Đồ án Động cơ đốt trong | Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

Đồ án Động cơ đốt trong | Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Tài liệu gồm 58 trang giúp bạn tham khảo, củng cố kiến thức và ôn tập đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới. Mời bạn đọc đón xem!

Đồ Án Động Cơ Đốt Trong



 !"
#

$% !"&
#
'
'() *+
,
'
-(./
'
0$%./1&
'
23/4 '
53)678 '
93+: -
;3<=>+?@A -
3<=>+?A -
3/7B -
'3C -
D
E&/#) *+D
E3./1 D
E$%) *+&
D
'E3+
F
D
-EG!<./+HI
0
SV:
Trần Nhật Duy 1 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
DEG!<../J8KK?8.:0
0E3=!!<../L0
E&/#) *62
E&4#M/ *N../2
E&4#M/ *NO82
'E&4#M/ *NP< #) *62
-EQ6K *
5
DE() *6
5
0E$%) *6,5
2EG!<(N) *65
'E&/#) *85
'E38RSJ8KT
#
5
'E38RSUKT9
''E38RSUK+?@9
'-EG!<FV8I
9
'DE$%+?@A&
@
9
'0E(+?@A
@
;
-E&/#) *WX;
-E3WXH;
-E3WX
-'EQWXK *
--E(N) *WX
-DE$%) *WX
SV:
Trần Nhật Duy 2 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
-0EY? %./1
DE&/# *
DE(QB *Z

DE(QB *UK

D'E[(:#:QB
'
D-E3(QB
'
DDE(R(\H
'
D0E(1/ *
]
'
D2E3(\H
'
D5E[(:#:
]
'
D9E3(1/^
],
-
D;EY?!"./_8`-
-
EW1-
EaB) *6Fb) *WX@D
'Ecd7B0
-3/7B2
III.4.1/ Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp2
III.4.2/ Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén2
III.4.3/ Hiệu đính điểm phun sớm 5
III.4.4/ Hiệu đính điểm đạt p
zmax
thực t5
III.4.5/ Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình thải thực tế5
III.4.6/ Hiệu đính điểm kết thúc quá trình giãn nở.5
SV:
Trần Nhật Duy 3 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
 !"#$%&';
cEe!"?=fb *#_ghiLj;
cEe!"?=f%#FghiLj
c'Ee!"?=fN#kghi_j
&(''
cE.!<8?%BK'
cEGU)/-
c'Ee!"?=fFghi_j0
c-EY ?7Bcb
.
ghiLj5
cDEY ?7B
k
ghi_jb
k
ghiLj5
c0Ecd7B
ghiLj5
c2EcdUK8K&ghiLjFb7BU8KlghiLj9
c5Ecd!"&ghiLj'
c9Ecd7B>=>:.4'D
c;Ecd!"?=fmghiLj'0
cEe7Bbn.4'5
)*+,-./0+1-;
cE&/.?oQ#-;
cE&/o#-
c'E&/o#-'
c-E&/op#-D
cDE&/.?o_6C.MD
SV:
Trần Nhật Duy 4 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong

23456789:;<=4>?;
TT Tên thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Y?%\ qrIl'0 eE\ =]]A
s FA .
C
[.* t - .*
' [_ 0
- &uUR
D 3b *# [ -; 
0 e!"./_ ` '; 
2 v1XH_+ L
; %
5 v11%_+ L
D0 %
9 v1XH__ T
D0 %
; v11%__ T
; %
 v1H w
; %
 o=b 8o

D0 
' (%\ $
]
2; WU
- [Fn)8%\ ;5; FE
D [(:#:
]
5D E
0 &Q6 x 5
2 & !< 8o

-AD .
5 & !<1#

'AD .
I.2/ Các thông số chọn.
]#o. !"A.K(%\#7,
SV:
Trần Nhật Duy 5 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
@2A6;BCDE9CFGH45A
I
( !"
#
b(./)8? !H.+Fb#%\,

#
g;AI
@@J9:C>KDE9CFGH45
I
GU% !"]#%*)C
y!H&
#
g92
Y
@LA6;MCN;79O;PCFQ4J4RAA
=
`#%\b%\.C:
gi;A5;A9j
#
&
g;A;9Ip
@SA6;MCTJUCJ39A
F
(./>%Fb#!
&1?
z #
+F,
giA;ADj
.
&(8
g;A;DIp
@V+WN>K6MX4Y45DE9NJMC

