ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Lời nói đầu

Chương I

KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ

Chương II: CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ

1. Loại động cơ:

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

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

4. Phương án bôi trơn:

5. Chọn chiều quay của động cơ:

6 . Thứ tự nổ:

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

8 .Phương án cung cấp nhiên liệu

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

2.CHỌN LOẠI NHIÊN LIỆU:

3.CHỌN PHƯƠNG ÁN TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ.

4. PHƯƠNG ÁN THAY ĐỔI KHÍ

5.PHƯƠNG ÁN TỔ CHÚC QUÁ TRÌNH CHÁY.

6.HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU .

a.Phương án tăng áp.

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

b. Hình dáng và kích thước của của khí.

5.1.Phương án chung.

5.2.Phương pháp cung cấp nhiên liệu :

Nguyễn Huyền

July 15, 2019

4952

QUẢNG CÁO

Vài Phút Quảng Cáo Sản Phẩm

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

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: Bài tập lớn Tính toán động cơ đốt trong

Mục Lục

Lời nói đầu
Chương I
KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ
1. Loại động cơ:
2. Phương án bố trí các xi lanh một dãy:
3. Phương án làm mát hai vòng dùng nước biển làm mát cho nước ngọt:
4. Phương án bôi trơn:
5. Chọn chiều quay của động cơ:
6 . Thứ tự nổ:
7 .Phương án khởi động bằng động cơ thủy lực .
8 .Phương án cung cấp nhiên liệu
Chương II: CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ
1. CÁC THÔNG SỐ KHÍ HẬU CỦA MÔI TRƯỜNG HOẠT ĐỘNG
2.CHỌN LOẠI NHIÊN LIỆU:
3.CHỌN PHƯƠNG ÁN TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ.
a.Phương án tăng áp.
4. PHƯƠNG ÁN THAY ĐỔI KHÍ
a.Vì động cơ ta thiết kế là động cơ hai kỳ.
b. Hình dáng và kích thước của của khí.
5.PHƯƠNG ÁN TỔ CHÚC QUÁ TRÌNH CHÁY.
5.1.Phương án chung.
5.2.Phương pháp cung cấp nhiên liệu :
6.HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU .
Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

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

Quảng Cáo

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!

Dùng vào mục đích đẩy tàu
2 kỳ

Công suất 6960(KW)

Tốc độ quay n=167 vòng/phút.

P_e=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 t_z ,P_z tăng cao.Gây khó khăn cho quá trình bôi trơn ,làm mát cũng như vật liệu chế tạo.Khí NO_x hình thành nhiều (khi t_z >2000^o C ) ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính.

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

ráp.Giá thành rẽ dể chế tạo.

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.

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.

Cùng chiều quay của kim đồng hồ

Chọn theo tiêu chuẩn 1-8-2-6-4-5-3-7

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.

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	Ký	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	P_e	MP_a	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		P_c	MPa
20	Nhiệt độ khí xả		tx	^oK
21	Hiệu suất hiệu dụng		e	%
22	Hiệu suất cơ giới		_m	%
23	Công suất lít		N_v	Kw/lít
24	Công suất pittong		N_p	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…

– Nhiệt độ: T_o =293⁰ K

-Độ ẩm: φ₀= 70%

-Áp suất khí quyển: P₀= 1 (bar)

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 Q_nl=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
Trọng lượng riêng ở	g/ml	0,33-0,89
15⁰C
Nhiệt trị nhỏ nhất	kj/kg	41870
Độ nhớt 15 ⁰C (mat)	0_E	2,1
50⁰C (mat)	0_E	1,32
100⁰C(mat)	0_E	–
Nhiệt độ đông đặc	0_C	-7
(max)	0_C
Nhiệt độ bốc cháy	0_C	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

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 T_k =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:

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.

-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:			b_q=0,7.D
Tổng chiều rộng:			b_q=0,7.D
Chiều cao cửa quét:			h_q =0,1.S
+Cửa thải
Tổng chiều rộng: b_th =0,6.D
Chiều cao :		h_th=0,3.S
c.Các hệ số Lebedep.				λ₁= 1,05
– Hệ số nạp thêm ta chọn				λ₁= 1,05
– Hệ số quét buồng cháy				λ₂=0,2
-Hệ số hiệu chỉnh nhiệt				λ_t=1,1
d. Các hệ số lưu lượng và độ sụt áp tương đối (φ_x,φ_q,a).
-Thải tự do:			φ_ttd =0,6
-Cơ cấu quyét:			φ_q =0,72
-Thải cưỡng bức:			φ_tcb= 0,9
-Độ sụt áp tương đối:			a=0,7	φ₀ =1,5		φ_k=1,5.
e. Hệ số dư không khí quét.				φ₀ =1,5		φ_k=1,5.
f. Chọn các thông số khác:						1
– Chỉ số đa biến trung bình của quá trình thải tự do:						1	0,7
– Chỉ số đa biến trung bình của quá trình thải tự do:							0,7
-Pha phân phối khí.						m
-Pha phân phối khí.
	Xupap thải			Góc mở sớm	φ_ts=100⁰
				Góc đóng muộn		φ_tm=50⁰
	Cửa quét			Góc mở sớm	φ_qs=50⁰
				Góc đóng muộn		φ_qm=55⁰

-Nhiệt độ khí sót ta chọn T_r=500⁰C

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 (T_max). Khi T_max 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 NO_x 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

F_lv/v_c 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.

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 φ_f.

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 φ_f=30⁰gqtk

e-Góc sớm phun φ_sf.

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 φ_sf= φ_scc– φ_f.

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 T_y>750⁰-800⁰ K

Ta chọn T_y =780⁰K Tỷ số nén ε = 14

Áp suất cháy cực đại P_z =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 ξ_z =8, ξ_b =8,5.

5.6 Chọn tỷ số tăng áp suất λ.

⁰

5.7 Áp suất cuối quá trình giản nở Pb.

Ta chọn P_b =0,9 (Mpa).

_r .mC _v^,,

.(1 _r ) _r .mC _v^,

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

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 ÷98^oC 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

Hệ thống làm mát:

Hệ thống làm mát bằng nước biển:

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 800^o 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÷90^oC, ñoái vôùi nöôùc maën khoâng quaù 55^oC. 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 T_ra < 55 C

⁰

+Nhiệt độ cao T_ra<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 (q_w tính theo %)

Ta chọn :	^q	^Q		20%
		Q_h	G_h

-Hiệu suất cơ giới η_m :

Chọn η_m=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

Sơ đồ–nguyên lý hoạt động hệ thống lam̀ mat́ bằng nước biển:

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).

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

HỆ THỐNG BÔI TRƠN

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.

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

HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

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.

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 λ_đh

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	Ký	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

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	P_k	MPa	0,25

Loại máy nén khí

Số máy nén

10	Độ sụt nhiệt độ do làm mát	∆T_k	ºK	65	Động cơ
.	không khí				tăng áp
11	Độ sụt áp suất do làm mát	P_k	MPa	0.002	và động
	không khí				cơ 2 kỳ
	không khí			1,6
12	Chỉ số đa biến của máy nén khí	m		1,6
.	Các góc nghiêng cửa khí	α	độ	10
13	Chiều cao tương đối của cửa	β	độ	80
13	Chiều cao tương đối của cửa
.	quét	h_q
14	Chiều cao tương đối của cửa
.	thải	h_x
15	Chiều rộng tương đối của cửa
.	quét	b_q
16	Chiều rộng tương đối của cửa
.	thải	b_x
17	Pha phân phối khí			50
	– Góc mở sớm cửa nạp	α ₁	độ	50
	– 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		0,6
.	– 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	độ	8
27	Nhiệt độ khí sót	T _r		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	η_m		0,88
36	Tỉ số động học	1/λ_dh		4,7
.	Góc nón của chùm tia nhiên liệu	β		20
41	Góc nón của chùm tia nhiên liệu	β		20
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 P_z

+Nhiệt độ cháy lớn nhất T_z

+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 T_a, V_s và kiểm tra N_ei của động cơ :

Đối với động cơ hai kỳ

T_k

^T^a⁼ ₁ _r_.( t _.( ^Pb ₎1 / m ₁₎

T	T		k	TT	2
k			k	1	2
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.

k 1

(

) ^k

^Ptb

)

ΔT2=T_k.(

T = T ^,

T₀ .(

n 1

0.25

1.41 1

382.5⁰ K

) ⁿ

T_k^,

293(

₎ 1.41

P₀

0.1

T_k

Độ sụt nhiệt độ của không khí khi đi qua bình làm mát không khí ta chọn

T_k

30 ⁰ K

Tk= T_k^,

T_k

382.5 30 352.5⁰ K

(

^Pa

)

k 1

0.25

1,41 1

(

₎ 1,41

ΔT2=Tk.(

^Ptb

) 352.5

0.225

) 12 ⁰ K

0.9

T T

352.5 7 12 371.5⁰ K

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

1 _r

			h	0		0,125	0,005
						4	32
₀	1	4		32	1			1,05


			.L_lt			1,3.0,48

0r^{1,05 0,08}_1,124

1 _r

1 0,08

370.5

391⁰ K

T_a=

1,1

0,55

)^{1 /} ^m 1)

1 0,08.(

₎1/1.5 ₁₎

1,124

0,25

V_s

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

2,5.10⁵.0.15

0.335(Kg )

m =

R.T_a

8314

.391

Lượng g_ct của động cơ

^gct

m. _v

0.335.0,9

0,017 (Kg )

M _lt .

13,9.1,3

0,017.41870 .0.44

167

871(KW )

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

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

Nên ta chọn các thông số T_a,P_a,….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		.V_s			14.0.15		0,16(m³ )
		1
					14 1
-Thể tích buồng cháy
V_c	V_s			0,15		0,012(m³ )
	1
			14 1

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

P_c P_a . ⁿ¹

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

T_c T_a . ⁿ¹ ¹

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

T_c T_a . ⁿ¹ ¹

n₁ 1,259 ^76,6 ^0,0372

T_c

Giải hệ phương trình trên bằng cách chọn n_1(o) tùy ý (thông thường n_1(o)=1,3) sau đó thay vào phương trình ta tìm được T_c(o).Thay Tc(o) vào phương trình (2) ta tìm được n_1(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)	T_c(i)=T_aε⁽ⁿ₁	-1) ₍o_K)	ⁿ1(i+1)
n₁₍₀₎=1.3	T_c(0)=863		n₁₍₁₎=1.319

ⁿ1(1)	T_c(i)=907.4		n₁₍₂₎=1.3147
ⁿ1(2)	T_c(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

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:P_c=P_aεⁿ₁=2,5.14^1.315=80.4 (at)

_TT_. ⁿ1 ¹				391.14^{1,315 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	c		a	a

ac	n₁			1		1,315 1
	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

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 P_z

P_z .P_c 1,4.80,4 112,56(bar ) 11.256(MPa )

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

_z .Q_n₁

(

8,314. ).T

(1 _r ).L_lt

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

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

_z₁b ⁽ 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

Được xác định theo công thức:

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

công thức

mC _v^, 19,26 0,0025T_c 19,26 0,0025 .898 21.505

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

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

mC ^,, v _c 20,47 0,0036T_c 20,47 0,0036.898 23.7

Thế vào ta tính được

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

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

_z₁b ⁽ 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					mC _v^,,		mC ^, v	z
					z
					(1 _r ) 0,064.
	z				(1 _r ) 0,064.
		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 0,0025T_z 19,26 0,0025 .T_z
	z

	mC ^,, v _z		20,47 0,0036T_z 20,47 0,0036T_z

– hệ số tăng áp suất chọn λ=1,4

^P^z 1,4

P_c

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		mC _v^,,		mC ^, ^v _z
		z
		(1 _r ) 0,064.
z		(1 _r ) 0,064.

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

1,081(20,47 0,0036T )_z 0,383.(19,26 0,0025T_z )

1,464

29.5 4,849.10 ³.T_z 1,464

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

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

110917 ,88 29,5.T_z 4,849.10 ³ T_z²

4,849.10 ³.T_z² 29,5.T_z 110917 ,88 0 T_z 2626 .23⁰ K

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

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

z ^.^Tz^{1,049.2626,23.}_1.6

.T_c1,4.898

-Tỉ số giản nở sau.

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

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 V_z.

V_z .V_c 1,6.0,012 0,0192(m³ )

Công riêng của quá trình cháy.

L_cz_, _._z P_z .(V_z V_c ) 112.56.10⁵.(0,019 0,012) 0,8.10⁵ ( j)

Quá trình giản nỡ

T_b T_z . 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 T_b

T_b T_z . ¹ ⁿ2 2626,23.8,75^{1 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	P_z .V_z	P_b .V_b	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

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

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

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

ĐỒ THỊ CÔNG CỦA CHU TRÌNH

	Ta ( ^oK)		391
Quá trình thay đổi khí	Pa (MPa)		0.25
	V_a (m³)		0.16
	T_c(^oK)		898
Quá trình nén	P_c (MPa)		8.04
	3	)	0.012
	V_c (m
	T_z(^oK)		2626.23
Quá trình cháy	P_z (MPa)		11.256
	V_z (m³)		0.0192
	T_b(^oK)		1370
Quá trình giãn nở	P_b (MPa)		0.67
	V_b (m³)		0.16

z	z’
11
10
9
c
8
7
6
5
4
3
2
1	b
	a

V(m3)

CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ :

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

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

cht

L _,

3,63.10⁵

0,8.10⁵ 1.8.10⁵

2,7.10⁵ ( j)

– Áp suất chỉ thị .

cht

2,7.10

18(bar )

V_s

0,15

-Áp suất trung bình

_P* ^Lcht

V_s ^*

V_s^* V_c ( ^* 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 .

g_i	3,6.10³	3,6.10³	214( ^g	k h	)
	_i .Q_nl	0,6.41870

-Hiệu suất hiệu dụng của động cơ

_e_m. _i 0,85.0,4 0,34

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

g_e ^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

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

+ Đường kính xi lanh .

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

C_m ^S^.ⁿ ^0,62.167 3,45(m / s)

30 30

Thể tích toàn bộ buồng đốt.

V_a V_c V_s 0,012 0,15 0,162(m³ )

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.V_s

Các tiêu chuẩn làm việc của động cơ:

_K_c ^Pe^Cm ^2,1.3,45 _3,6(_K _/ _dm 3 ₎

K 2

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

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

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO

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.
TS. Nguyễn Tất Tiến (2000), Nguyên lý động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
Lê Viết Lượng (2000), Lý thuyết động cơ đốt trong, NXB Giáo dục.
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.