CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Đặc điểm động cơ + Động cơ xăng 4 kì, có 4 xy lanh + Công suất động cơ: Ne = 154,56( kw) + Số vòng quay động cơ: n = 1700 (vòng/phút). + Suất tiêu hao nhiên liệu: ge = 195 (g/kW. Tổ chức quá trình cháy 1.
Loại nhiên liệu + Nhiên liệu dùng cho động cơ là diesel. + Các thành phần hóa học có trong nhiên liệu: C, H, O, S Khối lượng độ nhớt vận Phân tử Loại nhiên liệu Thành phần hóa học riêng ở 15oC động ở 20oC lượng nl γ 15 (kg/ dm 3 ) o (Poa) C H O Diesel 110 120 0,7 0,75 2,5 8,5 0,87 0,126 0,004 Nhiệt ẩm r Không khí lí thuyết Nhiệt trị (kj/kg) Hòa khí Nhiên liệu G0 (kg/kg) V0 (m3/kg) chuẩn 314 Qtk (Mj/kg) Qtm (Mj/m3) LoạiDiesel nhiên liệu 14,4 11,2 44 3,789 1.Hệ thống nhiên liệu a. Hệ thống nhiên liệu Nhiên liệu được bơm điện hút từ bình chứa qua lưới lọc trên bơm đầy nhiên liệu tới bộ lọc nhiên liệu và đi tới ống phân phối sau đó đi vào từng kim phun. Trong quá trình hoạt động nếu bộ lọc bị tắc nghẽn làm cho áp suất trong ống dẫn tăng thì lúc này bộ điều áp sẽ mở làm cho nhiên liệu quay trở lại bình chứa.Hệ thống nạp khí Không khí Bộ lọc khí Đo lưu lượng khí nạp Bướm ga Buồng đốt.
SVTH: Nguyễn Văn Kiên 4 Lớp: 71DCOT12 Đồ án kết cấu tính toán động cơ 1. Cơ cấu phân phối khí. Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ nạp đầy hòa khí vào các xylanh và thải sạch khí cháy ra khỏi các xylanh sau khi bị đốt cháy. Yêu cầu - Nạp đầy và thải sạch vì vậy xuppap thải phải mở sớm và đóng muộn.
- Đảm bảo kín buồng đốt trong kì nén và nổ. - Đóng mở đúng thời gian quy định. - Độ mở dòng khí dễ lưu thông. - Ít mòn, tiếng kêu bé.
- Dễ điều chỉnh và sửa chữa, giá thành chế tạo rẻ. Cơ cấu phối khí sử dụng Sử dụng cơ cấu phối khí dạng trực tiếp hai trục cam dời. - Ưu điểm: Đơn giãn, không ồn vì không có tiếng ồn gây a bởi cò mổ, đũa đẩy, con đội. - Nhược điểm: Khó chế tạo.
Cơ cấu phân phối khí có xupap treo, trục cam đặt trên nắp máy Cơ cấu phân phối khí có trục cam truyền động trực tiếp cho xupap thể hiện trên hình vẽ. Khi trục cam đặt trên nắp xylanh và cam trực tiếp điều khiển việc đóng mở qua con đội, đũa đẩy, đòn gánh…Loại này có xupap rỗng, ghép 1. Phương pháp dẫn động - Phương pháp dẫn động trục cam là phương pháp dẫn động gián tiếp sử dụng curoa để truyền động từ trục khuỷu tới trục cam. SVTH: Nguyễn Văn Kiên 5 Lớp: 71DCOT12 Đồ án kết cấu tính toán động cơ - Ưu điểm: Êm, không ồn, dễ tháo lắp và giá thành rẻ.
Hệ thống bôi trơn 1. Lý do phải bôi trơn động cơ - Bôi trơn bề mặt ma sát, làm giảm ma sát giữa các chi tiết chuyển động lần nhau. - Tẩy rửa các bề mặt ma sát vì trong quá trình hoạt động sự ma sát giữa các chi tiết làm phát sinh các mặt ma sắt nên dầu bôi trơn sẽ rửa các bề mặt này và sẽ được lọc sạch tại bầu lọc thô và lọc tinh. - Bao kín khe hở vì dầu bôi trơn có độ nhớt cao nên sẽ bao kín khe hở giữa piston và xylanh, xécmăng và piston khiến cho khả năng lọt khí sẽ giảm.
Chọn hệ thống bôi trơn a. Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu - Đối với phương pháp này dầu nhờn được đưa lên bôi trơn nhờ thìa múc dầu từ các te và vung té để bôi trơn, mỗi vòng quay truc khuỷu là 1 lần vung té. - Phương pháp bôi trơn này rất lạc hậu: + Không đảm bảo lương dầu bôi trơn. + Áp dụng ở động cơ có công suất nhỏ, tốc độ thấp, cho động cơ 1 xy lanh kiểu nằm ngang nên hiện nay ít được sử dụng.
Bôi trơn cưỡng bức Phương pháp này dầu bôi trơn sẽ được hút và đẩy đi đến nơi cần bôi trơn bởi một bơm dầu nên đảm bảo được lượng dầu, áp lực ổn định đến các chi tiết. - Có hai loại: + Bôi trơn cưỡng bức các te ướt: Dầu được hút từ các te trong động co sau đó đi bôi trơn và trở lại các te, đối với loại này ưu điểm là đơn giãn, thiết kế gọn hưng nhược điểm là nếu xe làm việc ở địa hình có độ dốc nghiêng lớn sẽ làm thiếu hụt dầu vì vậy ngừoi ta dùng trên xe ô tô du lich và ngừoi ta dùng các tấm ngăn phía dưới các te để tránh sự thiếu hụt dầu cũng như không bị dao động mạnh. + Bôi trơn cưỡng bức các te khô: Loại này khác với các te ướt ở chỗ bình đường dầu đặt bên ngoài. Có ưu điểm là dầu không bị thiếu hụt khi có độ nghiêng lớn vì vậy thích hợp cho máy ủi, tàu thủy, máy kéo…Nhược điểm là kết cấu phức tạp, chiếm không gian lớn.Vì vậy ta chọn hệ thống bôi trơn cưỡng bức các te ướt.
SVTH: Nguyễn Văn Kiên 6 Lớp: 71DCOT12 Đồ án kết cấu tính toán động cơ CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2. Tính toán chu trình công tác động cơ đốt trong 2. Trình tự tính toán 2. Bảng số liệu CÁC SỐ LIỆU CỦA PHẦN TÍNH TOÁN NHIỆT Giá trị theo số đề Ghi TT Tên thông số Ký hiệu Đơn vị 1 2 3 4 5 6 chú Đ/cơ Diesel 1 Kiểu động cơ D50 không tăng áp 2 Dạng buồng cháy 3 Số kỳ 4 Kỳ 4 Số xylanh i 4 5 Thứ tự nổ 6 Hành trình piston S 125 mm 7 Đường kính xylanh D 110 mm 8 Góc mở sớm xupap nạp 1 10 Độ Góc đóng muộn xupap 9 2 46 Độ nạp 10 Góc mở sớm xupap xả 1 50 Độ Đóng đóng muộn xupap 11 2 10 Độ xả 12 Góc phun sớm i Độ 13 Chiều dài thanh truyền ltt mm 14 Công suất định mức Ne 40,5 KW 15 Số vòng quay định mức n 1700 v/ph 16 Suất tiêu hao nhiên liệu ge 195 g/Kwh 17 Tỷ số nén 16 18 Khối lượng thanh truyền mtt 2407 g 19 Khối lượng nhóm piston mpt 1411 g 20 Hệ số kết cấu 0,28 SVTH: Nguyễn Văn Kiên 7 Lớp: 71DCOT12 Đồ án kết cấu tính toán động cơ 2.
Các thông số cần chọn a. Áp suất môi trường: Pk Áp suất môi trường Pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ. Đối với động cơ tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn Pk =k.P0 Ở nước ta nên chọn Pk =. Nhiệt độ môi trường: Tk Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm.
Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xu páp nạp nên : Tk = T0 = 24ºC = 297ºK c. Áp suất cuối quá trình nạp: Pa 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 chọn Pa. Áp suất cuối quá trình nạp Pa có thể chọn trong phạm vi: Pa = (0,8 0,96). Áp suất khí thải: Pr Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như P Áp suất khí thải có thể chọn trong phạm vi : P = (1,10 1,15).
Mức độ sấy nóng môi chất: T Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành hỗn hợp khí ở bên ngoài hay bên trong xi lanh. Với động cơ diesel : T = (0 20)oK Ta chọn T = 20oK f. Nhiệt độ khí sót (khí thải): Tr Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại động cơ. Nếu quá trình giãn nở càng triệt để, nhiệt độ T càng thấp.
Thông thường ta có thể chọn: T = 1000ºK g. Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: t Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt λ được chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu đính. Đối với động cơ diesel : t = 1,1 h. Hệ số quét buồng cháy: 2 SVTH: Nguyễn Văn Kiên 8 Lớp: 71DCOT12 Đồ án kết cấu tính toán động cơ Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta chọn: λ = 1 i.
Hệ số nạp thêm: 1 Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí. Thông thường ta có thể chọn: λ = 1,02 ÷ 1,07; ta chọn λ = 1,05 j. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z: ξ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ. Với các loại động cơ diesel ta thường chọn: ξ = 0,85 0,92 Chọn ξ = 0,85 k.
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b: ξ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơ Diezel. ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ. Do đây là động cơ diesel ta chọn: ξ = 0,9 l. Hệ số điền đầy đồ thị công: d Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ với chu trình công tác thực tế.
Sự sai lệch giữa chu trình thực tế với chu trình tính toán của động cơ xăng ít hơn của động cơ diezel. Có thể chọn φ trong phạm vi: φ = 0,92 0,97 Nhưng đây là động cơ diesel nên ta chọn: φ = 0,97 2. Tính toán các quá trình công tác 2. Tính toán quá trình nạp a.
Hệ số khí sót γr : Hệ số khí sót γr được tính theo công thức: λ 2 ( T k + ∆T) P r 1 γr =. P r 1m ( ) Tr Pa ε λ1 - λ t λ2 Pa Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót có thể chọn: m = 1,45 1,5 chọn m = 1,5 Thay số vào công thức tính γr ta được: 1. Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta : Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta được tính theo công thức: Pa ( m ) ( ) m - 1 ( T k + ∆T ) + λ t. Pr Ta = 1 + γr Thay số vào công thức tính Ta ta được: SVTH: Nguyễn Văn Kiên 9 Lớp: 71DCOT12 Đồ án kết cấu tính toán động cơ 0,09 (1,5 ) ( ) 1,5 - 1 ( 297+20 ) + 1,1.
Hệ số nạp ηv : Hệ số nạp v được xác định theo công thức: ηv = 1. Lượng khí nạp mới M1 : Lượng khí nạp mới được xác định theo công thức: 432.