TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Bài tập lớn Tính toán Động cơ đốt trong. Trình bày đầy đủ 5 phần kể cả code đồ thị và bảng số liệu.Kiểu, loại động cơ:động cơ dieselSố xi lanh, i: 2 xi lanhSố kỳ τ :4 kỳCông suất thiết kế, Ne , kW : 32kWSố vòng quay thiết kế, n , vph : 2200 vphTỷ số nén, ε : 16Đường kính xi lanh, D mmHành trinh piston, S mm.

TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NHÓM 04: NGUYỄN VIỆT PHƯỚC– 1414208 – STT: 39 TRƯƠNG NỮ QUỲNH NHƯ – 14145191 – STT: BÀI TẬP LỚN GVHD: NGUYỄN VĂN TRẠNG 36 NGUYỄN TRỌNG ĐẠT – 14145049 – STT: PHẦN 1: TÍNH TOÁN NHIỆT CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ: - Kiểu, loại động cơ:động diesel Số xi lanh, i: xi lanh Số kỳ τ :4 kỳ Công suất thiết kế, Ne , [kW] : 32kW Số vòng quay thiết kế, n , [v/ph] : 2200 v/ph Tỷ số nén, ε : 16 Đường kính xi lanh, D [mm] Hành trinh piston, S [mm] 1.1 Chọn thông số cho tính toán nhiệt Áp suất không khí nạp ( po ) Áp suất không khí nạp chọn áp suất khí quyển: Po =0,1 MN/m2 Nhiệt độ không khí nạp ( T0 ) Nhiệt độ không khí nạp phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình môi trường Nước ta thuốc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình ngày chọn tkk =29oC, T0= (tkk + 273 )oK= 29+273=302oK Áp suất khí nạp trước xupap nạp ( pk) Đối với động kì không tăng áp: pk = p0 = 0,1 MN/m2 Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp (Tk) Đối với động kì không tăng áp: Tk = T0 = 302oK Áp suất cuối trình nạp (pa) Đối với động không tăng áp, áp suất cuối trình nạp xi lanh thường nhỏ hươn áp suất khí quyển, có tổn thất đường ống nạp bầu lọc gây nên Ta chọn Pa =(0,85 – 0,95 )p0= 0,085 – 0,095MN/m2 Ta chọn : pa= 0,09 MN/m2 Chọn áp suất khí sót pr Áp suất khí sót phụ thuộc giống pa Đối với động diesel ta chọn: pr = (1,03 – 1,06 )p0 = 0,103- 0,106 MN/m2 Chọn pr = 0,103 MN/m2 Nhiệt độ khí sót ( Tr ) Phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp khí, mức dộ giãn nở trao đổi nhiệt trình giãn nở thải Đối với động diesel: Tr = 700 – 900 oK Chọn Tr = 750 oK Độ tăng nhiệt dộ khí nạp ( ΔT ) Phụ thuộc vào qáu trình hình thành hỗn hợp khí bên hay bên xilanh Với động diesel : ΔT = 10 – 35 oC Ta chọn : ΔT = 28 oC Chọn hệ số nạp thêm λ1 Hệ số nạp thêm phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Hệ số nạp thêm chọn giới hạn λ1 = 1,02 – 1,07 Ta chọn λ1 = 1,03 10.Chọn hệ số quét buồng cháy λ2 Đối với động không tăng áp quét buồng cháy nên chọ λ2=1 11.Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λt Phụ thuộc vào thành phần khí hỗn hợp α nhiệt độ khí sót Tr Thông thường tính cho động diesel có α =1,5 – 1,8 chọn λt = 1,11 12.Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z ( ξZ ) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm Z ( ξZ ) phụ thuộc vào chu trình công tác động Đối với động diesl ta chọn : ξZ = 0,65 – 0,85 Ta chọn : ξZ = 0,75 13.Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ( ξb ) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ( ξb ) phụ thuộc vào nhiều yếu tố : tốc độ động cơ, tỷ số nén Đối với loại động diesel ta thường chọn ξb =0,8 – 0,9 Ta chọn ξb = 0,85 14.Chọn hệ số dư lượng không khí α Hệ số α ảnh hưởng lớn đến trình cháy Đối với động diesel buồng cháy thống α = 1,45 – 1, 75 Ta chọn α = 1,65 15.Chọn hệ số điền đầy đồ thị công ( φd ) Hệ số điền đầy đồ thị công ( φd ) đánh giá phần hao hụt diện tích đồ thị công thực tế so với đồ thị công tính toán Đối với động diesel buồng cháy thống φd = 0,9 – 0,95 Chọn φd = 0,92 16.Tỷ số tăng áp λ Ảnh hưởng lớn đến độ bền, độ mòn chi tiết Đối với động diesel buồng cháy thống nhất, trị số λ = 1,6 – 2,2 Ta chọn λ = 1,8 1.2 Tính toán nhiệt Quá trình nạp - Hệ số nạp ( ɳv ) Hay ɳv= 302 0,09 16−1 302+28 0,1 [ 16.1,03 – 0,103 ( ) 1,11.1( 0,09 ) 1,5 ] = 0,8382 - Hệ số khí sót ( γr ): Được tính theo công thức = 0,0329 - Nhiệt độ cuối qua trình nạp Ta : Hay γr = 1.(302+28) 0,103 0,09 0,103 (1,5) 16.1,03−1,11.1( ) 0,09 750 ( 302+28)+1,11.0,0329.750( Hay Ta =( 1,5−1 0,09 ( 1,5 ) ) 0,103 1+0,0329 ) =344.8395 oK Quá trình nén Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khí nạp mới: mCv =19,806+ 0,00419𝑇 = 19,806 + 0.00295T [kJ/kmolK] Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy: Với động diesel, α ≥ nên áp dụng công thức mC”v = ( 19,867 + =( 19,867 + 1,634 𝛼 1,634 1,65 184,36 𝛼 184,36 1,65 ) + (427,38 + ) + (427,38 + ).10-5T ).10-5T =20,859 [kJ/kmolK]   1.634   184.36  5 mcv  19.867      427.38   10 c       1.634   184.36   5  19.867      427.38   10 c 1.65   1.65    20.857  0.002695c ⇒  b  av  20.857 ; v  0.002695 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp khí trình nén: = 19,806+0,0329.20,859 1+0,0329 =19,839 [kJ/kmolK] Xác định số nén đa biến trung bình n1: Chỉ số nén đa biến trung bình xác định cách gần theo phương trình cân nhiệt trình nén với giả thiết cho vế trái phương trình thay k1 = n 1, ta có Thay n1 vào VT VP phương trình so sánh sai số vế phương trình thõa mãn [...]... [374°;4800]; 480° là góc supap thải mở sớm 4- Quá trình thải - Nội suy 2 đường cong [480°;540°] và [540°;620°] - Vẽ đường đẳng áp (0,11 MN/m2) từ 620° đến 720° 12 PHẦN 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON – KHUỶU TRỤC – THANH TRUYỀN 2.1 Động học của piston (theo phương pháp giải tích) Vì chu kỳ của chuyển vị, vận tốc và gia tốc lặp lại nên chỉ cần xét   [0°;360°] Chọn thông số kết cấu λ=0.25 1-... 0.25.cos(2.α)) (cm/s2) 3 2.2 Động lực học của cơ cấu khuỷu trục – thanh truyền - Khối lượng nhóm piston mnp Động cơ Diesel, piston là hợp kim gang: mnp = 25 – 40 (g/cm2) Chọn mnp = 26 (g/cm2) - Khối lượng thanh truyền: mtt = 25 – 40 (g/cm2) Chọn mtt = 30 (g/cm2) - Khối lượng quy về đầu nhỏ thanh truyền 13 mA = (0,275 – 0,350)mtt Chọn mA = 0,3mtt = 0,3.30 = 9 (g/cm2) - Khối lượng chuyển động tịnh tiến mj = mnp... mj = mnp + mA = 26 + 9 = 35 (g/cm2) 1- Lực khí thể Pkt Ta triển khai đồ thị công P-V thành đồ thị Pkt = f  α  với α  [0°;720°], bỏ qua lượng hao hụt p0 và tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston ( MN/m 2 ) 2- Lực quán tính Lực quán tính chuyển động tịnh tiến: Pj=-mj.J=-mj.R.ω2.(cos(α)+λ.cos(2.α)) =-0.00035.0.06325.( 220 2 ) (cos(α)+0.25.cos(2.α))(MN/m2) 𝜋 3- Lực tổng hợp P1 = f  α  P1  α  = Pkt