Tài liệu Tính toán động cơ đốt trong audi

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ Ô TÔ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập –Tự Do –Hạnh Phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : Lớp: Thời gian thực hiện : Dự kiến bảo vệ : NGUYỄN VĂN ĐẠI NGUYỄN DANH NHÂN ĐH Ô TÔ K12B từ………………….đến……………….. ……………………. I. NỘI DUNG ĐỒ ÁN Thực hiện trên Động cơ đốt trong Audi các nội dung sau: A.Phần thuyết minh 1. Tính toán chu trình công tác của động cơ đốt trong. 2. Tính toán động học và động lực học có kèm sơ đồ. 3. Tính bền chi tiết : Trục khuỷu B. Phần bản vẽ 1. Bản vẽ động học va động lực học trên giấy kẻ ly A0. 2. Bản vẽ chi tiết trên khổ giấy A1, A2 hoặc A3 theo tỷ lệ 1:1 hoặc 1:2. II. QUY ĐỊNH THỰC HIỆN Sinh viên phải tham gia đầy đủ các buổi hướng dẫn hang tuần của Giáo viên hướng dẫn để đảm bảo tiến độ thực hiện như sau : TT 1 2 3 4 5 Nội dung Tính toán chu trình công tác của Động cơ đốt trong. Tính toán động học và động lực học có kèm sơ đồ. Tính bền chi tiết : Trục khuỷu Vẽ bản vẽ chi tiết. Hoàn thành thuyết minh, bản vẽ và chuẩn bị cho bảo vệ. TRƯỞNG BỘ MÔN Nguyễn Ngọc Tú SVTH:Nhân Thời lượng 2 tuần 4 tuần 2 tuần 1 tuần 1 tuần GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Văn Đại 1 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong LỜI NÓI ĐẦU Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế,là nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như ôtô,máy kéo,xe máy,táu thủy,máy bay và các máy công tác như máy phát điện,bơm nước … Mặt khác động cơ đốt trong đặc biệt là động cơ ôtô là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường,nhất là ở thành phố. Sau khi học xong môn học ‘‘ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG’’, em đã vận dụng những kiến thức đã học để làm đồ án ‘‘ TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ’’. Trong quá trình tính toán để hoàn thành đồ án môn học chuyên nghành này, bước đầu đã gặp không ít khó khăn bỡ ngỡ nhưng với sự nỗ lực của chính bản thân cùng với sự hướng dẫn và giúp đỡ hết sức tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn Đại, giờ đây sau một thời gian làm việc hết mình, nghiêm túc trong nghiên cứu và tìm hiểu em đã hoàn thành xong đồ án môn học ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. Tuy nhiên do đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học, vào tính toán một bài tập cụ thể theo thông số cho trước, nên gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự xem xét, sự giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra ý kiến của các thầy để em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất, đồng thời cũng qua đó rút ra kinh nghiệm, bài học làm giàu kiến thức chuyên môn và khả năng tự nghiên cứu của mình. Cũng qua đồ án này em xin bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo Nguyễn Văn Đại cùng các thầy giáo trong khoa đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất và đúng tiến độ. Rất mong được sự giúp đỡ nhiều hơn nữa của thầy. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Danh Nhân SVTH:Nhân 2 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong NHẬN XÉT,ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN Giáo viên hướng dẫn: ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Kết quả đánh giá: ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Giáo viên chấm: ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Chương I TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Trình tự tính toán : 1.1.1 Số liệu ban đầu: SVTH:Nhân 3 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong 1 - Công suất của động cơ Ne = 130 (mã lực) 2 - Số vòng quay của trục khuỷu n = 5600 (vòng/phút) 3 - Đường kính xilanh D = 82,5 (mm) 4 - Hành trình của pittong S = 92,8 (mm) 5 - Dung tích công tác Vh = 0,496 (dm3) 6 - Số xilanh i = 4 7 - Tỷ số nén  = 10,5 8 - Thứ tự làm việc cuả xilanh 1- 3 – 4 - 2 9 - Suất tiêu hao nhiên liệu ge =178 (g/ml.h) 10 - Góc mở sớm và đống muộn của supap nạp  1 = 260 ;  2 = 480 11 - Góc mở sớm và đóng muộn của supap thải 12- Góc đánh lửa sớm  1 = 320 ;  2 = 80 φ = 15º 13 - Chiều dài thanh truyền ltt = 144 (mm) 14 - Khối lượng nhóm pittong mpt = 0,36 (kg) 15 - Khối lượng nhóm thanh truyền mtt = 0,64 (kg) 1.1.2. Các thông số cần chọn: 1. Áp suất môi trường : pk Áp suất môi trường pk là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ .Với động cơ không tăng áp thì áp suất khí quyển bằng áp suất trước supap nạp nên ta chọn pk = p0 . Ở nước ta chọn pk = p0 = 0,1 (MPa) 2. Nhiệt độ môi trường : Tk Nhiệt độ môi trường được lựa chọn theo nhiệt độ bình quân cả năm. với động cơ không tăng áp ta có nhiệt độ môi trưòng bằng nhiệt độ trước supap nạp nên : Tk = T0 = 240C = 2970K 3. Áp suất cuối quá trình nạp : pa Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi : Pa = (0,8 ÷ 0,9).pk SVTH:Nhân 4 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong chọn pa = 0,9.pk = 0,9.0,1 = 0,09 (Mpa) 4. Áp suất khí thải: pr Áp suất khí thải cũng phụ thuộc vào các thông số như pa Pr =(1,05 ÷ 1,15).pk chọn pr =1,05.pk = 1,05.0,1 = 0,115 ( Mpa) 5. Mức độ sấy nóng môi chất T : Mức độ sấy nóng môi chất T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xilanh chọn T =25 0C =2980K 6. Nhiệt độ khí sót (khí thải) : Tr Nhiệt độ khí sót Tr phụ thuộc vào chủng loại động cơ. Nếu quá trình giản nở càng triệt để thì nhiệt độ Tr càng thấp. Tr =700 ÷ 1000 0K chọn Tr = 8500K 7. Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt: t Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt được chọn theo hệ số dư lượng không khí  để hiệu đính .Thông thường có thể chọn  theo bảng sau:  0,8 1,0 1,2 1,4 t 1,13 1,17 1,14 1,11 Động cơ xăng chọn t 1 8. Hệ số quét buồng cháy λ2 : Động cơ không tăng áp chọn λ2 =1 9. Hệ số nạp thêm λ1 : Hệ số nạp thêm λ1 phụ thuộc chủ yếu vào pha phân phối khí . thông thường λ1 =1,02 ÷ 1,07 chọn λ1 =1,03 10. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (  z SVTH:Nhân ): 5 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z (  z ) phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ, thể hiện lượng nhiệt phát ra đã cháy ở điểm z so với lượng nhiệt phát ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu . Với động xăng chọn  z =0,85÷0,92. Chọn  z =0,0.75 11. Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b (  b) : Với động cơ xăng  b =0,85÷0,95. chọn  b =0,82 12. Hệ số hiệu đính đồ thị công  d : Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ so với chu trình công tác thực tế .  d =0,92÷0,97. chọn  d =0,95 1.2 . Tính toán các quá trình công tác : 1.2.1 Tính toán quá trình nạp : 1. Hệ số khí sót γr : Hệ số khí sót γr được tính theo công thức : 2 (T k  T ) γr= T P P . r 1. 