Tên thông số
Ký hiệu
Giá trị
Đơn vị
Công suất cực
đại của động cơ
Nemax
42
ml
Số vòng quay
của động cơ ứng
với
Nemax
n
e
3720
v/ph
Momen xoắn
cực đại của động
Memax
9,7
kG.m
Số vòng quay
ứng với M
emax
n
M
2510
v/ph
Đường kính xi
lanh
D
78
mm
Hành trình
Piston
S
100
mm
Tỉ số nén
ε
6,0
Thể tích làm
việc
V
H
1,91
Lít
Số xilanh
i
4
Số kỳ
τ
4
lOMoARcPSD| 59735610
Chương 1
CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN – VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ TÍNH TOÁN
n
min
là tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tải nếu thấp
hơn một chút động cơ sẽ chết máy.
n
M
: Tốc độ lúc đạt mômen có ích cực đại ở chế độ toàn tải (M
emax
).
n
e
: Tốc độ đạt công suất cực đại ở chế độ toàn tải (N
emax
).
Đa số trong động cơ Diezel và một số ít động cơ xăng của xe tải có bộ hạn
chế tốc độ, thay n
e
bằng n
hd
.
n
hd
: Tốc độ hiệu đính (Tốc độ hạn chế), n
e
= n
hd
N
hd
:
Công suất hiệu đính do nhà sản xuất thông báo.
CÁC TỐC ĐỘ CHỌN NHƯ SAU
- Động cơ xăng không có hạn chế tốc độne = 3720 vòng
/phút. n
min
= 15% .3720 = 558 vòng /phút. n
M
=2510
vòng/ phút
Chương 2 TÍNH NHIÊN LIỆU VÀ HỖN HỢP CÁC SẢN PHẨM CHÁY
2.1 Chọn nhiên liệu và thành phần của nhiên liệu:
2.1.1 Chọn nhiên liệu cho động cơ xăng Dựa
theo tỷ số nén theo cách chọn như sau:
=6 Xăng có nhiệt trị thấp h
u
=10400 Kcal/kg
Thành phần của xăng g
C
=
0,85 và g
H
= 0,15
2.2 Chọn hệ số dư không khí :
Vì tính nhiệt độ ở chế độ toàn tải nên phải chọn công suất:
- Đối với động cơ xăng = 0,9
Lượng nhiệt tổn hao do thiếu ôxy cháy không hết vì <1:
h
u
= 14740 (1- )=14740 (1- 0,9) = 1474
2.3 Lượng không khí lý thuyết l
0
cần để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu: l
0
8 8
l0 = 3 .gC+8.gH − go = 3 .0,85+8.0,150 = 15,07 kg/kg.nl
0,23 0,23
2.4 Lượng không khí thực tế để đốt 1kg nhiên liệu: l = .l
0
=0,9.15,07=13,563
2.5 Thành phần sản phẩm cháy G
i
:
lOMoARcPSD| 59735610
= [ g
C
(2 - 1) + 6g
H
( - 1) ] =2,163kg
G
CO2
[ 2(1 - ) (g
C
+ 3g
H
)] =0,607 kg G
CO
=
G
H2O
= 9g
H
=1,35
kg G
N2
= 0,77 .l
0
=10,44
kg
2.6 Tỷ lệ thành phần sản phẩm cháy g
i
: g
i
% = G
i
/G
i
= G
i
/ Gspc
g
i
= g
CO2
+ g
CO
+ g
H2o
+ g
N2
= 1
2,163
% gCO2 = 14,56 = 0,149
0,607
% g
CO
=
14,56
= 0,042
1,35
% gH2O = 14,56 = 0,093
10,44
% g
N2
=
14,56
= 0,717
2.7 Hằng số của khí nạp trước lúc cháy2.7.1 Đối với động cơ xăng Hằng số khí
của hỗn hợp tươi R
hht
Rhht=gkk.Rkk + gxg.Rxg =27,82 g
kk
= l
0
/(l
0
+ 1) =0,93 T
lệ của không khí g
xg
= 1/(l
0
+ 1) =0,07 Tỷ lệ của xăng
trong hỗn hợp R
xg
= 8,5 kG.m/kg.độ Hằng số khí
của hơi xăng
R
kk
= 29,27 kG.m/kg.độ Hằng số khí của không k
2.8 Hằng số khí của sản phẩm cháy R
spc
Rspc = (giRi)
R
CO2
= 19,3 kG.m/kg.độ
R
CO
= 30,3 kG.m/kg.độ
R
H2O
= 47,1 kG.m/kg.độ
R
N2
= 30,3 kG.m/kg.độ
Suy ra R
spc
=0,149.19,3+0,042.30,3+0,093.47,1+0,717.30,3=30,25
2.9 Hệ số biến đổi phân tử :
lOMoARcPSD| 59735610
=
spc
/
hht
= R
spc
/R
hht
=30,25/27,82=1,09
2.10 Nhiệt dung của chất khí
2.10.1 Hỗn hợp tươi
Nhiệt dung của hỗn hợp tươi C
vhht
Cvhht = gkk.Cvkk + gxg.Cvxg
Nhiệt dung của không khí:
C
vkk
= 0,165 + 0,000017.T
c
Kcal/kg.độ
Nhiệt dung của hơi xăng:
C
vxg
= 0,35 Kcal/kg.đ
-> Cvhht=0,93(0,165 + 0,000017.Tc)+0,07.0,35=0,178+1,581. 10
5
.Tc
2.10.2 Sản phẩm cháy
Nhiệt dung sản phẩm cháy C
vspc
Cvspc = gi.Cvi
Kcal/kg.độ
Kcal/kg.độ
Kcal/kg.độ
Kcal/kg.độ
Kcal/kg.độ
Động cơ xăng:
Cvspc = gi.Cvi= gCO2.CVCO2 + gCO.CVCO + gH2O.CH2O + gN2.CN2
=0,186+2,34. 10
5
.Tz
Chương 3 QUÁ TRÌNH NẠP
3.1 Xác định áp suất trung bình của quá trình nạp Pa
Tính theo nhiều tốc độ (n
min
, n
M
, n
e
) ở chế độ toàn tải dùng công thức gần
đúng sau đây của Giáo sư tiến sĩ Lenin J.M
Pa =
Ở đây n: Tốc độ vòng quay tại chế độ tính toán (tính toán tại 3 giá trị tốc độ n
min
,
n
M
, n
e
)
V
h
: Tính bằng m
3
- Thể tích công tác của 1 xi lanh qui ước.
V
h
= 1 lít = 0,001m
3
. Vì chưa xác định được V
h
thể tích công tác của 1 xi
lanh.
f
tb
= f
e
.(n
e
/1000) m
2
/lít - Tiết diện lưu thông cần để phát huy N
emax
ở tốc độ
lOMoARcPSD| 59735610
n
e
(hay N
ehd
ở n
hd
) ứng với thể tích công tác là 1 lít.
Po = 1 kG/cm
2
f
e
: Tiết diện lưu thông riêng ứng với 1 lít thể tích công tác và mỗi
1000vòng/phút (m
2
)
Động cơ 4 kỳ không tăng áp
Động cơ xăng: f
e
= 3.10
-4
m
2
/lít.1000v/phút
4
. 3720
1000
= 1,116.10
3
m
2
/lít
-> ftb = 3.10
: Tỷ số nén của động cơ.
ε = 6,0
: Hệ số tổn thất ở đường ống nạp
= 0,65
n
min
= 558
n
M
= 2510
n
e
= 3720
P
a
= 0,995
P
a
= 0,91
P
a
=0,8
3.2 Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta:
Động cơ 4 kỳ không tăng áp:
Ta =
0
K
T
o
= t
o
+ t + 273 t
o
= 24
o
C: Nhiệt độ khí quyển điều kiện bình thường
theo tiêu chuẩn quốc tế.
t
: Nhiệt độ do các chi tiết nóng truyền cho hỗn hợp (hoặc không khí ở
động cơ Diesel) ta chọn theo bảng sau:
: Hệ số khí sót được tính theo công thức sau:
r
=
Pr (kG/cm
2
), Tr: Áp suất và nhiệt độ đầu quá trình nạp chọn theo bảng sau:
: Hệ số biến đổi phần tử = (M
spc
/M
hht
) = (R
spc
/P
hht
).
: Tỷ lệ nhiệt dung của khí trước khi cháy và sau khi cháy.
lOMoARcPSD| 59735610
=
= 1,2 Đối với động cơ xăng.
T
r
’= K
m = 1,38: Chỉ số dãn nở đa biến.
Bảng để chọn Pr, Tr, và t cho động cơ 4 kỳ.
Bảng 1
Thông s
Thứ nguyên
Động cơ xăng
nmin
n
M
n
c
Pr
kG/cm
2
1,03
1,05
1,24
Tr
oK
1000
1100
1200
t
oC
30
25
20
Tại n
min
có:
T
o
= t
o
+ t + 273 = 24 + 30 + 273 = 327
γr = P¿r¿T¿'0 = (6.0,9951,03.1,03327).1,09.1000 = 0,063
P m− 1
T 'r= T r.( Par ¿¿ m = 1000. ( 0,9951,03 ¿¿1,138,381 = 990,53
' '
=> Ta = T01++γ.
r
γ.rᴪ.T r = 327+11,2.0,063+0,063.1,.990,532 =373,64 °K
Tại n
M
có:
T
o
= t
o
+t + 273 = 24 + 25 + 273 = 322
γr = Pr T'0 0,064 ¿¿¿
T
'
r
=T
r
.¿1057,5
lOMoARcPSD| 59735610
T
'
0
+ᴪ .γ
r
.T
'
r
322+1,2.0,064.1057,5
¿>Ta= = =374,46°K
1+γ
r
.ᴪ 1+0,064.1,2
Tại n
e
có:
T
o
= t
o
+ t + 273 = 24+ 20 + 273 = 317
γr = Pr T'0 ,084
¿¿¿ T
'
r
=T
r
.¿063,58
' '
¿>Ta=
T 0+ᴪ .γ r .T r
=
317+1,2.0,084.1063,58
=3
85,36
°
K
1+γ
r
.ᴪ 1+0,084.1,2
3.3 Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho V
h
= 1 lít G
ckl
động có 5000
vòng/ phút sẽ có 2500 chu kỳ với loại động cơ 4 kỳ. Ở đây tính cho V
h
= 1 lít vì ta
chưa xác định V
h
của 1 xi lanh.
G
ckl
= G
180
.
d
(mg/ckl)
G
180
: Khối lượng hỗn hợp tươi (hay không khí) nạp cơ bản:
δ = 0,5
P
a
: Áp suất trung bình cuối kỳ nạp kG/cm
2
V
h
= 0,001m
3
T
a
: Nhiệt độ trung bình cuối kỳ nạp (K)
R
a
= Rhht (hay Rkk ở động cơ Diesel) kG.m/kg.độ
d
- Hệ số điền đầy xi lanh do tính góc đóng muộn
2
của xupap nạp chọn như
sau: Bảng 2:
lOMoARcPSD| 59735610
Loại động cơ
nmin
n
M
ne, nhd
Động cơ xăng
0,9
1,00
1,10
Tại n
min
có:
G180= PRa.
a
VT
'
h
a
(.(εε−−1δ)).1010
=
0,995.0,001
27,82.373,64
.(6
(6
,0
,0
0
1
,5
)
) .10
10
=1052,94
G
ckl
= G
180
.
d
=1052,94.0,9=947,65 mg/ckl
Tại n
M
có:
G180= PR
a
.VT
'
h
(.(εε−−1δ)).10
10
=0,91.0,00127,82.374,46.(6(60,15)) .10
10
=960,89
a a
G
ckl
= G
180
.
d
=958,02.1,0=960,89 mg/ckl
Tại n
e
có:
G180= PR
a
.
a
VT
'
ha
(.(εε−−1δ)).10
10
=270,8.0,001,82.385,.36(6(60,51)).1010 = 820,84
G
ckl
= G
180
.
d
=820,84.1,1=902,924 mg/ckl
3.4 Hệ số nạp
v
G
lt
=
R
o
= R
hht
; V
h
=1 lít = 0,001 m
3
; T
o
=24+273
o
K; P
o
= 10000kG/m
2
=> G¿ = PR0
0
..VT
0
= 1000027,82..0,001297 .
10
6 =1210,28
Gckl 947,65
Tại nmin: v = G¿ = 1210,28 = 0,78
v
=
lOMoARcPSD| 59735610
Gckl 960,89
Tại nM: v = G¿ = 1210,28 = 0,79
Gckl 902,924
Tại ne: v = G¿ = 1210,28 = 0,75
- Động cơ xăng = 0,70,85
3.5 Tính mức tiêu hao nhiên liệu trong một chu kỳ ứng với V
h
= 1 lít G
nlckl
(cần để tính Tz )
Gnlckl
947,65
Tại nmin : Gnlckl = alo+1 14,563= 65,07
G ckl 960,89
Tại nM : Gnlckl = alo+1 = 14,563= 65,98
G ckl 902,924
Tại ne : Gnlckl = alo+1 = 14,563 = 62
Bảng tổng hợp kết quả chương 3
Tổng hợp kết quả
nmin
n
M
n
e
P
a
0,995
0,91
0,8
T
a
373,64
374,46
385,36
v
0,78
0,79
0,75
G
ckl
947,65
960,89
902,924
Gnlckl
65,07
65,98
62
Chương 4 QUÁ TRÌNH NÉN
4.1 Áp suất cuối quá trình nén P
c
:
P
c
= P
a
. kG/cm
2
=
=
lOMoARcPSD| 59735610
n
1
: Chỉ số nén đa biến tính theo công thức thực nghiệm sau đây:
n
1
= 1,38 - 0.03. n
e
: Tốc độ tính toán lúc đạt N
emax
(hoặc n
hd
khi đạt N
hdmax
).
n
tt
: Tốc độ tính toán (n
min
, n
max
, n
e
..)
