CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NHIỆT CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
2.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công
Căn cứ vào các số liệu đã tính pa , pc , pz , pb , n1 , n2 , ε ta lập bảng tính đường nén và đường giản nở theo biến thiên của dung tích công tác Vx =i.Vc (Vc: dung tích buồng cháy).
với Vc = Vh
ε−1=0,6080
18−1 =0,0357(dm3)
Sau khi ta chọn tỷ lệ xích μV và μP hợp lý để vẽ đồ thị công. Để trình bày đẹp thường chọn chiều dài hoành độ tương ứng ɛVc= 22cm trên giấy kẻ ly.
Ta có : μV=εVc
22 0=1 8.0,035
220 =0,0027(dm3 mm )
Tung độ thường chọn tương ứng với pz khoảng 250 mm trên giây kẻ ly.
μP= pz
250=8,338
250 =0,0333(MPa mm )
Từ tỷ lệ xích trên ta tính được các giá trị biểu diễn (gtbd) của quá trình nén và quá trình giản nở sau:
Bảng 2. 1 Bảng tính toán giá trị biểu diễn của quá trình nén và quá trình dãn nở
TT I.Vc Gtbd V
Quá trình nén Quá trình giãn nở
in1
Px
Gtbd in2
Px
Gtbd
Vc= 0.035
1 0.035 12.9 1.000 4.159 126.030 1
1.352 0.0621 17.2 1.5102 2.7538 83.448 1.4948 8.338 250
2 0,07 25.9 2.5793 1.6124 48.860 2.5192 4.9474 149,921
3 0,105 38,8 4,4897 0,9263 28,069 4,3251 2,8817 87,342
4 0,14 51,8 6,6529 0,6251 18,942 6,3466 1,9638 59,509
5 0,175 64,8 9,0259 0,4607 13,960 8,5452 1,4585 44,196
6 0,21 77,7 11,5806 0,3591 10,881 10,8962 1,1438 34,660
7 0,245 90,7 14,297 0,2908 8,812 13,3818 0,9314 28,224
8 0,28 103,7 17,1602 0,2423 7,342 18,9889 0,7795 23,621
9 0,315 116,6 20,1580 0,2063 6,251 18,7070 0,6662 20,178
10 0,35 129,6 23,2809 0,1786 5,412 21,5278 0,5789 17,542
11 0,385 142,5 26,5206 0,1568 4,751 24,4442 0,5098 15,448
12 0,42 155,5 29,8703 0,1392 4,218 27,4503 0,4540 13,757
13 0,455 168,5 33,3242 0,1248 3,781 30,5412 0,4081 12,366
14 0,49 181,4 36,8771 0.1127 3,415 33,7123 0,3697 11,203
15 0,525 194,4 40,5241 0.1026 3,109 36,9598 0,3372 10,218
16 0,56 207,4 44,2621 0,0939 2,845 40,2802 0,3094 9,375
17 0,595 220,3 40,0865 0,0864 2,618 43,6705 0,2854 8,648
18 0,62 230,0 51,9945 0,0799 2,421 47,1279 0,2644 8,012
Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp suất po song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly. Đường iVc cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ.
Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi qua hai điểm pa và pr .
Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị. Các bước hiệu đính như sau:
* Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công:
Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình piston S là:
μS= ¿tS
gtb dS= 100
220−12,9=0,4606 (mm) Vì gtbd Vmax – gtbd Vmin = 230-12,91=217 (mm) Thông số kết cấu của động cơ là:
λ=lR
tt
= S
2.ltt= 100
2.155=0.32258 (mm) Khoảng cách OO’ là:
O O,=λ R2 =0,32258.502 =8,06 (mm) Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị:
gtb dO O'=¿tO O'
μS = 8,06
0,46061=17,4 (mm) Ta có nửa hành trình của pistông là:
R= S/2= 100/2 = 50 (mm) Giá trị biểu diễn R trên đồ thị:
gtb dR=¿tR
μS = 50
0,46061=108,5 (mm).
Từ gtbd
OO' và gtbdR ta có thể vẽ được vòng tròn Brick
* Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị:
2.3.1. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm a)
Từ điểm O’ trên đường tròn Brick ta xác định góc đóng muộn của xupáp thải β2 bán kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm a’ ,từ điểm a’ gióng đường song song với trục tung cắt đường pa tại điểm a . Nối điểm r trên đường thải (là giao điểm giữa đường pr và trục tung) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp (mm).
2.3.2. Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén: (điểm c):
Áp suất cuối quá trình nén thực tế do có hiện tượng phun sớm nên thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết pc đã tính. Theo kinh nghiệm áp suất cuối quá trình nén thực tếpc' được xác định theo công thức sau:
Đối với động cơ diezel: p'c=pc+1
3(pz−pc)(Mpa)
pc
'=4,195+1
3(8,338−4,195)=5,552 (Mpa)
Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công:
yc'=pc'
μp= 5,552
0,0333=166,726 (Mpa) 2.3.3. Hiệu đính điểm phun sớm: (điểm c’’ )
Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khởi đường nén lý thuyết tại điểm c’’. Điểm c’’ được xác định bằng cách: Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc phun sớm θ, bán kính này cắt đường tròn Brick tại
một điểm. Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường nén tại điểm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’.
2.3.4.Hiệu đính điểm đạt pzmax thực tế:
Áp suất pzmax thực tế trong quá trình cháy - giản nở điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền 3720 ÷ 3750 (tức là 120÷150 sau điểm chết trên của quá trình cháy và giản nở).
* Hiệu đính điểm z của động cơ Diezel:
- Xác định điểm Z từ góc 150 . Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc tương ứng với 3750 góc quay trục khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường Pz tại điểm Z - Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giản nở
2.3.5. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình thải thực tế: (điểm b’)
Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải thực sự diễn ra sớm hơn lý thuyết. Ta xác định biểm b’ bằng cách: Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm của xupúp thải β1, bán kính này cắt vòng tròn Brick tại một điểm. Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường giản nở tại điểm b’.
2.3.6. Hiệu đính điểm kết thúc quá trình giản nở: (điểm b’’) Áp suất cuối quá trình giản nở thực tế p
b'' thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giản nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm. Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định được:
p' 'b=pr+1
2(pb−pr) = 0,11+0,5(0,264-0,11)= 0,187 (Mpa)
Từ đó ta xác định tung độ của điểm b’’ là:
yb' '=pb' '
μp=0,187
0,033=5,6666 (mm)
Sau khi xác định được các điểm b’ ,b’’ ta dùng các cung thích hợp nối với đường thải ra
Hình 3. 1 Đồ thị công P-V