Giới thiệu tổng quan về động cơ diesel rv165 2 thuyetminh rv165

dụng vào thành ống, chịu lực ngang trong quá trình vậnđộng của piston, chịu ma sát mài mòn với vòng găngvà chịu nhiệt độ cao do khí cháy tạo ra.1.2.5.Cơ cấu phát lực: Động cơ RV165-2 là

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ DIESEL RV165-2 1.1 – Thông số kỹ thuật cơ sở của động cơ RV165-2 5

1.2 – Giới thiệu kết cấu các chi tiết máy và các hệ thống động cơ 1.2.1- Các thông số kết cấu động cơ 6

1.2.2 - Thân máy 6

1.2.3 – Nắp xylanh 7

1.2.4 – Ống lót xylanh 7

1.2.5 – Cơ cấu phát lực 7

1.2.6- Hệ thống phân phối khí 8

1.2.7 - Hệ thống nhiên liệu 9

1.2.8 – Hệ thống bôi trơn động cơ 9

1.2.9 – Hệ thống làm mát động cơ 9

1.2.10 – Hệ thống truyền động bánh răng 10

1.2.11 – Hệ thống khởi động 10

Chương 2: TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ 2.1 – Mục đích tính toán nhiệt 11

2.2 – Các thông số ban đầu 2.2.1 – Các thông số kết cấu 11

2.2.2 – Các thông số cần thiết cho tính toán nhiệt 11

2.3 – Tính toán nhiệt 2.3.1 – Tính toán quá trình nạp 14

2.3.2 – Tính toán quá trình nén 14

2.3.3 – Tính toán quá trình cháy 15

2.3.4 – Tính toán quá trình dãn nở 16

2.4 – Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình 2.4.1 – Hiệu suất các quá trình 17

2.4.2 – Aùp suất chỉ thị trung bình 17

2.4.3 – Công suất chỉ thị 17

2.4.4 – Công suất có ích và tổn thất cơ giới 18

2.4.5 – Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị 18

2.5 – Tính toán các thông số kết cấu của động cơ 2.5.1 – Thể tích công tác 18

2.5.2 – Tính đường kính Piston 19

2.5.3 – Hành trình Piston 19

2.6 – Vẽ đồ thị công chỉ thị

2.6.1 – Các điểm đặc biệt trên đồ thị công 19

2.6.2 – Dựng đường cong nén 20

2.6.3 – Dựng đường cong giãn nở 20

2.6.4 – Dựng và hiệu đính đồ thị 23

2.7 – Đường đặc tính ngoài của động cơ 2.7.1 – Đặc tính công suất động cơ 24

Chương 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG LƯC HỌC CƠ CẤU TRỤC

KHUỶU –

THANH TRUYỀN 3.1 – Quy luật động học của cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền lệch tâm 29

3.2 – Động lực học cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền 3.2.1 – Quy luật động học của piston: Chuyển vị – Vận tốc –Gia tốc 29

3.2.1 – Quy luật động học của thanh truyền: 36

3.3 – Động lực học của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền 3.3.1 – Khối lượng các chi tiết chuyển động 3.3.1.1 – Khối lượng nhóm Piston 36

3.3.1.2 – Khối lượng thanh truyền 36

3.3.1.3 - Khối lượng trục khuỷu 37

3.3.1.4 – Khối lượng phần chuyển động tịnh tiến và quay 37 3.3.2 – Hệ lực và moment tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền 3.3.2.1 – Lực khí thể trong xi lanh pkh 39

3.3.2.2 – Lực quán tính pj 39

3.3.2.3 – Lực tổng hợp p1 tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền 40

3.3.2.4 – Moment tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền 47

3.3.3 – Hệ lực và moment tác dụng trên cơ cấu trục khuỷu 3.3.3.1 – Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng trên cổ khuỷu 50 3.3.3.2 – Đồ thị vectơ phụ tải tác dụng trên đầu to thanh truyền 54

3.3.3.3 – Đồ thị mài mòn 55

3.4 – Cân bằng động cơ 55

Chương 4: THIẾT KẾ CƠ CẤU PHÁT LỰC 4.1 – Thiết kế phác thảo 60

4.2 – Kết cấu động cơ 63

4.3 – Thiết kế sơ bộ cơ cấu phát lực 4.3.1 – Nhóm piston 63

4.3.2 – Nhóm thanh truyền 71

4.3.3 – Nhóm trục khuỷu 78

4.3.4 – Bánh đà 83

4.4 – Thiết kế kỹ thuật cơ cấu phát lực 4.4.1 – Tính toán sức bền của Piston 84

4.4.2 – Tính toán sức bền của chốt Piston 86

4.4.5 – Tính toán sức bền thanh truyền 96

4.4.6 – Tính toán sức bền trục khuỷu 108

Chương 5: THIẾT KẾ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ 5.1 – Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phân phối khí 121

5.2 – Kết cấu cơ cấu phân phối khí dùng xupap 5.2.1 – Phương án bố trí xupap 122

5.2.2 – Phương án dẫn động xupap 122

5.2.3 – Phương án bố trí xupap trên nắp xy lanh 122

5.2.4 – Phương án dẫn động trục cam 122

5.2.5 – Kết cấu các chi tiết trong các cơ cấu phân phối khí 122

5.3 – Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phân phối khí 5.3.1 – Xác định kích thước tiết diện lưu thông của xupáp nạp 130

5.3.2 – Xác định kích thước tiết diện lưu thông của xupáp thải 131

5.3.3 – Động học của con đội 132

5.3.4 – Kiểm tra dạng cam 138

Chương 6: THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 6.1 – Nhiệm vụ và yêu cầu 140

6.2 – Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu 6.2.1 –Cấu tạo hệ thống nhiên liệu 140

6.2.2 – Nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu 140 6.2.3 – Cấu tạo thiết bị cung cấp nhiên liệu 141

6.2.4 –Cấu tạo bộ phận cung cấp không khí 151

6.2.5 – Cấu tạo bộ phận thoát khí 153

6.2.3 – Buồng cháy 153

Chương 7: THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 7.1 – Tính toán sơ bộ các kích thước cơ bản của hệ thống 7.1.1 – Góc phun nhiên liệu và góc phun sớm theo góc quay trục khuỷu 155

7.1.2 – Thể tích nhiên liệu cần thiết cho một chu trình 155 7.1.3 – Thời gian cung cấp nhiên liệu 156

7.1.4 – Lưu lượng phun trung bình của bơm 156

7.1.5 – Lưu lượng cung cấp lớn nhất của bơm 156 7.2 – Xác định kích thước cơ bản của các cụm chi tiết

