Tiểu luận tính toán động cơ đề bài động cơ ford transit 2 4l tdci (2019
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.68 MB, 56 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM</b>
<i><b><small>TP.HỒ CHÍ MINH, ngày 20 tháng 12 năm 2020</small></b></i>TRƯỜNG ĐH SPKT TP.HCMCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VN
1
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰCĐộc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
<b>BỘ MÔN ĐỘNG CƠ</b>
<b>NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN</b>
<b>MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG</b>
Họ và Tên SV: Phan Thanh SơnMSSV: 15145343 LỚP Trần Hiếu LiêmMSSV: 18145388 Chiều thứ 4 Phan Đình Thắng MSSV: 18145456 NHÓM Lê Trung Nguyên MSSV: 18145407 21
<b> Số liệu ban đầu</b>
Loại động cơ: Diesel (Tăng áp)Số kỳ, : 4
Cơng suất có ích, Pmax (kW): 103Số vịng quay, n (vòng/phút): 3500 Tỷ số nén, ε : 17,7Hệ số dư lượng khơng khí:α: 1,7
<b> Nội dung thuyết minh</b>
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.
Ngày giao nhiệm vụ : Tuần 2 (05-11/10/2020) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Tuần 13 (21-27/12/2020)
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên)
PGS.TS. Lý Vĩnh Đạt
2
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3"><b>THỜI GIAN THỰC HIỆN</b>
<b> Tiến độ thực hiện:</b>
<b>1. Tính tốn nhiệt: 3 tuần</b>
- Chọn các thơng số đầu vào: 1 tuần - Tính tốn nhiệt: 1 tuần
<b>3. Tính và vẽ đặc tính ngồi của động cơ: 1 tuần4. Viết thuyết minh và chuẩn bị báo cáo: 2 tuần</b>
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 thơng 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.
2
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">M C L CỤ Ụ
CÁC THÔNG SÔỐ C A Đ NG C DIESEL 2.4L TDCi TRÊN XE FORD TRANSIT Đ I 2019Ủ Ộ Ơ Ờ ...4
A. TÍNH TỐN NHI T Đ NG C ĐÔỐT TRONGỆ Ộ Ơ ...6
1. CÁC THÔNG SÔỐ CẦẦN CH N CHO TÍNH TỐN NHI T:Ọ Ệ ...
1.1 Áp suấất khơng khí n p pạ <small>0</small>... 6
1.2 Nhi t đ khơng khí n p m i Tệ ộ ạ ớ <small>0</small>... 6
1.3 Áp suấất khí n p trạ ướ c xupap n p pạ <small>k</small>... 6
1.4 Nhi t đ khí n p trệ ộ ạ ướ c xupap n p Tạ <small>k</small>...6
1.5 Áp suấất cuôấi q trình n p pạ <small>a</small>... 6
1.12 H sơấ l i d ng nhi t t i đi m Z ệ ợ ụ ệ ạ ể (ξ<small>Z</small> )...7
1.13 H sôấ l i d ng nhi t t i đi m b ệ ợ ụ ệ ạ ể (ξ<small>b</small> )... 7
1.14 Ch n h sôấ d lọ ệ ư ượ ng khơng khí α... 7
1.15 Ch n h sôấ điêồn đấồy đ đôồ th cơng φọ ệ ủ ị <small>d</small>...7
2.5 . Tính tốn các thơng sơấ đ c tr ng c a chu trìnhặ ư ủ :...11
2.6 . Tính tốn thơng sơấ kêất cấấu đ ng c :ộ ơ...12
2.7 Vẽẽ đôồ th công ch th :ị ỉ ị...
B. TÍNH TỐN Đ NG H C, Đ NG L C H C C CẦỐU PISTON - KHU U TR C - TTỘ Ọ Ộ Ự Ọ Ơ Ỷ Ụ ...20
1. Đ NG H C C A PISTON ( THEO PHỘ Ọ Ủ ƯƠ NG PHÁP GI I TÍCH)Ả ...20
1.1 Chuy n v pistonể ị :...
1.2 Tôấc đ pistonộ :...
1.3. Gia tôấc piston:...
2. Đ NG L C H C C A C CẦỐU TR C KHU U-THANH TRUYÊẦN:Ộ Ự Ọ Ủ Ơ Ụ Ỷ ...22
2.1. L c khí thự ể:...
2.2. L c quán tính c a các chi tiêất chuy n đ ngự ủ ể ộ :...23
2.3. H l c tác d ng trên c cấấu khu u tr c – thanh truyêồnệ ự ụ ơ ỷ ụ :...24
2.4. Mômẽn quay c a đ ng c nhiêồu xi lanhủ ộ ơ :... 41
2.5. L c tác d ng lên chôất khu uự ụ ỷ :... 44
PH L CỤ Ụ ...46
4
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5"><b>STTTên thơng sốKí hiệuGiá</b>
<b>CÁC THƠNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 2.4L TDCi (TĂNG ÁP)TRÊN XE FORD TRANSIT ĐỜI 2019</b>
5
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6"><b>A. TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG</b>
<b>1. CÁC THƠNG SỐ CẦN CHỌN CHO TÍNH TỐN NHIỆT:1.1 Áp suất khơng khí nạp p</b>
<b><small>0</small></b>Áp suất khơng khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển: P = 0,1 [MN/m ]
<small>0</small> <sup>2 </sup><b>1.2 Nhiệt độ không khí nạp mới T</b>
<b><small>0</small></b>Vì nước ta thuộc khu vực nhiệt đới, nhiệt độ trung bình ngày có thể chọn: t = 29 C, do đó: T = (t + 273) K = 302 K
<small>kk</small> <sup>o</sup> <small>0kk</small> <sup>o</sup> <sup>o</sup><b>1.3 Áp suất khí nạp trước xupap nạp p</b>
<b><small>k</small></b>Động cơ bốn kỳ tăng áp, nên ta chọn p = 0,12 [ MN/m ]
<small>k</small> <sup>2</sup><b>1.4 Nhiệt độ khí nạp trước xupap nạp T</b>
<b><small>k</small></b>Đối với động cơ 4 kỳ tăng áp: Chọn m=1,5: (
<small>o</small>K)
<b>1.5 Áp suất cuối quá trình nạp p</b>
<b><small>a</small></b>Với động cơ bốn kỳ tăng áp:
<b>1.8 Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới ΔT </b>
Khi tiếến hành tính tốn nhi t c a đ ng c ngệ ủộơười ta thường ch nọ tr sỗế căn c vào sỗế li u th c nghi m.ịứệựệ
V i đ ng c diesel: . ớ ộơTa chọn ΔT = 20
<small>o</small>C.
<b>1.9 Chọn hệ số nạp thêm λ</b>
<b><small>1</small></b>6
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">H sỗế n p thếm bi u th s tệạểị ự ương quan lượng tăng tương đỗếi c aủ hỗỗn h p khí cỗng tác sau khi n p thếm so v i lợộớ ượng khí cỗng tác chiếếm ch th tích ổở ể
Hệ số nạp thêm chọn trong giới hạn λ = 1,02 1,07. Ta chọn λ = 1,05.
<small>11</small><b>1.10 Chọn hệ số quét buồng cháy λ </b>
<b><small>2</small></b>Đối với những động cơ tăng áp : Ta chọn λ = 0,3.
<small>2</small><b>1.11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt λ </b>
<b><small>t</small></b>Thông thường khi tính cho động cơ diesel có α = 1,51,8 : Ta chọn λ = 1,11.
<small>t</small><b>1.12 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (ξ )</b>
<b><small>Z</small></b>H sỗế l i d ng nhi t t i đi m ệợ ụệ ạể Z () ph thu c vào chu trình cỗng tác ụộ đ ng c .ộ<b>ơ Đối với động cơ diesel ξ = 0.65 0,85</b>
<small>Z</small>Ta chọn ξ = 0,85.
<small>Z</small><b>1.13 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (ξ )</b>
<b><small>b</small></b>H sỗế l i d ng t i đi m b ( ) ph thu c vào nhiếầu yếếu tỗế: tỗếc đ , ệợ ụạểụộộ đ ng c , t sỗế nén.ộơ ỷ
Đối với động cơ diesel tăng áp ξ < 0,92
<small>b</small>Ta chọn ξ = 0,9.
<small>b</small><b>1.14 Chọn hệ số dư lượng khơng khí α</b>
Đối vs động cơ diesel tăng áp α = 1,7 2,2 Ta chọn α = 1,7.
<b>1.15 Chọn hệ số điền đầy đủ đồ thị công φ</b>
<b><small>d</small></b>H sỗế điếần đầầy đỗầ th cỗng ( ) đánh giá vếầ phầần hao h t vếầ di n tích ệịụệc a đỗầ th cỗng th c tếế so v i đỗầ th cỗng tính toán. ủịựớịĐối với động cơ diesel buồng cháy thống nhất φ = 0,9 0,95
<small>d</small></div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">- Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháyKhi tính cho đơ •ng cơ diesel theo cơng thức sau :
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">- Lượng khí nạp thực tế vào xi lanh M
<small>1</small>Đối với động cơ Diesel:
(kmol kk/kg nl) - Lượng sản vật cháy: (kmol SVC/kg nl)
- Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết
<small>0</small>- Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế: <sup></sup>
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">= =
- Nhiệt độ cuối quá trình cháy : T
<small>z</small>- Đối với động cơ Diesel :
Giải phương trình trên ta được: n = 1,24
<small>2 </small>- Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở:
- Áp suất cuối quá trình giãn nở : - Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót T
<small>r : </small>- Sai số: ,
T<small>r</small>là chênh lệch nhiệt độ khí sót tính tốn và chọn ban đầu.
<b>2.5. Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình:</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 48</span><div class="page_container" data-page="48">2.4. Mơmẽn quay c a đ ng c nhiêồu xi lanhủ ộơ:
Quy ước các mômen tác dụng lên trục khuỷu như sau: -M
<small>i</small>: mômen tác dụng lên truc khuỷu thứ i
-ΣM
<small>i-1</small>: mơmen của các khuỷu phía trước trục khuỷu thứ i
-ΣM
<small>i</small>: tổng mômen tác dụng lên ổ trục cuối cùng cịn gọi là mơmen tổng cộng của động cơ. Nó có chu kỳ biến thiên bằng góc lệch cơng tác
<small>k</small>Mômen tổng cộng được xác định bằng quan hệ sau: Trong đó: tổng lực tiếp tuyến
R: bán kính quay của trục khuỷu 2.4.1. Góc lệch cơng tác
<small>k</small>Trong đó: :số kì i: số xilanh
48
</div><span class="text_page_counter">Trang 50</span><div class="page_container" data-page="50">2.4.2. Thứ tự làm việc của động cơ: 1-3-4-2
2.4.3. Xác định pha cơng tác của từng xilanh ứng với vị trí khi khuỷu trục của xilanh thứ nhất nằm ở vị trí 0
<small>o</small>(tức là α1 = 0
<small>o</small>hoặc α1 = 720
<small>o</small>góc quay trục khuỷu)
Đối với động cơ 4 xilanh có thứ tự làm việc 1-3-4-2, tại vị trí đầu tiên khi khuỷu trục của xilanh 1 nằm ở α1 = 0 (hoặc α1 = 720 ) thì:
<small>oo</small>- Khuỷu trục của xilanh 3 nằm ở: α3 = 720 – 180 = 540
<small>ooo</small>- Khuỷu trục của xilanh 4 nằm ở: α4 = 540 – 180 = 360
<small>ooo</small>- Khuỷu trục của xilanh 2 nằm ở: α3 = 360 – 180 = 180
<small>ooo</small>50
</div><span class="text_page_counter">Trang 51</span><div class="page_container" data-page="51">Thời gian ngắn nhất tính theo góc quay của trục khuỷu, giữa lần nổ trong hai xilanh kề nhau là:
- Giữa xilanh 1 và 2 là 180
<small>o</small>- Giữa xilanh 2 và 3 là 360
<small>o</small>- Giữa xilanh 3 và 4 là 180
<small>o</small>2.5. L c tác d ng lên chơất khu uựụỷ :
Tại chốt khuỷu có các lực tác dụng sau:
</div><span class="text_page_counter">Trang 54</span><div class="page_container" data-page="54">title('DO THI CONG P-V');
<b>Code của các đồ thị còn lại:</b>
%% dong hoc cua piston
%% dong luc hoc cua co cau piston-khuyu truc- thanh truy?n % luc khi the title('DO THI LUC THEO GOC QUAY');
legend('Luc khi the Pkt' 'Luc quan tinh Pj' 'Luc tong hop Pt', , );
</div><span class="text_page_counter">Trang 55</span><div class="page_container" data-page="55">qch=t+z-mb*0.0473*(125*pi)^2; figure
xlabel( 'Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel ('Luc ngang N (MN/m2) ');
title('DO THI LUC NGANG THEO GOC QUAY'); grid ;on
figure plot(a,t);
xlabel( 'Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel ('Luc tiep tuyen T (MN/m2) ');
title('DO THI LUC TIEP TUYEN THEO GOC QUAY'); grid ;on
figure plot(a,z);
xlabel( 'Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel ('Luc phap tuyen Z (MN/m2) ');
title('DO THI LUC PHAP TUYEN THEO GOC QUAY'); grid ;on
figure plot(t,z); axis ;ij
xlabel( 'Luc tiep tuyen T (MN/m2) '); ylabel ('Luc phap tuyen Z (MN/m2) '); title('DO THI VECTO PHU TAI');
xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Chuyen vi x (cm)'); title('DO THI CHUYEN VI THEO GOC QUAY');
xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Van toc v (cm/s)'); title('DO THI VAN TOC THEO GOC QUAY');
xlabel('Goc quay truc khuyu (do)'); ylabel('Gia toc j (cm/s2)'); title('DO THI GIA TOC THEO GOC QUAY');
grid ;on
55
</div><span class="text_page_counter">Trang 56</span><div class="page_container" data-page="56">plot(a,mq); grid ;on
xlabel( 'Goc quay truc khuyu (do)');
ylabel ('Tong moment quay truc khuyu Mq (MN/m) ');
title('DO THI TONG MOMENT TRUC KHUYU THEO GOC QUAY'); grid ;on
figure plot(a,qch); grid ;on
xlabel( 'Goc quay truc khuyu (do)');
ylabel ('Phu tai tac dung len chot khuyu Mq (MN/m2) ');
title('DO THI PHU TAI TAC DUNG TREN CHOT KHUYU THEO GOC QUAY');
