Đồ án thiết kế cơ cấu phân phối khí của động cơ diesel kèm bản vẽ

3
CHƯƠNG I
TÍNH NHIỆT ĐỘNG CƠ
DIESEL
4
1.1. Lựa chọn công thức và chương trình tính
Phần tính nhiệt của động cơ sử dụng chương trình tính tự động theo phần
mềm QB. Tên đầy đủ là: “ Chương trình tính nhiệt độ trung bình của chu trình
công tác”, thuộc đề tài nghiên cứu khoa học: “Nghiên cứu mô phỏng chu trình
công tác của động cơ Diesel”. Chủ nhiệm đề tài: TS Lê Viết Lượng.
1.1.1. Các thông số nhập vào chương trình
− Nhiệt độ môi chất đầu quá trình nạp P
a
= 130.000
(Pa);
− Nhiệt độ môi trường T
0
= 30
(
0
K);
− Áp suất môi trường P
0
= 103.000
(Pa);
− Lượng cấp nhiên liệu b = 74
(kg/h);
− Tỉ số nén ε = 13
− Nhiệt độ khí sót T
r
= 750

(
0
K);
− Áp suất khí sót P
r
= 128.000
(Pa);
− Vòng quay của động cơ n = 1200
(v/p);
− Đường kính xilanh D = 135
(mm);
− Hành trình piston S = 170
(mm).
1.1.2. Các công thức sử dụng trong chương trình
− Nhiệt trị thấp của nhiên liệu
Q
H
= 100[339C + 1256H – 109(O - S) – r
w
(9H - W)]
trong đó:
+ C,H,O,S,W_ Hàm lượng phần trăm của các chất theo trọng
lượng có trong nhiên liệu
+ r
w
_ Nhiệt ẩm hoá hơi của nước trong nhiên liệu ứng với áp suất
101,2 (kPa)
r
w
= 2512 (kj/kg);

− Tốc độ trung bình của piston
30
Sn
C
m
=
(m/s);
− Hệ số khí sót
5
γ
r
=
)(
.
0
ra
r
r
s
PP
P
T
TT
−
∆+
ε
trong đó:
+
0
T∆

_ Nhiệt độ sấy nóng khí nạp mới vào xilanh
CT
o
)105(
0
÷=∆
+
s
T
_ Nhiệt độ sấy nóng khí nạp mới vào xilanh
as
TT =
− Nhiệt độ khí sót

n
n
K
K
P
p
TT
1
0
0
−









=
− Nhiệt độ không khí cuối quá trình nạp.
T
a
=
r
rrk
TTT
γ
γ
+
+∆+
1
0
− Diện tích bề mặt xung quanh thể tích công tác khi piston ở ĐCD
12
2
0
−
+=
ε
ππ
DSD
F
(m
2
);

− Diện tích xác chi tiết tiếp xúc với môi chất công tác
)sin5,0cos1(5,0
2
0
ϕλϕππ
+−−+= DSDSFF
vx
(m
2
);
trong đó:
+
ϕ
_ Góc quay trục khuỷu (rad);
− Thể tích công tác của xilanh
SDV
s
2
4
1
π
=
(m
3
);
− Thể tích buồng cháy
1
1
−
=

ε
sc
VV
(m
3
);
− Thể tích công tác của xilanh ở ĐCD
asa
VVV +=
(m
3
);
− Thể tích công tác tính theo góc quay trục khuỷu
)sin5,0cos1(25,0
2
ϕλϕπ
+−+= DSVV
cvx
(m
3
);
− Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn một kg nhiên
liệu
L
0
=
21,0
1
32
0

32412
( −++
SHC
)
− Hiệu suất nạp không kể đến hàm lượng ẩm
6
ras
sa
n
TP
TP
γε
ε
η
−−
=
1
1

1
− Hiệu suất nạp có kể đến hàm lượng ẩm
d
r
r
nnt
++
+
=
γ
γ

ηη
1
1
trong đó:
d_ Hàm lượng ẩm,
n
B
G
G
d =
B
G
_ Lượng không khí khô nạp vào xilanh trong một chu trình
n
G
_ Lượng không khí ẩm nạp vào xilanh trong một chu trình
− Lượng không khí thực tế nạp vào xilanh trong một chu trình( không kể
đến hàm lượng ẩm của không khí)
sncB
VG
ρη
=
(kg);
− Hệ số dư lượng không khí không kể đến hàm lượng ẩm
0
Gg
G
ct
B
=

α
trong đó:
+
ct
g
_ Lượng nhiên liệu cấp cho động cơ trong một chu trình
(kg);
+
0
G
_ Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy một kg
nhiên liệu;
00
LG
s
µ
=
− Hệ số dư lượng không khí có kể đến hàm lượng ẩm
d
t
61,11+
=
α
α
− Thời gian cháy trì hoãn tính theo công thức của V.X.Xêmnov
( )
294,0
635,0
4,8217
kfkfm

i
TPC
=
τ
trong đó:
+
kf
T
_ Nhiệt độ trong xialnh lúc bắt đầu phun nhiên liệu;
+
kf
P
_ Áp suất trong xialnh lúc bắt đầu phun nhiên liệu;
− Hệ số truyền nhiệt từ vách qua ống lót xilanh
4
4
3
12,1 DCTP
mkckccm
=
α
trong đó:
+
kc
T
_ Nhiệt độ cháy;
+
kc
P
_ Áp suất cháy;

7
− Bề mặt trao đổi nhiệt với môi chất công tác






+
−
+=
ϕ
ε
π
π
S
S
D
D
F
w
12
2
(m
2
);
− Phần trăm nhiệt lượng toả ra tính theo công thức Vibe

















−
−=
+1
908,0exp
m
z
x
ϕ
γϕ
− Các thông số đặc trưng cho chu trình công tác
+ Áp suất chỉ thị trung bình
s
i
i
V
L
P =

(MPa);
+ Công suất chỉ thị
60
nzPiV
N
is
i
=
(kW);
+ Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị
iss
ns
i
PTLR
P
g
0
3600
αµ
η
=
(kg/kWh);
+ Hiệu suất chỉ thị
Hsn
iss
i
QP
PTLR
η
αµ

η
0
=
;
+ Áp suất có ích trung bình
mic
PPP −=
;
+ Hiệu suất cơ giới
i
c
m
P
P
=
η
;
+ Công suất có ích của động cơ
mie
NN
η
=
;
+ Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
m
i
e
g
g
η

=
;
+ Hiệu suất có ích của động cơ
mie
ηηη
=
;
+ Suất tiêu hao nhiên liệu trong một giờ
eeh
NgB =
(kg/h).
8
1.1.3. Chương trình tính
'CHUONG TRINH TINH NHIET DO TRUNG BINH CUA CHU TRINH
CONG TAC
'ON KEY(1) GOSUB vse:
'KEY(1) ON
'**********
GOTO e1:
e: BEEP
'IF ERR = 25 THEN LOCATE 25: PRINT ep1$; : GOSUB 101: RESUME 0
'LOCATE 25: PRINT ep2$; : GOSUB 101': RESUME 1
e1: ON ERROR GOTO e:
'*************
WIDTH 40: COLOR 6, 7: CLS
LOCATE 3, 7: PRINT " DE TAI NGHIEN CUU KHOA HOC"
LOCATE 11, 10: PRINT "NGHIEN CUU MO PHONG "
LOCATE 13, 4: PRINT "CHU TRINH CONG TAC DONG CO DIZEN"
LOCATE 23, 14: PRINT "DHHH - 2002"
LOCATE 19, 4: PRINT "Chu nhiem de tai: TS. Le Viet Luong"

GOSUB 100: CLS
'******
info:
SCREEN 0: WIDTH 80: COLOR 10, 5, 4: CLS
PRINT : PRINT
LOCATE 5, 28:
PRINT " Chuong trinh dung de xac dinh nhiet do trung binh vach xi lanh"
PRINT " dong co trong mot chu trinh. Chuong trinh tinh duoc thuc hien
bang "
PRINT " phuong phap gan dung dong thoi thay doi nhiet do ban dau cua
vach "
PRINT " cho den khi pha vo can bang Qw va Qw1 (Qw-nhiet luong vach
truyen "
PRINT " cho nuoc lam mat, Qw1-nhiet luong truyen tu khi den vach xi
lanh) "
PRINT " Chu trinh cong tac duoc tinh bang phuong phap vi be"
PRINT
PRINT " De in do thi chi thi va so lieu ban dau su dung phim Print"
PRINT
'PRINT " Chuong trinh duoc thuc hien tai Truong Dai hoc Duong thuy
MOXCOVA"
9
LOCATE 25: PRINT " De tiep tuc an phim bat ky";
GOSUB 101
'GOTO 10
'10 SCREEN 0: WIDTH 40: COLOR 10, 5, 4: CLS
'LOCATE 8, 3: PRINT " Vao so lieu va bat dau tinh [v]"
'LOCATE 9, 3: PRINT " Thoat khoi chuong trinh -[R]";
''GOSUB 100
'IF k$ = "V" OR k$ = "v" GOTO vvod

'IF k$ = "R " OR k$ = "r" THEN 101
'BEEP: GOTO menu1:
'menu1:
'LOCATE 24, 1: PRINT " Ra khoi chuong trinh - [Dau cach], Dua so lieu ra
man hinh - [R]";
'LOCATE 25, 1: PRINT " Thay doi so lieu - [ C ]";
'GOSUB 101
'BEEP: GOTO menu1:
'****************
vvod: SCREEN 0: WIDTH 40: COLOR 10, 5, 4: CLS
LOCATE 8, 3: PRINT " Vao so lieu va bat dau tinh"
LOCATE 10, 6: PRINT " So lieu ban dau:"
LOCATE 11, 3: PRINT "So lieu cu hay moi ?(11-Moi; 12-Cu) "
LOCATE 24, 9: PRINT " [ F1 ] - Thoat ra";
LOCATE 15, 8: INPUT " s.l."; L
IF L = 11 THEN 30
IF L = 12 THEN 40
'************
30 SCREEN 0: WIDTH 80: COLOR 10, 5, 4: CLS
LOCATE 24, 24: PRINT " [ F1 ] - Thoat ra";
LOCATE 2, 24: PRINT " SO LIEU BAN DAU DE TINH: "
INPUT " Ap suat dau qua trinh nen , Pa ", Pa
Pa = 130000
INPUT " Nhiet do dau qua trinh nen ,K ", Ta
Ta = 320
INPUT " Ty so nen ", e
e = 14
INPUT " Ty so lam da ", lam
10
lam = .25

INPUT " Vong quay truc khuyu, v/ph ", N
N = 1200
INPUT " Duong kinh xi lanh, m ", d
d = .135
INPUT " Hanh trinh piston, m ", s
s = .17
INPUT " So xi lanh ", i
i = 6
INPUT " Suat tieu hao nhien lieu gio, kg/h ", b
b = 73
INPUT " Goc phun som, do TK ", fps
fps = 10
INPUT " Nhiet do trung binh thanh xi lanh, do ", tc
tc = 380
INPUT " Nhiet do trung binh nuoc lam mat, do ", tnc
tnc = 320
INPUT " Do am khong khi, % ", doamf
doamf = 80
INPUT " Ham luong am, kghoinuoc/kgkkkho ", d1
d1 = .025
INPUT " He so chay ", m
m = .2
CLS
'**********
20
bc = b / N / 30 / 6
fp = (360 - fps)'goc bat dau chay nhien lieu so voi DCT
dfi = df / 57.3
zet1 = zet
fkon = 500

'SCREEN 8: WINDOW: VIEW (50, 30)-(590, 170), , 3
'SCREEN 8: WINDOW: VIEW (50, 40)-(350, 160), , 3: CLS
'LOCATE 5, 1: PRINT "p, kPa": LOCATE 8, 3: PRINT "800": LOCATE 22, 5:
PRINT "0"
'LOCATE 5, 75: PRINT "Tg, K": LOCATE 8, 76: PRINT "2000": LOCATE
22, 76: PRINT "0"
11
'LOCATE 23, 6: PRINT "180": LOCATE 23, 40: PRINT "360": LOCATE 23,
74: PRINT "540"
LOCATE 1, 1: PRINT " "
845
w = pi * N / 30
dd = pi * d ^ 2 / 4
vh = s * dd
va = vh / (e - 1) + vh
fo = 4 * va / (e * d) + pi * d ^ 2 / 2'dien tich xung quanh buong chay
Cc = .87: Hh = .122: Oo = .004: Ss = .001: Ww = .003
CM = s * N / 30'toc do trung binh piston
kxp = 15
Cw = 1.57 * CM * kxp' toc do lon nhat piston
rw = 2512
qn = (100 * (339 * Cc + 1256 * Hh - 109 * (Oo - Ss)) - rw * (9 * Hh - Ww)) *
1000
nck = 1.5: pik = 1.87
: T0 = 300: P0 = 103000
Tk = T0 * pik ^ ((nck - 1) / nck)'nhiet do khong khi sau lam mat
dTlm = 140 'do giam nhiet do sau khi lam mat
dPlm = 6000' do giam ap suat sau lam mat
pk = P0 * pik
Rkk = .287' J/kg

Ts = Tk - dTlm:
ps = pk - dPlm:
ros = ps * 1000 / (Rkk * Ts * 1000000)
hstd = .6
'pa = ps - (Cw ^ 2 * 100000) / (576 * hstd * Ts):
'pas = pa / ps
Pa = 130000
Tr = 750: Pr = 128000
gamar = (Ts + 5) * Pr / (Tr * (e * Pa - Pr))' he so khi sot
Ta = (Ts + 5 + gamar * Tr) / (1 + gamar)
roa = Pa / (Rkk * Ta * 1000000)'kg/m^3
etan = e * roa / ((e - 1) * ros * (1 + gamar))'he so nap
L0 = 28.97 * (Cc / 12 + Hh / 4 - Oo / 32) / .21
12
ma = Pa * va / r / Ta
alfa = ma / (L0 * bc * (1 + gamar))
alf = alfa / (1 + 1.61 * d1)
bta = 1 + (.0639 / (alf * (1 + gamar)))'he so thay doi phan tu chat khi
V = va: p = Pa: mg = ma: tempwork = Ta: tzmax = Ta: pzmax = Pa
ptmax = 0: pjmax = 0
k4 = 1 / (1 / 2500 + zet1 / 67.5)
qw = (fo + pi * d * s / 2) * k4 * (tc - tnc) * 60 / N
cv = 28.97 * (21.81 + .003853 * tempwork)' nhiet dung rieng cua khi xa
fs = 180: fv = 540: f = fs
567 fi = f / 57.3: f = f + df
dV = s / 2 * (SIN(fi) + lam / 2 * SIN(2 * fi)) * dd * dfi
V = V + dV
s1 = s / 2 * (1 - COS(fi) + lam / 4 * (1 - COS(2 * fi)))
Fc = fo + pi * d * s1
dQw = ag * Fc * (tempwork - tc) * df / 6 / N

11 fvp = (fps + yi)' goc bat dau chay nhien lieu
IF f < (fp + yi) OR f > fkon THEN 6
IF f < 220 THEN p = Pa: IF f > 494 THEN p = 200000
ry = (CM * p / 1000) ^ .635 * tempwork ^ .294
'ti = (8317.4 / ry)'mc
ti = 103 * (p / 1000) ^ (-1.19) * EXP(4650 / tempwork)
yi = N * .006 * ti' 10^3doTK

fz11 = 70
m = .9
ke = ((f - fp + yi) / fz11) ^ (m + 1)'
ke1 = ((f - fp + yi) / fz11) ^ m'
x21 = 6.908 * (m + 1) / fz11 * ke1 * EXP(-6.908 * ke) '

fz12 = 100
m = .9
ke = ((f - fp + yi) / fz12) ^ (m + 1)'
ke1 = ((f - fp + yi) / fz12) ^ m'
13
x22 = 6.908 * (m + 1) / fz12 * ke1 * EXP(-6.908 * ke) '
fz1 = 110' Tinh cho 6l350
m = .6
'Tinh cho 6l350
kem = ((f - fp + yi) / fz1) ^ (m + 1)'
ke1m = ((f - fp + yi) / fz1) ^ m'
x3 = x2'
x2 = 6.908 * (m + 1) / fz1 * ke1m * EXP(-6.908 * kem) '
dx = .5 * df * (x3 + x2)'

m0 = 1

kem0 = ((f - fp + yi) / fz1) ^ (m0 + 1)
ke1m0 = ((f - fp + yi) / fz1) ^ m0'
x0 = 6.908 * (m1 + 1) / fz1 * ke1m0 * EXP(-6.908 * kem0)

m1 = .5
kem1 = ((f - fp + yi) / fz1) ^ (m1 + 1)
ke1m1 = ((f - fp + yi) / fz1) ^ m1'
x4 = 6.908 * (m1 + 1) / fz1 * ke1m1 * EXP(-6.908 * kem1)
m2 = .3
kem2 = ((f - fp + yi) / fz1) ^ (m2 + 1)
ke1m2 = ((f - fp + yi) / fz1) ^ m2'
x5 = 6.908 * (m2 + 1) / fz1 * ke1m2 * EXP(-6.908 * kem2)
IF f > fkon THEN 6
dqx = (bc * qn * dx)''
IF f < fp OR f > fkon + fvp THEN 300
dm = ma * (bta - 1) * dx
mg = mg + dm
300 GOTO 28
6 dqx = 0: x2 = 0
14
28 cv1 = cv
' Tinh cac he so truyen nhiet tu khi chay den vach
' Cong thuc Nytxen ap dung cho dong co dizen thap toc
'abx = .362 * ((.01 * tempwork) ^ 4 - (.01 * tc) ^ 4) / (tempwork - tc)
'ag = 1.151 * (1 + 1.24 * CM) * (p / 100000) ^ .666 * tempwork ^ .333 + abx

' Cong thuc Iaklitr ap dung cho dong co dizen cao toc
'ym = .394 + .1685 * tempwork / 10 ^ 5
'ag3 = .992 * 1.163 * 228.3 ^ ym * (1 + 1.24 * CM) * p / 100000 *
tempwork ^ (1 - ym)

' Cong thuc Briling-Nutxen ap dung cho dong co dizen thap toc tang ap
'ag2 = .99 * 1.163 * (2.45 + .185 * CM) * (p / 100000) ^ .666 * tempwork ^ .
333 + .362 * ((.01 * tempwork) ^ 4 - (.01 * tc) ^ 4) / (tempwork - tc)

' Cong thuc Briling ap dung cho dong co dizen cao toc
'ag3 = .99 * 1.163 * (2.45 + 1.24 * CM) * (p / 100000) ^ .666 * tempwork ^ .
333

' Cong thuc Haizenbec thuong dung doi voi dong co diezen tau thuy
'ag = 2.1 * 1.163 * (CM) ^ .333 * SQR((p / 100000) * tempwork)

' Cong thuc Haizenbec thuong dung doi voi dong co thap toc co tang ap
'agd = 2.1 * 1.163 * (CM) ^ .333 * SQR((p / 100000) * tempwork) * (pk /
100000) ^ .25

' Cong thuc Cemenov dung cho dong co hai ki va bon ki
ag = 1.12 * SQR(CM) * (p / 1000000) ^ .333 * tempwork ^ .75 / d ^ .25

'Cong thuc Pflaum doi voi dong co co buong chay phan cach va tang ap
'f(pk)=2.3*pk^.25 doi voinap xi lanh va piston; f(pk)=.8*pk^.666 doi voi xi
lanh
'ag5 = .8 * 1.163 * (pk / 100000) ^ .666 * SQR((p / 100000) * tempwork) *
(6.2 - 5.2 / (5.7 ^ ((.1 * CM) ^ 2)) + .025 * CM)

'Cong thuc Pflaum doi voi dong co co buong chay truoc
'ag6 = 1.163 * (.36 + .12 * (pk - P0) / P0) * SQR((p / 1000000) * tempwork)
* (3 + 2.57 * (1 - EXP(1.5 - .416 * CM)))
15
'ag3 = 7.8 * (CM) ^ .333 * SQR((P / 1000000) * tempwork)

'ag3 = 13.95 * (CM) ^ .333 * SQR((P / 1000000) * tempwork) * (pk /
1000000) ^ .25

P1 = p
U = mg * cv1 * tempwork
p = (dqx + U - .5 * P1 * dV - dQw) / (cv * V / r + .5 * dV)
dl = .5 * (P1 + p) * dV
L = L + dl
PJ = -4 * (120 + 30) * .225 * w * w * (COS(fi) + lam * COS(2 * fi)) / (pi * d
^ 2)
Pt = PJ + p
tempwork = p * V / r / mg
tz = tempwork
q = q + dqx
q1 = U + L + qw1
IF ABS(tz) > ABS(tzmax) THEN tzmax = tz
IF ABS(p) > ABS(pzmax) THEN pzmax = p
IF ABS(ag) > ABS(agmax) THEN agmax = ag
IF ABS(ag1) > ABS(ag1max) THEN ag1max = ag1
IF ABS(ag2) > ABS(ag2max) THEN ag2max = ag2
IF ABS(ag3) > ABS(ag3max) THEN ag3max = ag3
IF ABS(ag4) > ABS(ag4max) THEN ag4max = ag4
IF ABS(ag5) > ABS(ag5max) THEN ag5max = ag5
IF ABS(ag6) > ABS(ag6max) THEN ag6max = ag6
IF ABS(x0) > ABS(x0max) THEN x0max = x0
IF ABS(x2) > ABS(x2max) THEN x2max = x2
IF ABS(x4) > ABS(x4max) THEN x4max = x4
IF ABS(x5) > ABS(x5max) THEN x5max = x5
IF ABS(x21) > ABS(x21max) THEN x21max = x21

IF ABS(x22) > ABS(x22max) THEN x22max = x22
IF f > (fp + yi) THEN dtP = pzmax - p
IF f = 540 THEN LOCATE 3, 50: PRINT "pb "; p; " Pa"
IF f = 540 THEN LOCATE 4, 50: PRINT "Tb "; tempwork; " K"
IF ABS(Pt) > ABS(ptmax) THEN ptmax = Pt
16
IF ABS(PJ) > ABS(pjmax) THEN pjmax = PJ
cn = .425 * ((2 - .3) / (240 * 1E+09))
Nu10 = 1 + cn * (d ^ 2 * Pt * N / (zet1 * .164))
qw1 = qw1 + dQw
ag11 = ag11 + ag
tg = (tg + tempwork * ag)
SCREEN 8: WINDOW: VIEW (50, 40)-(350, 160), , 0
'IF P = pzmax THEN LOCATE 8, 50: PRINT "f "; f; "do"
FOR i = 50 TO 350 STEP 50
LINE (-50 + i, 0)-(-50 + i, 170), 8
NEXT
FOR i = 0 TO 120 STEP 30
LINE (0, 0 + i)-(540, 0 + i), 8
NEXT
WINDOW (170, 0)-(530, 8000000): PSET (f, p), 12
'WINDOW (180, -80000)-(540, 80000): PSET (f, L), 3
'WINDOW (180, -1000000)-(540, 8000000): PSET (f, PJ), 6
'WINDOW (180, 0)-(540, 9000000): PSET (f, Pi1), 4
WINDOW (180, 0)-(540, 2500): PSET (f, tempwork), 5
WINDOW (180, 0)-(540, 2400): PSET (f, ag), 3
'WINDOW (180, 0)-(540, 2400): PSET (f, ag1), 7
'WINDOW (180, 0)-(540, 2400): PSET (f, ag2), 6
'WINDOW (180, 0)-(540, 2400): PSET (f, ag3), 4
'WINDOW (180, 0)-(540, 2400): PSET (f, ag4), 8

'WINDOW (180, 0)-(540, 2400): PSET (f, ag5), 9
'WINDOW (180, 0)-(540, 2400): PSET (f, ag6), 10
'WINDOW (180, 0)-(540, 3000): PSET (f, ag8), 11
'WINDOW (180, 0)-(540, .04): PSET (f, x0), 2
WINDOW (180, 0)-(540, .04): PSET (f, x2), 4
'WINDOW (180, 0)-(540, .04): PSET (f, x4), 3
'WINDOW (180, 0)-(540, .04): PSET (f, x5), 5
'WINDOW (180, 0)-(540, .04): PSET (f, x21), 6
'WINDOW (180, 0)-(540, .04): PSET (f, x22), 7
'WINDOW (180, 0)-(540, 300): PSET (f, dQw), 10
WINDOW (180, 0)-(540, 1): PSET (f, Fc), 8
896 IF f < fv THEN 567
17
qwc = b * qn / 3600 / 10 ^ 3'kW;kg/h;j/kg
pi1 = L / vh 'MPa
'am = .103: bm = .015 'd/c buong chay phan cach
'am = .103: bm = .0135 'd/c buong chay truoc
am = .088: bm = .0118 'd/c buong chay thong nhat
Pm = (am + bm * CM) * 1000000
etai = L / (bc * qn)
gi = 3600 * 10 ^ 3 / (etai * qn)' kg/(kW.h)
gi1 = 3600 * ros * etan * 1000000 / (L0 * alf * pi1)
Ni = 6 * vh * pi1 * N / 1000 / 120'kW;m^3;kPa;v/ph;z=0,5
Pe = pi1 - Pm
etam = Pe / pi1
Ne = Ni * etam: ge = gi / etam: etae = etai * etam
IF (qw - qw1) > 50 THEN 75
IF (qw - qw1) < -50 THEN 89
IF ABS(qw - qw1) < 50 GOTO 72
'GOSUB 90 'chutrinh chay lien tuc

89 tc = tc + 5: GOTO 77
75 tc = tc - 5
77 LOCATE 2, 3: COLOR 2
'PRINT " Nhiet truyen cho nuoc Qw "; qw; " kJ "
'LOCATE 2, 45: PRINT " Nhiet do thanh xi lanh Tc"; tc; "K"
'LOCATE 3, 3: PRINT "Nhiet luong khi truyen cho xi lanh Qw1 "; qw1; " kJ"
'LOCATE 8, 50: PRINT "agmax "; agmax; " kW/(m^2K)" '"Tzmax"; tzmax; "
K"
'LOCATE 9, 50: PRINT "ag1max"; ag1max; " kW/(m^2K)"
'LOCATE 10, 50: PRINT "ag2max"; ag2max; " kW/(m^2K)" '"pzmax ";
pzmax; " Pa"
'LOCATE 10, 50: PRINT "ag2max"; ag2max; " kW/(m^2K)" '"pjmax ";
pjmax; " Pa"
'LOCATE 11, 50: PRINT "ag3max"; ag3max; " kW/(m^2K)" '"ptmax ";
ptmax; " Pa"
'LOCATE 12, 50: PRINT "ag4max"; ag4max; " kW/(m^2K)"
18
'LOCATE 13, 50: PRINT "ag5max"; ag5max; " kW/(m^2K)" '"pzmax ";
pzmax; " Pa"
'LOCATE 14, 50: PRINT "ag6max"; ag6max; " kW/(m^2K)" '"pjmax ";
pjmax; " Pa"
'LOCATE 15, 50: PRINT "ag8max"; ag8max; " kW/(m^2K)" '"ptmax ";
ptmax; " Pa"
'LOCATE 13, 50: PRINT USING "(dx0/dfi)max = #.######"; x0max
'LOCATE 14, 50: PRINT USING "(dx2/dfi)max = #.######"; x2max
'LOCATE 15, 50: PRINT USING "(dx4/dfi)max = #.######"; x4max;
'LOCATE 16, 50: PRINT USING "(dx5/dfi)max = #.######"; x5max;
'LOCATE 15, 50: PRINT USING "(dx22/dfi)max = #.######"; x22max;
'LOCATE 16, 50: PRINT USING "(dx21/dfi)max = #.######"; x21max;
'LOCATE 15, 50: PRINT "U "; U; " kJ"

'LOCATE 16, 50: PRINT "qw "; qw; " kJ"
'LOCATE 17, 50: PRINT "x2 "; x2; "%"
'LOCATE 19, 50: PRINT "dqx "; dqx; "j"
'LOCATE 20, 50: PRINT "dqx1 "; dqx1; "j"
LOCATE 3, 12: PRINT " DAC TINH VA THONG SO CUA DONG CO"
LOCATE 5, 48: PRINT "THONG SO DAU VAO "
LOCATE 8, 48: PRINT "KET QUA TINH TOAN"
LOCATE 5, 1: PRINT "2500K"
LOCATE 6, 50: PRINT USING "P0 = ###### Pa, T0 = ### K"; P0; T0
LOCATE 7, 50: PRINT USING "doamf = ##% , fps = ##doTK"; doamf; fps
LOCATE 9, 50: PRINT USING "Tzmax = ####.## K"; tzmax;
LOCATE 10, 50: PRINT USING "pzmax =###.###### MPa"; pzmax /
1000000;
'LOCATE 8, 50: PRINT USING "(dx2/dfi)max = #.######"; x2max
LOCATE 11, 50: PRINT USING "ti = #.#### mc"; ti
'LOCATE 11, 50: PRINT USING "fps = ## doTK"; fps;
LOCATE 12, 50: PRINT USING "agmax = ####.# kW/m^2K"; agmax
LOCATE 13, 50: PRINT USING "Pi1 = #.#### MPa"; pi1 / 1000000
LOCATE 14, 50: PRINT USING "Ni = ###.## kW"; Ni
LOCATE 15, 50: PRINT USING "gi = #.#### kg/(kW.h)"; gi
'LOCATE 15, 50: PRINT USING "etai = #.####"; etai
LOCATE 16, 50: PRINT USING "Pm = #.#### MPa"; Pm / 1000000
LOCATE 17, 50: PRINT USING "etam = #.####"; etam
LOCATE 18, 50: PRINT USING "Ne = ####.## kW"; Ne
19
LOCATE 19, 50: PRINT USING "ge = #.#### kg/(kW.h)"; ge
LOCATE 20, 50: PRINT USING "etae = #.####"; etae
LOCATE 21, 50: PRINT USING "Pe = #.#### MPa"; Pe / 1000000
LOCATE 22, 50: PRINT USING "dtP = ##.### MPa"; dtP / 1000000
'LOCATE 12, 50: PRINT "ptt "; ptt; " Pa"

LOCATE 23, 3
PRINT USING " Ap suat chi thi trung binh #.###"; pi1 / 10 ^ 6;
: PRINT USING " MPa Hieu suat chi thi #.###"; etai

L = 0: qw1 = 0: ag = 0:

'GOTO 845
IF f = fv THEN END
'BEEP: GOTO menu:
'*********
40
Pa = 130000: tc0 = 360: N = 1200: d = .135: s = .17: fps = 10: b = 73: i = 6
doamf = 80: d1 = .035
'tc0 = 380: N = 750: d = .16: s = .225: fps = 26: b = 23.65:
'tc0 = 380: N = 375: d = .35: s = .5: fps = 17: b = 160:
zet = .01: ' GOTO first:
Ta = 300' Nhiet do moi chat dau qua trinh nen K
lam = .25' Ty so lam da
tnc = 380 '338 nhiet do trung binh cua nuoc lam mat
tc = 450 ' nhiet do trung binh cua thanh xi lanh
pi = 3.14159
'qn = 41900000' Nhiet tri thap cua nhien lieu , j
r = 287' Hang so khi
k = 1.37
df = .5' Buoc tinh toan , do t.k.
e = 13'12.5 Ty so nen
CLS : GOTO 20
'********
100 LOCATE 25, 1: PRINT " ";
'100 LOCATE 25, 1: PRINT " An phim bat ky";

101 k$ = INKEY$: IF k$ = "" THEN 101
20
RETURN
72
'LOCATE 25, 8: INPUT ; " Quit y/n", k$
'IF k$ = "N" OR k$ = "n" THEN CLS : GOTO 20:
'IF k$ <> "Y" AND k$ <> "y" GOTO 82
82
SCREEN 0: WIDTH 80: COLOR 10, 5, 4: CLS
LOCATE 4, 1
PRINT " Da tinh xong "
PRINT " Lua chon che do: "
PRINT " 1- Dua ra man hinh so lieu ban dau "
PRINT " 2- Dua ra man hinh ket qua tinh"
PRINT " 3- Xay dung do thi chi thi "
PRINT " 4- Xay dung do thi mo men "
PRINT " 5- Xay dung do thi Ps "
PRINT " 6- Xay dung do thi Pt "
PRINT " 7- Xay dung do thi N "
PRINT " 8- Xay dung do thi Z "
PRINT " 9- Xay dung do thi vec to T-Z "
'PRINT " 0- Xay dung do thi co bien "
'PRINT " 10- Thoat khoi chuong trinh "
INPUT " Che do "; y
'1280
IF y = 1 THEN 111
IF y = 20 THEN 112
IF y = 3 THEN 113
111 : CLS
LOCATE 4, 12: PRINT " SO LIEU BAN DAU DE TINH: "

PRINT " Ap suat dau qua trinh nen , Pa ", Pa
PRINT " Nhiet do dau qua trinh nen , K ", Ta
PRINT " Ty so nen ", e
PRINT " Ty so lam da ", lam
PRINT " Vong quay truc khuyu, v/ph ", N
PRINT " Duong kinh xi lanh, m ", d
PRINT " Hanh trinh piston, m ", s
PRINT " So xi lanh ", i
PRINT " Suat tieu hao nhien lieu gio, kg/h ", b
21
bc = b / N / 30 / i
PRINT " Luong nhien lieu cap cho chu trinh, kg/cht "; bc
PRINT " He so chay ", m
PRINT " Goc bat dau chay nhien lieu, do TK ", fps
PRINT " Thoi gian chay , do TK ", fz
PRINT " Buoc tinh , do TK ", df
INPUT " Che do "; y
112 : CLS
LOCATE 4, 12: PRINT " Ket qua tinh toan "
PRINT " Nhiet do trung binh thanh xi lanh, K ", tc;
PRINT " Nhiet do cuc dai cua chu trinh Tmax, K "; tzmax; '", goc "; ftmax
PRINT " Ap suat cuc dai cua chu trinh Pzmax, MPa"; pzmax / 1E+07; ' ",goc
"; fpmax
PRINT " Ap suat chi thi trung binh, Pi, Mpa "; pi / 1E+07
PRINT " Hieu suat chi thi "; etai;
INPUT " Che do "; y
113 : CLS
vse:
KEY(1) STOP
END

1.2. Kết quả tính
− Nhiệt độ cực đại của chu trình
T
zmax
= 2237,34 (K);
− Áp suất cực đạicủa chu trình
P
zmax
= 8,5524 (Mpa);
− Áp suất chỉ thị trung bình
i
P
= 1,9824 (MPa);
− Công suất chỉ thị
i
N
= 289,43 (kW);
− Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị
i
g
= 0,2522 (kg/kWh);
− Hiệu suất chỉ thị
i
η
= 0,34
− Áp suất có ích trung bình
c
P
= 1,8142 (MPa);
− Hiệu suất cơ giới

m
η
= 0,9152
22
− Công suất có ích của động cơ
e
N
= 264,86 (kW);
− Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
e
g
= 0,2756 (kg/kWh);
− Hiệu suất có ích của động cơ
e
η
= 0,3108
− Suất tiêu hao nhiên liệu trong một giờ
h
B
= 72,995 (kg/h).
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ
23
2.1. Lựa chọn hệ thống trao đổi khí
2.1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu đối với hệ thống phân phối khí
− Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí trong
xilanh động cơ: nạp khí vào xilanh và đẩy khí đã làm việc ra khỏi xilanh.
− Các kiểu cơ cấu phân phối khí trong động cơ Diesel hiện nay thường
được sử dụng:
+ Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap

+ Cơ cấu phân phối khí kiểu van trượt
+ Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap và van trượt.
− Cơ cấu phân phối khí kiểu van trượt có ưu điểm như: đảm bảo tiết diện
lưu thông, dễ dàng làm mát cơ cấu phối khí, độ ồn nhỏ nhưng kết cấu phức tạp,
giá thành cao và chủ yếu sử dụng sử dụng trong động cơ hai kì. Đối với động
cơ hai kì nạp thải qua cửa hoặc nạp qua cửa và
− Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap và van trượt: thưòng sử dụng cho
động cơ hai kì nạp qua cửa và thải bằng xupap, khi đó piston làm nhiệm vụ van
trượt.
− Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap: Cơ cấu phân phối khí kiểu xupap
được sử dụng rộng rãi hơn vì cơ cấu này đơn giản, đảm bảo tính an toàn, tin cậy
trong quá trình làm việc. Cơ cấu này gồm có: Trục phân phối khí, hệ thống
truyền động cho nó, con đội, thanh đẩy, đòn gánh, các xupap nạp, xả và đế
xupap.
− Cơ cấu phân phối khí phải đảm bảo các yêu cầu :
+ Có cường độ chịu lực tốt.
+ Đóng mở đúng thời gian quy định.
+ Độ mở lớn và tại chỗ thay đổi tiết diện phải có góc lượn lớn để
giảm sức cản cho dòng khí và để dòng khí dễ lưu động.
+ Kết cấu xupap phải đảm bảo thoát nhiệt tốt.
+ Cần đảm bảo các lực tác dụng lên xupap trùng với đường tâm
xupap để tránh làm cong đuôi xupap.
+ Ít mòn và độ ồn bé.
+ Dễ chế tao, dễ điều chỉnh, dễ sửa chữa và giá thành rẻ.
2.1.2. Lựa chọn hệ thống trao đổi khí
Chọn hệ thống trao đổi khí kiểu xupap
1- Phân loại hệ thống trao đổi khí kiểu xupap
Với động cơ đốt trong kiểu piston trao đổi khí bằng xupap có hai phương
án bố trí xupap là: xupap đặt và xupap treo.
− Phương án bố trí xupap đặt chỉ dùng cho động cơ có tỉ số nén thấp

Nhược điểm:
+ Kết cấu buồng cháy không gọn nên nhiệt lượng tổn thất lớn làm
giảm hiệu suất
24
+ Việc tăng tỉ số nén rất khó khăn nên ít được sử dụng.
− Phương án bố trí xupap treo được sử dụng rộng rãi trong động cơ
Diesel và một số động cơ xăng.
Ưu điểm:
+ Kết cấu buồng cháy nhỏ gọn, do đó tăng được lượng nhiệt dùng
cho quá trình cháy.
+ Tăng tỉ số nén một cách dễ dàng.
Nhược điểm:
+ Các chi tiết chuyển động gây nhiều độ ồn lớn.
+ Chế tạo phức tạp hơn.
+ Làm tăng chiều cao của động cơ.
Kết luận :
Với những ưu, nhược điểm nêu trên, chọn kết cấu phân phối khí kiểu
xupap và phương án bố trí xupap là xupap treo.
2- Bố trí xupap trên nắp xilanh
2a. Loại hai xupap
Đây là loại dùng nhiều nhất, trong động cơ bốn kì có một xupap xả và
một xupap nạp.
Hình 2.1. Bố trí hai xupap trên nắp xilanh
Hình a: Xupap bố trí song song với đường trục, loại này dùng một cam
để truyền động.
Hình b: Xupap bố trí thẳng góc với đường trục. Đường nạp thải bố trí
đối xứng qua nắp xilanh. Dùng một hay hai trục cam để truyền động.
Hình c: Xupap bố trí nghiêng một góc với đường trục. Đường nạp thải
bố trí đối xứng qua nắp xilanh. Dùng một hay hai trục cam để truyền động.
2b. Loại ba xupap

25
Mỗi nắp xilanh có ba xupap.
Hình 2.2. Bố trí ba xupap trên nắp xilanh
Hình a: Một xupap nạp có đường kính tương đối lớn, hai xupap thải có
đư kính bé hơn.
Hình b: Hai xupap nạp, một xupap xả có đường kính lớn hơn.
So với bốn loại xupap thì loại này không có ưu điểm gì đặc biệt và cấu
tạo cũng không đơn giản nên ít dùng.
2c. Loại bốn xupap
Dùng trong động cơ cao tốc, công suất lớn trong đó có hai xupap nạp và
hai xupap xả.
Hình 2.3. Bố trí bốn xupap trên nắp xilanh
3- Phương án dẫn động xupap
Có hai loại dẫn động cho xupap: dẫn động cơ giới cho xupap và dẫn
động thuỷ lực cho xupap
26
− Dẫn động cơ giới (hình 2.4):
Hình 2.4. Cơ cấu dẫn động cơ giới cho xupap
1- Trục cam ; 2- Con đội ; 3- Đũa đẩy ; 4- Cò mổ ; 5- Xupap
− Nguyên lí hoạt động : Dẫn động cơ giới cho xupap bằng cơ cấu con
đội, đũa đẩy, đòn bẩy( cò mổ). Đây là các cơ cấu động. Cụ thể là cơ cấu này
nhận chuyển động quay của trục cam dưới tác động của mặt cam lên con đội và
đũa đẩy, làm con đội và đũa đẩy sẽ chuyển động lên xuống. Đầu còn lại của đũa
đẩy được liên kết động với một đầu của đòn bẩy. Đòn bẩy được cấu tạo sao cho
có thể quay quanh một trục gắn cứng, khi đó đầu còn lại của đòng bẩy sẽ trực
tiếp tác dụng lên mặt tiếp xúc của đuôi xupap, làm xupap chuyển động lên
xuống với một giới hạn thịch hợp. Giới hạn đó gọi là hành trình của xupap.
− Ưu điểm của phương pháp này là : Cơ cấu dễ chế tạo, giá thành rẻ, có
thể ứng dụng với nhiều loại động cơ tàu thuỷ.
− Nhược điểm chính của phương pháp này là tồn tại khe hở nhiệt lớn, do

đó sẽ gây ra hiện tượng va đập mạnh làm các chi tiết nhất là chỗ tiếp xúc nhanh
bị biến dạng và gây ra tiếng kêu trong quá trình hoạt động.
− Dẫn động thuỷ lực cho xupap (hình 2.5) :
27
Hình 2.5. Cơ cấu dẫn động thuỷ lực cho Xupap
1- Trục cam ; 2- Con đội ; 3- Lò xo ; 4- Ống dẫn
− Ưu điểm : Để tránh va đập giữa đầu đòn gánh và xupap, cơ cấu dẫn
động cho xupap thải của động cơ bốn kì được chế tạo thêm bộ giảm chấn thuỷ
lực, tự động điều chỉnh khe hở nhiệt của xupap. Phương pháp này có độ tin cậy
cao và cấu tạo đơn giản. Việc giảm khối lượng các phần động sẽ hạn chế được
lực quán tính của cơ cấu dẫn động cho xupap và giảm được độ mài mòn các bề
mặt làm việc của xupap gây ra do tác động của các xung lực.
− Nguyên lí hoạt động: Cơ cấu này được sử dụng cho các động cơ Diesel
hiện đại bao gồm: Con đội thuỷ lực (2) được dẫn động từ trục cam (1). Khi con
đội thuỷ lực (2) đi lên, dầu sẽ bị nén và piston thuỷ lực sẽ tạo ra một áp lực
trong đường ống dẫn dầu (4) tác dụng lên đầu xupap. Khi áp lực này thắng
được lực lò xo xupap thí xupap mở ra, đồng thời lò xo cũng bị nén. Do đó tồn
tại một lực đàn hồi có xu hướng đẩy lò xo đi lên. Khi cam ở vị trí thấp sẽ làm
cho con đội đi xuống, áp lực dầu giảm. Lực lò xo thắng áp lực dầu và đẩy
xupap đi lên đóng kín cửa thải.
Kết luận:
− Chọn phương án dẫn động cho xupap
Từ những phân tích ở trên và từ điều kiện áp dụng thực tế, nên ta dùng
phương án dẫn động cơ giới cho xupap.
2.2. Tính toán sơ bộ kích thước của cơ cấu phối khí
2.2.1. Tính toán sơ bộ kích thước của cơ cấu nạp và của cơ cấu thải