Tính toán chu trình công tác trong động cơ đốt trong

…





…
NHẬN XÉT , ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :
Kết quả đánh giá :
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
............................................................................
GIÁO VIÊN BẢO VỆ :........................................................................................................................................
Kết quả đánh giá :
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................
1
…





…
Thứ tự Mục lục trang
Phần I -Tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong. 03
-Tình tự tính toán. 03
+ số liệu ban đầu của phần tính nhiệt. 03
+ các thông số cần chọn. 03
-Tính toán các quá trình công tác. 06
+ tính toán quá trình nạp. 06
+ tính toán quá trình nén. 08
+ tính toán quá trình giản nở. 12
+ tính toán quá trình công tác. 14
-Vẽ và hiệu đính đồ thị công 18
Phần II -Tính toán động học, động lực học 21
-Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học. 21
+ đường biểu diển hành trình của Piston x=
( )
f
α
21

+ đường biểu diển tốc độ của Piston v=
( )
f
α
21
+ đường biểu diễn gia tốc của Piston j=
( )
f x
22
-Tính toán động lực học. 23
+ các khối lượng chuyển động tịnh tiến. 23
+ các khối lượng chuyển động qoay. 24
+ lực quán tính. 25
+ vẽ đường biểu diễn lực quán tính –p
j
=
( )
f x
.
25
+ đường biểu diễn v=
( )
f x
.
27
+ khai triển đồ thị công P-V thành P
kt
=
( )
f

α
.
28
+ khai triển đồ thị P
j
=
( )
f x
thành P
j
=
( )
f
α
.
29
+ vẽ đồ thị P
∑
=
( )
f
α
.
29
+ vẽ đồ thị lực tiếp tuyến T=
( )
f
α
và Z =
( )

f
α
.
31
+ vẽ đường biểu diễn
T
∑
=
( )
f
α
của động cơ nhiều xilanh.
34
+ đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu. 37
+ đồ thị biểu diễn Q=
( )
f
α
.
38
PhầnIII -Tính kiểm nghiệm bền chi tiết chính 41
-Tính kiểm nghiệm bền đỉnh Piston 42
-Tính kiểm nghiệm bền đầu Piston 44
-Tính kiểm nghiệm bền thân Piston 46
- Tài liệu tham khảo 38
2
…





…
PHẦN I :TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC
TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
I) Trình tự tính toán:
1.1 /Số liệu ban đầu của phần tính toán nhiệt:
1- Kiểu dộng cơ : Động cơ xăng, một hang xilanh, không tăng áp(kí hiệu: YAZ -1)
2- Số kỳ
τ
:
τ
= 4
3- Số xilanh i: i= 4
4- Thứ tự nổ: 1-3-4-2
5- Hành trình của Piston S: S =92 (mm)
6- Đường kính xi lanh D: D =92( mm)
7- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp α1 ; α2 : α1 =10
0
α2 =40
0
8- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải
1
β
;
2
β
:
1
β

=40
0

2
β
=10
0
9- Góc đánh lửa sớm
i
ϕ
:
i
ϕ
= 12
0

10- Chiều dài thanh truyền ltt : ltt =172,35 (mm)
11- Công suất của động cơ Ne: Ne = 75 ( m.l)
12- Số vòng quay của trục khuỷu n: n =4000 (vg/ph)
13- Suất tiêu hao nhiên liệu ge :
e
g
=280 (g/ml.h) .
14- Tỷ số nén ε: ε =6,7
15- Khối lượng nhóm thanh truyền m
tt
: mtt = 1 (kg)
16- Khối lượng nhóm pitton mpt: mpt =0,75 (kg).
17- Dung tích công tác Vh :
Vh = =

2
.0,92 .0.92
4
π
= 0,61158 (lít)

1.2 /Các thông số cần chọn :
1 /Áp suất môi trường :pk
Áp suất môi trường p
k
là áp suất khí quyển trước khi nạp vào đông cơ (với đông cơ
không tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn p
k
=p
0
Ở nước ta nên chọn p
k
=p
0
= 0,1 (MPa)
2 /Nhiệt độ môi trường :Tk
3
…





…
Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm ở nước ta

Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước
xupáp nạp nên :
Tk =T
0
=24ºC =297ºK
3 /Áp suất cuối quá trình nạp :p
a

Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại đông cơ ,tính năng tốc
độ n ,hệ số cản trên đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì vậy cần xem xét đông cơ đang
tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa. Thông thường chọn áp suất cuối quá trình nạp trọng
phạm vi : p
a
= (0.8
÷
0,9).p
k
(MPa).
Áp suất cuối quá trình nạp ta lấy p
a
=0,838.p
k
=0,838.0,1 = 0,0838 (MPa)
4 /Áp suất khí thải P :
Áp suất khí thải cũng phụ thuộc vào các thông số như pvà có thể chọn trong
phạm vi: pr =(1,05
÷
1,15).p
k
(MPa)

Và ta chọn:
p= 1,132.0,1 =0,1132 (MPa)
5/Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T
Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành hổn
hợp khí ở bên ngoài hay bên trong xy lanh. Đối với động cơ xăng ta đang xét ∆T trong
khoảng ∆T =
0 0
(0 20 )C C÷
Và ta chọn:
∆T = 2
0
C
6/Nhiệt độ khí sót (khí thải) T
Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu quá trình giản nở càng
triệt để ,Nhiệt độ T càng thấp, thông thường chọn Tr =700
÷
1000
0
K
.
Và ta chọn :
T =950 ºK
7 /Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ :
Hệ số hiệu định tỉ nhiệt λ được chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu định
.Thông thường có thể chọn λ theo bảng sau :
4
…





…
α 0,8 1,0 1,2 1,4
λ 1,13 1,17 1,14 1,11

Ở đây ta chọn λ =1,11
8 /Hệ số quét buồng cháy λ :
Vì ta đang tính toán với động cơ không tăng áp nên ta chọn λ =1
9 /Hệ số nạp thêm λ
Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí .Thông thường ta có thể chọn
λ =1,02÷1,07 .
Và ta chọn : λ =1,023
10 /Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ, thể
hiện lượng nhiệt phát ra đả cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi đốt hoàn toàn 1kg
nhiên liệu. Đối với động cơ xăng ta đang xét thông thường chọn trong khoảng
Kinh nghiệm sau đây : ξ =0,85
÷
0,92
Và ta chọn ξ=0,85
11/Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ :
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơ
điezel,ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ . Thông thường chọn trong khoảng : ξ=0,85
÷
0,95
Do đây là động cơ xăng nên ta chọn :
ξ=0,892
12 /Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ :
Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ với chu

trình công tác thực tế .Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu trình tính toán của
động cơ xăng ít hơn của động cơ vì vậy hệ số φ của động cơ xăng thường chọn hệ số lớn.
Nói chung có thể chọn trong phạm vi: φ =0,92
÷
0,97
Và ta chọn: φ =0,93
II )Tính toán các quá trình công tác :
5
…





…
2.1 .Tính toán quá trình nạp :
1 /Hệ số khí sót γ :
Hệ số khí sót γ được tính theo công thức :

γ = . .
Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5
Chọn m =1,45
γ
r
=
1
1,45
1.(297 2) 0,1132 1
. .
950 0,0838

0,1132
6,7.1,023 1,11.
0,0838
+
 
−
 ÷
 
= 0,0775
2 /Nhiệt độ cuối quá trình nạp T
Nhiệt độ cuối quá trình nạp T đươc tính theo công thức:

T = ( ºK )

T =
( )
1,45 1
1,45
0.0838
297 2 1,11.0,0775.950.
0,1132
1 0.0775
−
 
 ÷
 
 
 
 ÷
+ +

 ÷
 ÷
 
 ÷
+
 ÷
 ÷
 ÷
 
= 346,6 ( ºK )
3/)Hệ số nạp η :
η = . . .

η =
1
1,45
1 297 0,0838 0,1132
. . . 6,7.1,023 1,11.1.
6,7 1 297 2 0,1 0,0838
 
 
 
−
 ÷
 
− +
 
 
= 0,8015
6

…





…
4/)Lượng khí nạp mới M :
Lượng khí nạp mới M được xác định theo công thức sau :

M = (kmol/kg nhiên liệu)

Trong đó :
p – Áp suất có ích trung bình được xách định theo công thức sau:
p =
=
30.75.4
0,61158.4000.4
= 0,6765 (MPa)
Vậy : M =
3
432.10 .0,1.0,8015
280.0,6765.297

= 0,4527 (kmol/kg nhiên liệu)
5/Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M :
Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M được tính theo công
thức :
M = .
12 4 32

C H O
 
+ −
 ÷
 
(kmol/kg nhiên liệu)
Vì đây là động cơ xăng nên ta chọn C = 0,855 ; H = 0,145 ; O = 0.
M = .
0,855 0,145 0
12 4 32
 
+ +
 ÷
 
= 0,5120 (kmol/kg nhiên liệu)
6/Hệ số dư lượng không khí α

Vì đây là động cơ xăng nên ta có công thức tính
α
:
α
=
1
1
nl
o
M
M
µ
−

Trong đó :
nl
µ
- trọng lượng phân tư của xăng, thông thường
nl
µ
=114
7
…





…
Vậy :
α
=
1
0,4527
114
0,5120
−
= 0,8670
2.2 )Tính toán quá trình nén :
1 /Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí :
= 19,806+0,00209.T =
2
v
b

a T+
(kJ/kmol.K)
Trong đó: T - Tỷ nhiệt trung bình tuyệt đối T= ( t+273
o
)K. Thông thường người ta
thường sử dụng giá trị tỷ nhiệt trung bình trong khoảng từ 0
0
đến T
0
K đang khảo sát.
2 /Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy :
Khi hệ số lưu lượng không khí α <1 tính theo công thức sau :

= (17,997 + 3,504
α
) +
1
2
.(360,34 + 252,4
α
).
5
10 T
−
(kJ/kmol.K)
3/Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp :
Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hh trong quá trình nén tính theo công
thức sau :
= =
'

'
2
v
v
b
a T+
= + T
Trong đó :
a' =
b' =
Thay số vào ta có :
a' = 19,894 ; b' = 0,0043
4/ Chỉ số nén đa biến trung bình n:
8
…





…
Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào vào rầt nhiều thông số kết cấu và thông
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 mất nhiệt sẽ khiến cho n tăng.
Chỉ số nén đa biến trung bình n được xác bằng cách giải phương trình sau :
n-1 =
Chú ý :thông thường để xác định được n ta chọn n trong khoảng 1,340÷1,390
Rất hiếm trường hợp đạt n 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 vế của
phương trình thõa mãn <0,2% thì đạt yêu cầu.

n-1 =
( )
1,375 1
8,314
0,0043
19,894 346,6 6,7 1
2
−
+ +
=
1
8,314
19,894 0,7452.( 1)
n
ε
−
+ +
Sau khi thay các giá trị của n trong khoảng kinh nghiệm đả có vào công thức trên ta
thấy n =1,3750 thõa mãn điều kiện bài toán.
5 /Áp suất cuối quá trình nén P :
Áp suất cuối quá trình nén P được xác định theo công thức :
P = P. ε
n1
= 0,0838. 6,7
1,375
= 1,1458 (MPa)

6 /Nhiệt độ cuối quá trình nén T
Nhiệt độ cuối quá trình nén T được xác định theo công thức
T = T.
1 1n
ε
−
= 346,6 . 6,7
1,375 -1
= 707,2 ( ºK )
7 /Lượng môi chất công tác của quá trình nén M :
Lượng môi chất công tác của quá trình nén M được xác định theo công thức :
M = M+ M = M.
(1 )
r
γ
+
= 0,4527.
(1 0,0775)+
= 0,488

2.3 )Tính toán quá trình cháy :
1 /Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết β :
9
…





…

Ta có hệ số thay đổi phần tử lý thuyết β được xác định theo công thức :
β = = = 1+
Trong đó độ tăng mol ΔM của các loại động cơ được xác định theo công thức sau:
ΔM = 0,21.(1-α)M + ( +
−
)
Đối với động cơ xăng ta có: ΔM = 0,21(1 -
α
) + ( + -
1
nl
µ
)
Do đó :
β = 1 +
0
1
0,21(1 )
4 32
1
nl
o
nl
H O
M
M
α
η
α
µ

 
− + + −
 ÷
 
+

= 1+
0,145 0 1
0,21(1 0,867)0,512
4 32 114
1
0,867.0,512
114
 
− + + −
 ÷
 
+
= 1,0923
2 /Hệ số thay đổi phân tư thưc tế β: ( Do có khí sót )
Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β được xác đinh theo công thức :
β = =
1,0923 0,0775
1 0,0775
+
+
= 1,0857

3 /Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z β : (Do cháy chưa hết )
Ta có hệ số thay đổi phân tư thực tế tại điểm z β được xác định theo công thức :

β = 1 + . χ
Trong đó:
χ = =
0,85
0,892
= 0,9529
Vây : β
z
=1+
1,0923 1
.0,9529
1 0,0775
−
+
= 1,0816
10
…





…
4 /Lượng sản vật cháy M :
Ta có lượng sản vật cháy M đươc xác định theo công thức :
M= M +ΔM = β. M = 1,0923.0,4527 = 0,4945
5 /Nhiệt độ tại điểm z T :
* Đối với động cơ xăng, tính nhiệt độ tại điểm z T bằng cách giải pt cháy :
1
( )

' .
(1 )
z H H
v c
r
Q Q
mc T
M
ξ
γ
− ∆
+
+
=
. '' .
z vz z
mc T
β
Trong đó :

Z
ξ
: hệ số lợi dụng nhieetjtaij điểm z
Z
ξ
=0,85
Q : là nhiệt trị thấp của nhiên liệu, thông thường có thể chọn :
Q = 44000 ( kJ/kgn.l )

H

Q∆
: là nhiệt tổn thất do nhiên liệu cháy không hếtkhi đốt 1kg nhiên
liêu, thông thường có thể xác định
H
Q∆
theo
α
, khi
α
<1 thì
H
Q∆

tính băng công thức sau:

H
Q∆
= 120.10
3
.(1-
α
).M
O
( kJ/kgn.l)

''
vz
mc
: là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xách định
theo công thức :

=
( )
( )
"
. . 1
. 1
r
O z v z v
O
r
O O z
O
mc mc
γ
β χ χ
β
γ
β χ χ
β
 
+ + −
 ÷
 
 
+ + −
 ÷
 
= a''
vz
+ b''

vz
. T
Với a
’’
vz
=20,9889 và b
’’
vz
=0,00287
Thay các thong số đả có vào biểu thức trên ta được kết quả của T
Z
= 2538
o
K
6 /Áp suất tại điểm z p :
Ta có áp suất tại điểm z p được xác định theo công thức :
p =λ. p ( MPa )
Trong đó:
p
c
- Áp suất quá trình nén: p
c
=1,1458
λ - Hệ số tăng áp, được xác định theo công thưc sau:
11
…





…
λ= β. = 1,0816.
2538
707,2
= 3,882
Vậy suy ra: p
z
=3,883.1,1458 = 4,4474
2.4 )Tính toán quá trình giãn nở :
1 /Hệ số giãn nở sớm ρ :
ρ =
Đố với động cơ xăng ta có : ρ = 1
2 /Hệ số giãn nở sau δ :
Ta có hệ số giãn nở sau δ được xác định theo công thức :
δ =
Vì ρ=1 n ên δ =
ε
= 6,7
3 /Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n :
Ta có chỉ số giãn nởi đa biến trung bình n
2
được xác định từ phương trình cân bằng
sau:
n–1=
Trong đó :
T :là nhiêt trị tại điểm b và được xác định theo công thức :
T= ( ºK )
Q :là nhiệt trị tính toán
Đối với động cơ xăng : Q

*
H
= Q -
H
Q∆
(kJ/kg n.l).
Q
H
của xăng = 44000 kJ.kg n.l
Lưu ý: Thông thường để xác định được n
2
ta chọn n
2
trong khoảng 1,150
÷
1,250
(sách Nguyên lý ĐCĐT- Nguyễn Tất Tiến, trang 184) ; Thay n
2
vào hai vế của
Phương trình trên và so sánh, nếu sai số giữa 2 vế <0,2% là đạt yêu cầu.
Qua kiệm nghiêm tính toán thì ta chọn đươc n =1,230.Thay n vào 2 vế của phương trình
trên ta so sánh ,ta thấy sai số giữa 2 vế <0,2% nên n chọn là đúng.
4 /Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở T :
Ta có công thức xác định nhiệt độ cuối trình giản nở T
b
:
12
…





…
T=
2
1
z
n
T
δ
−
=
1,23 1
2538
6,7
−
= 1638,7 ( ºK )
5 /Áp suất cuối quá trình giãn nở p :
Áp suất cuối quá trình giãn nở P được xác định theo công thức :
p = =
1,23
4,447
6,7
= 0,4286 (MPa)
6 /Tính nhiệt độ khí thải T :
Nhiệt độ khí thải được tính toán theo công thức:
T = T. ( ºK )
Sai số của nhiệt độ khí thải T
rt

trong quá trình tính toán và nhiệt độ khí thải chọn ban
đầu không được vượt quá 15%, nghĩa là:
rt r
rt
rt
T T
T
T
−
∆ =
.100% =
950 1084,07
950
−
= 14,113 < 15%
Ta tính được T = 1084,07 ( ºK ).So sánh với nhiệt độ khí thải đã chon ban đầu thõa
mãn điều kiện không vượt quá 15 %.
2.5 )Tính toán các thông số chu trình công tác:
1 /Áp suất chỉ thị trung bình p' :
Đây là đông cơ Xăng áp suất chỉ thị trung bình p' được xác định theo công thức:
p'
i
= .
2 1
1 1
2 1
1 1 1
. 1 . 1
1 1
n n

n n
λ
ε ε
− −
 
   
− − −
 
 ÷  ÷
− −
   
 
(MPa)
Qua tính toán thực nghiệm ta tính được: P' = 0,9287 (MPa)
2 /Áp suất chỉ thị trung bình thực tế p :
Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đó ta có áp suất chỉ thị trung bình
trong thực tế được xác định theo công thức :
p
i
= p'
i
.φ = 0,9267.0,93 = 0,8637 (MPa)
3 /Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g :
Ta có công thức suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g
i
:
g= =
3
432.10 .0,8015.0,1
0,4527.0,8637.297

= 298,18 (g/kW.h)
4 /Hiệu suất chỉ thi η:
13
…





…
Ta có công thức xác định như sau:
η = =
3
3,6.10
298,18.44000
= 0,2744 %
5 /Áp suất tổn thất cơ giới P :
Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và đươc
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 :
V = =
0,92.4000
30
= 12,266667 (m/s).
Vì đây là đông cơ xăng có τ = 4 ;i =4 ;S/D= 1. Vậy buồng cháy thống nhất sẻ được
tính theo công thức :
P= 0,05 + 0,015.V= 0,05+0,015.12,266667 = 0,1872 (MPa).
6 /Áp suất có ích trung bình P:
Ta có công thức xđ áp suất có ích trung bình thực tế được xđ theo CT :
P = P – P = 0,8637– 0,1872 = 0,6765 (MPa).

Ta có trị số P tính quá trình nạp P (nạp) = 0,67549 và P=0,6765 thì không có sự
chênh lệch nhiều nên có thể chấp nhận được
7 /Hiệu suất cơ giới η :
Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới:
η =
e
i
p
p
=
0,6765
0,8637
.100% = 0,7833 %
8 /Suất tiêu hao nhiên liệu g :
Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là:
g= =
298,18
0,7833
= 380,69 (g/kW.h)
9 /Hiệu suất có ích η :
Ta có công thức xác định hiệu suất có ích
e
η
định theo công thức:
η = η .η = 0,7833.0,2744 = 0,2149
10 /Kiểm nghiêm đường kính xy lanh D theo công thức :
14
…





…
D = (mm )
Mặt khác V = =
75.30.4
0,6765.4.4000
= 0,61157 ( l )
D =
4.0,61157
.92
π
=91,02265 (mm)
Ta có sai số so với số liệu D đề bài là :0,02265<0,1 (mm)
III ) Vẽ và hiệu đính đồ thị công :
Căn cứ vào các số liệu đã tính
r
p
, p , p , p , p ,n, n, ε ta lập bảng tính đường nén và
đường giãn nở theo biến thiên của dung tích công tác V = i.V
V : Dung tích buồng cháy
V = =
0,61158
6,7 1−
= 0,1073 ( l )
Các thông số ban đầu: p = 0 ,1132 MPa ; p = 0,0838MPa; p= 1,1458 MPa
p = 4,447 MPa ; p = 0,4286 MPa
3.1 ) Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén :
- Phương trình đường nén đa biến :

P.V = const
Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường nén thì :
P. V = P .V
P = P. = P. =
n : Chỉ số nén đa biến trung bình n = 1,375
P : Áp suất cuối quá trình nén P = 1,1458 ( MPa)
3.2 ) Xây dựng đường cong áp suất trên quá trình giãn nở :
- Phương trình của đường giãn nở đa biến :
P.V = const
Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường giãn nở thì :
P. V = P. V → P = P.
15
…





…
n : Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n = 1,230
P : Áp suất tại điểm z : P = 4,447 (MPa)
3.3 ) Chọn tỷ lệ xích phù hợp và các điểm đặc biệt :
- Vẽ đồ thị P-V theo tỷ lệ xích : η : 0,4701754
η : 0,022222
- Ta có V = V + V = 0,10729476 + 0,61158 = 0,718809476 ( l )
Thứ tự Quá trình nén Quá trình cháy
ε

ε
V

c
V
µ
P
x

P
µ
P
x
P
µ
1,00 0,1073 34,328 1,1458 51,526 4,4474 200
1,25 0,13412 42,911 0,8430 37,912 3,3799 151,996
1,50 0,16094 51,493 0,6561 29,505 2,7009 121,461
1,75 0,18777 60,075 0,5308 23,870 2,2344 100,483
2,00 0,21459 68,657 0,4418 19,866 1,8960 85,264
2,50 0,26824 85,821 0,3250 14,617 1,4409 64,798
3,00 0,32188 102,985 0,2530 11,376 1,1515 51,781
4,00 0,42918 137,313 0,1703 7,659 0,8083 36,349
5,00 0,53647 171,642 0,1253 5,636 0,6143 27,625
6,00 0,64377 205,970 0,0975 4,385 0,4909 22,076
6,70 0,71887 230 0,0838 3,489 0,4286 19,274
Bảng 1:tỷ lệ xích đồ thị công trên tọa độ P-V
Thứ tự Quá trình nén Quá trình cháy
ε

ε
.Vc
V

µ
( )
p o
P k
µ
−

( )
p o
P k
µ
−
1,00 0,10730 0,0000 47,028 195,503
1,25 0,13412 8,5820 33,415 147,498
1,50 0,16094 17,1640 25,008 116,964
1,75 0,18777 25,7460 19,373 95,9860
2,00 0,21459 34,3280 15,369 80,7660
2,50 0,26824 51,4930 10,120 60,3010
3,00 0,32188 68,6570 6,8790 47,2840
4,00 0,42918 102,985 3,1620 31,8520
5,00 0,53647 137,313 1,1390 23,1280
6,00 0,64377 171,642 -0,1110 17,5780
6,70 0,71887 195,672 -1,0000 14,7760
Bảng 2 : tỷ lệ xích đồ thị công trên tọa độ V
c
-P
o
16
…





…
3.4 ) Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công :
Ta chọn tỉ lệ xích của hành trình piton S là :
μ =
gttS
gtbdS
=
S
gtbdS
=
92
195,6716
= 0,4701754
Thông số kết cấu động cơ là :
λ = = =
92
2.172.35
= 0,2669
Khoảng cách OO’ là :
OO’= =
0,2669.46
2
= 6,13867
Giá trị biểu diễn của OO’ trên đồ thị :
gtbd = =
6,13867

0,4701754
= 13,056 ( mm )
Ta có nửa hành trình của Piston là:
R = =
92
2
= 46 ( mm )
Giá trị biểu diễn của R trên đồ thị :
gtbd = =
46
0.4701754
= 97,83582 ( mm )
3.5 ) Lần lượt hiệu định các điểm trên đồ thị :
1 / Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp : (điểm a)
Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải β =40
0
, bán kính
này cắt đường tròn 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 )
với a ta được đường chuyển 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 quá trình nén lý
thuyết P đã tính . Theo kinh nghiệm , áp suất cuối quá trình nén thực tế P’ được xác định
theo công thức sau :
17
…





…
Vì đây là động cơ xăng :
P’ = P + .(0,85 P - P ) = 1,1458 + .( 0,85.4,4474- 1,1458 ) = 2,02396 ( MPa )
Từ đó xác định được tung độ điểm c’trên đồ thị công :
y = =
2,02396
0.02222
= 91,087 (mm )

3 / Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm c’’ )
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 θ, bán kính này cắt vòng tròn
Brick tại 1 điểm . Từ điểm gióng này ta gắn song song với trục tung cắt đường nén tại
điểm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’. ta đang xét với đông cơ xăng
nên điểm c” được xác định bởi góc đánh lửa sớm
t
ϕ
=12
0
.
4 /Hiệu đính điểm đạt P thực tế
Áp suất p thực tế trong quá trình cháy - giãn nở không duy trì hằng số như động
cơ điezel ( đoạn ứng với ρ.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 xăng :
- Cắt đồ thị công bởi đường 0,85P

Zmax
.
- Xác định điểm z từ góc 12º .Từ điểm O΄trên đồ thị Brick ta xác định góc tương
ứng với 372º góc quay truc khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại 1 điểm . Từ
điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường0,85 P tại điểm z .
- Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở .
0,85P
Zmax
=0,85.4.4474 =3,78029 MPa
Gtbd 0,85P
Zmax
=3,78029/0,02222= 170,00061 (mm) (Trên toa độ V-P)
5 / Hiệu định điểm bắt đầu quá trình thải thực tế : ( điểm 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’trên đồ thị Brick
18