Đang tải... (xem toàn văn)
Những năm gần đây nền kinh Việt Nam đang phát triển mạnh.Bên cạnh đó kỹ thuật nước ta cũng từng bước tiến bộ.Trong đó phải nói đến nghành động lực và sản xuất otô, chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ôtô nổi tiếng trên thế giới như NISAN,HONDA,TOYOTA,cùng sản xuất và lắp ráp ôtô.Để nâng cao trình độ và kỷ thuật,đội ngũ của ta đã tự nghiên cứu và chế tạo đó là một yêu cầu cấp thiết.CÓ như vậy nghành ôtô của ta mới phát triển được. Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học ,tự tính toán thiết kế của một động cơ theo số liệu kỷ thuật (động cơ ya3-452). Trong quá trình tính toán mặc dù em đã được sự giúp đỡ và giúp đỡ rất tận tình của thầy giáo NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP và các thầy giáo trong bộ môm động lực ,nhưng vì mới lần đầu lầm đồ án về môn học này nên em gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi sự sai sót ,vì vậy em rất mong được sự xem xét và giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng hàon thiện hơn về kiến thức kỷ thuật .
KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ L I NÓI UỜ ĐẦ Những năm gần đây nền kinh Việt Nam đang phát triển mạnh.Bên cạnh đó kỹ thuật nước ta cũng từng bước tiến bộ.Trong đó phải nói đến nghành động lực và sản xuất otô, chúng ta đã liên doanh với khá nhiều hãng ôtô nổi tiếng trên thế giới như NISAN,HONDA,TOYOTA,cùng sản xuất và lắp ráp ôtô.Để nâng cao trình độ và kỷ thuật,đội ngũ của ta đã tự nghiên cứu và chế tạo đó là một yêu cầu cấp thiết.CÓ như vậy nghành ôtô của ta mới phát triển được. Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học ,tự tính toán thiết kế của một động cơ theo số liệu kỷ thuật (động cơ ya3-452). Trong quá trình tính toán mặc dù em đã được sự giúp đỡ và giúp đỡ rất tận tình của thầy giáo NGUYỄN ĐÌNH ĐIỆP và các thầy giáo trong bộ môm động lực ,nhưng vì mới lần đầu lầm đồ án về môn học này nên em gặp rất nhiều khó khăn và không tránh khỏi sự sai sót ,vì vậy em rất mong được sự xem xét và giúp đỡ chỉ bảo của các thầy để bản thân ngày càng hàon thiện hơn về kiến thức kỷ thuật . Qua lần này em đã tự xây dựng cho minh f phương pháp nghiên cứu. Rất mong được sự giúp đợ hơn nữa của các thầy.Em xin chân thành cả mơn! Người thực hiện NGUYỄN VĂN KIÊN SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 1 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ NỘI DUNG THUYẾT MINH I. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ YA3 - 452 Công suất động cơ : Ne =75 mã lực Số vòng quay động cơ : n = 4000vòng/phút Đường kính xi lanh : D = 92mm Hành trình xi lanh : S =92 mm Tỉ số nén : ε = 6.7 Số xi lanh : i = 4 Số kỳ : τ = 4 Thứ tự nổ : 1-3-4-2 Chiều dài thanh truyền :ltt =172.35mm Pha phân phối khí góc mở sớm xu páp nạp : 0 1 10= α góc đóng muộn xu páp nạp : α2 = 40 0 góc mở sớm xu páp xả : 0 1 40= β góc đóng muộn xu páp xả : β2 = 10 0 góc đánh lửa sớm : o l 12= ϕ 1.Các thông số của chu trình công tác : +áp suất môi trường :pk = 0.1 MPa +nhiệt độ môi trường :Tk =297 0 K + áp suất cuối quá trình nạp :Pa =0,0825 +hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm z : ξ z = 0.865 +hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b : ξ b = 0.89 SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 2 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ +áp suất khí thải : P r = 0.11 MN/m 2 +nhiệt độ khí sót : T r = 1000 0 K +chỉ số giản nở đa biến trung bình : m = 1,45 +mức độ sấy nóng môi chất : ∆T = 8 0 K +hệ số nạp thêm : λ 1 = 1.119 +hệ số quét buồng cháy : λ 2 = 1 +hệ số hiệu đính tỉ số nhiệt : λ t = 1.147 +hệ số hiệu đính đồ thị công : ϕ d = 0.919 2. Tính toán chu trình công tác động cơ 2.1: Qúa trình nạp +nhiệt độ trước xu páp nạp : T k = 297 0 K + hệ số nạp : η v −⋅ + ⋅ − = m 1 a r 2t1 k a k k v P P λλελ P P ΔTT T 1ε 1 η [2.1] ηv =0.8595 + hệ số khí sót : ( ) m 1 a r 2t1 a r r k2 r P P 1 P P T TT − ⋅⋅ + = λλελ Λλ γ =0.0743 [2.2] + nhiệt độ cuối quá trình nạp : r rrt0 a γ1 TγλΔTT T + ++ = [2.3] Ta = 352.2 0 K SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 3 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ + lượng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu: −+= 3241221,0 1 M 0 nl O HC Đói với động cơ xăng: C= 0,875 ; H= 0,216 ; O= 0,004 +=⇒ 4 126,0 12 875,0 21.0 1 0 M M 0 =0,497 (kmol KK /kg nl ) + hệ số lượng dư α: α = 0 1 1 M M nl µ − Lượng khí nạp mới M 1 : M 1 = nl M µ α 1 0 + = 1,0134.0,497+ 114 1 = 0.521 (kmol KK /kg nl ) 2.1.3.2.Quá trình nén: +Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí: đô)T(kJ/kmol.00209,019,806mc v += [2.4] a v = 19,806 b v/2 = 0,00209 ô)(kJ/kmol.đ428,20mc v = +Tỉ mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy : Τ αα 5 " v 10 187,36 427,86 2 11,634 19,876mc − ++ += [2.5] ô)(kJ/kmol.đ77,21mc v = SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 4 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ 54800,21 634,1 857,17 '' =+= α v a 00308,010. 36,184 38,427 5'' = += − α v b +Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của hỗn hợp " v mc : )đôT(kJ/kmol. 2 vb' a γ1 mcγmc mc v ' r " vrv ' v += + + = [2.6] 915,19 0743,01 548,210743,0806,19 1 " ' = + ⋅+ = + + = r vrv v aa a γ γ [2.7] 0043,0 0743,01 00616,0.0743,000418,0 γ1 bγb b r " vrv ' v = + + = + + = [2.8] 4.Chỉ số nén đa biến trung bình của n 1 : Chỉ số nén đa biến trung bình phụ thuộc vào rất nhiều thông số kết cấu và thông số vận hành như kích thước xi lanh,loại buồng cháy ,số vòng quay ,phụ tải ,trạng thái nhiệt độ động cơ….Tuy nhiên n1 tăng giảm theo quy luật sau:Tất cả những nhân tố làm cho môi chất mất nhiệt sẽ khiến cho n1 tăng. Chỉ số nén đa biến trung bình n1 được xác định bằng cách giải phương trình ( ) 1εTba 8,314 1n 1n a v ' v ' 1 1 ++ =− − [2.9] ( ) 17,62.352.0043,0815,19 8,314 1n 1n 1 1 ++ =− − [2.10] Giải phương trình ta được n 1 = 1,375 +Áp suất cuối của quá trình nén p c : P c = P a ε n1 [MN/m 2 ] [2.11] P c = 0,0815.6,7 1,375 = 1,128 [MN/m 2 ] +Nhiệt độ cuối quá trình nén : T c = T a ε n1-1 [ 0 K] [2.12] SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 5 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ T c = 351,5.6,7 1,375-1 = 717,3 [ 0 K] +Lượng môi chất công tác của quá trình nén M c : Lượng môi chất công tác của quá trình nén T c được xác định theo công th cứ : M c =M 1 + M r =M 1. (1+γ r ) =0,563 2.1.3.3.Quá trình cháy : Độ tăng mol của các loại động cơ được xác định theo công thức sau ( ) −++−= nl OH µ α 1 324 121,0ΔM ( ) 027,0 114 1 32 0 4 145,0 00134,1121,0ΔM = −++−= [2.13] Sản phẩm cháy M2 (kmol/kgnl) M 2 = M 1 + ∆M [2.14] M 2 = 0,5276+0,027=0,5546 (kmol/kgnl) Hệ số thay đổi lý thuyết βo : 1 2 0 M M =β [2.15] 962,0 576,0 5546,0 β 0 == Hệ số thay đổi phân tử thực tế β : SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 6 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ 1 r r0 +γ γ+β =β 0463,1 10743,0 0743,0962,0 β = + + = Hệ số thay đổi phân tử thực tế tại điểm z : b z r ξ ξ γ β . 1 1 1β 0 z + − += [2.17] 045,1 89,0 865,0 . 10743,0 1962,0 1β z = + − += Trong đó : 9719,0 89,0 865,0 .x z === b z ξ ξ [2.18] Nhiệt độ tại điểm z Tz : *Đối với động cơ xăng ,nhiệt độ tại điểm z Tz được xác định bằng cách giải phương trình cháy : ( ) ( ) ZvzZCv r HHz TcmTcm M QQ ∗ ′′ ∗=∗ ′ + +∗ ∆−∗ β γ ξ 1 1 Trong đó : Q H –nhiệt trị thấp nhất của nhiên liệu ta có,thông thường ta chọn QH =44000 (KJ/Kgnh) ∆QH :Nhiệt lượng tổn thất do nhiên liệu cháy không hết khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu. Động cơ xăng có α >1 nên chọn ∆QH =0 Ti nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản vật cháy được xác định theo công thức: SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 7 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ ( ) ( ) Zvv v Tba cm . x1 β γ x. x1.cm. β γ x. cm z 0 r z0 zv 0 r z0 " vz ′′ + ′′ = −+ + −+ ′′ + = β β [2.19] 888,299,2707.00308,0548,21cm " vz =+= ( ) ( ) z1 0 r z2 z1 ' v 0 r z2v " vz x1MxM x1MaxM"a a −+ + −+ + = β γ β γ [2.19] 50865,12a " vz = ( ) ( ) z1 0 r z2 z1 ' v 0 r z2v " vz x1MxM x1MbxM"b b −+ + −+ + = β γ β γ [2.20] 00306,0b " vz = Nhiệt độ tại điểm z T z (K) : Vậy: A = β z +0,5.b vz ” =.1,045+0,5.0,00306 = 1,046 B = β z (a vz ” +8,314) = 1,045(21,50685+8,314) = 31,16278 ( ) c c ' v ' v r1 Hz T.314,8 2 T ba 1M Q. C λ++− + −= γ ξ 774435)8,314.3,94 2 3,717 .0043,0915,19( )0743,01(5276,0 44000.865,0 C =++− + −= SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 8 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ Phương trinh bậc hai :1,04653T z 2 + 31,16278T z - 77443 = 0 T z = 2707,9 0 K +Áp suất tại điểm z : P z = λP c [MN/m 2 ] [2.21] P z = 3,945.1,1280 = 4,450 [MN/m 2 ] [2.22] Trong đó : λ- là hệ số tăng áp được xác định theo công thức : c z z T T βλ = [2.23] 945,3 717,3 2707,9 045,1λ == [2.24] 2.1.3.4.Quá trình giàn nở : +Hệ số giản nở sớm ρ : c zz .T T λ β ρ = [2.25] 000,1 33,945.717, ,91,045.2707 ρ == +Hệ số giản nở sau : ρ ε δ = [2.26] 7,6 1 6,7 δ == + Chỉ số giản nở đa biến trung bình n 2 : ( ) ( ) ( ) bz vz " vz " bzr1 Hzb 2 TT 2 b a TTβγ1M )Qξξ( 8,314 1n +++ −+ − =− [2.27] SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 9 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONGƠ ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ ( ) +++ −+ =− − − 1n2 1n2 2 7,6 2707,9 9,7072 2 0,00306 50685,12 7,6 2707,9 9,70720463,10743,015276,0 00,865)4400-,890( 8,314 1n Trong đó: 1n2 z b T T − = δ là nhiệt trị tại điểm b( 0 K) Giải phương trinh ta được n 2 = 1,223 Do đó 8,1771 7,6 2707,9 T 1223,1 b == − 0 K +Áp suất cuối quá trình giản nở P b : ][MN/m P P 2 n2 z b δ = [2.28] ][MN/m4345,0 223,17,6 4,450 P 2 b == [2.29] +Nhiệt độ khí thải Trt: ]K[ P P TT 0 m 1m b r brtênh − = [2.30] K][9,1156 0,4345 0,11 8,1771T 0 1,45 145,1 rtênh = = − Sai số T rt - T r = 1156,9 - 1000 = 156,9 [2.31] %55,13100% 1156,9 156,9 T TΔ rtênh r == 2.1.3.5. Tính toán các thông số chu trình công tác: *Áp suất chỉ thị trung bình p i : SVTH:NGUY N V N KIÊN GVHD:NGUY N ÌNH Ễ Ă Ễ Đ I PĐ Ệ 10 [...]... thất cơ giới p m Ta có tốc độ trung bình động cơ là : Vtb = s.n 30 [2.36] Theo số liệu thực nghiệm có thể tính theo công thức sau : SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 11 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố Đối với động cơ xăng i ≤ 6 , S D ≥ 1 : Pm = 0,05 +0,015.Vtb Pm = 0,05 +0,015.12,26667 = 0,1872 + Áp suất có ích trung bình P e: Ta có công thức xác định hiệu xuất cơ giới:... nối với đường thải rr SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 18 Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố 0 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C ĐỒ TH Ị CÔNG SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 19 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố CHƯƠNG II TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC , ĐỘNG LỰC HỌC 2.1 Vẽ đường biểu diễn các quy luật động học : Các đường biểu diễn này đều vẽ trên một đường hoành độ thống nhất ứng... có ý nghĩa kiểm tra tính năng tốc độ của động cơ Nếu động cơ ở tốc độ cao, đường này thế nào cũng cắt đường nén ac Động cơ tốc độ thấp, đường p j ít khi cắt đường nén Ngoài ra đường p j còn cho ta tìm được giá trị của p ∑ = p kt + p j một cách dễ dàng vì giá trị của SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 30 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố đường p ∑ chính là khoảng cách... :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố Hoặc có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau: + Thanh truyền của động cơ ô tô : m1 = (0.275 ÷ 0.285)mtt =0,285.1=0,285 (kg) (kg) trong đó mtt=1(kg) là khối lượng thanh truyền đề bài đã cho Vậy ta xác định được khối lượng tịnh tiến: m = mnpt + m1 =0,75+0,285=0,1,035 (kg) 2.2.2 Các khối lượng chuyển động quay: Khối lượng chuyển động quay của một khuỷu bao... với động cơ xăng : p c = pc + ' pc = 1,128 + 1 ( 0,85 p z − pc ) 3 1 ( 0,85.4,45 − 1,128) = 2,0128 3 (Mpa) Từ đó ta xác định được tung độ của điểm c’ trên đồ thị công: ' pc 2,0128 yc ' = = = 90,46 µ p 0,02225 (mm) 1.3.3 Hiệu đính điểm phun sớm (điểm c’’ ): SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 16 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố Do có hiện tượng phun sớm nên đường nén trong. .. S 187 187 Thông số kết cấu của động cơ là: λ= R S 92 = = = 0,2668 ltt 2.ltt 2.172,35 Khoảng cách OO’ là: OO , = λR 0,2668.46 = = 6,138 ( mm) 2 2 Giá trị biểu diễn OO’ trên đồ thị: gtbd OO' = gtt OO' µS = 6,138 = 12,48 0,4917 (mm) Ta có nửa hành trình của pistông là: S 92 = = 46 (mm) 2 2 SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP R= 15 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố Giá trị... lực tiếp tuyến T = f (α ) và đồ thị lực pháp tuyến Z = f (α ) : Theo kết quả tính toán ở phần động lực học ta có công thức xác định lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến như sau : SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 31 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C T = p∑ Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố sin(α + β ) ; cos β Z = p∑ cos( α + β ) cos β Trong đó góc lắc của thanh truyền β được xác định theo góc quay α của... ÌNH ĐIỆP 23 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố EF = −3.R.λ.ω 2 về phía BD Nối CF và FD, chia các đoạn ra thành n phần, nối 11, 22, 33…Vẽ đường bao trong tiếp tuyến với 11, 22, 33….Ta được các đường cong biểu diễn quan hệ j = f ( x) Jmax C ĐCT 1 F1 ĐC J=f(s) 2 S -3λRω2 E B ÂCD F2 4 F 1' 2' 3' Jmin 3 A ÂCT 4' D Đường biểu diễn gia tốc của pittông j=f(x) 2.2 Tính toán động lực học : 2.2.1.Các... rmk - Bán kính trọng tâm má khuỷu R - Bán kính quay của khuỷu SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 25 H KOA :CƠKÍ Đ NG LỰ H Ộ C Đ ÁN:Đ NG CƠĐ T TRONG Ồ Ộ Ố 2.2.3 Lực quán tính : Lực quán tính chuyển động tịnh tiến : p j = − m j = − m.R.ω 2 (cos α + λ cos 2α ) Với thông số kết cấu λ ta có bảng tính p j : α (do) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 α (Rad ) 0 0.174444444... chuyển động tịnh tiến: - Khối lượng nhóm pittông mnpt =0,75 (kg) được cho trong số liệu ban đầu của đề bài (kg) - Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1: Khối lượng của thanh truyền phân bố về tâm chốt pittông m1 có thể tra trong các sổ tay, có thể cân các chi tiết của nhóm để lấy số liệu hoặc có thể tính gần đúng theo bản vẽ SVTH:NGUYỄN VĂ K N IÊN GVHD:NGUYỄN Đ ÌNH ĐIỆP 24 H KOA :CƠKÍ . cấp thiết. CÓ như vậy nghành ôtô của ta mới phát triển được. Đây là lần đầu tiên em vận dụng lý thuyết đã học ,tự tính toán thiết kế của một động cơ theo số liệu kỷ thuật (động cơ ya3-452). Trong. NG L C ÁN: NG C T TRONG ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ NỘI DUNG THUYẾT MINH I. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ YA3 - 452 Công suất động cơ : Ne =75 mã lực Số vòng quay động cơ : n = 4000vòng/phút Đường. 3 KHOA :C KHÍ NG L C ÁN: NG C T TRONG ĐỘ Ự ĐỒ ĐỘ ƠĐỐ + lượng khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu: −+= 3241221,0 1 M 0 nl O HC Đói với động cơ xăng: C= 0,875 ; H= 0,216 ;