Đồ án môn học động cơ đốt trong
Nhận xét, đánh giá đồ án
Nhận xét đánh giá của giáo viên hướng dẫn :
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………...... ………………………………......
Nhận xét đánh giá của giáo viên bảo vệ :
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Động Cơ Đốt Trong đã tạo mọi điều
kiện giúp em hoàn thành đồ án tốt đẹp.

Sinh viên
Trần Huy Hùng

2


Đồ án môn học động cơ đốt trong

Phần 1: Tính Nhiệt.
Số liệu ban đầu của đồ án môn học ĐCĐT ( Số 1)
Họ và tên sinh viên: Trần Huy Hùng

Khóa: 8

Các số liệu của phần tính toán nhiệt
TT Tên thông số

1

Kiểu động cơ

2

Ký hiệu

Giá trị


1-5-4-2-6-3-7-8

-

5

Hành trình piston

S

95

mm

6

Đường kính xilanh

D

100

mm

7

Góc mở sớm xupáp nạp

α1


47

độ

11

Góc phun sớm

ϕi

15

độ

12

Chiều dài thanh truyền

ltt

185

mm

13

Công suất động cơ

Ne


17

Trọng lượng thanh truyền

mtt

1,272

kg

18

Trọng lượng nhóm piston

mpt

1,187

kg

3

Ghi chú

Đ/cơ Xăng,
không tăng áp

111.796kWh

g/ml.h 333.107g/kWh

Tr = (800 – 1000)
7) Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt :

t

4

= 1000


Đồ án môn học động cơ đốt trong

Hệ số hiệu đính tỉ nhiệt

t

được chọn theo hệ số dư lượng không khí α để hiệu

đính:
t

8) Hệ số quét buồng cháy

2

= 1.16

:

Với các động cơ không tăng áp ta thường chọn hệ số quét buồng cháy

Hệ số lợi dụng nhiệt tại điểm b ξ b tuỳ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel.
Với các loại động cơ Xăng ta chọn:
ξ b = 0,85 ÷ 0,95 = 0,9

12) Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕ d :
Hệ số hiệu đính đồ thị công ϕ d phụ thuộc vào loại động cơ Xăng hay Diesel.
Với các động cơ Xăng ta chọn:
5


Đồ án môn học động cơ đốt trong
ϕ d = 0,92 ÷ 0,97 = 0,97

1.2. Tính toán các quá trình công tác:
1.2.1. Tính toán quá trình nạp:
1) Hệ số khí sót γ r :
Hệ số khí sót γ r được tính theo công thức:

γr =

λ2 .(Tk + ∆T ) pr
. .
Tr
pa

1
1
 ÷
m


Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta được tính theo công thức:
 m −1 

÷
m 

 p 
( Tk + ∆T ) + λt .γ r .Tr .  a ÷
 pr 
Ta =
1+ γ r

Thay số vào công thức tính Ta ta được:
 1,47 −1 

÷
1,47 

 0, 09 
( 297 + 20 ) + 1,16.0, 07507.1000. 
÷
 0,115 
Ta =
1 + 0, 07507

3) Hệ số nạp η v :
Hệ số nạp η v được xác định theo công thức:
6

= 369, 762( K )

.
. 6,5.1, 03 − 1,16.1. 
= 0,8163
÷

6,5 − 1 ( 297 + 20 ) 0,1 
 0, 09 



4) Lượng khí nạp mới M 1 :
Lượng khí nạp mới M 1 được xác định theo công thức:
M1 =

432.102. pk .η v
g e . pe .Tk

Trong đó:
pe là áp suất có ích trung bình được xác định theo công thức:
pe =

30.N e .τ
Vh .n.i

Vh là thể tích công tác của động cơ được xác định theo công thức:
Vh =

π .D 2 .S
4


0, 21  12 4 32 

Đối với nhiên liệu của động cơ Xăng ta có: C = 0,855; H = 0,145; O = 0 nên thay
vào công thức tính M 0 ta được:
M 0 = 0,512(kmol / kg .nl )

6) Hệ số dư lượng không khí α :
Đối với động cơ Xăng hệ số dư lượng không khí α được xác định theo công
thức:
α=

M1 −

1
µ nl

M0
nl

Trong đó: µ = 114
Thay số vào công thức tính hệ số dư lượng không khí α ta được:
α=

1
114 = 0,9891
0,512

0,5152 −

1.2.2. Tính toán quá trình nén:


mcv' =

Thay số ta được:
0, 0061 

19,806 + 0, 00209.T + 0, 07507.  21, 4627 +
.T ÷
2
'

