Đồ án môn học động cơ đốt trong

Đồ án môn học động cơ đốt trong1 Lời nói đầu Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồnđộng lực cho các phương tiện vận tải như ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ

Trang 1

1

Lời nói đầu

Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồnđộng lực cho các phương tiện vận tải như ô tô, máy kéo, xe máy, tàu thuỷ,máy bay và các máy công tác như máy phát điện, bơm nước… Động cơ đốttrong là nguồn cung cấp 80% năng lượng hiện tại của thế giới Chính vì vậyviệc tính toán và thiết kế đồ án môn học động cơ đốt trong đóng vai trò hếtsức quan trọng đối với các sinh viên chuyên ngành động cơ đốt trong

Đồ án tính toán thiết kế đồ án môn học động cơ đốt trong là đồ án đòi hỏingười thực hiện phải sử dụng tổng hợp rất nhiều kiến thức chuyên ngànhcũng như kiến thức của các môn học cơ sở Trong quá trình hoàn thành đồ ánkhông những đã giúp cho em củng cố được rất nhiều các kiến thức đã học vàcòn giúp em mở rộng và hiểu sâu hơn về các kiến thức chuyên ngành củamình cũng như các kiến thức tổng hợp khác Đồ án này cũng là một bước tậpdượt rất quan trọng cho em trước khi tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau này

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất,song do những hạn chế về kiến thức cũng như những kinh nghiệm thực tếnên trong quá trình làm không tránh được sai sót chính vì vậy em rất mongđược sự đóng góp của các thầy cô cũng như toàn thể các bạn để đồ án của

em được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Hoàng Đình Long cũngnhư toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Động Cơ Đốt Trong đã tạo mọiđiều kiện giúp em hoàn thành đồ án tốt đẹp

Sinh viên Nông Minh Toàn

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

Trang 2

Phần 1: Tính Nhiệt.

Số liệu ban đầu của đồ án môn học ĐCĐT ( Số 1)

Họ và tên sinh viên: Nông Minh Toàn Khóa: 51

Các số liệu của phần tính toán nhiệt

Trang 3

3

- Áp suất môi trường p0 là áp suất khí quyển Với động cơ không tăng áp ta

có áp suất khí quyển bằng áp suất trước xupap nạp nên ta chọn:

P0 = 0,1(Mpa)

- Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm

Với động cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trướcxupap nạp nên:

T0 = 240C = 2970K

3) Áp suất cuối quá trình nạp p a

- Áp suất cuối quá trình nạp pa với động cơ trong phạm vi: không tăng áp ta có thể chọn

t = 1.16

Trang 4

8) Hệ số quét buồng cháy 2 :

Với các động cơ không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy

2 = 1

2 là:

Hệ số nạp thêm thể chọn: 1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta có

1 = (1,02 – 1,07) = 1.03

10) Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z z :

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z z phụ thuộc vào chu trình công tác củađộng cơ Với các loại động cơ Xăng ta thường chọn:

0,88

11) Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b b :

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b b tuỳ thuộc vào loại động cơ Xăng hayDiesel Với các loại động cơ Xăng ta chọn:

b  0,85 0, 95

0, 9

12) Hệ số hiệu đính đồ thị công d :

Hệ số hiệu đính đồ thị công d phụ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel

Với các động cơ Xăng ta chọn:

Trang 5

5

được tính theo công thức:

Trang 6

2) Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a :

Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a được tính theo công thức:

Trang 8

0, 74575.3250.8

vào công thức tính M 0 ta được:



Trang 9

9

không khí  :Đối với động cơ Xăng hệ số dư lượng không khíthức:

 được xác định theo công

Trang 10

2) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:

Với các động cơ Xăng có hệ số dư lượng không khí

 

1 do đó tỉ nhiệt molđẳng tích trung bình của không khí được xác định theo công thức:

3) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp:

Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén

Trang 11

Trang 12

p c :

áp suất cuối quá trình nén p c

p c  p a  1

Thay số ta xác định được:

Trang 13

6) Nhiệt độ cuối quá trình nén T c :

Nhiệt độ cuối quá trình nén T c được xác định theo công thức:

T  T  n1 1

c a

Trang 14

được xác định theo công thức:

1.2.3 Tính toán quá trình cháy:

1) Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết 

nl

 14 32 114 1, 05562 0

0, 9891.0, 512  1

114

2) Hệ số thay đổi phân tử thực tế  :

Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế  được xác định theo công thức:

  0   r1  r

Trang 15

Trang 16

z

3) Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z

 z :

Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z  z

5) Nhiệt độ tại điểm z T z :

Đối với động cơ Xăng, nhiệt độ tại điểm z T z

Trang 18

�

a b

v v

Ta có áp suất tại điểm z

Trang 19

Trang 20

2.1.1 Tính toán quá trình giãn nở:

QH*: là nhiệt trị thấp của nhiên liệu

Với động cơ xăng :

Q*  Q 

Trang 21

Trang 22

�0,

n2  1  0, 225

áp suất cuối quá trình giãn nở p b được xác định trong công thức:

p b  p z

 n2Thay số vào ta được:

p b  4, 531

Trang 23

Trang 24

p i

T rt

15%

Vậy giá trị nhiệt độ khí thải chọn và tính toán thoả mãn yêu cầu

2.1.2 Tính toán các thông số chu trình công tác.

1) áp suất chỉ thị trung bình

p' :Với động cơ Xăng áp suất chỉ thị trung bình '

p' 

P c



  (1



1 )



1 (1



1 ) 

i

Thay số vào công thức trên ta được:

p'  1,180

p i  0,8817.0, 97  0,85526(MPa)

3) Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g i :

Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị

Trang 26

 0, 30361

5) áp suất tổn thất cơ giới p m :

áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau vàđược biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ

Ta có tốc độ trung bình của động cơ là:

Trang 27

2

Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới:

Trang 28

8) Suất tiêu hao nhiên liệu g e :

Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là:

e  0,809.0, 30361  0, 2456

10) Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D theo công thức:

Ta có thể tích công tác tính toán được xác định theo công thức:

Trang 29

2

Thay số vào ta được:

Trang 30

4.0, 74589 3,14.0,95

 1 6, 5 1

Trang 31

Đồ án môn học động cơ đốt

2

i i.Vc biểu diễn px=pc/(i^n1) Giá trị biểu diễn px=pz/(i^n2) Giá trị Giá trị biểu diễn

Trang 34

Từ các giá trị biểu diễn trên ta vẽ được đồ thị Brick đặt phía trên đồ thị công

Sau đó tiến hành lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị

1.3.1 Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm a )

1.3.2 Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén: (điểm c' )

áp suất cuối quá trình nén do có hiện tượng phun sớm nên thường lớn hơn ápsuất cuối quá trình nén lý thuyết p c đã tính Theo kinh nghiệm, áp suất cuối

3

Điểm c

được biểu diễn trên đồ thị công sẽ có tung độ là:

p' 2, 07045

Trang 36

theo góc đánh lửa sớm φi = 15° đặt trên đồ thị Brick rồi gióng xuống đườngnén để xác định điểm c’’ Dùng cung thích hợp nối c’’ với c’.

1.3.3 Hiệu đính điểm đạt điểm pz max thực tế :

Áp suất pz max thực tế trong quá trình cháy giãn nở không đạt

c) Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở

4) Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế :Hiệu đính điểm b’ căn cứ vào góc mở sớm β1 của xupáp thải

-Từ đồ thị Brick xác định góc mở sớm xupáp thải β1 = 67o cắt vòng trònBrick tại một điểm, từ điểm đó gióng đường song song với trục tung cắtđường giãn nở lý thuyết tại b’

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’ thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do xupáp xả mở sớm

Xác định điểm b’’ :Theo công thức thực nghiệm:

Trang 38

p b ''

 p  0, 286225 0.022655  12, 63(mm)Sau khi xác định được điểm b’ và b’’ dùng cung thích hợp nối với đường thải

ta được đồ thị công thực tế

Trang 39

OO'

z

c'c

Vv=f(x)

xv=f(a)

Trang 40

2.1 Vẽ các đường biểu diễn các quy luật động học:

2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của piston x  f  

sau:

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự

1) Chọn tỉ lệ xích 0,7 (mm/độ)2) Chọn hệ trục toạ độ như trong hình vẽ

3) Từ tâm O' của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 100 , 200 1800 .4) Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 100 , 200 1800tương ứng trên trục tung của

x  f 

 ta được các điểm xác địnhchuyển vị x tương ứng với các góc 10 0 , 20 0 180 0

5) Nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ

x  f   2.1.2 Đường biểu diễn tốc độ của piston v  f  

2

3) Chia nửa vòng tròn tâm

O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính là

.R

2

thành 18 phần theo chiều ngược nhau

Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm O bán kính R kẻ các đường song

Trang 41

4) Nối các điểm a, b,

c, tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độpiston thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắtvòng tròn bán kính R tạo với trục hoành góc  đến đường cong a, b, c,

Trang 42

2

2.1.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston: j  f  x 

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê Ta vẽ theo các bước sau:

1) Chọn tỉ lệ

2) Ta tính được các giá trị: Tốc độ góc:

Gia tốc cực đại:

jmax  R. 1  Thay giá trị vào ta được:

Trang 44

EF  3.R.  2

Thay giá trị vào ta được:

EF  3.0, 0475.0, 2568.(340,167)2  4234, 42(m / s2 )Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là:

m pt được cho trong số liệu ban đầu của đề bài là:

Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt piston có thể tính theocông thức kinh nghiệm với thanh truyền của động cơ ô tô:

Trang 46

2.2.3 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính  p j  f  x

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tôlê đượctiến hành theo các bước sau:

1) Chọn tỉ lệ xích để vẽ đường

2) Ta tính được các giá trị: Diện tích đỉnh piston:

Trang 48

jmax p

 p

 0, 1, 3837021175

Trang 49



Đồ án môn học động cơ đốt Thay giá trị vào ta được:

3.0, 2568.1, 622.0, 0475 334, 9333 2

7, 85.103

Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là:

Trang 50

hệ  p j  f  x2.2.4 Đường biểu diễn v

f   Ta tiến hành theo trình tự sau:

1) Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đường song song với trục tung tương ứng với các góc quay   100 , 200 , 300 1800 .2) Ta lấy giá trị của vận tốc v từ đồ thị v  f 

 tương ứng với các điểm

1, 2, 3 18 trên vòng tròn bán kính R và đặt lên trên các đường song song trục tung tương ứng ta sẽ được các điểm nằm trên đồ thị

3) Nối các điểm nằm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ v  f  x2.2.5 Khai triển đồ thị

Trang 51

3

1) Chọn tỉ lệ xích   2 0 /1mm

Trang 53

 được xác định theo góc quay  của trục

Trang 54

Dựa vào các công thức trên và dựa vào đồ thị  f 

 ta xác định được cácgiá trị cho trong bảng dưới đây theo góc quay  của trục khuỷu:

α (độ)

p ∑

(biểu diễn,

T (biểu

Z (biểu diễn,mm )

Trang 57

2.2.9 Vẽ đường biểu diễn �T

 f   của động cơ nhiều xy lanh

Ta có chu kỳ của momen tổng phụ thuộc vào số xylanh và số kỳ, chu kỳ này bằng đúng góc công tác của các khuỷu:

  ct 180 

0

Trong đó ta có:  là số kỳ của động cơ   4

i là số xylanh của động cơ i  8

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn

�T

 f   cũng chính là ta vẽ đường biểudiễn

sau: �M  f   (do ta đã biết �M  �T R ) Ta vẽ đường biểu diễn này như

1) Ta có bảng xác định các góc i ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc của

Trang 58

là:

Trang 61

3Động Nông Minh

10

13.70

10.30

6.181

20

24.21

30

31.21

18.011

60

19.60

24.815

24.785

Trang 62

90 12 540 0 360 0 630 -14 72 0 0 450 45 27 0 -17 18 0 0 26

Trang 63

Thực chất đây chính là đồ thị p t

t biểu diễn trên toạ độ T  Z do ta thấy tính

từ gốc toạ độ tại bất kỳ điểm nào ta đều có:

p tt  T  Z

Trang 64

có công thức xác định lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu:

p  m R. 2 

k0 2 tt 1

2

Trang 65

 p  0, 0, 6418

021175

30, 3(mm)

Vậy ta xác định được gốc 0 của đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu Nối

0 với bất cứ điểm nào trên đồ thị ta đều có:

Q  p k  p tt

2.2.11 Vẽ đường biểu diễn Q

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn Q

 f   theo trình tự các bước sau:

1 Từ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu ta lập được bảng giá trị của Q

theo góc quay  của trục khuỷu như sau:



Q  f  

(MN)

Q(bd) (mm)

(MN)

Q(bd) (mm)

Trang 66

100 0.010542 45.0 470 0.014739 62.9

Trang 68

Sở dĩ ta gọi là đồ thị mài mòn lý thuyết vì khi vẽ ta đã dùng các giả thiết sau:

- Phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu là phụ tải ổn định ứng với công suất tốc độ n định mức

- Lực tác dụng có ảnh hưởng đều trong miền 1200

- Độ mòn tỉ lệ thuận với phụ tải

N e và

- Không xét đến các điều kiện công nghệ và sử dụng, lắp ghép… ví dụ không xét đến vật liệu, độ cứng bề mặt, độ bóng, độ chặt lỏng, dầu mỡ bôi trơn…

Trên cơ sở đó ta tiến hành vẽ đồ thị mài mòn lý thuyết theo các bước sau:

1) Chia vòng tròn tượng trưng mặt chốt khuỷu thành

từ 0,1, 2, , 23

24 phần, đánh số thứ tự

2) Từ các điểm chia 0,1, 2, , 23 trên vòng tròn tâm O , gạch các cát tuyến

0.0,1.0, 2.0, , 23.0 cắt đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu ở các điểm

a, b, c, d như cát tuyến 1.0 trên hình vẽ

3) Ta xác định được tổng phụ tải tác dụng trên điểm 1 sẽ là:

50 và từ đó tính các giá trị biểu diễn tổng phụ tải

i và thể hiện trên đồ thị ta được đồ thị mài mòn chốt khuỷu

Q

Trang 69

Q 0

O '

bc 15

Trang 71

r2

p

Phần 3: Tính nghiệm bền các chi tiết chính

3.1 Kiểm nghiệm bền trục khuỷu

Tính sức bền trục khuỷu bao gồm tính sức bền tĩnh và tính sức bềnđộng

Do trục khuỷu là dầm siêu tĩnh nên khi tính toán gần đúng, người ta phân trụckhuỷu ra làm nhiều đoạn, mỗi đoạn là một dầm tĩnh định nằm giữa hai gối tựa là hai ổ trục Thông thường, mỗi đoạn đó là một khuỷu Khi tính toán ta

sẽ phải xét khuỷu nào chịu lực lớn nhất để tính cho khuỷu đó

Trang 72

Ký hiệu các lực trên sơ đồ như sau :

T, Z: Lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến tác dụng trên chốt khuỷu (MN)

43

Trang 73

Động Nông Minh

Pr1, Pr2: Lực quán tính ly tâm của má khuỷu và của đối trọng (MN)

C1, C2: Lực quán tính ly tâm của chốt khuỷu và của khối lượng thanh truyền quy dẫn về đầu to (MN)

Z’, Z’’: Các phản lực gối tựa nằm trong mặt phẳng khuỷu (MN)

T’, T’’: Các phản lực gối tựa nằm trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng khuỷu (MN)

Mk , Mk : mômen xoắn tại cổ trục bên trái và cổ trục bên phải của khuỷu trục tính toán (MNm)

Do đó ta có :

Mk’ = Ti-1.R

Mk’’ = Mk’ + T.R = Ti.RR: bán kính khuỷu (m)

Người ta giả thiết rằng ứng suất lớn nhất tác dụng trên khuỷu nguyhiểm có thể xảy ra trong các trường hợp sau:

+ Trường hợp 1 : Chịu lực PZmax khi khởi động

+ Trường hợp 2 : Chịu lực Zmax khi làm việc

+ Trường hợp 3 : Chịu lực Tmax khi làm việc

+ Trường hợp 4 : Chịu lực TmaxTrong thực tế vận hành của động cơ lực tác dụng trong trường hợp 1 bao giờ cũng lớn hơn trường hợp 2 và lực tác dụng lên trục khuỷu trong trườnghợp 3 bao giờ cũng lớn hơn trường hợp 4 Vì vậy ta chỉ tính nghiệm bền ởhai trường hợp 1 và 3

Đây là trường hợp khởi động Do tốc độ của động cơ còn nhỏ nên ta cóthể bỏ qa ảnh hưởng của lực quán tính khi đó lực tác dụng chỉ còn lại lực do

áp suất lớn nhất của khí thể trong xylanh pzmax Giả thiết lúc đó lực xuất hiệntại điểm chết trên ( chỉ gần đúng ) nên  = 0; T = 0; PJ = 0, Pr = 0

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	771,26 KB