Động cơ Diesel IFA-W50

Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50

 !"#
$%&'()&(*
$+,'-)'./0+1
$$('"2-)'./013
$4+5'&6%'.7(8++!3
$9+5':(;'(+.3
$<=&"25>?-)&(5'3
+(@'(2&AB16%'.7((7('(B((C!:(; D'.1(!>1BE>!(FG"2&HIJKLB
"2&M"NON(7('(B((C!:(; D'.1E>!(D-=&"25>?GP$LJ9LQ3
$3('"2:(;?'.3
R6%'.7(ST&B'.'"UV('"2.&B'(5+FG"2&M"NON3
.PWLLXYLLQ3
$W(";('Z('3
$[6\' ]&(%>W
$Y8+'(D-W
$LH^@(''8"U-OVW
$H^@(''8"U- VW
$$(";("]'(_&)W
$4'`%+[

abcde[
;('1%6%'.7(8+[
:(;?'[
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 1 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
$('"2&6%'.7(8+![
48+ηAY
9/H:(;8+-G<Y
/H:():(;f'(>R'&#'(R'"U"'&(%>:(D<LY
3^//H:():(;gL
$;('1%6%'.7(\L
$Z('-1"h';&('. 7(&i!:():(;j:(;8+-GkL
$$Z('-1"h';&('. 7(&i!+(l-&(%>j:(;?'kL
$4Z('-1"h';&('. 7(&i!(m(H+'.16%'.7(\j(m(H+:(;&)'%&k
"/H&';('(N1&)'(=&!L
$9(n\"! R'. 7(
$+5'&6%'.7(\+&
$3('"2&6%'.7(\
$W/H-)&(5'&)'%&&i!6%'.7(\
4;('1%6%'.7(&(%>$

4'(!>"o+(,'pf'(>R'q1$
4$'(!>"o+(,'p'(r&'Rq$
44'(!>"o+(,'p'(r&'R'8"U-OVqO$
49/HAs'&(%><$$
4('"2'8"U-OVOt$
43+5''8"U-OV+O9
9;('1%6%'.7(ST9
9STG-9
9$ST!9
94(nST"! R'. 7(9
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 2 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
99+5'&i!6%'.7(ST
9('"2&6%'.7(ST
93QU-'.!('"2:(;?'
;('1%&%&'()&('.7(&)'%&
+5'&(n'(_'. 7(+u
$+5'&(n'(_'. 7('(r&'R+3
45''D(!1(D&(n'(_3
95'&(n'(_η-3

+5''o'(5'&MG+-3
3+5'&?;&('. 7(+N3
W5'&MGη-W
[5''D(!1(DNW
Y5'&?;&(vNW
LQU-(-"/0:;(E>!(w'(N1&)'(=&W
%&"S&?W
$x%&"_(6%'.7(\!J&AB6%'.7(STOJ [
a%'.7(\[
WV$4[
$L[
VL$3[
W9V$L[
4Fy"]'(_&)Y
9";("]'(_&)$L
9";("U- z'"#6%'.7(8+tj"U-!k$L
9$";(%+5'&6%'.7(\tj"U-&k$L
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 3 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
94";("U-+(G-j&{k$

99";("U-"8'+O-!E'(r&'R$
9";("U- z'"#6%'.7('('(r&'Rtj"U- k$
93";("U-:R''(|&6%'.7(STj"U- {k$
FF}~•e€w•a‚ƒ„e…$4
F/0 U^†(B('.7(+'1EP‡jgk$4
F$/0 U^†'&"2+'1AP‡jgk$9
F4/0 U^†!'&&i!+'1ˆP‡jEk$9
F„e‰…$3
F%&:(/H&(>U"2'_('R$3
F$r&6%';($W
F4/0 U^†AP‡jEk$Y
F9Q(!'.U"]'(_&)+JF'(B(+:'P‡jgk4
FQ(!'.U"]'(_+ˆP‡jEk'(B(+ˆP‡jgk4
F3Fy"]'(_+ΣP‡jgk4
FWFyr&'R+'>RP‡jgkAB"]'(_r&+(%+'>RŠP‡jgk4$
F[Fy"/0ΣP‡jgk9
FYFy"]'(_+(@''%&^@D&(':(Z99
FLFy"/0 U^†aP‡jgkt9
F]'(_-B-C&(':(Z9[
F
‹
Œ
•
‹<ŽVx•
‹
J<•eL
F‘
’
(:D
“

-(D
”
- D
•
"‘
“
(+'1L
F$‘
’
((D
”
- D
•
",
•
+'1$
F4‘
’
((D
”
- D
•
'(,+'14
F9‘
’
((D
”
- D
•
&()

’
'Ž'1
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 4 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
F‘
’
(:D
“
-(D
”
- D
•
EN
’
&-`:()"`
“
!
’
+3
I/ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN BAN ĐẦU.

I.1/ Bảng số liệu ban đầu.
TT Tên thông số Kí hiệu Giá trị Đơn vị
1 Kiểu động cơ IFA-W50 Thẳng hàng
2 Số kì τ 4 kì
3 Số xi lanh i 4
4 Thứ tự nổ 1-3-4-2
5 Hành trình piston S 145 mm
6 Đường kính xilanh D 120 mm
7 Góc mở sớm xupap nạp α
1
8 độ
8 Góc đóng muộn xupap nạp α
2
38 độ
9 Góc mở sớm xupap xả β
1
44 độ
10 Góc đóng muộn xupap xả β
2
8 độ
11 Góc phun sớm φ
i
24 độ
12 Chiều dài thanh truyền l
tt
280 mm
13 Công suất động cơ N
e
118 mã lực
14 Số vòng quay động cơ n 2350 v/ph

15 Suất tiêu hao nhiên liệu g
e
188 g/ml.h
16 Tỉ số nén ε 18,7
17 Trọng lượng thanh truyền m
tt
4 kg
18 Trọng lượng nhóm piston m
pt
3,5 kg

I.2/ Các thông số chọn.
Các thông số cần chọn theo điều kiện môi trường, kết cấu động cơ...bao gồm:
I.2.1/ Áp suât môi trường p
o
Áp suất môi trường p
o
là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ:
p
o
= 0,1 Mpa
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 5 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́

t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
I.2.2/ Nhiệt độ môi trường T
o
Lựa chọn nhiệt độ môi trường theo nhiệt độ bình quân cả năm.
Ở nước ta chọn T
o
= 297

K
I.2.3/ Áp suất cuối quá trình nạp p
a
Do động cơ là động cơ không tăng áp nên chọn p
a
= (0,8 - 0,9 )p
o
Ta chọn p
a
= 0,085 MPa
I.2.4/ Áp suất khí thải p
r
Áp suất khí thải phụ thuộc vào các thông số như p
a
. Ta có thể chọn p
r
nằm trong
phạm vi: p
r
= (1,10-1,15)p

k

Ta lấy p
r
= 0,114 MPa.
I.2.5/ Mức độ sấy nóng môi chất

T
∆
phụ thuộc vào quá trình hình thành hòa khí bên trong hay ngoài xy lanh. Với
động cợ IFA-W50 là động cơ điezen hình thành hòa khí bên trong xy lanh
nên mức độ sấy nóng lớn.
T
∆
= 20-40 K.
Ta chọn
T
∆
= 22 K
I.2.6/ Nhiệt độ khí sót T
r
Nếu quá trình giãn nở càng triệt để, nhiệt độ T
r
càng thấp.Với động cơ điezen
T
r
= 700 – 900

K.
Ta chọn T

r
= 800

K
I.2.7/ Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
t
λ
Tỷ nhiệt của môi chất thay đổi rất phức tạp nên thường phải căn cứ vào hệ số dư
lượng không khí α để hiệu đính.
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 6 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
Với động cơ điezen α > 1,4 nên ta chọn
t
λ
= 1,10
I.2.8/ Hệ số quét buồng cháy
2
λ
Với động cơ không tăng áp
2

λ
= 1
I.2.9/ Hệ số nạp thêm
1
λ
Phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí. Thông thường
1
λ
= (1,02- 1,07 )
Ở đây ta chọn
1
λ
= 1,03.
I.2.10/ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z,
z
ξ
Thể hiện lượng nhiệt phát ra của nhiên liệu dùng để sinh công và tăng nội năng
với lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu.
Đối với động cơ điezen
z
ξ
= (0,70-0,85)
Ở đây ta chọn
z
ξ
= 0,75
I.2.11/ Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b,
b
ξ
Đối với động cơ điezen

b
ξ
= (0,80 ÷ 0,90)
Ở đây ta chọn
b
ξ
= 0,87 (Tại điểm b lượng nhiệt trao đổi với vách xy lanh ra môi
trường ngoài lớn
b
ξ
=
cb
H H
Q
Q Q−∆
) (1)
I.2.12/ Hệ số hiệu đính đồ thị công
d
ϕ

d
ϕ
Thể hiện sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ so với
chu trình thực tế. Chu trình công tác thực tế của động cơ điezen sai khác khá nhiều
so với chu trình tính toán lý thuyết. với
d
ϕ
= (0,92 – 0,97)
Ta chọn
d

ϕ
= 0,97
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 7 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
I.2.13/ Hệ số tăng áp
λ
λ
=
P
z
P
c
= (1,5-1,8), Ở đây ta chọn
λ
= 1,5
II. TÍNH TOÁN CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC
II.1/ Tính toán quá trình nạp
II.1.1/ Hệ số khí sót
r
γ

( )
T T
p
1
2
k
r
. .
r
1
T p
r a
m
p
r
. . .
t
1 2
p
a
 
 ÷
 
λ + ∆
γ =
ε λ −λ λ
(2)
Trong đó : m là chỉ số nén đa biến trung bình của khí sót m = 1,45 ÷ 1,50
Ta chọn m = 1,5. Thay số vào ta có
( )

1 297 22
0,114 1
0,03
r
1
800 0,085
1.5
0,114
18,7.1,03 1,1.1.
0,085
 
 ÷
 
+
γ = × × =
−
II.1.2/ Nhiệt độ cuối quá trình nạp T
a
m 1
m
p
a
(T T) . .T .
r r
t
0
p
r
T
a

1
r
−
+ ∆ + λ γ
=
+ γ
 
 ÷
 
(3)
Thay số vào ta có:
1,5 1
0,085
1,5
(297 22) 1,1.0,03.800.
0,114
T 333
a
1 0,03
−
 
+ +
 ÷
 
= =
+
(K)
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 8 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀

a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
II.1.3/ Hệ số nạp η
v
1
m
T
p
p
1
0 a
r
. . . . . .
v
t
1 2
1 T T p P
a
0 0
 
 
 ÷
η = ε λ − λ λ

 ÷
 ÷
ε − + ∆
 
 ÷
 
(4)
Thay số vào ta được :
1
1,5
1 297 0, 085 0,114
. . . 18,7.1,03 1,1.1. 0,801
v
18,7 1 297 22 0,1 0, 085
η = − =
− +
 
 
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
II.1.4/ Lượng khí nạp mới M
1
3
432.10 .P .
v
0
M

1
g .p .T
e e
0
η
=
(kmol/kg nl) (5)
Trong đó:
p
e
=
30.N .
e
V .n.i
h
τ
=
30.86,848.4
0,662
1,67384.2350.4
=
(Mpa) (6)
Với V
h
=
2
.D .S
4
π
=

2
.1,2 .1,45
1,67384
4
π
=
(dm
3
) = 1,67384 (lít) (7)
=>
3
432.10 .0,1.0,801
M 0, 689
1
255, 43.0,662.297
= =
(kmol/kg nl)
II.1.5/ Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên
liệu M
0
M
o
=
1 C H O
.
0,21 12 4 32
 
 ÷
 
+ −

( kmol/kg nl) (8)
Với nhiên liệu của động cơ điezen C=0,87 ; H= 0,126 ; O = 0,004
=> Ta tính được M
o
= 0,495
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 9 Hưng dn: TS.Phm Hu Tuyn
Đô
̀
a
́
n môn học Đô
̣
ng cơ đô
́
t trong Đô
̣
ng cơ Diesel IFA-W50
II.1.6/ Hệ số dư lượng không khí α
Đối với động cơ điezen IFA-W50: α =
M
1
M
o
=
0,689
1,392
0,495
=
(9)
II.2/ Tính toán quá trình nén

II.2.1/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí( khí nạp mới )

mc 19,806 0,00209T
v
= +
( kJ/kmol.độ) (10)
II.2.2/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy( khí sót)
Với hệ số dự lượng α > 1 Ta tính theo công thức
1,634 1 187,36
5
mc" (19,876 427,86 .10 T
v
2
)
−
= + + +
α α
 
 ÷
 
(kJ/kmol.độ) (11)
1,634 1 187,36
5
mc" (19,876 427,86 .10 T
v
1,392 2 1,392
)
−
= + + +
 

 ÷
 
5
mc" 21,05001 281.10 T
v
−
= +
(kJ/kmol.độ) (12)
II.2.3/ Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén
(hỗn hợp khí công tác) được tính theo công thức sau

v r v
v
r
mc .mc"
mc'
1
+ γ
=
+ γ
( kJ/kmol.độ) (13)

v
v v
b '
mc ' a ' T
2
= +
Thay (10) và (12) vào (13) và biến đổi ta có
a’

v
=
r
r
19,806 .21,05001 19,806 0,0289.21,05001
19,84204
1 1 0,03
+ γ +
= =
+ γ +
(14)
SV: Nguyên ng Quyêt̃ Đă ́ 10 Hưng dn: TS.Phm Hu
Tuyn