hướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong×đồ án động cơ đốt trong ife×đô án động cơ đôt trong 6 xilanhhướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong×đồ án động cơ đốt trong ife×đô án động cơ đôt trong 6 xilanhhướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong×đồ án động cơ đốt trong ife×đô án động cơ đôt trong 6 xilanhhướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong×đồ án động cơ đốt trong ife×đô án động cơ đôt trong 6 xilanh
Lời cảm ơn 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 Nguyễn Hữu Lý toàn thể thầy cô giáo Bộ môn Động Cơ Đốt Trong tạo điều kiện giúp em hoàn thành đồ án tốt đẹp Sinh viên Phạm Văn Tuấn MỤC LỤC Phần 1: Tính Nhiệt ……………………………………………………………… 1.1 Các thông số chọn ………….…………………………………………….4 1.2 Tính toán trình công tác ……………………… 1.3 Vẽ hiệu đỉnh đồ thị công …………………………….18 Phần tính toán động học động lực học ………………… 23 Phần : tính nghiệm bền xéc măng ……………………… 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình tính toán động đốt File pdf tính toán động đốt Phần 1: Tính Nhiệt Số liệu ban đầu đồ án môn học ĐCĐT Họ tên sinh viên: Phạm văn tuấn Các số liệu phần tính toán nhiệt T Tên thông số Ký hiệu T Kiểu động τ I Khóa: 38 Giá trị Đơn vị Đ/cơ Xăng, không tăng áp 10 11 12 13 14 15 Số kỳ Số xilanh Thứ tự nổ Hành trình piston Đường kính xilanh Góc mở sớm xupáp nạp Góc đóng muộn xupáp nạp Góc mở sớm xupáp xả Góc đóng muộn xupáp xả Góc phun sớm Chiều dài truyền Công suất động Số vòng quay động Suất tiêu hao nhiên liệu S D α1 α2 β1 β2 ϕi ltt Ne N ge 1-5-3-6-2-4 87 98 32 65 51 23 13 185 87 2400 202 16 Tỷ số nén ε 11,2 17 18 Trọng lượng truyền Trọng lượng nhóm piston mtt mpt 1,9 1,2 kg kg Me 14,4 Kgm 19 Ghi kỳ mm mm độ độ độ độ độ mm ml v/ph g/kWh Thay đổi cho phù hợp 9,4 1.1 Các thông số 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=0P0 = 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 Tk=T0 = 240C = 2970K 3) Áp suất cuối trình nạp pa - Áp suất cuối trình nạp pavới động không tăng áp ta chọn phạm vi: Pa = (0,8 – 0,9)p0 = 0.8.p0 = 0,08.0,1 = 0.08 (MPa) 4) Áp suất khí thải pr: - Áp suất khí thải pr chọn phạm vi: pr = (1,10-1,15).pk = 1,11pk = 1,11.0,1 = 0,111 (MPa) 5) Mức độ sấy nóng môi chất Mức độ sấy nóng môi chất chủ yếu phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: 6) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr: Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Thông thường ta chọn: Tr = (800 – 1000) = 8800K 7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt :t Hệ số hiệu đính tỉ nhiệtt chọn theo hệ số dư lượng không khí đính: t α để hiệu = 1.16 8) Hệ số quét buồng cháy 2: Với động không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy là: =1 9) Hệ số nạp thêm 1: Hệ số nạp thêm chọn: phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta = (1,02 – 1,07) = 1.03 10) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξz : ξz Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z phụ thuộc vào chu trình công tác động Với loại động Xăng ta thường chọn: ξ z = 0,85 ÷ 0,92 = 0,88 11) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b ξb : ξb Hệ số lợi dụng nhiệt điểm b tuỳ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với