động cơ đốt trong

ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Đồ án động cơ đốt trong
1
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, ô tô đã trở thành
phương tiện thông dụng của các cơ quan, doanh nghiệp và cá nhân. Tuy vậy ô tô
vẫn là tài sản lớn và viêc tìm hiểu và tính toán thiết kế động cơ ô tô là điều rất cần
thiết đối với sinh viên cơ khí động lực, kỹ sư ô tô.
Đồ án thiết kế hệ thống động cơ Ôtô: giúp ta tìm hiểu và thiết kế động cơ đốt
trong, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như
Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí , và giúp sinh viên có cái nhìn
tổng quan về việc thiết kế động cơ. Qua đó bản thiết kế “Đồ án động cơ đốt
trong” đã giúp chúng ta phần nào có thể hình dung ra được cách tính toán, trình tự
thiết kế ra một động cơ đốt trong.Và dưới đây là bản thiết kế đồ án động cơ đốt
trong mà tôi đã áp dụng những kiến thức về tính toán động cơ, nguyên lý động cơ
đốt trong, Kết cấu động cơ…để thiết kế. Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện
các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết
với một sinh viên cơ khí động lực.
Tôi chân thành cảm ơn Thầy Hoàng Ngọc Dương, các thầy cô và các bạn
khoa cơ khí động lực đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.Với
kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong
nhậnđượcýkiếntừthầycôvàcácbạn.
2
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ
A. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN:
1. Đặc điểm động cơ thiết kê:
Động cơ thiết kế là động cơ SVMK-AA, 4 kì, 4 xy lanh được bố trí thẳng

hàng (I4)
+Công suất danh nghĩa: N
en
=70,9Kw
+Tốc độ vòng quay danh nghĩa: n
n
=5800 (v/ph)
Được sử dụng trên xe ôtô SYM V5-SC3 A2
2. Tổ chức quá trình cháy :
a. Loại nhiên liệu :
Nhiên liệu dùng cho động cơ là xăng.( Xăng không chì có trị số ốc tan ≥
92)
Các thành phần có trong nhiên liệu: C, H, O, S [1, tr.39]
Nhiên liệu Thành phần khối lượng
Khối lượng
Phân tử
(kg / kmol
Nhiệt trị thấp
Q
H
( kJ / kg )
Xăng
c h o
110 - 120 43960
0,855 0,145 -
b. Buồng đốt:
Chọn buồng đốt kiểu lốc xoáy, bởi vì trong phạm vi rộng của tốc độ động
cơ, nhiên liệu và không khí vẫn được phối hợp hòa trộn với nhau tạo ra hòa khí tốt.
Dòng xoáy lốc được tạo ra khi nén có cuồng độ lớn hơn so với dòng xoáy
được tạo ra khi nạp, nên hòa khí được tạo ra nhanh hơn. Vì vậy kể cả khi phun

nhiên liệu rất trễ, quá trình cháy vẫn kết thúc kịp thời và động cơ có thể chạy ở tốc
độ cao. Mặt khác số màng lửa xuất hiện đầu tiên trong vòi phun một lỗ ít hơn nhiều
3
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
so với vòi phun nhiều lỗ, nhờ đó giảm được tốc độ cháy, tốc độ tăng áp khí cháy và
tiếng ồn của động cơ.
Chọn buồng đốt xoáy lốc cần làm cho thời điểm cháy hơi muộn một chút
(sát điểm chết trên), vì vậy trong thời gian cháy ở buồng cháy chính, pittông bắt
đầu đi xuống, nhiệt độ môi chất sẽ giảm do giãn nở đã hạn chế sự hình thành NO
x
.
c. Hệ thống nhiên liệu:
Sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng phun xăng điều khiển điện tử , lý
do áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòi phun một cách riêng lẽ, nhiên liệu áp
suất cao được phân phối đến từng kim phun theo yêu cầu. Lợi ích của kim phun là
làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu được phun ra ở áp suất rất cao nhờ kết hợp
điều khiển điện tử, kiểm soát lượng phun, thời điểm phun. Do đó làm hiệu suất
động cơ và tính kinh tế nhiên liệu cao hơn.
Nhiên liệu được cung cấp theo hình thức đa điểm, thời điểm cung cấp và
lượng nhiên liệu cung cấp phụ thuộc vào chế độ hoạt động của động cơ. ECU nhận
tín hiệu từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ khí nạp, Cảm biến lưu lượng khí nạp,
Cảm biến nhiệt độ động cơ, Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu, Cảm biến áp suất , Cảm
biến áp suất khí nạp, Cảm biến vị trí bàn đạp ga, Cảm biến vị trí bướm gió, Cảm
biến vị trí trục cam v.v…) gửi về, sau đó phân tích chế độ hoạt động của động cơ
và điều khiển thời điểm và thời lượng phun nhiên liệu.
4
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Hình 1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu:

Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu được bơm cung cấp từ thùng chứa lên
đường ống thấp áp đến lọc để loại bỏ các chất cặn và nước nếu có rồi lên bơm cung
cấp, tại đây nhiên liệu lại đi qua một lọc tinh để đảm bảo nhiên liệu hoàn toàn sạch.
Một bơm tiếp vận khác tại bơm cung cấp nhiên liệu vào hai buồng nén tạo cao áp
của bơm cung cấp nhiên liệu. Nhiên liệu trước khi vào buồng cao áp được điều
khiển thông qua van với tín hiệu cung cấp từ ECU. Việc tao áp suất và phun nhiên
liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ thống. Áp suất phun được tạo ra độc lập
với tốc độ và lượng nhiên liệu phun ra. Nhiên liệu được dự trữ với áp suất cao
trong ắc quy thủy lực. Lượng phun ra được quyết định bởi bàn đạp chân ga, thời
điểm phun cũng như áp sấp phun được tính toán bằng ECU dựa trên các biểu đồ
lưu trữ trên nó. Sau khi ECU điều khiển kim phun của các vòi phun tại mỗi xylanh
động cơ để phun nhiên liệu nhờ thông tin từ các cảm biến với áp suất phun có thể
lên dến 1500bar. Nhiên liệu còn thừa sẽ hồi về thùng chứa nhiên liệu thông qua
mạch dầu hồi bố trí trên kim phun.
Ưu điểm:
+ Tiêu hao nhiên liệu thấp.
+ Phát thải khí ô nhiễm thấp.
+ Động cơ làm việc êm dịu, giảm được tiếng ồn.
+ Cải thiện tính năng động cơ.
Nhược điểm:
+ Thiết kế và chế tạo phức tạp đòi hỏi ngành công nghệ cao
3. Hệ thống nạp – xả
Chọn cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp treo vì dung tích buồng cháy của
động cơ xăng nhỏ, tỷ số nén rất cao, nên cơ cấu xupáp treo cho buồng cháy gọn,
diện tích mặt truyền nhiệt nhỏ vì vậy giảm được tổn thất nhiệt. Giúp cho đường
nạp thải thanh thoát hơn, khiến sức cản khí động giảm nhỏ, đồng thời do có thể bố
trí xupáp hợp lí hơn nên có thể tăng tiết diện lưu thông của dòng khí. tuy nhiên cơ
cấu xupáp treo tồn tại một số nhược điểm như: cơ cấu dẫn động xupáp khá phức
5
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG

ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
tạp và làm tăng chiều cao động cơ, ngoài ra còn làm cho nắp xylanh trở nên hết sức
phức tạp và khó đúc.
Sử dụng phương pháp dẫn động bằng cơ cấu cam - con đội - đũa đẩy - đòn
gánh, vì phương pháp dẫn động này cho khả năng bố trí trục cam ở nhiều vị trí
thích hợp hơn so với dẫn động trực tiếp.
6
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Hình 2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phân phối khí
Nguyên lý hoạt động: khi động cơ hoạt động kéo bánh răng 16 dẫn động
bánh răng trục cam quay khiến các vấu cam bánh răng 13 quay theo. Vấu cam đẩy
con đội 12, đũa đẩy 11 đi lên ép cần bẩy 6 quay quanh trục 7 tì ép đuôi xupáp, qua
đĩa lò xo 5 ép lò xo 4 để đẩy xupáp 2 đi xuống mở cửa thông: khi đỉnh vấu cam
trượt qua đáy con đội thì lò xo xupáp 4, thông qua đĩa lò xo 5 đẩy xupáp đi lên
đóng cửa thông đồng thời qua cần bẩy 6 ép đũa đẩy 11 và con đội 12 đi xuống để
đẩy con đội tiếp xúc với mặt cam.
4. Hệ thống làm mát:
Động cơ chỉ có thể hoạt động bình thường khi các chi tiết tiếp xúc với buồng
cháy có một chế độ nhiệt thích hợp vì:
+ Nếu nhiệt độ quá nóng thì điều kiện bôi trơn sẽ kém, làm cho các
chi tiết chóng mòn, khe hở giữa pittông sẽ giảm do giãn nở nhiệt
làm cho pittông dễ bị bó kẹt trong xylanh.
7
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
+ Nếu nhiệt độ mát quá mức làm cho nhiên liệu khó bay hơi và cháy
không kiệt tạo muội than làm bó kẹt vòng găng gây giảm công suất
và tăng tiêu hao nhiên liệu.
Nhiệm vụ của hệ thống làm mát là lấy đi số nhiệt dư thừa của các chi tiết rồi

tỏa số nhiệt này ra bên ngoài không khí.
Ta chọn hệ thống làm mát kiểu kín: bởi vì hệ thống làm mát kiểu kín thiết
lập và ổn định chế độ nhiệt có lợi nhất cho sự làm việc của động cơ ở chế độ tải
định mức và các chế độ khác, giảm tổn thất nhiệt cho nước làm mát, tăng hiệu suất
chỉ thị, giảm hao mòn lót xylanh-xécmăng, tăng độ bền nhiệt cho lót xylanh.

8
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Hình 3: Hệ thống làm mát
1-thân máy ; 2-nắp xylanh ; 3-đường nước ra khỏi động cơ ; 4-ống dẫn bọt
nước ; 5-van hằng nhiệt ; 6-nắp rót nước ; 7-két làm mát ; 8-quạt gió ; 9-puli ; 10-
ống nước nối tắt vào bơm ; 11-đường nước vào động cơ ; 12-bơm nước ; 13-két
làm mát dầu ; 14-ống phân phối nước
Nguyên lý hoạt động: nước tuần hoàn nhờ bơm nước 12, qua ống phân phối
nước 14 vào các khoang chứa các xylanh. Nước làm mát nhiệt độ thấp được bơm
12 hút từ bình chứa phía dưới của két 7 qua đường ống 10 rồi qua két 13 để làm
mát dầu sau đó vào động cơ. Để phân phối nước làm mát đều cho mỗi xylanh,
nước sau khi bơm vào thân máy 1 chảy qua ống phân phối 14 đúc sẵn trong thân
máy. Sau khi làm mát xylanh, nước lên làm mát nắp máy rồi theo đường ống 3 ra
khỏi động cơ với nhiệt độ cao đến van hằng nhiệt 5. khi van hằng nhiệt mở, nước
qua van vào bình chứa phía trên của két nước. Tiếp theo nước từ bình chứa phía
trên đi qua các ống mỏng có gắn các cánh tản nhiệt. Tại đây nước được làm mát
bởi dòng không khí qua két do quạt 8 tạo ra. Quạt được dẫn động bằng puli từ trục
khuỷu động cơ. Tại bình chứa phía dưới của két làm mát, nước có nhiệt độ thấp lại
được bơm hút vào động cơ thực hiện một chu trình làm mát tuần hoàn.
9
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
5. Hệ thống bôi trơn:

Lý do phải bôi trơn: trong quá trình làm việc, các chi tiết chuyển động tương
đối với nhau luôn xảy ra ma sát giữa các bề mặt, gây mài mòn, đồng thời làm tăng
nhiệt độ các chi tiết. Vì vậy động cơ chúng ta cần được bôi trơn các bề mặt ma sát.
Nhiệm vụ:
Đưa dầu đến các bề mặt ma sát để bôi trơn bề mặt, lọc sạch những tạp chất
lẫn trong dầu nhờn tẩy rửa các bề mặt ma sát này và làm mát dầu nhờn để đảm bảo
tính năng hóa lý của nó.
Làm mát các bề mặt ma sát và bảo vệ các chi tiết không bị oxyt hóa bề mặt
Bao kín khe hở giữa pittông và xylanh, giữa xécmăng và pittông.
Dùng phương án bôi trơn cưỡng bức cacte ướt: dầu nhờn trong hệ thống bôi
trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sát dưới một áp suất nhất định, do đó
hoàn toàn có thể đảm bảo yêu cầu bôi trơn, làm mát và tẩy rửa các bề mặt ma sát.
Và xe hoạt động ở độ nghiêng không lớn lắm nên dùng phương án bôi trơn
cưỡng bức cacte ướt.
Sơ đồ cấu tạo:
10
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
11
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Hình 4. Sơ đồ cấu tạo hệ thống bôi trơn cưỡng bức cacte ướt
1-cacte dầu; 2-bơm dầu; 3-van an toàn; 4-que thăm dò; 5-bánh răng trung
gian; 6-bình lọc ly tâm; 7-van nhiệt; 8-két làm mát; 9-van ổn áp; 10-trục cam; 11-
đồng hồ đo áp suất dầu; 12-trục giàn cần bẩy xupap; 13-đường dầu chính; 14-
khoang chứa dầu trong chốt khuỷu; 15-trục khuỷu; 16-miệng phễu đổ dầu.
Nguyên lý hoạt động: bơm dầu 2 hút dầu từ cacte 1 để đưa dầu có áp suất
tới bình lọc 6, sau đó qua két làm mát 8 đến đường dầu chính 13. Từ đường dầu
chính, dầu có áp suất đi vào lỗ khoan trên thân máy đến bôi trơn các cổ chính và
các ổ đỡ trục cam. Từ các cổ chính dầu đi vào các lỗ xiên trên trục khuỷu đến

không gian rỗng 14 trong chốt khuỷu rồi từ đó dầu sạch đi vào bôi trơn bạc đầu to
thanh truyền và chốt khuỷu. Các cặn bẩn lẫn trong dầu được giữ lại mặt thành xa
tâm quay của không gian 14 nhờ tác dụng ly tâm của dầu quay theo trục khuỷu. Từ
đường dầu chính còn có một đường dầu dẫn tới trục rỗng 12 của giàn cần bẩy
xupap, từ đó dầu đi bôi trơn các bạc của cần bẩy, mặt cầu của vít điều chỉnh khe hở
xupap, sau đó tự chảy dọc theo đũa đẩy xuống bôi trơn con đội và vấu cam của trục
cam.
12
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Ưu điểm: đảm bảo bôi trơn tốt các ổ trục do đó giảm được mài mòn và tổn
thất ma sát, tăng tuổi thọ động cơ.
Nhược điểm: kết cấu hệ thống rất phức tạp.
6. Hệ thống khởi động:
Nhiệm vụ: động cơ đốt trong có 1 hệ thống khởi động riêng biệt truyền cho
trục khuỷu động cơ một moment với số vòng quay nhất định nào đó để khởi động
được động cơ. Cơ cấu khởi động chủ yếu trên ôtô hiện nay là khởi động bằng động
cơ điện một chiều.
Yêu cầu:
Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất mà
động cơ có thể nổ được.
Nhiệt độ làm việc không được quá giới hạn cho phép.
Phải đảm bảo khởi động lại được nhiều lần.
Tỉ số nén từ bánh răng của máy khởi động và bánh răng của bánh đà nằm
trong giới hạn cho phép (từ 9
→
18).
Chiều dài, điện trở của dây dẫn nối từ acqui đến máy khởi động phải nằm
trong giới hạn quy định (<1m).
Moment khởi động phải đủ để khởi động được động cơ.

13
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Sơ đồ cấu tạo:
Hình 5: Sơ đồ cấu tạo hệ thống khởi động
14
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
1-máy khởi động; 2-ắc quy; 3-công tắc khởi động; 4-động cơ điện khởi
động; 5-rơle kéo; 6-đĩa đồng tiếp điện; 7-cuộn dây của rơle kéo; 8-lõi thép; 9-lò xo
hồi vị; 10-dẫn động bánh răng khởi động; 11-nạng gạt; 12-bánh răng khởi động;
vành răng bánh đà.
Nguyên lí hoạt động: khi đóng khóa khởi động 3 sẽ có dòng điện qua cuộn
dây điện từ 7 kéo lõi từ 8 sang trái. Một đầu của lõi từ gắn với đĩa đồng tiếp điểm
6, đầu khác nối với tay đòn 11, dẫn động bánh răng khởi động 12. khi đĩa đồng 6
nối tiếp điểm của động cơ khởi động 4 thì đồng thời bánh răng 12 cũng vào ăn
khớp với vành răng 13 trên bánh đà. Trục động cơ điện 4 quay sẽ làm cặp bánh
răng 12, 13 quay theo thực hiện khởi động động cơ ôtô. Sau khi máy đã nổ, ngắt
khóa khởi động 3, cắt dòng điện vào cuộn điện từ 7, lực hút lõi từ triệt tiêu nên lực
lò xo 9 đẩy tay đòn 11 gạt bánh răng 12 sang trái, cắt truyền động giữa cặp bánh
răng 12 và 13 kết thúc khởi động.
15
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NHIỆT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
A. CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHO TRƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ:
1. Loại động cơ:
-Động cơ thiết kế là động cơ xăng vì động cơ xăng có kết cấu nhỏ gọn,nhẹ tích
hợp cho việc thiết kế ô tô,du lịch,ô tô vận tải nhẹ duy chỉ có nhiên liệu xăng là đắt
hơn nhiên liệu dầu.

-Thiết kế động cơ xăng 4 kì vì tính hiệu quả về kinh tế ,ít ô nhiễm môi trường quá
trình nạp và xả diễn ra hoàn thiện hơn.
2. Công suất (Ne):
Công suất danh nghĩa Nen=70,9Kw
3. Số vòng quay (n):
Số vòng quay danh nghĩa n
n
=5800 (v/ph)
4. Số xy lanh (i):
Chọn thiết kế động cơ có 4 xy lanh (i=4) thẳng hàng vì:
-Tạo ra sự đồng đều khi trục khuỷu quay
-Vì số xy lanh là chẵn nên việc dùng đối trọng để cân bằng lực quán tính và
moment quán tính sẽ dễ dàng hơn
5. Tỉ số nén (
ε
):
Tỉ số nén
ε
=9 (SVMK-AA)
6. Thông số kết cấu:
-Tỷ số
S
D
: chọn
0,95
S
D
=
([2],23)
-Tỷ số

R
L
λ
=
:
0,25 0,29
R
L
λ
= = −
chọn
λ
=0,25([2]24)
16
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
B. CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN NHIỆT:
1. Áp suất không khí nạp p
0
:
p
0
=0,1013 MN/m
2
hay p
0
= 1,03 bar ([2],27)
2. Nhiệt độ không khí nạp mới T
0
:

t
kk
=29
0
C (là nhiệt độ không khí trung bình ở nước ta)
⇒
T
0
=29+273=302
0
K
3. Áp suất khí nạp trước xuppap nạp (p
k
):
Đối với động cơ 4 kì không tăng áp thì p
k
= p
0=
0,103 MN/m
2
4. Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp (T
0
):
Đối với động cơ 4 kì không tăng áp thì T
k
= T
0
5. Áp suất cuối quá trình nạp p
a
:

Đối với động cơ không tăng áp áp suất cuối quá trình nạp p
a
phải bé hơn áp suất
khí quyển p
0
thường xác định bằng công thức thực nghiệm:
p
a
= (0,8-0,95)p
0
(2-1) ([2],29)
chọn p
a
= 0,9p
0
=0,9.1,03=0,81 bar
6. Áp suất khí sót (p
r
):
Áp suất khí sót là áp suất của khí còn sót lại sau khi thải qua xuppap xả vì không
thải hết sản phẩm cháy ra ngoài
p
r
= p
th
+
∆
p
r
trong đó : p

th
là áp suất khí thải ra ngoài

∆
p
r
là áp suất thất thoát qua xuppap xả ,đường ống xả
Thông thường p
r
được xác định theo công thức thực nghiệm:
p
r
= (0,11-0,12) MPa (2-2) ([2],30)
chọn p
r
= 0,11 MPa=1,12 bar
7. Nhiệt độ khí sót T
r
:
17
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
Đới với động cơ xăng thì T
r
=(900-1100)
0
K (2-3) ([2],30)
Chọn T
r
=1000

0
K
8. Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới:
Khi khí nạp mới được hút vào xy lanh thì trong qua trình di chuyển tiếp xúc với
thành vách xy ống nạp,xuppap nên nhiệt độ khí nạp sẽ tăng lên giá trị T
Đối với động cơ xăng :
∆
T = (10-30)
0
K (2-4) ([2],32)
Chọn
∆
T = 15
0
K
9. Hệ số nạp thêm
1
λ
:
Hệ số nạp thêm
1
λ
biểu thị sự tương quan lượng tăng tương đối của hỗn hợp khí
công tác sau khi nạp thêm so với lượng khí công tác chiếm chỗ ở thể tích Va
1
λ
=1,02-1,07 (2-5) ([2],32) chọn
1
λ
=1,02

10. Hệ số quét buồng cháy
2
λ
:
Đối với động cơ không tăng áp do không có quét buồng cháy thì chọn
2
λ
=1
11. Hệ sô dư lượng không khí
α
:
1
0
M
M
α
=
(2-6) /+1 ([2],33)
Với M
0
là số kmol không khí cần đốt cháy hết 1kg nhiên liệu
M
1
là số kmol không khí thực tế đi vào xy lanh
-Nếu
1
1
0
0
1

M
M M
M
α
= > ⇒ > ⇒
hỗn hợp nghèo nhiên liệu,nhiên liệu cháy hết nên
tiết kiệm nhiên liệu
18
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
-Nếu
1
1
0
0
1
M
M M
M
α
= < ⇒ < ⇒
hỗn hợp giàu nhiên liệu,nhiên liệu cháy dữ dội tốc
độ cháy tăng ,áp suất tăng chạy càng nhanh nhưng không cháy sạch hết nhiên liệu
làm ô nhiễm môi trường.
Trong tính toán nhiệt ĐCĐT đối với động cơ xăng không có bộ làm đậm thì
α
=1,0-1,1 ([2],34)
Chọn
α
=1,0

12. Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
t
λ
:
Đối với động cơ xăng
α
=0,9 thì chọn
t
λ
=1,15 ([2],32)
13. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (
z
ξ
):
Động cơ xăng :
z
ξ
=0,75-0,92 (2-8)([2],33)
Chọn
z
ξ
=0,9
14. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (
b
ξ
):
Động cơ xăng :
b
ξ
=0,85-0,95 (2-9)([2],33)

Chọn
b
ξ
=0,85
15. Hệ số điền đầy đồ thị công (
d
ϕ
):
Hệ số điền đầy đồ thị công sẽ đánh giá phần hao hụt về diện tích của đồ thị công
thực tế so với đồ thị công tính toán
d
ϕ
=0,93-0,97 (2-10)([2],34)
Chọn
d
ϕ
=0,95
16. Tỷ số tăng áp (
p
λ
)
Là tỉ số giữa áp suất cuối quá trình cháy với áp suất cuối quá trình nén
z
p
c
p
p
λ
=

19
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
trong đó : p
z
là áp suất cuối quá trình cháy
p
0
là áp suất cuối quá trình nén
đối với động cơ xăng:
p
λ
=3-4 (2-11) ([2],35)
chọn
p
λ
=3,5
STT Thông Số Kí hiệu Gía trị Đơn vị
1 Công suất danh nghĩa N
en
70,9 kW
2 Số vòng quay danh nghĩa n
n
5800 v/ph
3 Số xy lanh i 4 cái
4 Tỷ số nén
ε
9
5 S/D 0,95
6 R/L 0,25

7 Áp suất không khí nạp p
0
1,03 bar
8 Nhiệt độ không khí nạp T
0
302
0
K
9 Áp suất khí nạp trước xuppap nạp p
k
1,03 bar
10 Nhiệt độ khí nạp trước xuppap nạp T
k
302
0
K
11 Áp suất cuối quá trình nạp p
a
0,81 bar
12 Áp suất khí sót p
r
1,2 bar
13 Nhiệt độ khí sót T
r
1000
0
K
14 Độ tăng nhiệt độ khí nạp mới
∆
T 15

