BÀI tập lớn môn học TÍNH TOÁN ĐỘNG cơ đốt TRONG đề tài FORD ECOSPORT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ĐỘNG CƠ BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỀ TÀI FORD ECOSPORT Giảng viên hướng dẫn PGS TS Lý Vĩnh Đạt Lớp Sáng thứ 2,[.]

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ĐỘNG CƠ

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

ĐỀ TÀI: FORD ECOSPORT

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Lý Vĩnh Đạt Lớp: Sáng thứ 2, 3; Tiết 1,2,3

Nhóm sinh viên thực hiện: Võ Minh Duy - 19145354

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SP KT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

BỘ MÔN ĐỘNG CƠ

NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN

MÔN TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Sáng Thứ 2,3

Loại động cơ: 1.0L Ecoboost DOHC 12 van i3, Turbo Số kỳ, : 4 kỳ Công suất có ích, Pmax (kW): 125Hp 93,2 kWSố vòng quay, n (vòng/phút): 6675

Làm mát bằng: dung dịch

piston Ngày giao nhiệm vụ : tháng 7/2021 Ngày hoàn thành : 8/8/2021

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH

Trang 3

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

Trang 4

THỜI GIAN THỰC HIỆN

 Tiến độ thực hiện Tính toán nhiệt: 3

tuần

1 Tính toán động học, động lực học và vẽ bản vẽ về động học và động lực học: 3 tuần

2 Viết thuyết minh và chuẩn bị báo cáo: 2 tuần

Trang 5

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

NỘI DUNG

Chương 1: TÍNH TOÁN NHIỆT

A Các thông số cho trước của động cơ

B Chọn các thông số tính toán nhiệt

1 Áp suất không khí nạp ( P o )

2 Nhiệt độ không khí nạp mới (T0 )

3 Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp ( P k )

4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (T k )

5 Áp suất cuối quá trình nạp ( P a )

6 Chọn áp suất khí sót ( P r )

7 Nhiệt độ khí sót (T r )

8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới ( T )

9 Chọn hệ số nạp thêm ( 1 )

10 Chọn hệ số quét buồng cháy ( 2 )

11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt ( t )

12 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z ( Z )

13 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ( b )

14 Hệ số dư lượng không khí ( )

Trang 6

15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công ( d ) 6

C Tính các thông số đặc trưng của chu trình 13

1 Áp suất chỉ thị trung bình tính toán 13

8 Tính suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị 14

9 Tính suất tiêu hao nhiên liệu 14

D Vẽ đồ thị công 14Chương 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 19

A Động học của piston 19

1 Chuyển vị piston 19

2 Tốc độ piston 19

3 Gia tốc piston 19

Trang 7

Lực khí thể 20Chương 3: ĐỒ THỊ 22Chương 4: CODE 25

Trang 8

MỞ ĐẦU

Ô tô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cá nhâncũng như vận chuyển hành khách , hàng hoá rất phổ biến Sự gia tăng nhanh chóng số lượng ôtôtrong xã hội , đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo theo nhu cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhânlực phục vụ trong ngành công nghiệp ôtô nhất là trong linh vực thiết kế

Sau khi học xong giáo trình ‘Động cơ đốt trong2’ chúng em được giao nhiệm

vụ làm đồ án môn học Qua đồ án này giúp sinh viên chúng em nắm được các lực

tác dụng , công suất của động cơ và điều kiện đảm bảo bền của một số nhóm chi

tiết ôtô , máy kéo Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành công nghệ kỹ

thuật ôtô

Động cơ nhóm chúng em lựa chọn là Động cơ 1.0L Ecoboost DOHC 12 van i3, Turbo của Ford Một hãng xe rất thông dụng và được lựa chọn nhiều ở nước ta

với động cơ Ecosport tiên tiến với sự tiện ích và tiết kiệm nhiên liệu Ecosport với

những công nghệ tiên tiến được các kỹ sư của Ford trang bị lên động cơ như:phun

nhiên liệu trực tiếp, trục cam biến thiên, turbo tăng áp…Bộ điều khiển trung tâm

giúp động cơ vận hành êm ái Nhằm để hiểu hơn về công suất của động cơ cũng

như điều kiện bền nên nhóm em quyết định chọn Ecosport cho việc tính toán của

mình

Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế ôtô nên không tránhkhỏi những bỡ ngỡ và vướng mắc.Nhưng với sự quan tâm, động viên , giúp đỡ,

hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn, cùng giáo viên giảng dạy và các thầy

giáo trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án trong thời

gian được giao

Nhóm em xin chân thành cảm ơn ạ!

Trang 9

NỘI DUNG

Chương 1: TÍNH TOÁN NHIỆT

A Các thông số cho trước của động cơ:

- Loại động cơ: Động cơ 1.0L Ecoboost DOHC 12 van i3, Turbo

- Kiểu, loại động cơ, số kỳ : Động cơ thẳng hàng, động cơ xăng, tăng áp, 4 kỳ

- Chiều dài thanh truyền, L(mm): 137mm

- Khối lượng nhóm piston, m n : 109,3kg / m2

- Khối lượng nhóm thanh truyền, m t : 136,7kg / m2

Trang 11

B Chọn các thông số tính toán nhiệt:

1 Áp suất không khí nạp ( P o )

Áp suất không khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển, giá P o phụ thuộc vàotrị

loãng, tại độ cao so với mực nước biển:

2 Nhiệt độ không khí nạp mới (T0 ):

Nhiệt độ không khí nạp mới phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trung bình của môi

trường, nơi xe được sử dụng Điều này hết sức khó khăn đối với xe thiết kế để

sử dụng ở những vùng có khoảng biến thiên nhiệt độ trong ngày lớn

Miền Nam nước ta thuộc khi vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong ngày có thể chọn là t kk 29 C

3 Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp ( P k ):

Động cơ bốn kỳ tăng áp: p k là áp suất khí nạp đã được nén sơ cấp trước trong máy

nén tăng áp hoặc trong bơm quét

4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (T k ):

Đối với động cơ bốn kỳ tăng áp nếu không có làm mát trung gian

T k

3

T0 (t kk 273) 302 K cho khu vực miền Nam, do đó:

Trang 13

được xác định

4

Trang 14

Trong đó: m - chỉ số nén đa biến trung bình của khí nén, phụ thuộc vào loại

máy nén (m 1,5 1,65), thông thường hiện nay chọn 1,4

5 Áp suất cuối quá trình nạp ( P a ):

Đối với động cơ tăng

Đối với động cơ xăng: T r 900 1000 K Chọn T r 930 K

8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới ( T ):

Khí nạp mới khi chuyển động trong đường ống nạp vào trong xylanh của động cơ

do tiếp xúc với vách nóng nên được sấy nóng lên một trị số nhiệt độ là T

Khi tiến hành tính toán nhiệt của động cơ người ta thường chọn trị số căn cứ

T

Trang 15

Đông cơ xăng:

T 0 chọn T 15 K

20 K

9 Chọn hệ số nạp thêm ( 1 ):

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 lượng khí công tác chiếm chỗ ở thể tích V a

Hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn 1 1, 02 1, 07 Chọn 1 1, 03

10.Chọn hệ số quét buồng cháy ( 2 ):

Động cơ tăng áp: 2 0 1 Ta chọn 2 0,2

11.Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt ( t ):

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt t phụ thuộc vào thành phần của khí hỗn hợp và nhiệt

độ khí sót T r Theo thực nghiệm thống kê đối với động cơ xăng t

được chọn:

Động cơ xăng có 0,85 0,92 Chọn t 1,15

12.Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z ( Z ):

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z ( Z ) là thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt tại

điểm Z ( Z ) phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ

Động cơ xăng Z 0, 75 0, 92 Chọn Z 0, 82

13.Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ( b ):

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 b

nhỏ.

Động cơ xăng b 0,85 0, 95 Chọn b 0,9

6

Trang 16

14.Hệ số dư lượng không khí ( ):

Hệ số α ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy: Đối với động cơ đốt trong, tính

toán nhiệt thường phải tính ở chế độ công suất cực đại

Động cơ xăng 0,85 0,95 Chọn 0,9

15.Chọn hệ số điền đầy đồ thị công ( d ):

Hệ số điền đầy đồ thị công d đánh giá phần hao hụt về diện tích của đồ thị công

thực tế so với đồ thị công tính toán

Động cơ xăng d 0, 93 0, 97 Chọn d 0, 95

16.Tỷ số tăng áp:

Là tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp

Trang 17

khí trong xilanh ở cuối quá trình cháy và quá trình nén: P Z P C

Trang 21

a) Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M 0 :

Đối với động cơ xăng thành phần trong 1kg nhiên

liệu có:

C : 0,855kg

H : 0,145kg

Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 :

thay các số liệu vào công thức trên ta tính

được

b) Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh M1 :

thay các số liệu vào công thức trên ta tính được M 10, 469 kmolkk c)

Trang 23

d) Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết 0 :

Trang 25

Đối với động cơ xăng:

Tz =

2673.053

° K

j) Áp suất cuối quá trình cháy P Z

Đối với động cơ xăng

4 Quá trình giãn nở: a) Tỷ số giãn nở đầu:

Đối với động cơ xăng: 1

b) Tỷ số giãn nở sau:

Đối với động cơ xăng: 9,8

c) Xác định chỉ số giãn nở đa biến trung bình:

b Z

8314

TT Q

Trang 27

Trang 31

Trang 32

C Tính các thông số đặc trưng của chu trình:

1 Áp suất chỉ thị trung bình tính toán:

Trang 33

4 Áp suất có ích trung bình:

16

Trang 34

P e P i P m 1, 47 0,11 1, 36 MPa

Trang 35

5 Hiệu suất cơ giới:

P a và thể tích:suất

Trang 39

- Điểm z V Z , P Z : Điểm cuối quá trình cháy

- Điểm b V b , P b : Điểm cuối quá trình giãn nở: V b V a

- Điểm r V r , P r : Điểm cuối quá trình thải

Trong quá trình giãn nở, khí cháy được giãn nở theo chỉ số giãn nở đa

- Dựng hiệu chỉ đồ thị công:

Xác định tọa độ các điểm r’ (điểm đóng muộn của xupap thải), c’ (điểm phun nhiênliệu sớm), z’ (điểm áp suất cực đại), b’ (điểm mở sớm của xupap thải), c”, z”, b”.+ Điểm r’:

20

Trang 44

cháy

Trang 45

Trang 46

Điểm mở sớm của

b’( 3 )

490xupap thải

nở

Trang 49

J p R 2 cos

Lực khí thể:

Ta tiến hành khai triển đồ thị công P

thành đồ thị p kt fđể thuận tiện cho

V

việc tính toán sau này.Lực quá tính của các chi tiết chuyển động

a) Khối lượng cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền: Các khối lượng chuyển động tịnh tiến:

Khối lượng nhóm piston được cho trong số liệu ban đầu của đề bài là:

Trang 50

d) Hệ lực tác dụng trên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền:

p1 kt p MN / m2

p

Trang 51

Tiêu đề	Ford EcoSport
Tác giả	Võ Minh Duy, Nguyễn Minh Đức, Nguyễn Ngọc Lâm Huy
Người hướng dẫn	PGS.TS. Lý Vĩnh Đạt
Trường học	Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
Chuyên ngành	Tính Toán Động Cơ Đốt Trong
Thể loại	Bài tập lớn
Năm xuất bản	2021
Thành phố	TP.Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	463,89 KB