Đồ án tính toán động cơ đốt trong Kia Sorento (D)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI TẬP LỚN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC (ĐỘNG CƠ )
ĐỘNG CƠ XE KIA SORENTO (D)

GVHD: PGS.TS.Lý Vĩnh Đạt
SVTH:

Nguyễn Văn Hậu 20145498
Lê Huỳnh Đức

20145485

TP. Hồ Chí Minh – Tháng 10 năm 2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN ĐỘNG CƠ

NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN
MƠN ĐỒ ÁN MƠN HỌC (ĐC)
Tên

MSSV

Tiến độ hồn thành

Nguyễn Văn Hậu

20145498

100%

Lê Huỳnh Đức

20145485

100%

Nguyễn Bảo Sơn

20151079

Rút môn

Số liệu ban đầu
Loại động cơ: Động cơ Diesel , tăng áp
Số kỳ, 𝜏: 4

,

Số xylanh i=4

Cơng suất có ích 𝑃𝑚𝑎𝑥 (𝑘𝑊): 146,9 kW
Số vịng quay, n (vòng/phút): 3800
Tỉ số nén, 𝜀= 16
Hệ số dư lượng khơng khí, 𝜆(𝛼): 1,75
Hành trình piston : 96 mm
Đường kính trong xylanh : 85,4 mm
Nội dung thuyết minh
2.1. Tính tốn nhiệt và xây dựng giản đồ cơng chỉ thị động cơ.
2.2. Tính tốn động lực học cơ cấu piston – trục khuỷu – thanh truyền.
2.3. Tính tốn đặc tính ngoài của động cơ.
Nội dung bản vẽ
3.1. Bản vẽ đồ thị công chỉ thị P – V.
3.2. Bản vẽ đồ thị P – , PJ, P1.
3.3. Bản vẽ đồ thị quảng đường SP, vận tốc VP, gia tốc JP của piston.
3.4. Bản vẽ đồ thị T(), Z(), N().
3.5. Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu (T – Z).
3.6. Đồ thị mài mịn chốt khuỷu.
3.7. Đồ thị đặc tính ngoài động cơ.


GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS.TS Lý Vĩnh Đạt


THỜI GIAN THỰC HIỆN
❖ Tiến độ thực hiện
1. Tính tốn nhiệt: 3 tuần
- Chọn các thông số đầu vào: 1 tuần

- Tính tốn nhiệt: 1 tuần
- Vẽ đồ thị cơng chỉ thị: 1 tuần
2. Tính tốn động học, động lực học và vẽ bản vẽ về động học và động lực học: 2
tuần
- Tính tốn động học và động lực học: 1 tuần
- Vẽ bản vẽ về động học và động lực học: 1 tuần
3. Tính và vẽ đặc tính ngoài của động cơ: 1 tuần
4. Vẽ các đổ thị phụ tải và mài mòn: 2 tuần
5. Viết thuyết minh và chuẩn bị báo cáo: 2 tuần
❖ Nội dung qui định
1. Bản vẽ đồ thị công chỉ thị, động lực học, đồ thị mài mòn....
2. Thuyết minh viết trên khổ giấy A4 (in và file). Nội dung thuyết minh gồm:
- Nhiệm vụ bài tập lớn được GV hướng dẫn thông qua
- Phần số liệu tính tốn nhiệt, động học và động lực học có kèm theo các đồ
thị
- Phần số liệu tính tốn đặc tính ngồi động cơ và hình vẽ kèm theo
- Kết luận của bài tập lớn


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN NHIỆT .................................................................. 1
1.1. Chọn các thơng số tính tốn nhiệt .......................................................... 1
1.2. Tính tốn nhiệt ....................................................................................... 4
1.2.1. Quá trình nạp ................................................................................... 4
1.2.2. Quá trình nén ................................................................................... 5
1.2.3. Quá trình cháy ................................................................................. 6
1.2.4. Quá trình giãn nở............................................................................. 8
1.2.5. Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình .............................. 9
1.2.6. Tính thơng số kết cấu của động cơ................................................ 10
1.2.7. Vẽ đồ thị công chỉ thị .................................................................... 14

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU ............................. 21
TRỤC KHUỶU – THANH TRUYỀN ........................................................... 21
2.1. Động học của pison .............................................................................. 21
2.1.1. Chuyển vị của piston ..................................................................... 21
2.1.2. Tốc độ piston ................................................................................. 23
2.1.3. Gia tốc piston ................................................................................ 25
2.2. Động lực học của cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền ........................... 26
2.2.1. Lực khí thể pkt .............................................................................. 26
2.2.2. Lực quán tính của các chi tiết chuyển động .................................. 28
2.2.3. Hệ lực tác dụng trên cơ cấu khuỷu trục – thanh truyền ................ 30
2.2.4. Lực tiếp tuyến T ................................................................................
2.2.5. Lực pháp tuyến Z ..............................................................................


2.2.6. Lực ngang N ......................................................................................
2.2.7. Lực quán trính ly tâm Plytam của khối lượng quy về đầu to thanh
truyền ...........................................................................................................
2.2.11. Dựng đường đặc tính ngồi .............................................................


CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN NHIỆT
1.1. Chọn các thơng số tính tốn nhiệt
1.1.1. Áp suất khơng khí nạp (𝒑𝒐 )
-Áp suất khơng khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển:
𝒑𝒐 = 𝟎, 𝟏𝟎𝟏𝟑 𝑴𝑵/𝒎𝟐
1.1.2. Nhiệt độ khơng khí nạp mới (To)
-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 khi vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong ngày có

thể chọn là 𝑡𝑘𝑘 = 29°𝐶 cho khu vực miền Nam, do đó:
𝐓𝐨 = (𝐭 𝐤𝐤 + 𝟐𝟕𝟑) = 𝟐𝟗 + 𝟐𝟕𝟑 = 𝟑𝟎𝟐 ° 𝐊
1.1.3. Áp suất khí nạp trước xupap nạp (𝒑𝒌 )
-Động cơ tăng áp và động cơ hai kỳ: pk là áp suất khí nạp đã được nén sơ cấp
trước trong máy nén tăng áp hoặc trong bơm quét khí pk > po.
-Động cơ Diesel bốn kỳ tăng áp: chọn 𝐩𝐤 = 𝟎, 𝟐𝟐 𝑴𝑵/𝒎𝟐
1.1.4. Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (𝑻𝒌 )
-Đối với động cơ bốn kỳ khơng tăng áp nếu có két làm mát trung gian Tk được
xác định bằng công thức:
𝑷𝒌

Tk = To( )
𝑷
𝟎

𝒎−𝟏
𝒎

- ∆𝑻𝒎 = 302.(

𝟎,𝟐𝟐
𝟎,𝟏𝟎𝟏𝟑

𝒎−𝟏
𝒎

)

Trong đó:

1

− 𝟐𝟓 = 366,0912 [K]


-m :chỉ số nén đa biến trung bình của khí nén, phụ thuộc vào loại máy nén
(m = 1,5÷1,65) , thông thường hiện nay chọn 1,5
- ΔTm :chênh lệch nhiệt độ của khơng khí trước và sau két làm mát.
(Chọn ΔTm=25)
1.1.5. Áp suất cuối quá trình nạp (𝒑𝒂 )
-Áp suất cuối quá trình nạp (Pa ) thường được xác định bằng công thức thực
nghiệm.Đối với động cơ Diesel 4 kỳ tăng áp :
𝑃𝑎 = 0,9.𝑃𝑘 =0,9.0,22=0,198 [MN/𝑚2]
1.1.6. Áp suất khí sót (𝒑𝒓 )
-Đối với động cơ Diesel ta có thể chọn: Pr = (0,106 ÷ 0,115) MPa
𝐜𝐡ọ𝐧 𝐩𝐫 = 𝟎. 𝟏𝟎𝟔(𝐌𝐍/𝐦𝟐 )
1.1.7. Nhiệt độ khí sót (𝑻𝒓 )
-Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại đơng cơ.Nếu q trình giản nở
càng triệt để ,Nhiệt độ Tr càng thấp. Đối với động cơ Disel thì Tr = (700o ÷
900)oK,
ta chọn: Tr =700[oK]
1.1.9. Hệ số nạp thêm (𝝀𝟏 )
Hệ số nạp thêm biểu thị sự tương quan năng lượng tăng đối của hỗn hợp khí
cơng tác sau khi nộp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ ở thể tích Va
Hệ số nạp thêm trong giới hạn λ1 = 1,02 ÷ 1,07 => Chọn 𝝀𝟏 = 1.02
1.1.10. Hệ số quét buồng cháy (𝝀𝟐 )
Đối với động cơ tăng áp chọn 𝛌𝟐 = 𝟎,3

2

1.1.11. Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt (𝝀𝒕 )
Thơng thường khi tính cho:
-Động cơ xăng có α=0,85÷0,92; chọn λt=1,15
-Động cơ Diesel có α=1,25÷1,4; chọn λt=1,12
-Động cơ Diesel có α=1,5÷1,8; chọn λt=1,11
=> Chọn 𝛌𝐭 = 𝟏. 𝟏𝟏 & ∝ = 𝟏, 𝟕𝟓
1.1.12. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (𝝃𝒛 )
-Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (  z ) phụ thuộc vào chu trình cơng tác của động
cơ, thể hiện lượng nhiệt phát ra đã cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi
đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu.
Với động cơ Diesel ta thường chọn  z =0,65÷0,85, chọn  z =0,8
1.1.13. 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.
-Với động cơ Diesel ta thường chọn  b = 0,85÷0,95.
Chọn  b =0,9
1.1.14. Hệ số dư lượng khơng khí (𝜶)
Hệ số 𝛼 phụ thuộc vào lượng khơng khí thực tế nạp vào xi lanh và lượng khơng
khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hồn tồn 1kg nhiên liệu. Hệ số 𝛼 càng lớn
thì hỗn hợp càng nhạt, nhiên liệu cháy sạch, hiệu suất hao nhiên liệu giảm, tính
tiết kiệm nhiên liệu tăng:
Đối với động cơ Diesel có buồng đốt thống nhất : α = 1,45 ÷ 1,75
=> 𝐓𝐚 𝐜𝐡ọ𝐧: 𝛂 = 1,75
3


1.1.15. 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 tốn

. Với động cơ Diesel, chọn 𝝋𝒅 = 𝟎, 𝟗
1.1.16. Tỷ số tăng áp (𝝀)
-Tỷ số tăng áp 𝜆 là tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp khí trong xi lanh ở cuối q
trình cháy & q trình nén: 𝜆 = 𝑃𝑧 × 𝑃𝑐 .
-Đối với động cơ Diesel 𝜆 = (1,35 ÷ 2,4)
Ta chọn: 𝜆= 1,75
1.2. Tính tốn nhiệt
1.2.1. Q trình nạp
+ Hệ số nạp (𝜼𝒗 ):
1

1
Tk
Pa
Pr m
ηv =
.
. . [ε. λ1 − λt . λ2 . ( ) ]
ε − 1 Tk + ΔT Pk
Pa
1

=

1

366,0912

.

16−1 366,0912 +25

.

0,198
0,22

. [16.1,02 −

0,106 1,5
1,11.0,3. (
) ]
0,198

= 0,9043
Trong đó: m là chỉ số đa biến trung bình của khơng khí, chọn 𝑚 = 1.5
+ Hệ số khí sót (𝜸𝒓 ):
𝜆

2
𝛾r= (𝜀−1),𝜂
.

𝑃𝑟 𝑇𝑘

.

𝑣 𝑃𝑘 𝑇𝑟

0,3

= (16−1).0,9043 .

0,106 366,0912
0,22

.

+ Nhiệt độ cuối quá trình nạp (𝐓𝐚 ):

4

700

= 0,005573


m−1
m

p
Tk + ∆T + λt γr Tr ( a )
pr
T𝑎 =
1 + γr

=

0,5
0,198 1,5

(366,0912+25)+1,11.0,005573.700.(
)
0,106

1+0,005573

= 394,2271 [K]

1.2.2. Quá trình nén
+ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới:
𝑚𝑐𝑣 = 19,806 +
̅̅̅̅̅

0,00419. 𝑇
𝑘𝐽
= 19,806 + 2,095.10−3 . 𝑇 [
]
2
𝑘𝑚𝑜𝑙°𝐾

+ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy:
-Khi ∝ > 1 𝑡í𝑛ℎ 𝑐ℎ𝑜 độ𝑛𝑔 𝑐ơ 𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 𝑡ℎ𝑒𝑜 𝑐ơ𝑛𝑔 𝑡ℎứ𝑐 𝑠𝑎𝑢:
1,634

Ta có: ̅̅̅̅̅’’
𝑚𝑐𝑣 = (19,867 +
=(19,867 +

∝

1,634

1

) + 2 (427,38 +
1

) + 2 (427,38 +
1,75

184,36

) ∗ 10−5 ∗ 𝑇𝑐

∝

184,36
1,75

) ∗ 10−5 ∗ 𝑇𝑐

+ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong q trình nén:
̅̅̅̅̅v′ =
mc

=

′′
̅̅̅̅̅̅
mc

̅̅̅̅̅v + γr . mc
v
1 + γr

19,806 +

0,00419
𝑇
2

1+ 0,005573

+

1,634
1
184,36
) + .0,005573.(427,38+
).10−5 .𝑇𝑐
1,75
2
1,75

0,005573.(19,867+

1,005573

=19,8115+0,5.4,1963.10-3.Tc
=> a′v = 19,8118 ; b′v = 4,1963.10−3
+ Xác định chỉ số nén đa biến trung bình (𝒏𝟏 ):

n1 − 1 =

8,314
a′v +

bv′
. T . (εn1−1 + 1)
2 α
5


𝑛1 − 1 =

8,314
1
19,8115 + ∗ 4,1963 ∗ 10−3 ∗ 394,2271 ∗ (16𝑛1−1 + 1)
2

=> n1 = 1,363
+ Áp suất quá trình nén (𝒑𝒄 ):
𝑝𝑐 = 𝑝𝑎 ∗ 𝜀 𝑛1 = 0,198 ∗ 161,363 =8,6672 [𝑀𝑁/𝑚2 ]
+ Nhiệt độ cuối quá trình nén (𝑻𝒄 ):
Tc = Ta . εn1−1 = 394,2271 ∗ 161,363−1 =1078,5543 [K]
1.2.3. Q trình cháy
+ Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo:
M0 =

1
21

.(

C
12

+

H
4

−

O
32

) [kmol/kg.nl]

Trong đó: C, H, O là thành phần của carbon, hydro, oxy tính theo khối lượng.
Đối với nhiên liệu của động cơ Diesel ta có: C = 0,870; H = 0,126;
O = 0,004 nên thay vào công thức tính 𝑀𝑜 ta được:
𝑀0 = 0,4357 𝑘𝑚𝑜𝑙 𝑘𝑘
+ Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh M𝟏:
𝑀1 = 𝛼 ∗ 𝑀0 = 0,7625(𝑘𝑚𝑜𝑙 𝑘𝑘/𝑘𝑔, 𝑛𝑙)
+ Lượng sản vật cháy 𝐌𝟐 :
Do 𝛼 = 1,75 > 1 nên tính M2 theo công thức sau:
𝑀2 =

𝑂 𝐻
0,004 0,126
+ + 𝛼 ∗ 𝑀0 =

+
+ 1,75 ∗ 0,4357
32 4
32
4
= 0,7941 (𝑘𝑚𝑜𝑙 𝑆𝑉𝐶/𝑘𝑔, 𝑛𝑙)

+ Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết β0:

6


𝛽0 =

𝑀2 0,7941
=
= 1,0415 (𝑘𝑚𝑜𝑙 𝑆𝑉𝐶/𝑘𝑔, 𝑛𝑙)
𝑀1 0,7624

+ Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế β:

β=1+

β0 −1
1+γr

=1+

1,0415−1
1+0,005573

= 1,0413

+ Hệ số biến đổi phân tử khí tại điểm (𝜷𝒛):
𝛽𝑧 = 1 +

𝛽0 − 1 𝜉𝑍
1,0415 − 1 0,8
∗ =1+
∗
= 1,0367
1 + 𝛾𝑟 𝜉𝑏
1 + 0,005573 0,9

Trong đó: 𝑥𝑧 là phần nhiên liệu đã cháy tại điểm 𝑧, nếu giả thiết rằng số nhiên
liệu đã cháy tỉ lệ với hệ số lợi dụng nhiệt thì ta có:
𝑥𝑧 =

𝜉𝑧 0,8
=
𝜉𝑏 0,9

+ Tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn tồn (∆𝑸𝑯):
Đối với động cơ Diesel vì 𝛼 >1 :
∆𝑄𝐻 = 0
+ Tỷ nhiệt mol đẳng tính trung bình của mơi chất tại điểm Z:

̅̅̅̅̅̅̅̅
mcvz ′′ =

=

0,7941∗(

γr ̅̅̅̅̅′
̅̅̅̅̅v
) mcv + M1 (1 − xz )mc
β0
γ
M2 (xz + r ) + M1 (1 − xz )
β0

M2 (xz +

0,8 0,005573
0,8
0,00419
+
)∗(19,8115 + 0,5∗4,1963∗10−3 ∗Tc )+0,7625∗(1− )∗(19,806+
∗Tc )
0,9 1,0415
0,9
2
0,8 0,005573
0,8
0,7941∗(0,9+ 1,0415 )+0,7625∗(1−0,9)

= 19,8109+0,5.4,1956.10-3.Tz
+ Nhiệt độ cuối quá trình cháy (𝐓𝐳 ):
𝜉𝑍 ∗ 𝑄𝐻

̅̅̅̅̅̅̅
′
"
̅̅̅̅̅̅̅
+ (𝑚𝑐
𝑣𝑐 + 8,314𝜆)𝑇𝑐 = 𝛽𝑧 ∗ (𝑚𝑐𝑣𝑧 + 8,314) ∗ 𝑇𝑍
𝑀1 (1 + 𝛾𝑟 )
7




0,8∗42530

0,7625∗(1+0,005573)

+ (19,8115 + 0,5.4,1963.10-3.Tc +8,314.1,75).Tc
1

1,0367.(19,8109 + ∗ 4,1956 ∗ 10−3 ∗ 𝑇𝑧 + 8,314) ∗ 𝑇𝑧
2

 83875,28= 29,1571Tz+2,1748.10-3Tz2
 Tz= 2434,5689 [K]
QH = 42530 [KJ/kg.nl]
+ Áp suất cuối quá trình cháy (𝐩𝐳 ):
𝑃𝑍 = 1,75 ∗ 8,6672 = 𝜆𝑃𝑐 =15,1676[MN/m2]
1.2.4. Quá trình giãn nở
+ Tỷ số giãn nở đầu: ρ =

βz Tz
.
λ Tc

+ Tỷ số giãn nở sau: δ =

ε
ρ

=

=

1,0367 2434,5689
1,75

16
1,3372

.

1078,5543

= 1,3372

= 11,9653

+ Xác định tỷ số giãn nở đa biến trung bình n2
n2 − 1 =

8,314
(ξb − ξz ). Q h
b ′′
+ a′′vz + z . (Tz + Tb )
2
M1 . (1 + γr ). β. (Tz − Tb )
8,314

=

(0,9 − 0,8).42530
2434,5689
0,7625. (1 + 0,005573).1,0413. (2434,5689 −
)
11,9653𝑛2−1

+ 19,8109 + 0,5.4,1956. 10−3 (2434,5689 +

Ta có, nhiệt độ cuối q trình giãn nở: Tb =
=> n2 = 1,2579
+ Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở (𝐓𝐛 ):
Tb =

Tz
(n
δ 2−1)

=

2434,5689

11,96531,2579−1

= 1283,5878 [K]

+ Áp suất cuối quá trình giãn nở (pb):

8

Tz
(n
δ 2−1)

=

2434,5689
11,9653n2 −1

2434,5689
)
16𝑛2−1


pb =

pz
15,1676
=
= 0,6683 [MN/m2 ]
n
1,2579

2
δ
11,9653

+ Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót Tr:
pr

m−1
m

Tr = Tb . ( )
p

= 1283,5878 . (

b

0,106
0,6683

1,5−1
1,5

)

= 694,8169 [K]

+ Sai số khí sót:
ΔTr |694,8169 − 700|
=

= 0,7 % < 5%
Tr
700
⟹ Thỏa mãn
1.2.5. Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình
+ Tỷ số tăng áp (𝝀𝒑 ):
λp =

pz 15,1676
=
= 1,75
pc
8,6672

+ Áp suất chỉ thị trung bình tính tốn (𝐩′𝐢 ):
pi ′ =

pc
ε−1

[λρ (ρ − 1) +
8,6672

=

16−1
1

1,363−1

. (1 −

ρλβ
n2

1

(1 − δn2−1) − n
−1

1 −1

[1,75. (1,3372 − 1) +
1

161,363−1

1,2579−1

)]

+ Áp suất chỉ thị trung bình thực tế (𝐩𝐢 ):
pi = φd . p′i =0,9.1,912 = 1,7208 [MN/m2]
+ Hiệu suất cơ giới (𝛈𝐦 ):
ηe
ηi

=

pe

pi

=1−

pm
pi

= 1-

0,1405
1,7208

= 0,9183

+ Áp suất tổn thất cơ khí (𝐩𝐦 ):
9

. (1 −

1
εn1 −1

1,3372.1,75.1,0413

=1,912 [MN/m2]

ηM =

1

)]
1

(1 − 11,96531,2579−1) −


pm=a+ b.Vp + (pr-pa)
𝑆.𝑛

Vp=

30

=

96∗10−3 .3800
30

= 12,16 [m/s]

Đối với động cơ đốt trong có buồng đốt thống nhất : a=0,089 ; b=0,01180
=> pm=a+ b.Vp + (pr-pa) = 0,089 + 0,01180.14,4 + (0,106-0,198)
= 0,1405 [MN/m2]
+ Áp suất có ích trung bình (𝐩𝐞 ):
pe= pi – pm = 1,7208 – 0,1405= 1,5803 [MN/m2]
+ Hiệu suất chỉ thị (𝛈𝐢 ):
Hiệu suất chỉ thị 𝜂𝑖 – 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:
ηi = 8,314.

M 1 p i Tk
Q h η v pk

= = 8,314.

0,7625.1,7208 .366,0912
42530.0,9043.0,22

= 0,472

+ Hiệu suất có ích ( 𝛈𝐞 ):
ηe = 8,314.

M 1 pe T k
Q h η v pk

= = 8,314.

0,7625.1,5538 .366,0912
42530.0,9043.0,22

= 0,4335

+ Tính suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị (𝐠 𝐢 ):
g i=

3600
QH .ηi

=

3600
42530.0,472

= 180 [g/kW.h]

+ Tính suất tiêu hao nhiên liệu (𝐠 𝐞 ):
ge=

3600
QH .ηe

=

3600
42530.0,4335

= 200 [g/kW.h]

1.2.6. Tính thơng số kết cấu của động cơ
- Tính tốn các thơng số dựa theo các thơng số tính tốn nhiệt ở trên:
+ Thể tích cơng tác của 1 xylanh Vh
Vh=

30𝜏𝑁𝑒
𝑝𝑒 𝑛𝑒 𝑖

=

30.4.146,9

1,5538.3800.4

≈ 746,3875 [cm3]
10


+Thể tích buồng cháy Vc
𝑉ℎ

Vc=

𝜀−1

=

746,3865
16−1

≈ 49,7592 [cm3]

+Thể tích tồn bộ Va
Va= Vh+Vc = 746,3875 + 49,7592 = 796,1404 [cm3 ]
+Đường kính piston D
D= 3√

4Vh
S
π( )
D

3

=√

4.746,3875
9,6

𝜋(8,54)

= 9,46 [cm]

+Hành trình piston S
S

9,6

S=( ) . 𝐷 = ( ) . 9,46 = 10,6342 [cm]
D
8,54
Tính tốn các thơng số dựa trên các thơng số kết cấu :
+Thể tích cơng tác của 1 xylanh Vh
π.S.D2

Vh=

4

=

𝜋.96.85,42

4

≈ 550 [cm3 ]

+Thể tích buồng cháy
Vc=

Vh
ε−1

=

550
16−1

≈ 36,6667 [cm3]

+Thể tích tồn bộ
Va= Vh +Vc= 550+ 36,6667 = 586,6667 [𝑐𝑚3 ]
+ Đường kính piston
D = 3√

4Vh
S
π( )
D

3

4.550

= √ 9,6 = 8,54 [cm]
π(
)
8,54

-Hành trình piston
S

9,6

S= ( ) . D = ( ) . 8,54 = 8,54 [cm]
D
8,54
11


STT

Thông số

Giá trị

1

n

3800

2

Ne

146,9

3

ε

16

4

S

96

5

D

85,4

6

λ

1,75

7

λ1

1,02

8

λ2

0,3

9

λt

1,11

10

φd

0,9

11

γr

0,005573

12

ηv

0,9043

13

ξb

0,9

14

ξz

0,8

15

n1

1,363

16

n2

1,267

17

∆T

25
12

Đơn vị


18

Tk

366,0912

19

Tr

700

20

Ta

394,2271

21

Tz

2434,5689

22

T0

302

23

Tc

1078,5543

24

Tb

1283,5878

25

p0

0,1013

26

pk

0,22

27

pa

0,198

28

pr

0,106

29

Pc

8,6672

30

Pz

15,1676

31

Pb

0,6683

32

pi

1,7208

33

pm

0,167

34

pe

1,5538

35

ηm

0,903
13


36

ηi

0,472

37

ηe

0,4577

38

gi

180

39

ge

200

40

∝

1,75

Bảng 1. Bảng kết quả tính tốn nhiệt động cơ

1.2.7. Vẽ đồ thị công chỉ thị
-Đồ thị công là đô thị biểu diễn quan hệ hàm số giữa áp suất của MCCT trong
xilanh với thể tích của nó khi tiến hành các quá trình: nạp - nén - (cháy + dãn
nở) và thải trong một chu trình cơng tác của động cơ:
Pkt = f(Vx)
-Đồ thị công cho thấy một cách trực quan nhất diện tích thể hiện cơng chỉ thị
của chu trình (Li) và áp suấ chỉ thị trung bình pi = Li/ Vh. Đó là các thơng số
đánh giá hiệu quả của động cơ. Triển khai đồ thị công chỉ thị nói trên thành đồ
thị lực khí thể Pkt tác dụng lên đỉnh piston theo góc quay trục khuỷu trên tọa
độ vng góc (trục tung là lực khí thể, trục hồnh là góc quay trục khuỷu từ 00
~ 7200 ). Cách xây dựng đồ thị công chỉ thị của động cơ tính tốn tiến hành
theo các bước dưới đây:
Bước 1: Chọn tọa độ tng góc : biểu diễn áp suất khí thể ( pkt ) trên trục tung
và thể tích khí (Vxl) trên trục hồnh.
Bước 2: Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công
Điểm a: điểm cuối hành trình nạp có :
14