Đồ án môn Động cơ đốt trong

-Các thành phần có trong nhiên liệu: C, H, O, S số màng lửa xuất hiện đầu tiên trong vòi phun một lỗ ít hơn nhiều so với vòi phun nhiều lỗ, nhờ đó giảm được tốc độ cháy, tốc độ tăng áp k

Trang 1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1

MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN

1.Tổng quan về động cơ……….4

2.Tổ chức quá trình cháy……… 4

3.Hệ thống xả……….6

4.Hệ thống làm mát……… 7

5.Hệ thống bôi trơn……… 9

6.Hệ thống khởi động……… 11

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC I Các thông số tính toán……….11

2.1 Tính toán quá trình nạp……… 15

2.2 Tính toán quá trình nén………18

2.3 Tính toán quá trình cháy……… 19

2.4 Tính toán quá trình giãn nở……… 21

2.5 Tính toán các thông số của chu trình công tác……… 23

III Vẽ và hiệu đính đồ thị công……… 24

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC I Vẽ các đường biểu diễn quy luật động học……… 30

1.1.Đường biểu diễn hành trình của piston x = f(α)………30

1.2 Đường biểu diễn tốc độ của piston v = f()……… 30

1.3.Đường biểu diễn gia tốc của piston j = f(α)……… 31

II Tính toán động lực học……….33

2.1 Các khối lượng chuyển động tịnh tiến………33

2.2 Các khối lượng chuyển động quay……… 33

2.3 Lựcquán tính………34

2.4 Vẽ đường biều diễn lực quán tính p j = f(x)……… 35

2.5 Vẽ đường biểu diễn v = f (x)……….35

2.6 Khai triển đồ thị công (P-V ) thành p kt = f() ………36

2.7 Khai triển đồ thị p j =f(x) thành p j =f(α)………37

2.8 Vẽ đồ thị p ∑ =f()……….38

2.9 Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T=f() và đồ thị lực pháp tuyến Z=f()…………39

Trang 2

2.10 Vẽ đường biểu diễn ∑T=f() của động cơ nhiều xy lanh……… 42

2.11 Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu……… 45

2.12 Vẽ đường biểu diễn Q=f()……….47

2.13.Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng trên đầu to thanh truyền……… 50

CHƯƠNG IV: TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH – TÍNH KIỂM NGHIỆM BỀN PISTON VÀ CHỐT PISTON I Tính kiểm nghiệm bền đỉnh piston 1.1.Công thức back ……… 53

1.2 Công thức Orơlin cho đỉnh mỏng……… 54

II Tính kiểm nghiệm thân piston 2.1.Ứng suất kéo ……… 55

2.2 Ứng suất nén……….56

III Tính kiểm nghiệm bền thân piston 3.1.Áp suất tiếp xúc trên thân……… 56

3.2.Áp suất tiếp xúc trên bề mặt chốt……… 57

IV: Tính kiểm nghiệm bền xécmăng……….58

KẾT LUẬN……… 61

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cá

nhân cũng như vận chuyển hành khách , hàng hoá rất phổ biến Sự gia tăng nhanh

chóng số lượng ôtô trong xã hội , đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo theo nhu

cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong ngành công nghiệp ôtô nhất là

trong linh vực thiết kế

Sau khi học xong giáo trình ‘ động cơ đốt trong ’ chúng em được tổ bộ môn giao

nhiệm vụ làm đồ án môn học Vì bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế

ôtô nên không tránh khỏi 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 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

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện dù đã cố gắng rất nhiều không tránh khỏi

những thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến

của các thầy , các bạn để em có thể hoàn thiện đồ án của mình tốt hơn và cũng qua đó

rút ra được những kinh nghiệm quý giá cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho quá trình

học tập và công tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội,tháng 04 năm 2015

Sinh viên thực hiện :

Vũ Đức Tân

Trang 4

2.1 Loại nhiên liệu

-Nhiên liệu dùng cho động cơ là điêzen

-Các thành phần có trong nhiên liệu: C, H, O, S

số màng lửa xuất hiện đầu tiên trong vòi phun một lỗ ít hơn nhiều so với vòi phun nhiều lỗ, nhờ đó giảm được tốc độ cháy, tốc độ tăng áp khí cháy và tiếng ồn của động

cơ

Trang 5

Chọn buồng đốt xoáy lốc cần làm cho thời điểm cháy hơi muộn một chút (sát điểm chết trên), vì vậy trong thời gian cháy ở buồng cháy chính, pittông bắt đầu đi xuống, nhiệt độ môi chất sẽ giảm do giãn nở đã hạn chế sự hình thành NOx

