ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

0
58
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: hotroontap@gmail.com

Tổng hợp các đề cương đại học hiện có của Đại Học Hàng HảiĐề Cương VIMARU 

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ án Cung cấp điện: Tính toán cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí


Mục Lục

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Lời nói đầu

Những năm gần đây nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh. Bên cạnh đó kỹ thuật của nước ta cũng từng bước tiến bộ. Trong đó phải nói đến nghành động lực. Để góp phần nâng cao trình độ và kỹ thuật, mỗi sinh viên chúng ta phải tự nghiên cứu, đó là điều cấp thiết.

Sau khi được học môn nguyên lý động cơ đốt trong cùng với các môn cơ sở khác (sức bền vật liệu, cơ lý thuyết, vật liệu học…), sinh viên được giao nhiệm vụ làm đồ án môn học kết cấu và tính toán động cơ đốt trong. Đây là một phần quan trọng trong nội dung học tập, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết một vấn đề cụ thể của chuyên nghành.

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu một cách nghiêm túc. Tuy nhiên vì bản thân còn ít kinh nghiệm cho nên việc hoàn thành đồ án lần này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy mong thầy giáo xem xét và chỉ dẫn để em càng ngày càng hoàn thiện kiến thức hơn. Em xin cảm ơn!

Chương I

KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ

1. Loại động cơ:

  • Dùng vào mục đích đẩy tàu
  • 2 kỳ
  • Công suất 6960(KW)
  • Tốc độ quay n=167 vòng/phút.
  • Pe=21 bar
  • Có tăng áp:

Như chúng ta đã biết,đối với động cơ đốt trong có cùng dung tích xi lanh nhưng lượng khí nạp và nhiên liệu cung cấp cho chu trình khác nhau thì công suất đầu ra khác nhau.Giải pháp tăng áp cho động cơ là giải pháp tối ưu cho việc tăng công suất động cơ mà không tăng kích thước của động cơ.Tuy nhiên nếu ta tăng áp suất nạp quá cao thì nhiệt cháy cực đại tz ,Pz tăng cao.Gây khó khăn cho quá trình bôi trơn ,làm mát cũng như vật liệu chế tạo.Khí NOx hình thành nhiều (khi tz >2000o C ) ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính.

2. Phương án bố trí các xi lanh một dãy:

Phương án bố trí xi lanh một dãy rất thuận tiện trong xữa chữa và lắp

ráp.Giá thành rẽ dể chế tạo.

3. Phương án làm mát hai vòng dùng nước biển làm mát cho nước ngọt:

Ưu điểm của phương pháp làm mát này là giá thành chi phí thấp nhưng hiệu quả làm mát cao.Gốp phần nâng cao tính kinh tế cho động cơ.Tuy nhiên nước biển có nồng độ muối cao và hàm lượng tạp chất lớn có thể gây đóng kẹn (kêt tủa muối trên hệ thống).Để hạn chế được điều này ta không nên cho nhiệt độ t ra không quá 550 C.

4. Phương án bôi trơn:

Phương án bôi trơn thủy động.Như chúng ta đã biết đối với động cơ tàu

thủy yêu cầu về độ tin cậy cũng như độ bền,là rất cao.Khi động cơ khởi động yêu cầu các ổ trục phải được bôi trơn trước để tránh hiện tượng ma sát khô .Vì vậy ta sử dụng hệ thống bôi trơn thủy động độc lập với máy chính.Nếu ta sử dụng phương pháp bôi trơn thủy tỉnh trong quá trình khởi động ,tắc máy động cơ không được bôi trơn bình thường .Có thể hình thành ma sát khô (đặc biệt dưới tải trọng rất lớn của động cơ thủy cở lớn lớp dầu bôi trơn thủy tĩnh bị phá hủy làm cho hai bè mặt chuyển động tiếp xúc trực tiếp lên nhau) phá hủy chi tiết của động cơ.

5. Chọn chiều quay của động cơ:

Cùng chiều quay của kim đồng hồ

6 . Thứ tự nổ:

Chọn theo tiêu chuẩn 1-8-2-6-4-5-3-7

7 .Phương án khởi động bằng động cơ thủy lực .

Ưu điểm của phương pháp khởi động này là động cơ thủy lực có kết cấu nhỏ gọn nhưng cho công suất đầu ra rất lớn,chiệu quá tải cao trong một thời gian dài.Quá trình bảo trì đơn giản ít bị hư hỏng.Đối với phương pháp khởi động bằng khí.Yêu cầu phải bảo quản những chai gió tương đối cao ,diện tích chiếm chổ lớn.Độ an toàn không cao dể bị nổ.

8 .Phương án cung cấp nhiên liệu

Cung cấp nhiên liệu bằng hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp

Bảng 1.1 : Thông số kỹ thuật của động cơ mẫu.

STT Tên thông số Thứ tự Giá trị
    hiệu    
         
1 Công suất định mức Ne Kw 6960
2 Tốc độ quay định mức n Vòng/phút 167
3 Khả năng quá tải về công suất %  
4 Khả năng quá tải về tốc độ %  
5 Số kỳ k   2
6 Số xylanh i   8
7 Thứ tự sinh công     1-8-2-6-4-5-3-
8 Tỷ số nén     7
9 Tỉ số S/D S/D   14
10 Mức độ tăng áp hay áp suất tăng ta   2
11 áp      
12 Đường kính cylinder D mm  
13 Hành trình piston S mm  
14 Áp suất có ích trung bình Pe MPa 21
15 Tốc độ trung bình của pittong Cm m/s  
16 Suất  tiêu  hao  nhiên  liệu  hiệu Cge Kg/Kwh  
17 dụng      
         
         
18 Áp suất cháy lớn nhất Pz MPa  
19 Áp suất cuối quá trình nén Pc MPa  
20 Nhiệt độ khí xả tx oK  
21 Hiệu suất hiệu dụng e %  
22 Hiệu suất cơ giới m %  
23 Công suất lít Nv Kw/lít  
24 Công suất pittong Np Kw/m2  
25 Trọng lượng riêng Go Kg/Kw  
26 Tuổi bền M h  
27 Pha phân phối khí 1 độ  
  Góc cung cấp nhiên liệu sớm sf độ  
  Các hệ thống      
  Bôi trơn      
  Làm mát      
  Tăng áp      
  Khởi động…      
           

Chương II: CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

1. CÁC THÔNG SỐ KHÍ HẬU CỦA MÔI TRƯỜNG HOẠT ĐỘNG

– Nhiệt độ:                   To =2930 K

-Độ ẩm:                         φ0= 70%

-Áp suất khí quyển: P0= 1 (bar)

2.CHỌN LOẠI NHIÊN LIỆU:

Chọn loại nhiên liệu dầu diesel no2-D. Loại nhiên liệu này rất thích hợp với động cơ thủy cở lớn có chỉ số nén cao.Ưu điểm của loại nhiên liệu này là:Giá thành rẻ,có nhiệt trị nhỏ nhất cao Qnl=41870KJ, có bán ở rộng rải trên thị trường.

Một số tính chất của nhiên liệu

  Đơn vị Dầu gazoal
Theo tiêu chuẩn của
Đức    
Theo ASTM N02-D
Theo BSS A
Theo tên gọi quốc tế Gas oil marine diesel
Trọng lượng riêng ở g/ml oil
0,33-0,89
150C    
Nhiệt trị nhỏ nhất kj/kg 41870
Độ nhớt 15 0C (mat) 0E 2,1
500C (mat) 0E 1,32
1000C(mat) 0E
Nhiệt độ đông đặc 0C -7
(max) 0C  
Nhiệt độ bốc cháy 65
(Không thấp hơn) %  
Chỉ số Conradson(max) 2,2
Chỉ số cetan(min) % 40
Hàm lượng tro (mat) % 0,02
Các tạp chất khác :nước % 0,18
Lưu huỳnh % 0,1
Hắc ín % 0,05
     

3.CHỌN PHƯƠNG ÁN TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ.

a.Phương án tăng áp.