>%Fb#) **bn./: #8#b_8cH
%<{r|D;b%\]@]*bn./: #_8:u
%(81H g;-;Y
& g;Y
@ZJ9:C>KTJU6YC
F
$K) *WXb ?A%&
b(cH%\]@]
&
g2;;}9;;
Y
&&
g5D;
Y
SV:
Trần Nhật Duy 6 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
@[:67J9:;>U4JC\4J9:C
&4N(8R (u+:!"CuFb#=!
!<../L?/
cH%\]@]L~A-: gA;
@]:67O;^C<;_45NJPX
cH%\.C g
@`:674RACJaD
p>%N8KFb#./&!" giA;A;2j
y8 gA;2
@2b:678c9de454J9:CCR9>9fDg-
&?!< N:=•?FbC%C
FH!< .8#b#b.:
eFH%\]@] gi;A2;;A5Dj
y8 g;A2D
@22:678c9de454J9:CCR9>9fD<-
eFH%\]@] gi;A5;€;A9;j
y8 g;A52i&+?!< #RFHF_8 
 !"#bH g j ij
@2@:67J9:;>U4J>_CJhNE45
&?./#J8K *N%\#FH
 *UK *UKN%\]@]..o
#FH */#J8KFH gi;A9};A92j
SV:
Trần Nhật Duy 7 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
& g;A92

2U4JCIP4O;PCFQ4J4RA
22:67TJU6YC
ij
& #1,bQ6K *N./1gA-D€AD;
&gAD&8Fb#1
2@J9:C>KN;79O;PCFQ4J4RA
=
i'j
&8Fb#1,
SV:
Trần Nhật Duy 8 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
2L:674RA
i
i-j
&8Fb#!<,
2SGc45TJU4RADj9+
2
i.#E.j iDj
& #1,
]
g g iIj i0j
cHc
g g i2j
g~ i.#E.j
2VGc45TJE45TJU8kCJ;XlCN?4CJ9lC>f>7CNJPX2T54J9a4
89:;+
b
I
#
g i.#E.j i5j
cH:N%\]@]g;A52•3g;A0•‚g;A;;-
g~&/!<I
#
g;A-90
SV:
Trần Nhật Duy 9 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
2Z:67dG8Gc45TJE45TJUm
eFH%\]@]q'0,Lg g i9j
@U4JCIP4O;PCFQ4J4^4
@2\4J9:CDI8>n45CUNJCF;45<Q4JNo=TJE45TJUpTJU4RADj9q
 i.ƒE.#%ji;j
@@\4J9:CDI8>n45CUNJCF;45<Q4JNo=634AJrDNJPXpTJU6YCq
cH=U!<L~&/]#u
i.ƒE.#%j ij
i.ƒE.#%j ij
@L\4J9:CDI8>n45CUNJCF;45<Q4JNo=Js4JcACFI45O;PCFQ4J4^4
pJs4JcATJUNE45CPNq>GcNCU4JCJtINE45CJWN6=;
 i.ƒE.#%j i'j

&8i;jFbijFb#i'jFbKR1
Z
F
g i-j
SV:
Trần Nhật Duy 10 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
 g iDj
g~ i0j
@SJu674^4>=<9l4CF;45<Q4J4
2
Q6K *>% (oFb#.K(Fb
FVb!./!H_8A#+78AFn)8A>A
 +N%\„&8:

C]#)8V(
b#((d.K#
vK) *6b#+
_B

]#!\ *,
 i2j
cH!\=n(8
gA'09Fb8Fb#FK/!<

FK

gA'25-0
g~ …;A†‡Wo.
@VA6;MCN;79O;PCFQ4J4^4A
N
&/]#u,
g


g;A;95A2
'09
g-AD95iIpj i5j
@ZJ9:C>KN;79O;PCFQ4J4^4
 &
g&
x

g'9A255
A'09
g9-5iYj i9j
@[Gc45DE9NJMCNE45CPNNo=O;PCFQ4J4^4
I
gI
ˆI
gI
iˆ‰
jg;A225iˆ;A;5jg;A5;;i.E.#j i;j
SV:
Trần Nhật Duy 11 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
LU4JCIP4O;PCFQ4JNJPX
L2:67CJ=X>v9AJB4Cw8kCJ;XlCx
I
T
#
g g  ij
e%C#ŠIN%\]@]{r|D;!<_B]#u
ŠIgi jg g;A;'0 ij
`#1FH%\]@],
T
#
gˆ gˆ
L@:67CJ=X>v9AJB4CwCJyNClx
g  i'j
LL:67CJ=X>v9AJB4CwCJyNClCR9>9fDg-x
g
g  i-j
& #1,
LSGc45634izCNJPX+
@
I
gI
ˆŠIgT
#
I

