Tính toán Động cơ đốt trong Động cơ Xăng Tăng áp

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 Mơn học: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tên nhóm: Nhóm GVHD : Lý Vĩnh Đạt HVTH : Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm PHẦN 1: TÍNH TỐN NHIỆT Bảng số liệu ban đầu ĐCĐT Các số liệu phần tính tốn nhiệt T Tên thơng số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi T Đ/cơ xăng, Kiểu động turbo charger Số kỳ τ kỳ Số xilanh I - Góc mở sớm xupáp nạp α1 độ Góc đóng muộn xupáp nạp α2 độ Góc mở sớm xupáp xả β1 độ Góc đóng muộn xupáp xả β2 độ Cơng suất động Pmax 188/6500 kW/rpm Thể tích xilanh Vd 1996 Cc 10 Số vòng quay động N 6800 v/ph 11 Tỷ số nén ε 9,8 12 Momen xoắn Mmax 370/15004000 13 Thông số kết cấu S/D 85.9/86 Nm/rpm A- CÁC THƠNG SỐ CẦN CHỌN: 1) Áp suất mơi trường p0 Áp suất môi trường p0 áp suất khí P0 = 0,1013 (MPa) 2) Nhiệt độ mơi trường T T0 = 290C = 302 0K 3) Áp suất khí nạp trước q trình nạp Động tăng áp nên pk > po: chọn pk = 0,15 4) Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp Đối với động bốn kì có két nước làm mát trung gian: Tk= To  pk     po  m −1 m - = 302.( - 25 = 319,22 K 4) Áp suất cuối trình nạp pa Áp suất cuối trình nạp pa với động tăng áp ta chọn phạm vi: Pa = (0,88 – 0,98)pk= 0,9.pk = 0,9.0,15 = 0,135(MPa) 5) Áp suất khí thải pr: Áp suất khí thải pr chọn phạm vi: pr = (0,11-0,12) chọn pr = 0,11 (MPa) 6) Độ tăng nhiệt độ khí nạp Mức độ sấy nóng mơi chất chủ yếu phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động Xăng kỳ tang áp ta chọn: 7) Nhiệt độ khí sót (khí thải) Tr: Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động Thông thường ta chọn: Tr = (900 – 1100) K = 950K 8) Hệ số nạp thêm 1: Hệ số nạp thêm phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thơng thường ta chọn: = (1,02 – 1,07) = 1,03 9) Hệ số quét buồng cháy 2: Với động xăng tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy là: = 0,2 10) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt :t Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt t chọn theo hệ số dư lượng khơng khí α để hiệu đính: α = 0,9 λt = 1,15 11) Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z ξz Hệ số lợi dụng nhiệt điểm z : ξz phụ thuộc vào chu trình công tác động Với loại động xăng ta thường chọn: Chọn ξz = 0,8 ξz = 0,75 – 0,92 12) 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 13) Hệ số điền đầy đồ thị công ϕd chọn ξb = 0,9 : Hệ số điền đầy đồ thị công ϕd phụ thuộc vào loại động Xăng hay Diesel Với động xăng ta chọn: ϕd = 0,93-0,97 ta chọn ϕd B- TÍNH TỐN CÁC Q TRÌNH CƠNG TÁC: I.Tính tốn q trình nạp: 1) Hệ số khí sót Hệ số khí sót γr = γr γr : tính theo cơng thức: λ2 (Tk + ∆T ) pr Tr pa 1  ÷ m p  ε λ1 − λt λ2  r ÷  pa  Thay số vào cơng thức tính γr ta được: γr 2) Nhiệt độ cuối trình nạp Ta : =0,0058 = 0,95 Nhiệt độ cuối q trình nạp Ta tính theo cơng thức:  m −1   ÷ m   p  ( Tk + ∆T ) + λt γ r Tr  a ÷  pr  Ta = 1+ γ r Thay số vào công thức tính 3) Hệ số nạp Hệ số nạp ηv ηv Ta ta được: Ta = 339 K : xác định theo cơng thức: 1   ÷  pr  m   Tk pa  ηv = ε λ1 − λt λ2  ÷  ε − (Tk + ∆T ) pk   pa     Thay số vào cơng thức tính ηv ta được: ηv = 0,966 II Tính tốn q trình nén: 1) Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình khí nạp mới: v = av + T = 19,806 + T 2) Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình sản phẩm cháy: ” = (17,997 + 3,504α) + ( 360,34 + 252,4α)10-5 T v = 21,1506 + 0,0029T 3) Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình hỗn hợp khí q trình nén: ’= v mcv + γ r mcv " 1+ γ r = 19,814 + 0,0021T = av’ + b' T n1 4) Chỉ số nén đa biến trung bình n1 Chỉ số nén đa biến trung bình : xác định cách giải phương trình: 8,314 a'v + n1 - = b Ta ( ε n1 −1 + 1) Thay số tính n1 = 1,37 5) Áp suất cuối trình nén pc : pc = pa.εn1 = 0,135.9,81.37 = 3,08 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 = 339.9,81.37-1 = 788,77 K III Tính tốn q trình cháy: 1) Lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu Lượng khơng khí lí thuyết cần để đốt cháy kg nhiên liệu theo công thức: M0 = C H O  + − ÷ 0, 21  12 32  kmolkk/kg.nl M0 M0 : tính Đối với nhiên liệu động Xăng ta có: C= 0.855, H= 0.145, O= nên thay vào cơng thức tính M0 ta được: M0 2) Lượng khí nạp Lượng khí nạp M1 M1 M1= Mo + = 0,516 kmolkk/kg.nl : xác định theo cơng thức: µ n l = 0,9.0,516 + = 0,473 kmol kk/kg nl Chọn µn.l = 114 kg/kmol 3) Lượng sản vật cháy M = M2 C H + + 0,79αM o 12 = :α