TÍNH TOÁN NHIỆT CÁC QUÁ TRÌNH
Quá trình nạp
T r ¿ (16,5− 1) 1 0,7925 0.105 0.1 302 860 ≈ 0,03 c.Nhiệt độ cuối quá trình nạp
Quá trình nén
● Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình m c ´ v = 19,806 + 0.00419T 2 = 19,806 + 0.00419 2 T c [Kj/kmol 0 K ] (1)
● Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy
- Khi α > 1 tính cho động cơ diesel theo công thức sau mc ” ´ v = (19,867+ 1,634 α ) + 1 2 (427,38 + 184,36 α ).10 -5 T c (2)
● Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp khí trong quá trình nén m c ´ ' vc = mc ´ v + 1+γ γ r mc ô ´ v r = 19,806 + 0.00419 2 T + 0,03( 21+ 0.0055 2 T )
● Xác định chỉ số nén đa biến trung bình n 1 : n 1 = 8,314 a v ' + b v '
Thông thường để chọn n 1 ta chọn n 1 trong khoảng từ 1,340 ÷ 1,40
Thay dần các giá tri n 1 vào 2 vế của phương trình đến khi cân bằng, ta được : n 1 = 1,3693 b.Áp suất cuối quá trình cháy Pc
Pc = P a ε n 1 ¿ 0,085.16,50 1,3693 =3,9490 MPa c.Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc
Quá trình cháy
a.Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên liệu Mo:
32 ) Đối với nhiên liệu của động cơ Diesel ta có:
M 0 =0,4357( kmol kk / kg nl ) b Lượng khí nạp mới M 1
4 + M 1 d.Hệ số thay đổi phân tử lí thuyết 0 β 0 = M 2
= 0,7122 0,6536 =1,0898 e.Hệ số thay đổi phân tử thực tế β β=1+ β 1 0 −1
=1+ 1,0898 −1 1+ 0,03 =1,0872 f Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z( z ) β z =1+ β 0 −1
0,85 =1,0718 g Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của môi chất tại điểm Z mc ” ´ vz =
2 =0,002965 h Nhiệt độ cuối quá trình cháy T z
Theo bảng 1.14 sách tính toán nhiệt và động lực học động cơ đốt trong
Q H = 42530(Kj/kg) vì α > 1 nên ∆ Q H = 0 (Kj/kgnl)
T c 4,1019 giải phương trình trên và loại giá trị âm, ta có:
T z #18,72 K i Áp suất cuối quá trình cháy P z
Quá trình giãn nở
1 Tỷ số giản nở đầu động cơ diesel ρ = ❑ β Z T T z c = 1,0718 1,7 954,1019 2318,72 =1,5323 b Tỷ số giãn nở sau δ = ε ρ = 1,5323 16,5 ,7684 c Xác định chỉ số dãn nở đa biến trung bình (n ¿ ¿2) ¿
Thay dần các giá tri n 2 vào 2 vế của phương trình đến khi cân bằng, ta được n 2 = 1,1962
T b =¿ 1454 K c.Áp suất cuối quá trình giãn nở
10,7684 1,1962 =0,3911 ( Mpa) d.Kiểm nghiệm nhiệt độ khí sót
Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình
a.Áp suất chỉ thị trung bình tính toán
1,0462 [ MN / m 2 ] b Áp suất chỉ thị trung bình thực tế
=1,0462.0,93=0,9730 [ MN / m 2 ] c Áp suất tổn hao cơ khí:
Với: +) Vp= Sn 30 = 0,097.1800 30 = 5,82 d Áp suất có ích trung bình
P e = P i −P m = 0,9730-0,1777 = 0,7953 [ MN /m 2 ] e Hiệu suất cơ giới η m =1− Pm
Pi = 1− 0,1777 0,9730 = 0,8174 f Hiệu suất chỉ thị η i =8,314 M 1 P i T k
42530.0,1 0,9 e Hiệu suất có ích η e =η m η i =0,8174.0,4737= 0,3872 f Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g i = Q 3600
42530.0,4737 8,6923 ( kg kw h ) g Suất tiêu hao nhiên liệu có ích g e = Q 3600
Tính thông số kết cấu của động cơ
Tính thể tích công tác Vh:
Tính đường kính piston:
Vẽ đồ thị công chỉ thị
- Chọn tọa độ vuông góc:
Biễu diễn áp suất khí thể (p) trên trục tung và thể tích khí (V) trên trục hoành với tỉ lệ xích à v và à p phự hợp với khổ giấy vẽ
- Xác định các điểm đặt của đồ thị công:
Điểm a: cuối quá trình nạp, áp suất P a , thể tích V a
Điểm c: cuối quá trình nén
Điểm z: cuối quá trình cháy
Điểm b : điểm cuối quá trình giãn nở
Điểm r : cuối hành trình xả
Trong hành trình nén khí trong xylanh bị nén với chỉ số đa biến trung bình n 1 =1.373, từ phương trình :
Áp suất Pxn và thể tích Vxn tại một điểm trên đường cong nén được xác định bằng cách thay đổi giá trị Vxn từ Va đến Vc, với bước nhảy của Vxn là 20 cm³.
+Dựng đường cong dãn nở
Trong quá trình giãn nở khí cháy được giãn nở theo chỉ số giãn nở đa biến n 2 , tương tự như trên, ta có:
Trong đó: p xg , V xg là áp suất và thể tích khí tại một điểm bất kì trên đường cong giãn nở.
Bằng cách cho các giá trị của V xg thay đổi từ V z đến V b, chúng ta có thể xác định các giá trị p xg, với bước nhảy của V xg là 20cm³.
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU TRỤC KHUỶU THANH TRUYỀN DỰNG VÀ HIỆU ĐÍNH ĐỒ THỊ CÔNG
Động học của piston
Khi trục khuỷu quay một góc α, piston sẽ dịch chuyển một khoảng S p so với vị trí ban đầu (ĐCT) Chuyển vị của piston trong xilanh động cơ được tính toán bằng công thức cụ thể.
4 (1− cos2 α )] (2.1) Với: R = S 2 :bán kính quay trục khuỷu (cm)
= 0.2857: thông số kết cấu của động cơ. b Tốc độ của piston:
Để xác định phương trình tốc độ của piston, ta thực hiện vi phân biểu thức (2.1) theo thời gian, từ đó thu được phương trình tốc độ của piston phụ thuộc vào góc quay của trục khuỷu, ký hiệu là α.
Với ω= Π n 30 (rad/s) c Gia tốc của piston:
Phương trình gia tốc của piston có được bằng cách lấy đạo hàm phương trình (2.2) theo thời gian, ta được:
Động lực học của cơ cấu khuỷu trục- thanh truyền
Lực khí thể được xác định theo công thức sau:
Trong đó : p 0 ≈0,1 MN/m 2 –áp suất khí quyển
Khối lượng chuyển động tịnh tiến của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:
Ta tính khối lượng này trên đơn vị diện tích đỉnh piston:
Trong đó: m ' p , m tt ' , m ' A lần lượt là khối lượng nhóm piston, tổng thanh truyền, đầu nhỏ thanh truyền trên một đơn vị diện tích.
Chọn m p’ =(g/cm 2 ); m tt’ =(g/cm 2 ) m A’ = (g/cm 2 )
Lực quán tính trên đơn vị diện tích đỉnh piston:
Lực tổng cộng tác dụng lên đỉnh piston : P 1 = P kt + P j