gA;-;0;A225g;A5;95i.#E.j iDj
'DE$%+?@A&
@
,
$%&
@
!</z!\ *,
SV:
Trần Nhật Duy 12 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
 i0j
& #1,m
3
, B(N==]@]m
3
g-D;;i.ƒE.#j
i.kE.#‹6j
 ,4#M *+?@Fb!</,
i2j
i5j
&8i;jAijFb#i5j Œ!<
 g;A22ˆ;A;;2'&
@
cV84M *+@b,
g9A;5-5ˆ;A;;2'&
@
 i9j
3C
 i';j
Fb g i'j
&8i9jAi';jFbi'jFb#i0j1!\ *VFH&
@
,
 i9A;5-5ˆ;A;;2'&
@
jA;''&
@
}2'25A;9g; i'j
;A;;5&
@
ˆ';A;-5&
@
}2'25A;9g;
SV:
Trần Nhật Duy 13 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
v!\ *!<&
@
g;'i
Yj
LZA6;MCCR9>9fDg-A
g
p
@
g•
g
AD-AD9g0A29-iIpj i''j
& #1•bC!<gAD
SU4JCIP4O;PCFQ4J59{44|
S2:6759{44|6jD
 g i'-j
S@:6759{44|6=;
  g i'Dj
SLJu6759{44|>=<9l4CF;45<Q4J
 i'0j
cH%\]]&
g 8Fb#1,
b B(N:AFH%\]@] g-D;;i.ƒE.#j
Sử dụng phương pháp dò nghiệm:
SV:
Trần Nhật Duy 14 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
&8
gA2DFb#FK!\ */!<
FK
g;A25
&/!< …;A†‡Wo.
cV8
gA2D
SSA6;MCNo=O;PCFQ4J59{44|
  g g;A'-iIpj i'2j
SVJ9:C>KN;79O;PCFQ4J59{44|
 &
g g gDA25iYj i'5j
SZ}9fDCF=4J9:C>KTJU6YC
&1%N./!</]#u,
g g29;AD'iYj i'9j
Y?,
&
g g gDA†…D†i‡Wj
VU4JCIP4NPNCJE4567NJ;CFQ4JNE45CPN
V2A6;MCNJuCJhCF;45<Q4JA~
9
eFH%\]@]
 i-;j
SV:
Trần Nhật Duy 15 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
 g

Z
g;A5DiIpj
V@A6;MCNJuCJhCF;45<Q4JCJyNClA
9

gw
=

Zg;A9D;A5Dg;A5'iIpj i-j
VL;MCC9a;J=I4J9a489:;NJuCJh5
9
 i-j
 iE.|j
VS9:;6;MCNJuCJh
D
  i-'j
VVA6;MCCv4CJMCN•59j9A
D
(b8!<?=fz)8K/FH% *
N#AFHFV *N#!</]#u,
 F

g iEj i--j
cH%\]@]#S=>u,
 
g;A;Dˆ;A;D0F

g;A00iIpj i-Dj
VZA6;MCNYUNJCF;45<Q4JA
t
 
]
g

}
g;A5';A00g;A0-0iIj i-0j
SV:
Trần Nhật Duy 16 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
V[9:;6;MCN•59j9
D
  g g;A29D i-2j
V];MCC9a;J=I4J9a489:;5
t

]
g g  i-5j
V`9:;6;MCNYUNJ€
t
^
]
g^
^
g;A-9;A29Dg;A'2 i-9j
V2b}9fD45J9:D>GH45TU4J•X8=4J"CJtINE45CJWN
 iD;j
cH c
g
cV8 
[Ž`g g;A;;;Dij…;Aij
g~e#o.

2PN6789:;>{NY
() *+, 
g;A;9iIpj
() /, 
g;A;DiIpj
(+?@, 
@
g0A29-iIpj
SV:
Trần Nhật Duy 17 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
(+?, 
g;A'-iIpj
(+?, 
g-AD9iIpj
Q6K
,

gA'09•
QWXK
,
gA2D
&46 xg5
@.PN>h4JO;PCFQ4J4^4=0Ni‚O;PCFQ4J59{44|g0<
e?_B) *6FbWXV,
•m *6,
&1c

