đồ án động cơ đốt trong dc xăng tuấn 26 11 111 MAI IN

do an dong co dot trong×đô án động cơ đôt trong 6 xilanh×hướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong× Từ khóa đồ án động cơ đốt trong ifeđồ án động cơ đốt trong xe du lịchhướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong p1đồ án thiết kế động cơ đốt trongđồ án chuyên ngành động cơ đốt trongđồ án động cơ xăng 4 kỳ 4 xylanh 1 hàng thẳng đứnggiáo án power point động cơ đôt trongdo an dong co dot trong×đô án động cơ đôt trong 6 xilanh×hướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong× Từ khóa đồ án động cơ đốt trong ifeđồ án động cơ đốt trong xe du lịchhướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong p1đồ án thiết kế động cơ đốt trongđồ án chuyên ngành động cơ đốt trongđồ án động cơ xăng 4 kỳ 4 xylanh 1 hàng thẳng đứnggiáo án power point động cơ đôt trong

Đồ án tính toán thiết kế đồ án môn học động cơ đốt trong là đồ án đòi hỏingười thực hiện phải sử dụng tổng hợp rất nhiều kiến thức chuyên ngành cũngnhư kiến thức của các môn học cơ sở Trong quá trình hoàn thành đồ án khôngnhững đã giúp cho em củng cố được rất nhiều các kiến thức đã học và còn giúp

em mở rộng và hiểu sâu hơn về các kiến thức chuyên ngành của mình cũng nhưcác kiến thức tổng hợp khác Đồ án này cũng là một bước tập dượt rất quantrọng cho em trước khi tiến hành làm đồ án tốt nghiệp sau này

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất, song

do những hạn chế về kiến thức cũng như những kinh nghiệm thực tế nên trongquá trình làm không tránh được sai sót chính vì vậy em rất mong được sự đónggóp của các thầy cô cũng như toàn thể các bạn để đồ án của em được hoànchỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Hữu lý cũng nhưtoàn thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Động Cơ Đốt Trong đã tạo mọi điềukiện giúp em hoàn thành đồ án tốt đẹp

Sinh viên

Phạm Văn Tuấn

MỤC LỤC

Phần 1: Tính Nhiệt ……… 3

1.1 Các thông số chọn ………….……….4

1.2 Tính toán các quá trình công tác ……… 6

1.3 Vẽ và hi u đ nh đ th công ……….18ệu đỉnh đồ thị công ……….18 ỉnh đồ thị công ……….18 ồ thị công ……….18 ị công ……….18

Ph n 2 tính toán đ ng h c đ ng l c h c ……… 23ần 2 tính toán động học động lực học ……… 23 ộng học động lực học ……… 23 ọc động lực học ……… 23 ộng học động lực học ……… 23 ực học ……… 23 ọc động lực học ……… 23

Ph n 3 : tính nghi m b n xéc măng ……… 40ần 2 tính toán động học động lực học ……… 23 ệu đỉnh đồ thị công ……….18 ền xéc măng ……… 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình tính toán động cơ đốt trong

2 File pdf tính toán động cơ đốt trong

Phần 1: Tính Nhiệt.

Số liệu ban đầu của đồ án môn học ĐCĐT

Các số liệu của phần tính toán nhiệt

T

T

phù hợp với số liệu

1.1 Các thông số chọn.

1) áp suất môi trường p 0

- Áp suất môi trường p0 là áp suất khí quyển Với động cơ không tăng áp ta có

2) Nhiệt độ môi trường T 0

- Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm Vớiđộng cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xupap nạpnên:

T0 = 240C = 2970K

3) Áp suất cuối quá trình nạp p a

- Áp suất cuối quá trình nạp pavới động cơ không tăng áp ta có thể chọn trongphạm vi:

8) Hệ số quét buồng cháy λ2 :

Với các động cơ không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy λ2 là:

λ2 = 1

9) Hệ số nạp thêm λ1 :

Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí Thông thường ta có thểchọn:

λ1 = (1,02 – 1,07) = 1.03

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 Với các loại động cơ Xăng ta thường chọn:

0,85 0,92 0,88

z

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 Diesel.Với các loại động cơ Xăng ta chọn:

p p

1

10,7.1,03−1,16.1.(0,1110,08)1,51

=0,06066

2) Nhiệt độ cuối quá trình nạp T a:

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

 

1

1

m m a

r a

r

p

p T

η v= 1

9,4−1.

297 (297+20 ).0,08

0,1 .[9,4.1,03−1,16.1 (0,1110,08 ) (1,51 ) ]= 0,735

4) Lượng khí nạp mới M1:

Lượng khí nạp mới M1 được xác định theo công thức:

2 1

h

N p

5) Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu M0:

Lượng không khí lí thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu M0 được tính theocông thức:

Đối với nhiên liệu của động cơ Xăng ta có: C0,855;H 0,145;O0,004 nênthay vào công thức tính M0 ta được:

6) Hệ số dư lượng không khí  :

Đối với động cơ Xăng hệ số dư lượng không khí  được xác định theo côngthức:

2) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:

Với các động cơ Xăng có hệ số dư lượng không khí   1 do đó tỉ nhiệt molđẳng tích trung bình của không khí được xác định theo công thức:

3) Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp:

Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén mc v' tính theocông thức:

4) Chỉ số nén đa biến trung bình n1:

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

8,314 1

∆ n1= |0,37172−0,37150,3715 |.100 %= ¿0,006 < 0,2%

Vậy ta có nghiệm của phương trình là:n1 = 1,33

5) áp suất cuối quá trình nén p c:

áp suất cuối quá trình nén p c được xác định theo công thức:

6) Nhiệt độ cuối quá trình nén T c :

Nhiệt độ cuối quá trình nén T c được xác định theo công thức:

7) Lượng môi chất công tác của quá trình nén M c:

Lượng môi chất công tác của quá trình nén M c được xác định theo công thức:

1.2.3 Tính toán quá trình cháy:

1) Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết  0:

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

2 1 0

114

= 1,0758

2) Hệ số thay đổi phân tử thực tế :

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

3) Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z z:

Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z z được xác định theo côngthức:

z z

5) Nhiệt độ tại điểm z T z :

Đối với động cơ Xăng, nhiệt độ tại điểm z T z được xác định bằng cách giảiphương trình sau:

ξ z( QH−ΔQQ )

M1.(1+γ r) +(mc v ,

) T c=β z mc vz'' T z

(**)Trong đó:

H

Q là nhiệt trị thấp của nhiên liệu Xăng ta có: Q H 44000(kJ kg nl/ )

ΔQQ là nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi đốt 1kg nhiên

liệu.trong điều kiện α<1 xác định như sau:

6) Áp suất tại điểm z p z:

Ta có áp suất tại điểm z p z được xác định theo công thức:

3) Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2:

Ta có chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2

được xác định từ phương trình cân bằng sau:

 

'' 1

8,314 1

QH*: là nhiệt trị thấp của nhiên liệu

Với động cơ xăng :

Q¿H

=Q H - ∆ Q H =43457,39397 (kJ / kg.nl)

4) áp suất cuối quá trình giãn nở p b:

áp suất cuối quá trình giãn nở p b được xác định trong công thức:

3) Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g i:

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

i k

p g

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 đượcbiểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ Ta có tốc

độ trung bình của động cơ là:

Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác định theocông thức:

Thay số vào công thức trên ta được:

Pe = 1,294 – 0,1544 = 1,1398 (MPa)

7) Hiệu suất cơ giới m

Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới:

e m

8) Suất tiêu hao nhiên liệu g e:

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

i e

Ta có thể tích công tác tính toán được xác định theo công thức:

.30.

.

e h

V D

Giá trị biểu diễn trên trục hoành theo εVc: εVc = 200 (mm)Vc: εVc: εVc = 200 (mm)Vc = 200 (mm)

1.3.1 Hi u đính đi m b t đ u quá trình n p: (đi m ệu đỉnh đồ thị công ……….18 ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ắt đầu quá trình nạp: (điểm ần 2 tính toán động học động lực học ……… 23 ạp: (điểm ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm a)

Từ điểm O' trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải β2 =

23o, bán kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm a', Từ a' gióng đường songsong với trục tung cắt đường p a tại điểm a Nối điểm r trên đường thải (làđiểm giao giữa đường p r và trục tung) ta được đường chuyển tiếp từ quátrình thải sang quá trình nạp

BA

NG

BIÊ

U

DIÊ

NTHÊ

TI

CH

QUA

TRI

NH

NE

N

QUA

TRI

NH

GIA

N

NƠ

iGT

GTG

1.3.2 Hi u đính áp su t cu i quá trình nén: (đi m ệu đỉnh đồ thị công ……….18 ất cuối quá trình nén: (điểm ối quá trình nén: (điểm ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm '

c)

áp suất cuối quá trình nén do có hiện tượng phun sớm nên thường lớn hơn ápsuất cuối quá trình nén lý thuyết p c đã tính Theo kinh nghiệm, áp suất cuối quátrình nén thực tế p c' được xác định theo công thức sau:

0,85 3

1.3.3.Hiệu đính điểm đạt điểm pz max thực tế :

Áp suất pz max thực tế trong quá trình cháy giãn nở không đạt trị số lý thuyết

do đó ta có cách hiệu đính điểm z của động cơ xăng như sau :

a) Cắt đồ thị công bởi đường 0,85pz Ta vẽ đường 0.85pz

Giá trị biểu diễn:

4) Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế :

Hiệu đính điểm b’ căn cứ vào góc mở sớm β1 của xupáp thải

-Từ đồ thị Brick xác định góc mở sớm xupáp thải β1 = 66o cắt vòng trònBrick tại một điểm, từ điểm đó gióng đường song song với trục tung cắt đườnggiãn nở lý thuyết tại b’

Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế pb’’ thường thấp hơn áp suất cuối quátrình giãn nở lý thuyết do xupáp xả mở sớm

Ph n 2: Tính toán đ ng h c, đ ng l c h c ần 2: Tính toán động học, động lực học ộng học, động lực học ọc, động lực học ộng học, động lực học ực học ọc, động lực học.

2.1 Vẽ các đường biểu diễn các quy luật động học:

2.1.1 Đường biểu diễn hành trình của piston ng bi u di n hành trình c a piston ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ễn hành trình của piston ủa piston xf  

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau:1) Chọn tỉ lệ xích 0,7 (mm/độ)

2) Chọn hệ trục toạ độ như trong hình vẽ

3) Từ tâm O' của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10 , 20 1800 0 0

4) Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 10 , 20 1800 0 0 tươngứng trên trục tung của đồ thị xf   ta được các điểm xác định chuyển vị x

tương ứng với các góc 10 , 20 1800 0 0

5) Nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ xf  

2.1.2 Đường biểu diễn hành trình của piston ng bi u di n t c đ c a piston ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ễn hành trình của piston ối quá trình nén: (điểm ộng học động lực học ……… 23 ủa piston vf  

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của piston vf   theo phươngpháp đồ thị vòng Tiến hành theo các bước cụ thể sau:

1) Vẽ nửa vòng tròn tâm O bán kính R

2) Vẽ vòng tròn tâm O bán kính là .R2

3) Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính là .R2

thành 18 phần theo chiều ngược nhau

Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm O bán kính R kẻ các đường songsong với tung độ, các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuấtphằtt các điểm chia tương ứng trên vòng tròn tâm O bán kính là .R2 tại các

4) Nối các điểm a b c, , , tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độpiston thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòngtròn bán kính R tạo với trục hoành góc  đến đường cong a b c, , ,

2.1.3 Đường biểu diễn hành trình của piston ng bi u di n gia t c c a piston: ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ễn hành trình của piston ối quá trình nén: (điểm ủa piston jf x 

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương phápTôlê Ta vẽ theo các bước sau:

 

2 max 1

tương ứng điểm chết dưới lấy BDjmin; nối CD cắt trục hoành ở E; lấy

2

3 .

EF  R w về phía BD Nối CF và FD, chia các đoạn này ra làm 8 phần,nối 11, 22,33, Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22,33, ta được đườngcong biểu diễn quan hệ jf x 

2.2 Tính toán động lực học:

2.2.1 Các kh i lối quá trình nén: (điểm ượng chuyển động tịnh tiến:ng chuy n đ ng t nh ti n:ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ộng học động lực học ……… 23 ị công ……….18 ến:

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

Mpt = 1,2 (Kg)

Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt piston có thể tính theo côngthức kinh nghiệm với thanh truyền của động cơ ô tô:

Vậy ta xác định được khối lượng chuyển động tịnh tiến:

Với thông số kết cấu λ = 0,235 ta có bảng tính p j theo 

α cos   cos2  P j m R  2 cos   cos2  ( )N GTBD P j

2.2.3 Vẽ đường biểu diễn hành trình của piston ng bi u di n l c quán tính ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ễn hành trình của piston ực học ……… 23  p j f x .

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo phương pháp Tôlê được tiếnhành theo các bước sau:

1

j

pt

m R p

F



Thay giá trị vào ta được:

gtbd EF = ¿t EF

μ p = −0,4466350.0192 = -23,26 (mm)

3) Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC p j max, từ điểm B tương ứngđiểm chết dưới lấy BD p jmin; nối CD cắt trục hoành ở E; lấy EF về phía BD.Nối CF và FD, chia các đoạn này ra làm 8 phần, nối 11, 22,33, Vẽ đường baotrong tiếp tuyến với 11, 22,33, ta được đường cong biểu diễn quan hệ

 

j

2.2.4 Đường biểu diễn hành trình của piston ng bi u di nểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ễn hành trình của piston vf x .

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ vf x  dựa trên hai đồ thị là đồthị xf   và đồ thị vf   Ta tiến hành theo trình tự sau:

1) Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đường

2) Ta lấy giá trị của vận tốc v từ đồ thị vf   tương ứng với các điểm

1, 2,3 18 trên vòng tròn bán kính R và đặt lên trên các đường song song trụctung 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 

2.2.5 Khai tri n đ th công ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ồ thị công ……….18 ị công ……….18 P V thành p kt f  

Ta tiến hành khai triển đồ thị công P V thành đồ thị p kt f   để thuận tiện cho việc tính toán sau này Ta tiến hành khai triển đồ thị công theo trình tự

2.2.6 Khai tri n đ th ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ồ thị công ……….18 ị công ……….18 p j f x  thành p j f  

Ta tiến hành khai triển đồ thị p j f x  thành đồ thị p j f   tương tựnhư cách ta khai triển đồ thị công chỉ có điều cần chú ý là ở đồ thị trước là tabiểu diễn đồ thị  p j f x  nên cần phải lấy lại giá trị p j cho chính xác

2.2.8 Vẽ đ th l c ti p tuy n ồ thị công ……….18 ị công ……….18 ực học ……… 23 ến: ến: T f  và đ th l c pháp tuy n ồ thị công ……….18 ị công ……….18 ực học ……… 23 ến: Z f  

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

 

sin

700 -31.329 -0.41783669 13.090 0.912097655 -28.575

710 -20.735 -0.213892214 4.435 0.977711644 -20.273

Ta chọn tỉ lệ xích    2 /1mm0 và μ p = 0,0192 MPa / 1mm sau đó dựa vào bảng

số liệu trên ta vẽ được đồ thị lực tiếp tuyến T f  và đồ thị lực pháp tuyến

0 180 360 540 720

T=f(a)

2.2.9 Vẽ đường biểu diễn hành trình của piston ng bi u di n ểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm ễn hành trình của piston T f   c a đ ng c nhi u xy lanh.ủa piston ộng học động lực học ……… 23 ơ nhiều xy lanh ền xéc măng ……… 40

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:

δ ct = 1800 τ

i = 180.46 = 180o

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

i là số xylanh của động cơ i = 6

Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn T f   cũng chính là ta vẽ đường biểu diễn

 

  (do ta đã biết M T R. ) Ta vẽ đường biểu diễn này như sau:

1) Ta có bảng xác định các góc i ứng với các khuỷu theo thứ tự làm việc củađộng cơ 4 kỳ, 4 xylanh có thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4 là:

CÁC SỐ LIỆU CỦA PHẦN TÍNH TOÁN NHIỆT T

Đ/cơ xăng, không tăng áp