ne 3720
Tại nmin : n1 = 1,38 – 0,03 . nmin = 1,38 – 0,03 . 558 = 1,18
P
c
= P
a
. ε
n
1
= 0,995 . 6,0
1,18
= 8,2 kG/cm
2
ne 3720
Tại nM : n1 = 1,38 – 0,03 . nM = 1,38 – 0,03 .2510 = 1,34
P
c
= P
a
. ε
n
1
= 0,91 . 6,0
1,34
= 10,04 kG/cm
2
n
e
Tại n
e
: n
1
= 1,38 – 0,03 .
n
e = 1,38 – 0,03 = 1,35
P
c
= P
a
. ε
n
1
= 0,8 . 6,0
1,35
= 8,99 kG/cm
2
4.2 Nhiệt độ cuối kỳ nén T
c
:
Tc = Ta.n1-1
Tại n
min
: T
c
= T
a
. ε
n
1
1
= 373,54. 6,0
1,181
= 515,85
Tại n
M
: T
c
= T
a
. ε
n
1
1
= 374,46. 6,0
1,341
=688,62
Tại n
e
: T
c
= T
a
. ε
n
1
1
=385,36. 6,0
1,351
= 721,47
Bảng tổng hợp kết quả chương 4
Tổng hợp kết quả
nmin
n
M
n
e
P
c
8,2
10,04
8,99
T
c
515,85
688,62
721,47
Chương 5 TÍNH QUÁ TRìNH CHÁY
5.1 Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy (Nhiệt độ cao nhất của chu trình) T
z
5.1.1 Động cơ xăng
lOMoARcPSD| 59735610
G
nlckl
: Mức nhiên liệu trong một chu kỳ với V
h
= 1 lít G
ckl
:
Khối lượng nạp được trong một chu kỳ cho V
h
= 1 lít.
: Hệ số dư không khí. l
0
: Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy
hoàn toàn 1 kg nhiên liệu.
- Hệ số sử dụng nhiệt tính mất nhiệt phân ly của phần tkhí chọn theo
tốc độ (bảng 5) Bảng 5:
Loại động cơ
nmin
n
M
ne, nhd
Động cơ xăng
0,85
0,89
0,91
h
u
= 10400 kcal/kg
∆ h
u
= 1474
Tại n
min
:
= (0,186+2,34. 10
5
.Tz).Tz – 96
490,09 = 0,186.Tz + 2,34.10
5
.Tz
2
96
2,34.10
5
.Tz
2
+ 0,186.Tz - 586,09 = 0
=> T
z
= 2416,42 Tại n
M
:
= (0,186+2,34. 10
5
.Tz).Tz – 130,07
512,68= 0,186.Tz + 2,34.10
5
.Tz
2
– 130,07
2,34.10
5
.Tz
2
+ 0,186.Tz - 642,75= 0
=> T
z
= 2603,14 Tại n
e
:
= (0,186+2,34. 10
5
.Tz).Tz – 136,65
514,53= 0,186.Tz + 2,34.10
5
.Tz
2
– 136,65
2,34.10
5
.Tz
2
+ 0,186.Tz - 651,18= 0
=> T
z
=2630,47
5.2 Xác định áp xuất cuối quá trình cháy Pz
T
z 2
P
z
= β.P
c
.
T
c kG/cm
Tại n
min
:
lOMoARcPSD| 59735610
T
z
2416,42
2
Pz = β.Pc.
T
c = 1,09. 8,2. =41,87 kG/cm
Tại n
M
:
T
z
2603,14
2
Pz = β.Pc.
T
c = 1,09. 10,04. = 41,37 kG/cm
Tại n
e
:
T
z
2630,47
2
Pz = β.Pc.
T
c = 1,09. 8,99. =35,73 kG/cm
Bảng tổng hợp kết quả chương 5
Tổng hợp kết quả
nmin
n
M
n
e
P
z
41,87
41,37
35,73
T
z
2416,42
2603,14
2630,47
Chương 6 TÍNH QTRÌNH DÃN NỞ
6.1 Chỉ số dãn nở đa biến n
2
n
2
= 1,20 + 0,03.
n
e
, n
hd:
Tốc độ lúc đạt N
emax
n:
Tốc độ tính toán n
min
, n
M
, n
e
ne 3720
Tại nmin: n2 = 1,20 + 0,03. nmin = 1,2 + 0,03. 558 = 1,4
n
e
3720
Tại n
M
: n
2
= 1,20 + 0,03.
n
M = 1,2 + 0,03.
2510
= 1,25
n
e
Tại n
e
: n
2
= 1,20 + 0,03.
n
e = 1,2 + 0,03 = 1,23
6.2 Áp suất cuối qúa trình dãn nở P
b
lOMoARcPSD| 59735610
P
b
= kG/cm
2
Pz 41,87
2
Tại n
min
: P
b
=
n2
=
1,4
= 3,41 kG/cm
ε 6,0
Pz 41,37
2
Tại n
M
: P
b
=
n2
=
1,25
= 4,41 kG/cm
ε 6,0
Pz 35,73
2
Tại n
e
: P
b
=
n2
=
1,23
=3,94 kG/cm
ε 6,0
6.3 Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở T
b
T
b
=
2416,42
Tại nmin: Tb = n21 = 1,41 = 1180,08 ε
6,0
T z 2603,14
Tại nM: Tb = εn21 = 6,0 = 1663,26
T z 2630,47
Tại ne: Tb = n21 = =
1742,04 ε 6,0
Bảng tổng hợp kết quả chương 6
Tổng hợp kết
quả
N
min
N
M
N
e
P
b
3,41
4,41
3,94
T
b
1180,08
1663,26
1742,04
Chương 7 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHU TRÌNH
7.1 Tính áp suất trung bình thực tế P
e
lOMoARcPSD| 59735610
7.1.1 Tính áp suất trung bình lý thuyết ở điều kiện nén và dãn nở đa biến P
t
kG/cm
2
(ε−1)
2 1
1 41,876,0.3,41 8,26,0.0,995
= ( 1,181 )
= 8,2 kG/cm
2
Tại nM: Pt = ε−1 1 (Pnz
2−ε1Pb Pnc 1−ε1Pa )
( )
1 41,376,0.4,41 10,046,0.0,91
= ( 1,341 )
= 9,23 kG/cm
2
Tại ne: Pt = ( ε−1 1) (Pnz
2−ε1Pb Pnc 1−ε1Pa )
1 35,736,0.3,94 8,996,0.0,8
= ( 1,351 )
=8,12 kG/cm
2
Tại n
min
:
P
t
=
lOMoARcPSD| 59735610
7.1.2 Tính áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị của chu trình P
i
Đối với động cơ 4 kỳ: P
i
= .P
t
- P
i
kG/cm
2
= 0,920,97 Tổn hao nhiệt do vê tròn đồ thị
Pi: Tính mất nhiệt cho công bơm ở động cơ không tăng áp (công nạp và thải khí).
P
i
= P
r
- P
a
Tại n
min
: Pi = Pr – Pa = 1,03 – 0,995 = 0,035
Pi = μ.Pt’ - Pi = 0,97. 8,2– 0,035 = 7,92 kG/cm
Tại n
M
: Pi = Pr – Pa = 1,05 – 0,91= 0,14
Pi = μ.Pt’ - Pi = 0,97. 9,23– 0,14 = 8,81 kG/cm2
Tại n
e
: Pi = Pr – Pa = 1,24 – 0,8 = 0,44
Pi = μ.Pt’ - Pi = 0,97. 8,12– 0,44 =7,44 kG/cm2
7.1.3 Tính hiệu suất cơ học của động cơ
ch
ch
= 1-
P
ch
: Áp suất tổn hao vì nhiệt mất cho công cơ học (khắc phục ma sát
chuyển động các cơ cấu phụ).
P
i
: Áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị công của chu trình
Với động cơ không tăng áp hoặc tăng áp bằng tuốc bin khí P
ch
tính theo công thức
thực nghiệm sau đây:
P
ch
= 0,5 + 0,13.V
p
(kG/cm
2
)
V
p
= (m/s)
V
p
: Vận tốc trung bình của pittông ở tốc độ tính toán n (vòng/phút)
S: Hành trình của pittong (m)
S=100mm=0,1m
n: Số vòng quay của động cơ ở chế độ tính toán.
Dựa trên V
tb
đã chọn theo số vòng quay ở chế độ tính toán ta xác định V
tb
ở các chế
độ này để tính
ch
.
Tại n
min
:
S.nmin 0,1.558
lOMoARcPSD| 59735610
V P = 30 = 30 = 1,86
P
ch
= 0,5 + 0,13.V
P
= 0,5 + 0,13. 1,86= 0,74
Pch 0,74
ch = 1 - Pi = 1 - 7,92 = 0,91
Tại n
M
:
S.nM 0,1.2510
V P = 30 = 30 = 8,37
P
ch
= 0,5 + 0,13.V
P
= 0,5 + 0,13.8,37= 1,59
Pch 1,59
ch = 1 - Pi = 1 - 8,81 = 0,82
Tại n
e
:
S.ne 0,1.3720
V P = 30 = 30 = 12,4
P
ch
= 0,5 + 0,13.V
P
= 0,5 + 0,13. 12,4= 2,112
Pch 2,112
ch = 1 - Pi = 1 - 7,44 = 0,72
7.1.4 Áp suất trung bình thực tế Pe
P
e
= P
i
.
ch
kG/cm
2
Tại n
min
: P
e
= P
i
.
ch
= 7,92.0,91=7,21 kG/cm
2
Tại n
M
: P
emax
= P
i
.
ch
= 8,81.0,82=7,22 kG/cm
2
Tại n
e
: P
e
= P
i
.
ch
= 7,44.0,72=5,36 kG/cm
2
7.2 Tính suất hao nhiên liệu thực tế g
e
g
e
= : [kg/ml.h] (kg/ mã lực.giờ)
Trong đó:
ch
: Hiệu suất cơ học
g
i
: Suất hao nhiên liệu chỉ thị.
lOMoARcPSD| 59735610
g
i
= : kg/ml.h
P
o
=1 kG/cm
2
; T
o
=297K; P
i
: kG/cm
2
Po v
Tại nmin: gi = 270000 . Pi. Rhht . T 0.(αl0+1)
= 270000 . = 0,22 kg/ml.h
gi 0,22
ge = ŋch = 0,91 = 0,242kg/ml.h
Po v
Tại nM: gi = 270000 . Pi. Rhht . T 0.(αl0+1)
= 270000 . = 0,20 kg/ml.h
gi 0,20
ge = ŋch = 0,82 = 0,244 kg/ml.h
Po v
Tại ne: gi = 270000 . Pi. Rhht . T 0.(αl0+1)
= 270000 . = 0,23 kg/ml.h
gi 0,23
ge = ŋch = 0,72 = 0,319 kg/ml.h
7.3 Công suất thực tế N
e
ở các tốc độ
N
e
= [mã lực]
Với động cơ thiết kế mới ta chưa xác định V
h
của 1 xi lanh nên tại các tốc độ n
min
,
n
M
ta xác định N
e
dựa vào tỷ lệ:
lOMoARcPSD| 59735610
Nemin = Nemax. ; NeM = Nemax.
7,21.558
Tại nmin: Ne = 42. 5,36.3720 =8,47 ml
7,22.2510
Tại n
M
: N
e
= 42.
5,36.3720
=38,17 ml
5,36.3720
Tại ne: Ne = 42. 5,36.3720 =42 ml
7.4 Mức tiêu thụ nhiên liệu trong 1 giờ G
nl
G
nl
= g
e
N
e
[kg/h]
Tại n
min
: G
nl
= g
e
. N
e
= 0,242 . 8,47= 2,05[kg/h]
Tại n
M
: G
nl
= g
e
. N
e
= 0,244 .38,17 = 9,3[kg/h]
Tại n
e
: G
nl
= g
e
. N
e
= 0,319 . 42=13,4[kg/h]
7.5 Mô men có ích của động cơ M
e
M
e
= 716,2. [kG.m] N
e
:
Công suất thực tế (mã lực). n: Tốc
độ vòng quay (vòng/phút).
Ne 8,47
Tại n
min
: M
e
= 716,2.
n
min = 716,2 .
558
=10,87 [kG.m]
Ne 38,17
Tại n
M
: M
e
= 716,2.
n
M = 716,2 . =10,89 [kG.m]
Ne 42
Tại n
e
: M
e
= 716,2.
n
e = 716,2 .
3720
= 8,09 [kG.m]
lOMoARcPSD| 59735610
7.6 Các hiệu suất của động cơ:
7.6.1 Hiệu suất nhiệt
t
(ứng với chu trình lý thuyết).
t
= 1-
k: Trị số đoạn nhiệt quy ước ở đây xác định như sau:
Tuỳ thuộc :
1 k = 0,39. + 0,887=0,39 . 0,9 + 0,887 = 1,238
=>
t
= 1 - = 1 - = 0,347
7.6.2 Hiệu suất chỉ thị (ứng với đồ thị công)
i
(mới tính đến mức hoàn thiện quá trình phối khí và cháy).
i =
632 632
Tại nmin: i = gi.
u = 0,22.10400 = 0,276
632 632
Tại nM: i = gi.
u = 0,2.10400 = 0,303
632 632
Tại ne: i = gi.
u = 0,23.10400 = 0,264
7.6.3 Hiệu suất thực tế
e
(Tính đến mức hoàn thiện quá trình phối khí, cháy và công cơ học).
e = i.ch =
Trong tính toán chính xác:
t
>
i
>
e
lOMoARcPSD| 59735610
632
Tại n
min
:
e
=
g
e .
u = = 0,251
632
Tại n
M
:
e
=
g
e
.
u =
= 0,249
632
Tại n
e
:
e
=
g
e
.
u =
= 0,191
Bảng tổng hợp kết quả chương 7
Tổng hợp kết quả
N
min
N
M
N
e
g
e
0,242
0,244
0,319
kg/ml.h
g
i
0,22
0,2
0,23
kg/ml.h
N
e
8,47
38,17
42
mã lực
G
nl
2,05
9,3
13,4
kg/h
M
e
10,87
10,89
8,09
kG.m
η
t
0,347
η
i
0,276
0,303
0,264
η
e
0,251
0,249
0,191
Chương 8 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ
Việc xác định các kích thước cơ bản của động cơ xuất phát từ các thông số:
N
emax
: Công suất lớn nhất tại số vòng quay n
e
.
N
ehd
: Công suất lớn nhất tại số vòng quay n
hd
.
P
eN
: Áp suất trung bình thực tế tại số vòng quay đạt N
emax
(N
ehd
)
N
emax
: mã lực; P
e
: kG/cm2
Từ công thức (lít)
-> V
H
= i.V
h
1,91=4. V
h
=> V
h
= 0,4775lít
Xác định thể tích công tác V
h
của một xi lanh rồi xác định đường kính D của
xi lanh.

Preview text:

Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Công suất cực Nemax 42 ml đại của động cơ Số vòng quay ne 3720 v/ph của động cơ ứng với Nemax Momen xoắn Memax 9,7 kG.m cực đại của động cơ Số vòng quay nM 2510 v/ph ứng với Memax Đường kính xi D 78 mm lanh Hành trình S 100 mm Piston Tỉ số nén ε 6,0 Thể tích làm VH 1,91 Lít việc Số xilanh i 4 Số kỳ τ 4 lOMoAR cPSD| 59735610 Chương 1
CHỌN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN – VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ TÍNH TOÁN
nmin là tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc được ở chế độ toàn tải nếu thấp
hơn một chút động cơ sẽ chết máy.
nM: Tốc độ lúc đạt mômen có ích cực đại ở chế độ toàn tải (Memax).
ne: Tốc độ đạt công suất cực đại ở chế độ toàn tải (Nemax).
Đa số trong động cơ Diezel và một số ít động cơ xăng của xe tải có bộ hạn
chế tốc độ, thay ne bằng nhd.
nhd: Tốc độ hiệu đính (Tốc độ hạn chế), ne = nhd Nhd:
Công suất hiệu đính do nhà sản xuất thông báo.
CÁC TỐC ĐỘ CHỌN NHƯ SAU
- Động cơ xăng không có hạn chế tốc độne = 3720 vòng
/phút. nmin = 15% .3720 = 558 vòng /phút. nM =2510 vòng/ phút
Chương 2 TÍNH NHIÊN LIỆU VÀ HỖN HỢP CÁC SẢN PHẨM CHÁY
2.1 Chọn nhiên liệu và thành phần của nhiên liệu:
2.1.1 Chọn nhiên liệu cho động cơ xăng Dựa
theo tỷ số nén theo cách chọn như sau:
 =6 Xăng có nhiệt trị thấp hu =10400 Kcal/kg
Thành phần của xăng gC = 0,85 và gH = 0,15
2.2 Chọn hệ số dư không khí :
Vì tính nhiệt độ ở chế độ toàn tải nên phải chọn  công suất:
- Đối với động cơ xăng  = 0,9
Lượng nhiệt tổn hao do thiếu ôxy cháy không hết vì  <1:
hu= 14740 (1- )=14740 (1- 0,9) = 1474
2.3 Lượng không khí lý thuyết l0 cần để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu: l0 8 8
l0 = 3 .gC+8.gH − go = 3 .0,85+8.0,150 = 15,07 kg/kg.nl 0,23 0,23
2.4 Lượng không khí thực tế để đốt 1kg nhiên liệu: l = .l0 =0,9.15,07=13,563
2.5 Thành phần sản phẩm cháy Gi: lOMoAR cPSD| 59735610 GCO2
= [ gC(2 - 1) + 6gH( - 1) ] =2,163kg GCO =
[ 2(1 -  ) (gC + 3gH)] =0,607 kg GH2O = 9gH =1,35 kg GN2 = 0,77 .l0 =10,44 kg
2.6 Tỷ lệ thành phần sản phẩm cháy gi: gi% = Gi/Gi = Gi/ Gspc
gi = gCO2 + gCO + gH2o + gN2 = 1 2,163 % gCO2 = 14,56 = 0,149 0,607 % gCO = 14,56 = 0,042 1,35 % gH2O = 14,56 = 0,093 10,44 % gN2 = 14,56 = 0,717
2.7 Hằng số của khí nạp trước lúc cháy2.7.1 Đối với động cơ xăng Hằng số khí của hỗn hợp tươi Rhht
Rhht=gkk.Rkk + gxg.Rxg =27,82 gkk = l0/(l0 + 1) =0,93 Tỷ
lệ của không khí gxg = 1/(l0 + 1) =0,07 Tỷ lệ của xăng
trong hỗn hợp Rxg = 8,5 kG.m/kg.độ Hằng số khí của hơi xăng
Rkk = 29,27 kG.m/kg.độ Hằng số khí của không khí
2.8 Hằng số khí của sản phẩm cháy Rspc
Rspc = (giRi)
RCO2 = 19,3 kG.m/kg.độ
RCO = 30,3 kG.m/kg.độ
RH2O = 47,1 kG.m/kg.độ
RN2 = 30,3 kG.m/kg.độ
Suy ra Rspc =0,149.19,3+0,042.30,3+0,093.47,1+0,717.30,3=30,25
2.9 Hệ số biến đổi phân tử : lOMoAR cPSD| 59735610
= spc/hht = Rspc/Rhht =30,25/27,82=1,09
2.10 Nhiệt dung của chất khí
2.10.1 Hỗn hợp tươi
Nhiệt dung của hỗn hợp tươi Cvhht Cvhht = gkk.Cvkk + gxg.Cvxg
Nhiệt dung của không khí:
Cvkk = 0,165 + 0,000017.Tc Kcal/kg.độ
Nhiệt dung của hơi xăng: Cvxg = 0,35 Kcal/kg.độ
-> Cvhht=0,93(0,165 + 0,000017.Tc)+0,07.0,35=0,178+1,581. 105.Tc
2.10.2 Sản phẩm cháy
Nhiệt dung sản phẩm cháy Cvspc Cvspc = gi.Cvi CVCO2 = 0,186 + 0,000028.Tz Kcal/kg.độ CVCO = 0,171 + 0,000018.Tz Kcal/kg.độ
CVO2 = 0,150 + 0,000016.Tz Kcal/kg.độ
CH2O = 0,317 + 0,000067.Tz Kcal/kg.độ
CVN2 = 0,169 + 0,000017.Tz Kcal/kg.độ Động cơ xăng:
Cvspc = gi.Cvi= gCO2.CVCO2 + gCO.CVCO + gH2O.CH2O + gN2.CN2
=0,186+2,34. 105.Tz
Chương 3 QUÁ TRÌNH NẠP
3.1 Xác định áp suất trung bình của quá trình nạp Pa
Tính theo nhiều tốc độ (nmin, nM, ne) ở chế độ toàn tải dùng công thức gần
đúng sau đây của Giáo sư tiến sĩ Lenin J.M Pa =
Ở đây n: Tốc độ vòng quay tại chế độ tính toán (tính toán tại 3 giá trị tốc độ n min, nM, ne)
V ’h: Tính bằng m3 - Thể tích công tác của 1 xi lanh qui ước.
V ’h = 1 lít = 0,001m3. Vì chưa xác định được Vh thể tích công tác của 1 xi lanh.
ftb = fe.(ne/1000) m2/lít - Tiết diện lưu thông cần để phát huy Nemax ở tốc độ lOMoAR cPSD| 59735610
ne (hay Nehd ở nhd) ứng với thể tích công tác là 1 lít. Po = 1 kG/cm2
fe: Tiết diện lưu thông riêng ứng với 1 lít thể tích công tác và mỗi 1000vòng/phút (m2)
Động cơ 4 kỳ không tăng áp
Động cơ xăng: fe = 3.10-4 m2/lít.1000v/phút
4. 37201000 = 1,116.103 m2/lít -> ftb = 3.10
: Tỷ số nén của động cơ. ε = 6,0
: Hệ số tổn thất ở đường ống nạp = 0,65 nmin = 558 nM = 2510 ne = 3720 Pa = 0,995 Pa = 0,91 Pa =0,8
3.2 Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta:
Động cơ 4 kỳ không tăng áp: Ta = 0K
To’ = to + t + 273 to = 24oC: Nhiệt độ khí quyển ở điều kiện bình thường
theo tiêu chuẩn quốc tế.
t : Nhiệt độ do các chi tiết nóng truyền cho hỗn hợp (hoặc không khí ở
động cơ Diesel) ta chọn theo bảng sau:
 : Hệ số khí sót được tính theo công thức sau:  r =
Pr (kG/cm2), Tr: Áp suất và nhiệt độ đầu quá trình nạp chọn theo bảng sau:
: Hệ số biến đổi phần tử = (Mspc/Mhht) = (Rspc/Phht).
: Tỷ lệ nhiệt dung của khí trước khi cháy và sau khi cháy. lOMoAR cPSD| 59735610  =  = 1,2
Đối với động cơ xăng. Tr’= K
m = 1,38: Chỉ số dãn nở đa biến.
Bảng để chọn Pr, Tr, và t cho động cơ 4 kỳ. Bảng 1 Động cơ xăng
Thông số Thứ nguyên nmin nM nc Pr kG/cm2 1,03 1,05 1,24 Tr oK 1000 1100 1200 t oC 30 25 20 Tại nmin có:
To’ = to + t + 273 = 24 + 30 + 273 = 327
γr = P¿r¿T¿'0 = (6.0,9951,03.1,03327).1,09.1000 = 0,063 P m− 1 T 'r= T r.(
Par ¿¿ m = 1000. ( 0,9951,03 ¿¿1,138,381 = 990,53 ' ' => Ta =
T01++ᴪγ.rγ.rᴪ.T r = 327+11,2.0,063+0,063.1,.990,532 =373,64 °K Tại nM có:
To’ = to +t + 273 = 24 + 25 + 273 = 322 γr = Pr T'0 0,064 ¿¿¿
T 'r=T r .¿1057,5 lOMoAR cPSD| 59735610
T '0+ᴪ .γ r .T 'r 322+1,2.0,064.1057,5 ¿>Ta= = =374,46°K 1+γ r .ᴪ 1+0,064.1,2 Tại ne có:
To’ = to + t + 273 = 24+ 20 + 273 = 317 γr = Pr T'0 ,084 ¿¿¿ T 'r=T r .¿063,58 ' ' ¿>Ta=
T 0+ᴪ .γ r .T r =317+1,2.0,084.1063,58=385,36°K 1+γ r .ᴪ 1+0,084.1,2
3.3 Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho Vh = 1 lít Gckl Ở động cơ có 5000
vòng/ phút sẽ có 2500 chu kỳ với loại động cơ 4 kỳ. Ở đây tính cho Vh’ = 1 lít vì ta
chưa xác định Vh của 1 xi lanh. Gckl = G180 .d (mg/ckl)
G180 : Khối lượng hỗn hợp tươi (hay không khí) nạp cơ bản: δ = 0,5
Pa: Áp suất trung bình cuối kỳ nạp kG/cm2 V’h = 0,001m3
Ta: Nhiệt độ trung bình cuối kỳ nạp (K)
Ra = Rhht (hay Rkk ở động cơ Diesel) kG.m/kg.độ
d - Hệ số điền đầy xi lanh do tính góc đóng muộn 2 của xupap nạp chọn như sau: Bảng 2: lOMoAR cPSD| 59735610 Loại động cơ nmin nM ne, nhd Động cơ xăng 0,9 1,00 1,10 Tại nmin có: G180=
PRa.aVT 'ha(.(εε−−1δ)).1010 = 0,995.0,00127,82.373,64.(6(6,0,0−−01,5)) .1010 =1052,94
Gckl = G180 .d=1052,94.0,9=947,65 mg/ckl Tại nM có: G180=
PRa.VT 'h(.(εε−−1δ)).1010=0,91.0,00127,82.374,46.(6(60,15)) .1010 =960,89 a a
Gckl = G180 .d=958,02.1,0=960,89 mg/ckl Tại ne có: G180=
PRa.aVT 'ha(.(εε−−1δ)).1010 =270,8.0,001,82.385,.36(6(60,51)).1010 = 820,84
Gckl = G180 .d=820,84.1,1=902,924 mg/ckl
3.4 Hệ số nạp v v = G lt =
Ro = Rhht; Vh=1 lít = 0,001 m3; To=24+273o K; Po = 10000kG/m2 => G¿ =
PR00..VTℎ0 = 1000027,82..0,001297 . 106 =1210,28 Gckl 947,65 Tại nmin: v = G¿ = 1210,28 = 0,78 lOMoAR cPSD| 59735610 Gckl 960,89 Tại nM: v = G¿ = 1210,28 = 0,79 Gckl 902,924 Tại ne: v = G¿ = 1210,28 = 0,75
- Động cơ xăng = 0,70,85
3.5 Tính mức tiêu hao nhiên liệu trong một chu kỳ ứng với V ’h = 1 lít Gnlckl
(cần để tính Tz ) = = Gnlckl 947,65
Tại nmin : Gnlckl = alo+1 14,563= 65,07 G ckl 960,89 Tại nM : Gnlckl = alo+1 = 14,563= 65,98 G ckl 902,924 Tại ne : Gnlckl = alo+1 = 14,563 = 62
Bảng tổng hợp kết quả chương 3 Tổng hợp kết quả nmin nM ne Pa 0,995 0,91 0,8 Ta 373,64 374,46 385,36 v 0,78 0,79 0,75 G ckl 947,65 960,89 902,924 Gnlckl 65,07 65,98 62
Chương 4 QUÁ TRÌNH NÉN
4.1 Áp suất cuối quá trình nén Pc: Pc = Pa . kG/cm2 lOMoAR cPSD| 59735610
n1: Chỉ số nén đa biến tính theo công thức thực nghiệm sau đây: n1 = 1,38 - 0.03.
ne: Tốc độ tính toán lúc đạt Nemax
(hoặc nhd khi đạt Nhdmax).
ntt: Tốc độ tính toán (nmin, nmax, ne..) ne 3720
Tại nmin : n1 = 1,38 – 0,03 .
nmin = 1,38 – 0,03 . 558 = 1,18
Pc = Pa . ε n1 = 0,995 . 6,01,18 = 8,2 kG/cm2 ne 3720
Tại nM : n1 = 1,38 – 0,03 . nM = 1,38 – 0,03 .2510 = 1,34
Pc = Pa . ε n1 = 0,91 . 6,01,34 = 10,04 kG/cm2 ne
Tại ne : n1 = 1,38 – 0,03 . ne = 1,38 – 0,03 = 1,35
Pc = Pa . ε n1 = 0,8 . 6,01,35 = 8,99 kG/cm2
4.2 Nhiệt độ cuối kỳ nén Tc: Tc = Ta.n1-1
Tại nmin : Tc = Ta . ε n − 1 1
= 373,54. 6,01,181 = 515,85
Tại nM : Tc = Ta . ε n − 1 1
= 374,46. 6,01,341 =688,62
Tại ne : Tc = Ta . ε n − 1 1
=385,36. 6,01,351 = 721,47
Bảng tổng hợp kết quả chương 4 Tổng hợp kết quả nmin nM ne Pc 8,2 10,04 8,99 Tc 515,85 688,62 721,47
Chương 5 TÍNH QUÁ TRìNH CHÁY
5.1 Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy (Nhiệt độ cao nhất của chu trình) Tz
5.1.1 Động cơ xăng lOMoAR cPSD| 59735610
Gnlckl: Mức nhiên liệu trong một chu kỳ với Vh’ = 1 lít Gckl:
Khối lượng nạp được trong một chu kỳ cho Vh’ = 1 lít.
: Hệ số dư không khí. l0: Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy
hoàn toàn 1 kg nhiên liệu.
 - Hệ số sử dụng nhiệt có tính mất nhiệt và phân ly của phần tử khí chọn theo
tốc độ (bảng 5) Bảng 5: Loại động cơ nmin nM ne, nhd Động cơ xăng 0,85 0,89 0,91 hu = 10400 kcal/kg ∆ hu = 1474 Tại nmin:
= (0,186+2,34. 105.Tz).Tz – 96
490,09 = 0,186.Tz + 2,34.105.Tz2 – 96
2,34.105.Tz2 + 0,186.Tz - 586,09 = 0
=> Tz = 2416,42 Tại nM:
= (0,186+2,34. 105.Tz).Tz – 130,07
512,68= 0,186.Tz + 2,34.105.Tz2 – 130,07
2,34.105.Tz2 + 0,186.Tz - 642,75= 0
=> Tz = 2603,14 Tại ne:
= (0,186+2,34. 105.Tz).Tz – 136,65
514,53= 0,186.Tz + 2,34.105.Tz2 – 136,65
2,34.105.Tz2 + 0,186.Tz - 651,18= 0 => Tz =2630,47
5.2 Xác định áp xuất cuối quá trình cháy Pz T z 2 P . z = β.Pc Tc kG/cm Tại nmin: lOMoAR cPSD| 59735610 T z 2416,42 2
Pz = β.Pc. Tc = 1,09. 8,2. =41,87 kG/cm Tại nM: T z 2603,14 2
Pz = β.Pc. Tc = 1,09. 10,04. = 41,37 kG/cm Tại ne: T z 2630,47 2
Pz = β.Pc. Tc = 1,09. 8,99. =35,73 kG/cm
Bảng tổng hợp kết quả chương 5 Tổng hợp kết quả nmin nM ne Pz 41,87 41,37 35,73 Tz 2416,42 2603,14 2630,47
Chương 6 TÍNH QUÁ TRÌNH DÃN NỞ
6.1 Chỉ số dãn nở đa biến n2 n2 = 1,20 + 0,03.
ne, nhd: Tốc độ lúc đạt Nemax n:
Tốc độ tính toán nmin, nM, ne ne 3720
Tại nmin: n2 = 1,20 + 0,03.
nmin = 1,2 + 0,03. 558 = 1,4 ne 3720
Tại nM: n2 = 1,20 + 0,03. nM = 1,2 + 0,03. 2510 = 1,25 ne
Tại ne: n2 = 1,20 + 0,03. ne = 1,2 + 0,03 = 1,23
6.2 Áp suất cuối qúa trình dãn nở Pb lOMoAR cPSD| 59735610 Pb = kG/cm2 Pz 41,87 2 Tại nmin: Pb = = = 3,41 kG/ n cm 2 1,4 ε 6,0 Pz 41,37 2 Tại nM: Pb = = = 4,41 kG/ n cm 2 1,25 ε 6,0 Pz 35,73 2 Tại ne: Pb = = =3,94 kG/ n cm 2 1,23 ε 6,0
6.3 Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở Tb Tb = 2416,42
Tại nmin: Tb = n21 = 1,41 = 1180,08 ε 6,0 T z 2603,14 Tại nM: Tb = εn21 = 6,0 = 1663,26 T z 2630,47 Tại ne: Tb = n21 = = 1742,04 ε 6,0
Bảng tổng hợp kết quả chương 6 Tổng hợp kết Nmin NM Ne quả Pb 3,41 4,41 3,94 Tb 1180,08 1663,26 1742,04
Chương 7 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHU TRÌNH
7.1 Tính áp suất trung bình thực tế Pe lOMoAR cPSD| 59735610
7.1.1 Tính áp suất trung bình lý thuyết ở điều kiện nén và dãn nở đa biến Pt’ kG/cm2
Tại n min : P t’ = (ε−1) 2 1 1 41,876,0.3,41 8,26,0.0,995 = ( 1,181 ) = 8,2 kG/cm2 Tại nM: Pt’ = ε−1 1 (Pnz )
2−ε1Pb − Pnc −1−ε1Pa ( ) 1 41,376,0.4,41 10,046,0.0,91 = ( 1,341 ) = 9,23 kG/cm2 Tại ne: Pt’ =
(ε−1 1) (Pnz )
2−ε1Pb − Pnc −1−ε1Pa 1 35,736,0.3,94 8,996,0.0,8 = ( 1,351 ) =8,12 kG/cm2 lOMoAR cPSD| 59735610
7.1.2 Tính áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị của chu trình Pi
Đối với động cơ 4 kỳ: Pi = .Pt’ - Pi kG/cm2  = 0,920,97
Tổn hao nhiệt do vê tròn đồ thị
Pi: Tính mất nhiệt cho công bơm ở động cơ không tăng áp (công nạp và thải khí). Pi = Pr - Pa
Tại nmin: Pi = Pr – Pa = 1,03 – 0,995 = 0,035
Pi = μ.Pt’ - Pi = 0,97. 8,2– 0,035 = 7,92 kG/cm
Tại nM: Pi = Pr – Pa = 1,05 – 0,91= 0,14
Pi = μ.Pt’ - Pi = 0,97. 9,23– 0,14 = 8,81 kG/cm2
Tại ne: Pi = Pr – Pa = 1,24 – 0,8 = 0,44
Pi = μ.Pt’ - Pi = 0,97. 8,12– 0,44 =7,44 kG/cm2
7.1.3 Tính hiệu suất cơ học của động cơ ch ch = 1-
Pch: Áp suất tổn hao vì nhiệt mất cho công cơ học (khắc phục ma sát và
chuyển động các cơ cấu phụ).
Pi : Áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị công của chu trình
Với động cơ không tăng áp hoặc tăng áp bằng tuốc bin khí Pch tính theo công thức thực nghiệm sau đây: Pch = 0,5 + 0,13.Vp (kG/cm2 ) Vp = (m/s)
Vp: Vận tốc trung bình của pittông ở tốc độ tính toán n (vòng/phút)
S: Hành trình của pittong (m) S=100mm=0,1m
n: Số vòng quay của động cơ ở chế độ tính toán.
Dựa trên Vtb đã chọn theo số vòng quay ở chế độ tính toán ta xác định Vtb ở các chế độ này để tính ch. Tại nmin: S.nmin 0,1.558 lOMoAR cPSD| 59735610 V P = 30 = 30 = 1,86
Pch = 0,5 + 0,13.V P = 0,5 + 0,13. 1,86= 0,74 Pch 0,74 ❑ch = 1 - Pi = 1 - 7,92 = 0,91 Tại nM: S.nM 0,1.2510 V P = 30 = 30 = 8,37 P = 0,5 + 0,13. = 0,5 + 0,13.8,37= 1,59 ch V P Pch 1,59 ❑ch = 1 - Pi = 1 - 8,81 = 0,82 Tại ne: S.ne 0,1.3720 V P = 30 = 30 = 12,4
Pch = 0,5 + 0,13.V P = 0,5 + 0,13. 12,4= 2,112 Pch 2,112 ❑ch = 1 - Pi = 1 - 7,44 = 0,72
7.1.4 Áp suất trung bình thực tế Pe Pe = Pi. ch kG/cm2
Tại nmin: Pe = Pi. ch = 7,92.0,91=7,21 kG/cm2
Tại nM: Pemax = Pi. ch = 8,81.0,82=7,22 kG/cm2
Tại ne: Pe = Pi. ch = 7,44.0,72=5,36 kG/cm2
7.2 Tính suất hao nhiên liệu thực tế ge ge =
: [kg/ml.h] (kg/ mã lực.giờ)
Trong đó: ch: Hiệu suất cơ học
gi: Suất hao nhiên liệu chỉ thị. lOMoAR cPSD| 59735610 gi = : kg/ml.h
Po=1 kG/cm2 ; To=297K; Pi: kG/cm2 Po .ŋv
Tại nmin: gi = 270000 .
Pi. Rhht . T 0.(αl0+1) = 270000 . = 0,22 kg/ml.h gi 0,22
ge = ŋch = 0,91 = 0,242kg/ml.h Po .ŋv
Tại nM: gi = 270000 .
Pi. Rhht . T 0.(αl0+1) = 270000 . = 0,20 kg/ml.h gi 0,20
ge = ŋch = 0,82 = 0,244 kg/ml.h Po .ŋv
Tại ne: gi = 270000 .
Pi. Rhht . T 0.(αl0+1) = 270000 . = 0,23 kg/ml.h gi 0,23
ge = ŋch = 0,72 = 0,319 kg/ml.h
7.3 Công suất thực tế Ne ở các tốc độ Ne = [mã lực]
Với động cơ thiết kế mới ta chưa xác định Vh của 1 xi lanh nên tại các tốc độ nmin,
nM ta xác định Ne dựa vào tỷ lệ: lOMoAR cPSD| 59735610 Nemin = Nemax. ; NeM = Nemax. 7,21.558
Tại nmin: Ne = 42. 5,36.3720 =8,47 ml 7,22.2510
Tại nM: Ne = 42. 5,36.3720 =38,17 ml 5,36.3720
Tại ne: Ne = 42. 5,36.3720 =42 ml
7.4 Mức tiêu thụ nhiên liệu trong 1 giờ Gnl Gnl = geNe [kg/h]
Tại nmin: Gnl = ge . Ne = 0,242 . 8,47= 2,05[kg/h]
Tại nM: Gnl = ge . Ne = 0,244 .38,17 = 9,3[kg/h]
Tại ne: Gnl = ge . Ne = 0,319 . 42=13,4[kg/h]
7.5 Mô men có ích của động cơ Me Me = 716,2. [kG.m] Ne:
Công suất thực tế (mã lực). n: Tốc
độ vòng quay (vòng/phút). Ne 8,47
Tại nmin: Me = 716,2. nmin = 716,2 . 558 =10,87 [kG.m] Ne 38,17 Tại n = 716,2. M: Me nM = 716,2 . =10,89 [kG.m] Ne 42
Tại ne: Me = 716,2. ne = 716,2 . 3720 = 8,09 [kG.m] lOMoAR cPSD| 59735610
7.6 Các hiệu suất của động cơ:
7.6.1 Hiệu suất nhiệt t (ứng với chu trình lý thuyết). t = 1-
k: Trị số đoạn nhiệt quy ước ở đây xác định như sau: Tuỳ thuộc :  1
k = 0,39. + 0,887=0,39 . 0,9 + 0,887 = 1,238 =>  = 1 - = 1 - = 0,347 t
7.6.2 Hiệu suất chỉ thị (ứng với đồ thị công) i
(mới tính đến mức hoàn thiện quá trình phối khí và cháy). i =  632 632
Tại nmin:i = g = i.u
0,22.10400 = 0,276 632 632
Tại nM:i = g = i.u
0,2.10400 = 0,303 632 632
Tại ne: i = g = i.u
0,23.10400 = 0,264
7.6.3 Hiệu suất thực tế e
(Tính đến mức hoàn thiện quá trình phối khí, cháy và công cơ học). e = i.ch =
Trong tính toán chính xác: t > i > e lOMoAR cPSD| 59735610 632
Tại nmin: e = ge .u = = 0,251 632 Tại nM: = e ge .u = = 0,249 632
Tại ne: e= ge .u = = 0,191
Bảng tổng hợp kết quả chương 7 Tổng hợp kết quả Nmin NM Ne ge 0,242 0,244 0,319 kg/ml.h gi 0,22 0,2 0,23 kg/ml.h Ne 8,47 38,17 42 mã lực Gnl 2,05 9,3 13,4 kg/h Me 10,87 10,89 8,09 kG.m ηt 0,347 ηi 0,276 0,303 0,264 ηe 0,251 0,249 0,191
Chương 8 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ
Việc xác định các kích thước cơ bản của động cơ xuất phát từ các thông số:
Nemax: Công suất lớn nhất tại số vòng quay ne.
Nehd: Công suất lớn nhất tại số vòng quay nhd.
PeN: Áp suất trung bình thực tế tại số vòng quay đạt Nemax (Nehd) Nemax: mã lực; Pe: kG/cm2 Từ công thức (lít) -> VH = i.Vh
1,91=4. Vh => Vh = 0,4775lít
Xác định thể tích công tác Vh của một xi lanh rồi xác định đường kính D của xi lanh.