Để tăng áp cho động cơ ta sử dụng tuốc bin khí để tậng dụng năng lượng khí xã để tăng áp cho động cơ.

-Các thông số và giải pháp kỹ thuật của phương án tăng áp:

Chọn áp suất nạp được tăng áp 😛k=0.25(Mpa).

-Chọn số máy nén,cấp nén,loại máy nén và mức độ tăng áp cho từng cấp nén:

Sử dụng hai cấp nén

-Phương án làm mát không khí nạp:

Ta có nhiệt độ sau máy nén

      Pk   m1  1   2,5 1,5 1  
T k T ( ) m1 293.( ) 1,5 397 0k  
   
  0 P 1        
      0                

Ta nhận thấy Tk =397> 335 nên ta phải làm mát cho không khí nạp

Ta sử dụng hai máy nén đặc nối tiếp nhau.Hệ thống làm mát đặc ở giữa Độ hạ nhiệt độ của không khí qua bình làm mát ΔTk =650

*Sơ đồ hệ thống tăng áp cho độngcơ:

4. PHƯƠNG ÁN THAY ĐỔI KHÍ

a.Vì động cơ ta thiết kế là động cơ hai kỳ.

Để đảm bảo cho quá trình thải sạch khí cũng như tăng hiệu suất cho động cơ, ta sử dụng phương án tổ chức buồng cháy thống nhất,quét thẳng qua xu páp xã.

b. Hình dáng và kích thước của của khí.

-Chọn hình dáng cửa khí hình chữ nhật

  • Cách bố trí:
  • Cách bố trí cửa khí một dảy
  • Các góc nghiêng giữa đường trục cửa khí và trục xi lanh và đường kính của xi lanh.
  • Đối với góc lệch giửa đường trục cửa khí và hướng kính của xi lanh α=

150

+Góc nghiêng giữa đường trục của của khí và trục đối xứng của xi lanh β=80

  • Kích thước của cửa khí .
+Cử quét:   bq=0,7.D        
Tổng chiều rộng:          
Chiều cao cửa quét: hq =0,1.S        
+Cửa thải            
Tổng chiều rộng: bth =0,6.D        
Chiều cao : hth=0,3.S        
c.Các hệ số Lebedep.   λ1= 1,05      
– Hệ số nạp thêm ta chọn      
– Hệ số quét buồng cháy λ2=0,2      
-Hệ số hiệu chỉnh nhiệt λt=1,1      
d. Các hệ số lưu lượng và độ sụt áp tương đối (φxq,a).
-Thải tự do:   φttd =0,6        
-Cơ cấu quyét:   φq =0,72        
-Thải cưỡng bức:   φtcb= 0,9        
-Độ sụt áp tương đối: a=0,7 φ0 =1,5   φk=1,5.
e. Hệ số dư không khí quét.  
f. Chọn các thông số khác:     1  
– Chỉ số đa biến trung bình của quá trình thải tự do:   0,7
   
-Pha phân phối khí.       m
         
  Xupap thải   Góc mở sớm φts=1000
        Góc đóng muộn   φtm=500
  Cửa quét   Góc mở sớm φqs=500
        Góc đóng muộn   φqm=550

-Nhiệt độ khí sót ta chọn Tr=5000C

5.PHƯƠNG ÁN TỔ CHÚC QUÁ TRÌNH CHÁY.

5.1.Phương án chung.

Ta chọn buồng cháy thống nhất :

Như chúng ta đã biếc nếu xã không sạch sẽ tồn tại nhiều khí sót trong xi lanh.Vì thế nhiệt độ khí nạp tăng cao dẫn đến làm tăng nhiệt độ khí cháy cực đại (Tmax). Khi Tmax tăng cao vấn đề bôi trơn và làm mát cho các chi tiết chịu nhiệt của động cơ rất khó(chẳn hạn cặp lắp gép piston – xilanh,nắp xi lanh…).Đồng thời làm tăng cường lượng khí xả có hại cho tần khí quyển (đặc biệt là khí NOx sinh ra nhiều trong sản phẩm cháy khi nhiệt độ cháy cao).Bên cạnh đó suất tiêu hao nhiên liệu tăng do một phần nhiên liệu bị phân hủy thành các hợp chất khác mà không tham gia vào quá trình cháy.Vì động cơ ta chọn là động cơ hai kỳ nên không có kỳ xả vì thế ta phải chọn buồng cháy thống nhất để giảm tối đa lượng khí sót trong xi lanh.

*Đặc điểm cấu tạo của buồng đốt thống nhất là khi pitton ở điểm chết trên giữa đỉnh pitton và lắp xilanh là mọt không gian thống nhất có diện tích chèn ép khí dất nhỏ, nắp xilanh phẳng, đỉnh pitton hơi lõm. Vòi phun nhiều lỗ trục tiếp phun nhiên liệu vào mọi khu vực của buồng cháy.

*. Ưu điểm của buồng đốt thống nhất

Buồng đốt thống nhất không có dòng xoáy mạnh của không khí, tỉ số

Flv/vc rất nhỏ nên tổn thất nhiệt ít, hiệu suất cao, ứng suất nhiệt của nắp xilanh và đỉnh pitton nhỏ, dễ khởi động.

*. Nhược điểm của buồng đốt thống nhất

Buồng đốt thống nhất có yêu cầu cao đối với hệ thống nhiên liệu. Nếu

thay đổi chế độ hoạt động, chất lượng phun sẽ thay đổi. hình thành hòa khí chủ

yếu dừa vào chất lượng phun nhiên liệu nên thường chỉ có thể sử dụng 60%

không khí buồng đốt.

Khó kiểm soát khí xả.

Động cơ có xu hướng chạy không êm do thời gian chờ cháy tương đối ngắn, thời

gian này làm áp suất tăng cao và nhanh.

Rất nhạy với nhiên liệu và thời điểm phun.

Các đầu phun nhiều lỗ và áp suất phun cao làm tăng các vấn đề phun nhiên liệu.

* Phạm vi ứng dụng

Các động cơ diesel mới nhất được sử dụng trong công nghiệp, nông

nghiệp, giao thong, hàng hải đều sử dụng phun trực tiếp do hiệu suất cao, dễ

khởi động, ít ô nhiễm.

5.2.Phương pháp cung cấp nhiên liệu :

a.Loại vòi phun

+Chọn loại vòi phun kín nhiều lỗ.

+Cách tạo áp lực phun giửa kim phun và vòi bệ phun bằng đường

dầu

thủy lực qua hốc chứa dầu

+Số lỗ phun (6 lỗ).

b-Góc nón ứng với mổi chùm tia nhiên liệu ứng với mổi lỗ phun : β=200 c-Quy luật cung cấp nhiên liệu theo hàm bậc nhất.

Vì quy luật cung cấp nhiên liệu không ảnh hưởng lớn đến quá trình cháy để đơn giản cho quá trình chế tạo ta nên cung cấp nhiên liệu theo phương trình bật nhất

d-Góc phun nhiên liệu φf.

Góc phun nhiên liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủ yếu là luật cung cấp nhiên liệu,áp suất phun mỗi chu trình.

Ta chọn φf=300gqtk

e-Góc sớm phun φsf.

Là góc được tính từ lú nhiên liệu bắt đầu phun vào xi lanh cho đến khi pitton lên đến điểm chết trên

Ta chọn φsf= φscc– φf.

5.3Tỷ số nén ε.

  • tỷ số nén là thông số quyết định đến quá trình bốc cháy của nhiên liệu .Tỷ số nén phải bảo đảm tính tự bốc cháy của nhiên liệu .Tông thường để đảm bảo tính tự bốc cháy của nhiên liệu Ty>7500-8000 K

Ta chọn Ty =7800K Tỷ số nén ε = 14

Áp suất cháy cực đại Pz =10(Mpa).

5.4.Hệ số dư lượng không khí.

Ta chọn α=1,3

5.5Giá trị hàm sinh nhiệt có ích tại điểm đầu và điểm cuooisquas trình giản nở.

Ta chọn ξz =8,       ξb =8,5.

5.6 Chọn tỷ số tăng áp suất λ.

0

5.7 Áp suất cuối quá trình giản nở Pb.

Ta chọn Pb =0,9 (Mpa).

6.HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU .

1.Nhiệm vụ và yêu cầu

–    Nhieäm vuï:

Khi ñoäng cô hoaït ñoäng nhieäm vuï cuûa heä thoáng laø cung caáp nhieân lieäu cho buoàng chaùy moät löôïng nhieân lieäu

nhaát ñònh, ôû traïng thaùi söông troän ñeàu vôùi khoâng khí trong xilanh ôû moät thôøi ñieåm nhaát ñònh trong töøng chu

kyø.

– Yeâu caàu:

Heä thoáng cung caáp nhieân lieäu hoaït ñoäng toát hay xaáu aûnh höôûng ñeán chaát löôïng phun nhieân lieäu, ñeán hoån hôïp khoâng khí, ñeán quaù trình chaùy trong xilanh, ñeán tính tieát kieäm vaø ñoä beàn cuûa ñoäng cô. Cho neân heä thoáng cung caáp nhieân lieäu caàn ñaït ñöôïc yeâu caàu kinh teá vaø ñaûm baûo an toaøn trong luùc hoaït ñoäng.

+ Veà ñònh löôïng  : Cung caáp  theo ñuùng yeâu caàu caàn thieát cuûa moãi       chu

trình vaø coù theå ñieàu chænh theo phuï taûi beân ngoaøi. Löôïng nhieân lieäu cung caáp

vaøo moãi xilanh phaûi nhö nhau.

  • Veà ñònh thôøi: Nhieân lieäu cung caáp phaûi ñuùng thôøi ñieåm quy ñònh, khoâng sôùm quaù, khoâng muoän quaù. Neáu phun sôùm quaù, luùc ñoù aùp löïc khí neùn coøn yeáu, nhieät ñoä coøn thaáp, nhieân lieäu baét löûa chaäm, moät phaàn baùm vaøo thaønh xilanh hoaëc ñænh piston, laøm laõng phí nhieân lieäu vaø sinh khoùi ñen. Aùp löïc khí chaùy seõ

lôùn nhaát tröôùc khi piston leân ñeán ñieåm cheát treân, laøm cho ñoäng cô chaïy rung. Ngöôïc laïi neáu phun quaù muoän, nhieân lieäu chaùy khoâng kòp, gaây ra laõng phí.

  • Luùc baét ñaàu phun vaø luùc keát thuùc phaûi döùt khoaùt ñeå traùnh nhieân lieäu phun rôùt, taïo ra soáng aùp suaát trong ñöôøng oáng.
  • Phaûi phun heát nhieân lieäu quy ñònh trong thôøi gian phun.

2.Caáu taïo heä thoáng nhieân lieäu :

Heä thoáng nhieân lieäu cuûa ñoäng cô naøy laø bôm cao aùp vaø voøi phun. Moãi xilanh coù moät bôm cao aùp vaø voøi phun. Bôm cao aùp ñöôïc daãn ñoäng baèng truïc cam. Vaø ñöôïc ñaët phía beân ngoaøi khoái thaân cuûa ñoäng cô cuøng vôùi maùy neùn daàu thuûy löïc.

*Sơ đồ cấu tạo:

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  11

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com      For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

  1. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa heä thoáng:

Nhieân lieäu duøng cho ñoäng laø nhieân lieäu naëng. Töø keùt nhieân lieäu ñöôïc bôm chuyeån qua heä thoáng ly taâm vaø saáy noùng khoaûng 98 ÷98oC ñeå xöû lyù daàu naëng roài ñöôïc chuyeån qua keùt phuïc vuï. Taïi ñaây daàu ñöôïc daãn ñoäng baèng hai bôm ñieän (coù qua heä thoáng tín hieäu). Qua heä thoáng laøm noùng ñeå ñieàu chænh laïi daàu naëng sau ñoù qua boä loïc cuoái cuøng ñeán bôm cao aùp.

Nhieân lieäu dö sau khi ra khoûi ñoäng cô ñöôïc ñöa ñeán oáng ñöùng vaø ñöôïc bôm huùt trôû laïi ñoäng cô sau khi qua boä tín hieäu ñeå kieåm tra chaát löôïng nhieân lieäu.

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  12

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

7.HỆ THỐNG LÀM MÁT

  1. Hệ thống làm mát:
  1. Hệ thống làm mát bằng nước biển:
  1. Mục đích và yêu cầu:

Khi ñoäng cô chaïy heát coâng suaát, nhieät ñoä trung bình cuûa chaát khí trong xilanh khoaûng chöøng 500 ñeán 800o C. Nhö vaäy neáu khoâng laøm maùt thì caùc chi tieát trong ñoäng cô seõ noùng leân laøm cho ñoä cöùng cuûa kim loaïi giaûm, gaây ra nöùt vôõ vaø daàu nhôøn seõ bò chaùy. Khe hôõ giöõa caùc chi tieát thay ñoåi daãn ñeán bò maøi moøn raát nhanh, hoaëc bò keït, coù khi laøm cho ñoäng cô khoâng hoaït ñoäng ñöôïc.

Nhö vaäy, muoán cho ñoäng cô hoaït ñoäng ñöôïc thì phaûi giöõ cho nhieät ñoä caùc boä phaän ñoäng cô ôû trong phaïm vi cho pheùp. Nghóa laø khoâng cho ñoäng cô noùng quaù vaø cuõng khoâng cho ñoäng cô laøm maùt döôùi nhieät ñoä quy ñònh, vì nhö vaäy hieäu suaát nhieät seõ bò giaûm, öùng suaát nhieät seõ taêng leân. Nhieät ñoä nöôùc laøm maùt vôùi nöôùc ngoït khi ra khoûi ñoäng cô chæ töø 57÷90oC, ñoái vôùi nöôùc maën khoâng quaù 55oC. Vì nhieät ñoä cao hôn muoái seõ keát tuûa baùm vaøo thaønh oáng, aûnh höôõng ñeán söï truyeàn nhieät.

Heä thoáng laøm maùt phaûi luoân luoân saïch seõ, khoâng bò taéc, khoâng coù goùc nöôùc ñoïng, löôïng nöôùc vaøo caùc xilanh phaûi ñeàu nhau.

*. Phương án chung.

  • Làm mát hai vòng
  • Môi chất dùng nước ngọt và nước biển
  • chế độ nhiệt làm mát

0

+Nhiệt độ thấp Tra < 55 C

0

+Nhiệt độ cao Tra<95 C

* Một số thông số rút ra từ phương án chung

-Độ tăng nhiệt độ của không khí nạp do trao đổi nhiệt với thành xi lanh Ta chọn ΔT1 =70C

-Phần nhiệt lượng do nước làm mát lấy đi (qw tính theo %)

Ta chọn : q   Q 20%  
Qh Gh
         

-Hiệu suất cơ giới ηm :

Chọn ηm=0,9

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  13

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

  1. Sơ đồnguyên lý hoạt động h thng lam̀ mat́ bng nước bin:

Ta chọn hệ thống làm mát cho động cơ làhệ thống làm mát gián tiếp. (2 vòng tuần hoàn).

  • Heä thoáng laøm maùt naøy goàm hai phaàn rieâng bieät: Heä thoáng tuaàn hoaøn nöôùc ngoït:
    • Tröôùc khi khôûi ñoäng cô phaûi kieåm tra laïi keùt nöôùc ngoït (7) .Neáu thieáu nöôùc caàn kieåm tra laïi xem heä thoáng coù roø ræ khoâng? Sau khi ñaõ chaéc chaén roài môùi boå sung nöôùc ngoït cho keùt (7),sau ñoù tieán haønh môû van (8) vaø khôûi ñoäng ñoäng cô.Ñoäng cô hoaït ñoäng seõ lai bôm (9) hoaït ñoäng.Bôm (9) ñöa nöôùc vaøo laøm maùt xylanh,sau ñoù daâng leân laøm maùt cho naép xylanh roài theo ñöôøng oáng ra laøm maùt cho oáng xaû(13) .Nöôùc sau khi laøm maùt oáng xaû seõ qua van töï ñoäng ñieàu tieát nhieät ñoä (15) .Khi nhieät ñoä nöôùc coøn thaáp,van töï môû cho nöôùc ñi qua thaúng bôm(9) khoâng ñi qua baàu laøm maùt (5) trao ñoåi nhieät vôùi nöôùc ngoaøi taøu sau ñoù ñöôïc bôm (9) huùt leân laøm maùt cho ñoäng cô.

-Ñöôøng ñi cuûa nöôùc ngoït laø moät ñöôøng kín tuaàn hoaøn vì vaäy coøn goïi laø heä thoáng laøm maùt kieåu kín hay kieåu tuaàn hoaøn.

-Sau khi laøm maùt cho ñoäng cô,moät phaàn nöôùc noùng boác hôi theo ñöôøng oáng (19) trôû veà keùt ñeå boác hôi vaø giaõn nôû.Vì vaäy, trong khi laøm vieäc luoân luoân

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  14

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

phaûi coù moät thuøng nöôùc ñöôïc boå sung töø keùt (7) xuoáng ñöôøng oáng neân keùt (7) goïi laø keùt boå sung (keùt giaõn nôû hay keùt boác hôi).

  1. Heä thoáng nöôùc ngoaøi taøu.

Tröôùc khi khôûi ñoäng ñoäng cô ta môû van (2). Khi ñoäng cô laøm vieäc , bôm

  • seõ huùt nöôùc ngoaøi taøu qua baàu loïc (3) tôùi baàu laøm maùt nöôùc(5) ñeå laøm maùt cho nöôùc ngoït sau ñoù tôùi baàu laøm maùt daàu (6) ñeå laøm maùt cho daàu boâi trôn roài ñoå ra maïn taøu theo ñöôøng oáng (22) .

Bôm (21) duøng ñeå huùt nöôùc löôøn taøu vaø cuõng laø bôm döï phoøng khi bôm

  • hoûng.Nhieät keá (11) vaø (14) duøng ñeå ño nhieät ñoï nöôùc tröôùc vaø sau khi laøm maùt ñoäng cô.Nhieät keá nöôùc vaøo ñöôïc gaén ôû vò trí tröôùc khi nöôùc vaøo laøm maùt xylanh vaø nhieät keá nöôùc ra ñöôïc gaén ôû naép xylanh.AÙp keá (10) duøng ñeå ño aùp löïc nöôùc treân ñöôøng oáng chính.

Van (2) ñöôïc môû khi taøu coù chôû haøng hoaëc khi coù nguoàn nöôùc caïn,nöôùc dô baån,laãn nhieàu raùc.Van (2’) ñöôïc môû khi taøu khoâng chôû haøng hoaëc ôû luoàng nöôùc saâu.

*Öu nhöôïc ñieåm cuûa heä thoáng laøm maùt giaùn tieáp: *Öu ñieåm :

-Coù theå khoáng cheá ñöôïc chaát löôïng nöôùc laøm maùt neân chaát löôïng nöôùc vaøo laøm maùt ñaåm baûo saïch,khaû naêng taûi nhieät toát,caùc chi tieát haïn cheá ñöôïc söï aên moøn .

-Heä thoáng naøy ít xaûy ra söï coá,ít

-Nhôø khoáng cheá ñöôïc nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø nöôùc ra neân traùnh ñöôïc hieän töôïng öùng suaát nhieät,giaûm toån thaát nhieät cho nöôùc laøm maùt.Thôøi gian söû duïng nöôùc laâu.

* Nhöôïc ñieåm:

Do söû duïng nöôùc ngoït neân phaûi coù keùt döï tröõ.Söû duïng nhieàu bôm,nhieàu ñöôøng oáng neân heä thoáng coàng keành,phöùc taïp;giaù thaønh ñaét , ñoäng cô toån hao coâng suaát vì phaûi lai hai bôm.

* Phaïm vi öùng duïng:

Heä thoáng laøm maùt tröïc tieáp ñöôïc duøng cho caùc ñoäng cô thuyû coù coâng suaát vöøa vaø lôùn.

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  15

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

  1. HỆ THỐNG BÔI TRƠN
  1. Mục đích và yêu cầu của hệ thống bôi trơn

– Mục đích:

Giảm ma sát, chống mài mòn

Tản nhiệt ở các bề mặt ma sát

Bảo quản các bề mặt chi tiết không bị gỉ, khi đồng cơ ngừng hoạt động Rửa xạch các bề mặt ma sát

Điền đáy các khe hở giứa piston, vòng găng, xilanh, khe hở giữa trục và ổ trục – Yêu cầu:

Dầu cần có một độ nhớt thích hợp

Độ nhớt của dầu gần như không thay đổi theo nhiệt độ Dầu không được lẫn tạp chất và các chất ăn mòn kim loại

Hệ thống bôi trơn phải hoạt động chắc chắn, tin cậy, đản bảo đư dầu bôi trơn đến vị chí bôi trơn.

Tốc độ bôi trơn của dầu trong hệ thống phải thích hợp, nếu quá lớn sẽ khấy động dầu, dầu sẽ bị oxi hóa, dễ bị biến chất. Nếu quá nhỏ sẽ không đủ để bôi trơn, làm tăng sự mài mòn.

  1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống:

. Heä thoáng boâi trôn Caùcte öôùt:

Ñaëc ñieåm cuûa heä thoáng naøy laø daàu chöùa trong caùcte ñoäng cô khoâng coù keùt daàu rieâng ñeå taäp trung daàu töø caùcte ñeán. Chæ coù moät bôm huùt daàu töø caùcte ra, bôm ñeán caùc vò trí boâi trôn, sau khi boâi trôn daàu töï ñoäng rôi xuoáng caùcte, moät phaàn do ñaàu to thanh truyeàn ñaäp vaøo daàu toeù leân boâi trôn cho piston, sô mi xylanh. Hình 1.3 moâ taû caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng boâi trôn caùcte öôùt:

  • Nguyeân lyù hoaït ñoäng : Bôm daàu 3 ñöôïc daãn ñoäng töø truïc khuyûu. Daàu trong caùcte 1 ñöôïc huùt vaøo bôm qua löôùi loïc thoâ 2. löôùi loïc ñeå loïc sô boä nhöõng taïp chaát coù kích thöôùc lôùn. Ngoaøi ra, phao coù khôùp tuyø ñoäng neân luoân

noåi treân maët thoaùng ñeå huùt ñöôïc daàu, keå caû khi ñoäng cô bò nghieâng. Sau bôm

 

daàu coù aùp suaát cao (coù theå ñeán 10 KG/cm2) ñi vaøo baàu loïc 4, taïi ñaây daàu ñöôïc loïc saïch vaø ñi ra khoûi baàu loïc, daàu ñöôïc ñöa leân bình laøm maùt 5. Taïi ñaây daàu ñöôïc laøm maùt roài ñi theo ñöôøng daàu chính ñi boâi trôn caùc boä phaän caàn boâi trôn sau ñoù trôû veà caùcte.

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  16

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                             GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

Hệ thống bôi trơn tuần hoàn cacte ướt 1-cacte dầu; 2-lọc thô; 3-bơm dầu bôi trơn; 4-lọc tinh; 5-bình làm mát dầu; 6-mạch dầu chính; 7-áp kế dầu; 8-van điều áp;

Van an toaøn 9 cuûa bôm daàu coù taùc duïng giöõ cho aùp suaát daàu khoâng ñoåi trong phaïm vi toác ñoä voøng quay laøm vieäc cuûa ñoäng cô.Khi nhieät ñoä daàu leân cao quaù (khoaûng 800 C), do ñoä nhôùt giaûm,van khoáng cheá löu löôïng seõ ñoùng hoaøn toaøn ñeå daàu qua keùt laøm maùt roài trôû veà caùcte.Khi ñoäng cô laøm vieäc, daàu bò hao huït do bay hôi vaø caùc nguyeân nhaân khaùc neân phaûi thöôøng xuyeân kieåm tra löôïng daàu trong caùcte baèng thöôùc thaêm daàu. Khi möùc daàu ôû vaïch döôùi phaûi boå sung theâm daàu.

Öu nhöôïc -ñieåm :Öu ñieåm cuûa heä thoáng naøy laø goïn, chieám ít choã, thieát bò ít, nhöng toaøn boä daàu boâi trôn chöùa trong caùcte ñoäng cô neân caùcte phaûi saâu ñeå coù dung tích lôùn do ñoù laøm taêng chieàu cao ñoäng cô. Ngoaøi ra, daàu trong caùcte luoân luoân tieáp xuùc vôùi khí chaùy coù nhieät ñoä cao töø buoàng chaùy loït xuoáng mang theo hôi nhieân lieäu vaø caùc axít laøm giaûm tuoåi thoï cuûa daàu.

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                  LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG  17

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

  1. HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG
  1. Các bộ phận của hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động của động cơ bao gồm ắc quy, máy phát, máy khởi động, công tắc solenoid, công tắc khởi động và dây dẫn.

  1. Nguyên lý hoạt động

Trục khuỷu phải quay để khởi động động cơ. Máy khởi động dùng dòng điện một chiều từ ắc quy biến đổi thành chuyển động quay được truyền từ phần ứng và bánh răng khởi động đến vành răng bánh đà làm trục khửu quay

Hình 1.6 Mạch điện chung của hệ thống khởi động c. Ưu nhược điểm của hệ thống khởi động điện

Nhược điểm: cồng cềnh, hệ số tin cậy chưa cao, kho khởi động trong môi trường bất lợi.

Ưu điểm: phổ biến, dễ sửa chữa, thay mới

10.CÁC THÔNG SỐ VỀ CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐỘNG CƠ

a.Tỷ số động học λđh

1 4 , 7
 

Ta chọn :                  đh

b.Tỷ số S/D.

Ta chọn: S/D =2

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         18

  Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
  http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG   GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN
11. BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ ĐƯỢC CHỌN
           
S Tên thông số Thứ Trị   Ghi chú
T   hiệu nguyên số
T          
1. Áp suất khí quyển P0 MPa 0,1  
2. Nhiệt độ môi trường T0 0K 293  
3. Độ ẩm tương đối không khí φo % 70  
  1. Nhiên liệu dầu nặng
5. Thành phần hóa học của nhiên C % 78  
  liệu H % 12,5  
    O % 0,5  
    S % 0,1 Động cơ
6. Nhiệt trị của nhiên liệu Q KJ/kg 41870 tăng áp
7. Áp suất không khí nạp Pk MPa 0,25  
  1. Loại máy nén khí
  1. Số máy nén
10 Độ sụt nhiệt độ do làm mát ∆Tk ºK 65 Động cơ
. không khí       tăng áp
11 Độ  sụt áp  suất do  làm mát Pk MPa 0.002 và động
  không khí       cơ 2 kỳ
      1,6  
12 Chỉ số đa biến của máy nén khí m    
. Các góc nghiêng cửa khí α độ 10  
13 Chiều cao tương đối của cửa β độ 80  
       
. quét hq      
14 Chiều cao tương đối của cửa        
. thải hx      
15 Chiều rộng tương đối của cửa        
. quét bq      
16 Chiều rộng tương đối của cửa        
. thải bx      
17 Pha phân phối khí     50  
  – Góc mở sớm cửa nạp α 1 độ  
  – Góc đóng muộn của cửa nạp α2 độ 55  
  – Góc mở sớm của cửa thải α 3 độ 10  
  – Góc đóng muộn của cửa thải α4 độ 50  
18 Hệ số nạp thêm 1   1,05  

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         19

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG   GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN
             
19 Hệ số quét buồng cháy 2   0,2    
20 Hệ số hiểu chỉnh tỉ nhiệt t   1,1    
21 Các hệ số lưu lượng     0,6    
. – Thời kỳ thải tự do µttd      
. – Thời kỳ thải cưỡng bức µtcb   0,9    
. – Thời kỳ quét µq   0,72    
22 Độ sụt áp tương đối a   0,7    
23 Áp suất khí trong ống xả Px MPa 0,225    
24 Hệ số dư không khí quét φo   1,5    
    φk   1,5    
25 Chỉ số đa biến thời kỳ thải tự do m độ 1,667    
26 Góc chậm quét T r 8    
27 Nhiệt độ khí sót   500    
28 Tỉ số nén thực tế ε   14    
29 Hệ số dung nhiệt tại Z ξz   0,8    
30 Hệ số dung nhiệt tại b ξb   0,85    
31 Hệ số dư không khí α   1,3    
32 Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb MPa 0,9    
33 Độ sấy nóng không khí nạp ∆T1 ºK 7    
34 Lượng nhiệt độ chất làm mát q w % 20    
  lấy đi          
35 Hiệu suất cơ giới ηm   0,88    
36 Tỉ số động học 1/λdh   4,7    
. Góc nón của chùm tia nhiên liệu β   20    
41      
42 Góc phun nhiên liệu φnl   30    
43 Góc phun sớm φsf        
44 Cường độ xoáy lốc ω        
.            

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         20

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

Chương III.

CHIỆT ĐỘNG HỌC CHU TRÌNH LÀM VIỆT CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL

1.MỘT SỐ NÉT ĐẠI CƯƠNG VÈ QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC LÀM VIỆC THỰC TẾ CỦA DỘNG CƠ DIESEL.

Thực tế chu trình làm việc của động cơ diển ra rất phứa tạp.Chu trình thực của động cơ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như :Nhiệt độ,áp suát đầu quá trình nén,nhiệt độ khí sót,kết cấu vòi phun và chất lượng phun,hiện tượng lọt khí….Quá trình cháy và giãn nở không là đẳng áp,đẳng nhiệt.

