bài tập cuối kì tính toán nhiêtk

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.04 MB, 43 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

Mục Lục

LỜI CẢM ƠN...3

CHƯƠNG 1 : TÍNH TỐN NHIỆT...7

1.1 Cac thơng sơ đ ng c :ơơ ...7

1.2 Ch n cac thơng sơ tính toan nhi tọệ ...8

1.2.1 Áp suất khơng khí n p ()ạ ...8

1.2.2 Nhi t đ khơng khí n p m i ()ệ ôạớ ...8

1.2.3 Nhi t đ khí n p trệ ôạước Xupap n p ()ạ ...8

1.2.4 Áp suất khí n p trạước Xuppap n p ()ạ ...8

1.2.5 Áp suất cuôi qua trình n p ()ạ ...8

1.2.12 H sơ l i d ng nhi t t i đi m Z ()ệợ ụệ ạể ...9

1.2.13 H sô l i d ng nhi t t i đi m b ()ệợ ụệ ạể ...9

1.2.14 H sô d lệư ượng không khí α...9

1.2.15 Ch n h sơ điêồn đấồy đơồ th cơngọệị ...9

1.4 Tính toan cac thơng sơ đ c tr ng c a chu trìnhăưu ...16

1.4.1 Áp suất ch th trung bình tính toan:i ị ...16

1.4.2 Áp suất ch th trung bình th c têi ịự ...17

1.4.3 Áp suất t n thất c khí Pmổơ ...17

1.4.4 Áp suất có ích trung bình Pe...17

1.4.5 Hi u suất c gi iệơ ớ ...17

1.4.6 Hi u suất ch thệi ị...17

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

1.4.8 Tính suất tiêu hao nhiên li u ch th gệi ịi...17

1.4.9 Suất tiêu hao nhiên li u gệe...17

1.5 Tính toan cac thơng sơ kêt cấu c a đ ng cơ...18

1.5.1. Th tích cơng tac m t Xylanh Vểôh...18

1.6.2 Đường cong giãn n :ở ...20

1.6.3 D ng đựường cong qua trình chay...21

1.6.4 D ng đựường cong chay dãn nở...21

1.3 Gia tốc cua piston:...27

ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ CỦA PISTON...29

ĐỒ THỊ VẬN TỐC CHUYỂN VỊ CỦA PISTON...29

ĐỒ THỊ GIA TỐC CHUYỂN VỊ CỦA PISTON...30

2 Động học của cơ cấu khuỷu trục-thanh truyền...30

2.1 Khối lượng cơ cấu khuỷu trục thanh - truyền...31

2.1.1 Khối lượng cua nhóm piston...31

2.1.4 Khối lượng chuyển động tịnh tiến của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền...32

2.1.5 Khối lượng chuyển động quay của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền...32

2.2 Lực khí thể:...32

2.3 Lực quán tính của các chi tiết chuyển động...33

2.4 Hệ lực tác dụng trên cơ cấu trục khuỷu- thanh truyền...33

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

C. ĐỒ THỊ LỰC TIẾP TUYẾN T(MN/m^2)...35

D. ĐỒ THỊ LỰC NGANG N (MN/m^2)...36

E. ĐỒ THỊ LỰC PHÁP TUYẾN Z (MN/m^2)...36

F. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI T-Z...37

CODE MATLAB ĐỒ THỊ ĐỘNG HỌC PISTON...41

CODE MATLAB CHO ĐỒỀ TH PV, ĐỊƯỜNG Đ C TÍNH NGỒI Đ NG C , ĐỒỀ TH Đ NG L C H C ẶỘƠỊ ỘỰỌPISTON-THANH TRUYỀỀN-TR C KHU UỤỶ ...42

T NG KỀẤTỔ...47

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

CHƯƠNG 1 : TÍNH TỐN NHIỆT

1.1 Các thơng số đơng cơ:

Bảng số liệu ban đầu của ĐCĐT Các số liệu của phần tính tốn nhiệt

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

1.2 Chọn các thơng số tính tốn nhiệt

1.2.1 Áp suất khơng khí nạp ()

Áp su+t khơng kh. nạp được chọn bằng Ip su+t kh. quyển, giI trị po phụ thuộc vào độ cao so với mực nước biển. Càng lên cao thì po càng giảm do khơng kh. càng lỗng, tại độ cao so với mực nước biển:

1.2.2 Nhiệt đơ khơng khí nạp mới ()

Nhiệt độ không kh. nạp mới phụ thuộc chủ yJu vào nhiệt độ trung bình của mơi trường, nơi Xe được sử dụng

1.2.3 Nhiệt đơ khí nạp trước Xupap nạp ()

Động cơ b6n kỳ khơng tăng Ip:

1.2.4 Áp suất khí nạp trước Xuppap nạp ()

Đ6i với động cơ b6n kỳ không tăng Ip:

1.2.5 Áp suất cuối quá trình nạp ()

Đ6i với động cơ khơng tăng Ip: Trong quI trình t.nh toIn nhiệt, su+t cu6i quI trình nạp của động cơ b6n kỳ

khơng tăng Ip thường được XIc định bằng công thức thực nghiệm:

= (0.80 ÷ 0.95). chọn

1.2.6 Chọn áp suất khí sót

Là một thơng s6 quan trọng đInh giI mức độ thải sạch sản phẩm chIy ra khỏi Xilanh động cơ. Đ6i với động cơ Xăng chọn:

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

1.2.8 Đô tăng nhiệt đô khi nạp mới

Kh. nạp mới khi chuyển động trong đường 6ng nạp vào trong Xylanh của động cơ do tiJp Xúc với vIch n-ng nên được s+y n-ng lên một trị s6 nhiệt độ là ΔT. Khi tiJn hành t.nh toIn nhiệt của động cơ người ta thường chọn trị s6 ΔT căn cứ vào s6 liệu thực nghiệm.

Đông cơ Xăng: chọn

1.2.9 Chọn hệ số nạp thêm

Hệ s6 nạp thêm biểu thị sự tương quan lượng tăng tương đ6i của hỗn hợp kh. công tIc sau khi nạp thêm so với lượng kh. công tIc chiJm chỗ ở thể t.ch

Hệ s6 nạp thêm chọn trong giới hạn

1.2.10 Chọn hệ số quét buồng cháy

Đ6i với những động cơ không tăng Ip do khơng c- quDt buồng chIy thì chọn

1.2.11 Chọn hệ số hiệu đính tỷ nhiệt

Hệ s6 hiệu đ.nh tC nhiệt phụ thuộc vào thành phần của kh. hỗn hợp α và nhiệt độ kh. s-t . Theo thực nghiệm th6ng kê đ6i với động cơ Xăng λt được chọn:

Động cơ Xăng c- α=0,85÷0,92;

1.2.12 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm Z ()

Hệ s6 lợi dụng nhiệt tại điểm Z () là thông s6 biểu thị mức độ lợi dụng nhiệt tại điểm Z () phụ thuộc vào chu trình cơng tIc của động cơ. Đ6i với động cơ Xăng không tăng Ip

1.2.13 Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ()

Hệ s6 lợi dụng nhiệt tại điểm b () phụ thuộc vào nhiều yJu t6. Khi t6c độ động cơ càng cao, chIy rớt càng tăng, dẫn đJn nhỏ. Đ6i với động cơ Xăng

1.2.14 Hệ số dư lượng khơng khí α

Hệ s6 α ảnh hưởng r+t lớn đJn quI trình chIy: Đ6i với động cơ đ6t trong, t.nh toIn. Đ6i với dộng cơ Xăng

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

1.2.15 Chọn hệ số điền đầy đồ thị công

Hệ s6 điền đầy đồ thị công đInh giI phần hao hụt về diện t.ch của đồ thị công thực tJ so với đồ thị công t.nh toIn.

Hệ s6 điền đầy đủ đồ thị

1.2.16 Tỷ số tăng áp

Là tC s6 giữa Ip su+t của hỗn hợp kh. trong Xilanh ở cu6i quI trình chIy và quI trình nDn:

Trị s6 λ thường nằm trong phạm vi sau:

T.nh toIn nhiệt nhằm XIc định cIc thông s6 của chu trình lý thuyJt và cIc chỉ tiêu kinh tJ - kỹ thuật của động cơ. Đồ thị công chỉ thị của động cơ được Xây dựng trên cơ sở cIc kJt quả t.nh toIn nhiệt và là cIc s6 liệu cơ bản cho cIc bước t.nh toIn động lực học và t.nh toIn thiJt kJ động cơ tiJp theo.

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

1.3.1.3 Nhiệt đơ cuối q trình nạp

1.3.2.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cua khí nạpmới:

1.3.2.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cua sản phẩmcháy:

- Khi α=0,9 < 1 t.nh cho động cơ Xăng theo cơng thức sau:

1.3.2.3Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cua hỗn hợp khítrong q trình nén:

1.3.2 Q trình nén

1.3.2.4 Tỷ số nén đa biến trung bình :

Chỉ s6 nDn đa biJn trung bình phụ thuộc vào r+t nhiều yJu t6 như: tC lệ h-a kh., loại buồng chIy, cIc thông s6 kJt c+u động cơ, cIc thông s6 vận hành gồm phần tải, v8ng quay, trạng thIi nhiệt…

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Chỉ s6 nDn đa biJn trung bình XIc định gần đúng theo phương trình cân bằng nhiệt của quI trình nDn, với giả thiJt quI trình nDn là quI trình đoạn nhiệt nên cho vJ trIi của phương trình này bằng 0 và thay k1 = n1 ta c-:

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

1.3.3.2 Lượng khí nạp mới thực tế nạp vào Xylanh

Đ6i với động cơ Xăng:

1.3.3.3 Lượng sản vật cháy M2

Do α < 1 nên:

2.3.3.4 Hệ số biến đổi phân tử khí lý thuyết

1.3.3.5 Hệ số biến đổi phân tử khí thực tế β

Trong thực tJ do ảnh hưởng kh. s-t c8n lại trong Xilanh từ chu trình trước nên hệ s6 biJn đổi phân tử kh. thực tJ β được XIc định theo công thức sau:

1.3.3.6 Hệ số biến đổi phân tử khí tại điểm Z1.3.3.7 Tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn tồn

Đ6i với động cơ Xăng vì 𝑇<1, thiJu ơ Xy nên nhiên liệu chIy khơng hồn tồn, do đ- gây tổn th+t một lượng nhiệt, ký hiệu là ∆QH và được t.nh theo công thức sau:

1.3.3.8 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cua môi chấttại Z:

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Hệ s6 lợi dụng nhiệt:

TC nhiệt mol đẳng t.ch trung bình của mơi ch+t tại Z được XIc định theo công thức:

1.3.3.9 Nhiệt đơ cuối q trình cháy

- Đ6i với động cơ Xăng được t.nh theo công thức: Trong đ-:

1.3.3.10 Áp suất cuối quá trình cháy

Đ6i với động cơ Xăng:

1.3.4 Quá trình giãn nở1.3.4.1 Tỷ số giãn nở đầu

Đ6i với động cơ Xăng: ρ=1

1.3.4.2 Tỷ số giãn nở sau

Đ6i với động cơ Xăng: 𝑇 = ℇ=10.5

1.3.4.3 Xác định chi số giãn nở đa biến trung bình

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Chọn =1,228 Ta c-: ;

Nhiệt trị th+p của nhiên liệu xăng:

0,0121%<2% thỏa yêu cầu

1.3.4.4 Nhiệt đơ cuối q trình giãn nở

Đ6i với động cơ Xăng:

1.3.4.5 Áp suất cuối quá trình giãn nở

Đ6i với động cơ Xăng

1.3.4.6 Kiểm nghiệm nhiệt đơ khí sót

Sai s6 =

1.4 Tính tốn các thơng số đăc trưng cua chu trình1.4.1 Áp suất chi thị trung bình tính tốn:

Thay =1và = ta c- Ip su+t chỉ thị trung bình lý thuyJt đ6i với chu trình chIy đẳng t.ch khi (v=const), cơng thức t.nh của động cơ Xăng dưới đây:

)] )]

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

1.4.5 Hiệu suất cơ giới1.4.6 Hiệu suất chi thị

Là tC s6 giữa phần nhiệt lượng chuyển thành công mà ta thu được và nhiệt lượng mà nhiên liệu tỏa ra khi đ6t chIy 1kg nhiên liệu dạng lỏng hay 1 m3 nhiên liệu ở dạng kh.. Đ6i với động cơ dùng nhiên liệu lỏng ta c-:

1.4.7 Hiêu suất có ích

1.4.8 Tính suất tiêu hao nhiên liệu chi thị gi

1.4.9 Suất tiêu hao nhiên liệu ge

.5 Tính tốn các thơng số kết cấu cua đơng cơ1.5.1. Thể tích cơng tác mơt Xylanh Vh

Trong đ-:

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Dùng MATLAB ta vẽ được đồ thị chuyển vị piston như sau:

1.2 Vận tốc cua piston:

= =

Dùng MATLAB ta vẽ được đồ thị chuyển vị piston như sau:

1.3 Gia tốc cua piston:

Dùng MATLAB ta vẽ được đồ thị chuyển vị piston như sau: THÔNG QUA TÍNH TỐN THU ĐƯỢC BẢN SỐ LIỆU SAU

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

ĐỒ THỊ CHUYỂN VỊ CỦA PISTON

ĐỒ THỊ VẬN TỐC CHUYỂN VỊ CỦA PISTON

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

ĐỒ THỊ GIA TỐC CHUYỂN VỊ CỦA PISTON

2 Động học của cơ cấu khuỷu trục-thanh truyền

2NhómĐộng cơ Động cơ Chú ý

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

(Nguồn: SIch Động Cơ Đ6t Trong 2 - TS Nguyễn Văn Trạng)

2.1 Khối lượng cơ cấu khuỷu trục thanh - truyền 2.1.1 Khối lượng cua nhóm piston

Khối lượng nhóm piston ( khối lượng các chi tiết chuyển động thẳng): Bao gồm khối lượng của piston, xecmang, chốt piston. Ngồi ra cịn có khối lượng của các guốc trượt…

Động cơ xăng, piston là hợp kim nhôm:

Với D=77 mm

Chọn

2.1.2 Khối lượng của khuỷu trục (các chi tiết chuyển động quay)

Khối lượng của khuỷu trục ( các chi tiết chuyển động quay ) Động cơ xăng, trục khuỷu là hợp kim gang đúc:

Với D= 77(mm) Chọn

2.1.3 Khối lượng cua thanh truyền

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Thanh truyền chuyển động khá phức tạp, đầu nhỏ chuyển động tịnh tiến, đầu nto chuyển động quay, thân chuyển động lắc. Vì vậy, trong tính tốn lực qn tính ta thay thế nhóm thanh truyền bằng một hệ tương đương có khối lượng tập trung tại ba điểm ( tại tâm chốt piston, tâm chốt khuỷu và trọng tâm thanh truyền )

Tổng các khối lượng thay thế phải bằng khối lượng thực của thanh truyền: Khối lượng thanh truyền:

Khối lượng quy về đầu nhỏ thanh truyền:

2.1.4 Khối lượng chuyển động tịnh tiến của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền2.1.5 Khối lượng chuyển động quay của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền

= 12,83 + 8,98 = 21,81

2.2 Lực khí thể:

Để xét lực tác dụng lên cơ cấu, trước hết ta xét lực tác dụng lên piston, các lực này bao gồm có lực khí thể trong xy lanh P , lực quán tính chuyển động tịnh kt

tiến P .j

Lực khí thể P = (pktkt-p0)* (MN)

p0=0,1013 (MN/m ): Áp suất khí quyển2

pkt: Áp suất trong xylanh động cơ D: Đường kính xy lanh động cơ

Ta triển khai đồ thị công P-V thành đồ thị với α , bỏ qua lượng hao hụt và ϵ tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston

Đồ thị Pkt có thể chuyển từ đồ thị P-α với gốc tọa độ lấy tại P o

Lực khú thể Pkt được vẽ lên đồ thị tại các quá trình nạp-nén -giãn nở-thải .

2.3 Lực quán tính của các chi tiết chuyển động

Lực quán tính được xác định theo công thức sau

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Trong đó: m là khối lượng của các chi tiết chuyển đông J gia tốc chuyển động các chi tiết đó

Lực qn tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến:

Lực tác dụng dọc tâm thanh truyền Ptt

Lực quán tính của các chi tiết chuyển động tịnh tiến: cũng được tính trên một đơn vị diện tích piston:

Ta tiến hành vẽ đồ thị bằng cách cộng dồn hai đồ thị và đồ thị

Từ đây ta dùng MATLAB để tính tốn và vẽ đồ thị các lực p , p , p . Kết quả kt j1

tính tốn được thể hiện qua bảng sau :

Lực ngang N, lực tiếp tuyến T và lực pháp tuyến Z

Với β là góc lắc thanh truyền được xác định theo cơng thức:

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

THƠNG QUA TÍNH TOÁN TA THU ĐƯỢC CÁC ĐỒ THỊ SAU A. ĐỒ THỊ LỰC PKT-PJ-P1

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

B. ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA ĐỘNG CƠ

C. ĐỒ THỊ LỰC TIẾP TUYẾN T(MN/m^2)

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

D. ĐỒ THỊ LỰC NGANG N (MN/m^2)

E. ĐỒ THỊ LỰC PHÁP TUYẾN Z (MN/m^2)

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

F. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI T-Z

BẢNG SỐ LIỆU THU ĐƯỢC TỪ TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON – THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

ax = gca; grid on;

CODE MATLAB CHO ĐỒ THỊ PV, ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI ĐỘNG CƠ, ĐỒ THỊ ĐỘNG LỰC HỌC PISTON-THANH TRUYỀN-TRỤC KHUỶU

% QUA TRINH NAP

% 0-17(Ap suat khi sot giam den Pa)

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

P = [Po1 Po2 Po11 Po3 Po8 Po9 Po10 Po4 Po7 Po5 ]; a = [a1 a2 a11 a3 a8 a9 a10 a4 a7 a5 ]; title('DO THI CONG P-a');

% Luc quan tinh cua khoi luong chuyen dong tinh tien Pj Pj=-2.77.*(cosd(a)+ld.*cosd(2.*a));

plot(a,Pj,'black','LineWidth',1.5);

</div>Trang 41<div class="page_container" data-page="41">

title('DO THI LUC TIEP TUYEN'); xlabel('Goc quay truc khuyu (Do)'); ylabel('Luc tiep tuyen T (MN/m2)');

title('DO THI LUC PHAP TUYEN'); xlabel('Goc quay truc khuyu (Do)'); ylabel('Luc phap tuyen Z (MN/m2)');

title('DO THI LUC NGANG'); xlabel('Goc quay truc khuyu (Do)');

title('DO THI VECTO PHU TAI'); xlabel('Luc tiep tuyen T (MN/m2)'); ylabel('Luc phap tuyen Z (MN/m2)');

</div>Trang 42<div class="page_container" data-page="42">

%%%DO THI DUONG DAC TINH NGOAI CUA DONG CO

</div>Trang 43<div class="page_container" data-page="43">

TỔNG KẾT

</div>

bài tập cuối kì tính toán nhiêtk

Mục Lục

<b>1.1 Các thơng số đơng cơ:</b>

<b>1.2 Chọn các thơng số tính tốn nhiệt</b>

<b>CODE MATLAB CHO ĐỒ THỊ PV, ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NGỒI ĐỘNG CƠ, ĐỒ THỊ ĐỘNG LỰC HỌC PISTON-THANH TRUYỀN-TRỤC KHUỶU</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về