7.2.1 – Bơm cao áp 156 7.2.2 – Cam nhiên liệu 158 7.2.3 – Vòi phun 164

Chương 8: HỆ THỐNG BÔI TRƠN

8.1 – Nhiệm vụ của hệ thống bôi trơn và công dụng của dầu bôi trơn

8.1.1 – Nhiệm vụ 170 8.1.2 – Công dụng của dầu bôi trơn 170 8.2 – Các phương án bôi trơn

8.2.1 – Phương án bôi trơn vung toé dầu 170 8.2.2 – Phương án bôi trơn cưỡng bức 170 8.3 – Tính toán ổ trượt

8.3.1 – Các thông số cơ bản của ổ trượt hình trụ 173 8.3.2 – Tính toán ổ trượt đầu to thanh truyền 174 8.3.2 – Lưu lượng dầu bôi trơn và lưu lượng bơm dầu

181

8.4 – Tính toán lượng dầu chứa trong hệ thống 182 8.5 – Kết luận 182

Chương 9: THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG LÀM MÁT

9.1 – Mục đích – Phân loại

9.1.1 – Hệ thống làm mát kiểu đối lưu tự nhiên 183 9.1.2 – Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi 186 9.2 – Tính toán – thiết kế hệ thống làm mát

9.2.1 – Tính nhiệt lượng truyền từ động cơ lên nước

186

9.2.2 – Kết cấu và tính toán két nước 186 9.2.3 – Kết cấu và tính toán quạt gió 188

Chương 10: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

10.1 – Vấn đề khởi động và số vòng quay khởi động

190

10.2 – Các phương pháp khởi động động cơ

10.2.1 – Khởi động bằng tay quay 190 10.2.2 – Khởi động bằng động cơ điện 190

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ

RV165-2

Động cơ RV165-2 là động cơ diesel tĩnh tại, một xylanh, nằm ngang Động cơ được nghiên cứu và phát triển lên từ động cơ RV125-2 Nên khi tính toán – thiết kế các chi tiết máy ta có thể căn cứ vào tỉ lệ kinh nghiệm để chọn và tham khảo các động cơ cùng phạm vi công suất

1.1 Các thông số kỹ thuật cơ sở

- Số xylanh ( i) 1

- Đ ường kính xylanh (D) (mm) 105

- Hành trình piston (S) (mm) 97

- Thể tích công tác (Vh) ( cm) 839

- Số kỳ () 4

-Cổ nối bộ lọc gió Cổ nối dạng tiếp tuyến, xoáy -Tỉ số nén 18

- Công suất cực đại (kW) 12,136/2400 - Tốc độ trục khuỷu 2200 v/ph - Tốc độ cực đại (tức thời) 2560

v/ph - Loại lót xylanh Ống lót xylanh loại ướt - Chiều quay động cơ Thuận chiều kim đồng hồ -Hệ thống phân phối khí Phương pháp dẫn động Cơ cấu xupap treo Truyền dẫn trục cam Cơ cấu bánh răng Số xupap trên xylanh 2

-Hệ thống bôi trơn

Kiểu bôi trơn Hỗn hợp

Chất bôi trơn SAE 40

Nhiệt độ dầu bôi trơn

Làm việc bình thường 850C ( 50C) Tối đa < 1000C (t dầu vào đ/cơ)

- Hệ thống làm mát

Kiểu loại làm mát Đối lưu tự nhiên t/hoàn kín

Chất làm mát Nước sạch, mềm

Nhiệt độ nước làm mát

Thông thường 85 950C Tối đa 1000C

- Hệ thống nhiên liệu Phun trựctiếp

Vòi phun Vòi phun kíntiêu chuẩn

Bơm cao áp Bơm PF

Nhiên liệu sử dụng Dầu diesel

1.2 Giới thiệu kết cấu các chi tiết máy và các hệ thống của động cơ.

1.2.1 Thông số kết cấu động cơ:

Theo [Tài liệu ‘’KC&TTĐCĐT’’, bảng 13, trang 26], Tỉ sốS/D và R/L có giá trị như sau: [S/D] = [0,93 2,25] và [R/L] =[0,250,29]

-Do hành trình S của động cơ ngắn nên có thể

tăng tốc độ quay của trục khuỷu mà tốc độ trung bình của piston không tăng; do đó tổn thất ma sát không tăng Tuổi thọ của nhóm piston được nâng lên

-Dễ bố trí xupap, kích thước của xupap nạp và thải đều có thể tăng (do D tương đối lớn) vì vậy nạp được đầy và thải sạch khí cháy

Trong đó S - Hành trình piston, S = 97 mm

va đập, kéo, nén, nhiệt độ, )

Thân máy động cơ được chế tạo bằng gang xám GX

28-48, với phương pháp đúc khuôn

Thân máy được thiết kế có dạng hình hộïp vớiù kếtcấu đặc biệt; Vách hộp được bố trí các gân, bướu chịulực để định vị các chi tiết truyền động và cân bằngđộng cơ như ống lót xy lanh trục khuỷu, trục cam, trục cânbằng,… Kết cấu này phải có độ cứng vững cao để khi

động cơ làm việc ít bị rung động và biến dạng Đồng thờibên trong phải có khoảng không gian đủ lớn để các chitiết không va chạm nhau khi động cơ hoạt động

Động cơ sử dụng hệ thống làm mát bằng nước (lót

xy lanh ướt) nên được thiết kế khoang chứa nước làmmát động cơ và đường nước thông với két nước hoặcthùng nước Đầu trước có đường nước thông lên làmmát nắp xylanh Phần dưới đáy được đúc kín để chứadầu bôi trơn

Ưu điểm của thân máy này là có độ cứng vữngtương đối lớn vì nó như một khối hình hộp lớn được gia cốbằng các bản, các gân rất chắc Do đó độ biến dạngcủa xylanh, ổ trục … rất nhỏ

Do nắp xylanh luôn tiếp xúc với khí cháy, luôn làmviệc ở nhiệt độ cao và áp suất lớn nên phải được làmmát tốt, đồng thời vật liệu chế tạo phải có cơ tính caođể tránh bị rạn nứt

Nắp xylanh của động cơ được chế tạo bằng gangxám GX 28-48, với phương pháp đúc khuôn

Động cơ RV165-2 sử dụng cơ cấu phân phối khí xupaptreo và dùng trục cam để dẫn động xupap thông qua đũađẩy, cần mổ xupap nên việc thiết kế, chế tạo nắpxylanh động cơ đơn giản Ngoài việc là nơi để gá lắpcác chi tiết của cơ cấu phân phối khí như: xupap, lò xoxúpáp, cần mổ xúpáp, ……Nắp xylanh còn phải thiếtkế thêm lỗ để định vị kim phun, các đường nạp khôngkhí, đường thải khí cháy, đường nước làm mát thông vớithân máy, đường dẫn dầu bôi trơn cơ cấu phân phối khívà là nơi hứng dầu bôi trơn các chi tiết cơ cấu phânphối khí

Ưu điểm nổi bật của nắp xylanh kiểu này là kíchthước nhỏ gọn, các khoảng cách để bố trí các cơ cấurất hợp lý đảm bảo đủ độ bền và các chi tiết hệthống làm việc trong trường hợp tối ưu nhất

1.2.4 Ống lót xylanh:

Ống lót xylanh nằm trong thân máy, có nhiệm vụ

dụng vào thành ống, chịu lực ngang trong quá trình vậnđộng của piston, chịu ma sát mài mòn với vòng găngvà chịu nhiệt độ cao do khí cháy tạo ra.

1.2.5.Cơ cấu phát lực:

Động cơ RV165-2 là động cơ tốc độ trung bình nêncác chi tiết của cơ cấu phát lực được thiết kế khá gọnvà nhẹ để giảm lực quán tính chuyển động Ngoài ra,động cơ thường làm việc ở chế độ toàn tải nên các chitiết được thiết kế bền hơn rất nhiều

Cơ cấu phát lực gồm 4 nhóm: nhóm piston, nhómthanh truyền, trục khuỷu, bánh đà

a Nhóm piston: gồm có piston, chốt piston, bộ vòng găng,

…Nhóm piston có nhiệm vụ bảo đảm bao kín buồng cháy,giữ không cho khí cháy trong buồng cháy không lọt xuốngbuồng dưới và ngăn dầu nhờn sục vào buồng cháy;tiếp nhận lực khí thể và truyền lực ấy cho thanh truyềnđể làm quay trục khuỷu; nén khí trong quá trình nén; đẩykhí ra khỏi xy lanh trong quá trình thải và hút khí nạp mớivào buồng cháy trong quá trình nạp

b Nhóm thanh truyền: gồm có thanh truyền, bulong thanh

truyền, bạc lót thanh truyền, Nhóm thanh truyền cónhiệm vụ truyền lực tác dụng trên piston xuống làm quaytrục khuỷu và điều khiển piston làm việc trong các quátrình nạp, nén và thải Đồng thời biến chuyển độngthẳng của piston thành chuyển động quay của trụckhuỷu

c Trục khuỷu

Trục khuỷu một chi tiết quan trọng và phức tạpnhất trong động cơ Có tác dụng biến lực của khí cháyđẩy piston qua thanh truyền thành chuyển đ65ng quay trònvà đưa công suất của động cơ ra ngoài Mặt khác, biếnlực quán tính của nó thành chuyển động cho thanhtruyền và piston Qua bộ truyền động bánh răng, trụckhuỷu làm quay các cụm trục khác như trục cam, trục cânbằng, khởi động

d Bánh đà

Bánh đà được lắp trên trục khuỷu có tác dụng đảmbảo tốc độ quay của động cơ được đồng đều Trên thựctế, trục khuỷu chuyển động có gia tốc góc; do đó sẽgây nên các tải trọng phụ có tính chất va đập trong các

cơ cấu của động cơ

Trong quá trình cháy, dãn nở, sinh công của động

cơ, bánh đà tích trữ năng lượng dư sinh ra trong hành trình sinh công để bù đắp phần năng lượng thiếu hụt trong quá trình tiêu hao công, khiến cho trục khuỷu quay đều hơn, giảm được biên độ dao động của tốc độ góc của

Động cơ RV165-2 được thiết kế khởi động bằng

phương pháp quán tính nên bánh đà còn có tác dụng tích trữ năng lượng khởi động động cơ

Ngoài ra, bánh đà là nơi ghi các ký hiệu xác định điểm chết trên, điểm chết dưới, góc phun sớm,

1.2.6 Hệ thống phân phối khí:

Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ thực hiện quátrình thay đổi khí: thải sạch khí thải khỏi xylanh và nạpđầy không khí vào xylanh trong quá trình làm việc củađộng cơ, đảm bảo đóng kín các cửa nạp, cửa xả trongquá trình nén, cháy và giãn nở

Đối với động cơ diesel, dùng cơ cấu phân phối khíxupap treo là tốt nhất; Cơ cấu này bao gồm: xupap nạp,xupap thải, cần mổ xupap nạp, cần mổ xupap thải, đũađẩy, con đội, trục cam,

Khi trục cam quay, cam đẩy con đội và đũa đẩy làmcần mổ xupap tác dụng vào xupap, đẩy xupap ra mở lỗthông khí Khi cam ra khỏi vị trí tác dụng vào con đội,xupap đóng, cần mổ xupap và đũa đẩy trở về vị trí cũ

do tác dụng của lực lò xo dãn ra

Cơ cấu phân phối khí cần đảm bảo các yêu cầusau:

-Đóng mở đúng thời gian quy định

-Độ mở lớn để dòng khí dễ lưu thông

-Ít mòn, tiếng kêu bé

-Dễ điều chỉnh và sửa chữa

1.2.7 Hệ thống nhiên liệu:

Hệ thống nhiên liệu của động cơ gồm nhiều chitiết máy có độ chính xác cao như bơm cao áp, vòi phun,ống cao áp,

Để động cơ vận hành tốt hệ thống nhiên liệu củađộng cơ diesel đảm bảo những yêu cầu sau:

-Chứa nhiên liệu dự trữ, đảm bảo động cơ hoạtđộng liên tục trong một thời gian quy định

-Cung cấp nhiên liệu vào buồng cháy của động cơvới áp suất cao, lượng nhiên liệu cung cấp phải phùhợp với phụ tải (chế độ công tác) của động cơ

-Phải có thời gian phun nhiên liệu chính xác và kịpthời, bắt đầu và kết thúc phun phải dứt khoát, nhanhchóng

- Nhiên liệu phải được hoá sương tốt và phân tánđều trong buồng cháy để tạo thành hỗn hợp cháy đượctốt

Hệ thống bôi trơn có tác dụng đưa dầu bôi trơn đếncác bề mặt ma sát giữa các chi tiết máy để đạt cácmục đích sau:

-Giảm bớt sự tiêu hao động lực của máy

-Giảm bớt sự mài mòn của các chi tiết, kéo dàituổi thọ của động cơ

-Làm mát máy khi động cơ làm việc: do ma sát giữacác chi tiết sẽ làm tăng nhiệt độ, dầu bôi trơn có tácdụng giảm nhiệt độ đó

1.2.9 Hệ thống làm mát động cơ:

Trong quá trình cháy, nhiệt độ của khí cháy trongđộng cơ có thể lên tới trên dưới 2000C Nếu khôngđược làm mát tố sẽ gây ra tình trạng hỗn hợp khí nạpvào xylanh không đầy đủ làm giảm công suất động cơ,độ nhờn của dầu bôi trơn bị giảm thấp và mất tínhnăng bôi trơn Các chi tiết do chịu nhiệt độ cao bị biếndạng, hư hỏng và có khi bị bó kẹt không làm việc được

Nhưng nếu xylanh được làm mát mà nhiệt độ giảmquá thấp sẽ gây tình trạng hỗn hợp nạp vào xylanh khóbiến thành thể khí hoàn toàn, do đó sẽ cháy không hếtlàm tăng tiêu hao nhiên liệu Mặt khác, một phầnnhiên liệu sẽ lọt sang buồng trục khuỷu làm loãng dầubôi trơn, tăng thêm sự ma sát mài mòn giữa các chitiết

Hệ thống làm mát phải đảm bảo cho các chi tiếtcủa động cơ làm việc ở nhiệt độ ổn định (80  90C ) Sựlàm mát giữa các vùng của động cơ phải đồng đều đểtránh gây ứng suất nhiệt làm hỏng động cơ

1.2.10 Hệ thống truyền động bánh răng:

Bánh răng trục khuỷu được lắp chặt trên đầu trụckhuỷu; Bánh răng khuỷu ăn khớp với bánh răng camđể dẫn động trục cam quay, đồng thời bánh răng khuỷucũng ăn khớp với bánh răng trung gian để dẫn động haitrục cân bằng qua bộ bánh răng cân bằng (bánh răngCB1, bánh răng CB2, bánh răng CB3) Qua kết cấu hệdẫn động này, trục cam sẽ quay ngược với chiều quaycủa trục khuỷu; với tốc độ góc bằng nửa tốc độ góccủa trục khuỷu Trục cân bằng quay cùng vận tốc gócvới trục khuỷu, trục cân bằng 1 (trục phía dưới) sẽ quaycùng chiều với trục khuỷu và trục cân bằng 2 (trục phíatrên) sẽ quay ngược chiều với chiều quay trục khuỷu.Bánh răng trung gian là bánh răng đôi, bánh răng lớnăn khớp với bánh răng trục khuỷu, bánh răng nhỏ ănkhớp với bánh răng trục khởi động để khởi động độngcơ

1.2.11 Hệ thống khởi động:

Động cơ RV165-2 có công suất động cơ thuộc loạitrung bình nên được khởi động bằng phương pháp quay tay;kết cấu của phương pháp này khá đơn giản gồm tayquay khởi động, trục khởi động và bánh răng truyềndẫn khởi động

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ

2 1 Các thông số kết cấu:

Loại động cơ: động cơ Diesel không tăng áp

2.2 Tính toán nhiệt:

2.2.1 Mục đích tính toán nhiệt

Công suất, hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ của động cơ phụ thuộc vào mức độ hoàn hảo của chu trình làm việc Vì vậy, cần nghiên cứu chi tiết các quá trình tạo nên chu trình làm việc để tìm ra quy luật diễn biến và phát hiện những yếu tố ảnh hưởng tới các quá trình ấy, trên cơ sở đó xác định phương hướng nâng cao tính hiệu quả và kinh tế của động cơ

Tính toán nhiệt động cơ đốt trong chủ yếu là xây dựng trên lý thuyết đồ thị công chỉ thị của một động

cơ cần được thiết kế, thông qua việc tính toán các thôngsố nhiệt động lực học của chu trình công tác Chu trình công tác của động cơ bao gồm các quá trình sau: quá

trình nạp, quá trình nén, quá trình giãn nở sinh công, quátrình thải Với quy luật diễn biến của các chu trình, có thể xây dựng phương pháp tính chu trình lý thuyết tương đối sát với chu trình làm việc Từ kết quả của các tính toán nói trên ta xây dựng giản đồ công chỉ thị (P – V) và đồ thị đường đặc tính ngoài

2.2.2 Các thông số cần thiết cho tính toán nhiệt.

a Tính cao tốc của động cơ Vp:

Tốc độ trung bình của pittông : Theo [Tài liệu

“TTĐCĐT, tập 1, trang 8]

Vp =

S.n

30 = 7,11 (m/s)Trong đó S= 97mm = 0,097m _ Hành trình piston

n=2200 v/ph _Số vòng quay của trục khuỷu 9(m/s)> Vp 6 (m/s), do đó RV165-2 là động cơ tốcđộ trung bình

b Áp suất và nhiệt độ không khí nạp p0, T0 :

Ta chọn áp suất khí nạp bằng áp suất khí quyển:

p0 = 0,1MPaNhiệt độ không khí nạp là một thông số rất quantrọng, nó không những quyết định cho việc sấy nóng haykhông sấy nóng khí nạp mới mà còn ảnh hưởng tớikhả năng nạp đầy khí nạp mới vào xylanh động cơ Nhiệtđộ khí nạp mới chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ môitrường nơi động cơ làm việc Nhiệt độ trung bình củanước ta là 290C, do đó:

T0 = Tk = (tkk + 273) K = 29+273 = 302K

c Áp suất và nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp pk, Tk:

Aùp suất pk của động cơ bốn kỳ không tăng áp thường nhỏ hơn p0 (pk < p0) vìkhi đi vào đường ống nạp thường gặp lực cản của bầu lọc không khí

Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp Tk tương đương với T0

Chọn: pk = 0,095 MPa

Tk = T0 = 302K

d Áp suất và nhiệt độ khí sót pr, Tr:

*Áp suất khí thải:

Do động cơ sử dụng một xupap xả và có gắn bộtiêu âm trên đường thải, tiết diện thông qua nhỏ nênáp suất khí thải pth ở giới hạn sau:

pth = (1,02 1,04)p0

 pth = 0,102MPaTrong đó p0 = 0,1 MPa_ Aùp suất khí nạp

Áp suất khí sót là một thông số quan trọng nóinên mức độ thải sạch khí cháy ra khỏi xylanh động cơ.Áp suất khí sót phụ thuộc vào diện tích thông qua biênđộ - độ cao - góc mở sớm, đóng muộn của xupap xả

Nhiệt độ khí xót Tr phụ thuộc vào thành phần hòakhí, mức độ giãn nở của sản vật cháy và sự trao đổinhiệt giữa sản vật cháy và thành xylanh trong quá trìnhgiãn nở

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 101, 102], đối với động cơ bốn kỳ không tăng ápcó gắn bộ tiêu âm pr và Tr có giá trị nằm trong phạm visau:

e Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới T:

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,

trang 102], độ tăng nhiệt độ T được xác định theo thực

nghiệm T = 20  400C

Do động cơ có đường nạp ngắn nên sự tiếp xúcgiữa khí nạp và thành động cơ ít nên ta chọn T ở giớihạn thấp Chọn :

T = 200C

f Nhiệt trị thấp của dầu diesel QH (QH = Qtk.)

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến, bảng 3-2, trang 51], các thành phần c, h, Onl và QH có trong

1kg nhiên liệu là:

h Hệ số dư không khí :

Hệ số dư không khí  là hệ số để đánh giá mứcđộ đậm hay nhạt của môi chất công tác:

α= M1

M0

M1: lượng không khí thực tế nạp vào xy lanh

M0: lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốtcháy hoàn toàn một kilogam nhiên liệu

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 103], Hệ số dư không khí  được xác định theo thựcnghiệm  = [1,5 1,8]

Do động cơ thiết kế là loại động cơ diesel có buồngcháy thống nhất nên ta có thể chọn:  = 1,55

i Lượng không khí nạp thực tế M1:

M1 = .M0= 0,768 (kmolkk/kgnl) Trong đó = 1,55 _Hệ số dư không khí

M0= 0,496(kmolkk)_Lượng không khí lýthuyết

j Lượng sản vật cháy M2 :

M2=

O nl

32 + h4+α M0 = 0,80 (kmolkk/kgnl)Trong đó M0=0,496 (kmolkk)_Lượng không khí lý thuyết đốt

cháy 1kg nhiên liệu

h = 0,126kg

Onl = 0,004kg

k Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (z):

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (điểm z là điểmđầu của quá trình cháy – giãn nở) là thông số biểu thịmức độ lợi dụng nhiệt của quá trình cháy hay tỉ lệlượng nhiên liệu đã cháy tại điểm z Có rất nhiều yếutố ảnh hưởng tới trị số z như khi tăng số vòng quaymặc dù truyền nhiệt cho vách xy lanh có giảm đi, song dohiện tượng cháy rớt tăng nên trị số z giảm Ngoài rahiện tượng phân giải sản phẩm cháy cũng ảnh hưởngrất lớn đến hệ số z, hiện tượng này tăng làm cho z

giảm

Trị số thực tế của hệ số lợi dụng nhiệt z đượcchọn trên cơ sở phân tích tổng thể các yếu tố ảnhhưởng tới quá trình cháy phát nhiệt của động cơ vàdựa theo giới hạn các giá trị thực nghiệm

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 180],hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z được xác địnhtheo thực nghiêm z=(0,65 0,85) Chọn:

 = 0,65

l Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (b):

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (điểm b là điểmcuối của quá trình cháy - giãn nở) phụ thuộc vào nhiềuyếu tố Khi tốc độ động cơ càng cao, cháy rớt càngtăng dẫn đến b nhỏ

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 185], b được xác định theo thực nghiêm b =(0,85 0,90) Động cơ có tốc độ trung bình nên chọn:

b = 0,9

m Hệ số nạp thêm 1:

Hệ số nạp thêm 1 biểu thị sự tương quan lượng tăngtương đối của hỗn hợp khí công tác sau khi nạp thêm sovới lượng khí công tác chiếm chổ ở thể tích Va

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 106],hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn 1 = 1,02

÷1,07 Chọn hệ số nạp thêm 1 = 1,03

n Hệ số quét buồng cháy 2:

Động cơ RV165-2 không quét buồng cháy, nên theo[tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến, trang 107],hệ số quét buồng cháy 2=1

o Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt t.:

Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt t phụ thuộc vào hệ số dưkhông khí α và nhiệt độ khí sót Tr

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 103],theo thực nghiệm thống kê với động cơ dieselcó α = 1,5÷1,8, có thể lấy t = 1,11

p Hệ số điền đầy đồ thị công d:

Hệ số điền đầy đồ thị công đánh giá phần haohụt về diện tích của đồ thị công thực tế so với đồ thịcông tính toán

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 195],hệ số điền đầy được xác định theo thựcnghiệm d = [0,92÷0,97] Chọn:

d =0, 92.

2.3 Tính toán các quá trình

2.3.1 Tính toán quá trình nạp

a Áp suất cuối quá trình nạp pa:

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,

trang 100], áp suất cuối quá trình nạp thường có giá trị

sau:

pa=[0,8 ÷ 0,9]pk = 0,085 MPaTrong đó pk = 0,095 [MPa] _ Aùp suất khí nạp trướcxupap nạp

b Hệ số nạp v:

Hệ số nạp v là tỉ số giữa lượng môi chất mớithực tế nạp vào xylanh ở đầu quá trình nén khi đã đóngcác cửa nạp và cửa thải so với lượng môi chất mới lýthuyết có thể nạp đầy vào thể tích công tác của xylanh

ở điều kiện áp suất và nhiệt độ môi chất phía trướcxupap nạp

Trong đó  =18_ Tỉ số nén của động cơ

pa= 0,085MPa _ Aùp suất cuối quá trình nạp

pk = 0,095MPa _ Aùp suất khí nạp trước xupapnạp

Tk = 302K _ Nhiệt độ khi' nạp trước xupap

m - Chỉ số giãn nở đa biến của khí sót

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS NguyễnTất Tiến,

trang 106], chỉ số giãn nở đa biến của khísót có giá trị trong

khoảng m =[1,45 ÷1,50] Chọn m =1,45

Động cơ diesel không tăng áp [v] =[0,8 ÷0,94]

c Xác định hệ số khí sót r:

Cuối quá trình thải, trong xylanh còn lưu lại ít sảnvật cháy, được gọi là khí sót Trong quá trình nạp số khísót trên sẽ giãn nở, chiếm chỗ trong xylanh và trộn vớikhí nạp mới làm giảm lượng khí nạp mới

γ r=( ε−1)η λ2

v p p r

k.T T k

r  0,033  [r ]= [0,03 ÷ 0,06]Trong đó  =18_ Tỉ số nén của động cơ

2 =1 _ Hệ số quét buồng cháy

v = 0,85_Hệ số nạp không khí

pr = 0,106 MPa _ Aùp suất khí sót

pk = 0,095MPa _ Aùp suất khí nạp trước xupapnạp

T = 302K _ Nhiệt độ khi' nạp trước xupap nạp

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,

trang 101], hệ số khí sót r của động cơ không tăng ápnằm trong phạm vi [r ]= [0,03 ÷ 0,06]

d Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta:

Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta lớn hơn Tk

và nhỏ hơn Tr là do kết quả của việc truyền nhiệt từcác bề mặt nóng tới môi chất mới khi tiếp xúc vàviệc hòa trộn của môi chất với khí sót lớn hơn

Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta được tính như sau:

Τ a=Τ k +ΔΤ+γ 1+γ r .Τ r

r = 334,4K  [Ta] =[310 ÷350]KTrong đó Tk = 302K _ Nhiệt độ khi' nạp trước xupap

nạp

T = 200C _Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới

Tk = 710K _ Nhiệt độ khi' sót

r = 0,033 _ Hệ số khí sótTheo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 104], nhiệt độ cuối quá trình nạp của động cơkhông tăng áp thường có giá trị sau: [Ta]= [310 ÷350]K

2.3.2 Tính toán quá trình nén

a Xác định chỉ số nén đa biến trung bình n1:

