Tính toán kiểm nghiệm hệ thống nhiên liệu động cơ d243

Với lý do như vậy, em đã được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp : Tính toán kiểm nghiệm hệ thống nhiên liệu động cơ D243 Được sự giúp đỡ tận tình của cô giáo TRẦN THỊ THU HƯƠNG các thầy

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU .4

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ D243 5

1.1 Cơ cấu biên tay quay và cơ cấu phân phối khí 5

1.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ D243 6

1.3 Hệ thống bôi trơn động cơ D243 7

1.4 Hệ thống làm mát động cơ D243 9

1.5 Hệ thống khởi động động cơ D243 11

CHƯƠNG 2:TÍNH TOÁN NHIỆT, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 13

2.1 Các thông số ban đầu của động cơ D243 13

2.2 Các thông số cần chọn 14

2.2.1 Áp suất môi trường p o : 14

2.2.2 Nhiệt độ môi trường T o : 14

2.2.3 Áp suất cuối quá trình nạp p a: 14

2.2.4 Áp suất khí thải p r : 14

2.2.5 Mức độ sấy nóng môi chất : 14

2.2.6 Nhiệt độ khí sót T r 14

2.2.7 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt : 14

2.2.8 Hệ số quét buồng cháy : 14

2.2.9 Hệ số nạp thêm : 14

2.2.10 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z : 15

2.2.11 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b : 15

2.2.12 Hệ số hiệu đính đồ thị công : 15

2.2.13 Hệ số tăng áp λ: 15

2.3 Tính toán chu trình công tác 15

2.3.1 Quá trình nạp 15

2.3.2 Tính toán quá trình nén 17

2.3.3 Tính toán quá trình cháy: 18

2.3.4 Tính toán quá trình giãn nở 19

2.3.5 Tính toán các thông số chu trình công tác 21

2.4.Vẽ và hiệu đính đồ thị công 22

2.4.1 Các số liệu đã có 22

2.4.2 Xác định quá trình nén a-c và quá trình giãn nở z-b 22

2.4.3 Vẽ đồ thị công 24

2.4.4 Hiệu đính đồ thị công 24

2.5.Các đường biểu diễn quy luật động học 25

2.5.1 Đường biểu diễn hành trình piston x=f(α): 25

2.5.2 Đường biểu diễn tốc độ piston v=f(α): 26

2.5.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston j=f(x): 26

2.6 Tính toán động lực học 27

2.6.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến: 27

2.6.2 Lực quán tính: 27

2.6.3 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính –p j =f(x): 29

2.6.4 Đường biểu diễn v = f(x): 29

2.6.5 Khai triển đồ thị công p-V thành p kt =f(α): 32

2.6.6 Khai triển đồ thị p j = f(x) thành p j = f(α): 32

2.6.7 Vẽ đồ thị p = f(α): 32

2.6.8 Vẽ lực tiếp tuyến T= f(α) và đồ thị lực pháp tuyến Z = f(α): 33

2.6.9 Vẽ đường T = f(α): 36

2.6.10 Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu 38

2.6.11 Vẽ đường biểu diễn Q = f(α): 39

2.6.12 Đồ thị mài mòn chốt khuỷu: 41

CHƯƠNG 3:HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ D243 43

3.1 Giới thiệu hệ thống nhiên liệu động cơ D243 43

3.1 1 Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 43

3.1.2 Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel D243 44

3.2 Tính kiểm nghiệm bơm cao áp và vòi phun 58

3.2.1 Tính kiểm nghiệm bơm cao áp 59

3.2.2.Tính kiểm nghiệm vòi phun 61

CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM ĐIỀU TỐC 65

4.1 Nhiệm vụ làm việc của bộ điều tốc 65