g#
_c_

g
c

e•c
_
gc
A #1g

_
g
g

_
g
iDj
•m *WX!\U!FV8FH) *WX1,
_
g FHF
@
gF
iDj
‘
g
‘
F
g
mŒ *6 mŒ *WX
v&`c •c _ ?=f _ ?=f
;A0 -AD952 00A0002 'A'''
ρ
;A0D- A02-'0 95A'92' 0A29-5 D;A;;;
19,593
;AD A2D'00 0-AD -A0D-' 2A-0 0A002
' ;A''22 A;;00 '2A;'D5 A59D ;-A;- -;A;;;
SV:
Trần Nhật Duy 18 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
- ;A-D;' ;A0259; -A9250 A9522 2'A' D'A'''
D ;AD05 ;AD;;5 5A-;'; AD- DDA0; 00A002
0 ;A02D- ;A'5909 -A''25 A;5' --A-D5 5;A;;;
2 ;A2529 ;A'DDD A0;95 A;;;; '0A29- 9'A'''
5 ;A9;;D ;A05 9A02;; ;A5-55 'A' ;0A002
9 A;' ;A'05 5A99 ;A2'-0 2A;2 ;A;;;
; AD0 ;A9'0- 2A-- ;A0-DD 'A2-5 ''A'''
 A'5 ;A099D 0AD9 ;AD2- A0 -0A002
 A'D;5 ;AD;50 DADD;0 ;AD0; 5A950 0;A;;;
' A-0'' ;A'D; -A92-D ;A-022 2A; 2'A'''
- AD2D9 ;A0 -A-9-D ;A-2 DA2' 50A002
D A055D ;AD -A;59- ;A'9- -A-'2 ;;A;;;
0 A5;; ;A;2D 'A2-'0 ;A'0D 'A''5 'A'''
2 A9'0 ;A;9'0- 'A--D- ;A''0D A'5 0A002
5 A;0 ;A;50D9 'A50 ;A''2 AD- -;A;;;
Lƒ>_CJhNE45
[.V/) *6Fb) *WXKbFd]#
N :AFbFdK) *+Fb) *J8Kz!"
##FH >#b)?
Fb
[.Fd_#/
7BQB
cd7B .•/ :7B,
&Q_/Nb *#[b,
[
g g;A0'iE?=fj iD'j
v B?=f./!" n .iSb *#jb,
ij
Ta có thông số kết cấu của động cơ là:
SV:
Trần Nhật Duy 19 Hưng dn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
iD-j
&/!<#+‚‚Zb,
‚‚Zg g9AD2ij iDDj
cb B?=f#+‚‚Z :!" n ./!<]#u,
#+?=f
‚‚Z
g gDA;'ij iD0j
S9:;>U4J>_CJhNE45
S29:;>U4J>9fD<„C>?;O;PCFQ4J4RA…p>9fD=q
&’?‚ZN7B ._B11%T
g;
#
N_A
./8“Fn .XZA’Z1!"##FH%“
X
$? :!"FH&1!"8?K’) *
) *+
S@9:;>U4JPA6;MCN;79O;PCFQ4J4^4…p>9fDNq
() *6UK=#1UH:!"H\
() *6J8K
W/&]#.A()
 *6UK
Z1?_B]#u,
Zg
ˆ g-AD9ˆ gDA5-iIpj iD2j
&’1_B!<%N?
Z
 :7B,
 ij
SV:
Trần Nhật Duy 20 Hưng dn:
| 1/58

Preview text:

Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
I/ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN BAN ĐẦU...........................................................2
I.1- Bảng số liệu ban đầu........................................................................................2
I.2- Các thông số chọn............................................................................................2
I.2.1 Áp suât môi trường po.................................................................................2
I.2.2 Nhiệt độ môi trường To...............................................................................3
I.2.3 Áp suất cuối quá trình nạp pa:.....................................................................3
I.2.4 Áp suất khí thải pr.......................................................................................3
I.2.6 Nhiệt độ khí sót Tr......................................................................................3
I.2.7 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt .........................................................................3
I.2.8 Hệ số quét buồng cháy
..........................................................................3
I.2.9 Hệ số nạp thêm ......................................................................................4
I.2.10 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z, ............................................................4
I.2.11 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b, ...........................................................4
I.2.12 Hệ số hiệu đính đồ thị công
.................................................................4
I.2.13 Hệ số tăng áp ........................................................................................4
II. TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC...............................................5
II.1/ Tính toán quá trình nạp...................................................................................5
II.1.1/ Hệ số khí sót ........................................................................................5
II.1.2/ Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta..................................................................5
II.1.3/ Hệ số nạp v.............................................................................................5
II.1.4/ Lượng khí nạp mới M1.............................................................................6
SV:Trần Nhật Duy 1 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
II.1.5/ Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu ............6
II.1.6/ Hệ số dư lượng không khí α.....................................................................6
II.2/ Tính toán quá trình nén...................................................................................7
II.2.1/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí....................................7
II.2.2/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy.............................7
II.2.3/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén........7
II.2.4/ Chỉ số nén đa biến trung bình n1..............................................................8
II.2.5/ Áp suất cuối quá trình nén pc....................................................................8
II.2.6/ Nhiệt độ cuối quá trình nén:.....................................................................8
II.2.7/ Lượng môi chất công tác của quá trình nén.............................................8
II.3/ Tính toán quá trình cháy.................................................................................8
II.3.1/ Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết βo.........................................................8
II.3.2/ Hệ số thay đổi phân tử thực tế β..............................................................9
II.3.3/ Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z ...............................................9
II.3.4/ Lượng sản vật cháy M2.............................................................................9
II.3.5/ Nhiệt độ tại điểm z, Tz.............................................................................9
II.3.6/ Áp suất tại điểm z, pz..............................................................................10
II.4/ Tính toán quá trình giãn nở..........................................................................10
II.4.1/ Hệ số giãn nở sớm..................................................................................10
II.4.2/ Hệ số giãn nở sau..................................................................................11
II.4.3/ Chỉ số giãn nở đa biến trung bình..........................................................11
II.4.4/ Áp suất của quá trình giãn nở.................................................................11
II.4.5/ Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở..............................................................12
SV:Trần Nhật Duy 2 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
II.4.6/ Kiểm tra nhiệt độ khí sót........................................................................12
II.5/ Tính toán các thông số chu trình công tác....................................................12
II.5.1/ Áp suất chỉ thị trung bình p’i .................................................................12
II.5.2/ Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi.......................................................12
II.5.3/ Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi..........................................................13
II.5.4/ Hiệu suất chỉ thị m................................................................................13
II.5.5/ Áp suất tổn thất cơ giới pm.....................................................................13
II.5.6/ Áp suất có ích trung bình pe...................................................................13
II.5.7/ Hiệu suất cơ giới m...............................................................................13
II.5.8/ Suất tiêu hao nhiên liệu ge......................................................................13
II.5.9/ Hiệu suất có ích ηe:.................................................................................14
II.5.10/ Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D....................................................14
III. VẼ VÀ HIỆU ĐÍNH ĐỒ THỊ CÔNG...........................................................14
III.1/ Các số liệu đã có.........................................................................................14
III.2/ Xác định quá trình nén a-c và quá trình giãn nở z-b...................................15
III.3/ Vẽ đồ thị công.............................................................................................16
III.4. Hiệu đính đồ thị công..................................................................................17
III.4.1/ Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp.................................................17
III.4.2/ Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén....................................................17
III.4.3/ Hiệu đính điểm phun sớm ...................................................................18
III.4.4/ Hiệu đính điểm đạt pzmax thực t............................................................18
III.4.5/ Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình thải thực tế.....................................18
III.4.6/ Hiệu đính điểm kết thúc quá trình giãn nở..........................................18
SV:Trần Nhật Duy 3 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
IV. VẼ CÁC ĐƯỜNG BIỂU DIỄN CÁC QUY LUẬT ĐỘNG HỌC...............20
IV.1/ Đường biểu diễn hành trình piston x=f(α)..................................................20
IV.2/ Đường biểu diễn tốc độ piston v=f(α)........................................................21
IV.3/ Đường biểu diễn gia tốc của piston j=f(x)..................................................21
V. TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC....................................................................23
V.1/ Các khối lượng chuyển động tịnh tiến.........................................................23
V.2/ Lực quán tính...............................................................................................24
V.3/ Đường biểu diễn v = f(x)..............................................................................26
V.4/ Khai triển đồ thị công p-V thành pkt=f(α)....................................................28
V.5/ Khai triển đồ thị pj = f(x) thành pj = f(α).......................................................28
V.6/ Vẽ đồ thị p = f(α).........................................................................................28
V.7/ Vẽ lực tiếp tuyến T= f(α) và đồ thị lực pháp tuyến Z = f(α)........................29
V.8/ Vẽ đường T = f(α)......................................................................................32
V.9/ Vẽ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu....................................................35
V.10/ Vẽ đường biểu diễn Q = f(α)......................................................................36
V.11/ Đồ thị mài mòn chốt khuỷu........................................................................38
VI. TÍNH BỀN NHÓM PISTON, XÉC-MĂNG.................................................40
VI.1/ Tính kiểm nghiệm bền đỉnh piston.............................................................40
VI.2/ Tính nghiệm bền đầu piston........................................................................42
VI.3/ Tính nghiệm bền thân piston.......................................................................43
VI.4/ Tính nghiệm bền chốt Piston......................................................................45
VI.5/ Tính kiểm nghiệm bền xéc măng không đẳng áp.......................................51
SV:Trần Nhật Duy 4 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
I/ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN BAN ĐẦU.
I.1/ Bảng số liệu ban đầu.
TT Tên thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị 1 Kiểu động cơ YAMZ236 Đ/cơ diesel, chữ v, không tăng áp 2 Số kì τ 4 kì 3 Số xi lanh i 6 4 Thứ tự nổ 5 Hành trình piston S 140 mm 6 Đường kính xilanh D 130 mm 7 Góc mở sớm xupap nạp α1 20 độ 8 Góc đóng muộn xupap nạp α2 56 độ 9 Góc mở sớm xupap xả β1 56 độ 10 Góc đóng muộn xupap xả β2 20 độ 11 Góc phun sớm φi 20 độ 12 Chiều dài thanh truyền ltt 256 mm 13 Công suất động cơ Ne 170 mã lực 14 Số vòng quay động cơ n 2080 v/ph 15 Suất tiêu hao nhiên liệu ge 185 g/ml.h 16 Tỉ số nén ε 18 17
Trọng lượng thanh truyền mtt 4,215 kg 18 Trọng lượng nhóm piston mpt 3,25 kg
I.2/ Các thông số chọn.
Các thông số cần chọn theo điều kiện môi trường, kết cấu động cơ...bao gồm:
SV:Trần Nhật Duy 5 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
I.2.1/ Áp suât môi trường po
Áp suất môi trường po là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ: po = 0,1 Mpa
I.2.2/ Nhiệt độ môi trường To
Lựa chọn nhiệt độ môi trường theo nhiệt độ bình quân cả năm.
Ở nước ta chọn To = 297 K
I.2.3/ Áp suất cuối quá trình nạp pa
Do động cơ là động cơ không tăng áp nên chọn pa = (0,8 - 0,9 )po Ta chọn pa = 0,09 MPa
I.2.4/ Áp suất khí thải pr
Áp suất khí thải phụ thuộc vào các thông số như pa. Ta có thể chọn pr nằm trong phạm vi: pr = (1,10-1,15)pk Ta lấy pr = 0,105 MPa.
I.2.5/ Mức độ sấy nóng môi chất
phụ thuộc vào quá trình hình thành hòa khí bên trong hay ngoài xy lanh. Với
động cợ IFA-W50 là động cơ điezen hình thành hòa khí bên trong xy lanh nên mức độ sấy nóng lớn. = 20-40 K. Ta chọn = 20 K
I.2.6/ Nhiệt độ khí sót Tr
Nếu quá trình giãn nở càng triệt để, nhiệt độ Tr càng thấp.Với động cơ điezen Tr = 700 – 900 K. Ta chọn Tr = 850 K
SV:Trần Nhật Duy 6 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
I.2.7/ Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
Tỷ nhiệt của môi chất thay đổi rất phức tạp nên thường phải căn cứ vào hệ số dư
lượng không khí α để hiệu đính.
Với động cơ điezen α > 1,4 nên ta chọn = 1,10
I.2.8/ Hệ số quét buồng cháy
Với động cơ không tăng áp = 1
I.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 = 1,07.
I.2.10/ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z,
Thể hiện lượng nhiệt phát ra của nhiên liệu dùng để sinh công và tăng nội năng
với lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu.
Đối với động cơ điezen = (0,70-0,85) Ở đây ta chọn = 0,75
I.2.11/ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b,
Đối với động cơ điezen = (0,80 ÷ 0,90)
Ở đây ta chọn = 0,87 (Tại điểm b lượng nhiệt trao đổi với vách xy lanh ra môi trường ngoài lớn = ) (1)
I.2.12/ Hệ số hiệu đính đồ thị công
Thể hiện sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ so với
chu trình thực tế. Chu trình công tác thực tế của động cơ điezen sai khác khá nhiều
so với chu trình tính toán lý thuyết. với = (0,92 – 0,97)
SV:Trần Nhật Duy 7 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong Ta chọn = 0,97
II. TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC
II.1/ Tính toán quá trình nạp
II.1.1/ Hệ số khí sót (2)
Trong đó : m là chỉ số nén đa biến trung bình của khí sót m = 1,45 ÷ 1,50
Ta chọn m = 1,5. Thay số vào ta có
II.1.2/ Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta (3) Thay số vào ta có:
SV:Trần Nhật Duy 8 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
II.1.3/ Hệ số nạp v (4) Thay số vào ta được :
II.1.4/ Lượng khí nạp mới M1 (kmol/kg nl) (5) Trong đó: pe = = (Mpa) (6) Với Vh = = (7) => (kmol/kg nl)
II.1.5/ Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0 Mo = ( kmol/kg nl) (8)
Với nhiên liệu của động cơ điezen C=0,87 ; H= 0,126 ; O = 0,004
=> Ta tính được Mo = 0,496
SV:Trần Nhật Duy 9 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
II.1.6/ Hệ số dư lượng không khí α
Đối với động cơ điezen Y236: α = = (9)
II.2/ Tính toán quá trình nén
II.2.1/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí( khí nạp mới ) ( kJ/kmol.độ) (10)
II.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 (kJ/kmol.độ) (11) (kJ/kmol.độ) (12)
II.2.3/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén
(hỗn hợp khí công tác) được tính theo công thức sau
( kJ/kmol.độ) (13)
Thay (10) và (12) vào (13) và biến đổi ta có a’v = (14)
SV:Trần Nhật Duy 10 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong = (15) => (16)
II.2.4/ Chỉ số nén đa biến trung bình n1
Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc rất nhiều vào các thông số kết cấu và
thông 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: (17)
Với phương pháp dò nghiệm ta lấy n1 = 1,3691 và thay vào vế phải tính được n1 vế phải = 1,37846 =>
< 0,2 % thỏa mãn điều kiện
II.2.5/ Áp suất cuối quá trình nén pc
Tính theo công thức sau:
pc = pa.n1 =0,09.18,71.3691 = 4,5298 (MPa) (18)
II.2.6/ Nhiệt độ cuối quá trình nén
Tc = Ta. εn1-1 =329,78.181,3691-1 = 948 (K) (19)
II.2.7/ Lượng môi chất công tác của quá trình nén
Mc =M1+ Mr = M1( 1+γr ) = 0,778.(1+0,0281) =0,8001 (kg/kmolnl) (20)
SV:Trần Nhật Duy 11 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
II.3/ Tính toán quá trình cháy
II.3.1/ Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết βo βo = = (21)
Độ tăng mol ∆M của động cơ điezen IFA-W50 được xác định theo công thức sau ∆M = ( ) = = 0,0316 (22)
Do đó với động cơ điezen : βo =1+ =1+
II.3.2/ Hệ số thay đổi phân tử thực tế β = (23)
II.3.3/ Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z, βz = (24) Trong đó :
II.3.4/ Lượng sản vật cháy M2
M2 = M1 +∆M = βo . M1 = 1,0406.0,778 = 0,8098 (kmol/kgnl) (25)
II.3.5/ Nhiệt độ tại điểm z, Tz:
Nhiệt độ Tz được tính bằng cách giải phương trình sau :
SV:Trần Nhật Duy 12 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong (26)
Trong đó : QH : nhiệt trị thấp của dầu diezen QH = 42500(kJ/kmol) (kj/kmol.®é)
: tỷ nhiệt mol đẳng áp trung bình tại điểm z và được tính: (27) (28)
Thay (10),(12) vào (28) rút gọn ta được = 20,77+ 0,00273.Tz
Vậy tỷ nhiệt đẳng áp trung bình tại z là: = 29,0848+ 0,00273.Tz (29) Hệ số tăng áp (30) và = (31)
Thay (29),(30) và (31) vào (26) ta có phương trình bậc 2 với Tz :
(29,0848+ 0,00273.Tz ).1,033.Tz – 72378,09 = 0 (32)
0,00282T 2z + 30,048Tz – 72378,09 = 0
SV:Trần Nhật Duy 13 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
