<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO</b>
<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">
<b> TP. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2023</b>
<b>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO</b>
<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCMKHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC</b>
<b>BỘ MƠN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG</b>
<b>Đồ án mơn học: Động cơ</b>
<b>TP. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2023 </b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
<b>1. Số liệu ban đầu</b>
Loại động cơ: diesel
<b>2. Nội dung thuyết minh</b>
a. Tính tốn nhiệt và xây dưng giản đồ cơng chỉ thị động cơ.b. Tính tốn động lưc học cơ cấu piston – trục khuỷu – thanh truyền.
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">
12Mơmen xoắn cưc
1.2.5. Tính tốn các thơng số đặc trưng của chu trình...10
1.2.6. Thơng số kết cấu động cơ...11
1.2.7. Vẽ đồ thị cơng chỉ thị...13
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">
<b>TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CƠ CẤU TRỤC </b>
2.1. Chuyển vị của piston...18
2.2. Tốc độ piston...21
2.3. Gia tốc piston...22
2.4. Lưc khí thể...23
2.5 Lưc quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến...24
2.6 Lưc quán tính (lưc ly tâm) của khối lượng chuyển động quay Pk25 2.7 Hệ lưc tác dụng trên cơ cấu Trục khuỷu-Thanh truyền...25
2.7.1 Lưc tổng cộng tác dụng lên đỉnh Piston...25
2.7.2 Lưc tác dụng dọc tâm Thanh truyền và lưc ngang N ép Piston lên thành Piston...27
2.7.3 Lưc tiếp tuyến T và lưc pháp tuyến Z...28
2.8 Moment quay trục khuỷu của một xylanh...30
2.9 Đồ thị vector phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu...31
<b>PHỤ LỤC: CODE MATLAB...41</b>
<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO...39</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">
Hình 1 1 . Đồ thị phụ tải ...32
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">
<b>PHỤ LỤC BẢNG</b>
Bảng 1 Số liệu tính tốn nhiệt động cơ...12
Bảng 2 Bảng các góc mở sớm đóng muộn của các súpap...15
Bảng 3 Bảng số liệu P-V...48
Bảng 4 Bảng số liệu động học ...64
Bảng 5 Bảng số liệu động lưc học ...66
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">
<b>CHƯƠNG 1:TÍNH TỐN NHIỆT1.1. Trình tự tính toán</b>
1.1.1. Số liệu ban đầu
Loại động cơ : Diesel (buồng thống nhất, khơng tăng áp)
Áp suất khơng khí nạp được chọn bằng áp suất khí quyển: (MN/
<b>Nhiệt độ khơng khí nạp mới </b>
Nhiệt độ khơng khí nạp mới phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của mơi trường,nơi xe sử dụng. Nước ta thuộc khu vưc nhiệt đới, nhiệt độ trung bình ngày có thể
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">
<b>Áp suất cuối quá trình nạp </b>
Áp suất cuối quá trình nạp thường được xác định bằng công thức thưc nghiệm. Với động cơ bốn kỳ, không tăng áp
Phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp khí, mức độ giãn nỡ và sư trao đổi nhiệt trong quá trình giãn nở và thải. Đối với động cơ diesel: 900
Ta chọn :
<b>Độ tăng nhiệt độ khi nạp mới (ΔT)</b>
Khi tiến hành tính tốn nhiệt của động cơ người ta thường chọn trị số ΔT căn cứ vào số liệu thưc nghiệm.
Với động cơ Diesel: ΔT = Chọn ΔT =
<b>Chọn hệ số nạp thêm (</b>
Hệ số nạp thêm biểu thị sư tương quan năng lượng tăng đối của hỗn hợp khí cơng tác sau khi nộp thêm so với lượng khí cơng tác chiếm chỗ ở thể tích
Hệ số nạp thêm trong giới hạn 2
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">
Chọn
<b>Chọn hệ số quét buồng cháy </b>
Đối với động cơ khơng tăng áp chọn
<b>Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt (</b>
Phụ thuộc vào thành phần của khí hỗn hợp α và nhiệt độ khí sót . Thơng thường tính cho động cơ diesel:
Với α = 1,25 1,4 Chọn Với α = 1,5 1,8 Chọn
Chọn loại động cơ Diesel có buồng đốt thống nhất: α = 1,45 1,75 => Chọn
<b>Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z (</b>
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z ( phụ thuộc vào chu trình cơng tác động cơ. Đối với động cơ Diesel ta có thể chọn
Ta chọn
<b>Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (</b>
Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ( ) phụ thuộc vào nhiều yếu tố : tốc độ , động cơ , tỷ số nén. Đối với động cơ Diesel ta có thể chọn
Ta chọn
<b>Chọn hệ số dư lượng khơng khí (α) </b>
3
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">
Hệ số ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy . Ta chọn hệ số dư lương khơng khí cho động cơ diesel tăng áp nằm trong khoảng α = 1,45 1,75 (buồng cháy thống nhất)
Ta chọn α = 1,7
<b>Chọn hệ số điền đầy đồ thị công (</b>
Hệ số điền đầy đồ thị công ( ) đánh giá về phần hao hụt về diện tích của đồ thị cơng thưc tế so với đồ thị cơng tính tốn . Đối với động cơ diesel có buồng đốt thống nhất .
Ta chọn 3
<b>Tỷ số tăng áp (</b>
Là tỷ số giữa áp suất của hỗn hợp khí trong xi lanh ở cuối quá trình cháy và quá trình nén. Đối với động cơ Diesel có buồng cháy thống nhất:
Ta chọn
<b>1.2. Tính tốn các q trình cơng tác</b>
1.2.1. Q trình nạp
<b>Hệ số nạp </b>
Hệ số nạp được xác định theo công thức:
Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót có thể chọn:
4
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">
<b>Hệ số khí sót </b>
Hệ số khí sót được tính theo cơng thức:
<b>Nhiệt độ cuối q trình nạp </b>
Nhiệt độ cuối q trình nạp được tính theo cơng thức:
1.2.2. Q trình nén
<b>Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới </b>
<b>Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy</b>
Khi α > 1 tính cho động cơ diesel theo công thức
= 20,8 + 2,66..
<b>Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong q trình nén</b>
= 19,83 + 2,11 = .
5
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">
=> ;
<b>Tỷ số nén đa biến trung bình </b>
=>
<b>Áp suất quá trình nén </b>
<b>Nhiệt độ cuối quá nén </b>
=> Phù hợp với động cơ Diesel 4 kỳ buồng thống nhất tăng áp 1.2.3. Quá trình cháy
<b>Lượng khơng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu </b>
Trong đó: C, H, O là thành phần của carbon, hyđro, ơxy tính theo khối lượng.
<b>Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào xylanh </b>
<b>Lượng sản vật cháy </b>
Với , lượng sản vật cháy được tính theo cơng thức :
<b>Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết </b>
6
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">
<b>Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế </b>
<b>Hệ số biến đổi phân tử khí tại điểm </b>
<b>Tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn tồn</b>
Với động cơ Diesel khi thì
<b>Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của mơi chất tại điểm Z</b>
Với
<b>Nhiệt độ cuối quá trình cháy </b>
Với (kJ/kg)( tra bảng ) Thế số vào, ta được:
Giải phương trình ta được:
<b>Áp suất cuối quá trình cháy </b>
1.2.4. Quá trình giãn nở
<b>Tỷ số giãn nở đầu </b>
7
</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">
Hình 8. Đồ thị lực pháp tuyến T
26
</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">
*Lực pháp tuyến Z được tính theo cơng thức:
Thay các giá trị chạy từ 0 đến 720 ta được các giá trị của lưc pháp tuyến Z ứng với
</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">
Hình 10 Đồ thị moment quay trục khuỷu của một xylanh
<b>2.9 Đồ thị vector phụ tải tác dụng lên chốt khuỷu</b>
Dùng MATLAB ta vẽ được đồ thị phụ tải như sau:
28
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">
Hình 11. Đồ thị phụ tải
29
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">
% TINH TOAN NHIET VA DO THI CONG P-V % QUA TRINH NAP
ahc1=[0 10 20 30 40]; %goc dong muon supap thai = 40 Phi4
</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">
% QUA TRINH GIAN NO
a6 = linspace(373,490,118); %Goc mo som suppap thai = 50
</div><span class="text_page_counter">Trang 43</span><div class="page_container" data-page="43">
title('DO THI Pkt, Pj, P1'); xlabel('Goc quay truc khuyu (Do)');
title('LUC TAC DUNG DOC TAM THANH TRUYEN');
%DO THI LUC NGANG N
title('LUC NGANG N TAC DUNG LEN VACH XY LANH');
%DO THI LUC T
T=P1.*sind(alpha+beta)./cosd(beta); plot(alpha,T,'linewidth',1.3);
title('LUC TIEP TUYEN T LAM QUAY TRUC KHUYU'); xlabel('goc quay truc khuyu(do)'); ylabel('T (MN)'); grid ;on
%DO THI PHAP TUYEN Z
figure(9);
34
</div><span class="text_page_counter">Trang 44</span><div class="page_container" data-page="44">
Z=P1.*cosd(alpha+beta)./cosd(beta); plot(alpha,Z,'linewidth',1.3); grid ;on
title('LUC PHAP TUYEN Z GAY UON TRUC KHUYU'); xlabel('goc quay truc khuyu(do)');
title('MOMENT QUAY TRUC KHUYU CUA MOT XY LANH');xlabel('goc quay truc khuyu(do)'); ylabel(' (MN)');
</div><span class="text_page_counter">Trang 45</span><div class="page_container" data-page="45">
<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO</b>
[1]. Giáo trình Động cơ Đốt trong 1, Nguyễn Văn Trạng, Đại học Sư phạm Kỹ
</div><span class="text_page_counter">Trang 46</span><div class="page_container" data-page="46">
Đồ thị công chỉ thị P - V
37
</div><span class="text_page_counter">Trang 47</span><div class="page_container" data-page="47">
Đồ thị P – a , Pj, P1
38
</div><span class="text_page_counter">Trang 48</span><div class="page_container" data-page="48">
Đồ thị quãng đường Sp
39
</div><span class="text_page_counter">Trang 49</span><div class="page_container" data-page="49">
Đồ thị Vp
Đồ thị Jp
40
</div><span class="text_page_counter">Trang 50</span><div class="page_container" data-page="50">
Đồ thị T
<small>(α)</small>
41
</div><span class="text_page_counter">Trang 51</span><div class="page_container" data-page="51">
Đồ thị Z
<small>(α) </small>
42
</div><span class="text_page_counter">Trang 52</span><div class="page_container" data-page="52">
Đồ thị phụ tải tác dụng lên chốt trục khuỷu (T – Z)43
</div><span class="text_page_counter">Trang 53</span><div class="page_container" data-page="53">
<b>Bảng số liệu đồ thị P-V</b>
44
</div>