2.NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHU TRÌNH LÀM VIỆC THỰC

CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL

Để đơn giản cho việc tính toán ta xem:

-Quá trình nạp của động cơ hai kỳ áp suất nạp của cả quá trình là không thay đổi và bằng áp suất trung bình của hành trình nạp.

-Quá trình nén cũng xem là đa biến với chỉ số nén không thay đổi và có giá trị n1 -Quá trình cấp nhiệt (quá trình cháy)trong động cơ là quá trình phức tạp nhất trong chu trình làm việc của động cơ,sợ thay đổi áp suất và nhiệt độ trong xi lanh ở quá trình này diển ra vô cùng phức tạp.Để đơn giản hóa quá trình tính toán ta phân quá trình cháy ra hai giai đoạn :Cháy đẳng tích và cháy đẳng áp.Các thông số đặc trưng cho quá trình.

+Áp suất cháy lớn nhất Pz

+Nhiệt độ cháy lớn nhất Tz

+Hệ số giản nở ban đầu…

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         21

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

3.CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CỤ THỂ

a.Tính toán Ta, Vs và kiểm tra Nei của động cơ :

Đối với động cơ hai kỳ

Tk

Ta= 1      r .(   t .( Pb )1 / m    1)

Pa

T T k TT 2
k     1
T1 -độ tăng nhiệt độ của không khí nạp do tiếp xúc với xi lanh thường nằm
           

trong khoản (5-10) ta chọn :

T1          70 K

ΔT2- độ tăng nhiệt đôi của không khí nạp do biến đổi nhiệt năng thành động năng được xác định bằng công thức.

                P       1                                        
        (   ) k 1                                
              a                                  
        Ptb   )                            
ΔT2=Tk.(                                                    
        mn                                  
                                                         
T = T , T k                                                    
k k                                                                    
                          T0 .(   P ,     n 1         0.25   1.41 1   382.50 K
                            ) n      
                                       
        Tk,           k 293(     ) 1.41  
              P0 0.1
                                                                   
Tk       Độ sụt nhiệt độ của không khí khi đi qua bình làm mát không khí ta chọn
Tk 30 0 K                                                    
Tk= Tk,   Tk     382.5  30   352.50 K      
          ( Pa     ) 1   1     0.25   1,41 1
              k                  
                  ( ) 1,41   1
                 
ΔT2=Tk.(   Ptb                       )   352.5   0.225             )  12 0 K
          mn           0.9      
                                                 
T   T k TT 2   352.5  7  12  371.50 K
k                   1                                            

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         22

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

0r

1   r

      h   0     0,125   0,005    
              4 32
0 1 4 32 1   1,05
     
               
      .Llt 1,3.0,48    

0r1,05  0,08   1,124

            1   r                 1  0,08                      
                                  T                   370.5   3910 K
Ta=                                 k                            
                    t         Pb                         1,1     0,55  
1   .( .(     )1 / m    1) 1  0,08.(   .( )1/1.5    1)
      r      
                       
                                      Pa                 1,124   0,25    
Vs           30.Ne.K .10 3 30.6960 .2.10 3                
                                                            =0.15 (m3 )
            Pe.n.i               2,1.8.167  
                                                           
Khối lượng không khí nạp                      
          P .V s     2,5.105.0.15     0.335(Kg )                
m =   a                                                      
R.Ta         8314 .391                    
                                                       
                                    29                                        
Lượng gct của động cơ                              
gct         m. v       0.335.0,9 0,017 (Kg )                
      M lt .                      
                          13,9.1,3                              
N ei     g ct .Q nl . e . n 0,017.41870 .0.44 167 871(KW )
       
                        60                   60          

Công suất trên một xi lanh tính toán Nei =871(KW)

Công suất trên một xi lanh động cơ cần thiết kế Nei=6960/8=870(KW) Ta thấy Nei của tính toán~Nei của động cơ cần thiết kế

Nên ta chọn các thông số Ta,Pa,….ở trên để tính các chu trình nhiệt tiếp theo

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         23

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

b.Tính toán quá trình nén.

-Thể tích của không khí ở đầu quá trình nén

Va   .Vs     14.0.15 0,16(m3 )
1    
          14  1
-Thể tích buồng cháy
Vc   Vs     0,15 0,012(m3 )
1  
    14  1
                     

-Áp suất trong xi lanh ở cuối quá trình nén danh nghĩa

Pc      Pa . n1

-Nhiệt độ của môi chất công tác trong xi lanh ở cuối quá trình nén

Tc      Ta . n1  1

-Chỉ số đa biến trung bình n1 được tính theo công thức.

Tc      Ta . n1  1

n1     1,259       76,6     0,0372

Tc

Giải hệ phương trình trên bằng cách chọn n1(o) tùy ý (thông thường n1(o)=1,3) sau đó thay vào phương trình ta tìm được Tc(o).Thay Tc(o) vào phương trình (2) ta tìm được n1(1).Tiếp tục thay n1(1) vào phương trình (1) tìm được n1(2) và cứ tiếp tục như vậy cho đền khi |n1(i+1)-n1(i)|<0,001

n1(i) Tc(i)=Taε(n1 -1)  (oK) n1(i+1)
n1(0)=1.3 Tc(0)=863   n1(1)=1.319
       
n1(1) Tc(i)=907.4   n1(2)=1.3147
n1(2) Tc(i)=895.5   n1(3)=1.315

Ta có | n1(3) – n1(2)| < 0,001

Qua tính toán như trên ta tìm được:  n1=1,315

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         24

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

Thế n1 vào các phương trình trên ta được:Pc=Paεn1=2,5.141.315=80.4 (at)

TT . n1  1 391.141,315 1    8980 K  -Công của quá trình nén
c a                  
L P .V c P .V a   80,4.105.0,012  2,5.10 5.0,16 1,8.10 5 ( j)
c   a    
             
ac n1 1     1,315  1      
           

Các bước cơ bản để tính Pα và Tα trên đường cong nén được trình bày trong bảng sau:

α0 σ(α) Ψ(α)=1+((ε-1)/2)*σ(α) V(α)=(Va/ε)*Ψ(α) ε(α)=ε/Ψ(α) P=Pa*εα^n1 T=Ta*εα^(n1-1)
1 2 3 4 5 6 7
180 2 14 0.16 1 0.25 391
175 1.9971 13.98115 0.159784571 1.0013482 0.250443329 391.1659798
170 1.9884 13.9246 0.159138286 1.0054149 0.251781657 391.6656902
165 1.9739 13.83035 0.158061143 1.0122665 0.254040381 392.5044996
160 1.9537 13.69905 0.156560571 1.0219687 0.257247068 393.6856607
155 1.9277 13.53005 0.154629143 1.0347338 0.261480714 395.228066
150 1.8959 13.32335 0.152266857 1.0507868 0.266828188 397.14935
145 1.8585 13.08025 0.149488571 1.0703159 0.273368379 399.459758
140 1.8156 12.8014 0.146301714 1.0936304 0.28122557 402.1804782
135 1.7671 12.48615 0.142698857 1.1212423 0.290599481 405.3517908
130 1.7133 12.13645 0.138702286 1.1535498 0.30166007 408.9952011
125 1.6543 11.75295 0.134319429 1.1911903 0.314669911 413.1529126
120 1.5904 11.3376 0.129572571 1.2348292 0.32991578 417.8620519
115 1.5217 10.89105 0.124469143 1.2854592 0.347817678 423.1848551
110 1.4486 10.4159 0.119038857 1.3440989 0.368830716 429.1732017
105 1.3716 9.9154 0.113318857 1.4119451 0.393505142 435.88243
100 1.2909 9.39085 0.107324 1.4908129 0.422660271 443.4095515
95 1.2072 8.8468 0.101106286 1.5824931 0.457166617 451.8241422
90 1.1209 8.28585 0.094695429 1.6896275 0.498293397 461.2441941
85 1.0328 7.7132 0.088150857 1.8150703 0.547500962 471.7676878
80 0.9436 7.1334 0.081524571 1.9625985 0.606755017 483.5247029
75 0.8639 6.61535 0.075604 2.1162901 0.669994764 495.1456275
70 0.7646 5.9699 0.068227429 2.3450979 0.766834593 511.419715
65 0.6765 5.39725 0.061682857 2.5939136 0.875571249 527.9256218
60 0.5954 4.8701 0.055658286 2.8746843 1.002273078 545.296433
55 0.5072 4.2968 0.049106286 3.2582387 1.181714372 567.2393749
50 0.4277 3.78005 0.043200571 3.7036547 1.398585768 590.6026104
45 0.3529 3.29385 0.037644 4.2503453 1.676169197 616.7801469
40 0.2835 2.84275 0.032488571 4.9248087 2.034379762 646.0697515
35 0.2202 2.4313 0.027786286 5.7582363 2.498737774 678.6845228
30 0.1639 2.06535 0.023604 6.7785121 3.09657579 714.4701451
25 0.115 1.7475 0.019971429 8.0114449 3.857622962 753.08791
20 0.0743 1.48295 0.016948 9.440642 4.787039567 793.0530478
15 0.0421 1.27365 0.014556 10.992031 5.847328516 831.9865532
10 0.0188 1.1222 0.012825143 12.475495 6.906467587 865.8346369
5 0.0047 1.03055 0.011777714 13.584979 7.725250159 889.386089
0 0 1 0.011428571 14 8.037081561 897.8568258

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         25

 
mC ,, v

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

 

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

 

c.Tính toán quá trình cháy:

 

-Áp suất cháy cực đại Pz

 

Pz         .Pc   1,4.80,4   112,56(bar )   11.256(MPa )

 

-Nhiệt độ cháy cực đại Tz được xác định theo công thức.

 

  z .Qn1 (   v 8,314. ).T   .       .T  
  mC   mC p   z
   
        c c    
(1   r ).Llt           z  

 

  • –Hệ số dư lượng không khí Qnl –nhiệt trị thấp của nhiên liệu

 

βz –hệ số biến đổi phân tử tại Zđược tính theo công thức

 

z1   b (  0    1) z (1   r )

 

βo – hệ số biến đổi phân tử lý thuyết đã được tính ở trên với ξt, ξb là hệ số tận dụng nhiệt tại z và b đã chọn trước

 

mC v      -tỉ nhiệt mol trung bình đẳng tích của hổn hợp nhiên liệu không khí tai c

c

Được xác định theo công thức:

 

             
    r .mC v,, .(1   r )   r  .mC v,  
mC v   c   c  
    .(1   r )  
c      

 

mC , v c   -tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình tại không khí khô được xác định theo

công thức

 

mC v,     19,26    0,0025Tc   19,26    0,0025 .898   21.505

c

 

-tỉ nhiệt mol trung bình đẳng tích của sản phẩm cháy với α =1,của chu

c

 

trình trước còn sót lại trong xi lanh được xác định theo công thức

 

mC ,, v c  20,47    0,0036Tc    20,47    0,0036.898    23.7

 

 

Thế vào ta tính được

 

 

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         26

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com    For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG       GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN
      r .   .(1   r )   r  .          
      mC v,, mC v,       0,08.23,7   1,3(1  0,08)  0,08 .21,505
mC v   c c  
      1,3.(1  0,08)
  c     .(1   r )      

21,63

z1   b (  0    1)  1  0,85(1,05  1)  1,049 0,8(1  0,08)(1)

      z r        
      (1,064.r ).   .(1   r )  (r ) .          
    mC v,, mC , v z  
mC v  
    z        
    (1   r )  0,064.        
  z              
    hệ số tỏa nhiệt của hổn hợp cháy tại điểm z có thể tính theo công thức  

z                          0,8       0,941

b       0,85

Llt –số mol khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hết 1Kg nhiên liệu được tính .

Llt   M lt   13,9 0,481
  28,92
    k  
mC v, 19,26  0,0025Tz    19,26  0,0025 .Tz
  z    
     
  mC ,, v z   20,47  0,0036Tz    20,47  0,0036Tz
  • – hệ số tăng áp suất chọn λ=1,4

Pz    1,4

Pc

Thế các thông số vào ta được

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         27

        Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software  
        http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.  
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN  
    (1,064.r ).   .(1   r )  (r ) .        
    mC v,, mC , v z
mC v  
  z        
  (1   r )  0,064.        
z            

(1,064.0,941  0,08).(20,47  0,0036Tz )   1,3.(1  0,08)  (0,941  0,08) .(19,26  0,0025Tz 1,3(1  0,08)  0,064.0,941

1,081(20,47  0,0036T )z    0,383.(19,26  0,0025Tz )

1,464

29.5 4,849.10 3.Tz 1,464

Thế các thông số trên vào phương trình cháy ta được .

    z .Qn1 (   v 8,314.  ).T       .       .T      
  mC   z mC p   z  
       
(1       c c                
r ).Llt               z        
      0,8.41870                       (29,5 4,849.10 3Tz ).Tz
            (21,63  8,314.1,4).898 1,049.    
            1,464
  1,3.(1  0,08).0,481                        

110917 ,88   29,5.Tz     4,849.10 3 Tz2

4,849.10 3.Tz2 29,5.Tz 110917 ,88 0 Tz 2626 .230 K

Tỉ nhiệt mol trung bình đẳng áp của hổn hợp cháy tại điểm z:

      8,314 29,5  4,849.10 3.Tz 28,85  
mC p mC v
 
z   z 1,464    

-Hệ số giản nở sớm ρ được xác định theo công thức.

z .Tz1,049.2626,23.  1.6

.Tc1,4.898

-Tỉ số giản nở sau.

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         28

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

14 8,75 1,6

  • Thể tích Vz.

Vz          .Vc   1,6.0,012      0,0192(m3 )

Công riêng của quá trình cháy.

Lcz, .z  Pz .(Vz Vc )    112.56.105.(0,019    0,012)    0,8.105 ( j)

  1. Quá trình giản nỡ

Tb      Tz . 1 n 2

Với n2 là chỉ số giản nở đa biến trung bình (mằn trong khoảng 1,25-1,30) Ta chọn n2 =1,3

Thế n2 vào ta tính được

-Nhiệt độ cuối quá trình giản nở Tb

Tb   Tz . 1 n2       2626,23.8,751 1,3     1370 0K

Áp suất cuối quá trình giản nở .

