Lý thuyết động cơ đốt trong honda accord

Trường Sỹ Quan KTQS

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA Ô TÔ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Họ và tên : Vũ Đình Nhật
Lớp: DQS 01021

Phần I
TÍNH TOÁN NHIỆT CHO ĐỘNG CƠ XĂNG

1. Quá trình nạp
Quá trình nạp có mối quan hệ mật thiết với quá trình th ải và nó ph ụ
thuộc vào loại và số thì của động cơ.
1.1. Hệ số khí sót ().
Pr .T0
= (  1).P0 .Tr . v Trong đó:
Tr
Tr

: Nhiệt độ khí sót( =700-10000K,chọn Tr=800K)

Pr : Áp suất khí thải (=0,12Mpa=1,2 kG/cm2)

T0: Nhiệt độ khí quyển, lấy T0 = 273 + 24 = 2970 K
P0 : Áp suất khí quyển( P0 = 1 kG/cm2)
1, 2.297

 0, 057
=>= (10,5  1).1.800.0,82

1.2. Tính áp suất truyệt đối cuối quá trình nạp (Pa).
Áp suất tuyệt đối cuối quá trình nạp của động cơ được tính theo công
thức


Pa = P0 - Pa (kG/cm2)

(1)

Đối với động cơ 4 kỳ không tăng áp = (0,1÷ 0,25)
Do đây là động cơ xăng do vậy ta lấy  = 0,25 nên thế vào công thức (1) ta
được: =- 0,25=0,85= 0,85 (kG/ cm2)
1.3. Tính thể tích cuối quá trình nạp Va
- Theo công thức:

Va= ε.Vc = 10,5 Vc

(2)

- Thể tích công tác:
Vh= Va – Vc= 9,5 Vc => Vc = Vh /9,5 =0,2354/9,5 =0,024 ()
 = + = 0,2354 + 0,024 =0,2594 ()
1.4. Tính toán nhệt cuối quá trình nạp
= (0K)
Trong đó:
 Pr: Áp suất cuối thời kỷ xả, chọn Pr = 1,2(kG/cm2)
 T0: Nhiệt độ khí quyển, lấy T0 = 273 + 24 = 2970 K

 ηh : Hệ số nạp đầy, lấy =0.8
 Tr: Nhiệt độ khí còn lại trong xy lanh(Tr=9500K)
Do đó nên: = =

= 331,316 (0K)

1.5. Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu ( M0).
1 �0,855 0,14 0 �

 �
�
0,
21
12
4
32 � 0,506 ()
�
=

1.6. Hệ số lượng dư không khí ().


Ứng với công suất cực đại(): =0,850,9 Chọn =0,89
2. Quá trình nén.
2.1. Chỉ số nén đa biến trung bình.
Đối với động cơ xăng: =1,341,37 Chọn =1,36
2.2. Áp suất cuối quá trình nén.
Pc  Pa . n1  0,85.10,51,36  20,808( kG / cm2 )

2.3. Nhiệt độ cuối quá trình nén.

Tc  Ta . n11  331, 31.10,50,36  772, 436(�
K)

2.4. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí.
2.5. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp.
cvc=20, 223+1, 742. 10-3. Tc =20, 223+1, 742. 10-3. 772,436 = 21,568 ()

2.6. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy.
2.7. Lượng không khí thực tế cần nạp vào xy lanh động cơ ứng
với 1kg nhiên liệu .
2.8. Lượng hỗn hợp cháytương ứng với lượng không khí đối với
động cơ xăng:
2.9. Lượng môi chất công tác quá trình nén.

3. Quá trình cháy.
3.1. Lượng sản vật cháy .
3.2. Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết .

3.3. Hệ số thay đổi phân tử thực tế .
3.4. Nhiệt đô cuối quá trình cháy .


Áp dụng phương trình nhiệt động:
Trong đó: Nhiệt trị thấp của nhiên liệu( xăng) KJ/kgnl
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z, đối với động cơ xăng
thì
=0,820,9. Chọn =0,85
Tổn thất nhiên liệu do cháy không hoàn toàn và
Thế lại phương trình trên ta có:

3.5. Tý số tăng áp suất
3.6. Áp suất cuối quá trình cháy.

4. Quá trình dãn nở.
4.1. Chỉ số dãn nở đa biến trung bình .
Áp dụng công thức của petrop:
4.2. Áp suất cuối quá trình dãn nở.
4.3. Nhiệt độ cuối quá trình dãn nở.
4.4.

Hệ số giãn nở sớm.
Đối với động cơ xăng thì không có giai đoạn từ yz nên =1.

4.5.

Hệ số dãn nở muộn.

Sau khi tính toán nhiệt cho động cơ ta dùng công thức thực nghiệm để
kiểm tra kết quả tính toán:


So sánh kết quả tính toán bằng công thức thực nghiệm và lựa chọn ban
đầu, ta thấy sai số khá bé, có thể chấp nhận được, cụ thể là:

Như vậy các thông số lựa chọn đã hợp lý, kết quả tính toán đảm b ảo tin
cậy.


Phần II
TÍNH CÁC THÔNG SỐ CHU TRÌNH CÔNG TÁC

1. Áp suất chỉ thị trung bình .
2. Áp suất chỉ thị trung bình thực tế .
Trong đó =0,930,97, chọn =0,95

3. Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị .
4. Hiệu suất chỉ thị .
Trong đó: được tính bằng [KJ/kgnl] và là [kg/KWh]

5. Áp suất tổn thất cơ giới .
Trong đó: là vận tốc trung bình của piston. Ta biết vận tốc tr ục khu ỷu là
n=6000rev/min =100 vòng/giây. Mà hành trình piston đi t ừ ĐCT ĐCD
tương ứng với trục khuỷu quay được nửa vòng và nửa vòng đó sẽ quay
trong thời gian là t=0,5/73,3=6,18.. Do vậy
=>
6. Áp suất có ích trung bình .
7. Hiệu suất cơ giới .
8. Suất tiêu hao nhiên liệu có ích .
9. Hiệu suất có ich .
10. Công suất có ích .


11. Mômen xoắn có ích ở .


Phần III
VẼ VÀ HIỆU ĐÍNH ĐỒ THỊ CÔNG
Đồ thị công chỉ thị biểu diễn các quá trình của chu trình công tác trong xy
lanh động cơ trên hệ tọa độ P-V.
1. Dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết.
Từ các thông số đã được tính ở phần trên. Ta được giá trị các thông

số ở các điểm đặc trưng như sau:
Áp suất khí thể: =0,85 , =20,808 , =79,49 , =4,7.
=1,36, =1,2 , =10,5 , =0,2354 , =0,024, =1
Dựng hệ tọa độ P-V với gốc tọa độ O theo 1 tỷ lệ xích đ ược ch ọn của th ể
tích và áp suất. Ta xác định được các điểm a, c, y, z và b.
Nối các điểm c-y, y-z, b-a bằng các đoạn th ẳng ta đ ược các quá trình c ấp
nhiệt và rút nhiệt. Tiếp theo ta dựng các đường dãn n ở đa biến z-b và nén
đa biến a-c. Để dựng các đường ấy ta dùng phương pháp lập bảng.
Ta sử dụng phương trình nén đa biến: .=.
Và sử dụng phương trình dãn nở đa biến: .=.
Trong đó: các thông đó là giá trị biến thiên của áp suất và th ể tích trên
đường nén và dãn nở. Ta có thể đưa các phương trình trên về d ạng:
=. và =.
Đặt và đặt .Dựa vào phương trình trên ta có thể xác định đ ược các cặp giá
trị (,) và (,) để vẽ nên 2 đường nén và dãn nở. Để chọn các giá trị và trên
trục hoành được dễ dàng và khoa học ta nên chọn x=+=+ có nh ững tr ị s ố
tương ứng với số ô ly nguyên(s- chuyển vị tương ứng của piston trên hành
trình công tác)


Ta có bảng sau:
Xác định các điểm trên đường nén và dãn nở đa biến.
s
Vc

10
0,024

20
0,024

30
0,024

40
0,02

50
0,02

60
0,02

70
0,02

80
0,02

90
0,02

95
0,02

n1
n2
Va

1,36

1,2
0,259

1,36
1,2
0,259

1,36
1,2
0,259

4
1,36
1,2
0,25

4
1,36
1,2
0,25

4
1,36
1,2
0,25

4
1,36
1,2
0,25

4
1,36
1,2
0,25

4
1,36
1,2
0,25

4
1,36
1,2
0,25

Pa
Pb
Vh'

4
0,85
4,7
0,076

4
0,85
4,7
0,153

4
0,85
4,7
0,23

9
0,85
4,7
0,30

9
0,85
4,7
0,30

9
0,85
4,7
0,46

9
0,85
4,7
0,53

9
0,85
4,7
0,61

9
0,85
4,7
0,69

9
0,85
4,7
0,73

0,254

7
0,33

8
0,40

5
0,56

8
0,56

5
0,63

2
0,71

0,75

8
0,45

2
0,36

2
0,29

9
0,24

6
0,21

4
0,19

8
2,72

2
2,21

6
1,85

9

1,59

3
1,38

8
1,30

4

6

1

8

x

0,1

0,177

Pn

3,068

1,419

0,87

1
0,60

Pd

14,58

7,391

4,801

8
3,49
8

2. Hiệu chỉnh thành đồ thị công thực tế.
pz' = 0, 85pz = 0, 85. 79,32 = 67,42 kG/
pc'' = 1, 25pc = 1, 25. 20,325= 25,4 kG/
Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đ ường
nạp và đường thải lý thuyết bằng hai đường thằng song song với trục
hoành đi qua hai điểm pa và pr. Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính đồ thị
công để có đồ thị công chỉ thị. Các bước hiệu đính như sau :
2.1 Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công:
Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình piston S là:

4


Vì giá trị biểu diễn Va tương ứng với 210(mm),mà Va =10,5 Vc nên giá trị
biểu diễn Vc sẽ là 210:10,5 = 20(mm)

Thông số kết cấu của động cơ là: . (=0,1960,313) mà đề bài chưa cho
dữ liệu kích thước thanh truyền nên ta chọn =0,313.
Khoảng cách OO’ là:

Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị:

gtbdOO' 

gttOO'

S



5, 2
 16,5(mm)
0,31429

Ta có nửa hành trình của pistông là:
Giá trị biểu diễn R trên đồ thị:
Từ và ta có thể vẽ được vòng tròn Brick.
2.2 Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị:
Khi dựng đồ thị ta thường chọn tỷ lệ xích phù hợp để đồ th ị
được cân đối, tốt nhất là nên xác định các điểm biên y và a sao
cho chiều cao đồ thị bằng 1,5 lần chiều ngang đồ thị. Căn cứ vào
tỷ lệ xích hành trình piston S nên ta chọn tỷ lệ xích của áp su ất
các quá trình là
a/ Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp: (điểm a)
Từ điểm O’ trên đường tròn Brick ta xác định góc đóng muộn của xupáp
thải bán kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm a’ ,từ điểm a’ gióng đường

song song với trục tung cắt đường pa tại điểm a . Nối điểm r trên đường
thải (là giao điểm giữa đường pr và trục tung) với a ta được đường chuyển
tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp (mm).
b/ Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén: (điểm c’’):


Áp suất cuối quá trình nén thực tế do có hiện tượng đánh lửa sớm nên
thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết pc đã tính. Theo kinh
nghiệm áp suất cuối quá trình nén th ực tế được xác định theo công th ức
sau:
pc'' = 1, 25pc = 1, 25. 20,325= 25,4 kG/
Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công:
(mm)
1.3.3. Hiệu đính điểm đánh lửa sớm: (điểm c’ )
Do có hiện tượng đánh lửa sớm nên đường nén trong th ực tế tách kh ởi
đường nén lý thuyết tại điểm c’. Điểm c’ được xác định bằng cách: Từ điểm
O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc đánh lửa sớm ( chọn =250), bán kính
này cắt đường tròn Brick tại một điểm. Từ điểm này ta gióng song song
với trục tung cắt đường nén tại điểm c’. Dùng một cung thích hợp nối
điểm c’’ với điểm c’.
1.3.4.Hiệu đính điểm đạt pzmax thực tế:
Giá trị này sẽ cao hơn giá trị thực tế trong xy lanh, do vậy khi d ựng đ ồ th ị
chu trình công tác cần phải giảm xuống 1 ít bằng cách nhân với hệ số
bằng 0,85. Sở dĩ cần hiệu chỉnh kết quả tính toán vì quá trình cháy th ực tế
không phải hoàn toàn là đẳng tích mà có một phần tiến hành ở đầu hành
2
trình giãn nở.Do vậy thực tế sẽ là: Pz '  0,85.79,32  67, 42(kG / cm )

Chọn điểm z’ nằm giữa 2 đường dãn nở và nén, còn điểm z” ch ọn trên
đường dãn nở sao cho đường cong z’, z”, b’ không bị gãy khúc t ại đi ểm z”.

Ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công:
yz' 

pz'
67, 42

 297,53( mm)
 p 0, 2266


- Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giản nở
1.3.5. Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình thải thực tế: (điểm b ’)
Do có hiện tượng mở sớm xupáp thải nên trong thực tế quá trình th ải th ực
sự diễn ra sớm hơn lý thuyết. Ta xác định biểm b ’ bằng cách: Từ điểm O’
trên đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm của xupáp th ải , bán kính này c ắt
vòng tròn Brick tại một điểm. Từ điểm này ta gióng song song v ới trục
tung cắt đường giản nở tại điểm b’.
1.3.6. Hiệu đính điểm kết thúc quá trình giản nở: (điểm b ’’)
Áp suất cuối quá trình giản nở thực tế th ường thấp hơn áp suất cuối quá
trình giản nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm. Theo công th ức kinh
nghiệm ta có thể xác
định được:
=1,2+0,5(4,7 – 1,2) = 2,95

Từ đó ta xác định tung độ của điểm b’’ là:

yb'' 

(kG/)
pb''

2,95

 13, 01( mm)
 p 0, 2266

Sau khi xác định được các điểm b’ ,b’’ ta dùng các cung thích hợp nối với
đường thải ra