảng 372° ÷ 375° ( tức là 12° ÷ 15° sau điểm chết trên của quá trình cháy và giãn nở ) Hiệu định điểm z của động cơ điezel : - Xác định điểm z từ góc 15º Từ điểm O΄trên đồ... phân bố về tâm chốt piston + ) Khối lương thanh truyền phân bố về tâm chốt piston m có thể tra trong các 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 nghiêm sau : Đối với động cơ điezel ta có : m = (0, 28 ÷ 0, 29) mtt Trong đó mtt là khối lượng thanh truyền mà đề bài đã cho Ta chọn m = 0,28 m = 0,28 2,262= 0,63336... về tâm chốt : m Khối lượng này tính gần đúng theo phương trình quy dẫn : m = Trong đó : m khối lượng của má khuỷu r bán kính trọng tâm má khuỷu : R :bán kính quay của khuỷu : R = S /2= 115/2 =57,5 (mm) 2.3 ) Lực quán tính : Lực quán tính chuyển động tịnh tiến : P = - m.j = -m.R.ω.( cos α + λ.cos 2α ) = - 22,9.103 ( cos α + λ.cos 2α ) Với thông số kết cấu λ ta co bảng tính P : α radians 0 10 20 30 40