P   P .  n2      112,5 * 8,75 1,3 6,7(bar )
b   z          
Công của quá trình giản nở    
Lzb   Pz .Vz Pb .Vb   112,56.105.0,0192  6,7.105.0,16 3.63.105 ( j)
n2    
    1 1,3  1
               

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         29

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

Các bước cơ bản để tính Pb và Tb trên đường cong giản nở được trình bày trong bảng sau:

    Ψ(α)=1+((ε- Ψ(z)=1+((ρ-     P(a)=Pzδ(α)^- T=Tz*δ(α)^(1-
α0 σ(α) 1)/2)*σ(α) 1)/2)*σ(α) V(α)=(Va/ε)*Ψ(α) δ(α)=Ψ(a)/Ψ(z) n2 n2)
1 2 3 4 5 6 7 8
360 2 14 1.6 0.16 8.75 0.671078949 1370.030836
355 1.9971 13.98115 1.59913 0.159784571 8.742972741 0.671780236 1370.361096
350 1.9884 13.9246 1.59652 0.159138286 8.721845013 0.673896514 1371.356119
345 1.9739 13.83035 1.59217 0.158061143 8.686478203 0.677465572 1373.028771
340 1.9537 13.69905 1.58611 0.156560571 8.63688521 0.682526931 1375.389213
335 1.9277 13.53005 1.57831 0.154629143 8.572492096 0.689199356 1378.48051
330 1.8959 13.32335 1.56877 0.152266857 8.492863836 0.69761157 1382.345203
325 1.8585 13.08025 1.55755 0.149488571 8.397964752 0.707877034 1387.013039
320 1.8156 12.8014 1.54468 0.146301714 8.28741228 0.720177347 1392.538063
315 1.7671 12.48615 1.53013 0.142698857 8.160189004 0.734807874 1399.016037
310 1.7133 12.13645 1.51399 0.138702286 8.016202221 0.752012087 1406.507845
305 1.6543 11.75295 1.49629 0.134319429 7.854727359 0.772171263 1415.120504
300 1.5904 11.3376 1.47712 0.129572571 7.675476603 0.795695912 1424.955009
295 1.5217 10.89105 1.45651 0.124469143 7.47749758 0.823191579 1436.170077
290 1.4486 10.4159 1.43458 0.119038857 7.26059195 0.855303887 1448.90913
285 1.3716 9.9154 1.41148 0.113318857 7.024825006 0.892807688 1463.329423
280 1.2909 9.39085 1.38727 0.107324 6.769302299 0.936864975 1479.68607
275 1.2072 8.8468 1.36216 0.101106286 6.494684912 0.988686428 1498.184612
270 1.1209 8.28585 1.33627 0.094695429 6.200730391 1.050046136 1519.147361
265 1.0328 7.7132 1.30984 0.088150857 5.888658157 1.122956252 1542.864743
260 0.9436 7.1334 1.28308 0.081524571 5.559590984 1.210119864 1569.711737
255 0.8639 6.61535 1.25917 0.075604 5.253738574 1.302492072 1596.585646
250 0.7646 5.9699 1.22938 0.068227429 4.856024988 1.442842405 1634.739228
245 0.6765 5.39725 1.20295 0.061682857 4.486678582 1.599122148 1673.999294
240 0.5954 4.8701 1.17862 0.055658286 4.132035771 1.77979831 1715.866662
235 0.5072 4.2968 1.15216 0.049106286 3.729343147 2.033583619 1769.469391
230 0.4277 3.78005 1.12831 0.043200571 3.350187448 2.337729434 1827.309137
255 0.3529 3.29385 1.10587 0.037644 2.978514654 2.723857735 1892.92251
220 0.2835 2.84275 1.08505 0.032488571 2.619925349 3.218166372 1967.188981
215 0.2202 2.4313 1.06606 0.027786286 2.280640864 3.853985818 2050.764012
210 0.1639 2.06535 1.04917 0.023604 1.968556097 4.666507313 2143.326924
205 0.115 1.7475 1.0345 0.019971429 1.689221846 5.693658148 2244.020144
200 0.0743 1.48295 1.02229 0.016948 1.450615774 6.940103862 2348.913583
195 0.0421 1.27365 1.01263 0.014556 1.257764435 8.354202171 2451.618924
190 0.0188 1.1222 1.00564 0.012825143 1.115906289 9.760409567 2541.232732
185 0.0047 1.03055 1.00141 0.011777714 1.02909897 10.84400721 2603.728009
180 0 1 1 0.011428571 1 11.256 2626.23

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         30

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

  1. ĐỒ THỊ CÔNG CỦA CHU TRÌNH
  Ta ( oK) 391
Quá trình thay đổi khí Pa (MPa) 0.25
Va (m3) 0.16
  Tc(oK)   898
Quá trình nén Pc (MPa) 8.04
3 ) 0.012
  Vc (m
  Tz(oK)   2626.23
Quá trình cháy Pz (MPa) 11.256
Vz (m3) 0.0192
  Tb(oK)   1370
Quá trình giãn nở Pb (MPa) 0.67
Vb (m3) 0.16
z z’
11  
10  
9  
c  
8  
7  
6  
5  
4  
3  
2  
1 b
  a

V(m3)

  1. CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ :

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         31

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

Ta có công của chu trình

L cht L zb L , L ac 3,63.105 0,8.105    1.8.105 2,7.105 ( j)
          cz z          
– Áp suất chỉ thị .        
P L cht   2,7.10 5 18(bar )    
               
i   Vs   0,15            
                 
                             

-Áp suất trung bình

P*        Lcht

Vs *

Vs*   Vc ( *      1)    0,012.(13   1)      0,14(m3 )

2,7

P*                                   20(bar )

Ta nhận thấy áp suất trung bình tính toán gần bằng đề yêu cầu Pe =21 (bar)

-Hiệu suất chỉ thị của chu trình.

i Lcht   2,7.10 5 0,4  
gcht .Qnl 0,017.41870 .103
       

-Suất tiêu thụ nhiên liệu .

gi   3,6.103   3,6.103 214( g k  h )  
i .Qnl 0,6.41870
           

-Hiệu suất hiệu dụng của động cơ

em . i    0,85.0,4  0,34

-Suất tiêu hao nhiên liệu hiệu dụng của động cơ.

ge        gi         214     252( g / kwh )

m       0,85

g.Các kích thước cơ bản của động cơ.

+ Thể tích làm việc của mổi xi lanh .

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         32

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com      For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG   GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN
  30.N .K .10 3 30.6960 .2.10 3
Vs e         0,15(m3 ).
Pe .n.i    
  2,1.167.8    

+ Đường kính xi lanh .

  • Vs

.A

Với A=S/D ta chọn A=2

S là hành trình pítton S=A.D

D 4.0,15 0,31(cm)
 

3,14.2

=>S=2.D=0,62 (cm)

– tốc độ trung bình của piton

Cm      S.n     0,62.167   3,45(m / s)

30                 30

Thể tích toàn bộ buồng đốt.

Va   Vc   Vs      0,012    0,15      0,162(m3 )

  1. Các chỉ tiêu vè cường độ làm việc:

-Công suất lít của động cơ.

Nep   Ne   6960 5,8(K  / dm3 )
  8.0,15.103
    i.Vs  
-Công suất của pitton    
Nep Ne     6960   115,33(K  / dm 2 )
i. .D 2   2
      8.3,14.3,1  
  • 4
  • Các tiêu chuẩn làm việc của động cơ:

Kc       PeCm     2,1.3,45   3,6(K  / dm 3 )

K                      2

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         33

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

http://www.foxitsoftware.com  For evaluation only.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG                              GVHD: QUÁCH ĐÌNH LIÊN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

  1. TS. Nguyễn Văn Nhận (2007), Bài giảng động cơ đốt trong – Hướng dẫn thực hiện đồ án môn học động cơ đốt trong, Trường đại học Nha Trang.
  2. TS. Nguyễn Tất Tiến (2000), Nguyên lý động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
  3. Lê Viết Lượng (2000), Lý thuyết động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
  4. Hồ Tấn Chẩn – Nguyễn Đức Phú – Trần Văn Tế – Nguyễn Tất Tiến (1996), Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
  1. Hồ Tấn Chẩn (1996), Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.

SVTH: LÊ TRƯỜNG PHONG                                                    LỚP 49ĐLTT-ĐH NHA TRANG         34


Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

Tải Xuống Tại Đây

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here