Đang tải... (xem toàn văn)
Nhằm giúp sinh viên biết cách tính toán các thông số, giúp sinh viên học lý thuyết tốt và nắm vững các công thức tính toán cũng như kiểm nghiệm bền. đảm bảo cho một chiếc xe vận hành và hoạt động tốt. Mời các bạn cùng tham khảo đồ án Tính toán - Kết cấu động cơ đốt trong. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
IHCSPKTVINHNNGCT TRONG LờI NóI ĐầU Trong thời đại đất nớc đờng CNH HĐH, bớc phát triển đất nớc Trong xu thời đại khoa học kỹ thuật giới ngày phát triển cao Để hòa chung với phát triển đất nớc ta có chủ trơng phát triển số ngành công nghiệp mũi nhọn, có ngành Cơ Khý Động Lực Để thc đợc chủ trơng đòi hỏi đất nớc cần phải có đội ngũ cán bộ, công nhân kỹ thuật có trình độ tay nghề cao Hiểu rõ điều trờng ĐHSPKT Vinh không ngừng phát triển nâng cao chất lợng đào tạo đội ngũ cán bộ, công nhân có tay nghề trình độ cao mà đào tạo với số lợng đông đảo đáp ứng nhu cầu nguồn nhân lực cho đất nớc Khi sinh viên trờng chúng em đợc phân công thực đồ án TớnhToỏnKtCuĐộng Cơ ốt Trong Đây điều kiện tốt cho chúng em có hội xâu chuỗi kiến thức mà chúng em đợc học trờng ,bớc đầu sát vào thực tế sản xuất ,làm quen với công việc tính toán thiết kế ô tô Trong trình tính toán chúng em đợc quan tâm dẫn,sự giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hớng dẫn thầy cô giáo khoa khí động lực Tuy nhng tránh hạn chế , thiếu sót trình tính toán Để hoàn thành tốt, khắc phục đợc hạn chế thiếu sót chúng em mong đợc đóng góp ý kiến ,sự giúp đỡ thầy cô giáo bạn để sau trờng bắt tay vào công việc ,trong trình công tác chúng em hoàn thành công việc cách tốt nhÊt Vinh, ngày tháng năm 2015 SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 1 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Sinh viªn thùc hiƯn: Phạm Văn Tuấn PHẦN I :TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I ) Trình tự tính tốn : 1.1 )Số liệu ban đầu : Loại đơng cơ: 3D6động cơ Diesel 1 hàng, khơng tăng áp, buồng cháy thống nhất 1 Cơng suất của động cơ : Ne =150 (mã lực) = 111 kW 2 Số vòng quay của trục khuỷu : n =1600(vg/ph) 3 Đường kính xi lanh : D =150 (mm) 4 Hành trình piton : S =180 (mm) 5 Dung tích cơng tác : Vh = = 3,18 (l) 6 Số xi lanh : i = 6 7 Tỷ số nén : ε = 15.5 8 Thứ tự làm việc của xi lanh : (153624) 9 Suất tiêu hao nhiên liệu : ge =192 (g/ml.h) 10 Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp α1;α2: α1=20(độ),α2 =48 (độ) 11 Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải β1 , β : β1 =48(độ), β =20 (độ) 12 Chiều dài thanh truyền: ltt = 320 (mm) 13 Số kỳ : τ = 14 Góc phun sớm : ϕi = 30o 15Khối lượng thanh truyền: mtt = 5,62 (kg) 16 Khối lượng nhóm piston: mpt = 2,37 (kg) 1.2 )Các thơng số cần chọn : 1 )Áp suất mơi trường :pk SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 2 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Áp suất mơi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào đơng cơ (với đơng cơ khơng tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn pk =po Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa) 2 )Nhiệt độ mơi trường :Tk Nhiệt độ mơi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình qn của cả năm Vì đây là động cơ khơng tăng áp nên ta có nhiệt độ mơi trường bằng nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK 3 )Áp suất cuối q trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thơng số như chủng loại đơng cơ ,tính năng tốc độ n ,hệ số cản trên đường nạp ,tiết diện lưu thơng… Vì vậy cần xem xét đơng cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa Áp suất cuối q trình nạp ta lấy pa =0,085 (MPa) 4 )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như p Áp suất khí thải có thể chọn trong phạm vi : p= 0,1 (MPa) 5 )Mức độ sấy nóng của mơi chất ∆T Mức độ sấy nóng của mơi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào q trình hình thành hỗn hợp khí ở bên ngồi hay bên trong xy lanh Vì đây là đ/c điezel nên chọn ∆T= 38 o K 6 )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đơng cơ.Nếu q trình giản nở càng triệt để ,Nhiệt độ T càng thấp Thơng thường ta có thể chọn : T =800 ºK 7 )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ được chọn theo hệ số dư lượng khơng khí α để hiệu định .Thơng thường có thể chọn λ theo bảng sau : α 0,8 1,0 1,2 1,4 SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 3 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG λ 1,13 1,17 1,14 1,11 Ở đây ta chọn λ = 1,1 8 )Hệ số qt buồng cháy λ : Vì đây là động cơ khơng tăng áp nên ta chọn λ =1 9 )Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí .Thơng thường ta có thể chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,02 10 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ phụ thuộc vào chu trình cơng tác của động cơ.Với đây là đ/c điezen nên ta chọn ξ=0,78 11 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơ điezel .ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ Do đây là đ/c điezel ta chọn ξ=0,9 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị cơng φ : Thể hiện sự sai lệch khi tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác của động cơ với chu trình cơng tác thực tế .Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu trình tính tốn của động cơ xăng ít hơn của động cơ điezel vì vậy hệ số φ của đ/c xăng thường chọn hệ số lớn.Nhưng đây là đ/c xăng nên ta chọn φ =0,934 II )Tính tốn các q trình cơng tác : 2.1 .Tính tốn q trình nạp : 1 )Hệ số khí sót γ : Hệ số khí sót γ được tính theo cơng thức : γ= . . Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,45 γr = 1.(297 + 38) 0,11 800 0, 085 1 0,11 1,45 15,5.1, 02 − 1,1.1.( ) 0, 085 = 0, 038 2 )Nhiệt độ cuối q trình nạp T Nhiệt độ cuối q trình nạp T đươc tính theo cơng thức: SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 4 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG T= ºK 0, 085 (297 + 38) + 1,1.0, 038.800.( ) 0,11 Ta = + 0, 038 1,45 −1 1,45 = 350 o K 3 )Hệ số nạp η : η = . . . 1 297.0, 0856 � 0,11 1,45 � � 15,5.1, 02 − 1,1.( ) �= 0,82 η v = 15,5 − (297 + 38).0,1 � 0, 085 � 4 )Lượng khí nạp mới M : Lượng khí nạp mới M được xác định theo cơng thức sau : M = (kmol/kg) nhiên liệu Trong đó : 30.111.103.4 = 0, 44 p = = 3,14.0,152.0,18 (MPa) 1600.6 Vậy : M = 432.103.0,1.0,82 = 1, 41 (kmol/kg) nhiên liệu 192.0, 44.297 5 )Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M : Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M được tính theo cơng thức : M = ( C H O + − ) (kmol/kg) nhiên liệu 12 32 Vì đây là đ/c diesel nên ta chọn C=0,87 ; H=0,126; O=0,004 M = . ( 0,87 0,126 0, 004 + − ) = 0, 495 (kmol/kg) nhiên liệu 12 32 SVTH : PHẠM VĂN TUẤN Lớp ĐHOTOK7 Trang 5 ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 6 )Hệ số dư lượng khơng khí α Vì đây là động cơ nên : M 1,38 α = M = 0, 495 = 2, 79 o 2.2 )Tính tốn q trình nén : 1 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khơng khí : = 19,806+0,00209.T (kJ/kmol.độ) =19,806+0,00209.297=20,427 (kJ/kmol.độ) 2 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phạm cháy : Khi hệ số lưu lượng khơng khí α >1 tính theo cơng thức sau : 1, 634 187,36 ) + (427,86 + ).10−5 T (kJ/kmol.độ) α α 1, 637 187,36 ) + (427,86 + ).10 −5.297 = 23, 688 (kJ/kmol.độ) = (19,876 + 2, 79 2, 79 = (19,876 + 3 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp : Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hh trong q trình nén tính theo cơng thức sau : = =20,546 (kJ/kmol.độ) Thay số vào ta có : a' = 19,890 ; b' = 0,004 4 ) Chỉ số nén đa biến trung bình n: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thong số kết cấu và thong số vận hành như kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độ của động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật sau : Tất cả những nhân tố làm cho mơi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n tăng.Chỉ số nén đa biến trung bình n được xác bằng cách giải phương trình sau : n1 = Chú ý : Thơng thường để xác định được n ta chọn n trong khoảng 1,340÷1,390. Rất hiếm trường hợp đạt n trong khoảng 1,400 ÷ 1,410 → (theo sách Ngun Lý Động Cơ Đốt Trong trang 128 ) Vì vậy ta chọn n theo điều kiện bài tốn cho đến khi nao thõa mãn điều kiện bài tốn :thay n vào VT và VP của phương trình trên và so sánh,nếu sai số giữa 2 vế của phương trình thõa mãn