CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I CÁC CHỈ TIÊU CHÍNH Người ta dùng tiêu sau để đánh giá,so sánh tính kinh tế kỹ thuật động đốt trong: - Công suất động cơ; - Hiệu suất động cơ; - Tuổi thọ động độ tin cậy; - Khối lượng; - Kích thước động Mỗi loại tiêu có vai trị chủ yếu khác nhau, tuỳ thuộc vào công dụng điều kiện sử dụng động Công suất động cơ: Công suất yêu cầu động máy công tác Công suất có ích cơng suất thu từ trục khuỷu, từ truyền cho máy cơng tác Đây tiêu quan trọng định khả sử dụng động để dẫn động máy công tác Hiệu suất có ích động cơ: Hiệu suất có ích thể số phần trăm nhiệt lượng chuyển thành cơng có ích tổng số nhiệt lượng cấp cho động cơ, kết đốt cháy nhiên liệu xl tạo Tuổi thọ độ tin cậy hoạt động động cơ: Tuổi thọ động thời gia sử dụng động hai kì đại tu (tính theo km) Độ tin cậy động tỉ số số sử dụng khơng hỏng hóc chia cho thời gian tuổi thọ Khối lượng động cơ: (Gđ) Khối lượng động gắn liền với lượng vật liệu dùng để chế tạo động Người ta dùng suất khối lượng gđ làm tiêu so sánh mặt khối lượng Gñ động cơ: Gđ = (kg/kW) (1) Ne Các loại động có gđ giới hạn sau: -Động cường hoá thấp: 18 < gđ < 40 kg/kW -Động cường hoá vừa : < gđ < 18 kg/kW -Động cường hoá cao : 1,3 < gđ < kg/kW Ngoài người ta cịn dùng khái niệm khối lượng lít (khối lượng quy lít Gđ thể tích cơng tác xy lanh: Gl = (kg/l) (2) i.Vh Kích thước bao: Kích thước bao định ba kích thước: dài (L), rộng (B), cao (H) khối chữ nhật đo điểm giới hạn khối động Để đánh giá mức độ sử dụng kích thước trên, người ta sử dụng tiêu sau: Ne -đánh giá mức độ sử dụng thể tích mà động chiếm, LBH Ne -đánh giá mức độ sử dụng diện tích đặt động cơ, LB Ne -được gọi cơng suất diện BH II.CÁC THƠNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐCĐT Các thông số thị a Áp suất thị trung bình (pi) Áp suất thị trung bình chu trình cơng tác cơng thị đơn vị thể tích cơng tác xy lanh chu trình Biểu thức: pi = Li Vh (J/m3 N/m2); (3) Trong đó: - Li ( J, N.m) cơng thị chu trình - Vh ( m3 ) thể tích cơng tác xilanh -Động không tăng áp: pi = 0,7 – 1,2 MN -Động tăng áp đạt: pi = 3,0 MN lớn Công môi chất xy lanh sinh chu trình xác định qua đồ thị cơng p-V, đồ thị p-V gọi đồ thị cơng, cơng gọi cơng thị chu trình (Li) Cơng chu trình tính tốn L'i = Lyz + Lzb − Lac (4) Trong đó: cơng q trình cháy: Lyz = λ pcVc ( ρ − 1) (5) Cơng q trình dãn nở đa biến: λρ 1 − n2 −1 ÷ n2 − δ V Vz = ρ; b = δ Vc Vz Lzb = pcVc (6) Cơng q trình nén đa biến: n1 −1 pcVc Vc pcVc 1 − ÷ = Lac = − n1 −1 n1 − Va n1 − ε (7) Cơng tính tốn là: λρ L'i = pcVc λ ( ρ − 1) + − n2 −1 ÷− 1 − n1 −1 ÷ n2 − δ n1 − ε Áp suất tính tốn là: (8) pi' = L'i p λ = c − n2 −1 ÷− 1 − n1 −1 ÷ Vh ε − n2 − ε n1 − ε (9) Áp suất thị trung bình chu trình thực là: pi = pi' ×ϕ d (đối với động kỳ) pi = pi' ×ϕd (1 −ψ ) (đối với động kỳ) b Công suất thị động cơ: (Ni) Công suất thị động - cơng suất cơng thị L i tạo giây Nếu xi lanh có kích thước nhau, ta có: Li = m ×i ×Li = i ×Li 2n τ (9) Trong : n (v/s); τ số kỳ; m số chu trình giây m= thay vào ta có: 2n τ Ni = (chu trình/s) pi ×Vh ×i ×n τ (10) Nếu biểu thức pi tính MN/m2, Vh tình lít, n tính v/ph biểu thức sau: Ni = pi ×Vh ×i ×n 30τ (kW) (11) c Hiệu suất thị động Đây hai thông số đánh giá tính kinh tế chu trình cơng tác Hiệu suất thị tỉ số phần nhiệt lượng chuyển thành cơng thị Li tồn số nhiệt lượng nhiên liệu cung cấp vào cho chu trình thường tính cho đơn vị nhiên liệu Kí hiệu ηi ηi = Li Qt (12) Trong Qt = Gnl ×QH (kJ/h) tổng nhiệt lượng tỏa đốt cháy nhiên liệu sau 1h Công thị sinh 1h, kJ/h: Li = 3600.N i (13) Vậy hiệu suất thị là: ηi = 3600 ×N i 3600 = Gnl ×QH gi ×QH (14) Gnl - suất tiêu hao nhiên liệu thị, kg/kWh Ni Gnl g i ×N i = Vậy gct = - lượng nhiên liệu cấp cho chu trình thị, 60 ×n ×i ×z 60 ×n ×i ×z gi = kg/ct Các thơng số có ích động a Áp suất có ích trung bình Áp suất có ích trung bình mô tả chất theo công thức: pe = pi − pm = pi ×η m Trong pm , ηm - áp suất hiệu suất tổn hao giới b Cơng suất có ích động cơ: (Ne) Cơng suất có ích động truyền mặt bích trục khuỷu động để từ truyền lượng tới máy cơng tác (có thể khơng qua hộp số) Cơng suất có ích nhỏ công suất thị lượng gọi công suất tổn hao giới (N m), bao gồm: - Công tiêu hao cho ma sát bề mặt cặp chi tiết có chuyển động tương đối; - Công dẫn động bơm nước, bơm dầu, bơm nhiên liệu… bảo đảm cho hệ thống hoạt động bình thường; - Cơng dẫn động cấu phân phối khí; - Tổn thất cho hành trình bơm chu trình cơng tác Ne = Ni - Nm (kW) (15) Cơng suất có ích xác định: Ne = pe ×Vh ×n ×i π ×M e ×n = 30τ 30 (16) Le 3600 = Qt g e ×QH (17) c Hiệu suất có ích Đây hai thơng số đặc trưng cho tính kinh tế động Là tỉ số cơng có ích với nhiệt lượng sinh để thực công ηe = d Suất tiêu hao nhiên liệu có ích Đây thơng số đánh giá tính kinh tế động Là lượng nhiên liệu tiêu thụ cho đơn vị công suất có ích đơn vị thời gian ge = Gnl Ne (g/kWh) (18) e Hiệu suất giới Để đánh giá mức độ hoàn thiện động mặt kết cấu so sánh chúng với nhau, người ta dung khái niệm hiệu suất giới ηm = N i − N m pi − pm p = = 1− m Ni pi pi (19) III Cân nhiệt động Ý nghĩa việc cân nhiệt động Việc xác lập cân nhiệt giai đoạn cuối việc tính tốn, có ý nghĩa: - Tính tốn trị số tổn thất nhiệt động cơ, sở tìm biện pháp giảm bớt chúng để sử dụng vào mục đích có ích Chẳng hạn biết giá trị tổn thất nhiệt cho nước làm mát, theo khí thải mang ngồi ta thiết kế thiết bị lợi dụng tổn thất nhiệt để sấy nóng nước phục vụ sinh hoạt, dung cho nồi khí thải tua bin tăng áp Do lợi dụng tổn thất nhiệt mà ta thu hiệu suất cao cho toàn thiết bị động lực so với hiệu suất riêng động - Cân nhiệt cho ta sở để tính tốn hang loạt thiết bị phụ dung cho động cơ, thí dụ thiết bị làm mát, bôi trơn… Để tính thiết bị kể cần phải biết số lượng nhiệt truyền cho nước làm mát cho dầu bơi trơn, nhiệt lượng khí thải mang theo… việc xác định cân nhiệt có ý nghĩa thực tế - Cân nhiệt cho phép kiểm tra lại việc tính tốn có khơng? Lượng nhiệt sử dụng có ích lượng nhiệt tổn thất phải lượng nhiệt đưa vào động Nếu cân nhiệt mà khơng cần phải tính tốn lại Phương trình cân nhiệt Phương trình cân nhiệt biểu diễn thông qua số lượng nhiệt tổng cộng tuyệt đối sau: Q0 = Qe + Qm + Qd + Qkc + Qth + Qcl (J/s) (20) Trong đó: Q0 - Nhiệt lượng tổng cộng đưa vào động chế độ công suất cho J/s Qe - Nhiệt lượng sử dụng có ích tương đương với cơng suất có ích động cơ, J/s Qm - Nhiệt lượng tổn thất cho nước làm mát, J/s Qd - Nhiệt lượng tổn thất cho dầu bôi trơn, J/s Qkc - Nhiệt lượng tổn thất cho nhiên liệu không cháy kiệt, J/s Qth - Nhiệt lượng tổn thất cho khí thải mang theo, J/s Qcl - Nhiệt lượng tổn thất cịn lại mà khơng tính vào thành phần nói trên, J/s KẾT LUẬN Tóm tắt vấn đề nhiên cứu Thảo luận vấn đề chưa rõ HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU Các tiêu chính? Các thơng số thị? Các thơng số có ích? Ngày tháng Năm 2015 NGƯỜI BIÊN SOẠN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN Trung tá, TS Trần Quốc Toản ... chu trình tính tốn L'i = Lyz + Lzb − Lac (4) Trong đó: cơng q trình cháy: Lyz = λ pcVc ( ρ − 1) (5) Cơng q trình dãn nở đa biến: λρ 1 − n2 −1 ÷ n2 − δ V Vz = ρ; b = δ Vc Vz Lzb = pcVc... dẫn động cấu phân phối khí; - Tổn thất cho hành trình bơm chu trình công tác Ne = Ni - Nm (kW) ( 15) Công suất có ích xác định: Ne = pe ×Vh ×n ×i π ×M e ×n = 30τ 30 (16) Le 3600 = Qt g e ×QH (17)... rõ HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU Các tiêu chính? Các thơng số thị? Các thơng số có ích? Ngày tháng Năm 20 15 NGƯỜI BIÊN SOẠN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN Trung tá, TS Trần Quốc Toản