● Áp suất không khí nạp ():
Được chọn bằng áp suất khí trời [MN m/ 2]] ● Nhiệt độ không khí nạp mới (0):
Nhiệt độ không khí nạp mới phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trung bình của môi trường, nơi xe sử dụng.
0 = 300 oK
● Áp suất khí nạp trước xupap nạp (pk):
Đối với động cơ bốn kỳ không tăng áp: ==0,1[MN m/ 2]] ● Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp (Tk):
Đối với động cơ 4 kỳ thông tăng áp: [MN m/ 2]] ● Áp suất cuối quá trình nạp ():
Đối với động cơ không tăng áp, áp suất cuối quá trình nạp trong xilanh thường nhỏ hơn áp suất khí quyển, do có tổn thất trên ống nạp và tại bầu lọc gây nên.
2]
[MN m/ ]
k p
: tổn thất trong quá trình nạp, chủ yếu phụ thuộc vào trở lực trên đường
ống nạp, tốc độ quay của động cơ và tiết diện lưu thông của họng nạp.
2 2 . k n k n p f
k: hệ số xét tới ảnh hưởng của hệ cản của đường nạp, thể tích công tác; n: số vòng quay trục khuỷu; fn: tiết diện lưu thông hẹp nhất của xupap nạp.
Trong quá trình tính toán nhiệt, áp suất cuối quá trình nạp pa thông thường được xác định bằng công thức thực nghiệm.
Với động cơ 4 kỳ không tăng áp: ● Chọn áp suất khí sót (pr):
Là một thông số quan trọng đánh giá mức độ thải sạch sản phẩm cháy ra khỏi xilanh động cơ. Tương tự như áp suất cuối quá trình nạp pa, áp suất khí sót pr được xác định bằng quan hệ sau:
2 p =p - p [r th r MN m/ ]
: tổn thất trong quá trình thải, chủ yếu phụ thuộc vào trở lực trên đường ống thải (động cơ có lắp bình tiêu âm, thiết bị xử lí khí thải, bình chứa khí thải hay không), tốc độ quay của động cơ và tiết diện lưu thông của họng xupap thải.
2 2 . k n k n p f
Giá trị của áp suất khí sót pr phụ thuộc vào các yếu tố như: diện tích tiết diện thông qua của xupap xả, biên độ cao, góc mở sớm, đóng muộn của xupap xả… nên trong thực nghiệm người ta tính được giá trị
pr =0,101-0,118, chọn pr =0,101 [MN m/ 2]
Phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp khí, mức độ giãn nở và sự trao đổi nhiệt trong quá trình giãn nở và thải.
Chọn : = 900 ˚K.
Đối với động cơ diesel: = 900 1100˚K. Đối với động cơ xăng: = 700 900˚K ● Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới (T):
T
= 0÷20 ˚K nên chọn T= 20 ˚K
Khí nạp mới khi chuyển động trong đường ống nạp vào trong xilanh của động cơ do tiếp xúc với vách nóng lên một trị số nhiệt độ là T.
Mức độ sấy nóng khí nạp mới phụ thuộc vào tốc độ lưu thông khí nạp, thời gian nạp dài hay ngắn, ngoài ra cũng phụ thuộc vào mức độ chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt tiếp xúc của xy-lanh với khí nạp.
Khi tăng nhiệt độ của khí nạp mới mật độ nó sẽ giảm, cho nên dùng phương pháp đặc biệt để sấy nóng hệ thống nạp của động cơ xăng chỉ có lợi trong phạm vi mà nhiệt lượng cung cấp cho nó được lợi dụng để bốc hơi nhiên liệu. Sấy nóng quá sẽ ảnh hưởng không tốt đến lượng khí nạp vào xilanh. Trị số tăng nhiệt độ của khí nạp mới được biểu thị theo công thức sau:
= t bh
T T T
t T
: tăng nhiệt độ của khí nạp mới do truyền nhiệt; Tbh: mức giảm nhiệt độ
của khí nạp mới do bốc hơi nhiên liệu. ● Chọn hệ số nạp thêm 1:
Chọn 1 =1,02
Hệ số nạp thêm 1 biểu thị sự tương quan lượng tăng tương đối của hỗn hợp
khí công tác sau khi nạp thêm so với lương khí công tác chiếm chỗ ở thể tích Va. Hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn 1 1,02 1, 07 .
● Chọn hệ số quét buồng cháy 2: Chọn 2 1
0,85
z
2 1
. Động cơ được quét sạch hoàn toàn buồng cháy có 2 0, chỉ xảy ra khi thể
tích buồng cháy Vc 0
● Chọn hệ số đính tỷ nhiệt t:
Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt tphụ thuộc vào thành phần của khí hỗn hợp và
nhiệt độ khí sót Tr theo thực nghiệm thống kê đối với động cơ xăng tđược chọn:
Bảng 4. 1 Hệ số dư lượng không khí
Hệ số dư lượng không khí
0,8 0 1,0 0 1,2 0 1,4 0 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt t 1,1 3 1,1 7 1,1 4 1,11 ● Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z( )z :
Chọn .Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm là thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt của quá trình cháy, hay tỷ lệ lượng nhiên liệu đã cháy tại điểm Z. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến trị số z như khi tăng số vòng quay mặc
dù truyền nhiệt cho vách xilanh có giảm đi, song do hiện tượng cháy rớt tăng nên trị số z giảm.
● Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b( )b :
Chọn b 0,95 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b( )b phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Khi tốc độ động cơ càng cao, cháy rớt càng tăng, dẫn đến bnhỏ. Nếu động cơ
có tỷ số nén cao, hòa khí sẽ bị nén đến áp suất và nhiệt độ cao, sẽ bốc cháy nhanh và mãnh liệt làm giảm hiện tượng cháy rớt, vì vậy ta có thể chọn b có giá trị lớn
0,95
b
.
● Chọn hệ số dư lượng không khí : α=0,8
Khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu cần M0 (kmol) không khí. Tuy nhiên, lượng không khí đi vào xilanh M1 có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn M0. Điều này được
đánh bằng hệ số dư lượng không khí. 1 0 M M 1
M : lượng không khí thực tế nạp vào xilanh (kmol);
0
M : lượng không khí lý thuyết cần thiết đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu. Hệ số ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy nếu hệ số nhỏ, hỗn hợp
đậm, quá trình cháy diễn ra càng dữ dội, tốc độ cháy tăng, áp suất tăng, việc lợi dụng nhiệt càng hoàn hảo, công suất cực đại lớn nhất.
● Chọn hệ số điền đầy đồ thị công ( )d : d
=0,95-0,97 nên ta chọn d =0.95
Hệ số điền đầy đồ thị đánh giá phần hao hụt về diện tích của đồ thị công thực tế so với đồ thị công tính toán.
● Tỷ số tăng áp ( ) :
Trong thực nghiệm ngưỡng giá trị của = 3-4 nên ta chọn = 3,5
Tỷ số càng lớn, lượng nhiên liệu cháy trong quá trình đẳng tích càng nhiều, áp suất cực đại càng cao, áp suất có ích trung bình tăng, suất tiêu hao nhiên liệu giảm.
Đối với động cơ cao tốc, nên tăng để đảm bảo mức độ đồng đều thành phần MCCT, độ đồng nhất của hỗn hợp. Đối với động cơ tốc độ thấp, do mức độ đồng đều MCCT tốt hơn nên có thể chọn bé. Tuy nhiên, khi ảnh hưởng đến độ bền, mòn của chi tiết, lớn áp suất cực đại tăng, lực tác dụng lên các chi tiết tăng.