Hướng dẫn đồ án môn học động cơ đốt trong - P2

Đ3. Xác định các thông số đánh giá chu
trình
công tác và sự làm việc của động cơ
3.1. Các thông số chỉ thị.
Đó là những thông số đặc trng cho chu trình công tác của động
cơ. Khi xác định các thông số chỉ thị, ta cha kể đến các dạng tổn
thất về công mà chỉ xét các tổn thất về nhiệt. Các thông số cần tính
bao gồm:
a- áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết p
i
':
+ Đối với động cơ xăng:
p'
i

=
11n
1
12n
2
p
c
1
1
1n
11
1
1n1
p
[MPa]
+ Đối với động cơ diesel:
p'
i

( )
=

+
























p
n n

c
p
p
n n




1
1
1
1
1 1
1
1
1
2
2 1
1
1 1
[MPa]
Khi tính p'
i
đối với động cơ hai kỳ, ta phải thay bằng
th
.
Giá trị của p'
i
đối với các loại động cơ đợc giới thiệu ở bảng 18.
b- áp suất chỉ thị trung bình thực tế p

i
, [MPa]:
+ Đối với động cơ 4 kỳ:
p
i
= p'
i

đ
[MPa]
+ Đối với động cơ hai kỳ:
p
i
= p'
i

đ
(1-) [MPa]
Trong đó:
đ
là hệ số điền đầy đồ thị công. Hệ số này chỉ rõ sự
khác nhau giữa đồ thị công chỉ thị lý thuyết và đồ thị công chỉ thị
thực tế. Giá trị của
đ
phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nh
góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm nhiên liệu, thành phần hỗn
48
hợp, tốc độ quay, góc mở sớm su páp xả v.v.... Giá trị của

đ
đối với
các loại động cơ nh sau:
Động cơ xăng bốn kỳ:
đ
= 0,90ữ0,96
Động cơ diesel bốn kỳ với buồng cháy thống nhất:
đ
=
0,93ữ0,96
Động cơ diesel bốn kỳ với buồng cháy phân chia:
đ
=
0,90ữ0,94
Động cơ diesel hai kỳ:
đ
= 0,97ữ1,0
Giá trị của p
i
đối với các loại động cơ đợc ghi ở bảng 18.
c- Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị:
+ Đối với động cơ bốn kỳ:







=

KWh
g
TpM
10p.423
g
oi1
3
v0
i
+ Đối với động cơ hai kỳ và động cơ tăng áp:
g
p
M p T
g
KWh
i
k v
i k
=






423 10
3
1

Khoảng thay đổi của g

i
đợc giới thiệu ở bảng 18.
d- Hiệu suất chỉ thị.
iT
i
gQ
3600
=
Trong đó: Q
T
đợc tính bằng [KJ/kgnl ] và g
i
[kg/KWh ].
Khoảng thay đổi của
i
đối với các loại động cơ ghi trong bảng
18.
Khoảng thay đổi của p
i
, p'
i
,

i
đối với các loại động cơ.
Bảng 18
Loại động cơ p'
i
[MN/
m

2
]
p'
i
[MN/
m
2
]
g [g/KWh]
i
[%]
49
Xăng bốn kỳ 0,75ữ1,2 0,7ữ1,1 230ữ340 25ữ40
Diesel bốn kỳ 0,70ữ1,0 0,6ữ0,9 170ữ200 43ữ50
Diesel hai kỳ 0,8ữ1,2 0,70ữ1.0 180ữ220 40ữ48
3.2. Các thông số có ích.
Các thông có ích là những thông số đặc trng cho sự làm việc
của động cơ. Để xác định các thông số đó, ta sử dụng kết quả tính
toán các thông số chỉ thị ở mục trên và xác định giá trị của áp suất
tổn hao cơ khí trung bình p
cơ
.
áp suất tổn hao cơ khí trung bình là áp suất giả định, không
đổi, tác động lên pít tông trong một hành trình và gây ra công tổn
hao bằng công tổn hao của trao đôỉ khí, dẫn động các cơ cấu phụ,
tổn hao do ma sát ở các bề mặt công tác (và quét khí đối với động cơ
hai kỳ).
Thứ tự tính toán các thông số có ích nh sau:
+ áp suất tổn hao cơ khí trung bình p
cơ

đợc xác định bằng các
công thức kinh nghiệm theo vận tốc trung bình của pít tông C
TB
[m/
s] và các thông số khác của động cơ (bảng 19).
+ áp suất có ích trung bình:
p
e
= p
i
-p
cơ
[MPa]
+ Hiệu suất cơ khí:

cơ

i
e
p
p
=
Giá trị thực nghiệm của
cơ
đối với các loại động cơ nằm trong
các khoảng sau:
Động cơ xăng bốn kỳ:
cơ
= 0,70ữ0,82;
Động cơ diesel bốn kỳ:

cơ
= 0,70ữ0,80;
Động cơ diesel hai kỳ:
cơ
= 0,66ữ0,75.
50
Xác định áp suất cơ khí trung bình [MPa]
Bảng 19
Loại dộng cơ và thông số kèm theo Công thức tính
p
cơ
Động cơ xăng với i < 6 và
S
D
> 1 khi mở hết bớm
ga
0,05 + 0,0155
C
TB
Động cơ xăng với i=8 và
S
D
< 1 khi mở hết bớm
ga
0,04 + 0,0135
C
TB
Động cơ diesel bốn kỳ i=4 và i=6, D=90ữ120
mm, buồng cháy không phân chia
0,09 + 0,012 C

TB
Động cơ diesel bốn kỳ và hai kỳ với i=12, D
150 mm.
0,03 + 0,012 C
TB
Động cơ diesel bốn kỳ với i=6, D=90ữ120 mm,
buồng cháy xoáy lốc
0,09 + 0,0138
C
TB
Động cơ diesel bốn kỳ với buồng cháy phân chia 0,015+ 0,0156
C
TB
Giá trị của
cơ
đối với một số động cơ đợc ghi ở bảng 20.
Giá trị của

cơ
ở một số động cơ.
Bảng 20.
Kiểu động cơ Giá trị
của
cơ

Kiểu động cơ
Giá trị của
cơ
M-20 0,72 -54
0,72ữ0,73

A3-51
0,75 K M -46 0,75
-120ầẩẹ
0,73 K M- 50 0,75
-110ầẩẹ
0,75 B-2 và -6 0,80
51
Mầẩ
0,72
-204, 206ò ầ
0,69ữ0,71
-35
0,69ữ0,72
-204B,ò ầ
206B
0,69ữ0,71
áp suất có ích trung bình p
e
còn đợc xác định theo biểu thức:
p p
MN
m
e i co
=

.
2
Giá trị của p
e
đối với các loại động cơ đợc giới thiệu ở bảng 21
và đối với một số kiểu động cơ ghi ở bảng 22.
Giá trị của p
e
, g
e
và

e
của các loại đông cơ. Bảng 21
Loại động cơ p
e
[MPa] g
e
[g/KWh]

e
(%)
Động cơ xăng
0,55ữ0,75 285ữ380 20ữ28
Động cơ diesel bốn
kỳ
0,5ữ0,7 220ữ285 29ữ38
Động cơ diesel hai
kỳ
0,53ữ0,66 220ữ285 27ữ38

Giá trị p
e
của một số kiểu động cơ.
Bảng 22
Kiểu động cơ Giá trị
của
cơ

Kiểu động cơ
Giá trị của
cơ
M3MA
0,52ữ0,56
-35
0,575ữ0,585
M-21
0,59ữ0,64
-54
0,50ữ0,51
A3-51 0,62ữ0,64
K M -46
0,615ữ0,625
ầẩẹ-120
0,55ữ0,57
K M- 50
0,62ữ0,63
ầẩẹ-121
0,57ữ0,59
-6 và B-2
0,67ữ0,68

ầẩẹ-110 và
M3MA-403
0,59ữ0,61
ò ầ-204 và
ò ầ-206
0,53ữ0,54
Mầẩ
0,67ữ0,69
ò ầ-204B và
0,60ữ0,62
52
ò ầ-206B
Suất tiêu hao nhiên liệu có ích:







=
KWh
g
g
g
co
i
e
Giá trị của g
e

ở chế độ công suất lớn nhất (đối với động cơ
xăng) và công suất định mức (đối với động cơ diesel) đợc giới thiệu
ở bảng 21.
- Hiệu suất có ích:

e
=
i

cơ
Giá trị của
e
đối với các loại động cơ đợc giới thiệu ở bảng 21.
- Công suất có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán:

=
30
n.iVp
N
he
e
[KW]
Đơn vị tính của các thông số trong biểu thức trên nh sau:
[ ]
p :
MN
m
; V : dm ; n:
v
ph

; 4
e
2
h
3












=
đối với động cơ bốn kỳ và =
2 đối với động cơ hai kỳ.
- Mô men xoắn có ích của động cơ ở số vòng quay tính toán :
.n
N3.10
M
e
4
e

=
[Nm]

Trong đó: N
e
đợc tính bằng [KW] và n:
v
ph






Kết qủa tính N
e
hoặc M
e
phải đợc so sánh với giá trị cho trớc
của động cơ kiểm nghiệm. Nếu sai số quá 3% thì cần xem xét lại
việc chọn các thông số và mức độ chính xác của việc tính toán từng
thông số để khắc phục sai sót hoặc rút ra những kết luận cần thiết.
3.3. Xác định các kích thớc cơ bản của động cơ.
53