Giải phương trình ta được Tz = 2023 ( K)
II.3.6/ Áp suất tại điểm z, pz
Pz = λ pc = 1,5.4,529 = 6,794 (MPa) (33)
Trong đó λ là hệ số tăng áp được chọn = 1,5
II.4/ Tính toán quá trình giãn nở.
II.4.1/ Hệ số giãn nở sớm = (34)
II.4.2/ Hệ số giãn nở sau = (35)
II.4.3/ Chỉ số giãn nở đa biến trung bình (36)
Với động cơ điesel Tb = thay vào ta có :
là nhiệt trị thấp của nhiên liệu, với động cơ điezen =42500 (kJ/kmol)
Sử dụng phương pháp dò nghiệm:
SV:Trần Nhật Duy 14 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
Thay n2 = 1,2275 vào vế phải phương trình ta tính được vế phải = 0,2278 Ta tính được sai số
< 0,2% thỏa mãn điều kiện. Vậy ta chọn n2 = 1,2275
II.4.4/ Áp suất của quá trình giãn nở = = 0,324 ( MPa) (37)
II.4.5/ Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb = = = 1151,78 (K) (38)
II.4.6/ Kiểm tra nhiệt độ khí sót
Ta có nhiệt độ của khí thải được tính theo công thức sau: = = 790,53 (K) (39) Kiểm nghiệm: Tr = =
= 5,12 % < 15% (thỏa mãn)
II.5/ Tính toán các thông số chu trình công tác.
II.5.1/ Áp suất chỉ thị trung bình p’i
Đối với động cơ điezen (40)
SV:Trần Nhật Duy 15 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong = p’i = 0,851 (MPa)
II.5.2/ Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi
pi = φd .pi’ = 0,952. 0,851 =0,813 (MPa) (41)
II.5.3/ Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi (42) (g/kW.h)
II.5.4/ Hiệu suất chỉ thị m (43)
II.5.5/ Áp suất tổn thất cơ giới pm
Áp suất này được biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính đối với tốc độ trung bình
của piston, với vận tốc trung bình của piston được tính theo công thức: vtb = (m/s) (44)
Với động cơ điezen cao tốc ta sử dụng công thức:
pm= 0,015+ 0,0156 vtb = 0,166 (MPa) (45)
II.5.6/ Áp suất có ích trung bình pe
pe = pi – pm = 0,813 - 0,166 = 0,646 (Mpa) (46)
SV:Trần Nhật Duy 16 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong
II.5.7/ Hiệu suất cơ giới m = =0,795 (47)
II.5.8/ Suất tiêu hao nhiên liệu ge ge = = (48)
II.5.9/ Hiệu suất có ích ηe
ηe = ηi.ηm = 0,4119.0,795 = 0,327 (49)
II.5.10/ Kiểm nghiệm đường kính xy lanh D theo công thức (50) Với Vh = Vậy Sai số ΔD = = 0,0005 (mm) < 0,1(mm)
=> Đảm bảo điều kiện.
III. VẼ VÀ HIỆU ĐÍNH ĐỒ THỊ CÔNG.
III.1/ Các số liệu đã có.
- Áp suất quá trình nạp: pa = 0,09 (MPa)
-Áp suất quá trính thải: pr = 0,105 (MPa) -Áp suất tại điểm z: pz = 6,794 (MPa)
SV:Trần Nhật Duy 17 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong -Áp suất tại điểm b: pb = 0,324 (MPa) - Áp suất tại điểm c: pc = 4,529 (MPa)
- Chỉ số nén đa biến n1: n1 = 1,3691 ;
- Chỉ số giãn nở đa biến n2: n2 = 1,2275 - Tỷ số nén ε = 18
III.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: * Quá trình nén: Ta có pVn1= const  p n1 n1
xVx = pcVc . Đặt Vx = iVc, trong đó i = 1  px = pc. = pc.  px = pc. (51)
* Quá trình giãn nở tương tự như vậy với quá trình giãn nở ta có: px = với vz = .vc (52) - Chọn μp = - Chọn μv = Qúa trình nén Qúa trình giãn nở i*Vc px biểu diễn px biểu diễn GTBD Vc 1 0,1126 4,52987 166,6667 13,333 ρ 0,1654 2,67436 98,3973 6,7948 250,000 19,593 2 0,2251 1,75366 64,5221 4,6543 171,246 26,667 3 0,3377 1,00661 37,0358 2,8295 104,104 40,000
SV:Trần Nhật Duy 18 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong 4 0,4503 0,67890 24,9786 1,9877 73,132 53,333 5 0,5628 0,50018 18,4030 1,5114 55,610 66,667 6 0,6754 0,38969 14,3378 1,2083 44,458 80,000 7 0,7879 0,31555 11,6098 1,0000 36,794 93,333 8 0,9005 0,26282 9,6700 0,8488 31,231 106,667 9 1,0131 0,22368 8,2299 0,7346 27,027 120,000 10 1,1256 0,19364 7,1244 0,6455 23,748 133,333 11 1,2382 0,16995 6,2529 0,5742 21,126 146,667 12 1,3508 0,15086 5,5506 0,5160 18,986 160,000 13 1,4633 0,13520 4,9745 0,4677 17,210 173,333 14 1,5759 0,12216 4,4945 0,4271 15,713 186,667 15 1,6885 0,11115 4,0894 0,3924 14,437 200,000 16 1,8010 0,10175 3,7436 0,3625 13,338 213,333 17 1,9136 0,09364 3,4454 0,3365 12,381 226,667 18 2,0262 0,08659 3,1861 0,3137 11,542 240,000
III.3/ Vẽ đồ thị công.
Sau khi lập bảng tính quá trình nén và quá trình giãn nở ta tiến hành vẽ theo số
liệu của bảng trên, và vẽ tiếp quá trình nạp và quá trình thải lý thuyết bằng 2 đường
song song với trục hoành đi qua 2 điểm pa và pr .Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính
đồ thị công chỉ thị.
- Vẽ đồ thị Brick đặt phía trên đồ thị công:
- Tỉ lệ xích của hành trình piston S là: S= = 0,63 (mm/mm biểu diễn) (53)
Giá trị biểu diễn bán kính đường tròn Brick (nửa hành trình piston) là: (mm)
Ta có thông số kết cấu của động cơ là:
SV:Trần Nhật Duy 19 Hướng dẫn:
Đồ Án Động Cơ Đốt Trong (54)
Ta tính được đoạn OO’ là: OO’ = = 9,57 (mm) (55)
Và giá trị biểu diễn đoạn OO’ trên đường tròn Brick tính được theo công thức:
đoạn biểu diễn lOO’ = = 15,03 (mm) (56)
III.4. Hiệu đính đồ thị công
III.4.1/ Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm a).
Từ điểm O’ của đồ thị brick xác định góc đóng muộn β2 = 20o của xupap thải,
bán kính náy cắt vòng Brick ở a’, từ a’ gióng đường song song với tung độ cắt pa ở
a.Nối điểm r trên đường thải với a. Ta có đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp.
III.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 cuối quá trình nén lý thuyết pc đã tính.Theo kinh nghiệm, áp suất cuối quá
trình nén thực tế pc’ có thể xác định theo công thứ sau : pc’ = pc + = 4,529 + = 5,284 (MPa) (57)
Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công: (mm)
SV:Trần Nhật Duy 20 Hướng dẫn: