Tính toán cho động cơ xe sedan loại gdi tăng áp

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

MƠN HỌC: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
BÁO CÁO
Đề tài :
GVHD:

Tính tốn cho động cơ xe Sedan loại GDI - tăng áp
PGS.TS. Lý Vĩnh Đạt

SVTH:

TP. HCM, tháng 11 năm 2022


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
Điểm: ……………………………..
KÝ TÊN

NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Số TT

Họ & Tên

Mã số sinh viên

Phần trăm thực
hiện

1
2
3
1. Số liệu ban đầu:
Loại động cơ
2.Nội dung thuyết minh
- Chọn các thơng số tính tốn nhiệt: Chương 2
- Tính tốn nhiệt: Chương 3
- Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình: Chương 4


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................................6
CHƯƠNG 1 CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ XE SEDAN
ĐỘNG CƠ XĂNG LOẠI GDI – TĂNG ÁP 2,5L.................................................7
CHƯƠNG 2 CHỌN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT...........................7
2.1

Áp suất khơng khí nạp ( P 0):................................................................................................................... 7

2.2

Nhiệt độ khơng khí nạp mới (T 0 ):.......................................................................................................... 7

2.3

Áp suất khí nạp trước xupap nạp ( Pk ):................................................................................................... 7

2.4

Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (Tk )................................................................................................ 7

2.5

Áp suất cuối quá trình nạp (𝐏a):.............................................................................................................. 8

2.6

Áp suất khí sót

2.7

Nhiệt độ khí sót (Tr ):.............................................................................................................................. 8

2.8

Độ tăng nhiệt độ khi nạp mới:................................................................................................................. 8

2.9

Hệ số nạp thêm λ 1:................................................................................................................................. 8

2.10

Hệ số quét buồng cháy

2.11

Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt

Pr :.................................................................................................................................. 8

λ 2:..................................................................................................................... 8
λt :..................................................................................................................... 8

2.1
2 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξzz ) là thông số biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξzz ) phụ
thuộc vào chu trình công tác của động cơ............................................................................................................ 8
2.13

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξzb )........................................................................................................ 9

2.14

Hệ số dư lượng không khí α .................................................................................................................... 9

2.15

Chọn hệ số điền đầy đồ thị cơng φdd ........................................................................................................ 9

2.16

Tỷ số tăng áp........................................................................................................................................... 9

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.........................10


3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6

Q trình nạp.............................................................................................................................................10
Q trình nén.............................................................................................................................................11
Q trình cháy............................................................................................................................................12
Q trình giãn nở.......................................................................................................................................14
Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình.....................................................................................16
Tính tốn các thơng số kết cấu của động cơ............................................................................................17

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU
PISTON - TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN................................................33
4.1

ĐỘNG HỌC CỦA PISTON................................................................................................................. 33

4.2

ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON - KHUỶU TRỤC - THANH TRUYỀN....................................43

CHƯƠNG 5 BẢN VẼ MATLAB CÁC ĐỒ THỊ VÀ CODE ĐỒ THỊ.............59
5.1 Đồ thị......................................................................................................................................................... 59
5.2 CODE MATLAB đồ thị............................................................................................................................ 64


LỜI MỞ ĐẦU
Ơ tơ ngày càng được sử dụng rộng rãi ở nước ta như một phương tiện đi lại cá
nhân cũng như vận chuyển hành khách, hàng hoá rất phổ biến. Sự gia tăng nhanh
chóng số lượng ơtơ trong xã hội, đặc biệt là các loại ôtô đời mới đang kéo theo nhu
cầu đào tạo rất lớn về nguồn nhân lực phục vụ trong ngành công nghiệp ôtô nhất là
trong linh vực thiết kế .
Sau khi học xong giáo trình “Động cơ đốt trong’ chúng em được giao nhiệm vụ
làm đồ án môn học. Qua đồ án này giúp sinh viên chúng em nắm được các lực tác
dụng, công suất của động cơ ... và điều kiện đảm bảo bền của một số nhóm chi
tiết ... ơtơ, máy kéo . Vì thế nó rất thiết thực với sinh viên nghành cơng nghệ kỹ
thuật ơtơ .
Động cơ nhóm chúng em lựa chọn “ĐỘNG CƠ XE SEDAN ĐỘNG CƠ XĂNG LOẠI
GDI – TĂNG ÁP 2,5L” là một loại động cơ rất thông dụng và được lựa chọn nhiều ở
nước ta với sự tiện ích và tiết kiệm nhiên liệu . Nhằm để hiểu hơn về công suất của
động cơ cũng như điều kiện bền nên nhóm em quyết định chọn Ecosport cho việc
tính tốn của mình.
Vì bước đầu làm quen với cơng việc tính tốn, thiết kế ơtơ nên khơng tránh khỏi
những bỡ ngỡ và vướng mắc.Nhưng với sự quan tâm, động viên, giúp đỡ, hướng
dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn, cùng giáo viên giảng dạy và các thầy giáo
trong khoa nên chúng em đã cố gắng hết sức để hồn thành đồ án trong thời gian
được giao.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn ạ!

CHƯƠNG 1
CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ
XE SEDAN ĐỘNG CƠ XĂNG LOẠI GDI – TĂNG ÁP 2,5L
-

Môi trường sử dụng động cơ: Mỹ
Kiểu, loại động cơ: động cơ xăng tăng áp, số kỳ 𝜏: 4 kỳ
Số xilanh, i và cách bố trí các xilanh: 4 xy lanh, i4 thẳng hàng
Đường kính xilanh, D: 88 (mm)
Hành trình piston, S: 88 (mm)
Cơng suất thiết kế, 𝑁𝑒: 210
Số vịng quay thiết kế, n: 5800 (v/ph)
Tỷ số nén 𝜀: 10
Kiểu buồng cháy và phương pháp tạo hỗn hợp: buồng cháy thống nhất
Kiểu làm mát: bằng nước
Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích, g𝑒: 300 (g/Kw.h)
Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp và thải
Chiều dài thanh truyền, L: 176 (mm)
Khối lượng nhóm piston, 𝑚𝑛𝑝: (kg)
Khối lượng nhóm thanh truyền, 𝑚𝑡𝑡: (kg)
Chọn thông số kết cấu λ = R/L = 1/4
Xác định cao tốc động cơ:

CHƯƠNG 2
CHỌN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN NHIỆT
2.1 Áp suất khơng khí nạp ( P0):
P0 = 0.1013 MN/𝑚2
2.2Nhiệt độ khơng khí nạp mới (T 0):

Miền Nam nước ta thuộc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình trong ngày
có thể chọn là t kk =29 ℃ cho khu vực miền nam, do đó:
T 0=t kk +273=29+273=302 ° K

2.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp ( Pk ):
Động cơ xăng 4 kỳ, tăng áp Pk =(0,14 ÷ 0,4)→ chọn P k =0,17 Mpa
2.4 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (T k )


Đối với động cơ xăng 4 kỳ tăng áp nếu khơng có làm mát trung gianT k được
xác định bằng công thức
T k =T o .

Pk
Po

( )

m−1
m

=302.

(

0,17
0,1013

)

1,4 −1
1,4

=350,14 ° K

2.5 Áp suất cuối quá trình nạp (𝐏a):
Áp suất cuối quá trình nạp đối với động cơ tăng áp ta có thể chọn trong
phạm vi:
Pa= ( 0,88÷ 0,98 ) → Pa=0,93.0,17=0,15 MN /m 2
2.6 Áp suất khí sót Pr :

Áp suất khí sót đối với động cơ xăng Pr có thể chọn trong phạm vi:
Pr =( 0,11 ÷ 0,12 ) MPa , → chon P r=0,12 MPa

2.7 Nhiệt độ khí sót (T r):
Giá trị T r của động cơ xăng có thể chọn trong phạm vi:
T r=900÷ 1000 ° K → chọn T r =920 ° K

2.8 Độ tăng nhiệt độ khi nạp mới:
Động cơ xăng: ΔTT =0 ÷20 ℃ →chọn ∆T =10 ℃
2.9 Hệ số nạp thêm λ 1:
Hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn λ 1=1,02÷ 1,07 → chọn λ1=1,04
2.10 Hệ số quét buồng cháy λ 2:
Động cơ tăng áp: λ 2=0,1÷ 0,2 → chọn λ2=0,2
2.11 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ t:
Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt λ t phụ thược vào thành phần của khí hỗn hợp α và
nhiệt độ khí sót T r Thơng thường khi tính cho động cơ xăng có:
α =0,85 ÷ 0,92 →chọn λ t=1,15

2.12 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξz z) là thông số biểu thị mức độ lợi

dụng nhiệt tại điểm Z (ξz z) phụ thuộc vào chu trình cơng tác của động cơ.
Đối với động cơ xăng ξz ztrong khoảng 0,75 ÷ 0,92; chọn ξz z = 0,83


2.13 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξz b)
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξz b ¿ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Khi tốc độ
động cơ càng cao, cháy rớt càng tăng, dẫn đến ξz b nhỏ.
Đối với động cơ xăng ắp trong khoảng 0,85 ÷ 0,95; chọn ξz b=0,9
2.14 Hệ số dư lượng không khí α
Hệ số α ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy đối với động cơ xăng 4 kỳ
nằm trong khoảng 0,85 ÷ 0,95 ; chọn α = 0,85
2.15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công φd d
Hệ số điền đầy đồ thị công φd dđánh giá phần hao hụt về diện tích của đồ thị
cơng thực tế so với đồ thị cơng tính tốn. Động cơ xăng ga trong khoảng
0,93 ÷ 0,97; chọn φd d= 0,95

2.16 Tỷ số tăng áp
Là tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp khí trong xilanh ở cuối q trình cháy và
q trình nén.Trị số λ của động cơ xăng thường nằm trong phạm vi
λ=3 ÷ 4 → chọn λ=3,5


CHƯƠNG 3
TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

.
3.1 Q trình nạp
3.1.1 Hệ số nạp ηv
Tk
p

p
1
η v=
.
. a . ε . λ1−λ t . λ2 . r
ε−1 T k + ΔTT p k
pa

[

¿

1
m

( )]

1
350,14
0.15
0,12
.
.
. 10.1,04−1,15.0,2 .
10−1 350,14+10 0.17
0,15

[

( )

1
1,5

]

¿ 0,9725

Trong đó:
m - chỉ số đa biến trung bình của khơng khí, m = 1,45 ÷ 1,5; chọn m = 1,5
3.1.2 Hệ số khí sót γr
γr =
¿

λ2
p T
. r. k
( ε−1 ) . ηv p k T r

1
0.2 350,14
.
.
( 10−1 ) . 0,9725 0.17 920
¿ 0,00613

3.1.3 Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta

T a=

pa
T k + ΔTT + λt . γ r . T r .
pr

( )

m−1
m

1+γ r

0,15
350,14+10+1,15.0,0613 .920 .
0,2
¿
1+ 0,00613
¿ 364,889 ° K

( )

1,5−1
1,5


3.2 Q trình nén
3.2.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới
m´c v =19,806+

0,00419
T (kJ /kmol . ° K)

2

3.2.2 Tỷ nhiệt đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy
Khi α = 0,85 tính cho động cơ xăng theo công thức sau:
1
m ´c v '' =( 17,997+ 3,504 α )+ . ( 360,34+ 252,4 α ) . 10−5 .T c
2
1
¿ ( 17,997+3,504.0,85 ) + . ( 360,34+252,4.0,85 ) . 10−5 .T c
2
¿ 20,9752+0,00287 T c

3.2.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong q trình nén
Theo công thức sau:
mc v + γ r . m c v' '
m c vc =
1+γ r
'

19,806+
¿

4,19.10−3
. T +0,00613. ( 20,9752+0,00287. T c )
2
1+0,00613
= 19,813 + 0,0021T c

bv '
.T

2 c
Nên: a v =19,813và b v =0,0042

Ta có: m c vc ' = av ' +
'

'

3.2.4 Chỉ số nén đa biến trung bình n1
Chỉ số nén đa biến trung bình n 1 được xác định một cách gần đúng theo phương
trình cân bằng nhiệt của quá trình nén được biểu thị ở công thức sau đây:
8,314

n1−1=

'

bv
. T . ( ε n −1 +1 )
2 a
8,314
¿
0,0042
19,813+
.364,889 .(10 n −1 +1)
2
⇒ Giải ra ta được giá trị n1 ≈ 1,37 ∈( 1,28÷ 1,38) thỏa mãn điều kiện n1.
av ' +

1

1

3.2.5 Áp suất quá trình nén pc


pc = pa . ϵ n =0,15. 101,372=3,5326( MN /m 2)
1

3.2.6 Nhiệt độ cuối quá trình nén
T c =T a . ε n −1 =364,889.101,372−1=859,3315 ° K
1

3.3 Quá trình cháy
3.3.1 Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0
Đối với động cơ xăng thành phần trong 1kg nhiên liệu có:
C = 0,855; H = 0,145
Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0:
M o=

1
C H O
.
+ −
( kmolkk /kg . nl )
0,21 12 4 32

(

)

Thay các số liệu vào công thức trên ta tính được:
Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg xăng: M0 = 0,512 (kmolkk).
3.3.2 Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xilanh M1
Đối với động cơ xăng:
M 1=α . M 0 +

1
1
=0,85.0,512+
=0,444( kgkk /kg . nl)
μ n .1
112

Trong đó: μn.l – trọng lượng phân tử của xăng; μn.l = 110 ÷ 120 (kg/kmol).
Ta chọn: μn.l = 112 (kg/kmol)
3.3.3 Lượng sản vật cháy M2
Do α < 1 nên:
C H
+ + 0,79.α . M 0
12 2
0,855 0,145
¿
+
+0,79.0,85 .0,512
12
2
M 2=

¿ 0,487( kmol SVC /kg . nl )

3.3.4 Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết β0
β 0=

M 2 0,487
=
=1,096 (kmol SVC/kg.nl)
M 1 0,444


3.3.5 Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế β
β=1+

β 0−1
1,096−1
=1+
=1,095
1+ γ r
1+ 0,00613

3.3.6 Hệ số biến đổi phân tử khí tại điểm βz
β z =1+

Trong đó: X z=

β 0 −1
1,096−1 0,83
. x z=1+
.
=1,088

1+γ r
1+0,00613 0,9

ξz z 0,83
=
ξz b 0,9

3.3.7 Tổn thất nhiệt lượng do cháy khơng hồn tồn ΔQQH
Đối với động cơ xăng vì α < 1, thiếu Oxy nên nhiên liệu cháy khơng hồn tồn, do
đó gây tổn thất một lượng nhiệt, ký hiệu là ΔQQH và được tính theo cơng thức sau:
ΔTQ H =120. 103 (1−α ) M 0
¿ 120.10 3 ( 1−0,85 ) .0,512
KJ
¿ 9216 (
)
kg . nl

3.3.8 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của môi chất tại điểm z
= {{M} rsub {2} . left ({x} rsub {z} + {{(} rsub {r}} over {{*} rsub {0}} right ) . overline {m {c} rsub {vz} rsup {'}} + {M} rsub {1} . left (1 - {x} rsub {z} right ) . overline {m
m c }}
vz

Ta có:
m c vz' =19,813+ 0,0021T z (kJ/kmol° K )
m c vz =19,806+

0,00419
T z(kJ/kmol° K )
2

Thay vào ta được:
0,00613
0,83
+
. mc + 0,444. ( 1−
. mc
( 0,83
0,9
1,096 )
0,9 )
0,83 0,00613
0,83
0,487. (
+
+0,444. ( 1−
)
0,9
1,096
0,9 )

0,487.
m c vz' ' =

'

vz

¿ 19,8125+0,0020996 T

vz

3.3.9 Nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz
Đối với động cơ xăng: 20,9752+0,00287
ξz z . ( QH − ΔTQH )
M 1 . ( 1+ γ r )

'

}} . {T} rsub {z} ( * ¿

+m c vc .T c =β z . m c vz

¿

Từ công thức trên sẽ đưa đến một phương trình bậc hai, giải nó và chọn nghiệm
dương cho ta giá trị Tz tính tốn.
( ¿) ⇔

⇔

0,83. ( 43960−9216 )
+m c vc ' . T c =1,088. m c vz' ' . T z
0,444. ( 1+0,00613 )

0,83. ( 43960−9216 )
+21,617.859,3315=1,088. ( 19,812+2,099.10−3 T z ) .T z
0,444. ( 1+0,00613 )

Trong đó: QH - nhiệt trị thấp của nhiên liệu xăng, QH = 43960 (kJ/kg.nl)

m c vc ' =19,813+0,0021.T c
¿ 19,813+0,0021.859,33
¿ 21,617
⇒ Giải phương trình bậc hai ta tìm được nghiệm: Tz = 2940,449 (ºK)

3.3.10 Áp suất cuối quá trình cháy
Đối với động cơ xăng: P z=β z .

Tz
2940,449
. Pc =1,088.
.3,5326
Tc
859,3315
MN
¿ 13,15( 2 )
m

3.4 Quá trình giãn nở
3.4.1 Tỷ số giãn nở đầu
Đối với động cơ xăng: ρ = 1
3.4.2 Tỷ số giãn nở sau
Đối với động cơ xăng: δ = ε = 10
3.4.3 Xác định chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2
Theo cơng thức sau:


( ξz b−ξz z ) .Q H
8,314
}} . {T} rsub {b} - {*} rsub {z} . overline {m {c} rsub {vz} rsup {

=β . m c vb
.T z +
. ( β z . T z−β .T b ) ( ¿)
n2 −1
M 1 . ( 1+ γ r )
Ở nhiệt độ từ (1200 ÷ 2600)ºK, sai khác của tỷ nhiệt khơng lớn lắm do đó ta có thể
xem: a 'vb=a'vz ; b b=b z ; β=β z
Ta có: (**)
8,314

n2 −1=

( ξz b−ξz z ) .Q H
+a } + {{b} rsub {vz} rsup {
M 1 . ( 1+γ r ) . β . ( T z −T b ) vz
2

. ( T z +T b ) ¿

Trong đó: (***)
a ''vz =19,8125
b'vz'
=0,0020996
2

Mặt khác ta có mối liên hệ: T b=

Tz
ε

n2−1

=

2940,449
(****)
10n −1
2

Thay lần lượt các giá trị ở (***) và (****) vào phương trình (**) ta tìm được n2:
n2 −1=

8,314
''

b
( 0,9−0,83 ) .43960
+a'vz' + vz .(2940,449+T b )
2
0,444. ( 1+0,00613 ) .1,095.( 2940,449−T b)

Giải phương trình trên ta được giá trị n2 =1,24 ∈(1,19÷ 1,27) nên thỏa điều kiện.
3.4.4 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb
Đối với động cơ xăng: T b=

Tz
ε

n2−1

=

2940,449
=1692,05 ( ° K )
101,24−1

3.4.5 Áp suất cuối quá trình giãn nở pb
Đối với động cơ xăng: Pb=

Pz
ε

n2

=

13,15
=0,756 MPa
101,24


3.4.6 Kiểm nghiệm lại nhiệt độ khí sót
P
T r=T b . r
Pb

( )

m−1
m

0,12
=1692,05.
0,756

(

)

1,5−1
1,5

=916,15(° K )

3.4.7 Sai số khí sót
∆ T r 920−916,15
=
=0,00418=0,0418 %
Tr
920

|

|

∆ T r :chênh lệch độ khí sót tính tốn và chọn ban đầu .
⇒ Thoả u cầu sai số nhỏ hơn 5%.

3.5 Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình
3.5.1 Áp suất chỉ thị trung bình tính tốn pi’

Cơng thức tính pi’ của động cơ xăng:
'

Pi=

Pc
¿
ε −1
¿

3,5326
3,5
1
1
1
.[
. 1− 1,24−1 −
. 1− 1,37 −1 ]
10−1 1,24−1
1,37−1
10
10

(

)

(

)

¿ 1,977( MPa)

3.5.2 Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi
Pi=φdd . P 'i=0,95.1,977=1,878(

MN
)
m2

Với φd = (0,93 ÷ 0,97) đối với động cơ xăng.
3.5.3 Áp suất tổn thất cơ khí pm
pm = a + b.Vp + (pr - pa)
Đối với động cơ xăng có S/D ≤ 1 nên ta chọn a = 0,039 và b = 0,0132
Ta có: V p=

S . n 88.10−3 .5800
m
=
=17,01( )
30
30
s

Suy ra: Pm=0,039+0,0132.17,01+ ( 0,12−0,15 )=0,234 (MN/m2)
3.5.4 Áp suất có ích trung bình pe
Pe =Pi−P m=1,878−0,234=1,644 (MN/m 2)


3.5.5 Hiệu suất cơ giới ηm

ηm =

ηe P e
Pm
0,234
= =1− =1−
=0,875=87,5 %
ηi P i
Pi
1,878

3.5.6 Hiệu suất chỉ thị ηi
Đối với động cơ dùng nhiên liệu lỏng ta có:
ηi =8,314.

M 1 . pi . T k
0,444.1,878 .350,14
=8,314 .
=0,334=33,4 %
Q H . p k .η v
43960.0,17.0,9725

3.5.7 Hiệu suất có ích ηe
ηe =8,314.

M1 . p e . T k
0,444.1,644 .350,14
=8,314.
=0,292=29,2 %
QH . p k . η v

43960.0,17 .0,9725

3.5.8 Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi
gi =

3600
3600
kg
=
=0,245(
)
Q H . ηi 43960.0,334
kWh

3.5.9 Suất tiêu hao nhiên liệu ge
ge =

3600
3600
kg
=
=0,280(
)
Q H . ηe 43960.0,292
kWh

3.6 Tính tốn các thơng số kết cấu của động cơ
3.6.1 Thể tích cơng tác một xylanh Vh
V h=

30. τ . N e
30.4 .210
3
=
=0,66( d m )
p e . ne . i 1,644.5800.4

3.6.2 Thể tích buồng cháy Vc
V c=

Vh
0,66
3
=
=0,07(d m )
ε −1 10−1


3.6.3 Thể tích tồn bộ Va
V a =V h+ V c =0,66+ 0,07=0,73 (d m3 )

3.6.4 Đường kính piston D
Đối với động cơ xăng ta chọn tỷ số:

√

D= 3

4. V h
π.

( DS )

=

√
3

4.0,66
=0,94( dm)
π .1

3.6.5 Hành trình piston S
S=

( DS ) . D=1.0,94=0,94(dm)

Ta có bảng số liệu sau:

S
=1
D


Bảng 1: Bảng kết quả tính tốn nhiệt động cơ xăng Toyota
STT

Thông số

Giá trị

Đơn vị

1

n

5800

v/ph

2

Ne

210

kW

3

ε

10

-

4

S

94

mm

5

D

94

mm

6

λ

0,25

-

7

λ1

1,04

-

8

λ2

0,2

-

9

λt

1,15

-

10

φd

0,95

-

11

γr

0,00613

-

12

ηv

0,9725

-

13

ξb

0,9

-

14

ξz

0,83

-

15

n1

1,37

-

16

n2

1,24

-

17

ΔQT

10

o

18

T0

302

o

19

Tk

350,14

o

20

Tr

920

o

21

Ta

364,889

o

22

Tc

859,3315

o

23

Tz

2940,449

o

24

Tb

1692,05

o

25

p0

0,1013

MN/m2

26

pk

0,17

MN/m3

27

pa

0,15

MN/m2

C

K
K
K
K
K
K
K


28

pr

0,12

MN/m2

29

Pc

3,5326

MN/m2

30

pz

13,15

MN/m2

31

pb

0,756

MN/m2

32

pi

1,878

MN/m2

33

pm

0,234

MN/m2

34

pe

1,644

MN/m2

35

ηm

87,5

%

36

ηi

33,4

%

37

ηe

29,2

%

38

gi

0,245

Kg/kW.h

39

ge

0,280

Kg/kW.h

40

α

0,85

-

7. Vẽ đồ thị công chỉ thị
Đồ thị công là đồ thị biểu diễn quan hệ hàm số giữa áp suất của mơi chất cơng tác
trong xilanh với thể tích của nó khi tiến hành các q trình nạp – nén – (cháy + giãn nở)
và thải trong một chu trình cơng tác của động cơ:
Pkt = f(Vxl)
Đồ thị cơng cho thấy một cách trực quan nhất diện tích thể hiện cơng chỉ thị của chu
trình (Li) và áp suất chỉ thị trung bình pi=

Li
. Đó là các thơng số đánh giá hiệu quả của
Vh

động cơ.
Triển khai đồ thị công chỉ thị nói trên thành đồ thị lực khí thể P kt 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 0o ~ 720o).
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 vng góc
Biểu diễn áp suất khí thể (Pkt) trên trục tung và thể tích khí (Vxl) trên trục hoành.
Bước 2: Xác định các điểm đặc biệt của đồ thị công
Điểm a (Va ; pa) : điểm cuối hành trình nạp có: