TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ ÔTÔ
Mã hiệu động cơ: F18D4, 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng
Dung tích xi lanh: 1796cc
Công suất danh nghĩa (N
en
): 104Kw
Tốc độ quay danh nghĩa (n
n
): 6200v/ph

Xe tham khảo: Chevrolet Cruze KL1J – JNB11CD5
GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
LỚP : ĐHOT7DLT
NHÓM 2
Đồ án Động cơ đốt trong
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

hoàn thiện về kiến thức và có một đồ án tốt. Chúng em xin chân thành cảm!

SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
4
Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
Đặc điểm kỹ thuật của động cơ mẫu
TT Đặc điểm kĩ thuật Động cơ mẫu
Ghi
chú
1 Dung tích xilanh (cm
3
) 1796 1686 1589
2 Số xilanh (cái) 4 4 4
3 Công suất cực đại (mã
lực/rpm)
141/6200 130/4000 124/6400
4 Mô men xoắn cực đại
(Nm/rpm)
176/3800 300/2000 154/4200
5 Sử dụng nhiên liệu Xăng Diesel Xăng
6 Tốc độ tối đa (km/h) 200 200 190
7 Tiêu thụ nhiên liệu
(city,L/100km)
8,9 5,4 8,9
8 Tiêu thụ nhiên liệu
(highway,L/100km)
5,2 4,0 5,2
9 Tiêu thụ nhiên liệu
(combined,L/100km)

en
kW 104 Đ/c mẫu
2 Tốc độ quay danh nghĩa n
n
rpm 6200 Đ/c mẫu
3 Hệ số kỳ Z 4 Đ/c mẫu
4 Số xy lanh i Cái 4 Đ/c mẫu
5 Áp suất khí nạp p
k
N/m
2
1 [2,tr.28]
6 Áp suất khí quyển P
0
bar 1 [2,tr.28]
7 Nhiệt độ khí quyển T
0
0
K 302 [2,tr.28]
8 Độ ẩm tương đối của không khí
ϕ
0
%
9 Hàm lượng C trong nhiên liệu C 0,855 [1,tr.51]
SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
5
Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
10 Hàm lượng H
2

pa
0,8 [2,tr.29]
19
Tổn thất áp suất trong bình làm
mát khí nạp
m
p∆
bar 0
20 Hệ số K
pr
K
pr
1,05 [2,tr.30]
21 Nhiệt độ khí sót T
r
K
990 [2,tr.30]
22 Mức độ sấy nóng khí mới
∆T
k
0
K 20 [2,tr.32]
23 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
λ
1
1,15 [2,tr.32]
24 Hệ số nạp thêm
λ
2
1,03 [2,tr.32]

Bảng 1-2 . Tổng hợp kết quả tính
TT Tên thông số
Ký
hiệu
Đơn vị Kết quả
1 Số kg KK lý thuyết cần thiết 1 kg nhiên liệu L
0
kg/kg 14,96
2 Số kmol KK lý thuyết cần thiết 1 kg nhiên liệu M
0
kmol/kg 0,511
3 Số kg KK thực tế cần thiết 1 kg nhiên liệu L kg/kg 13,460
4 Số kmol KK thực tế cần thiết 1 kg nhiên liệu M kmol/kg 0,460
5 Số kg HHC ứng với 1 kg nhiên liệu L
1
kg/kg 14,460
6 Số kmol HHC ứng với 1 kg nhiên liệu M
1
kmol/kg 0,460
7 Số kmol MCCT tại thời điểm đầu quá trình nén M
a
kmol/kg 0,469
8 Số kmol MCCT tại thời điểm cuối qua trình nén M
c
kmol/kg 0,469
9 Hàm lượng CO
2
trong sản phẩm cháy M
CO2
kmol/kg 0,071

- 1,082
16 Hệ số biến đổi phân tử thực tế tại điểm z
z
β
- 1,080
17 Nhiệt độ khí nạp T
k
o
K 293
18 Mật độ khí nạp
k
ρ
kg/m
3
1
19 Áp suất cuối quá trình nạp p
a
bar 0,8
20 Áp suất khí sót p
r
bar 1,05
21 Nhiệt độ cuối quá trình nạp T
a
0
K 329,153
22 Hệ số nạp
v
η
- 0,724
23 Áp suất cuối quá trình nén p

32 Hiệu suất có ích
e
η
- 0,342
33 Suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị g
i
g/kW.h 0,215
34 Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích g
e
g/kW.h 0,239
35 Lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ G
nl
kg/h 24,856
36 Đường kính của xylanh D mm 80,5
37 Hành trình của piston S mm 88,2
38 Dung tích công tác của xylanh V
S
cm
3
448901
39
Tổng nhiệt đưa vào động cơ trong 1 đơn vị thời
gian
Q
o
kW 303,5
40 Phần nhiệt biến thành cơ năng có ích Q
e
kW 104
41 Tổn thất nhiệt do làm mát Q

8
23,0
1
0







−+=
0145,0.8855,0.
3
8
23,0
1
[1,tr.64]

96,14956,14
≈=
[kg/kg]
• Số kmol không khí lí thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên
liệu (M
0
):



+=
[kmol/kg]
• Số kg không khí thực tế cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu (L).
L = α
0
.L
[1,tr.65]
= 0,9.14,956 = 13,460
[kg/kg]
• Số kmol không khí thực tế cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu (M).

=M
α .
0
.M
[1,tr.65]
= 0,9.0,511 = 0,460
[kmol/kg]
1.1.2. Lượng hỗn hợp khí công tác
• Số kg hỗn hợp cháy ứng với 1 kg nhiên liệu (L
1
).
L
1
= 1 + α.L
0
[3,tr.8]
= 1 + 0,9.14,956= 14,460
[kg/kg]

11 rra
MMMM
γ
+=+=
[1,tr.71]

469,0)02,01.(46,0 =+=
[kmol/kg]
• Số kmol MCCT tại thời điểm cuối quá trình nén (M
c
).
469.0)1.(
1
==+= MaMM
rc
γ
[kmol/kg]
1.1.3. Lượng sản phẩm cháy trong trường hợp cháy không hoàn toàn
Ta có:
17,0
855,0
145,0
2
===
CO
H
M
M
K
=> chọn K=0,45.

==
[kmol/kg]
• Hàm lượng SO
2
trong sản phẩm cháy.
32
2
S
M
SO
=
[1,tr.67]

0
32
0
==
[kmol/kg]
• Hàm lượng N
2
trong sản phẩm cháy.
0
79,0
2
MM
N
α
=
[1,tr.67]


Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
32
21,0
22
02
2
nl
OH
co
co
O
M
M
M
M
+=++
α
[1,tr.69]
=
097,0
4
145,0
12
855,0
9,0
3232412
=



+
⋅−
⋅=
αλ
Chọn K= 0,45 [1,tr.69]
= 0,42.
511,0.
45,01
9,01
+
−
= 0,0148
≈
0,015 [kmol/kg]
056,0015,0071,0
12
2
=−=−=
COCO
M
C
M
[kmol/kg]
0
1
1
42,0
2
M
K

nl
O
H
MM
η
α
1
4
8
121,0
0
−
+
+⋅−⋅=∆
= 0,21.(1-0,9).0,511+
115
1
4
145,0
−
= 0,0383 [kmol/kgnl]
• Hệ số biến đổi phân tử lí thuyết (β
0
)
Đối với động cơ xăng với λ < 1.
nl
nl
nl
M
O

1
511,0.9,0
115
1
4
8
0
145,0
511,0).9,01.(21,0
1 =
+
−
+
+−
+=
• Hệ số biến đổi phân tử thực tế tại điểm z (β
z
) :
r
z
γ
β
β
+
−
+=
1
1
1
0

293
0
== TT
k
[K]
• Mật độ khí nạp (ρ
k
).
kk
k
k
TR
P
.
=
ρ
[1,tr.98]
Trong đó : R
K
: Hằng số kmol khí.
67,286
29
8314
==
K
R
[J/kg.độ]
191,1
293.67,286
10.1,0

[bar]
• Nhiệt độ cuối quá trình nạp (T
a
).
r
rrkk
a
TTT
T
γ
γλ
+
+∆+
=
1

1
[1,tr.103]

153,329
02,01
980.02,0.16,120293
=
+
++
=
[K]
• Hệ số nạp (η
v
).

1
1
[1,tr.108]

724,0
1
05,1
1
8,0
5,10.
15,10
1
.
20293
293
=




−



⋅
−+
=
2.3 QUÁ TRÌNH NÉN
2.3.1 Chọn Tỉ Số Nén
Theo động cơ mẫu ta có tỉ số nén là: 10,5:1.

135,1
==
−
[K]
• Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của không khí
2
.00419,0
806,19
2
c
vv
T
T
b
amc +=+=
[2,tr.37]

2
573,749.00419,0
806,19 +=
= 21,376 [kJ/kmol.K]
• Tỉ nhiệt mol đẳng tích trung bình của sản phẩm cháy.

T
T
mc
vc
5
"
10) 4,25234,360(

γ
γ
+
+
=
1
.
''
'
[2,tr.38]

391,21
02,01
1649,22.02,0376,21
=
+
+
=
[kJ/kmol.K]
2.4 QUÁ TRÌNH CHÁY
• Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn (
H
Q∆
).
0
3
).1.(10.120 MQ
H
α
−=∆

r
zo
vz
xx
mcxmcx
mc
−+








+
−+








+
=
β
γ
β



+
=
= 21,787
[kJ/kmol.K]

⇒
Nhiệt độ của môi chất công tác tại điểm z:

( )
( )
z
vz
z
c
v
r
HHz
TmcTmc
M
QQ

1.
.
'''
1
β
γ
ξ

=
[1,tr.174]
998,3
966,741
816,2774
.080,1 ==
SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
13
Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
• Áp suất cháy cực đại (p
z
).
cz
pp .
λ
=
[1,tr.179]

47,76129,19.998,3 ==
[bar]
2.5 QUÁ TRÌNH DÃN NỞ
• Áp suất cuối quá trình dãn nở (p
b
).
2
n
z
b
p

−
[K]
2.6 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ
• Áp suất chỉ thị trung bình (p
i
)
p
i
= 1,2
[1,tr.89]
[ Mpa]
• Áp suất có ích trung bình (p
e
)
ime
pp .
η
=
[1,tr.90]

116,12,1.93,0 ==
[Mpa ]
• Hiệu suất chỉ thị (η
i
)
vkH
ki
i
pQ
TpM

i
)
iH
i
Q
g
η
.
3600
=
[2,tr.46]
195,0
42,0.43960
3600
==
[kg/kW.h]
• Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích (g
e
)
eH
e
Q
g
η
.
3600
=
[2,tr.46]
210,0
39,0.43960

).

ee
NQ =
[1,tr.215]
= 104.10
3
[J/s] = 104
[KW]
• Nhiệt tổn thất theo khí thải.
 Tỷ nhiệt đẳng áp của sản phẩm cháy
p
mc
''

314,8
''''
+=
vp
mcmc
[1,tr.81]

4789,30134,81649,22 =+=
[kJ/Kmol.deg]
 Nhiệt dung riêng đẳng áp của môi chất mới
p
mc

314,8+=
vp

3600
856.24
=−=
[J/s]
SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
15
Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
%100.
o
thai
thai
Q
Q
q =⇒
%86,42%100.
5,303
07,130
==
[1,tr.215]
Tổn thất theo môi chất làm mát
( )
m
Q
Ta có:
%100.
o
m
m
Q

.695,507,130735,631045,303 =++−=
[KJ/s]
• Thành phần % của các thành phần nhiệt lượng.
%100=
T
q
%34100.
5,303
104
100. ===
o
e
e
Q
Q
q
%85,42100.
05,303
07,130
100. ===
o
thai
thai
Q
Q
q
%21100
5,303
735,63
100 =⋅=⋅=

[1,tr.15]
][
3
cm
Trong đó:
793,48
12,10
901,448
12,10
=
−
=
−
=
s
c
V
V

][
3
cm

694,497793,48901,448 =+=⇒
a
V

][
3
cm

b
=4,046 [bar]
và thể tích V
b
=V
a

][
3
cm
• Điểm r: điểm cuối hành trình xả
Có áp suất khí sót
05,1=
r
p
[bar]
2.8.3 Tính Áp Suất, Thể Tích Khí Tại Điểm Bất Kì Trên Đường Cong Nén
(p
xn
;V
xn
) Và Đường Cong Giãn Nở (p
xg
;V
xg
)
• Đối với đường cong nén.

1n
xn

xn
V
đi từ
c
V
đến
a
V
; bước nhảy của
xn
V
là 30
][
3
cm
• Đối với đường cong giãn nở.

2n
xg
z
zxg
V
V
pp







cm
.
Kết quả tính toán được ghi ở bảng.
SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
18
Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
Bảng 1-3: Các Trị Số Áp Suất Của Môi Chất Công Tác Của Quá Trình Nén
Và Quá Trình Giãn Nỡ Của Động Cơ Xăng Được Thiết Kế.
V [cm
3
] Đường nén - P
n
[bar] Đường giãn nở - P
gn
[bar]
48,793 18,8275 76,47
80 9,6107 41,2169
110 6,2325 27,6820
140 4,4897 20,4775
170 3,4478 16,0648
200 2,7641 13,1114
230 2,2856 11,0097
260 1,9346 9,4454
290 1,6676 8,2403
320 1,4586 7,2862
350 1,2913 6,5141
380 1,1546 5,8777
410 1,0413 5,3451
448,901 0,9205 4,7725

ω
n
(rad/s)
1.1.2 Lực Khí Thể
kt
P
:
( ).
kt kt o P
P p p F= −
( )N

Với
6
10.97,0==
ekt
pp
2
( / )N m
[2,tr.67]

0
F
= 10
6
2
( / )N m

)
(

S
β
L
R
ϕ
'
A
A
S
ω
O
B
'
B
''
A
''
B
C
A
N
P
S
kh
P
j
P
β
k
M

[2;tr.75]
Chọn
13
'
=
p
m
2
( / )g cm
'
.
p p P
m m F=
= 13. 50,89 = 0,66
( )kg
• Khối lượng thanh truyền
tt
m
:
'
.
tt tt P
m m F=
với
2010
'
÷=
tt
m
[2;tr.75]

B
m
:

( )
725,065,0 ÷=
B
m
[2;tr.72]
Chọn
( )
68,097,0.7,07,0 ===
ttB
mm

( )kg
1.1.6 Khối Lượng Trục Khuỷu
k
m
:

p
k
k
Fmm
'
=
với
( )
2015

(kg)

( )
62
10.2coscos
−
+=
αλαω
RmP
jj
= 0,94. 0,0441.(649,3)
2
.
( )
6
10.2coscos
−
+
αλα
= 0,0135.
( )
αλα
2coscos +

SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
21
Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
1.1.8 Lực Tổng Cộng Tác Dụng Lên Đỉnh Pitong
P

1.1.12 Lực Pháp Tuyến Z :
.cos( )
cos
P
Z
ϕ β
β
∑
+
=
(MN)
2. 1 TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
22
Lớp ĐHOT7DLT
Đồ án Động cơ đốt trong
1-4 Bảng kết quả
TT
Góc
Quay
Trục
Thuỷu
Các Giá Trị Lực Ghi
Chú
kt
P
(MN/m
2
)
j

16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
0
o
30
o
60
o
90
o
120
o
150
o
180
o
210
o
240
o
270
o

0,11
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,101
0,102
0,104
0,29
0,83
6,51
4,56
1,56
0,7
0,54
0,29
0,19
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
- 3,37
- 2,65
-0,97
- 0,72
1,68

-0,68
-1,83
3,14
1,91
1,40
1,42
2,22
2,23
2,12
2,09
1,83
-0,57
-0,82
-2,50
-3,22
0
-1,58
-0,86
-0,62
1,32
0,78
0
-0,78
-1,32
0,83
-0,67
1,12
0
1,18
1,38

-1,30
-0,16
-0,24
-2,00
-3,22
0
-0,35
-0,21
-0,17
0,42
-0,28
0
-0,28
-0,42
-0,23
0,16
0,25
0
0,26
0,14
0,40
0,54
0,30
0
0,28
-0,44
-0,16
0,20
0,34
0

dm
3
, (lit) [2;tr.47]
Trong đó:
τ
- số chu kỳ của động cơ
i - số xi lanh của động cơ

e
n
- số vòng quay của động cơ ở công suất thiết kế

e
N
- công suất động cơ thiết kế, kW

e
p
- áp suất có ích trung bình, MN/m
2
Tính đường kính piston:

805,0
1,1.
45,0.4
.
.4
3
3
==

SVTH: Nhóm 2GVHD: NGUYỄN QUỐC SỸ
25
Lớp ĐHOT7DLT