đó làm hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệu cao hơn

Nhiên liệu được cung cấp theo hình thức đa điểm, thời điểm cung cấp và lượng nhiên liệu cung cấp phụ thuộc vào chế độ hoạt động của động cơ ECM nhận tín hiệu

từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ khí nạp, Cảm biến lưu lượng khí nạp, Cảm biến nhiệt độ động cơ, Cảm biến nhiệt độ nhin liệu, Cảm biến áp suất baro, Cảm biến áp suất khí nạp, Cảm biến vị trí bàn đạp ga, Cảm biến vị trí bướm gió, Cảm biến vị trí trục cam v.v…) gửi về, sau đó phân tích chế độ hoạt động của động cơ và điều khiển thời điểm và thời lượng phun nhiên liệu

Sơ đồ cấu tạo:

1-Thùng nhiên liệu; 2-Lọc

nhiên liệu; 3-Ống dẫn;

4-Nhiên liệu vào bơm;

5-Bơm tiếp vận; 6-Van FRP;

Trang 6

- Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu được bơm cung cấp từ thùng chứa lên đường ống

thấp áp đến lọc để loại bỏ các chất cặn và nước nếu có rồi lên bơm cung cấp, tại đây nhiên liệu lại đi qua một lọc tinh để đảm bảo nhiên liệu hoàn toàn sạch Một bơm tiếp vận khác tại bơm cung cấp nhiên liệu vào hai buồng nén tạo cao áp của bơm cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu trước khi vào buồng cao áp được điều khiển thông qua van SCV với tín hiệu cung cấp từ ECM Việc tao áp suất và phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ thống common rail Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ và lượng nhiên liệu phun ra Nhiên liệu được dự trữ với áp suất cao trong ắc quy thủy lực Lượng phun ra được quyết định bởi bàn đạp chân ga, thời điểm phun cũng như áp sấp phun được tính toán bằng ECM dựa trên các biểu đồ lưu trữ trên nó Sau khi ECM điều khiển kim phun của các vòi phun tại mỗi xylanh động cơ để phun nhiên liệu nhờ thông tin từ các cảm biến với áp suất phun có thể lên dến 1500bar Nhiên liệu còn thừa

sẽ hồi về thùng chứa nhiên liệu thông qua mạch dầu hồi bố trí trên kim phun

• Ưu điểm:

+ Tiêu hao nhiên liệu thấp

+ Phát thải khí ô nhiễm thấp

+ Động cơ làm việc êm dịu, giảm được tiếng ồn

+ Cải thiện tính năng động cơ

• Nhược điểm:

+ Thiết kế và chế tạo phức tạp đòi hỏi ngành công nghệ cao

+ Khó xác định và lắp đặt hệ thống common rail lên hệ thống điêzen

cũ

3 Hệ thống nạp-xả

Chọn cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp treo vì dung tích buồng cháy của động cơ

điêzen nhỏ, tỷ số nén rất cao, nên cơ cấu xupáp treo cho buồng cháy gọn, diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổn thất nhiệt Giúp cho đường nạp thải thanh thoát hơn, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời do có thể bố trí xupáp hợp lí hơn nên

có thể tăng tiết diện lưu thông của dòng khí tuy nhiên cơ cấu xupáp treo tồn tại một số nhược điểm như: cơ cấu dẫn động xupáp khá phức tạp và làm tăng chiều cao động cơ, ngoài ra còn làm cho nắp xylanh trở nên hết sức phức tạp và khó đúc

Trang 7

Sử dụng phương pháp dẫn động bằng cơ cấu cam - con đội - đũa đẩy - đòn gánh, vì phương pháp dẫn động này cho khả năng bố trí trục cam ở nhiều vị trí thích hợp hơn so với dẫn động trực tiếp

• Sơ đồ cấu tạo:

Sơ đồ cấu tạo hệ thống phân phối khí

• Cấu tạo: 2-xupáp (nạp và xả); 4-lò xo; 5-đĩa lò xo; 6-cần bẩy; 7-trục cần bẩy; 8-vít điều chỉnh; 9-êcu hãm; 10-giá đỡ trục cần bẩy; 11-đũa đẩy; 12-con đội; 13-trục cam; 14,15,16-các bánh răng phân phối

• Nguyên lý hoạt động: khi động cơ hoạt động kéo bánh răng 16 dẫn động bánh răng trục cam quay khiến các vấu cam bánh răng 13 quay theo Vấu cam đẩy con đội

12, đũa đẩy 11 đi lên ép cần bẩy 6 quay quanh trục 7 tì ép đuôi xupáp, qua đĩa lò xo 5

ép lò xo 4 để đẩy xupáp 2 đi xuống mở cửa thông: khi đỉnh vấu cam trượt qua đáy con đội thì lò xo xupáp 4, thông qua đĩa lò xo 5 đẩy xupáp đi lên đóng cửa thông đồng thời qua cần bẩy 6 ép đũa đẩy 11 và con đội 12 đi xuống để đẩy con đội tiếp xúc với mặt

cam

4 Hệ thống làm mát

- Động cơ chỉ có thể hoạt động bình thường khi các chi tiết tiếp xúc với buồng cháy có một chế độ nhiệt thích hợp vì:

Trang 8

+ Nếu nhiệt độ quá nóng thì điều kiện bôi trơn sẽ kém, làm cho các chi tiết chóng mòn, khe hở giữa pittông sẽ giảm do giãn nở nhiệt làm cho pittông dễ bị bó kẹt trong xylanh

+ Nếu nhiệt độ mát quá mức làm cho nhiên liệu khó bay hơi và cháy không kiệt tạo muội than làm bó kẹt vòng găng gây giảm công suất và tăng tiêu hao nhiên liệu

• Nhiệm vụ của hệ thống làm mát :Là lấy đi số nhiệt dư thừa của các chi tiết rồi tỏa số nhiệt này ra bên ngoài không khí

Ta chọn hệ thống làm mát kiểu kín: bởi vì hệ thống làm mát kiểu kín thiết lập và

ổn định chế độ nhiệt có lợi nhất cho sự làm việc của động cơ ở chế độ tải định mức và các chế độ khác, giảm tổn thất nhiệt cho nước làm mát, tăng hiệu suất chỉ thị, giảm hao mòn lót xylanh-xécmăng, tăng độ bền nhiệt cho lót xylanh

• Sơ đồ cấu tạo: 1-thân máy ; 2-nắp xylanh ; 3-đường nước ra khỏi động cơ ; 4-ống dẫn bọt nước ; 5-van hằng nhiệt ; 6-nắp rót nước ; 7-két làm mát ; 8-quạt gió ; 9-puli ; 10-ống nước nối tắt vào bơm ; 11-đường nước vào động cơ ; 12-bơm nước ; 13-két làm mát dầu ; 14-ống phân phối nước

• Nguyên lý hoạt động: nước tuần hoàn nhờ bơm nước 12, qua ống phân phối nước 14 vào các khoang chứa các xylanh Nước làm mát nhiệt độ thấp được bơm 12 hút từ bình chứa phía dưới của két 7 qua đường ống 10 rồi qua két 13 để làm mát dầu

Trang 9

sau đó vào động cơ Để phân phối nước làm mát đều cho mỗi xylanh, nước sau khi bơm vào thân máy 1 chảy qua ống phân phối 14 đúc sẵn trong thân máy Sau khi làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo đường ống 3 ra khỏi động cơ với nhiệt

độ cao đến van hằng nhiệt 5 khi van hằng nhiệt mở, nước qua van vào bình chứa phía trên của két nước Tiếp theo nước từ bình chứa phía trên đi qua các ống mỏng có gắn

các cánh tản nhiệt Tại đây nước được làm mát bởi dòng không khí qua két do quạt 8

tạo ra Quạt được dẫn động bằng puli từ trục khuỷu động cơ Tại bình chứa phía dưới của két làm mát, nước có nhiệt độ thấp lại được bơm hút vào động cơ thực hiện một chu trình làm mát tuần hoàn

5 Hệ thống bôi trơn

• Lý do phải bôi trơn: trong quá trình làm việc, các chi tiết chuyển động tương đối với nhau luôn xảy ra ma sát giữa các bề mặt, gây mài mòn, đồng thời làm tăng nhiệt độ các chi tiết Vì vậy động cơ chúng ta cần được bôi trơn các bề mặt ma sát

• Nhiệm vụ:

+ Đưa dầu đến các bề mặt ma sát để bôi trơn bề mặt, lọc sạch những tạp chất lẫn trong dầu nhờn tẩy rửa các bề mặt ma sát này và làm mát dầu nhờn để đảm bảo tính năng hóa lý của nó

+ Làm mát các bề mặt ma sát và bảo vệ các chi tiết không bị oxyt hóa bề mặt + Bao kín khe hở giữa pittông và xylanh, giữa xécmăng và pittông

Dùng phương án bôi trơn cưỡng bức cacte ướt: dầu nhờn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định, do đó hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát.Và xe hoạt động ở độ nghiêng không lớn lắm nên dùng phương án bôi trơn cưỡng bức cacte ướt

Trang 10

• Nguyên lý hoạt động: bơm dầu 2 hút dầu từ cacte 1 để đưa dầu có áp suất tới bình lọc 6, sau đó qua két làm mát 8 đến đường dầu chính 13 Từ đường dầu chính, dầu có áp suất đi vào lỗ khoan trên thân máy đến bôi trơn các cổ chính và các ổ đỡ trục cam Từ các cổ chính dầu đi vào các lỗ xiên trên trục khuỷu đến không gian rỗng 14 trong chốt khuỷu rồi từ đó dầu sạch đi vào bôi trơn bạc đầu to thanh truyền và chốt khuỷu Các cặn bẩn lẫn trong dầu được giữ lại mặt thành xa tâm quay của không gian

14 nhờ tác dụng ly tâm của dầu quay theo trục khuỷu Từ đường dầu chính còn có một đường dầu dẫn tới trục rỗng 12 của giàn cần bẩy xupap, từ đó dầu đi bôi trơn các bạc của cần bẩy, mặt cầu của vít điều chỉnh khe hở xupap, sau đó tự chảy dọc theo đũa đẩy xuống bôi trơn con đội và vấu cam của trục cam

Ưu điểm: đảm bảo bôi trơn tốt các ổ trục do đó giảm được mài mòn và tổn thất

ma sát, tăng tuổi thọ động cơ

Nhược điểm: kết cấu hệ thống rất phức tạp

Trang 11

6 Hệ thống khởi động

• Nhiệm vụ: động cơ đốt trong có 1 hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho trục khuỷu động cơ một moment với số vòng quay nhất định nào đó để khởi động được động cơ Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ôtô hiện nay là khởi động bằng động cơ điện một chiều

• Yêu cầu:

+ Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất

mà động cơ có thể nổ được

+ Nhiệt độ làm việc không được quá giới hạn cho phép

+ Phải đảm bảo khởi động lại được nhiều lần

+ Tỉ số nén từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà nằm trong giới hạn cho phép (từ 918)

+ Chiều dài, điện trở của dây dẫn nối từ acqui đến máy khởi động phải nằm trong giới hạn quy định (<1m)

+ Moment khởi động phải đủ để khởi động được động cơ

Sơ đồ cấu tạo hệ thống khởi động

- Cấu tạo:1-máy khởi động; 2-ắc quy; 3-công tắc khởi động; 4-động cơ điện khởi động; 5-rơle kéo; 6-đĩa đồng tiếp điện; 7-cuộn dây của rơle kéo; 8-lõi thép; 9-lò

xo hồi vị; 10-dẫn động bánh răng khởi động; 11-nạng gạt; 12-bánh răng khởi động; vành răng bánh đà

Trang 12

• Nguyên lý hoạt động: khi đóng khóa khởi động 3 sẽ có dòng điện qua cuộn dây điện từ 7 kéo lõi từ 8 sang trái Một đầu của lõi từ gắn với đĩa đồng tiếp điểm 6, đầu khác nối với tay đòn 11, dẫn động bánh răng khởi động 12 khi đĩa đồng 6 nối tiếp điểm của động cơ khởi động 4 thì đồng thời bánh răng 12 cũng vào ăn khớp với vành răng 13 trên bánh đà Trục động cơ điện 4 quay sẽ làm cặp bánh răng 12, 13 quay theo thực hiện khởi động động cơ ôtô Sau khi máy đã nổ, ngắt khóa khởi động 3, cắt dòng điện vào cuộn điện từ 7, lực hút lõi từ triệt tiêu nên lực lò xo 9 đẩy tay đòn 11 gạt bánh răng 12 sang trái, cắt truyền động giữa cặp bánh răng 12 và 13 kết thúc khởi động

Trang 13

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC

SỐ LIỆU BAN ĐẦU CỦA ĐỒ ÁN HỌC PHẦN MÔN HỌC ĐCĐT

CÁC SỐ LIỆU CỦA PHẦN TÍNH TOÁN NHIỆT

hiệu

Giá trị Đơn vị Ghi chú

1 Kiểu động cơ D1146 Thẳng hàng Động cơ diezel không tăng áp

17 Khối lượng thanh truyền mtt 2,9 kg

18 Khối lượng nhóm piston mpt 1,58 kg

Trang 14

I Các thông số cần chọn:

1 1 Áp suất môi trường: p k

Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ Với động cơ không tăng áp thì áp suất khí quyển bằng áp suất trước xupáp nạp nên ta chọn

pk = p0 Ở nước ta có thể chọn pk = p0 = 0,1 (MPa)

1.2 Nhiệt độ môi trường: T k

Nhiệt độ môi trường được lựa chọn theo nhiệt độ bình quân của cả năm Với động cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trưòng bằng nhiệt độ trước xupáp nạp nên:

Tk = T0 = 240C = (2970K)

1.3 Áp suất cuối quá trình nạp: p a

Áp suất pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại động cơ, tính năng tốc độ n, hệ số cản trên đường nạp, tiết diện lưu thông…Vì vậy cần xem xét động cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chon pa

Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi:

Trang 15

Động cơ Điêzen có >1 nên chọn t 1,10

1.8 Hệ số quét buồng cháy λ 2 :

Động cơ không tăng áp chọn λ2 =1

1.9 Hệ số nạp thêm λ 1 :

Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí Thông thường có thể chon: λ1 =1,02 ÷ 1,07, chọn λ1 =1,02

1.10 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 của động

cơ, thể hiện lượng nhiệt phát ra đã cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu

Với động Điêzen ta thường chọn z =0,70÷0,85, chọn z =0,728

1.11 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 hay động

cơ Điêzen Với động cơ Điêzen ta thường chọn b = 0,80÷0,90, chọn  b =0,864

Trang 16

γ r =

T

T T

1

2 1

0,10717,5.1, 02 1,1.1

2.1.2.Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a :

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

Ta =

r

m m

r

a r r t k

p

T T

1

Ta=

1,5 1 1,5

p

p T

T

k a

k

k v

12

1

.

Trang 17

M1 =

Tk e e

v k

p

g

p

.

10

p

V

Nh

e e

Vh là thể tích công tác của động cơ được xác định theo công thức:

4

2

S D

h

1, 0831,344406.2500.6

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

Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 được tính theo công thức:

(kmol/kg nhiên liệu) Đối với nhiên liệu của động cơ Điêzen ta có:

C=0.87; H=0,126 ;O=0,004 Thay các giá trị vào ta có:

126 , 0 12

87 , 0 21 , 0

1

=0,4946 (kmol/kg nhiên liệu)

2.1.6.Hệ số dư lượng không khí :

Đối với động cơ Điêzen cần phải xét đến hơi nhiên liệu ,vì vậy:

1 0

M M

 

0, 6148 1, 243

0, 4946

Trang 18

2.2.2:Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cuả sản phẩm cháy:

Khi hệ số dư lượng không khí >1 ,tính theo công thức sau:

2.2.3 :Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp:

Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén tính theo công thức sau:



v

v r

a mc mc

.21

T

2

00211 ,

0 836 ,





(kJ/kmol độ) av'=19.836; bv'/2=0.00211

a Chỉ số nén đa biến trung bình n1:

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và thông số vận hành như kích thước xilanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải trạng thái nhiệt độ của động cơ …Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật sau:

Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ làm cho n1 tăng

Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định bằng cách giải phương trình:

 1

2

314.81

1 1

v

a n



Trang 19

Chú ý: thông thường để xác định n1 ta phải chọn n1 trong khoảng 1,340 ÷ 1,390 Chọn

n1=1,3678 Ta có:

vế trái =0,3683 sai số =0,0005 <0,2%

vế phải =0,3678 thoả mãn điều kiện

b Áp suất cuối quá trình nén pc:

Áp suất cuối quá trình nén pc được xác định theo công thức sau:

np

d Lượng môi chất công tác của quá trình nén Mc:

Lượng môi chất công tác của quá trìng nén Mc được xác định theo công thức:

Mc=M1+Mr=M1.(1+r) Thay các giá trị vào ta có: Mc =0, 6148(1 0, 0645)   0, 654(kmol/kgn.l)

2.3 Tính toán quá trình cháy:

2.3.1 Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết 0:

Ta có hệ số thay đổi phân tử lý thuyết 0 được xác định theo công thức:

M

M M

)324

(1

M

O H

2.3.2 Hệ số thay đổi phân tử thực tế β: (Do khí sót)

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

Trang 20

2.2.3 Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z (z ): (Do cháy chưa hết)

Ta có hệ số thay đổi phân tử thưc tế tại điêm z (z) được xác định theo công thức:

.1

728,

2.3.4 Lượng sản vật cháy M 2 :

Ta có lượng sản vật cháy M2 được xác định theo công thức:

1 0 1

M2=1,0532.0,6148 = 0,6475 (kmol/kg.nl)

2.3.5 Nhiệt độ tại điểm z (T z ):

Đối với động Điêzen, nhiệt độ tại điểm z (Tz ) bằng cách giải phương trình cháy sau:

 v  c z v z r

H z

T mc T

mc M

Q

314

, 8 )

pz

mc Tỉ nhiệt mol đăng tích trung binh của sản vật cháy tại z:

mc pz, 8,314mc vz,

Trang 21

v z v

r z

mc mc

1

.

0 0

2.3.6 Áp suất tại điểm Z( p z ):

Ta có áp suất tại điểm Z( pz) được xác định theo công thức:

Chú ý: Hệ số tăng áp λ được chọn sơ bộ ở phần thông số chọn ,sau khi tính toán hệ số

giản nở  (ở quá trình giản nở) phải bảo đảm  , λ được chọn sơ bộ trong khoảng

Trang 22

Ta có chỉ số giản nở đa biến trung bình n 2 được xác định từ phương trình cân

bằng sau :

) 10 (

2

1

.

314 , 8 1

1

* 2

b z

vz vz b

z r

H z b

T T

b a T T M

z

T T

2

8,314 1

Chú ý: Thông thường để xác định n 2 ta chọn n 2 trong khoảng (1,150÷1,250),

(sách nguyên lý ĐCĐT – Nguyễn Tất Tiến, trang 184) vì vậy chọn n2 = 1,2438

Kiểm tra n2 bằng cách thay giá trị n2 vừa mới chọn vào 2 vế của phương trình

trên ta có:

vế trái = 0,2438 sai số =0,0004<0,2%

vế phải = 0,2434 thỏa mãn điều kiện

2.4.4 Nhiệt độ cuối quá trình giản nở T b :

Ta có công thức xác định nhiệt độ cuối quá trình giản nở T b:

Trang 23

Áp suất cuối quá trình giản nở p b được xác định theo công thức:

2

n

z b

p p



0, 262413,81

2.4.6 Tính nhiệt độ khí thải T rt :

Nhiệt độ khí thải được xác định theo công thức:

m m

b

r b rt

p

p T T

0,107

0, 2624

rt T

%100

T

T T T

2.5 Tính toán các thông số chu kỳ công tác:

2.5.1 Áp suất chỉ thị trung bình 

i

p được xác định theo công thức:

Với động cơ Điêzen áp suất chỉ thi trung binh p iđược xác định theo công thức:

,

1 2

111

11

1.1

.1

c

i

n n

Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đo ta có áp suất chỉ thị trung bình thực

tế được xác định theo công thức:

d i

Trang 24

2.5.3: Suất tiêu hao nhiên liệu g i :

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

k i

k v i

T p M

p g

.

10 432

i

Q

g

10 6 ,



.1000 0, 218(%)387,15.42500

2.5.5: Áp suất tổn thất cơ giới p m :

Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và được biểu diễn bằng nhiều quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ Ta có tốc độ trung bình của động cơ là :

Theo số thực nghiệm có thể tính pm theo công thức sau :

Đối với động Điênzen cao tốc(vtb > 7 nên :

Sau khi tính được pe phải so sánh với trị số pe đã tính ở phần tính toán quá trình nạp đã thỏa mản

2.5.7: Hiệu suất cơ giới m :

Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới :

p p

2.5.8: Suất tiêu hao nhiên liệu g e :

Trang 25

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

387,15

589, 09

0, 6572

i e m

g g

kn

Sai số đường kính là: ∆D= Dkn.100  Dchotruoc  111, 056 111   0.056( mm )

Sai số đường kính không đươc vượt quá 0,1 mm nên thoả mãn điều kiện

III Vẽ và hiệu đính đồ thị công:

Căn cứ vào các số liệu đã tính pa , pc , pz , pb , n1 , n2 , ε ta lập bảng tính đường nén và đường giản nở theo biến thiên của dung tích công tác Vx =i.Vc (Vc: dung tích buồng cháy)

Trang 26

Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp suất Pk song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly Đường 1Vc cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ

Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục hoành đi qua hai điểm pa và pr Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị công để có đồ thị công chỉ thị Các bước hiệu đính như sau:

* Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công:

Trang 27

Thông số kết cấu của động cơ là:

O O

12, 7

17

0, 6318

O O

S

gtt gtbd

* Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị:

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

Từ điểm O ’ trên đường tròn Brick ta xác định góc đóng muộn của xupáp thải 2 bán

kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm a ’ ,từ điểm a ’ gióng đường song song với trục

tung cắt đường p a tại điểm a Nối điểm r trên đường thải (là giao điểm giữa đường p r

và trục tung) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp

(mm)

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

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

suất cuối quá trình nén lý thuyết p c đã tính Theo kinh nghiệm áp suất cuối quá trình nén thực tế pc' được xác định theo công thức sau:

Đối với động cơ Điezen: p c  p c  p z  p c

Trang 28

Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công:

3.3 Hiệu đính điểm phun sớm: (điểm c ’’ )

Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khởi đường nén lý

thuyết tại điểm c ’’ Điểm c ’’ được xác định bằng cách: Từ điểm O ’ trên đồ thị Brick ta xác định góc phun sớm  , bán kính này cắt đường tròn Brick tại một điểm Từ điểm

này ta gióng song song với trục tung cắt đường nén tại điểm c ’’ Dùng một cung thích

hợp nối điểm c ’’ với điểm c ’

3.4.Hiệu đính điểm đạt p zmax thực tế:

Áp suất pzmax thực tế trong quá trình cháy - giản nở điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền 3720 ÷ 3750 (tức là 120÷150 sau điểm chết trên của quá trình cháy và giản nở)

* Hiệu đính điểm z của động cơ Diezel:

- Xác định điểm Z từ góc 150 Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc tương ứng với 3750 góc quay trục khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại một điểm Từ điểm này

ta gióng song song với trục tung cắt đường Pz tại điểm Z

- Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giản nở

3.5 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 sự diễn ra sớm hơn lý thuyết Ta xác định biểm b’ bằng cách: Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm của xupúp thải 1, bán kính này cắt vòng tròn Brick tại một điểm

Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường giản nở tại điểm b’

3.6 Hiệu đính điểm kết thúc quá trình giản nở: (điểm b ’’ )

Áp suất cuối quá trình giản nở thực tế p b'' thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giản

nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác

Trang 29

b b b

Trang 30

O'

ÂCD D

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC

I Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học:

Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất ứng với hành trình của pittông S = 2R Vì vậy đồ thị đều ứng với hoành độ tương ứng với

vh của đồ thị công (từ điểm 1 vc đến vc)

1.1 Đường biểu diễn hành trình piston x = f( ) :

Ta tiến hành vẽ đường hành trình của piston theo trình tự sau:

a Chọn tỉ lệ xích góc: Thường dùng tỷ lệ xích (0,6 ÷ 0,7) (mm/độ)

b Chọn gốc tọa độ cách gốc đồ thị công khoảng 15 ÷ 18 (cm)

c Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 100, 200,….1800

d Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 100, 200 1800 tương ứng trên trục tung của đồ thị x = f( ) ta được các điểm xác định chuyển vị x tương ứng với các góc 100, 200….1800

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

1.2 Đường biểu diễn hành trình của piston X= f(α)

1.2 Đường biểu diễn tốc độ của piston v = f( ) :

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn của pittông theo phương pháp đồ thị vòng Tiến hành theo các bước cụ thể sau :

a Vẽ nửa đường tròn tâm O bán kính R, phía dưới đồ thị x = f( ) , sát mép dưới của bản vẽ

ĐCT

ĐCD

Định dạng
Số trang	61
Dung lượng	1,44 MB