loại động Xăng ta chọn: ξb = 0,85 ÷ 0,95 = 0,9 12) Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕd : ϕd Hệ số hiệu đính đồ thị công phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: ϕd = 0,92 ÷ 0,97 = 0,97 1.2 Tính toán trình công tác: 1.2.1 Tính toán trình nạp: γr 1) Hệ số khí sót Hệ số khí sót γr = Trong m γr : tính theo công thức: λ2 (Tk + ∆T ) pr Tr pa 1 ÷ m p ε λ1 − λt λ2 r ÷ pa số giãn nở đa biến trung bình khí sót chọn: m = 1,45 1,5 = 1,5 Thay số vào công thức tính γr 2) Nhiệt độ cuối trình nạp Ta Nhiệt độ cuối trình nạp Ta = Thay số vào công thức tính Ta : tính theo công thức: m −1 ÷ m pa ÷ pr ( Tk + ∆T ) + λt γ r Tr 1+ γ r ta được: Ta ta được: Ta = 3) Hệ số nạp ηv : Hệ số nạp ηv xác định theo công thức: 1 ÷ Tk pa pr m ηv = ε λ1 − λt λ2 ÷ ε − (Tk + ∆T ) pk pa Thay số vào công thức tính ηv ta được: = 0,7496 4) Lượng khí nạp Lượng khí nạp M1 M1 : xác định theo công thức: M= Trong đó: pe áp suất có ích trung bình xác định theo công thức: pe = Vh 30.N e τ Vh n.i thể tích công tác động xác định theo công thức: Vh = π D S Thay số vào công thức ta được: Vh = = 0.656 (l) Pe = = 1,105 (MPa) M1 = = 0.488 (kmol / kg.nl) 5) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu M0 : Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu công thức: M0 = M0 tính theo C H O + − ÷ 0, 21 12 32 Đối với nhiên liệu động Xăng ta có: vào công thức tính M0 C = 0,855; H = 0,145; O = nên thay ta được: M = 0,512(kmol / kg nl ) 6) Hệ số dư lượng không khí α : Đối với động Xăng hệ số dư lượng không khí thức: α= M1 − α xác định theo công µ nl M0 Trong đó: µnl = 114 Thay số vào công thức tính hệ số dư lượng không khí α ta được: = 0,937 1.2.2 Tính toán trình nén: 1) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí: mcv = 19,806 + 0, 00209T (kJ / kmol.do) 2) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy: Với động Xăng có hệ số dư lượng không khí tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình không khí xác định theo công thức: mcv'' = ( 17,977 + 3,504.α ) + ( 360,34 + 252,4.α ) 10−5.T Thay số ta được: mcv'' = ( 17,977 + 3,504.0,937 ) + ( 360,34 + 252, 4.0,937 ) 10 −5.T mcv'' = 21, 279 + 0, 00597T 3) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp: Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp trình nén công thức: mcv' tính theo mcv + γ r mcv'' bv' ' mc = = av + T ( kJ / kmol.do) 1+ γ r ' v Thay số ta được: mcv' = 19,89 + 0, 0023T ( kJ / kmol.do) Do ta có: bv' mc = a + T ' v ' v 4) Chỉ số nén đa biến trung bình Chỉ số nén đa biến trung bình n1 − = n1 n1 : xác định cách giải phương trình: 8,314 a + b Ta ε n1 −1 + ' v ' v ( ) Thay n1=1,368 vào hai vế phương trình ta được: n1 – 1= 0.368 = 0,36823 Vậy ta có sai số hai vế phương trình là: = 0,169 < 0,2% Vậy ta có nghiệm phương trình là:n1 = 1,368 5) áp suất cuối trình nén áp suất cuối trình nén pc pc : xác định theo công thức: pc = pa ε n1 Thay số ta xác định được: Pc = 0,08.9,41,368 = 1,715 (MPa) 6) Nhiệt độ cuối trình nén Nhiệt độ cuối trình nén Tc Tc : xác định theo công thức: Tc = Ta ε n1 −1 Thay số ta được: Tc = 351,216 9,41,368-1 = 801,097 (K) 7) Lượng môi chất công tác trình nén Lượng môi chất công tác trình nén M c = M + M r = M ( + γ r ) Thay số ta được: 10 Mc Mc : xác định theo công thức: Mc = 0,488.