258 tính toán ht phát lực đcđt

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐÓT TRONG

LỜI NÓI ĐẦU

Động cơ đốt trong đóng vai trị quan trọng trong nên kinh tế,là nguồn động
lực cho các phương tiện vận tải như ôtô,máy kéo,xe máy,táu thủy,máy bay và các máy
công tác như máy phát điện,bơm nước ... Mặt khác động cơ đốt trong đặc biệt là động
cơ ôtô là một trong những ngun nhân chính gây ơ nhiễm mơi trường,nhất là ở thành
phó.

Sau khi học xong môn học ““ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG'', em đã vận dụng những

kiến thức đã học để làm đồ án ““TÍNH TỐN DONG CO DOT TRONG”°. Trong q trình tính

tốn để hồn thành đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu đã gặp khơng ít khó

khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của chính bản thân cùng với sự hướng dẫn và giúp đỡ

hết sức tận tình của các thầy giáo Phạm Hữu Truyền,giờ đây sau một thời gian làm việc
hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hồn thành xong đồ án mơn
học ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG. Tuy nhiên do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã
học, vào tính tốn một bài tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gap rất nhiều khó
khăn và khơng tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự xem xét, sự giúp
đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất,
đồng thời cũng qua đó rút ra kinh nghiệm, bài học làm giàu kiến thức chuyên môn và
khả năng tự nghiên cứu của mình.

Qua Đồ án này em cảm thay mình cần phải có nỗ lực cơ gắng nhiều hơn nữa, cần
phải có một phương pháp nghiên cứu đúng đắn trên con đường mình đã chọn

.Cũng qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo Phạm Hữu Truyền

cùng các thầy giao trong khoa đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và đóng góp ý kiến quý
báu giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất và đúng tiến độ..

Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thây.
Em xin chân thành cảm ơn!
SƯTH. Đặng Văn Hồn

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 Vinh,ngay 21 thang12 nim 2010 SVTH : Dang Van Hoan

1

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

PHẢN I :TÍNH TỐN CHU TRÌNH CƠNG TÁC
TRONG DONG CO DOT TRONG

L) Trình tự tính tốn :

1.1 )Số liệu ban đầu :

1- Công suất của động cơ N‹ Ne =12 (ma luc) =8,83(Kw)

2- Số vòng quay của trục khuỷun n=2200 (vg/ph)

3- Đường kính x1 lanh D D =95 (mm)

4- Hành trình piton S S =115 (mm)

5- Dung tích cơng tác Vụ

Va = Ds = 0,81515 (dm3)

6- Số xi lanh ¡ ¡=1

7- Tỷ số nén e ce=l

8- Suất tiêu hao nhiên liệu ge g, =180 (g/ml.h)

9- Góc mở sớm va dong mun cua xupap nap a1;02 œi=10 (độ) œ=29 (độ)

10- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải /,/Ø, / =32 (độ) , =7 (độ)

11- Chiều dài thanh truyền l l¿=205 (mm)

12- Khối lượng nhóm pitton mại mpt =1,15 (kg)

13- Khối lượng nhóm thanh truyền m: mi =2,262 (kg)

1.2 )Các thơng số cần chọn :

1 )Ấp suất môi trường -:px

Áp suất môi trường px là áp suất khí qun trước khi nạp vào đơng cơ (với động
cơ khơng tăng áp ta có áp suất khí quyên bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn px=po

Ở nước ta nên chọn px =po = 0,1 (MPa)

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 2 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

2 )Nhiệt độ môi trường -T:

Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm

Vì đây là động cơ khơng tăng áp nên ta có nhiệt độ mơi trường bằng nhiệt độ

trước xupáp nạp nên :

Tx =To =24°C =297°K

3 )Ap sudat cudi quả trình nạp :pa

Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại đơng cơ ,tính năng tốc

độ n ,hệ số cản trên đường nạp tiết điện lưu thơng... Vì vậy cần xem xét đơng cơ đang

tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa

Áp suất cuốỗi quá trình nạp pa có thê chọn trong phạm vi:

Pa =(0,8-0,9).px=0,9.0,1 = 0,08-0,09 (MPa)

Căn cứ vào động cơ D12_3 dang tính ta chon: pc =0,088 (Mpa)

4 )Áp suất khí thải P,
Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như p,

Áp suất khí thải có thê chọn trong phạm vi :

p= (1,05-1,05).0,1 =0,105-0,105 (MPa)

chon P, =0,11 (MPa)

5 )Mức độ sấy nóng của mơi chất AT

Mức độ sây nóng của mơi chất AT chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành
hỗn hợp khí ở bên ngồi hay bên trong xy lanh

Với động cơ diezel: AT=20 °C -40°C

Vì đây là đ/c D12-3 nên chọn AT=29,5°C

6 )Nhiệt độ khi sót (khí thải) T,

Nhiệt độ khí sót T; phụ thuộc vào chủng loại đơng cơ.Nếu q trình giãn nở càng

triệt để ,Nhiệt độ T, càng thấp
Thơng thường ta có thê chọn : 7,=700 °K -7000 °K
Thơng thường ta có thê chọn : T, =700 °K

7)Hệ sỐ hiệu định tỉ nhiết À, :

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 3 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

Hệ số hiệu định tỷ nhiệt ^„ được chọn theo hệ số đư lượng khơng khí œ để hiệu

đính .Thơng thường có thể chọn ^, theo bảng sau :

Ơ 0,8 1,0 1,2 1,4

À 113 | 1,17 | 1,14 | 1,11

Đối với động cơ đang tính là động cơ diesel có œ > 1,4 có thê chọn 2„=1,10

§ )Hệ số quét buông cháy A; :

Vì đây là động cơ khơng tăng áp nên ta chọn À^¿ =l

9 )Hệ số nạp thêm À¡

Hệ số nạp thêm À; phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí .Thơng thường ta có thể

chọn ), =1,02+1,07 ; ta chon A, =1,0316

10 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z É, :

Hệ số lợi dung nhiét tai diém z ,¢z phu thudc vao chu trinh céng tac của động cơ

Với các loại đ/c diezen ta thuong chon : €=0,70-0,85

Chọn : €,=0,75

11 )Hệ sỐ lợi dụng nhiệt tại điểm b É;

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b É, tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơ

diezel .&, bao giờ cũng lớn hơn €,

Với các loại đ/c diezen ta thường chọn : é; =0,80-0,90

ta chon &=0,85

12 )Hé SỐ hiệu chỉnh đơ thị CƠN 0a :

Thê hiện sự sai lệch khi tính tốn lý thuyết chu trình cơng tác của động cơ với chu

trình cơng tác thực tế .Sự sai lệch giữa chu trình thực tế với chu trình tính tốn của

động cơ xăng ít hơn của động cơ điezel vì vậy hệ số a của đ/c xăng thường chọn hệ số

lớn.

Có thể chọn œa trong phạm vi: ọa =0,92-0,97

Nhung day là đ/c điezel nên ta chon oq =0,97

II )Tính tốn các q trình cơng tac :

2.1 .Tính tốn q trình nạp :

1)Hệ số khi sót Vy

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 4 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG
Hệ số khí sót y, được tính theo công thức :

_ dal Ty†AT) P 1
J ¬a th BÀI. na da)
r
T 1m

Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45+1,5

Chon m =1,5

_ oS ee ] — 0,03823

° 16.1,0—3111.61. 0,11 \15
0,088

2)Nhiệt độ cuối quá trình nạp T,
Nhiệt độ cuối q trình nạp Tạ được tính theo cơng thức:

P,)(=+ =340,8 (°K)

T= (+41), Tp =) °K

1+),

G91+29,8)11,10.3800| 58] t1o,5

T,= 1+ 0,03823 ,

3 )Hé s6 nap n, :

Tw _= ie-1° T,+kkAT . PĐaụ ‹ K (PF,s ( m )

1

n=—E—.—“ —. °°5 lislosie-ii|-CtL Ì'° | =0.8139
1-16 297+29,5 0,11 0,088

4)Lượng khi nạp mới M :

Lượng khí nạp mới M¡ được xác định theo cơng thức sau :

M, oP 3 a © (kmol/kgnhién liéu)
e-Le tk

Trong đó p, là áp suất có ích trung bình được xác định thao cơng thức sau:

Pe _ 30.Ne.t _ 30.12.4 =0,59059 (MPa)

Vụnl 081515.2200.1

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 5 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐÓT TRONG

3

Vậy: M, = “2210.916512 — Q 191 (kmol/kg nhiên liệu)
180.0,59059.297

5 )Lượng không khi lý thuyết cân để đốt cháy 1kg nhiên liệu M, :
Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mọạ được tính theo cơng thức :

Mẹ “2i (§+4-2) (kmol/kg) nhiên liệu

Vì đây là đ/c điezel nên ta chọn C=0,87 ; H=0,126 ;O=0,004

L để! 0126, 0004 ) =0,4946 (kmol/kgnhiên liệu)
Mo~ 921-2 4 7

6 )Hệ số dư lượng khơng khí œ

Vì đây là động cơ điezel nên :

—M¡ _ 0,819] = 1,6560
M, 0,495

2.2 )Tinh toan qua trinh nén :

1 )Ti nhiét mol dang tich trung binh cua khong khi :

mcy = 19,806+0,00209.T =19,806 (kJ/kmol.độ)

2 )Tỉ nhiệt mol đắng tích trung bình của sản phạm cháy : (kJ/kmol.độ)
Khi hệ số lưu lượng khơng khí œ >1 tính theo cơng thức sau :

me", -(19, 97611L2e0s3t4) tổ (227, go B50) 105 T

= [19876 + | + 5 427.8 + Ta] .105=20,8537 (kJ/kmol.độ)

3 )Ti nhiét mol dang tích trung bình của hỗn hợp :

Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong q trình nén mc', tính theo

cơng thức sau :

_ ¬ mc,t+y,;.mc", _ 19,806 + 0,0382.20,8537 1+0,.382 =19/845 (kJ/kmol.độ)
l1;
In1Cy —

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 6 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

4) Chỉ số nén ẩa biến trung bình nị:

Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thong số kết câu và thong số vận

hành như kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độ

của động cơ... Tuy nhiên n¡ tăng hay giảm theo quy luật sau :

Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mắt nhiệt sẽ khiến cho n¡ tăng.Chỉ số nén

đa biến trung bình n¡ được xác băng cách giải phương trình sau:

n-1= , 8,314

a2 ".T,(£” +1)

Chú ý :thông thường để xác định được nạ ta chọn nị trong khoảng 1,340~1,390
Rất hiểm trường hợp đạt nị trong khoảng 1,400 ~ 1,410

—> (theo sách Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong - trang 128 )

Vì vậy ta chọn n¡ theo điều kiện bài toán cho đến khi nao thõa mãn điều kiện bài

toán :thay n¡ vào VT và VP của phương trình trên và so sánh,nếu sai số giữa 2 về của
phương trình thõa mãn <0,2% thì đạt yêu cau.
Sau khi chọn các giá trị của m¡ ta thay n, =1,3685 thõa mãn điều kiện bài tốn

5 )Ấp suất cuối quả trình nén P,
Áp suất cuối q trình nén P„ được xác định theo cơng thức :

P,=P,. € = 0,088. 161% = 3.9037 (MPa)

6 )Nhiệt độ cuối quá trình nén T,
Nhiệt độ cuối quả trình nén Tc được xác định theo cơng thức

T,=T,ạ.e”'=340,8. 1614! = 0449 (°K )

7 )Lượng mơi chất cơng tác của q trình nén M, :
Lượng môi chất công tác của quá trình nén Mẹ được xác định theo công thức :

M,=M¡+M,=M¡.(I+z,) =0,8191.(1+0,03823) =0,85 (kmol/kgn.l)

2.3 )Tính tốn q trình cháy :
1 )Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết fù :
Ta có hệ số thay đổi phân tử lý thuyết Bạ được xác định theo công thức :

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 7 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

_M, _M;+AM _,, AM

Bo-vM OM, Mi

Trong đó độ tăng mol AM của các loại động cơ được xác định theo công thức sau:
O 1

AM = 0,21.(1-a)M, + (F+ 32 "
1

Đối với động co diezel : AM=(4 + )

Do do

HO 0,126 0,004

Po =1+ 432 =114+ _4 “322. =1,1,0386
a.M, 1,656.0,495

2 )Hé sé thay doi phan tu thuc té B: (Do co khi sot )

Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế B được xác đinh theo công thức :

8= Botyr _ 1,0386+0,0382 _ 4375

l+yr 1+0,0382

3 )Hệ số thay đối phân tử thực tế tại điểm z , : (Do cháy chưa hết )

Ta có hệ số thay đôi phân tư thực tế tại điểm z B„ được xác định theo công thức:

Bz =1+t-y P-rL

Trong đó

Xz = 0,75 = 0,8824
0,85
eke

Nên B,=1+ 2° Š6—-ÌQss24~10328.

1+0,0382

4)Lượng sản vật cháy M; :

Ta có lượng sản vật chảy M¿ được xác định theo công thức :

M;ạ=M¡ +AM = ÿạ. M; = 1,0386.0,8191 =0,8507 (kmol/kgn.l)
5 )Nhiệt độ tại điểm z T, :

* Đối với động cơ điezel tính nhiệt độ T, băng cách giải pt cháy :

z-
M¡(I+yr) 8

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

Trong đó : : là nhiệt trị của dầu điezel ,Qu =42,5.10” (kJ⁄/kgn.])

Quy

mc,ạ;” :là tỉ nhiệt mol đăng áp trung bình của sản vật cháy tại z là:

me,;"=8,3141 mey,"

mc,," :la ti nhiét mol dang tích trung bình của sản vật cháy tai z được
tính theo ct :

H"— Bo me"1e+1 5 1 -Xz) mey — a", 4 b", T,

” Bal rt 0, }(1-.)

Chinh ly lai ta co :

MCpz "eH of ""
—=äp +by.l;

Thay (2) vào (1) ta được:

0,75.42500 +(19,845+8,314).944,9 =1,0382.(a"y+b"y ). T;
0,8191.1+0,0382)

Giải phương trình trên với a"› =29,05697 ; b”;=0,00264 ta được :

T; =2032,7 , Ty=-6524,06 (loại)

6 )Áp suất tại điểm z p, :

Ta có áp suất tại điểm z p; được xác định theo công thức :

pz =A. P. ( MPa )

¬. Với À là hệ số tăng áp

CHỦ Ý : -Đối với động cơ điezel hệ số tăng áp ^À được chọn sơ bộ ở phần thơng số

chọn. Sau khi tỉnh tốn thì hệ số giãn nở p (ở quá trình giãn nở) phải đảm

bảo p<À,nếu khơng thì phải chọn lại 2

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 9 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐÓT TRONG

-À được chọn sơ bộ trong khoảng 1,3 +2

Ở đây ta chọn 4=1,8

Vậy pz =1,8.3,9037=7,0267

2.4 )Tính tốn q trình giãn nở:

p= Be LOY any 1 )Hệ số giãn nở sớm p :
Qua q trình tính tốn ta tính được p = 1,2344 thõa mãn điều kiện p<*%

2 )Hệ số giãn nở sau ô :

Ta có hệ số giãn nở sau ồ được xác định theo công thức :

5-£ _ l6 =12,9619

P = 1,2344

3 )Chi s6 gian né da bién trung binh np :

nạ-] — 8.314

M.(1()§-.Š8,.).Q(u.TT) La?! wit_D vz (TAT»)

a

Trong đó :

Tp :là nhiệt trị tại điểm b và được xác định theo công thực -

1; ( °K )

TL= ny

Qu ‘la nhiét tri tinh todn Qy = 42.500 (kJ/kg n.])

Đối với động cơ điezel Qy'=Qy

Qua kiệm nghiêm tính tốn thì ta chọn đươc nạ =1,244.Thay nạ vào 2 về của pt

trên ta so sánh ,ta thấy sai số giữa 2 về <0,2% nên n; chọn là đúng

4)Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T, :

—T, 2032/7 = 1088, 4 ( °K )

b— ¬ — 12.09610041

5 )Ấp suất cuỗi quá trình giãn nở p, :
Áp suất cuối quá trình giãn nở Pạ được xác định theo CT :

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 10 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐÓT TRONG

P, 7,027

6 )Tĩnh nhiệt độ khí thải T„; : 15-1

Ta = Th. pel m ) =1088,47 m_Í O2t003 ”* 987,65 (°K)

>

Ta tính được T„ =787,65 ( °K).So sánh với nhiệt độ khí thải đã chon ban đầu
thõa mãn điều kiện không vượt q 15 %

2.5 )Tính tốn các thơng số chu trình cơng tác
1 )Áp suất chỉ thị trung bình p} :
Đây là đông cơ điezel áp suất chỉ thị trung bình P'; được xác định theo CT :

pi == - ah =]
nạ-] n;—ÏÌ €
e—l

Qua tính toan thyc nghiém ta tinh duge P'; =0,75919 (MPa)

2 )Áp suất chỉ thị trung bình thực tế p; :

Do có sự sai khác giữa tính tốn và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị trung bình

Trong thực tế được xác định theo công thức :

Di= p'i.Og = 0,75919.0,97 = 0,7364 (MPa)
Trong đó ọa _hệ số hiệu đính đồ thị cơng.chọn theo tính năng và chung loại

đơng cơ.

3 )Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g; :

Ta có cơng thức xác định suất tiêu hoa nhiên liệu chỉ thị g;:

_ 432.10 Py 432.10°.0,8139.0,1 =196,27 (g/kW.h)
` MỊP,T¿, 0,8191.07364.297

4)Hiệu suất chi thi nj:

Ta có cơng thức xác định hiệu suất chỉ thị Ni:

Nii _ 3,610_ 3,610 =0,4316 (%)

8.Qn 196,27.42500

3 )Ấp suất tốn thất co gidi Py :
Áp suất tồn thất cơ giới được xác định theo nhiều cơng thức khác nhau và được

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 11 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ.Ta có

tốc độ trung bình của động cơ là:

Ve ~Sa_ 115.107-3.2200 _ 5433 (i's)

Đối với động cơ diesel cao tốc dung cho ôtô (Vụ >7) :
Pm= 0,015+0,0156.V„= 0,015+0,0156.8,433 = 0,1466 (MPa)

6 )Áp suất có ích trung bình P,
Ta có cơng thức xổ áp suất có ích trung bình thực tế được xđ theo CT :
Pc= P¡—- Pạ =0,7364 — 0,1466 = 0,5898 (MPa)

Ta có tri số P„ tính quá trinh nap P, (nap) =0,6768 va P.=0,6736 thi khéng

có sự chênh lệch nhiều nên có thê chấp nhận được
7 )Hiệu suất cơ giới r„ :

Ta có có thức xác định hiệu suất cơ g101:

TÌm — Pe — 9,3898 =0,8010 %

p, 07364

& )Suất tiêu hao nhiên liệu Ø, :

Ta có có thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính tốn là:

Cc = gi _ 196,27 = 245,03 W.h
(g/kW.h)
Ym 0,8010

9 )Hiệu suất có Ích Ne:

Ta có có thức xác định hiệu suất cơ có ích Tịc được xác định theo công thức:
T\e = Tìm -T\ = 0,8010.0,4316 =0,3457

10 )Kiểm nghiêm đường kinh xy lanh D theo công thức :

l4.V (mm )
Din = as

Mặt khác Vụ = Ne.30.t _ 14.30.4.0,7355 P..i.n 0,59059 =0,81515 (md3)

kn =,|— 08155 =0,0502419 (mm)

3,14.115.10

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 12 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

Ta có sai số so với đề bài là :0,045 (mm)
HI ) Vẽ và hiệu đính đồ thị cơng :

Căn cứ vào các số liệu đã tính DP,» Pa» Pe» Pz» Pb »N1, Nz € ta lap bang tính đường

nén và đường giãn nở theo biến thiên của dung tích cơng tác Vy = 1.V,

V. : Dung tích buồng cháy

V.= Vn _ 0,81515 = 0,054343 (dm3 )
e—] 16-1

Cac théng sé ban dau: p, = 0,11 MPa ; p, = 0,088MPa; p.= 3,9037 MPa

Dz = 7,027 MPa ; p, = 0,2903 MPa

3.1 ) Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén :

- Phương trình đường nén da bién :

P.V` = const
Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường nén thì :

nị : Chỉ số nén đa biến trung bình mị = 1,3685 p = 1,2344
P„ : Ấp suất cuối quá trình nén P.=3,9037 (MPa)
3.2 ) Xây dựng đường cong áp suất trên quá trình giãn nở :
- Phương trình của đường giãn nở äa biến :

P.V” = const

a Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường giãn nở thì :
P,.V, =Py. Vy” —Py=P,. 1
V,

Ta có : p= Vz Hệ số giãn nở khi cháy =p =(1,2+1,7) chon
c

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 13 SVTH : Dang Van Hoan

DAI HOC SPKT VINH DO AN DONG CO DOT TRONG

oe V,=p.V. Vay Px = P,. (% 1 i _ P,.p- _ P,.p- _pVeVe (2\m
1:
ny: Chi sé gidn no da bién trung bình ny = §

1,2438

P,: Ap suat tai diémz: P,= 7,027 (MPa)

3.3 ) Chọn tỷ lệ xích phù hợp và các điểm đặc biệt :

- Vẽ đồ thị P-V theo tý lệ xich: ny =-# —_!_ [đm”/mm]

gtbd 265

— sttt _ Ì L [WiPa/mm

®° mả 36

- Ta có Vạ= V, + Vụ = 0,054334 + 0,81515 = 0,8695 ( dm3)

i.Ve p—Pe| Giá biểu |P,=P, | Gid tri biéu
a diễn
i 0.05434 (om diễn :
| 0.06711533|
1 "Ñ1
c=l1654 0.10868|
0.16302| 3.9037 | (14,40; 140,3) 6.94 | (17,8; 250)
2 021736| 2.9240317| (17,8; 105,3) 3.85 | (28,8; 138,8)
3 0.2717| 1.5118785| (28,8; 54,4) 2432| (43/2;83,8)
4 0.32604 0.8680325| (43,2;31,2) 1.62| (57,6; 58,6)
5 0.38038 | 0.585541| (57,6;21,1) 1.23| (72,0; 44,4)
6 0.43472 | 0.4314555| (72,0; 15,5) 0.98 | (86,4; 35,4)
7 0.48906 | 0.3361835 | (86,4; 12,1) 0.81 | (100,8; 29,2)
8 0.5434 0.2722449| (100,8; 9,8) 0.68 | (115,2; 24,7)
9 0.59774| 0.2267764 | (115,2; 8,2) 0.59 | (129,6; 21,4)
10 0.65208 | 0.193017] (129,6; 7) 0.52 | (144; 18,7)
11 0.70642| 0.46 | (158,4; 16,6)
12 0.76076 | 0.1671 | (144; 6) 0.41 | (172/8; 14,9)
13 ÔB A-=kÐ g]sj| 0.1466664 | (158,4; 5,3) 0.37 | (187,2; 13,5)
14 0.84944 | 0.1302018 | (172,8; 4,7) 0.34 | (201,6; 12,3)
LớPIBHKT |SVTHÿyj}"g3jq@Tpày
16 0.116693| (187,2;4,2) 0.29 | (225; 10,5)
0.1054387 | (201,6; 3,8)
0.0959391†16,35)
0.0878291 | (225; 3,2)

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐÓT TRONG

- Mặt khác ta có : V,=p. V. = 1,2344 .0,054334 =0,6707 (1)
3.4 ) Vẽ vịng trịn Brick đặt phía trên đồ thị cơng :

Ta chọn tỉ lệ xích của hành trình piton S là :
_ gt, Ч _ Ws _

= =—~=—-—=0.54

Hs gtbd, gtbd, 225-15
Thông số kết cau động cơ là:

MR _ 028.5708 - 8.05 (mm)

Gia tri biéu dién cua OO?’ trên đồ thị :

too’ 805
bdog = Slot= 8 — 14 91( mm
gtbd, Hạ 0,546 ( mm)

Ta có nửa hành trình cua piton 1a :

_S_1s_

Giá trị biểu diễn của R trên đồ thị : 37,5 - 105,31 (mm)

“ng{ giống

3.5 ) Lần lượt hiệu định các điểm trên đồ thị :

1) Hiệu đính điểm bắt đầu q trình nạp : (điểm a)

Từ điểm O' trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải B, , bán kính

này cắt đường trịn tại điểm a”. Từ a” gióng đường thẳng song song với trục tung cắt

đường P, tại điểm a . Nối điểm r trên đường thải ( là giao điểm giữa đường P, và trục

tung ) voi a ta được đường chuyên tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp.
2) Hiệu định áp suất cuối quá trình nén - ( điểm c°)
Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm (động cơ điezel ) và

hiện tượng đánh lửa sớm (động cơ xăng ) nên thường chọn áp suất cuối q trình nén

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 15 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

lý thuyết P, đã tính . Theo kinh nghiệm, áp suất cuối q trình nén thực tế P°„ được

xác định theo cơng thức sau :
Vì đây là động cơ diezel :

P’?, =P, + 3ú P; - P, ) = 3,9037 tà .(7,027- 3,9037 ) = 4,9448 (MPa )

Từ đó xác định được tung độ điểm c°trên đồ thi công :

Yo = P’, _ 4,9448 Np 0,2778 = 178,0128 (mm)

3) Hiệu chỉnh điểm phun sém : ( diémc’’ )
Do hiện tương phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lý

thuyết tại điểm c°?. Điểm c°? được xác định bằng cách .Từ điểm O? trên đồ thị Brick ta

xác định được góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm 0, ban kính này cắt vịng trịn

Brick tại 1 điểm . Từ điểm gióng này ta gắn song song với trục tung cắt đường nén tại

diém c’’. Dùng một cung thích hợp nói điểm c°? với điểm c?

4 )Hiéu dinh diém dat Pama. thuc té

Ap suat Prmax thực tế trong q trình cháy - giãn nở khơng duy trì hằng số như

động cơ điezel ( đoạn ứng với p.V„ ) nhưng cũng không đạt được trị số lý thuyết như

động cơ xăng. Theo thực nghiệm điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền

vào khoảng 372° + 375° ( tức là 12° + 15° sau điểm chết trên của quá trình cháy và

giãn nở )

Hiệu định điểm z của động cơ điezel :

- Xác định điểm z từ góc 15°. Từ điểm O trên đơ thị Brick ta xác định goc tuong

ứng với 375° góc quay truc khuỷu ,bản kính này cắt vịng trịn tại 1 điểm. Từ

điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường P, tại điểm z .

- Dùng cung thích hợp nổi c` với z và lượn sát với đường giãn nở .

5) Hiệu định điểm bắt đầu quá trình thải thực tế : ( điềm b° )

Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình thải thực sự
diễn ra sớm hơn lý thuyết . Ta xác định điểm b bằng cách : Từ điểm O’trén d6 thi Brick

ta xác định góc mở sớm xupáp thải P;,bán kính này cắt đường tron Brick tại 1 điểm.Từ

điểm này ta gióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở tại điểm b°.

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 16 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

6 ) Hiệu định điểm kết thúc quá trình giãn nở : ( điểm b°? )
Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế Pạ› thường thấp hơn áp suất cuối quá trình

giãn nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo công thức kinh nghiệm ta có thê xác
định được :

P,»= P, + 2Á P,-P,)=0,11 +5 (0,2903- 0,11 )=0,2003 (MPa)

Từ đó xác định tung độ của điểm b°' là:

Py» 0/2003
,= we DS = 7,209
ye m 002778 (mm)

i O O'

Pz

c

C Ny

r Đồ thị công chỉ thị _
17
0 SVTH : Dang Van Hoan

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

PHẢN H : TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC
I) Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học :

Các đường biểu diễn này đều vẽ trên 1 hoành độ thống nhất ứng với hành trình

piston S =2R .Vi vay độ thị đều lẫy hồnh độ tương ứng với Vụ của độ thị cơng ( từ

điểm 1.V, đến e.V, )
1.1 ) Đường biểu diễn hành trình của piston x= ƒ(0)

Ta tiễn hành vẽ đường biêu diễn hành trình của piston theo trình tự sau:
1. Chọn tỉ xích góc : thường dùng tỉ lệ xích ( 0,6 ~ 0,7) (mm/độ )

ở đây ta chọn tỉ lệ xích 0,7 mm/độ
2. Chọn gốc tọa độ cách ốc cách độ thị công khoảng 15 + 18 cm
3. Từ tâm O'? của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10°,20°,....... 180°

4. Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 10° ,20°,....... 180°
tương ứng trên trục tung của đồ thị của x = ƒ(œ) ta được các điểm xác định

chuyển vị x tương ứng với các góc 10°,20°,.....180°

5. nỗi các điểm xác định chuyên vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ x = f(a).

1.2 ) Đường biểu diễn tốc độ của piston v= f(a) .

Ta tiến hành vẽ đường biêu diễn tốc độ của píton v = f(o). Theo phương pháp đồ
thị vòng .Tiến hành theo các bước cụ thể sau:

1.Vẻ nửa vòng tròn tâm O bán kính R ,phía đưới đồ thị x = f(a). Sat mép dưới của
bản vẽ

2. Vẽ vịng trịn tâm O bán kính là RA/2
3. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vịng trịn tâm O bán kính 1a RA/2
thành 18 phần theo chiều ngược nhau .
4. Từ các điểm chia trên nửa vịng tâm trịn bán kính là R kẻ các đường song song
với tung độ , các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất phát từ các
điểm chia tương ứng trên bán kính 1a RA/2 tai cac diém a,b,c,....

5. N6i tai cac diém a,b,c,.... Tao thanh dudng cong gidi han trị số của tốc độ piton

thể hiện bằng các đoạn thắng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng trịn bán kính
R tạo với trục hồnh góc ơ đến đường cong a,b,c....

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 18 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐÔ ÁN ĐỘNG CƠ ĐÓT TRONG

Đồ thị này biểu điễn quan hệ v = Í(œ) trên tọa độ độc cực :

ye ge 4” 5 6 3 E„Ri4K75’, v= f (a)

0 1 8›4 7 ⁄

Lal 18
1716 34312 107 = ⁄ ist 7
1 12 |15” H14” 17

2 16

3 15
4 14

NG | a

8 9 10

Hinh 2.1: Dang dé thi v = f(a)

1.3 Đường biếu diễn gia tốc của piston j = f(x)

Ta tiễn hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp TôÏlê ta vẽ

theo các bước sau : (m/⁄s” .mm )

1.Chọn tỉ lệ xích ; phù hợp trong khoảng 30 +80

Ở đây ta chọn Ly = 50 (m/s? .mm)

2.Ta tính được các giá trỊ :

- Ta có góc :

0= 0= 2200.3,14 — 2303835 (rad /s)

- Gia tốc cực đại :

jmax = R.@ˆ .( 1+2.) =57,5 107.230,3835/.( 1 + 0,28 ) = 3,906.10°( m/ s’)

Vậy ta được giá trị biéu dién jmax 1a:

gibd, = _= =3,906.10 =78,129 (mm)

-Gia tốc cực tiêu:

imaạ =—R.@2.( 1—.)=—57,5.10.230,3835/.( 1-0,28 ) = —2,197.10°( m/ s”)

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 19 SVTH : Dang Van Hoan

ĐẠI HỌC SPKT VINH ĐƠ ÁN ĐỘNG CƠ ĐĨT TRONG

Vậy ta được giá trị biểu diễn của jmin 1a:

bd. = BH(u _= 2,197.10" = —43,49750(mm)
BC B

-Xac dinh vi tri cua EF :

EF = -3.R.2.07 = -3.57,5.10°.0,28.230,3835° = —2,563.10° (m/s? )

Vậy giá trị biéu dién EF Ia:

pidge = = 2,363.10"3 __s1 29 (mm)

50

3. Tu diém A tuong tmg diém chét trén lay AC = jmax , tir diém B tương ứng điểm

chết dưới lay BD = jmin , n6i CD cắt trục hoành ở E ; lây EF = -3.R.À.œˆ về phía BD
Nối CF với BD ,chia các đoạn này làm 8 phần, nối 11, 22, 33 ...Vẽ đường bao

trong tiếp tuyến với 11, 22, 33 ...ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = f(x)

Lớp ĐHKT Ơtơ A- k4 20 SVTH : Dang Van Hoan