4.2 Nguyên lý làm việc ở các chế độ 65

4.2.1 Chế độ khởi động 65

4.2.2 Chế độ không tải 66

4.2.3 Chế độ có tải 66

4.2.4 Chế độ quá tải 66

4.3 Tính toán bộ điều tốc 67

4.3.1 Đặc tính tĩnh học của điều tốc 67

4.3.2 Tính các khoảng dịch chuyển 68

4.3.3 Xác định trọng tâm quả văng 69

4.3.4 Xác dịnh lực duy trì 71

4.3.5 Xác định lực phục hồi E 75

4.3.6 Xây dựng đặc tính của bộ diều tốc 78

4.3.7 Xác định độ không đồng đều của bộ điều tốc 81

4.3.8 Xây dựng đường đặc tính C.’p2 = f(r); E’ = f(r) 82

4.3.9 Đồ thị không nhạy của điều tốc 85

4.3.10 Nhân tố ổn định 87

4.3 Kết luận 88

CHƯƠNG 5:KIỂM TRA CÂN CHỈNH BƠM CAO ÁP 89

5.1 Giới thiệu chung về băng thử bơm cao áp 89

5.1.1 Bộ phận truyền động 89

5.1.2 Hệ thống dầu thấp áp 89

5.1.3 Hệ thống dầu cao áp 89

5.1.4 Hệ thống kiểm tra thời điểm cung cấp nhiên liệu của từng nhánh bơm 89

5.2 Kiểm tra và điều chỉnh bơm cao áp trên băng thử 92

5.2.1 Các công việc chuẩn bị 92

5.2.2 Trình tự kiểm tra điều chỉnh 93

5.3 Kiểm tra và điều chỉnh vòi phun trên dụng cụ thử 96

5.3.1 Kiểm tra vòi phun trên dụng cụ thử 96

5.4 Hư hỏng các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu 98

5.4.1 Hư hỏng hệ thống cung cấp thấp áp 98

5.4.2 Hư hỏng van cao áp 99

5.4.3 Hư hỏng bộ điều tốc 100

5.4.4 Hư hỏng vòi phun 100

KẾT LUẬN 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

LỜI NÓI ĐẦU

vai trò quan trọng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân như nông nghiệp, giao thôngvận tải đường bộ, đường biển, đường không cũng như nhiều ngành công nghiệp khác Sản lượng động cơ đốt trong ngày nay trên thế giới đã đạt mức 30 triệu chiếc/ năm

và sản lượng còn có thể tăng hơn nữa.Trong nhiều nước công nghiệp phát triển, ngành

cơ khí năng lượng bao gồm cả công nghiệp ô tô,thường đứng ở vị trí thứ ba sau ngànhđiện tử công nghiệp và ngành hoá học Số lượng lao động trong ngành động cơ đốttrong và thiết bị liên quan đến động cơ đốt trong chiếm tỷ lệ cao trong lao động toàn

xã hội.Qui mô nhiều xí nghiệp hết sức to lớn, trở thành những tập đoàn sản xuất liênlục địa như MAN, FIAT, FORD, CRYSLER, MITSUBISI, TOYOTA

Với điều kiện nước ta như hiện nay, nền công nghiệp động cơ phát triển đóng gópmột phần to lớn vào sự phát triển của đất nước Vì vậy việc nắm bắt nguyên lý, kếtcấu cũng như những tiến bộ khoa học tiên tiến nhất hiện nay vào việc nâng cao hiệuquả hoạt động của động cơ đốt trong là hết sức quan trọng đối với một kỹ sư ngànhđộng cơ

Với lý do như vậy, em đã được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp :

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống nhiên liệu động cơ D243

Được sự giúp đỡ tận tình của cô giáo TRẦN THỊ THU HƯƠNG các thầy cô

trong bộ môn và các bạn, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh Viên

ĐẶNG VĂN PHÚC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ D243

Động cơ diesel D243 là động cơ 4 xilanh 4 kỳ 1 hàng có thứ tự nổ 1 - 3 - 4 - 2được sử dụng lắp trên máy kéo có công suất 80 mã lực Một số thông số chủ yếu củađộng cơ:

Suất tiêu hao nhiên liệu: ge = 183 (g/ml.h)

Dưới đây là một số cơ cấu và hệ thống chính của động cơ

1.1 Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và cơ cấu phân phối khí

Buồng cháy động cơ là buồng cháy thống nhất, đỉnh piston khoét lõm xuốngdạng , có 3 xéc măng hơi và 2 xécmăng dầu Thân thanh truyền có tiết diện chữ I,đầu nhỏ có khoan lỗ hứng dầu bôi trơn, mặt lắp ghép 2 nửa Trục khuỷu có số cổkhuỷu lớn hơn số chốt khuỷu là 1, trên trục có những lỗ khoan xiên dẫn dầu bôi trơn,chốt khuỷu làm rỗng Đối trọng bắt lên má đầu, giữa và cuối bằng bulông để giảm tảicho cổ giữa Bánh đà được bắt trực tiếp lên đuôi trục khuỷu Cơ cấu phân phối khí làloại xupáp gồm các chi tiết: Xupáp, đòn bẩy, đũa đẩy, con đội, cam Cả hai xupap nạp

và thải đều chế tạo bằng thép cromniken, đường kính đĩa xupáp nạp lớn hơn xupáp xả

để bảo đảm nạp đầy, mặt vát xupap được phủ một lớp hợp kim cứng Đầu trục cam bắtbánh răng để dẫn động từ trục khuỷu Để con đội mòn đều thì điểm lăn giữa cam vàcon đội không trùng với trục tâm con đội vì đáy con đội có độ lồi nhỏ, cam có độ cônnhỏ nên con đội có thể xoay quanh trục của nó

Hình 1.1: Mặt cắt dọc động cơ D243

1-Trục đòn bẩy; 2- Xupáp hút; 3: Xupáp xả; 4- Lò xo xupáp; 5- ống dẫn hướng; 6- Trụ trụcđòn bẩy; 7- Đòn bẩy; 8- Mũ chụp hộp nắp xilanh; 9-: Hộp nắp xilanh; 10- Van hằng nhiệt ;11- Đũa đẩy; 12- Nắp xi lanh; 13- Khối xi lanh; 14- Cánh quạt; 15- Bơm nước; 16- Nắp cácbánh răng phân phối; 17 - Đệm giảm chấn giá đỡ trước động cơ; 18-Tấm các bánh răng phânphối; 19- Giá đỡ trước động cơ; 20- Puli trục khuỷu; 21- Bánh răng trung gian; 22- Vòngchắn dầu phía trước của trục khuỷu; 23 – Bánh răng trục phân phối ; 24 – Bánh răng phânphối của trục khuỷu ; 25 - Bánh răng chủ động của truyền động bơm dầu; 26- Vòng chắn dầucao su phía trước của đáy cácte; 27- Đáy cácte; 28- Bánh răng truyền động bơm dầu; 29-Bơm dầu; 30- Nắp gối đỡ chính phía trước; 31- Lưới thu dầu; 32- Trục khuỷu; 33- Nắp gối

đỡ chính thứ hai; 34- Con đội; 35- Biên; 36- Đối trọng trục khuỷu; 37- Xi lanh của khối độngcơ; 38- Chốt pitông; 39- Xéc măng; 40- Vòng khít cao su của xilanh; 41- Vòng chắn dầu cao

su phía sau của đáy cácte; 42- tấm phía sau; 43- Bánh đà và vành răng; 44- Vòng chắn dầuphía sau của trục khuỷu; 45- Vòng tựa bán nguyệt của gối đỡ chính; 46- Nắp gối đỡ chínhphía sau của trục khuỷu; 47- Trục phân phối; 48- Bầu thông hơi; 49- Trụ phía sau của giàncò; 50 - ống dẫn dầu đến trụ đòn bẩy

1.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ D243

-Hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao áp dãy, dẫn động cơ khí từ trục khuỷutới trục cam bơm cao áp… Chi tiết về hệ thống nhiên liệu được trình bày ở chương 3

1.3 Hệ thống bôi trơn động cơ D243

- Nguyên lý: (hình1.2) Từ đáy cácte 1, qua lưới lọc dầu 5, dầu được bơm 6 hútvào và theo ống dẫn 4, rãnh thẳng đứng 31 của khối động cơ được đẩy vào bình lọcdầu li tâm 37 Dầu sạch theo ống 25 đi vào két làm mát 24, được làm mát ở đây rồitheo ống 26 được đẩy vào rãnh 3 của vách ngăn giữa của khối động cơ Ở đây dòngdầu được phân nhánh, một phần theo rãnh nghiêng 7 đi vào bôi trơn cho gối đỡ chính

ở giữa, còn dòng dầu chính đi vào rãnh dọc 13 gọi là mạch dầu chính Từ mạch dầunày, theo các rãnh khoan trong các vách ngăn và thành khối động cơ, dầu đi vàonhững gối đỡ chính còn lại Từ những rãnh vòng ở nửa bạc trên của gối đỡ chính quanhững rãnh khoan ngang 8 trong cổ chính và các rãnh khoan 9 ở các má khuỷu, dầu đivào các hốc 11 ở cổ biên, sau khi được lọc ly tâm lần thứ 2, dầu theo các ống 12 đếnbôi trơn cho bạc lót đầu to thanh truyền Một phần dầu từ các gối đỡ chính trước, giữa

và sau qua các rãnh khoan ở nửa bạc trên theo các rãnh xiên của khối động cơ đi bôitrơn cho các cổ tựa tương ứng của trục phân phối Khi trục cam quay, vào thời điểmrãnh khoan 21 ở cổ sau trùng với lỗ khoan trên bạc, dầu được đẩy mạch,tống vào rãnh

18 của khối động cơ và rãnh 17 của nắp xi lanh, vào ống dẫn 16 vào khoang 15 củatrục đòn bẩy qua các rãnh khoan hướng kính của trục, dầu vào những khe hở giữa trụcđòn bẩy Dầu theo rãnh 27 trong đòn bẩy đi bôi trơn cho mặt làm việc của vít điềuchỉnh và cần đẩy Sau đó dầu theo cần đẩy qua rãnh khoan 20 trong con đội chảy vềđáy cácte sau khi bôi trơn cho các bề mặt làm việc của con đội và cam Từ rãnh 10,một phần dầu phân nhánh vào rãnh khoan của trục bánh răng trung gian để bôi trơnbạc trục, vào rãnh 28 bôi trơn bạc bánh răng truyền động bơm cao áp, áp suất trongmạch dầu này được kiểm tra bằng áp kế 30

Dầu được vung lên do các chi tiết chuyển động tạo nên sương mù dầu đọngtrên bề mặt xi lanh, piston, con đội và các chi tiết khác để bôi trơn chúng Dầu vào lỗikhoan trên đầu nhỏ biên bôi trơn chốt piston Dầu từ các chi tiết chảy xuống đọng lại

ở đáy cacte

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TRẦN THỊ THU HƯƠNG

1.4 Hệ thống làm mát động cơ D243

Khi khởi động động cơ bằng đề cho máy nổ thì trong hệ thống làm mát xảy ra

sự lưu thông xiphông nhiệt Nước nóng trong áo nước 27 của động cơ khởi động dânglên theo ống dẫn 29 về áo nước của nắp xi lanh, qua ống 26 trở về áo nước 27 của ốngkhởi động

Khi động cơ diesel làm việc cũng như khi được quay bằng tay động cơ khởiđộng trong hệ thống xảy ra sự lưu thông cưỡng bức nước Bơm nước 13 đẩy nước quarãnh phân phối 14 vào các lỗ 22 làm mát động cơ diesel Từ nắp khối động cơ nước đi

theo ống 12 vào khoang hút của bơm nước đẩy vào áo nước và động cơ sẽ nóng

nước đều qua két làm mát

Van hằng nhiệt hoạt động dựa trên sự co giãn của ống đàn hồi do sự bay hơihay ngưng tụ của chất lỏng làm thay đổi áp suất trong ống khi nhiệt độ nước thay đổi,làm đóng mở các cửa đường nước