0
K
15 Hệ số nạp thêm
1
λ
1,02
16 Hệ số quét buồng cháy
2
λ
1
17 Hệ số dư lượng không khí
α
0,9
18 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
t
λ
1,15
19 Hệ số lợi dụng nhiệt tại z
z
ξ
0,8
20 Hệ số lợi dụng nhiệt tại b
b
ξ
0,95
21 Hệ số điền đầy đồ thị công
d
ϕ
0,9
C.TÍNH TOÁN NHIỆT:

1. Qúa trình nạp:
20
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
-Hệ số nạp
v
η
:
1
1 2
1
. . . .
1
m
k a
r
v t
k k a
T p
p
T T p p
η ελ λ λ
ε
 
 
 
= −
 ÷
 
− + ∆

 
 
 
(2-12) ([2],35)
Trong đó:
ε
=9; T
k
=302
0
K;
∆
T=15
0
K;
p
a
=0,927 bar; p
k
=1,03 bar; p
r
=1,12 bar;

1
λ
=1,02;
2
λ
=1;
t

λ
=1,15
m là chỉ số nén đa biến trung bình của không khí m=1,5
0,74 (0,70 0,75)
v
η
= ∈ −
xuppap treo ([2],35)
-Hệ số khí sót
r
γ
:
( )
2
1
1 2
1
. .
. .
k
r
r
r a
m
r
t
a
T T
p
T p

p
p
λ
γ
ε λ λ λ
+ ∆
=
 
−
 ÷
 
(2-13) ([2],36)
Trong đó :
1
λ
=1,02;
2
λ
=1;
t
λ
=1,15
p
r
=1,12 bar; p
a
=0,927 bar
T
k
=302

0
K;
∆
T=15
0
K; T
r
=1000
0
K
21
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
1
1,5
1 302 0,81 1,2
. . 6.1,02 1,15.1. 0,74
9 1 302 15 1,03 0,81
v
η
 
 
 
= − =
 ÷
 
− +
 
 
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
( )

1
1,5
1 302 15
1, 2 1
. . 0,063
1000 0,81
1,2
9.1,02 1,15.1
0,81
r
γ
+
⇒ = =
 
−
 ÷
 
Vậy
0,063 (0,05 0,15)
r
γ
= ∈ −
động cơ xăng
-Nhiệt độ cuối quá trình nạp:
1
1
m
m
a
k t r r

r
a
r
p
T T T
p
T
λ γ
λ
−
 
+ ∆ +
 ÷
 
=
+
(2-14) ([2],37)
1,5 1
1,5
0
0,81
302 15 1,15.0,072.1000
1,2
368
1 0,063
a
T K
−
 
+ +

 ÷
 
⇒ = =
+
0 0
368 340 400
a
T K K
= ∈ −
động cơ xăng
2. Qúa trình nén:
-Áp suất cuối quá trình nén:
1
.
n
c a
p p
ε
=
(2-15) ([2],38)
Với p
a
=0,81 bar,
ε
=9
n
1
là chỉ nén đa biến trung bình n
1
=1,28-1,37 ([1],33)

chọn n
1
=1,3
1,3
0,81.9 14,09
c
p
⇒ = =
bar
-Nhiệt độ cuối quá trình nén:
1
1
.
n
c a
T T
ε
−
=
(2-16) ([2],38)
1,3 1 0
368.9 712
c
T K
−
⇒ = =
22
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
3. Qúa trình cháy:

-Mục đích của việc tính toán quá trình cháy là để xác định áp suất cuối quá trình
cháy p
z
và nhiệt độ cuối quá trình cháy T
z
.
-Để tính toán ta chia làm 2 giai đoạn:
a. Giai đoạn tính toán tương quan nhiệt hóa:
Mục đích của việc tính toán tương quan nhiệt hóa là để xác định các đại
lượng đặc trưng cho quá trình cháy về mặt nhiệt hóa để làm tiền đề cho việc tính
toán nhiệt động.
-Lượng không khí cần thiết để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu lỏng:
0
1
0,21 12 4 32
C O
H
g G
g
M
 
= + −
 ÷
 
(Kmol/kgnl) (2-17) ([1],48)
Với g
C
=0,855; g
H
=0,145; g

O
=0
M
0
=0,512 (Kmol/kgnl)
-Lượng không khí thực tế nạp vào xy lanh động cơ ứng với 1 kg nhiên liệu M
t
M
t
=
α
M
0
(2-18) ([1],48)
= 0,9.0,512=0,46 (Kmol/kgnl)
-Lượng hỗn hợp cháy M
1
(xăng và khí) ứng với lượng không khí thực tế M
t
đã nạp
vào:
1 0
1
nl
M M
α
µ
= +
(Kmol/kgnl) (2-19) ([1],48)
Trong đó:

nl
µ
là trọng lượng phân tử của nhiên liệu

nl
µ
=110-114 (kg/kgnl) ([1],48)
Chọn
nl
µ
=112 (kg/kgnl)
23
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
1
1
0,9.0,512 0,47
112
M
⇒ = + =
(Kmol/kgnl)
-Số mol cuả sản vật cháy M
2
:
Vì
α
=0,9<1
Nên
2 0
0,79

12 2
C
H
g
g
M M
α
= + +
(Kmol/kgnl) (2-20) ([1],49)

0,855 0,145
0,79.0,9.0,512 0,508
12 2
= + + =
(Kmol/kgnl)
-Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết
0
β
:
2
0
1
0,508
1,08
0,47
M
M
β
= = =
(2-21) ([1],49)

-Hệ số thay đổi phân tử thực tế:
0
1
r
r
β γ
β
γ
+
=
+
(2-22) ([1],49)
Với
r
γ
là hệ số khí sót ta đã tính được
r
γ
=0,063;
0
1,08
β
=
1,08 0,063
1,04
1 0,063
β
+
⇒ = =
+

b. Giai đoạn tính toán tương quan nhiệt động:
-Nhiệt độ cuối quá trình cháy ta xác định như sau:
( )
( )
1
. . .
1
c
T T z
cvc cvz z
r
Q Q
T T
M
ξ
µ β µ
γ
− ∆
+ =
+
(2-23) ([1],52)
Với Q
T
là nhiệt trị thấp cuả nhiên liệu Q
T
= 44000 (KJ/kgnl) ([1],36)
24
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG _MHOMS 8 _LỚP DHOT4TLT
T

Q
∆
=120.10
3
(1-
α
)M
0
(2-24) ([1],51) là tổn thất nhiệt do cháy nhiên liệu không
hoàn toàn
T
Q
∆
=120.10
3
(1-0,9)0,512=6144 (Kmol/kgnl)
Ta đã tính được
z
ξ
=0,9 ;M
1
=0,47 (Kmol/kgnl);
r
γ
=0,063 ;T
c
=654
0
K;
β

=1,08
+
3
0,921 1,38
20,098 1,55 10 .
cvc z
T
µ
α α
−
 
= + + +
 ÷
 
(KJ/kmolđộ) (2-24) ([1],50)
Với
α
=0,9 ta tính được
3
21,12 3,08.10 .
cvc z
T
µ
−
= +
+
( )
3
18,423 2,596 1,55 1,38 10 .
cvz z

T
µ α α
−
= + + +
(KJ/kmolđộ) (2-24) ([1],50)
Ta tính được
3
20,76 2,79.10 .
cvz z
T
µ
−
= +
Thay các thông số này vào công thức (2-23) ta tính được:
3 2
2,98.10 . 20,05 82447,7 0
z z
T T
−
+ − =
(2-26)
0
0
2880
9607 ( )
z
z
T K
T K loai


=

⇒

= −


Vậy ta tính được T
z
=2880
0
K.
-Áp suất cuối quá trình cháy:

. .
z
z c
c
T
p p
T
β
=
(2-25) ([1],52)
2880
1,07. .10,41 45,6
702
z
p
⇒ = =

bar = 4,47 MPa
Vây ta tính được: T
z
=2225
0
K; p
z
=36,6 bar
4. Qúa trình giãn nở:
-Tỷ số giản nỡ trước:
1
ρ
=
25
GVHD_THẦY GIÁO : HOÀNG NGỌC DƯƠNG