BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á BÁO CÁO/BÀI TẬP LỚN/TIỂU LUẬN HỌC PHẦN:……………………………………. Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Lớp: Bắc Ninh - Năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á BÁO CÁO/BÀI TẬP LỚN/TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: ………………………………………. Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Lớp: Điểm thi Bằng số: …………. Cán bộ chấm thi 1 Cán bộ chấm thi 2 (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.
TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ. Trình tự tính toán. Số liệu ban đầu. Các thông số cần chọn:.
Tính toán các quá trình công tác. Tính toán quá trình nạp. Tính toán quá trình nén:. Tính toán quá trình cháy:.
Tính toán quá trình giản nở:. Tính toán các thông số chu kỳ công tác. Kiểm nghiệm đường kính xilanh theo công thức:. Vẽ và hiệu đính đồ thị công:.
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC. Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học:. Đường biểu diễn hành trình piston x =. Đường biểu diễn gia tốc của piston j =.
Tính toán động lực học. Các khối lượng chuyển động tịnh tiến. Các khối lượng chuyển động quay. Lực quán tính.
Vẽ đường biểu diễn lực quán tính. Đường biểu diễn. Khai triển đồ thị công P-V thành :. Khai triển đồ thị thành.
Vẽ đồ thị lực tiếp tuyến và đồ thị lực pháp tuyến :. Vẽ đường biểu diễn của động cơ nhiều xilanh :. Đồ thị phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu :. Vẽ đường biểu diễn.
Đồ thị phụ tải tác dụng lên đầu to thanh truyền :. TÍNH NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT. Thông số ban đầu. Tính toán, kiểm nghiệm bền.
Tính sức bền đầu to thanh truyền. Tính sức bền của đầu nhỏ thanh truyền. Tính sức bền đầu nhỏ khi chịu kéo. Tính sức bền thân thanh truyền.51 TÀI LIỆU THAM KHẢO.54 Đề số 08 Các số liệu của phần tính toán nhiệt TT Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi chú 1 Kiểu động cơ 3D6 Đ/cơ Diesel 1 hàng, không tăng áp, buồng cháy thống nhất.
2 Số kỳ t 4 kỳ 3 Số xilanh i 6 4 Thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4 5 Hành trình piston S 180 mm 6 Đuờng kính xilanh D 150 mm 7 Góc mở sớm xupáp nạp a1 20 độ 8 Góc đóng muộn xupáp nạp a2 48 độ 9 Góc mở sớm xupáp xả b1 48 độ 10 Góc đóng muộn xupáp xả b2 20 độ 11 Góc phun sớm ji 30 độ 12 Chiều dài thanh truyền ltt 320 mm 13 Công suất định mức Ne 170 mã lực 14 Số vòng quay định mức n 1700 v/ph 15 Suất tiêu hao nhiên liệu ge 210 g/ml.h 16 Tỷ số nén e 14,5 17 Khối luợng thanh truyền mtt 5,62 kg 18 Khối luợng nhóm piston mpt 2,37 kg LỜI NÓI ĐẦU Sau khi học xong môn học ‘‘Động Cơ Đốt Trong’’, em đã vận dụng những kiến thức đã học để làm đồ án ‘‘Tính Toán Động Cơ Đốt Trong’’. Trong quá trình tính toán để hoàn thành đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của chính bản thân cùng với sự hướng dẫn và giúp đỡ hết sức tận tình của thầy giáo Nguyễn Ngọc Tú, giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hoàn thành xong đồ án môn học “ Tính Toán Động Cơ Đốt Trong’’. Tuy nhiên do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán một bài tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất, đồng thời cũng qua đó rút ra kinh nghiệm, bài học làm giàu kiến thức chuyên môn và khả năng tự nghiên cứu của mình.
Cũng qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo ………….cùng các thầy giáo trong khoa đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất và đúng tiến độ. Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy. TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ 1. Trình tự tính toán 1.
Số liệu ban đầu - Kiểu động cơ: 3D6. Động cơ Diesel 1 hàng, không tăng áp, buồng cháy thống nhất. - Số kỳ: τ = 4 (kỳ) - Số xilanh i = 6 - Thứ tự làm việc cuả xilanh 1- 5 -3-6-2-4 - Hành trình piston: S = 180 (mm) - Đường kính xilanh: D = 150 (mm) - Góc mở sớm xupáp nạp: 1 = 200 - Góc đóng muộn của xupáp nạp: 2 = 480 - Góc mở sớm xupáp xả: 1 = 480 - Góc đóng muộn xupáp xả: 2 = 200 - Góc phun sớm: φi = 30º - Chiều dài thanh truyền: ltt = 320 (mm) - Công suất định mức: Ne = 170( mã lực) = 112,5 kW - Số vòng quay định mức: n = 1700 (vòng/phút) - Suất tiêu hao nhiên liệu: ge =210 (g/ml.h) - Tỷ số nén: = 14,5 - Khối lượng thanh truyền: mtt = 5,62 (kg) - Khối lượng nhóm piston: mpt = 2,37 (kg) 1. Các thông số cần chọn: 1.
Áp suất môi trường: pk Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ .Với động cơ không tăng áp thì áp suất khí quyển bằng áp suất trước xupáp nạp nên ta chọn pk = p0. Ở nước ta có thể chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) 2. Nhiệt độ môi trường: Tk Nhiệt độ môi trường được lựa chọn theo nhiệt độ bình quân của cả năm. Với động cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trưòng bằng nhiệt độ trước xupáp nạp nên: Tk = T0 = 240C = (2970K) 3.
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 đôn n, hệ số cản trên đường nạp, tiết diện lưu thông…Vì vậy cần xem xét động cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chon pa. Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi: Pa = (0,8 ÷ 0,9).pk, chọn pa = 0,085 (Mpa) 4. Áp suất khí thải: pr Áp suất khí thải cũng phụ thuộc vào các thông số như p a. Áp suất khí thải có thể chon trong phạm vi: Pr =(1,05 ÷ 1,15).pk, chọn pr = 0,11 ( Mpa) 5.
Mức độ sấy nóng môi chất : Mức độ sấy nóng môi chất chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xilanh: Động cơ Điezen: = 200÷400C, chọn =25 0C=298 0K 6. Nhiệt độ khí sót (khí thải): Tr Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động cơ. Nếu quá trình giản nở càng triệt để thì nhiệt độ Tr càng thấp. Thông thường ta có thể chon: Tr =700 ÷ 1000 0K, chọn Tr = 8000K 7.
Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt được chọn theo hệ số dư lượng không khí để hiệu đính. Thông thường có thể chọn theo bảng sau: 0,8 1,0 1,2 1,4 1,13 1,17 1,14 1,11 Động cơ Diesel có >1 nên chọn 8. Hệ số quét buồng cháy λ2: Động cơ không tăng áp chọn λ2 =1 9. Hệ số nạp thêm λ1: Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí.
Thông thường có thể chon: λ1 =1,02 ÷ 1,07, chọn λ1 =1,02 10. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ( ): z Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ( z ) phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ, thể hiện lượng nhiệt phát ra đã cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu. Với động Diesel ta thường chọn z =0,70÷0,85, chọn z =0,78 11. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ( b ) Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b b tuỳ thuộc vào loại động cơ Xăng hay động cơ Điêzen.
Với động cơ Điêzen ta thường chọn b = 0,80÷0,90, chọn b =0,9 12. Hệ số hiệu đính đồ thị công d Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ so với chu trình công tác thực tế , có thể chọn trong phạm vi: d =0,92÷0,97, chọn d =0,94 1. Tính toán các quá trình công tác 1. Tính toán quá trình nạp Hệ số khí sót γr: Hệ số khí sót γr được tính theo công thức: γr=.
Trong đó m là chỉ số giản nở đa biến trung bình của khí sót có thể chon: m =1,45÷1,5, chọn m =1,5 Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta: Nhiêt độ cuối quá trình nạp Ta được tính theo công thức: Ta = Ta= (0K) Hệ số nạp : Hệ số nạp được xác định theo công thức: Lượng khí nạp mới M1 : Lượng khí nạp mới M1 được xác định theo công thức : M1 = (kmol/kg nhiên liệu) Trong đó: là áp suất có ích trung bình được xác định theo công thức : (lít) là thể tích công tác của động cơ được xác định theo công thức: (MPa) (MPa) Nên: (lít) V ậy M1 = (kmol/kg nhiên liệu) Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0: Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M 0 được tính theo công thức: M0 = (kmol/kg nhiên liệu) Đối với nhiên liệu của động cơ Điêzen ta có: C=0.87; H=0,126 ;O=0,004 Thay các giá trị vào ta có: Mo= =0,4946 (kmol/kg nhiên liệu) Hệ số dư lượng không khí : Đối với động cơ Điêzen cần phải xét đến hơi nhiên liệu ,vì vậy: Thay các giá trị vào ta có: 1. Tính toán quá trình nén: Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí: =19,806+0,00209.00209 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cuả sản phẩm cháy: Khi hệ số dư lượng không khí >1 ,tính theo công thức sau: =(19,876+ (kJ/kmol. độ) Thay số vào công thức trên ta có: =(19,876+ (kJ/kmol.00261 Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp: Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén tính theo công thức sau: = (kJ/kmol. độ) Thay các giá trị vào ta có: (kJ/kmol.00211 Chỉ số nén đa biến trung bình n1: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và thông số vận hành như kích thước xilanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải trạng thái nhiệt độ của động cơ …Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật sau: Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ làm cho n1 tăng.
Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định bằng cách giải phương trình: Chú ý: thông thường để xác định n1 ta phải chọn n1 trong khoảng 1,340 ÷ 1,390 .