Cánh quạt 11 và bơm nước 13 (hình 1.3) làm thành một cụm chung bắt vào

hình thang 16 Cấu trúc áo nước của khối và nắp xi lanh bảo đảm làm mát tốt nhữngphần nóng nhất làm giảm ứng suất nhiệt ở các chi tiết Rãnh phân phối nước 14 được

bố trí để nước từ lỗ 22 đi ra được bơm đẩy vào đó, có hiệu quả vành đai trên của ống

xi lanh, ở phần dưới tốc độ lưu thông giảm đi Nhờ có các gân lồi trên thành bên tráicủa khối động cơ, các xilanh được bao quanh một lớp nước có chiều dày như nhau tạođiều kiện làm mát đều khắp Nước theo các rãnh 24 đi vào áo nước của nắp xi lanh,các rãnh này hứng dòng nước đến đoạn nối các đế xupáp chịu nóng nhất đến các cốcbằng đồng của vòi phun ngăn ổ phun bị nóng quá và có nhiều muội than

Hình 1.3 : Sơ đồ hệ thống làm mát của động cơ D243

1 - Ống hơi không khí ; 2- Mặt ghi nhiệt kế ; 3-Nắp ; 4 – Bộ cảm biến của nhiệt kế ; 5 – dâykéo ; 6 - Ống để luồn trục điều khiển ; 7 – Thùng trên của két làm mát ; 8 - Ống dẫn dầu ; 9 –Lõi két làm mát ; 10 – Vỏ cánh quạt ; 11 – Cánh quạt ;12 và 32 - Ống cao su ; 13 – Bơmnước ; 14 – Rãnh phân phối nước ; 15 – Két làm mát dầu ; 16 – Đai truyền hình thang ; 17 –Rèm che ; 18 – Khóa xả ; 19 – Thùng dưới két làm mát ; 20,26 và 28 – Các ống dẫn ; 21 –Đệm giảm trấn ;22 –Lỗ nối ; 23,25 và 27 – Các áo nước của khối nắp xilanh và động cơ khởiđộng; 24 – Các rãnh nối ; 29 - Ống dẫn nước ra của động cơ khởi động ; 30 - Thân van hằngnhiệt ; 31 – Van hằng nhiệt

1.5 Hệ thống khởi động động cơ D243

Hình 1.4 : Sơ đồ khởi động bằng động cơ xăng phụ

1 – Trục khuỷu động cơ khởi động ; 2,3,9,11 – Các bánh răng ; 4 – Tay gài li hợp ; 5 – Trục

cơ cấu truyền lực ; 6 – Trục khuỷu động cơ diesel ; 7,8 – Đĩa bị động và chủ động của li hợp ;

10 – Vành răng bánh đà ;12 – Tay gài

Khởi động động cơ bằng động cơ xăng phụ: Động cơ khởi động được khởi độngbằng tay hoặc bằng điện Chuyển động quay từ trục khuỷu 1 của nó được truyền đếntrục khuỷu của động cơ diesel qua các bánh răng 2,3 và 9 , trục 5 và bánh răng

11 Bánh răng 11 theo rãnh khía của trục vào ăn khớp với vành răng 10 của bánh đà Sau khi khởi động ,bánh răng 11 thôi không ăn khớp với vành răng 10 nhờ bộphận tự động ly khai hoạt động nhờ quả văng và lực đẩy của lò xo để kéo bánh răng

11 ra

Động cơ diesel D243 dùng động cơ khởi động là động cơ xăng 2 kỳ П10Y có chếhòa khí Động cơ này có kích thước nhỏ :Đường kính xilanh 72 mm, hành trìnhpiston 85 mm ;cấu tạo đơn giản chăm sóc dễ dàng , công suất 10 mã lực ở số vòngquay 3500 vòng/phút

Các vít cấy bắt nắp xilanh được bố trí đối xứng ,nhờ đó có thể xoay được ở một vịtrí bất kỳ thuận tiện để nối ống nước làm mát Buồng đốt có hình chỏm cầu Thanh

truyền bằng thép có tiết diện chữ I với đầu to không tháo được ,lắp với chốt khuỷu qua

ổ đũa lăn Trục khuỷu là một tổ hợp được lắp cùng với biên và gối đỡ Các cổ chínhcũng như các cổ biên được ép vào các lỗ của má ,được chế tạo liền khối với các đốitrọng Hệ thống làm mát thông với hệ thống làm mát của động cơ diesel Hệ thốngcung cấp cũng gồm có thùng nhiên liệu, bình lọc lắng, bộ chế hòa khí, bình lọc khôngkhí và các ống dẫn Để khởi động động cơ này dùng máy khởi động điện CT352П

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN NHIỆT, ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC2.1 Các thông số ban đầu của động cơ D243.

hàng

Điêsel khôngtăng áp

2.2 Các thông số cần chọn.

2.2.1 Áp suất môi trường p o :

Áp suất môi trường po là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ,

po = 0,1 MPa

2.2.2 Nhiệt độ môi trường T o :

Ở nước ta chọn To = 297K

2.2.3 Áp suất cuối quá trình nạp p a:

Do động cơ là động cơ không tăng áp nên chọn pa = (0,8 - 0,9 )po

Phụ thuộc vào quá trình hình thành hòa khí bên trong hay ngoài xilanh Với động

cợ D243 là động cơ diesel hình thành hòa khí bên trong xilanh nên mức độ sấy nóng

Với động cơ điezen α > 1,4 nên ta chọn = 1,10

2.2.8 Hệ số quét buồng cháy :

Với động cơ không tăng áp = 1

2.2.9 Hệ số nạp thêm :

Phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí Thông thường

= (1,02- 1,07 )

Ở đây ta chọn = 1,045

2.2.10 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z :

Thể hiện lượng nhiệt phát ra của nhiên liệu đã cháy ở điểm z so với lượng nhiệtphát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu

Đối với động cơ diesel = (0,70-0,85) Ở đây ta chọn = 0,814

2.2.11 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b :

Đối với động cơ diesel = (0,80- 0,90)

môi trường ngoài lớn =

2.2.12 Hệ số hiệu đính đồ thị công :

Thay số vào ta có:

(K)

2.3.1.3 Hệ số nạp v :

Thay số vào ta được :

2.3.1.4 Lượng khí nạp mới M 1 :

(kmol/kg nl) Trong đó:

2.3.1.6 Hệ số dư lượng không khí α:

2.3.2 Tính toán quá trình nén

2.3.2.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí( khí nạp mới ):

( KJ/kmol.độ)

2.3.2.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy( khí sót):

Với hệ số dự lượng α > 1 Ta tính theo công thức :

2.3.2.4 Chỉ số nén đa biến trung bình n 1 :

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc rất nhiều vào các thông số kết cấu vàthông số vận hành như kích thước xy lanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải,trạng thái nhiệt của động cơ…Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật, tất cả các nhân tố

làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n1 giảm Giả thiết quá trình nén là đoạn nhiệt

ta xác định n1 theo phương trình sau:

trái = 1,3696

2.3.2.5 Áp suất cuối quá trình nén p c: tính theo công thức sau:

2.3.3 Tính toán quá trình cháy:

2.3.3.1 Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết β o:

Trong đó :

2.3.3.4 Lượng sản vật cháy M 2 :

M2 = M1 +∆M = βo M1 = 1,0423.0,7471 = 0,7787 (kmol/kgnl)

2.3.3.5 Nhiệt độ tại điểm z T z :

Nhiệt độ Tz được tính bằng cách giải phương trình sau :

Trong đó : QH : nhiệt trị thấp của dầu diezen QH = 42500(kJ/kmol)

: tỷ nhiệt mol đẳng áp trung bình tại điểm z và được tính:

Thay (10),(12) vào (28) rút gọn ta được

Giải phương trình ta được Tz = 2141K

2.3.3.6 Áp suất tại điểm z p z :

Pz = λ pc =1,67.3,9901 = 6,6635 (MPa)

Trong đó λ là hệ số tăng áp, ta chọn = 1,67

2.3.4 Tính toán quá trình giãn nở

Thay n2 = 1,243 vào vế phải phương trình ta tính được n2 vế trái = 1,242909

điều kiện Vậy ta chọn n2 = 1,243

2.3.4.4 Áp suất của quá trình giãn nở

2.3.4.5 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở

2.3.4.6 Kiểm tra nhiệt độ khí sót:

Ta có nhiệt độ của khí thải được tính theo công thức sau:

= = 832,1 (K) Kiểm nghiệm:

2.3.5.5 Áp suất tổn thất cơ giới p m :

Áp suất này được biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính đối với tốc độ trung bìnhcủa piston,với vận tốc trung bình của piston được tính theo công thức:

Với động cơ điezen cao tốc ta sử dụng công thức:

- Áp suất quá trình nạp: pa = 0,0895 (MPa)

-Áp suất quá trính thải: pr = 0,112 (MPa)

- Chỉ số nén đa biến n1: n1 = 1,369 ;

- Chỉ số giãn nở đa biến n2: n2 = 1,243

2.4.2 Xác định quá trình nén a-c và quá trình giãn nở z-b

Để xác định các quá trình nén và giãn nở ta lập bảng sau:

Từ điểm O’ của đồ thị brick xác định góc đóng muộn β2 = 10o của xupap thải,

d.Nối điểm r trên đường thải với a Ta có đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quátrình nạp

2.4.4.2.Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén: (điểm c)

Áp suất cuối quá trình nén thực tế do có sự phun sớm nên thường lớn hơn áp suất

thực tế pc’ có thể xác định theo công thứ sau :

2.4.4.3 Hiệu đính điểm phun sớm (c”):

Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lýthuyết tại điểm c” Điểm c” được xác định bằng cách: Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta

điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường nén tại điểm c” Nối điểm c” đếnđiểm c’ ta được đường nén thực tế

2.4.4.4 Hiệu đính điểm đạt p zmax thực tế:

Áp suất pzmax thực tế trong quá trình cháy giãn nỡ không đạt trị số lý thuyết như

điểm z”

2.4.4.5 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 sựdiễn ra sớm hơn lý thuyết Ta xác định điểm b’ bằng cách: Từ điểm O’ trên đồ thị

tại 1 điểm Từ điểm này ta gióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở tạiđiểm b’

2.4.4.6 Hiệu đính điểm kết thúc quá trình giãn nở (điểm b”)

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế p”b thường thấp hơn áp suất cuối quá trìnhgiãn nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xácđịnh được:

= 0,2230 (MPa)

Sau khi xác định được các điểm b’, b” ta dùng cung thích hợp nối với đường thải

2.5.Các đường biểu diễn quy luật động học

2.5.1 Đường biểu diễn hành trình piston x=f(α):

a Chọn tỉ lệ xích 0,6 mm/độ

b Chọn hệ trục toạ độ như trong hình vẽ

c Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 100,20 0 1800

d Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 100,20 0 1800 tươngứng trên trục tung của đồ thị x=f(α) ta được các điểm xác định chuyển vị x tương ứngvới các góc 100,20 0 1800

e Nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ x=f(α)

2.5.2 Đường biểu diễn tốc độ piston v=f(α):

5 Nối các điểm a,b,c tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ piston thểhiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt đường tròn bánkính R tạo với trục hoành góc α đến đường cong a,b,c

2.5.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston j=f(x):

1 Chọn tỉ lệ xích j = 40,2 (m/mm.s2)

2 Ta tính được các giá trị:

Tốc độ góc:

(rad/s) Gia tốc cực đại:

Thay giá trị vào ta được:

(m/s2)Vậy ta được giá trị biểu diễn jmax là:

(mm)Gia tốc cực tiểu:

Thay giá trị vào ta được:

Vậy ta được giá trị biểu diễn jmin là:

(mm)

Ta tính được giá trị đoạn EF:

Vậy ta được giá trị biểu diễn EF là:

(mm)

CF và FD, chia các đoạn này ra làm 3 phần, nối 11,22,33,44,55,66,77 Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11,22,33,44,55,66,77 Ta được đường cong biểu diễn quan hệ j=f(x)

Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt piston có thể tính theo công

2.6.3 Vẽ đường biểu diễn lực quán tính –pj=f(x):

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

Lực quán tính cực tiểu:

Thay các giá trị vào ta tính được:

Vậy ta được giá trị biểu diễn Pjmin là:

Giá trị đoạn EF:

=

Giá trị biểu diễn của EF:

chia các đoạn này ra làm 4 phần, nối 11,22,33,44,55,66,77 Vẽ đường bao trong tiếp

2.6.4 Đường biểu diễn v = f(x):

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ v=f(x) dựa trên hai đồ thị là đồ thịx=f(α) và đồ thị v=f(α) Ta tiến hành theo trình tự sau:

1 Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đườngsong song với trục tung tương ứng với các góc quay α=100,200 1800

2 Ta lấy giá trị của vận tốc v từ đồ thị v=f(α) tương ứng với các điểm 1,2 18trên 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)

P k

 Vc 1Vc

Pz

Pc

r

b a

E

P j

jmin

F E

jmax

18,7Vc

x=f( a)V=f(x)

j=f(x)

x j

0 1 2 3 4 5 6 7

12 13 14 15 16 17

18 0

4 3 2 1

5 67 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

XVII a

Hình 2.1 :Đồ thị động học

2.6.5 Khai triển đồ thị công p-V thành pkt=f(α):

việc tính toán sau này Ta tiến hành khai triển đồ thị công theo trình tự sau:

1 Chọn tỉ lệ xích α = 20/1mm Như vậy toàn bộ chu trình 7200 sẽ tương ứng với360mm

2.6.7 Vẽ đồ thị p ∑ = f(α):

Ta tiến hành vẽ đồ thị p = f(α) bằng cách ta cộng hai đồ thị là đồ thị pj = f(α) và

đồ thị pkt = f(α)

Hình 2.2 : Đồ thị khai triển

2.6.8 Vẽ lực tiếp tuyến T= f(α) và đồ thị lực pháp tuyến Z = f(α):

Ta có công thức xác định lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau:

(MPa)

(MPa) Trong đó góc lắc của thanh truyền β được xác định theo góc quay α của trục theo

Dựa vào các công thức trên và dựa vào đồ thị p = f(α) ta xác định được các giátrị cho trong bảng dưới đây theo góc quay α của trục khuỷu

Bảng 2.3 Bảng tính lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến

2.6.9 Vẽ đường T = f(α):

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

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

i là số xylanh của động cơ i=4

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn T = f(α) cũng chính là ta vẽ đường biểu diễn

M= f(α) (do ta đã biết M = T.R).Các bước tiến hành như sau:

động cơ D243 ; động cơ 4 kỳ, 4xylanh có thứ tự làm việc 1-3-4-2 là:

2.6.10 Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu.

Ta tiến hành vẽ đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu theo các bước:

1 Vẽ hệ trục toạ độ T-Z và dựa vào bảng tính T=f(α) và Z=f(α) đã tính ở bảngtrên ta xác định được các điểm 00 là điểm có toạ độ T0, Z0; điểm 1 là điểm có toạ độ

T10, Z10…điểm 72 là điểm có toạ độ T720, Z720

Đây chính là đồ thị ptt biểu diễn trên toạ độ T-Z do ta thấy tính từ gốc toạ độ tạibất kỳ điểm nào ta đều có:

(đại diện cho lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu) lên đồ thị Ta có công thứcxác định lực quán tính ly tâm tác dụng lên chốt khuỷu:

2.6.11 Vẽ đường biểu diễn Q = f(α):

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn Q = f(α) theo trình tự các bước sau:

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

α của trục khuỷu như sau: