Đồ án môn học động cơ đốt trong đề tài tính toán nhiệt và động học của động cơ đốt trong của xe peugeot 5008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhóm SVTH 1 Nguyễn Công Trạng 2 Lê Thành Vinh 20145657 3 Nguyễn Tuấn Tùng GVHD TS Lý Vĩnh Đạt[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT

LƯỢNG CAO



ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhóm SVTH :

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC

1 Tên đề tài: Tính toán nhiệt và động học của động cơ đốt trong của xe PEUGEOT 5008

2 Các số lệu ban đầu :

-Loại động cơ: Diesel Số kì :4

-Công suất :88.2kw Số xy lanh :4

-Tỉ số nén : 17 Hệ số lượng dư không khí 1,45

-Số vòng quay : 3500(v⁄ph ) Làm mát bằng nước

3 Nội dung thực hiện đề tài

- Tính toán nhiệt , tính toán động học và động lực học của cơ cấu piston – trục khuỷu

- Đồ thị tải tác dụng lên chốt khuỷu (T-Z)

LỜI CẢM ƠN

Sau những ngày nỗ lực thực hiện báo cáo Đồ Án Môn Học đã phần nào hoàn thành

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TS Lý Vĩnh Đạt đã tận tình hướng dẫn

giúp đỡ tụi em trong suốt quá trình thực hiện đề tài và em xin chan thành cảm ơnthầy cô giáo trong khoa đã giúp chúng em hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình Dokiến thức hạn chế , nhiều điều còn mới mẻ nên trong suốt quá trình báo cáo khôngthể tránh khỏi những sai sót ,chúng em xin kính mong sự chỉ bảo tận tình của thầy

cô giáo để chúng em có thể hoàn thành tốt hơn nữa nhiệm vụ của mình

Cuối cùng, chúng em xin kính chúc các thầy cô luôn luôn khỏe mạnh và ngàycàng thành công hơn trên con đường giảng dạy của mình

Xin trân trọng cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2022

Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện

2.1 Các thông số cho trước của động cơ

- Kiểu, loại động cơ (động cơ xăng, động cơ diesel ): động cơ Diesel (1,6 BlueHDI(120))

- Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích, g

- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp và thải

- Chiều dài thanh truyền, L (mm): 98,47mm

- Khối lượng nhóm piston,m (kg):

- Khối lượng nhóm thanh truyền,m (kg): (g/Kw.h)

2.2.1 Áp suất không khí nạp (p 0 )

Áp suất không khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển, giá trị po phụ thuộc vào độ cao

so với mực nước biển Càng lên cao thì po càng giảm do không khí càng loãng, tại

độ cao so với mực nước biển: p = 0.1 MN/ 2

0

2.2.2 Nhiệt độ không khí nạp mới ( 0 ).

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

tkk = 310C cho khu vực miền Nam, do đó:

T = (29 + 273)= 302K

0

2.2.3 Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp ( k )

Động cơ bốn kỳ : pk là áp suất khí nạp đã được nén sơ cấp trước trong máy nén tăng áphoặc trong bơm quét khí p > p

2.k2.4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp ( k )

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

ΔTm - chênh lệch nhiệt độ của không khí trước và sau két làm mát

2.2.5 Áp suất cuối quá trình nạp ( a )

Đối với động cơ tăng áp:

Đối với động cơ diesel chọn:

tốc độ quay n, góc phun sớm nhiên liệu (ở động cơ diesel)

hợp thành phần càng phù hợp thì quá trình cháy xảy

càng thấp Xilanh hỗnGiá trị ε càng cao thì khí cháy càng dãn nở nhiều nên

ra càng nhanh, ít cháy rớt nêncàng giảm

Nếu góc phun sớm nhiên liệu hoặc đánh lửa sớm quá nhỏ thì quá trình cháy rớt

2.2.8 Độ tăng nhiệt độ khi nạp mới

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 ΔT

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

cứ vào số liệu thực nghiệm

Chọn ΔT = 250C

2.2.9 Chọn hệ số nạp thêm λ 1

Hệ số nạp thêm λ 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 Va

Hệ số nạp thêm chọn λ 1 = 1,05

2.2.10 Chọn hệ số quét buồng cháy λ 2

Động cơ tăng áp (có quét buồng cháy) chọn 2 = 0.2

2.2.11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ t

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

độ khí sót Tr Theo thực nghiệm thống kê đối với động cơ xăng λt được chọn:

Hệ số dư lượng không khí 0,80 1,00 1,20 1,40

α

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λt 1,13 1,17 1,14 1,11

Thông thường khi tính cho:

Động cơ Diesel có α=1,25÷1,4; chọn λt=1,11

2.2.12 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξ z )

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

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

Chọn ξz = 0.7

2.2.13 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξb)

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξb) phụ thuộc vào nhiều yếu tố Khi tốc độ

động cơ càng cao, cháy rớt càng tăng, dẫn đến ξb nhỏ

Chọn ξb = 0.9

2.2.14 Hệ số dư lượng không khí α

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

Hệ số dư lượng không khí chọn α = 1.45

2.2.15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công φ d

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

thực tế so với đồ thị công tính toán

2.3.2.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:

- Khi α > 1 tính cho động cơ diesel theo công thức sau:

19.806+0.00419T +1.4 × (21.04314286+0.002806042T )

1+ 1.4

¿20.51436735+0.002503585 T =a' v+ b'

2v T

2.3.2.4 Tỷ số nén đa biến trung bình n 1 :

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: tỷ lệ hóa khí,loại buồng cháy, các thông số kết cấu động cơ, các thông số vận hành gồm phầntải, vòng quay, trạng thái nhiệt…

Chỉ số nén đa biến trung bình xác định gần đúng theo phương trình cân bằng nhiệtcủa quá trình nén, với giả thiết quá trình nén là quá trình đoạn nhiệt nên cho vế trái của phương trình này bằng 0 và thay k1 = n1 ta có:

a v ' +

b

v ' T a ( ε n1 −1+ 1)

Trong đó: C, H, O là thành phần carbon, hydro, oxy, tính theo khối lượng có

trong 1kg nhiên liệu lỏng tham khảo bảng:

Đặc tính nhiên liệu lỏng dùng cho động cơ

Nhiên liệu

Thành phần trong 1 kg nhiên liệu (kg)

Xăng ô tô 0,855 0,145 - 110-120 43960

Thay các số liệu vào công thức trên ta tính được:

- Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg dầu diesel:

2.3.3.2 Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh M

Đối với động cơ diesel:

2.3.3.5 Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế β

Trong thực tế do ảnh hưởng khí sót còn lại trong xilanh từ chu trình trước nên hệ

số biến đổi phân tử khí thực tế β được xác định theo công thức sau:

2.3.3.7 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn

Đối với động cơ Diesel vì > 1, thì = 0

2.6.3.8 Tỷ nhiệt mol đẳng tính trung bình của môi chất tại điểm Z

QH – Nhiệt trị của diesel QH = 42500(kJ/kg nhiên liệu)

m c' ' pz – Tỷ nhiệt mol đẳng áp trung bình tại điểm z của sản phẩm

cháy m c' ' pz =8.314+ mc ' ' vz (kJ/kmol.độ)

λ là hệ số tăng áp khi cháy, lựa chọn sơ bộ λ=1.8

Xác định tỷ nhiệt mol đẳng tính trung bình tại điểm z bằng công thức :

mc ' v mc '' pz

M1 (1+γ r )

¿ 0.8× 42500 +(20.5143+0.0025 T z +8.314 ×1.8) ×985.6475 0.71723× (1+0.002 92)

=> T z = ¿2274.24 K

2.3.3.10 Áp suất cuối quá trình cháy

Đối với động cơ diesel :

2.3.4.4 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb

- Đối với động cơ diesel:

T b= T z = 1381.331K

δ (n

2 −1)

2.3.4.5 Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb

- Đối với động cơ diesel:

+ ∆ T r: chênh lệch độ khí sót tính toán và chọn ban đầu.

2.4 Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình

2.4.1 Áp suất chỉ thị trung bình tính toán:

Buồng cháy thống nhất 0,089 0,01180

Buồng cháy dự bị 0,013 0,01560

Các hằng số a, b trong công thức trên 2.4.4 Áp suất có ích trung bình P e

τ – số chu kỳ của động cơ

Đồ thị công là đô thị biểu diễn quan hệ hàm số giữa áp suất của MCCT trong

xilanh với thể tích của nó khi tiến hành các quá trình: nạp - nén - (cháy + dãn nở) và thải trong một chu trình công tác của động cơ: