Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI TẬP LỚN Môn học: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tên nhóm: Nhóm GVHD : Nguyễn Văn Trạng HVTH : Huỳnh Quang Thảo MSSV: 12145163 Nguyễn Thành Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 MSSV:12145156 ĐỀ BÀI Dựa vào thông số động cho bên dưới, tính toán nhiệt xây dựng đồ thị công P-V, tính toán động học động lực học cấu Piston- Khuỷu trục- Thanh truyền, vẽ đồ thị chuyển vị, vận tốc gia tốc piston, dồ thị biểu diễn lực tiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên trục khuỷu Các thông số động cơ: - Kiểu động cơ: Động xăng, piston kiểu giao tâm - Công suất: 60 kw - Tỷ số nén ε =8,2 - Số vòng quay: 2400 v/ph - Số xi lanh: PHẦN 1: TÍNH TOÁN NHIỆT Bảng số liệu ban đầu ĐCĐT Các số liệu phần tính toán nhiệt TT Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Kiểu động Số kỳ  kỳ Số xilanh i - Góc mở sớm xupáp nạp 1 20 độ Góc đóng muộn xupáp nạp 2 45 độ Góc mở sớm xupáp xả 1 55 độ 10 Góc đóng muộn xupáp xả 2 30 độ 13 Công suất động Ne 60 kw 14 Số vòng quay động n 2400 v/ph 16 Tỷ số nén  8.2 Ghi Đ/cơ Xăng, không tăng áp A- CÁC THÔNG SỐ CẦN CHỌN: 1) Áp suất môi trường p0 Áp suất môi trường p0 áp suất khí Với động không tăng áp ta có áp suất khí áp suất trước xupap nạp nên ta chọn: Pk= P0 = 0,1 (Mpa) 2) Nhiệt độ môi trường T0 Nhiệt độ môi trường chọn lựa theo nhiệt độ bình quân năm Với động không tăng áp ta có nhiệt độ môi trường nhiệt độ trước xupap nạp nên: T0 = 270C = 300 0K 3) Áp suất cuối trình nạp pa Áp suất cuối trình nạp pa với động không tăng áp ta chọn phạm vi: Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0,9.p0 = 0,09.0,1 = 0.09 (MPa) 4) Áp suất khí thải pr: Áp suất khí thải pr chọn phạm vi: pr = (1,05-1,12).pk = 1,10.pk = 1,10.0,1 = 0,110 (MPa) 5) Mức độ sấy nóng môi chất ∆𝑻 Mức độ sấy nóng môi chất ∆𝑇 chủ yếu phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: ∆𝑇 = (0 − 20)℃ = 20 ℃ 6) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr: Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Thông thường ta chọn: Tr = (700 – 1000)℃ = 900℃ 7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt :𝝀t Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt 𝝀t chọn theo hệ số dư lượng không khí  = 0,85 - 0.92 để hiệu đính:  = 0,88 𝜆t = 1.15 8) Hệ số quét buồng cháy 𝝀2: Với động không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy 𝜆2 là: 𝜆2 = 9) Hệ số nạp thêm 𝝀1: Hệ số nạp thêm 𝜆1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta chọn: 𝜆1 = (1,02 – 1,07) = 1.03 10) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z  z : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z  z phụ thuộc vào chu trình công tác động Với loại động Xăng ta thường chọn:  z  0,85  0,92  0,80 11) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b b : Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b b tuỳ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với loại động Xăng ta chọn: b  0,85  0,95  0,9 12) Hệ số hiệu đính đồ thị công  d : Hệ số hiệu đính đồ thị công  d phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: d  0,92  0,97  0,97 B- TÍNH TOÁN CÁC QUẤ TRÌNH CÔNG TÁC: I.Tính toán trình nạp: 1) Hệ số khí sót  r : Hệ số khí sót  r tính theo công thức: r  2 (Tk  T ) pr Tr pa  pr    pa   1  t 2  1   m Trong m số giãn nở đa biến trung bình khí sót chọn: m  1,45 1,5  1,5 Thay số vào công thức tính  r ta được: r  1.(300  20) 0,110 900 0, 09  0,110  8, 2.1, 03  1,15.1    0, 09       1,5   0, 0742  r nằm khoảng giá trị (0,05÷0,15) 2) Nhiệt độ cuối trình nạp Ta : Nhiệt độ cuối trình nạp Ta tính theo công thức:  pa    pr  Tk  T   t  r Tr  Ta  1  r  m 1     m  Thay số vào công thức tính Ta ta được:  1,51    1,5   0, 09   300  20   1,15.0, 0742.900  0,110   Ta   0, 0742  365( K ) Đối với động xăng, nhiệt độ khí nạp Ta = (340 ÷400)k 3) Hệ số nạp v : Hệ số nạp v xác định theo công thức: 1     pr  m   Tk pa  v           (Tk  T ) pk  t  pa     Thay số vào công thức tính v ta được:      300 0, 09   0,11  1,5   v  8, 2.1, 03  1,15.1   0,836   8,   300  20  0,1   0, 09    4) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M : Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M tính theo công thức: M0  C H O     0, 21  12 32  Đối với nhiên liệu động Xăng ta có: C  0,855; H  0,145; O  nên thay vào công thức tính M ta được: M  0,512(kmol / kg.nl ) 5) Lượng khí nạp M : Lượng khí nạp M xác định theo công thức: M   M  nl Trong đó: µnl = 114 M  0,88.0,512   0, 459( kmol / kg.nl ) 114 6)Lượng sản vật cháy M : 