*Tỉ nhiệt mol tức thời của khí nạp mới (không khí, N2, O2, CO):

*Tỷ nhiệt mol đẳng tích tức thời của sản vật cháy:

Với hệ số dư không khí α=1,55 > 1 thì:

mC ' v =(19,867+1,634 α )+(427,38+184,36 α )10−5.T

(KJ/kmol.độ)

*Chỉ số nén đa biến trung bình n1:

Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định gầnđúng theo phương trình cân bằêng nhiệt của quá trìnhnén

a”v = 19,84

b”v = 0,00209 (mC'' v=19,84+0,00209.T [KJ/kmol.độ]_ Tỷ nhiệt

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 128], chỉ số nén đa biến trung bình của động cơthường có giá trị sau: [n1]= [1,34 ÷1,39]

b Áp suất và nhiệt độ cuối quá trình nén pc, Tc:

*Áp suất cuối quá trình nén

pc = pa εn1

= 4,72 MPa [pc] = [3,0 ÷ 5,0] MpaTrong đó pa = 0,085 MPa _ Aùp suất cuối quá trình

nạp

 =18_ Tỉ số nén của động cơ

n1 = 1,39_Chỉ số nén đa biến trung bình Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 138], áp suất cuối quá trình nén thưởng nằm tronggiới hạn [pc] = [3,0 ÷ 5,0] MPa

*Nhiệt độ cuối quá trình nén

T c =T a ε n1 −1

= 1032KTrong đó Ta = 334,4K _ Nhiệt độ cuối quá trình nạp

 =18_ Tỉ số nén của động cơ

n1 = 1,39_Chỉ số nén đa biến trung bình

c Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới ở cuối quá trình nén

mCv

mCv=19,806+0,002095.Tc= 21,97 (KJ/kmol.độ)

Trong đó Tc = 1032K _ Nhiệt độ cuối quá trình nén

d Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy cuối quá trình nén mC' v

:

mC' v=20,921+0 ,001365.Tc = 22,33 (KJ/kmol.độ)

Trong đó Tc = 1032K _ Nhiệt độ cuối quá trình nén

e Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí cuối quá trình nén mC'' v :

mC'' v=19,84+0,00207.Tc = 21,98 (KJ/kmol.độ)

Trong đó Tc = 1032K _ Nhiệt độ cuối quá trình nén

2.3.3 Tính toán quá trình cháy

a Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết 0:

b Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế :

β=1+ β 1+γ0−1

r = 1,038

Trong đó 0 = 1,04 _ Hệ số biến đổi phân tử khí lý

thuyết

r = 0,033 _ Hệ số khí sót

c.Hệ số thay đổi thể tích tại điểm z:

* Hệ số tỏa nhiệt tại điểm z:

X z=ξ ξ z

b = 0,72

Trong đó z = 0,65_ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z

b = 0,9_ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b

* Hệ số thay đổi thể tích tại điểm z

β z=1+β0−1

1+γ r X z

=1,027Trong đó 0 = 1,04 _ Hệ số biến đổi phân tử khí lý

thuyết

r = 0,033 _ Hệ số khí sót

Xz = 0,72_Hệ số tỏa nhiệt tại điểm z

d Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của môi chất tại điểm z:

Trong đó M2 = 0,80 (kmolkk/kgnl) _ Lượng sản vật cháy

thực tế Xz = 0,72_Hệ số tỏa nhiệt tại

điểm z 0 = 1,04 _ Hệ số biến đổi phân tử khí lý

thuyết

r = 0,033 _ Hệ số khí sót

mC ' v =20,921+0 ,001365.T z(KJ/kmol.độ)_Tỷ nhiệt mol

đẳng tích trung bình của sản vật cháy ởcuối quá trình nén

mCv=19,806+0,002095.Tz (KJ/kmol.độ) _ Tỷ nhiệt mol

đẳng

tích trung bình của khí nạp mới ở cuốiquá trình nén

e Nhiệt độ cuối quá trình cháy TZ:

* Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của môi chất tại điểm c:

(m.C v)z =19,806+0,002095T c =21,98 [KJ/kmol.độ]

Trong đó: Tc=1032K _Nhiệt độ cuối quá trình nén

* Nhiệt độ cuối quá trình cháy TZ:

Nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz được xác định theophương trình:

ξ z Q tk

M1(1+γ r)+(mC v '')c T c =β z (mC ' v)z T z

(**)Trong đó z = 0,65_ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z

Qtk = QH = 42,5 (KJ/kgnl)=42500 (J/kgnl)

M1= 0,768 (kmolkk/kgnl)_Lượng không khí nạpthực tế

r = 0,033 _ Hệ số khí sót

Tc = 1032K _ Nhiệt độ cuối quá trình nén

z =1,027_ Hệ số thay đổi thể tích tại điểm z

(mC '' v)c =21,98 _ Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình

0 ,0016 T z2+21,18 T z−57504=0 (***)Giải phương trình (***) ta được Tz = 2309K

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 180], nhiệt độ cuối quá trình nén nằm trong giớihạn [Tz] = [1800K ÷ 2200K]

f Hệ số tăng áp .:

Hệ số tăng áp là tỉ số giữa áp suất của hỗnhợp khí trong xy lanh ở cuối quá trình cháy pz và quá trìnhnén pc hoặc tỉ số giữa nhiệt độ cuối quá trình cháy vàquá trình nén nhân với hệ số thay đổi thể tích tại điểmz

Hệ số  càng lớn lượng nhiên liệu cháy trong quátrình đẳng tích càng nhiều, áp suất cực đại càng cao, ápsuất có ích trung bình tăng, suất tiêu hao nhiên liệugiảm Tuy nhiên  lớn ảnh hưởng tới độ bền, mòn củachi tiết, lực tác dụng lên chi tiết tăng

Tz =2309K _ Nhiệt độ cuối quá trình cháy

z =1,027 _ Hệ số thay đổi thể tích tạiđiểm z

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 180], hệ số tăng áp có giá trị nằm trong giới hạn[] = [1,6 ÷2,4]

g Áp suất cuối quá trình cháy pz:

Áp suất cuối quá trình cháy được tính theo công thức:

pz =  pc =10,84 MPa Trong đó  = 2,2_ Hệ số tăng áp

pc = 4,72 MPa _ Aùp suất cuối quá trìnhnén

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 138], áp suất cuối quá trình cháy thưởng nằm tronggiới hạn [pc] = [5,0 ÷ 10,0] MPa

2.3.4 Tính toán quá trình giãn nở

a Hệ số giãn nở trong quá trình giãn nở:

δ= ε ρ

= 15Trong đó  =18_ Tỉ số nén của động cơ

 - Hệ số giãn nở khi cháy

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TSNguyễn Tất Tiến,

trang 180], hệ số giãn nở khi cháy nằm

trong giới hạn []=1,2 ÷ 1,7 Chọn  = 1,2

b Xác định chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2:

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 188], chỉ số đa biến trung bình của động cơ thườngcó giá trị sau: [n2]= [1,20 ÷1,30]

Theo kinh nghiệm chọn n2 = 1,295

c Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb:

Ta có công thức tính nhiệt độ cuối quá trình giãn nở :

Τ b= Τ z

δ n2 −1

= 1038K Trong đó TZ = 2309K _Nhiệt độ cuối quá trình cháy

n2 = 1,295 _ Hệ số giãn nở đa biến trungbình

 =15_Hệ số giãn nở trong quá trình giãnnở

Theo [tài liệu ‘’NLĐCĐT’’ của GS.TS Nguyễn Tất Tiến,trang 188], nhiệt độ cuối quá trình nén thưởng nằm tronggiới hạn [Tb] = [900K ÷ 1000K]

d Áp suất cuối quá trình giãn nở pb:

e Tính toán kiểm tra lại nhiệt độ khí sót:

2.4 Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình: 2.4.1 Aùp suất và hiệu suất các quá trình

a Áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết p’i:

Ta có công thức tính áp suất chỉ thị trung bình lýthuyết :

n1 = 1,39 _ Chỉ số nén đa biến trungbình

n2 = 1,295 _ Chỉ số giãn nở đa biếntrung bình

 = 1,2 _ Hệ số giãn nở khi cháy  =15_ Hệ số giãn nở trong quá trình giãn nở

 =18 _Tỷ số nén của động cơ

b.Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi:

Áp suất chỉ thị trung bình thực tế được tính theocông thức :

c.Công suất chỉ thị Ni:

i = 1_ Số xylanh động cơ

 = 4_ Số kỳ động cơ

n=2200v/ph _Số vòng quay của trục khuỷu

d Công suất tổn thất cơ giới Nm:

f Áp suất có ích trung bình pe:

Áp suất có ích trung bình được tính theo công thức:

p e =p i η m = 0,78 MPa

Trong đó pi= 0,98MPa_ Aùp suất chỉ thị trung bìnhthực tế

m = 0,8_ Hiệu suất cơ giới

g Áp suất tổn thất cơ giới pm:

p = p − p

Trong đó pi= 0,98MPa_ Aùp suất chỉ thị trung bình thựctế

pe = 0,78 MPa_ Aùp suất có ích trung bình

h Hiệu suất chỉ thị i:

i = 8,314

M1.p i .T k

Q H p k .η v= 0,55 Trong đó M1 = 0,768 (kmolkk/kgnl)_Lượng không khínạp thực tế

pi= 0,98 MPa_ Aùp suất chỉ thị trung bìnhthực tế

Tk = 302K _ Nhiệt độ khí nạp trước xupap

v = 0,85_Hệ số nạp không khí

i Hiệu suất có ích e:

e = i.m = 0,44

Trong đó i = 0,55 _ Hiệu suất chỉ thị

m = 0,8 _ Hiệu suất cơ giới

2.4.2 Suất tiêu hao nhiên liệu

a Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi:

Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi là lượng nhiên

liệu tiêu hao cho 1w chỉ thị trên 1s, là thông số đặc trưng cho tính kinh tế của chu trình

gi =

3600

Q H η i= 0,154 kg/kW.h=154 g/kW.h Trong đó QH = 42500 (J/kgnl)_Nhiệt trị thấp của

dầu diesel

e = 0,44 _ Hiệu suất chỉ thị

Bảng [2.1] Bảng kết quả tính toán nhiệt động cơ RV165-2

Hệ số lợi dụng nhiệt tại

Công suất của động cơ Ne [kW] 12,136

Số vòng quay trục khuỷu n [v/ph] 2200

Nhiệt độ không khí nạp T0 [K] 302

Độ tăng nhiệt độ khí nạp

Hệ số lợi dụng nhiệt tại

Nhiệt độ khí nạp trước

Áp suất không khí nạp p0[MPa] 0.1

Áp suất không khí trước

Áp suất cuối quá trình nạp pa[MPa] 0.085

Áp suất cuối quá trình

Hệ số giãn nở trong quá

trình giãn nở

Áp suất cuối quá trình pz [MPa] 10,6

giãn nở

Aùp suất chỉ thị trung bình pi[MPa] 0.9

Aùp suất tổn thất cơ giới pm[MPa] 0,2

Aùp suất có ích trung bình pe[MPa] 0.78

Suất tiêu hao nhiên liệu

Suất tiêu hao nhiên liệu

2.5 Tính toán các thông số kết cấu của động cơ:

2.5.1 Thể tích công tác V h của xy lanh:

V h=30.τ N p e

e n.i = 0,8486 dm

Trong đó ne - Số vòng quay thiết kế của trục khuỷu, ne = 2200v/ph

Ne - Công suất động cơ, Ne = 12,136 [kW]

pe - Aùp suất có ích trung bình, pe = 0,78 MPa

2.6 Vẽ đồ thị công chỉ thị:

2.6.1 Các điểm đặc biệt trên đồ thị công:

a.Điểm a:

Điểm a là điểm cuối hành trình hútù:

pa = 0,085MPa

Va = Vh + Vc =888,88 [cm3]Trong đó Vh - Thể tích công tác là thể tích đượctạo ra khi piston

dịch chuyển mộthành trình

Vh= πD2

4 .S =839498,63 [mm] = 839,496[cm3]

Vc - Thể tích buồng cháy là thể tíchxylanh khi piston

ở điểm chết trên

V c= V h

ε−1 = 49,382 [cm3] Trong đó Vh = 1109,676 [cm3]  = 18_Tỉ số nén của động cơ

Trong đó =1,2- Hệ số giãn nở khi cháy

Vc = 49,38 cm3 _ Thể tích buồng cháy

đến Va ta lần lượt xác định được các giá trị áp suất.Trong đó Va = 888,88 [cm3] _ Thể tích cuối hành trình hút

Vc = 49,38 cm3_ Thể tích cuối hành trình nén

pa = 0,085MPa_ Aùp suất cuối hành trình hút

n1 = 1,39_ Chỉ số nén đa biến trung bình

Các giá trị áp suất và thể tích tương ứng được trình

2.6.3 Dựng đường cong giãn nở:

Trong đó Vb = 888,88 [cm3] _ Thể tích cuối hành trình giãn nở

Vz = 59,256 cm3_ Thể tích cuối hành trình cháy

Pz = 10,6 MPa _ Aùp suất cuối hành trình cháy

n2 = 1,295 _ Chỉ số giãn nở đa biến trung bình

Các giá trị áp suất và thể tích tương ứng được trình bày trong bảng [2.2].

Bảng [2.2] : Số liệu vẽ đồ thị công

42 860 0,089 860 0,332

2.6.4 Dựng và hiệu đính đồ thị:

Biểu diễn áp suất khí thể trên trục tung, thể tích công tác trên trục hoành với tỉ lệ xích thích hợp:  p = 16(MPa)/mm và v = 4cm3/mm

- Dựng phía trên đồ thị công nửa đường tròn tâm O bán kính R:

OR= V h

μ v.2 = 138,7 mm, Tâm O là trung điểm Vh.Trong đó Vh - Thể tích công tác là thể tích đượctạo ra khi piston dịch chuyển một hành trình

R= 48,5mm _ Bán kính quay của trục khuỷu

Từ O’ ta vẽ các tia hợp với đường tâm đã vẽ trên những góc:

Góc mở sớm xupap hút α1 =200

Góc đóng muộn xupap hút α2=450

Góc mở sớm xupap thải β1 =500

Góc đóng muộn xupap thải β2=150

Góc phun nhiên liệu sớm ϕ=22050

- Từ giao điểm của các tia cắt nửa đường tròn tâm

O ta kẽ các đường gióng song song với trục tung cắt đồ thị công và từ các điểm này ta xác định được các điểm phối khí trên đồ thị công

Điểm r”: Điểm mở sớm xupap nạp

Điểm r’: Điểm đóng muộn xupap thải

Điểm b’: Điểm mở sớm xupap thải

Điểm a’: Điểm đóng muộn xupap nạp

Điểm c’: Điểm phun nhiên liệu sớm

** Hiệu đính phần đường cong của quá trình cháy trên đồ thị công:

Ở động cơ diesel áp suất cực đại cuối quá trình

cháy, điểm z có tọa độ (Vz, pz) và z’ có tọa độ (Vc, pz).Điêm z”: là trung điểm đọan z’z song song với trục hoành

Điểm b”: là trung điểm đoạn ab

Điểm c”: lấy trên đoạn cz’ sao cho độ dài đoạn cc” = (1/3) cz’

(Điểm c: là điểm ứng với góc quay trục khuỷu  =

[H2.1] Đồ thị công chỉ thị của động cơ

2.7 Đường đặc tính ngoài của động cơ:

2.7.1 Đường đặc tính công suất động cơ:

Ne, ne: Công suất hữu ích của động cơ và số

vòng quay trục khuỷu

ứng với một điểm bất kỳ của đồ thị đặc tính ngoài

Nmax = 12,136 kW _ Công suất có ích cực đại

nN = 2200 v/ph _ Số vòng quay trục khuỷu ứng với công suất cực đại

a, b, c_ Các hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ như sau:

Theo [Tài liệu ‘’LT OTO MK’’, trang 12], Động cơ diesel

4 kỳ có buồng cháy thống nhất: a = 0.5; b = 1.5; c = 1

[H2.2])

Bảng 2.3: Bảng kết quả các thông số đường đặc tính

ngoài động cơ RV165-2

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC - ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU

TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN

3.1 Mục đích

Tính toán động lực học là một trong những bướcquan trọng, dựa vào những số liệu chủ yếu của tínhtoán nhiệt

Tính toán động lực học giúp ta xác định các lựctiếp tuyến T, lực pháp tuyến Z, lực ngang N và phụ tải Qtác dụng trên chốt khuỷu và trục khuỷu

Trên cơ sở kết quả tính toán động lực học để áp dụng cho các bước tính toán thiết kế các cụm chi tiết vàcác hệ thống của động cơ

3.2 Sơ đồ lực, chiều quay và dấu

3.2.1 Sơ đồ lực:

[H 3-1] : Sơ đồ lực tác dụng lên cơ cấu trục thanh truyền

khuỷu-3.2.2 Quy ước chiều quay và dấu:

- Chiều quay của trục khuỷu: Quy ước là ‘-‘ nếu

động cơ quay theo ngược chiều kim đồng hồ nhìn từ phía bánh đà

- Dấu của các lực như lực khí thể, lực quán tính :

Quy ước ‘+’ nếu lực hướng vào tâm hoặc từ trên xuống dưới, ø ‘-‘ nếu ngược lại

3.3 Động học của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền 3.3.1 Quy luật động học của piston theo phương

pháp đồ thị:

3.3.1.1 Chuyển vị x của piston:

Theo phương pháp đồ thị của giáo sư Brich, chuyển vị

x của piston có quan hệ thuận nghịch với góc quay  của trục khuỷu

Vẽ vòng tròn tâm O, bán kính R (bằng bán kính quaycủa trục khuỷu); do đó AD=2R=97[mm] Điểm A ứng với góc quay =00 (vị trí của điểm chết trên [ĐCT]) và điểm

D ứng với góc quay =1800 (vị trí của điểm chết dưới [ĐCD])

Theo hình vẽ bên trái [hình 3.2] Từ O, lấy đoạn OO’ dịch về phía ĐCD

OO'=R λ2

Trong đó = 0,306_Thông số kết cấu động cơ

R= 48,5[mm]_ Bán kính quay của trục khuỷu.Từ O’, kẻ đoạn O’M song song với đường tâm má khuỷu OB Hạ MC thẳng góc với AD  AC= x

[H 3.2] Phương pháp đồ thị Brich và đồ thị chuyển vị

x của piston

3.3.1.2 Vận tốc v của piston:

Theo phương pháp đồ thị vòng, vận tốc của pistonđược xác định như sau:

R= 48,5[mm]_ Bán kính quay của trục khuỷu.

=.n/30=230,261/s_ Vận tốc góc củatrục khuỷu

-Đẳng phân định hướng chia nửa vòng tròn R1 vàvòng tròn R2 thành n phần , đánh số 1, 2, 3, , n và 1’, 2’,3’, , n’ (n=8) theo chiều như trên hình vẽ [Hình 3.3]

-Từ các điểm O, 1, 2, 3, kẻ các đường thẳng gócvới AB cắt các đường song song với AB kẻ từ O, 1’, 2’,3’, tại các điểm O, a, b, c, Nối O, a, b, c, bằng đườngcong, ta được đường biểu diễn trị số tốc độ

-Các đường thẳng đứng a1, b2, c3, nằm giữa đườngcong O, a, b, c, với nủ đường tròn R1 biểu diễn trị số tốc

độ ở các góc  tương ứng

-Vẽ vòng tròn tâm O có bán kính R2=

.R.2=786864,9[mm]; đồng tâm với nửa vòng tròn cóbán kính R1=R.2=2571453,9[mm]

Trong đó = 0,306_Thông số kết cấu động cơ

R= 48,5[mm]_ Bán kính quay của trục khuỷu =230,261/s_ Vận tốc góc của trục khuỷu-Chia nửa vòng tròn R1 và vòng tròn R2 thành nphần, đánh số 1, 2, 3, …, n và 1’, 2’, 3’, …, n’ theo chiều nhưtrên hình vẽ [H3.4] (n=8)