đề tài TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ TĂNG ÁP SUV

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
----------

BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

TÊN NHĨM: NHĨM 4

TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ TĂNG ÁP SUV
Giáo viên hướng dẫn: PGS. Lý Vĩnh Đạt
Sinh viên thực hiện:
Trần Lê Xuân Khương

MSSV: 20145542

Huỳnh Tấn Long

MSSV: 20145095

Hồng Văn Tâm

MSSV: 20145601

TP. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2022


BẢNG ĐÁNH GIÁ THÀNH VIÊN
Họ và tên

MSSV

Mức độ hoàn thành

Đánh giá

20145542

100%

Tốt

Huỳnh Tấn Long

20145095

100%

Tốt

Hoàng Văn Tâm

20145601

100%

Tốt

Trần Lê Xuân Khương

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................

2


MỤC LỤC
I. CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ........................................................................................... 1
II. CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT......................................................................................................... 1
1. Áp suất khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển P0......................................................................1
2. Nhiệt độ khơng khí nạp mới T0...........................................................................................................2
3. Áp suất khí nạp trước xupap nạp Pk...................................................................................................2
4. Nhiệt độ khơng khí nạp trước xupap nạp Tk......................................................................................2
5. Áp suất cuối quá trình nạp Pa..............................................................................................................2
6. Áp suất khí xót Pr.................................................................................................................................2
7. Nhiệt độ khí xót Tr...............................................................................................................................2
8. Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới ∆T ............................................................................................... 3
9. Hệ số nạp thêm λ 1.....................................................................................................................3
10. Hệ số quét buồng cháy λ 2........................................................................................................ 3
11. Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt λ t........................................................................................................ 3
12. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ z.............................................................................................4
13. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ b............................................................................................4

14. Hệ số dư lượng khơng khí α............................................................................................................. 4
15. Hệ số điền đầy đồ thị công φd...................................................................................................4
16. Chỉ số nén đa biến m......................................................................................................................... 4
17. Tỷ số tăng áp..................................................................................................................................... 4
III. TÍNH TỐN NHIỆT.................................................................................................................................. 4
1. Q trình nạp...................................................................................................................................... 5
a. Hệ số nạp (ηV )...................................................................................................................... 5
b. Hệ số khí sót (γr)............................................................................................................................. 5
c. Nhiệt độ cuối quá trình nạp (Ta)...................................................................................................... 5
2. Q trình nén...................................................................................................................................... 5
a. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới:...................................................................... 5
b. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:.................................................................. 5
c. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong quá trình nén:...................................... 6
d. Tỷ số nén đa biến trung bình (n1).................................................................................................... 6
Tính gần đúng theo phương trình cân bằng nhiệt của quà trình nén với giả thiết cho vế trái của
phương trình bằng 0 và thay k1=n1.....................................................................................................6
e. Áp suất quá trình nén �C................................................................................................................6


f. Nhiệt độ cuối q trình nén TC........................................................................................................6
3 .Tính tốn q trình cháy..................................................................................................................... 6
a. Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu MO......................................................6
b. Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh M1..............................................................................7
c. Lượng sản vật cháy M2....................................................................................................................7
d. Hệ số thay đổi phân tử khí lý thuyết βO.........................................................................................7
e. Hệ số thay đổi phân tử khí thực tế β.............................................................................................. 7
f. Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z (βZ)................................................................................ 7
g. Tổn thất nhiệt lượng do cháy khơng hồn tồn ∆QH .............................................................. 7
h. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của mơi chất tại điểm Z............................................................ 7
j. Nhiệt độ cuối quá trình cháy �z.......................................................................................................8

k. Áp suất cuối q trình cháy Pz................................................................................................8
4. Tính tốn q trình giãn nở................................................................................................................ 8
a. Tỉ số giãn nở đầu............................................................................................................................. 8
b. Tỉ số giãn nở sau............................................................................................................................. 8
c. Xác định chỉ số giãn nở đa biến trung bình (n2).............................................................................. 8
d. Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb..........................................................................................8
e. Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb........................................................................................... 9
f. Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót Tr.............................................................................................. 9
IV. Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình................................................................................... 9
1. Áp suất chỉ thị trung bình tinh toán ( pi ' )..................................................................................9
2. Áp suất chỉ thị trung bình thực tế Pi........................................................................................... 9
3. Áp suất tổn thất cơ khí Pm.........................................................................................................9
4. Áp suất trung bình có ích Pe....................................................................................................... 9
5. Hiệu suất cơ giới................................................................................................................................. 9
6. Hệ số chỉ thị ηi..........................................................................................................................10
7. Hiệu suất có ích ηe....................................................................................................................10
8. Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi..............................................................................................10
9. Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị ¿............................................................................................... 10
10. Tính tốn thơng số kết cấu của động cơ......................................................................................... 10
a. Thể tich công tác một xylanh động cơ.......................................................................................... 10
b. Thể tich buồng cháy Vc......................................................................................................... 11
c. Thể tich toàn bộ Va............................................................................................................... 11


d. Đường kính piston........................................................................................................................ 11
f. Hành trình piston........................................................................................................................... 11
11. Bảng kết quả tinh toán nhiệt động cơ............................................................................................ 11
V. Vẽ đồ thị................................................................................................................................................ 14
VI. Tính tốn động lực học cơ cấu piston – trục khủyu – thanh truyền................................................... 20
A. Động học của piston.......................................................................................................................... 20

1.Chuyển vị piston............................................................................................................................. 20
2.Vận tốc của piston.......................................................................................................................... 21
3.Gia tốc của piston........................................................................................................................... 21
B. Động lực học của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền........................................................................ 21

1.Lực khí thể (Pkt ¿.................................................................................................................. 21
2.Lực quán tinh của các chi tiết chuyển động.................................................................................. 22
3.Hệ lực tác dụng trên cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền............................................................... 24


I. CÁC THƠNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ
- Mơi trường sử dụng động cơ:
Bụi nhiều
- Loại động cơ xăng:
SUV

Động cơ Diesel tăng áp xe

- Số kì:

4

- Số xylanh:

4

- Đường kính xylanh, D (mm):

86 (mm)

- Hành trình piston, S (mm):

93 (mm)

- Công suất thiết kế, Ne (kW):

100 (kW)

- Momen xoắn cực đại T (N.m)

200 (N.m)

- Số vòng quay thiết kế, n (v/ph):

3000 (v/ph)

- Tỷ số nén:

16:1

- Kiểu buồng cháy và phương pháp tạo hỗn hợp:

Thống nhất và màng

- Kiểu làm mát:

Làm mát bằng nước

- Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích ge (g/kWh):

250 (g/kW.h)

- Góc mở sớm, đóng muộn xupap nạp:

Mở sớm 10o & đóng muộn 29o

- Góc mở sớm, đóng muộn xupap thải:

Mở sớm 40o & đóng muộn 32o

- Chiều dài thanh truyền, L (mm):

205 (mm)

- Khối lượng nhóm piston, mnp:

1,15 (kg)

- Khối lượng nhóm thanh truyền, mtt:

2,262 (kg)

- Góc phun nhiên liệu sớm:

150

II. CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT
1. Áp suất khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển P0
Áp suất khơng khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển, giá trị P 0 phụ

thuộc vào độ cao so với mực nước biển. Càng lên cao thì P 0 càng giảm do khơng
khí càng lỗng, tại độ cao so với mực nước biển:
P0 = 0,1013 MN/m2
1


2. Nhiệt độ khơng khí nạp mới T0
Nhiệt độ khơng khí nạp mới phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ trung bình của
mơi trường, nơi xe được sử dụng. Điều này hết sức khó khăn đối với xe thiết kế để
sử dụng ở những vùng có khoảng biến thiên nhiệt độ trong ngày lớn.
Miền Nam nước ta thuộc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong ngày
có thể chọn là tkk=290C cho khu vực miền Nam, do đó:
T0 = (tkk + 273)= (29 + 273)= 302K
3. Áp suất khí nạp trước xupap nạp Pk
Động cơ bốn kỳ tăng áp Pk: là áp suất khí nạp đã được nén sơ cấp trước trong máy
nén tăng áp hoặc trong bơm quét khí Pk > P0
Pk=0,14 MN/m2
4. Nhiệt độ khơng khí nạp trước xupap nạp Tk
Đối với động cơ bốn kỳ không tăng áp nếu có két làm mát trung gian Tk được xác
định bằng công thức:

(

T k=T 0 . Pk
P0

)

m−1
m

1,5−1
1,5

=302. 0,14 )
(
0,1013

=336 ° K

Trong đó: m - chỉ số nén đa biến trung bình của khí nén, phụ thuộc vào loại máy
nén (m = 1,5÷1,65) , chọn m=1,5
5. Áp suất cuối quá trình nạp Pa
Đối với động cơ tăng áp: Pa = 0,9. Pk = 0,126 MPa
��: áp suất của không khí sau khi nén
6. Áp suất khí xót Pr
Là một thông số quan trọng đánh giá mức độ thải sạch sản phẩm cháy ra khỏi
xilanh động cơ
Đối với động cơ Diesel: Pr= 0,11 MPa
7. Nhiệt độ khí xót Tr
Khi tính toán, người ta thường lấy giá trị �r ở cuối quá trình thải cưỡng bức. Giá trị
của �r phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như tỷ số nén , thành phần hỗn hợp
α, tốc độ quay n, góc đánh lửa sớm (ở động cơ xăng) hoặc góc phun sớm nhiên liệu
(ở động cơ diesel).


Giá trị ε càng cao thì khí cháy càng dãn nở nhiều nên �r càng thấp. Xilanh hỗn
hợp thành phần càng phù hợp thì quá trình cháy xảy ra càng nhanh, ít cháy rớt nên
�r càng giảm.
Nếu góc phun sớm nhiên liệu hoặc đánh lửa sớm quá nhỏ thì quá trình cháy rớt

tăng nên �r cao.
Giá trị của �r có thể chọn trong phạm vi sau:
- Động cơ diesel: �r = 700 ÷ 900
°K Chọn Tr = 800°K

8. Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới ∆T
Khí nạp mới khi chuyển động trong đường ống nạp vào trong xylanh của động cơ
do tiếp xúc với vách nóng nên được sấy nóng lên một trị số nhiệt độ là ΔT.
Khi tiến hành tính tốn nhiệt của động cơ người ta thường chọn trị số ΔT căn cứ
vào số liệu thực nghiệm.
Đông cơ diesel: ΔT = 20÷ 40 độ
→∆T =32 độ

9. Hệ số nạp thêm λ1
Hệ số nạp thêm λ1 biểu thị sự tương quan lượng tăng tương đối của hỗn hợp khí
cơng tác sau khi nạp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ ở thể tích Va.
Hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn λ1 = 1,02 ÷ 1,07.
→ λ1=1 , 06

10. Hệ số quét buồng cháy λ2
Đối với động cơ Diesel tăng áp:
Chọn λ2=0,1
11. Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt λt
Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λt phụ thuộc vào thành phần của khí hỗn hợp α và nhiệt độ
khí sót Tt
Động cơ Diesel có α=1,5÷1,8; chọn λt=1,11
Chọn : λt =1 ,11 với α = 1,7


12. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ z

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξZ) là thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt tại
điểm Z (ξZ) phụ thuộc vào chu trình cơng tác của động cơ.
ξ z=0,8

13. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξb
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξb) phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Khi tốc độ động cơ
càng cao, cháy rớt càng tăng, dẫn đến ξb nhỏ.
ξb=0,85

14. Hệ số dư lượng khơng khí α
Hệ số α ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy: Đối với động cơ đốt trong, tính tốn
nhiệt thường phải tính ở chế độ công suất cực đại, hệ số dư lượng không khí chọn
trong pham vi cho trong bảng sau:
α = 1,7 ( suy ra từ bảng )
15. Hệ số điền đầy đồ thị công φd
Hệ số điền đầy đồ thị công φd đánh giá phần hao hụt về diện tích của đồ thị cơng
thực tế so với đồ thị cơng tính toán.
φd=0,92

16. Chỉ số nén đa biến m
m = 1,5
17. Tỷ số tăng áp
Là tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp khí trong xilanh ở cuối q trình cháy và quá
trình nén: λ = �Z. �c (2.8) Trị số λ thường nằm trong phạm vi sau:
Động cơ diesel: λ = 1,35÷2,40
Chọn: λ = 2

III. TÍNH TỐN NHIỆT
Tính tốn nhiệt nhằm xác định các thơng số của chu trình lý thuyết và các chỉ
tiêu kinh tế - kỹ thuật của động cơ. Đồ thị công chỉ thị của động cơ được xây

dựng trên cơ sở các kết quả tính tốn nhiệt và là các số liệu cơ bản cho các bước
tính tốn động lực học và tính tốn thiết kế động cơ tiếp theo
1. Quá trình nạp
a. Hệ số nạp (ηV )
η

.

k

.

a

.⌊ε.λ− λ

.

r

m

⌋


1
V=
ε−
1

T
T k+
∆T

336
0,126
1
¿ 16−
.
336+32
0,14
.
.
1

[

16.1,06−1,11.0,1

.

b. Hệ số khí sót (γr)

γ=
r

Hay

P

(

0,126
0,14

1

1
1,5

)

t

2

1

Pa

=0,924

]

λ 2 . ( T k +∆ T ) Pr
1
. .
a
ε . λ1 −λt . 2 . r
Pa

λ
Tr
P
P

Pr T k
. .
=

γ=
λ

( )

P
Pk

0,1

=¿
m

( )

1

0,11 336
.
.
=0,00238

2
r

.η

( ε−1 )

Pk Tr (16−1 ) .0,924 0,14 800

V

c. Nhiệt độ cuối quá trìnhm−nạp
(Ta)
1

( )
P

P

(T k

T =

a

+ ∆ T )+ λt . γr

0,126

1,5−1

(
. Tr .

r

(336+32)+1,11.0,00238 .
800.
=
m


)

0,11a

(° K )
1+ γr =369

1,5

1+ 0,00238

2. Quá trình nén
a. Tỷ nhiệt
mol đẳng tích
trung bình của khí nạp mới:
b

0,00419
mc =a + .T =19,806+
T ¿K)
v

v

2

2

( av =19,806 ;

b

2

=

0,00419

¿

2

b. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:
Khi α > 1 tính cho động cơ diesel theo cơng thức sau

(
(

) (
) (

)

1
mc ''v = 19,867+
+ 427,38+
.10−5.
α
2
α
1,634
184,36
.
1,634
1
184,36
+ . 427,38+
. 10−5 .T
= 19,867+
1,7
2
1,7

)

¿ 20,828+0,00268. T
''

b' '

( av =20,828 ;

2

=0,00268¿


c. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong q trình nén:
mcv ' =mcv + γ r .mc v }} over {1+ {γ} rsub {r} ¿¿
0,0049
19,806+
T + 0,00238.(20,828+0,00268 T )
2
¿
1+ 0,00238
b'
'
¿ 19,808+0,0021 T ( av=19,808 ; =0,0021)
2

d. Tỷ số nén đa biến trung bình (n1):
Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: tỷ lệ hóa khí,
loại buồng cháy, các thông số kết cấu động cơ, các thông số vận hành gồm phần
tải, vịng quay, trạng thái nhiệt…
Tính gần đúng theo phương trình cân bằng nhiệt của quà trình nén với giả thiết cho
vế trái của phương trình bằng 0 và thay k1=n1
8,314

8,314
n1 −1= n1−1
= 19,808+0,0021.369 .(16n1−1 +1)
'
'
b
)
(
a v + .T a . ε +1
2
→n1=1,366

e. Áp suất quá trình nén �C
Pc =P . ε n1=0,126.161,366 =5,562MN/m2
f. Nhiệt độ cuối quá trình nén TC
T c =T . ε n1

−1

=369.161,366−1=1018 K

3 .Tính tốn q trình cháy
a. Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu MO
C H O
1
M = .( + + ) (kmolkk/kg nl)
o

21

12

4

32

Đối với động cơ diesel ta có C=0,87; H=0,126; O=0,004
Thay vào cơng thức trên ta được M0 =0,4357 (kmol kk)
Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh M1
Đối với động cơ diesel:

b.

M 1=α . Mo=1,7.0,4357=0,741 (kmolkk/kg nl)


Lượng sản vật cháy M2
Với α > 1 M2 được tính theo cơng thức sau:

c.

O

M=
2

+

32

H

0,004 0,126
+α.M =
+
+1,7.0,4357=0,772(kmolkk / kg nl)
0
4
32
4

HệMsố thay đổi phân tử khí lý thuyết βO

d.

2

β =
O

M

0,772
=
=1,042
0,741

Hệ số thay đổi phân tử khí thực tế β
Trong thực tế do ảnh hưởng khí sót cịn lại trong xilanh từ chu trình trước nên hệ
số biến đổi phân tử khí thực tế β được xác định theo công thức sau:

e.

βO−1
β=1+
=1+
1,042−1
1+ γr

=1,042

1+ 0,00238

Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z (βZ)

f.

0,8
β
. =1+
Z

βO−1

. x =1+

1+ γ r

z

1,042−1

=1,039

(với x =

1+ 0,00238

z

0,85

ξz

¿

ξb

Tổn thất nhiệt lượng do cháy khơng hồn tồn ∆Q H
∆Q H =0 ¿α > 1)
g.

h.

Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của mơi chất tại điểm Z

mc vz }} = {{M} rsub {2} left ({x} rsub {z} + {{γ} rsub {r}} over {{β} rsub {0}} right ) . overline {m {c} rsub {v} rsup {'}} + {M} rsub {1} left (1- {x} rsub {z} right ) . overline {{mc
¿ 19,808+0,0021 T z
''

→avz '

'

b
=19,808 ; z =0,0021
2

j. Nhiệt độ cuối q trình cháy �z
Đối với động cơ diesel được tính theo công thức:
+
' + 8,314 λ ) . T . ( mc' ' +8,314 ) .T
ξz .
( mc =β
QH

M1 (1+ γr )
0,8.42530
19,808+0,0021T

v
c

z

vz

z

+(19,808+0,0021.1018+8,314.2) . 1018=1,039.

(

0,741.(1+0,00238)

 Tz= 2460 ° K


+mcvc ' :tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình tại điểm C của hỗn hợp khí nén
+mc'v ' :tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình tại điểm Z của sản vật cháy
z

z

+8,314 ) . T z


k. Áp suất cuối quá trình cháy P z
Đối với động cơ diesel: P z =λ. Pc=2.5,562=11,124(MN/m2)
4. Tính tốn q trình giãn nở
a. Tỉ số giãn nở đầu
B T
Z

Đối với động cơ diesel: ρ =

.
λ TC

Z

1,039 2460

=
.
=1,255
2
1018

Tỉ số giãn nở sau

b.

Đối với động cơ diesel:
δ=

ε

16
=
=12,749
ρ 1,255

Xác định chỉ số giãn nở đa biến trung bình (n2)

c.

( ξ b− ξ z ) . Q H

8,314
+a } rsub {vz} + {{b

n

−1= M 1 . ( 1+γ r ) . β . ( T z
−T b )
2

z

z

2
b

= n −1
δ
2

T

tính được n2 =1,28
Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T b

T =
b

Tz

δ

2460

=

n2−1

12,749

=1206

(K)

1,28−1

Áp suất cuối q trình giãn nở Pb
Pz
11,124
P=
=
=0,428 (MN/m2)

e.

b

f.

n2

δ

12,7491,28

Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót T r
m−1

p

)¿

8,314

=
b

(

( 0,85−0,8 ).42530
0,741.
1,042. ( 1+0.00238) .

Tz

Mà

d.

.( T
+T

0,11

1,5−1

−1

12,749n2
2460
2460−

)


T r=T b .(p
=1206.

r

b

)

0,428

m

1,5

=767(K)

)

(

Ta có sai số khí sót:
∆T r
Tr

=

800−767
767

=4,3 % <10% (thỏa mãn điều kiện)


IV. Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình
1. Áp suất chỉ thị trung bình tính tốn ( p¿¿ i ' )¿
P
p'=
i

16−1

(
)

1,28−
5,562
¿
. 2. ( 1,255−1 )+ 1
1,255.2.1,042
.

¿
ε −1

1−

[

2.

c

12,749

1,28−1

1,366−1 . 1−
−
1,366−1
16

(

)]

=1,309
MPa

Áp suất chỉ thị trung bình thực tế Pi

Pi=φ . pi'=0,92.1,309=1,204

(MN/m2)

d

Áp suất tổn thất cơ khí Pm
Ta có Pm=a+b . V p + ( pr − pa ) =¿
3.

0,089+0,0118.

0,093.3000
30

+(0,11−0,126)=0,183 MPa

( )

S. n m
V p=30 s
Vận tốc trung bình của piston và các hằng số a , b chọn theo bảng 2.17

(a=0,089 và b=0,0118)
Áp suất trung bình có ích Pe
Pe=Pi−Pm=1,204−0,183=1,021 (MN/m2)

4.

5.

η
m

Hiệu suất cơ giới
ηe

=

ηi

Pe

=

i
P

Pm

=1−i

P

0,183

=1−

1,204

=0,848

Hệ số chỉ thị ηi
Là tỷ số giữa phần nhiệt lượng chuyển thành công mà ta thu được và nhiệt
lượng mà nhiên liệu tỏa ra khi đốt cháy 1kg nhiên liệu dạng lỏng hay 1 m 3 nhiên
liệu ở dạng khí.
6.

η =8,314.
i

M 1 . Pe . T k
QH . ηv , Pk

Thay Tk, Pk bằng P0, T0
→η =8,314.
i

M 1 . Pe .T 0
Q H .η v , P0

0,741.1,021.302
=8,314.
=0,477
42530.0,924 .0,1013


7.

Hiệu suất có ích ηe

η =8,314.
e

Pk

M1 . P e . T k

QH . ηv ,

0,741.1,021 .336
=8,314.
=0,384
42530.0,924 .0,14


Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi

8.

3600
3600
gi =
=
=0,177 (kg/kW.h)
ηi . QH 0,477.42530

Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị ge
3600
=

=0,22 (kg/kW.h)
3600
g=

9.

e

ηe .Q H

0,384.42530

Tính tốn thơng số kết cấu của động cơ
a. Thể tích cơng tác một xylanh động cơ
10.

Từ momen xoắn ucầu , tatính được cơng suất thiết kế N e :
T=

N e .9,55 N e .9,55
=3000
=200( N . m )
ne

→N e =62,8( KW )
30. τ . N e
30.4 .62,8
V =
=
=0,615(dm3)

h
pe . ne . i 1,021.3000.4
Trong đó :
τ −số chu kìđộngcơ
i−số xilanh động cơ
ne−số vịng quayđộngcơ ở cơngsuất thiết kế N e −cơngsuất thiết kế , kW
pe −áp suất cóíchtrung bình , MN / m2

Thể tích buồng cháy V c

b.

V =
Vh

0,615
=
=0,041(dm3)
16−1

c

ε
−1
c.

Thể tích tồn bộ V a

→V a =V h +V c=0,615+0,041=0,656(dm3)
d.

Đường kính piston

√ √

4.S V h π . 4.0,615
D= π3 . D =93
=0,898 (dm)
3
86


f. Hành trình piston

( )

( )

S
0.93
S= D . D =
.0,898=0,971(dm)
0.86
11.

Bảng kết quả tính tốn nhiệt động cơ
STT

Thơng số

Đơn vị

Giá trị

1.

n

v/ph

3000

2.

T

N.m

200

3.

Ne

kW

62,8

4.

ε

5.

L

mm

205

6.

mnp

kg

1,15

7.

mtt

kg

2,262

8.

TO

K

302

9.

∆T

K

32

10.

λ1

1,06

11.

λ2

0,1

12.

λt

1,11

13.

λ

2

14.

φd

0,92

15.

ξb

0,85

16.

ξz

0,8

17.

α

1,7

18.

m

1,5

19.

ηV

0,924

20.

γr

0,00238

16


21.

n1

1,366

22.

n2

1,28

23.

MO

(kmolkk)

0,4357

24.

M1

(kmolkk/kg nl)

0,741

25.

M2

(kmolkk/kg nl)

0,772

26.

βO

1,042

27.

β

1,042

28.

βZ

1,039

29.

∆Q H

KJ

0

30.

Tr

K

767

31.

Ta

K

369

32.

Tc

K

1018

33.

Tz

K

2460

34.

Tb

K

1206

35.

Po

MN/m2

0,1013

36.

Pa

MN/m2

0,126

37.

Pr

MN/m2

0,11

38.

Pc

MN/m2

5,562

39.

Pz

MN/m2

11,124

40.

Pb

MN/m2

0,428

41.

Pi

MN/m2

1,204

42.

Pm

MN/m2

0,183

43.

Pe

MN/m2

1,021

44.

ηi

%

47,7

45.

ηe

%

38,4

46.

ηe

%

0,848

47.

gi

kg/kW.h

0,177

48.

ge

kg/kW.h

0,22

49.

Vh

dm3

0,615

50.

Vc

dm3

0,041

51.

Va

dm3

0,656

52.

D

dm

0,898

53.

S

dm

0,971

STT

Tên

Ký
hiệu

Giá trị

Đơn
vị

Ghi chú

1

Góc phun nhiên liệu sớm

θs

15

Độ

Trước ĐCT

2

Góc mở sớm xupap nạp

φ1

10

Độ

Trước ĐCT

3

Góc đóng muộn xupap nạp

φ2

29

Độ

Sau ĐCD

4

Góc mở sớm xupap thải

φ3

40

Độ

Trước ĐCD

5

Góc đóng muộn xupap thải

φ4

32

Độ

Sau ĐCT

V. Vẽ đồ thị
*Xác định các điểm đặc biệt đồ thị công P-V:
- Điểm a: điểm cuối hành trình hút:
Áp suất Pa=0,126( MPa)
Thể tích V a
V =
c

Vh

0,615

=0,041( lít )
( ε−1) = (16−1
)


V a =V h +Vc=0,615+0,041=0,656(lít)

Nhiệt độ T a=369 ° K
- Điểm c: điểm cuối hành trình nén
có: Áp suất Pc= 5,562 (MPa)
Thể tíchV c =0,041 (lít)
Nhiệt độ T c=1018 K
- Điểm z: điểm cuối quá trình

cháy: Áp suất Pz=11,124 ( MPa)
Thể tích V z=ρ . V c =1,255 . 0041=0,051455
(lít) Nhiệt độ T z =2460 K
- Điểm b: điểm cuối hành trình dãn nở:

Áp suất Pb=0,428( MPa)
Thể tích Vb=Va= 0,615(lít)
Nhiệt độ Tb=1206 K
- Điểm r: điểm cuối hành trình thải có:
Áp suất Pr = 0,11 (MPa)
Thể tích V r=Vc=0,041(lít )
Nhiệt độ T r=767 K
*Dựng các đường quá trình:

Từ điểm a lên điểm c: là quá trình nén khí trong xilanh bị nén với chỉ số đa
biến n1,
từ phương trình:
. Vn1=const ⟹ xn= pa
.

pa.V n1a =p x p
n

(

Va
V
xn

x
n

n

0,656
=0,126. V
xn

)(

1,366

)

1

Trong đó: pa, Va – áp suất và thể tích khí tại điểm a.
pxn,Vx – áp suất và thể tích khí tại một điểm bất kỳ trên đường cong nén.
Bằng cách cho các giá trị Vx đi từ Va đến Vc ta lần lượt xác định được các giá trị
pxn.
Từ điểm c lên điểm z’’: xây dựng đường thẳng: có điểm đầu c (Vc; Pc) và
điểm cuối

(

z '' V '' Z;
P

Z

''

)

. Đường thẳng này sẽ phải đi qua điểm c’’.

Mà điểm z’’ chính là trung điểm đoạn z’z:

'
'
z ( V c ; p )=z ( 0,041 ; 11,124 )

z ( V z ; p z )=z ( 0,051455; 11,124 )

Từ điểm z’’ xuống điểm b’: là quá trình dãn nở khí cháy trong xilanh theo chỉ số
dãn nở đa biến n2, từ phương trình:
p . V n2 = p . Vn2=const
z

z

xg

xg

V
z
⟹ p xg= p z . V

n
2

( )

0,051455
=11,124 . V xn

(

1,28

)

Trong đó: pxg,Vxg – áp suất và thể tích tại một điểm bất kỳ trên đường cong dỡn
nở.
Ta cho giá trị Vxg thay đổi từ Vz tăng đến Vb= Va
Từ điểm b’ về điểm b’’: Điểm đầu là b’ và điểm cuối là
Điểm b’’
chính là trung điểm đoạn ab : b ( V b ; Pb ) =b (0,615 ; 0,428 )
a ( V a ; Pa ) =a (0,656 ; 0,126 )

b '' ( V a ; Pb '' )

.


Từ điểm r quay về a: đi qua điểm uốn r ' ( 0,041; 0,11 )