(1+0,06066) = 0,5179 (kmol / kg.nl) 1.2.3 Tính toán trình cháy: 1) Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β0 : Ta có hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β0 = β0 xác định theo công thức: M M + ∆M ∆M = = 1+ M1 M1 M1 Với động xăng ta sử dụng công thức : β0 = + H O + − ) 32 µnl α M0 + µ nl 0, 21(α − 1) M + ( Thay số ta được: = 1+ = 1,07 2) Hệ số thay đổi phân tử thực tế β : Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β= β xác định theo công thức: β0 + γ r 1+ γ r Thay số ta xác được: = = 1,066 3) Hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z βz Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế điểm z βz = 1+ β0 − χ z 1+ γ r Trong ta có: 11 : βz xác định theo công thức: χz = ξ z 0,88 = = 0,97778 ξb 0,9 Thay số ta được: = 1+ 0,97778 = 1,0647 4) Lượng sản vật cháy M2 Ta có lượng sản vật cháy : M2 xác định theo công thức: M = M + ∆M = β M Thay số ta được: M2 = 1,07.0,488 = 0,523 (kmol / kg.nl) Tz 5) Nhiệt độ điểm z : Đối với động Xăng, nhiệt độ điểm z phương trình sau: Tz xác định cách giải ( ) , '' ξ z (.QH − ∆Q) + mcv Tc = β z mcvz Tz M 1.(1 + γ r ) (**) Trong đó: QH ∆Q nhiệt trị thấp nhiên liệu Xăng ta có: QH = 44000(kJ / kg.nl ) nhiệt lượng tổn thất nhiên liệu cháy không hết đốt 1kg nhiên liệu.trong điều kiện α Vậy ta có công thức xác định pm là: Pm = 0,05+0,015 Vtb Thay số ta được: Pm = 0,05+0,015.6,96 = 0,1544 (MPa) 6) áp suất có ích trung bình pe : 17 Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế xác định theo công thức: pe = pi − pm Thay số vào công thức ta được: Pe = 0,806 – 0,1544 = 0,651 (MPa) 7) Hiệu suất giới ηm Ta có công thức xác định hiệu suất giới: ηm = pe pi Thay số vào công thức ta được: m = = 0,808 8) Suất tiêu hao nhiên liệu ge : Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là: ge = gi ηm Vậy thay số vào ta được: ge = = 342,92 (g / KW.h) 9) Hiệu suất có ích ηe : Ta có công thức xác định hiệu suất có ích ηe xác định theo công thức: ηe = ηm η i Thay số vào công thức ta được: e = 0,808 0,295= 0,0,238 10) Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D theo công thức: 18 Ta tích công tác tính toán xác định theo công thức: Vh = N e 30.τ pe i.n Vậy thay số vào ta được: Vh = =1,135 (l) Ta có công thức kiểm nghiệm đường kính xy lanh Dkn = Dkn : 4.Vh π S Thay số vào ta được: Dkn = =1,277(dm) =127,7(mm) Vậy ta xác định sai số đường kính tính toán thực tế là: = = = 0,2969 (dm) > 0,1 (dm) Vậy đường kính xy lanh tính toán thực tế không thoả mãn yêu cầu Sai số với đề 19 ... động học động lực học ………………… 23 Phần : tính nghiệm bền xéc măng ……………………… 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình tính toán động đốt File pdf tính toán động đốt Phần 1: Tính Nhiệt Số liệu ban đầu đồ án. .. LỤC Phần 1: Tính Nhiệt ……………………………………………………………… 1.1 Các thông số chọn ………….…………………………………………….4 1.2 Tính toán trình công tác ……………………… 1.3 Vẽ hiệu đỉnh đồ thị công …………………………….18 Phần tính toán động. .. hiệu đính đồ thị công ϕd : ϕd Hệ số hiệu đính đồ thị công phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng ta chọn: ϕd = 0,92 ÷ 0,97 = 0,97 1.2 Tính toán trình công tác: 1.2.1 Tính toán trình