297  25 0,115 . . 850 0,09 1 r a .  Pr   P   a 1   m .  .1  1. . 2 . 1 r   0,115  10,5.1,03  1.03.1.   0,09  1 1, 5 0,0510 Trong đó : m là chỉ số giản nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5 chọn m =1,5 2. Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta : Nhiêt độ cuối quá trình nạp Ta được tính theo công thức : Ta      . .T = T T k t r  p  . a  r   pr   m 1     m  1  r SVTH:Nhân 6 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong  0,09  Ta=  297  25  1.13.0,0510.8500. 0,115  1  0,0510 1, 5 1 1, 5 349.3 (0K) 3. Hệ số nạp  v : Hệ số nạp  v được xác định theo công thức : v  1 . 1 T T  T k k    pa  . .  .  1 pk     pr  t .2.   pa    1     m    1   1 297 0,09   0,115  1, 5  . . . 10,5.1,03  1.13.1. 0,8288    10,5  1 297  25 0,1  0,09    v  4. Lượng khí nạp mới M1 : Lượng khí nạp mới M1 được xác định theo công thức : 432.10 3. p k . v M1 = g e . p e .T k Trong đó : pe (kmol/kg nhiên liệu) là áp suất có ích trung bình được xác định theo công thức : pe  V h 30. N e . V h .n.i (MPa) là thể tích công tác của động cơ được xác định theo công thức : V  h  Vh  Nên: SVTH:Nhân 2 D .S (lít) 4 3,14.(82,5) 2 .92,8 0,49607 4 pe  (lít) 30.130.0,7355.4 1,0326 0,49607.5600.4 (MPa) 7 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong 432.10 3.0,1.0,8288 0,4824 178.1,0326.297 V ậy M1= (kmol/kg nhiên liệu) 5. Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M0: Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M 0 được tính theo công thức: 1 C  M0 = 0,21  12  H 0    4 32  (kmol/kg nhiên liệu) Đối với nhiên liệu của động cơ xăng ta có : C=0.855 ;H=0,145 ;O=0 1  0,87 0,126    0 4  12  Mo= 0,21 . =0,5120 (kmol/kg nhiên liệu) 6. Hệ số dư lượng không khí  : Đối với động cơ xăng cần phải xét đến hơi nhiên liệu ,vì vậy: M1  M 1  nl 0 1 114 0.9753 0,4946 0,4824   Trong đó  nl : trọng lượng phân tử của xăng, thường chọn  nl =114 1.2.2 Tính toán quá trình nén: 1. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí : mc v =19,806+0,00209.T 2. Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình cuả sản phẩm cháy : Khi hệ số dư lượng không khí  <1 ,tính theo công thức sau: mc v  =(17,997+3.504  1 )+ 2 (360,34  252,4 )10  5 T (kJ/kmol. độ) 1  mcv 17,997  3,504.0.9753  . 360,24  252,4.0,9753.10 5.T 2 SVTH:Nhân 8 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong =21,44233+0,00310. T (kJ/kmol. độ) 3. Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp : Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp trong quá trình nén tính theo công thức sau : mc v  = mcv  r .mcv  a v  1  r bv . 2 T (kJ/kmol. độ) (kJ/kmol. độ)  mcv 19,890  0,00214.T 4. Chỉ số nén đa biến trung bình n1 : Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và thông số vận hành như kích thước xilanh, loại buồng cháy, số vòng quay, phụ tải trạng thái nhiệt độ của động cơ …Tuy nhiên n 1 tăng giảm theo quy luật sau : Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ làm cho n1 tăng . Chỉ số nén đa biến trung bình n 1 được xác định bằng cách giải phương trình : 8.314 n1  1  a v  bv .T a .  n1  1  1 2   Chú ý : thông thường để xác định n1 ta phải chọn n1 trong khoảng 1,340 ÷ 1,390 .Chọn n1=1,3707. Ta có : vế trái =0,3707 sai số =0,0170 <0,2% vế phải =0,3723 thoả mãn điều kiện 5. Áp suất cuối quá trình nén pc : Áp suất cuối quá trình nén pc được xác định theo công thức sau : p c  p . n1 a pc 0,09.10,51, 3707 2,2594 (MPa) 6. Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc : SVTH:Nhân 9 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong Được xác định theo công thức : T c T a . n1 1 (0K) Tc 349,3.10,51,3707  1 835.2 7. Lượng môi chất công tác của quá trình nén Mc Lượng môi chất công tác của quá trìng nén Mc được xác định theo công thức: Mc=M1+Mr=M1.(1+ r ) 1.2.3. Tính toán quá trình cháy: 1. Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết  0 : Ta có hệ số thay đổi phân tửlý thuyết  0 được xác định theo công thức: 0 = M2 M1 = M 1  M M 1  M1 M1 Trong đó độ tăng mol M của các loại động cơ được xác định theo công thức: M 0.21(1-  )M0 + ( H 4  1 + 32   ) nl 1   0,145 M 0,211  0.9576 0,4946     0,0318 114   4 H O 1   ) 4 32 nl 1  .M 0   nl 0,21(1   ) M 0  ( Với động cơ xăng :  0 1   0 1  0,0318 1 0,9473.0,4946  114 1,4511 2. Hệ số thay đổi phân tử thực tế β: (Do khí sót) Ta có hệ số thay đổi phân tử thực tế β được xác định theo công thức:   0  r 1  r 1,4511  0,0510 1,4292 1  0,0510   SVTH:Nhân 10 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong 3. Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z (  z ): (Do cháy chưa hết) Ta có hệ số thay đổi phân tử thưc tế tại điêm z (  z ) được xác định theo công thức:  z 1  0  1 .χz 1  r  z 1  1,4511  1 .0,9146 1,3926 1  0,0510 z 0,75 Trong đó : χ z=  = 0,82 0,9146 b 4. Lượng sản vật cháy M2 : Ta có lượng sản vật cháy M2 được xác định theo công thức :  2  1     0 . 1 M2=1,4511.0,8424=0,7 (kmol/kg.nl) (kmol/kg.nl) 5. Nhiệt độ tại điểm z (Tz ) : Đối với động cơ xăng ,nhiệt độ tại điểm z (T z ) bằng cách giải phương trình cháy :  z . QH  QH     mcv .Tc  z .mc vz .Tz M 1 1  r  Trong đó : QH : nhiệt trị thấp của nhiên liệu, thông thường có thể chọn QH Q H =42500 (kJ/kgnl) : nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi đốt 1 kg nhiên liệu , thông thường có thể xác định Q H theo α bằng công thức sau : QH 120.10 3.(1   ).M 0 (KJ/kgnl) Vì α > 1 nên bỏ qua ΔQH tức là ΔQH =0 mc vz  : Là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xác định theo công thức: SVTH:Nhân 11 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong     0 .  z  r .mcv  1   z .mcv 0   mcvz   av  bv.Tz  r   0 .  z    1   Z  0   m '' cz 0,0510 1,0607(0,9146  ).mc' 'v (1  0,9146).mcv 1,0607  0,97mc' 'v  1,805mcv 0,0510 1,0607(0,9146  )  (1  0,9146) 1,0607 6. Áp suất tại điểm Z( pz) : Ta có áp suất tại điểm Z( pz) được xác định theo công thức : p z  . p c Pz = λ.Pc = 1.55.2,594=3.5027 (MPa) Với λ là hệ số tăng áp : Tz λ=  z . T = 1,3999 c 1922.5 2,3018 835.2 Chú ý : Hệ số tăng áp λ được chọn sơ bộ ở phần thông số chọn ,sau khi tính toán hệ số giản nở  (ở quá trình giản nở) phải bảo đảm   , λ được chọn sơ bộ trong khoảng 1,5÷2 1.2.4. Tính toán quá trình giản nở : 1. Hệ số giản nở sớm  :   z .Tz  .Tc Đối với động cơ xăng  1 2. Hệ số giản nở sau  : Ta có hệ số giản nở sau được xác định theo công thức :     Đối với động cơ xăng   =10,7 3. Chỉ số giản nở đa biến trung bình n2 : Ta có chỉ số giản nở đa biến trung bình n2 được xác định từ phương trình cân bằng sau : n2  1  SVTH:Nhân 8,314 *  b   z .Q H b  avz  vz .Tz  Tb  M 1 .1  r . .Tz  Tb  2 12 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong Trong đó : Tb : là nhiệt trị tại điểm bvà xác định theo công thức : Tb  QH * Tz (0K)  n2  1 : Nhiệt trị tính toán Đối với đọng cơ xăng : * Q H Q H  Q H QH 44.000 * QH QH  Q0 Nên : (kJ/kgnl) (ΔQο=0) (kJ/kgnl) (kJ/kgnl) * QH 44.000 Chú ý : thông thường để xác định n2 ta chọn n2 trong khoảng (1,150÷1,250). chọn n2=1,2146 . Ta có : vế trái =0,2229 sai số =0,004<0,2% vế phải =0,2408 thỏa mãn điều kiện 4. Nhiệt độ cuối quá trình giản nở Tb: Ta có công thức xác định nhiệt độ cuối quá trình giản nở Tb: Tb= Tz  (0K) n2  1 1922,5 Tb  1160.7 10,51, 2146 1 (0K) 5. Áp suất cuối quá trình giản nở pb : Áp suất cuối quá trình giản nở pb được xác định theo công thức : pb  pz  n2 pb  3,502 0,4898 5,40941, 2146 (MPa) 6. Tính nhiệt độ khí thải Trt : Nhiệt độ khí thải được xác định theo công thức : p  Trt Tb . r   pb  m 1 m  0,105  Trt 1365,3.   0,4898  SVTH:Nhân 1, 5  1 1.5 996,9 (0K) 13 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong Sai số của nhiệt độ khí thải tính toán T rt và nhiệt độ khí thải đã chọn ban đầu không được vượt quá 15% , nghĩa là: Trt  Ttr  Vậy Ttr Trt  Tr Trt .100%  15%  996,9  860 .100% 13,73%  15% 996,9 đã thoả mãn điều kiện trên. 1.2.5. Tính toán các thông số chu kỳ công tác : 1. Áp suất chỉ thị trung bình pi  = pi  được xác định theo công thức: pc    1  1  1  . 1  n2  1   . 1  n1  1      1  n2  1    n1  1    (MPa) 1 1 1      2,2594  1,55 pi  . 1   . 1   1, 2146 1  1, 3707 1   10,5  1  1,2146  1  10,5 10,5  1.3707  1   =1,0731 (MPa) 2. Áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi : Do có sự sai khác giữa tính toán và thực tế do đo ta có áp suất chỉ thị trung bình thực tế được xác định theo công thức :  p i  p i . d pi 1,0731.0,95 1,0194 Trong đó d (MPa) là số hiệu đính đồ thị công. Chọn theo tính năng và chủng loại động cơ . 3. Suất tiêu hao nhiên liệu gi : Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi : SVTH:Nhân gi  432.103.v . pk M 1. pi .Tk gi  432.103.0,828.0,1 245,13 0,4824.1,0914.297 (g/kW.h) (g/kW.h) 14 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong 4. Hiệu suất chỉ thị  i : Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị : i  3,6.10 3 g i .QH i  3,6.103 .1000 0,3456 245,13.42500 5. Áp suất tổn thất cơ giới pm : Áp suất tổn thất cơ giới được xác định theo nhiều công thức khác nhau và được biểu diễn bằng nhiều quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ . Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : vtb  S .n 30 (m/s) , vtb  92,8 .5600 16,322667 30 (m/s) Theo số thực nghiệm có thể tính pm theo công thức sau : Động cơ xăng có I ≤ 6 và S/D> 1 nên : p m 0,05  0,015.vtb (Mpa) pm 0,05  0,015.17,322667 0,3291 (Mpa) 6. Áp suất có ích trung bình pe : Ta có công thức xác định áp suất có ích trung bình thực tế được xác định theo công thức : (MPa) p e  pi  p m pe 1,0194  0,3291 0,69038 (MPa) Sau khi tính được pe phải so sánh với trị số pe đã tính , nếu có sai số phải tính lại . 7. Hiệu suất cơ giới  m : Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới : m  pe 0,69038  0,7772 pi 1,0149 Đối với động cơ phun xăng hiện đai chọn  m 0,75÷0,93 8. Suất tiêu hao nhiên liệu ge : Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là : SVTH:Nhân 15 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong g 245,13 ge  i  315,4  m 0,7772 9. Hiệu suất có ích  e : Công suất có ích được xác định theo công thức sau :  e  m .i 0,6772.0,3456 0,2340 10. Kiểm nghiệm đường kính xilanh theo công thức: 4.Vh  .S Dkn  (mm) Ta có thể tích công tác tính toán được xác định theo công thức : Vh  Ta có : Dkn  N e .30. 130.30.4  0,496 pe .i.n 0,69038.4.5600 4.0,496 .1000 82,589 3,14.92,8 Sai số đường kính là: ∆D= ( lit ) (mm) Dkn  Dchotruoc  82,589  82,5 0,089 Sai số đường kính không đươc vượt quá 0,1 mm nên thoả mãn điều kiện. 1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công : Căn cứ vào các số liệu đã tính pa , pc , pz , pb , n1 , n2 , ε ta lập đường nén và đường giản nở theo biến thiên của dung tích công tác Vx =i.Vc (Vc: dung tích buồng cháy). với Vc = Vh 1 Xuất phát từ p.V n =const , ta có : n n Đối với đường nén : p x .V x  pc .Vc , với Vx=i.Vc 1 p x  pc . 1 1 i n1 n n Đối với đường giản nở : p x .V x  p z .Vc 2 2 px  pz . 1 i n2 Từ đó ta có bảng tính các giá trị của quá trình nén và quá trình giản nở trên đồ thị như sau : TT SVTH:Nhân I.Vc Qúa trình Quá trình giản nở 16 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Vc= 1 2,0795 1.25 1.5 1.75 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 7 8 9 10.7 0.05222 0.0522 0.10859 0.0639 0.0767 0.0895 0.1023 0.1279 0.1534 0.1790 0.2046 0.2301 0.2557 0.3068 0.3580 0.4091 0.4603 0.5472 Đồ án động cơ đốt trong nén I^n1 Px I^n2 Px 1.0000 1.0000 1.3589 1.7460 2.1580 2.5928 3.5235 4.5269 5.5953 6.7225 7.9039 9.1355 11.7373 14.5073 17.4300 20.4930 25.9949 2.3395 2.3395 1.7216 1.3400 1.0841 0.9023 0.6640 0.5168 0.4181 0.3480 0.2960 0.2561 0.1993 0.1613 0.1342 0.1142 0.0900 1.0000 1.0000 1.3137 1.6419 1.9825 2.3342 3.0665 3.8324 4.6274 5.4483 6.2924 7.1576 8.9454 10.8012 12.7171 14.6873 18.1482 9.3371 9.3371 7.1072 5.6868 4.7098 4.0002 3.0449 2.4364 2.0178 1.7138 1.4839 1.3045 1.0438 0.8645 0.7342 0.6357 0.5145 Sau khi ta chọn tỷ lệ xích V và  P hợp lý để vẽ đồ thị công . Để trình bày đẹp thường chọn chiều dài hoành độ tương ứng từ 1Vc÷ εVc là 220 mm trên giấy kẻ ly. Tung độ thường chọn tương ứng với pz khoảng 250 mm trên giây kẻ ly. Ta có : V  Vc  Vc 10,7.0.05114  0,05114  0,002255 220 220 P  pz 9,3371  0,0373 250 250 Từ tỷ lệ xích trên ta tính được các giá trị biểu diễn (gtbd) của quá trình nén và quá trình giản nở sau: TT 1 1.25 1.5 1.75 2 2.5 SVTH:Nhân εVc 0.051 0.064 0.077 0.089 0.102 0.128 Px 2.340 1.722 1.340 1.084 0.902 0.664 gtbd(Px) 62.641 46.095 35.877 29.027 24.160 17.778 Pz 9.337 7.107 5.687 4.710 4.000 3.045 gtbd(Pz) 250.000 190.296 152.264 126.104 107.105 81.527 gtbd(V) 22.678 28.348 34.018 39.687 45.357 56.696 17 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH 3 3.5 4 4.5 5.0 6 7 8 9.7 10.7 Đồ án động cơ đốt trong 0.153 0.179 0.205 0.230 0.256 0.307 0.358 0.409 0.496 0.547 0.517 0.418 0.348 0.296 0.256 0.199 0.161 0.134 0.103 0.090 13.837 11.195 9.318 7.925 6.857 5.337 4.318 3.594 2.758 2.410 2.436 2.018 1.714 1.484 1.304 1.044 0.864 0.734 0.580 0.514 65.233 54.026 45.886 39.731 34.928 27.947 23.146 19.659 15.532 13.775 68.035 79.375 90.714 102.053 113.392 136.071 158.749 181.428 219.981 242.660 Để sau này khai triển đồ thị được dễ dàng, dễ xem, đường biểu diễn áp suất Pk song song với hoành độ phải chọn đường đậm của giấy kẻ ly. Đường 1Vc cũng phải đặt trên đường đậm của tung độ. Sau khi vẽ đường nén và đường giản nở , vẽ tiếp đường biểu diễn đường 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 : Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công : Ta chọn tỷ lệ xích của hành trình pittong S là : S  gtt S S 92,5   0,4204 gtbd S 220 220 Thông số kết cấu của động cơ là:  R S 92,5   0,3211 ltt 2.ltt 2.144 Khoảng cách OO’ là: OO,  R 0,3211.92,5  7,425 2 4 ( mm) Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị: gtbd OO'  gttOO' S  7,425 17,603 0,4218 (mm) Ta có nửa hành trình của pistông là: SVTH:Nhân 18 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong S 92,5  49,25 2 2 (mm) gtt R 46,4  110,37 S 0,4204 (mm). R Giá trị biểu diễn R trên đồ thị : gtbd R  Từ gtbd OO' và gtbd R ta có thể vẽ được vòng tròn Brick Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị : 1.3.1. 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  2 bán kính này cắt vòng tròn Brick tại điểm a ’ ,từ điểm a’ gióng đường song song với trục tung cắt đường p a 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 . 1.3.2. 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 p c đã tính . Theo kinh nghiệm áp suất cuối quá trình nén thực tế Đối với động cơ xăng : pc' 2,2594  p c'  p c  p c' được xác định theo công thức sau 1  0,85 p z  pc  3 1  0,85.3,502  2,2594 2,4985 3 (Mpa) Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công: yc '  pc' 2,4985  5,943  p 0,4204 (mm) 1.3.3. Hiệu đính điểm phun sớm (điểm c’’ ): Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khởi 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 phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm  , bán kính này cắt đường tròn Brick tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường nén tại đỉêm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’. SVTH:Nhân 19 TRƯỜNG ĐHSPKT VINH Đồ án động cơ đốt trong 1.3.4.Hiệu đính điểm đạt pzmax thực tế : Áp suất pzmax thực tế trong quá trình cháy - giản nở điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền 3720 ÷ 3750 (tức là 120÷150 sau điểm chết trên của quá trình cháy và giản nở).  Hiệu đính điểm z của động cơ xăng : - Cắt đồ thị công bởi 0,85pz =0,85.3,502=2,9767 (Mpa) , có giá trị biểu diễn trên đồ thị công là: 212,8 mm. - Xác định điểm Z từ góc 120 . Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc tương ứng với 3720 gó quay trục khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường 0,85Pz tại điểm Z - Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giản nở 1.3.5. Hiệu đính điiểm 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 biểm b ’ bằng cách : Từ điểm O’ trên đường tròn Brick ta xác định góc mở sớm của xupúp thải  1 , bán kính này cắt vòng tròn Brick tại một điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường giản nở tại điểm b’. 1.3.6. Hiệu đính diểm kết thúc quá trình giản nở (điểm b’’) : Áp suất cuối quá trình giản nở thực tế p b '' thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giản nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định được : pb''  p r  1  pb  p r  2 =0,115+0,5(0,4898-0,115)=0,3024 (Mpa) Từ đó ta xác định tung độ của điểm b’’ là : yb''  pb'' 0,3024  0,719  p 0,4204 (mm) Sau khi xác định được các điểm b’ ,b’’ ta dùng các cung thích hợp nối với đường thải rr. SVTH:Nhân 20