Đồ án động cơ đốt trong - phần 1: Tính toán chu trình công tác trong động cơ đốt trong

Chia sẻ: Hoang Trong Quoc | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

257
lượt xem 184
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 đông cơ (với đông cơ không tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn pk =po Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa)

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án động cơ đốt trong - phần 1: Tính toán chu trình công tác trong động cơ đốt trong

ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG PHẦN I :TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG I ) Trình tự tính toán : 1.1 )Số liệu ban đầu : 1- Công suất của động cơ Ne Ne =12 (mã lực) =8,83(Kw) 2- Số vòng quay của trục khuỷu n n =2200 (vg/ph) 3- Đường kính xi lanh D D =95 (mm) 4- Hành trình piton S S =115 (mm) 5- Dung tích công tác Vh Vh = = 0,81515 (dm3) 6- Số xi lanh i i=1 7- Tỷ số nén ε ε =16 8- Thứ tự làm việc của xi lanh (1-2-4-3) ge =180 (g/ml.h) 9- Suất tiêu hao nhiên liệu ge 10- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp nạp α1 ; α2 α1 =10 (độ) α2 =29 (độ) 11- Góc mở sớm và đóng muộn của xupáp thải β1 , β 2 β1 =32 (độ) β 2 =7 (độ) 12- Chiều dài thanh truyền ltt ltt =205 (mm) 13- Khối lượng nhóm pitton mpt mpt =1,15 (kg) 14- Khối lượng nhóm thanh truyền mtt mtt =2,262 (kg) 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 đông cơ (với đông cơ không tăng áp ta có áp suất khí quyển bằng áp suất trước khi nạp nên ta chọn pk =po Ở nước ta nên chọn pk =po = 0,1 (MPa) 2 )Nhiệt độ môi trường :Tk Nhiệt độ môi trường được chọn lựa theo nhiệt độ bình quân của cả năm Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta có nhiệt độ môi trường bằng nhiệt độ trước xupáp nạp nên : Tk =T0 =24ºC =297ºK 3 )Áp suất cuối quá trình nạp :pa Áp suất Pa phụ thuộc vào rất nhiều thông số như chủng loại đông cơ ,tính năng tốc độ n ,hệ số cản trên đường nạp ,tiết diện lưu thông… Vì vậy cần xem xét đông cơ đang tính thuộc nhóm nào để lựa chọn Pa Áp suất cuối quá trình nạp pa có thể chọn trong phạm vi: pa =(0,8-0,9).pk =0,9.0,1 = 0,08-0,09 (MPa) Căn cứ vào động cơ D12_3 dang tính ta chọn: pa =0,088 (Mpa) 4 )Áp suất khí thải P : Áp suất khí thải cũng phụ thuộc giống như p Áp suất khí thải có thể chọn trong phạm vi : p= (1,05-1,05).0,1 =0,105-0,105 (MPa) ĐÔNG CƠ DIEZEN 1
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG chọn P =0,11 (MPa) 5 )Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T Mức độ sấy nóng của môi chất ∆T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành hh khí ở bên ngoài hay bên trong xy lanh Với động cơ ddieeezeel : ∆T=20 ºC -40ºC Vì đây là đ/c D12-3 nên chọn ∆T=29,5ºC 6 )Nhiệt độ khí sót (khí thải) T Nhiệt độ khí sót T phụ thuộc vào chủng loại đông cơ.Nếu quá trình giản nở càng triệt để ,Nhiệt độ T càng thấp Thông thường ta có thể chọn : T=700 ºK -1000 ºK Thông thường ta có thể chọn : T =700 ºK 7 )Hệ số hiệu định tỉ nhiêt λ : Hệ số hiệu định tỷ nhiệt λ được chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu định .Thông thường có thể chọn λ theo bảng sau : α 0,8 1,0 1,2 1,4 λ 1,13 1,17 1,14 1,11 Đối với động cơ đang tính là động cơ diesel có α > 1,4 có thể chọn λ=1,10 8 )Hệ số quét buồng cháy λ : Vì đây là động cơ không tăng áp nên ta chọn λ =1 9 )Hệ số nạp thêm λ Hệ số nạp thêm λ phụ thuộc chủ yếu vào pha phối khí .Thông thường ta có thể chọn λ =1,02÷1,07 ; ta chọn λ =1,0316 10 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z ξ phụ thuộc vào chu trình công tác của động cơ Với các loại đ/c điezen ta thường chọn : ξ=0,70-0,85 Chọn : ξ=0,75 11 )Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ : Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ tùy thuộc vào loại động cơ xăng hay là động cơ điezel .ξ bao giờ cũng lớn hơn ξ Với các loại đ/c điezen ta thường chọn : ξ =0,80-0,90 ta chọn ξ=0,85 12 )Hệ số hiệu chỉnh đồ thị công φ : Thể hiện sự sai lệch khi tính toán lý thuyết chu trình công tác của động cơ với chu trình công tác thực tế .Sự sai lệch giửa chu trình thực tế với chu trình tính toán của động cơ xăng ít hơn của động cơ điezel vì vậy hệ số φ của đ/c xăng thường chọn hệ số lớn. Có thể chọn φ trong phạm vi: φ =0,92-0,97 ĐÔNG CƠ DIEZEN 2
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhưng đây là đ/c điezel nên ta chọn φ =0,97 II )Tính toán các quá trình công tác : 2.1 .Tính toán quá trình nạp : 1 )Hệ số khí sót γ : Hệ số khí sót γ được tính theo công thức : γ= . . Trong đó m là chỉ số giãn nở đa biến trung bình của khí sót m =1,45÷1,5 Chọn m =1,5 1(297 + 29,5) 0,11 1 1 700 0,088 γr =  0,11  1,5 . = 0,03823 16.1,0316 − 1,1.1.   0,088  2 )Nhiệt độ cuối quá trình nạp T Nhiệt độ cuối quá trình nạp T đươc tính theo công thức: T= ºK  1, 5 −1     0,088   1, 5    (297 + 29,5) + 1,1.0,38.700.  T= =340,8 (ºK)  0,11  3 )Hệ số nạp η : η= . . .   1  0,11  1,5  297 0,088  1 . 16.1,0316 − 1,1.  η= . . = 0.8139 0,11   0,088   1 − 16 297 + 29,5     4 )Lượng khí nạp mới M : Lượng khí nạp mới M được xác định theo công thức sau : (kmol/kg) nhiên liệu M= Trong đó p là áp suất có ích trung bình được xác định thao công thức sau: 30.12.4 p= = =0,59059 (MPa) 0,81515.2200.1 ĐÔNG CƠ DIEZEN 3
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 432.103.0,1.0,814 Vậy : = 0,8191 (kmol/kg nhiên liệu) M= 180.0,59059.297 5 )Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M : Lượng kk lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu M được tính theo công thức : M = . (kmol/kg) nhiên liệu Vì đây là đ/c điezel nên ta chọn C=0,87 ; H=0,126 ;O=0,004 M = . ( + - ) =0,4946 (kmol/kg) nhiên liệu 6 )Hệ số dư lượng không khí α Vì đây là động cơ điezel nên : 0,8191 α= = = 1,6560 0,495 2.2 )Tính toán quá trình nén : 1 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí : = 19,806+0,00209.T =19,806 (kJ/kmol.độ) 2 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phạm cháy : Khi hệ số lưu lượng không khí α >1 tính theo công thức sau : (kJ/kmol.độ) = + . .10 T  1,634   187,36  = 19,876 +  + .  427,86 +  .10=20,8537 (kJ/kmol.độ) 1,656  1,656    3 )Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp : Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hh trong quá trình nén tính theo công thức sau : 19,806 + 0,0382.20,8537 = 19,845 (kJ/kmol.độ) = = 1 + 0,.382 4 ) Chỉ số nén đa biến trung bình n: Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào thong số kết cấu và thong số vận hành như kích thước xy lanh ,loại buồng cháy,số vòng quay ,phụ tải,trạng thái nhiệt độ của động cơ…Tuy nhiên n tăng hay giảm theo quy luật sau : Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n tăng.Chỉ số nén đa biến trung bình n được xác bằng cách giải phương trình sau : n-1 = Chú ý :thông thường để xác định được n ta chọn n trong khoảng 1,340÷1,390 Rất hiếm trường hợp đạt n trong khoảng 1,400 ÷ 1,410 → (theo sách Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong - trang 128 ) Vì vậy ta chọn n theo điều kiện bài toán cho đến khi nao thõa mãn điều kiện bài toán :thay n vào VT và VP của phương trình trên và so sánh,nếu sai số giữa 2 vế của ĐÔNG CƠ DIEZEN 4
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG phương trình thõa mãn
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG * Đối với động cơ điezel,tính nhiệt độ T bằng cách giải pt cháy : + .T = β. . T Trong đó : Q : là nhiệt trị của dầu điezel ,Q =42,5. 10 ( kJ/kgn.l ) :là tỉ nhiệt mol đẳng áp trung bình của sản vật cháy tại z là : =8,314+ :là tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy tại z được tính theo ct : = = a'' + b'' . T Chỉnh lý lại ta có : = a'' + b'' .T Thay (2) vào (1) ta được: 0, 75.42500 + (19,845 + 8,314).944,9 = 1, 0382. ( a'' + b'' ). T 0,8191.(1 + 0, 0382) Giải phương trình trên với a'' =29,05697 ; b''=0,00264 ta được : ; T= -6524,06 (loại) T =2032,7 6 )Áp suất tại điểm z p : Ta có áp suất tại điểm z p được xác định theo công thức : p =λ. P ( MPa ) Với λ là hệ số tăng áp λ= β. CHÚ Ý : -Đối với động cơ điezel hệ số tăng áp λ được chọn sơ bộ ở phần thông số chọn. Sau khi tính toán thì hệ số giãn nở ρ (ở quá trình giãn nở) phải đảm bảo ρ
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trong đó : T :là nhiêt trị tại điểm b và được xác định theo công thức : T= ( ºK ) Q :là nhiệt trị tính toán Đối với động cơ điezel Q= Q Q = 42.500 (kJ/kg n.l) Qua kiệm nghiêm tính toán thì ta chọn đươc n =1,244.Thay n vào 2 vế của pt trên ta so sánh ,ta thấy sai số giữa 2 vế
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG biểu diễn bằng quan hệ tuyến tính với tốc độ trung bình của động cơ.Ta có tốc độ trung bình của động cơ là : 115.10−3.2200 = 8, 433 V== (m/s) 30 Đối với động cơ diesel cao tốc dung cho ôtô (V >7) : P= 0,015+0,0156.V= 0,015+0,0156.8,433 = 0,1466 (MPa) 6 )Áp suất có ích trung bình P : Ta có công thức xđ áp suất có ích trung bình thực tế được xđ theo CT : P = P – P =0,7364 – 0,1466 = 0,5898 (MPa) Ta có trị số P tính quá trình nạp P (nạp) =0,6768 va P=0,6736 thì không có sự chênh lệch nhiều nên có thể chấp nhận được 7 )Hiệu suất cơ giới η : Ta có có thức xác định hiệu suất cơ giới: pe 0,5898 = 0,8010 % η= = pi 0, 7364 8 )Suất tiêu hao nhiên liệu g : Ta có có thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là: 196, 27 = 245, 03 g= = (g/kW.h) 0,8010 9 )Hiệu suất có ích η : Ta có có thức xác định hiệu suất cơ có ích η được xác định theo công thức: η = η .η = 0,8010.0,4316 =0,3457 10 )Kiểm nghiêm đường kính xy lanh D theo công thức : D= (mm ) 14.30.4.0, 7355 = 0,81515 ( md3 ) Mặt khác V = = 0,59059 4.0,81515 D= = 0,9502419(mm) 3,14.115.10−3 Ta có sai số so với đề bài là :0,045 (mm) III ) Vẽ và hiệu đính đồ thị công : Căn cứ vào các số liệu đã tính pr , p , p , p , p ,n, n, ε ta lập bảng tính đường nén và đường giãn nở theo biến thiên của dung tích công tác V = i.V V : Dung tích buồng cháy 0,81515 V= = = 0,054343 ( dm3 ) 16 − 1 Các thông số ban đầu: p = 0 ,11 MPa ; p = 0,088MPa; p= 3,9037 MPa p = 7,027 MPa ; p = 0,2903 MPa 3.1 ) Xây dựng đường cong áp suất trên đường nén : - Phương trình đường nén đa biến : P.V = const Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường nén thì : ĐÔNG CƠ DIEZEN 8
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG P. V = P .V P = P. = P. = n : Chỉ số nén đa biến trung bình n = 1,3685 P : Áp suất cuối quá trình nén P = 3,9037 ( MPa) 3.2 ) Xây dựng đường cong áp suất trên quá trình giãn nở : - Phương trình của đường giãn nở đa biến : P.V = const Khi đó x là điểm bất kỳ trên đường giãn nở thì : P. V = P. V → P = P. Ta có : ρ = : Hệ số giãn nở khi cháy ρ = chọn ρ = 1,2344 V = ρ.V Vậy P = P. = = = P n : Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n = 1,2438 P : Áp suất tại điểm z : P = 7,027 (MPa) ĐÔNG CƠ DIEZEN 9
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Quá trình giãn nở Quá trình nén Giá trị biểu P = P. Giá trị biểu i.V P= diễn diễn : i 1 0,09209 4,9416 (12,3; 115,1) ε =1,1654 0,10733 4,0080 (14,2; 102,8) 9,8832 (14,2; 250) 2 0,18418 1,9148 (24,5; 49) 5,0487 (24,5; 129,4) 3 0,27627 1,0997 (36,7; 28) 3,0490 (36,7; 78) 4 0,36836 0,7419 (49; 19,02) 2,1318 (49; 54,6) 5 0,46045 0,5468 (61,1; 14) 1,6152 (61,1; 41,1) 6 0,55254 0,4261 (73,3; 10,9) 1,2875 (73,3; 33) 7 0,64463 0,3451 (85,6; 8,84) 1,0628 ( 85,6; 27,3) 8 0,73672 0,2875 (97,8; 7,37) 0,9002 (97,8; 23) 9 0,82881 0,2447 (110; 6,27) 0,7775 (110; 20) 10 0,92090 0,2119 (122,3; 5,43) 0,6820 (122,3; 17,4) 11 1,01299 0,1860 (134,5; 4,76) 0,6058 (134,5; 15,5) 12 1,10508 0,1651 (146,8; 4,23) 0,5436 (146,8; 14) 13 1,19718 0,1480 ( 159; 3,79) 0,4921 (159;12,6) 14 1,28927 0,1337 (171,2; 3,42) 0,4488 (171,2; 11,5) 15 1,38136 0,1217 (183,4; 3,12) 0,4119 (183,4; 10,6) 16 1,47345 0,1114 (195,6; 2,86) 0,3801 (195,6; 9,74) 17 1,56554 0,1025 (207,9; 2,62) 0,3525 (207,9; 9,03) 18 1,65763 0,0948 (220; 2,43) 0,3288 (220; 8,43) ĐÔNG CƠ DIEZEN 10
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3.3 ) Chọn tỷ lệ xích phù hợp và các điểm đặc biệt : gttt 1 = - Vẽ đồ thị P-V theo tỷ lệ xích : η = gtbd 265 gttt 1 = η= gtbd 36 - Ta có V = V + V = 0,054334 + 0,81515 = 0,8695 ( dm3) - Mặt khác ta có : V = ρ. V = 1,2344 .0,054334 = 0,6707 ( l ) 3.4 ) Vẽ vòng tròn Brick đặt phía trên đồ thị công : Ta chọn tỉ lệ xích của hành trình piton S là : 115 μ= = = = 0,546 225 − 15 Thông số kết cấu động cơ là : 115 λ= = = = 0,28 2.205 Khoảng cách OO’ là : 0, 28.57,5 OO’= = = 8,05 ( mm ) 2 Giá trị biểu diễn của OO’ trên đồ thị : 8, 05 gtbd = = = 14,91( mm ) 0,546 Ta có nửa hành trình của piton là : 115 R= = =57,5 ( mm ) 2 Giá trị biểu diễn của R trên đồ thị : 57,5 gtbd = = = 105,31 ( mm ) 0,546 3.5 ) Lần lượt hiệu định các điểm trên đồ thị : 1 ) Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp : (điểm a) Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định góc đóng muộn xupáp thải β , bán kính này cắt đường tròn tại điểm a’ . Từ a’ gióng đường thẳng song song với trục tung cắt đường P tại điểm a . Nối điểm r trên đường thải ( là giao điểm giữa đường P và trục tung ) với a ta được đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp. 2 ) Hiệu định áp suất cuối quá trình nén : ( điểm c’) Áp suất cuối quá trình nén thực tế do hiện tượng phun sớm (động cơ điezel ) và hiện tượng đánh lửa sớm (động cơ xăng ) nên thường chọn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết P đã tính . Theo kinh nghiệm , áp suất cuối quá trình nén thực tế P’ được xác định theo công thức sau : Vì đây là động cơ điezel : P’ = P + .( P - P ) = 3,9037 + .( 7,027- 3,9037 ) = 4,9448 ( MPa ) ĐÔNG CƠ DIEZEN 11
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Từ đó xác định được tung độ điểm c’trên đồ thị công : 4,9448 y= = = 178,0128 (mm ) 0, 2778 3 ) Hiệu chỉnh điểm phun sớm : ( điểm c’’ ) Do hiện tương phun sớm nên đường nén trong thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết tại điểm c’’. Điểm c’’ được xác định bằng cách .Từ điểm O’ trên đồ thị Brick ta xác định được góc phun sớm hoặc góc đánh lửa sớm θ, bán kính này cắt vòng tròn Brick tại 1 điểm . Từ điểm gióng này ta gắn song song với trục tung cắt đường nén tại điểm c’’. Dùng một cung thích hợp nối điểm c’’ với điểm c’ 4 )Hiệu đính điểm đạt P thực tế Áp suất p thực tế trong quá trình cháy - giãn nở không duy trì hằng số như động cơ điezel ( đoạn ứng với ρ.V ) nhưng cũng không đạt được trị số lý thuyết như động cơ xăng. Theo thực nghiệm ,điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm thuộc miền vào khoảng 372° ÷ 375° ( tức là 12° ÷ 15° sau điểm chết trên của quá trình cháy và giãn nở ) Hiệu định điểm z của động cơ điezel : - Xác định điểm z từ góc 15º .Từ điểm O΄trên đồ thị Brick ta xác định góc tương ứng với 375º góc quay truc khuỷu ,bán kính này cắt vòng tròn tại 1 điểm . Từ điểm này ta gióng song song với trục tung cắt đường P tại điểm z . - Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở . 5 ) Hiệu định điểm 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 điểm b bằng cách : Từ điểm O’trên đồ thị Brick ta xác định góc mở sớm xupáp thải β,bán kính này cắt đường tron Brick tại 1 điểm.Từ điểm này ta gióng đường song song với trục tung cắt đường giãn nở tại điểm b’. 6 ) Hiệu định điểm kết thúc quá trình giãn nở : ( điểm b’’ ) Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế P thường thấp hơn áp suất cuối quá trình giãn nở lý thuyết do xupáp thải mở sớm . Theo công thức kinh nghiệm ta có thể xác định được : P= P + .( P - P ) = 0,11 + .( 0,2903- 0,11 ) = 0,2003 (MPa) Từ đó xác định tung độ của điểm b’’ là : 0, 2003 y= = = 7,209 ( mm ) 0, 02778 ĐÔNG CƠ DIEZEN 12
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG O O' z PZ c' c c" b' r b" 0 a ĐÔNG CƠ DIEZEN 13
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Đồ thị công chỉ thị PHẦN II : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC I ) Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học : Các đường biểu diễn này đều vẽ trên 1 hoành độ thống nhất ứng với hành trình piston S = 2R .Vì vậy độ thị đều lấy hoành độ tương ứng với V của độ thị công ( từ điểm 1.V đến ε.V ) 1.1 ) Đường biểu diễn hành trình của piston x = ƒ(α) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn hành trình của piston theo trình tự sau : 1 . Chọn tỉ xích góc : thường dùng tỉ lệ xích ( 0,6 ÷ 0,7 ) ( mm/độ ) 2 . Chọn gốc tọa độ cách gốc cách độ thị công khoảng 15 ÷ 18 cm 3 . Từ tâm O’ của đồ thị Brick kẻ các bán kính ứng với 10° ,20° ,…….180° 4 . Gióng các điểm đã chia trên cung Brick xuống các điểm 10° ,20° ,…….180° tương ứng trên trục tung của đồ thị của x = ƒ(α) ta được các điểm xác định chuyển vị x tương ứng với các góc 10°,20°,…..180° 5 . nối các điểm xác định chuyển vị x ta được đồ thị biểu diễn quan hệ x = f(α). 1.2 ) Đường biểu diễn tốc độ của piston v = f(α) . Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn tốc độ của píton v = f(α). Theo phương pháp đồ thị vòng .Tiến hành theo các bước cụ thể sau: 1.Vẻ nửa vòng tròn tâm O bán kính R ,phía dưới đồ thị x = f(α). Sát mép dưới của bản vẽ 2. Vẽ vòng tròn tâm O bán kính là Rλ/2 3. Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính là Rλ/2 thành 18 phần theo chiều ngược nhau . 4. Từ các điểm chia trên nửa vòng tâm tròn bán kính là R kẻ các đường song song với tung độ , các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất phát từ các điểm chia tương ứng trên bán kính là Rλ/2 tại các điểm a,b,c,…. 5. Nối tại các điểm a,b,c,…. Tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ piton thể hiện bằng các đoạn thẳng song song với tung độ từ các điểm cắt vòng tròn bán kính R tạo với trục hoành góc α đến đường cong a,b,c…. Đồ thị này biểu diễn quan hệ v = f(α) trên tọa độ độc cực : V= f ( α ) ĐÔNG CƠ DIEZEN 14
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Hinh 2.1: Dạng đồ thị v = f(α) 1.3 Đường biểu diễn gia tốc của piston j = f( x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn gia tốc của piston theo phương pháp Tôlê ta vẽ theo các bước sau : 1.Chọn tỉ lệ xích μ phù hợp trong khoảng 30 ÷ 80 (m/s .mm ) Ở đây ta chọn μ = 50 (m/s .mm ) 2.Ta tính được các giá trị : - Ta có góc : 2200.3,14 ω= = = 230,3835 (rad /s ) 30 - Gia tốc cực đại : j max = R.ω .( 1 + λ ) =57,5 10.230,3835.( 1 + 0,28 ) = 3,906.10( m/ s) Vậy ta được giá trị biểu diễn j là : 3 gtbd jmax = = 3,906.10 = 78,129 ( mm ) 50 -Gia tốc cực tiểu : j = –R.ω.( 1– λ ) = –57,5.10.230,3835.( 1–0,28 ) = –2,197.10( m/ s) Vậy ta được giá trị biểu diễn của j là : 2,197.103 gtbd = = − = –43,497 ( mm ) 50 -Xác định vị trí của EF : EF = –3.R.λ.ω = –3.57,5.10.0,28.230,3835 = –2,563.10 ( m/s ) Vậy giá trị biểu diễn EF là : 2,563.103 gtbd = = − = - 51,29 ( mm ) 50 3. Từ điểm A tương ứng điểm chết trên lấy AC = j , từ điểm B tương ứng điểm chết dưới lấy BD = j , nối CD cắt trục hoành ở E ; lấy EF = –3.R.λ.ω về phía BD ĐÔNG CƠ DIEZEN 15
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nối CF với BD ,chia các đoạn này làm 8 phần , nối 11, 22, 33 …Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33 …ta được đường cong biểu diễn quan hệ j = ƒ(x) O O' C x= f( α) 0 B E A j= f( x) D 14 13 12 15 11 16 10 v= f( α ) 9 17 0 18 0 8 1 7 1 2 6 345 17 F 2 16 3 15 4 14 5 13 ĐÔNG CƠ DIEZEN 16 6 12 78 11 9 10
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG II )Tính toán động học : 2.1 )Các khối lượng chuyển động tịnh tiến : - Khối lượng nhóm piton m = 3,5 Kg - Khối lượng thanh truyền phân bố về tâm chốt piston + ) Khối lương thanh truyền phân bố về tâm chốt piston m có thể tra trong các các sổ tay ,có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể tính gần đúng theo bản vẽ . + ) Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiêm sau : Đối với động cơ điezel ta có : m = (0, 28 ÷ 0, 29) mtt Trong đó mtt là khối lượng thanh truyền mà đề bài đã cho. Ta chọn m = 0,28 . m = 0,28. 2,262= 0,63336 Vậy ta xác định đươc khối lượng tịnh tiến mà đề bài cho là : m = m + m = 1,15 + 0,63336 = 1,78336 (Kg) 2.2 ) Các khối lượng chuyển động quay : Hình 2.2 : Xác định khối lượng khuỷu trục Khối lượng chuyển động quay của một trục khuỷu bao gồm : - Khối lượng của thanh truyền quy dẫn về tâm chốt : m = = 2,262– 0,63336=1,6286 - Khối lượng của chốt trucj khuỷu : m m = π. .ρ Trong đó ta có : d : Là đường kính ngoài của chốt khuỷu : 65 δ : Là đường kính trong của chốt khuỷu : 26 l : Là chiều của chốt khuỷu : 47 ρ : Là khối lượng riêng của vật liệu làm chốt khuỷu ρ : 7800 Kg/ m = 7,8.10 Kg/ mm ĐÔNG CƠ DIEZEN 17
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ( 65 ) − 262 .47.7,8.10−6 2 m = π. = 1,176 4 Khối lượng của má khuỷu quy dẫn về tâm chốt : m . Khối lượng này tính gần - đúng theo phương trình quy dẫn : m= Trong đó : m khối lượng của má khuỷu r bán kính trọng tâm má khuỷu : R :bán kính quay của khuỷu : R = S /2= 115/2 =57,5 (mm) 2.3 ) Lực quán tính : Lực quán tính chuyển động tịnh tiến : P = - m.j = -m.R.ω.( cos α + λ.cos 2α ) = - 22,9.103 ( cos α + λ.cos 2α ) Với thông số kết cấu λ ta co bảng tính P : Pj = - 22,9. 103 .( cos α + λ.cos 2α ) α radians A =cos α + λ.cos 2α = - 22,9.103 . A =cos α +0,2589.cos 2α 0 0 1.2589 -28828.81 10 0.174533 1.228094173 -28123.35655 20 0.349066 1.138021527 -26060.69297 30 0.523599 0.995475404 -22796.38675 40 0.698132 0.81101956 -18571.9448 50 0.872665 0.597830096 -13690.30921 60 1.047198 0.37055 -8485.595 70 1.22173 0.143691237 -3290.529327 80 1.396263 -0.069638242 1594.715738 90 1.570796 -0.2589 5928.81 100 1.745329 -0.416934597 9547.802276 110 1.919862 -0.54034905 12373.99324 120 2.094395 -0.62945 14414.405 130 2.268928 -0.687745123 15749.36331 140 2.443461 -0.72108693 16512.8907 150 2.617994 -0.736575404 16867.57675 160 2.792527 -0.741363714 16977.22906 170 2.96706 -0.741521333 16980.83854 180 3.141593 -0.7411 16971.19 ĐÔNG CƠ DIEZEN 18
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.4)Vẽ đường biểu diễn lực quán tính : Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn lực quán tính theo pp Tolê nhưng hoành độ trùng với đường p ở đồ thị công và vẽ đường - Pj =ƒ(x) (tức cùng chiều đặt với j = ƒ(x)) Ta tiến hành theo bước sau : 1 ) Chọn tỷ lệ xích để của Pj là μ (cùng tỉ lệ xích với áp suất p ) (MPa/mm), tỉ lệ xích μ cùng tỉ lệ xích với hoành độ của j = ƒ(x) Chú ý : Ở đây lực quán tính p sở dĩ có đơn vị là MPa (tính theo đơn vị áp suất ) bởi vì được tính theo thành phần lực đơn vị (trên 1 đơn vị diện tích đỉnh piston )để tạo điều kiện cho công việc công tác dụng lực sau này của lực khí thể và lực quán tính. 2 ) Ta tính được các giá trị : - Diện tích đỉnh piston : π .0,95 = 7, 088.10−3 ( m ) F= = 4 - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực đại : 1, 784.57,5.10−3.230,38352.(1 + 0, 28) P= = = 0,983.10 N/m 7, 088.10−3 P = 0,983 ( Mpa) Vậy ta được giá trị biểu diễn là : gtt Pjmax 0,983 gtbd = = = 38,38 ( mm ) µp 0, 02778 -Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cực tiểu : 1, 784.57,5.10−3.230,38352.(1 − 0, 28) P= = = 0,553.10 N/m 7, 088 Pj min = 0,553 Mpa Vậy ta được giá trị biểu diễn Pj min là : 0,553 gtbd = = = 19,9 ( mm ) 0, 2778 -Ta xác định giá trị E’F’ là : 3.1, 7836.57,5.10−3.0, 28.230,38352 = 0, 6449 Mpa E’F’ = = 7, 088.10−3 Vậy ta được giá trị biểu diễn của E’F’ là : ĐÔNG CƠ DIEZEN 19
ĐỒ ÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 0, 6449 gtbd = = = 23,22 ( mm ) 0, 002778 3 ) Từ điểm A’ tương ứng điểm chết trên lấy A’C’ = P từ điểm B tương ứng với điểm chết dưới lấy B’D’ = P ; nối C’D’ cắt trục hoành ở E’ ; lấy E’F’ về phía B’D’. Nối C’F’ và F’D’ ,chia các đoạn này ra làm 8 phần , nối 11, 22 , 33.. Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33…Ta đuợc đường cong biểu diễn quan hệ –P = ƒ(x) 2.5 ) Đường biểu diễn v = ƒ(x) Ta tiến hành vẽ đường biểu diễn quan hệ v = ƒ(x) dựa trên 2 đồ thị là đồ thị đó là x = ƒ(x) và đồ thị v = ƒ(x) (sử dụng theo pp đồ thị vòng ).Ta tiến hành theo đồ thị sau : 1 ) Từ tâm các điểm đã chia độ trên cung của đồ thị Brick ta gióng các đường song song với trục tung tương ứng với các giá trị góc quay α = 10°, 20°, 30°…180° 2 ) Đặt các giá của vận tốc v này (đoạn thăng biểu thị giá trị của v có 1 đầu mút thuộc đồ thị v = ƒ(x) ,1 đầu thuộc nữa vòng tròn tâm O, bán kính R trên đồ thị ) trên các tia song song với các trục tung nhưng xuất phát tư các góc tương ứng trên đồ thị Brick gióng xuống hệ trục tọa độ của đồ thị v = ƒ(x). 3 ) Nối các điểm trên đồ thị ta được đường biểu diễn quan hệ v = ƒ(x) Chú ý : nếu vẽ đúng điểm v sẽ ứng với j = 0 2.6 ) Khai triển đồ thị công P–V thành p =ƒ(α) Để thuận tiện cho việc tính toán sau này ta tiến hành khai triển đồ thị công P– V thành đồ thị p =ƒ(α).Khai triển đồ thị công theo trình tự sau : 1 ) Chọn tỷ lệ xích μ = 2°/ 1mm .Như vậy toàn bộ chu trình 720° sẽ ứng với 360 mm .Đặt hoành độ α này cùng trên đường đậm biểu diễn P và cách điểm chết dưới của đồ thị công khoảng 4÷5 cm 2 ) Chọn tỷ lệ xích μ đúng bằng tỷ lệ xích μ khi vẽ đồ thị công (MN/mm) 3 ) Từ các điểm chia trên đồ thị Brick ta xác định trị số cua P tương ứng với các góc α rồi đặt các giá trị này trêb đồ thị P–α Chú ý : + ) Cần xác định điểm p .Theo kinh nghiệm , điểm này thường xuất hiện ở 372° ÷ 375°. + ) Khi khai triển cần cận thận 1 đoạn có độ dốc tăng trưởng và đột biến lớn của p từ 330° ÷ 400° ,nên lấy thêm điểm ở đoạn này để vẽ được chính xác. 4 ) Nối các điểm xác định theo 1 đường cong trơn ta thu được đồ thị biểu diễn quan hệ P = ƒ(α) ĐÔNG CƠ DIEZEN 20