 = 19,9217 + 0, 004314 .T (kJ / kmol.do)
mcv =
1 + 0,07507
2

Do ta có:
bv'
mc = a + .T
2
'
v

'
v

 av' = 19,9217
→ '
bv = 0, 004314


=

8,314
= 0,37235
0,004314
1,375 −1
19,9217 +
.369, 762. ( 6,5
+ 1)
2

Vậy ta có sai số giữa hai vế của phương trình là:
∆n1 =

0,37235 − 0,375
.100% = 0,193% < 0, 2%
0,375

Vậy ta có nghiệm của phương trình là: n1 = 1,375
5) áp suất cuối quá trình nén pc :
9


Đồ án môn học động cơ đốt trong
áp suất cuối quá trình nén pc được xác định theo công thức:
pc = pa .ε n1

Thay số ta xác định được:
pc = 0,09.6,51,375 = 1,18( MPa)


1
+
−
) + 0,21(1 − α) M 0
4 32 µnl
β0 = 1 +
1
αM 0 +
(

µnl

Thay số ta được:
10


Đồ án môn học động cơ đốt trong
0,145 0
1
+
−
) + 0, 21(1 − 0, 9891).0, 512
4
32
114
β0 = 1 +
=1, 05562
1
0, 9891.0, 512 +
114

ξ b 0,9

Thay số ta được:
βz = 1+

1, 05562 − 1
.0,97778 = 1, 05058
1 + 0, 07507

4) Lượng sản vật cháy M 2 :
Ta có lượng sản vật cháy M 2 được xác định theo công thức:
M 2 = M 1 + ∆ M = β 0 .M 1

Thay số ta được:
M 2 = 1, 05562.0,5152 = 0,54383(kmol / kg .nl )

5) Nhiệt độ tại điểm z Tz :

11


Đồ án môn học động cơ đốt trong
Đối với động cơ Xăng, nhiệt độ tại điểm z Tz được xác định bằng cách giải
phương trình sau:

( )

,
''
ξ z (.QH − ∆Q)

0, 0061 

1, 05562.  0,97778 +
.  21, 4627 +
.Tz ÷+ ( 1 − 0,97778 ) . ( 19,806 + 0, 00209.Tz )
÷
1,05562  
2

''

mcvz =
0, 07507 

1,05562.  0,97778 +
+ ( 1 − 0,97778 )
1, 05562 ÷



→ mcvz'' = 21, 43012 +

0,00606
.Tz
2

Mặt khác ta có:
mcvz'' = avz'' +

bvz''

1.2.4. Tính toán quá trình giãn nở:
1) Hệ số giãn nở sớm ρ :
Hệ số giãn nở sớm ρ được xác định theo công thức sau:
ρ=

β z .Tz
λ.Tc

Với động cơ xăng ta có: ρ =1
2) Hệ số giãn nở sau δ :
Ta có hệ số giãn nở sau δ được xác định theo công thức:
δ=

ε
ρ

Với động cơ xăng :
δ = ε = 6,5

3) Chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2 :
Ta có chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2 được xác định từ phương trình cân
bằng sau:
n2 − 1 =

8, 314

( ξb − ξ z ) .QH
b''
+ avz'' + vz . ( Tz + Tb )
M 1. ( 1 + γ r ) .β . ( Tz − Tb )

+ avz'' + vz . ( Tz + Tb )
M 1.( 1 + γ r ) .β . ( Tz − Tb )
2
*
H

=

=

8,314

( 0,9 − 0,88) .40660,1
0,00606
+ 21, 43012 +
. ( 2725,85 + 1788,943)
0,5152. ( 1 + 0,07507 ) .1,05173. ( 2725,85 − 1788.943 )
2

Vậy ta có sai số giữa hai vế của phương trình là:
∆n2 =

0, 22637 − 0, 225
.100% = 0,112% < 0, 2%
0, 225

→ n2 = 1, 225

4) áp suất cuối quá trình giãn nở pb :
áp suất cuối quá trình giãn nở pb được xác định trong công thức:

Trt = 1788,943. 
= 1150,5( K )
÷
 0, 45745 

Vậy ta có sai số khi tính toán và chọn nhiệt độ khí thải là:
∆Trt =

Trt − Tr
1050,5 − 1000
.100% =
.100% = 13,08%
Trt
1150,5

→ ∆ Trt < 15%

Vậy giá trị nhiệt độ khí thải chọn và tính toán thoả mãn yêu cầu.

1.2.5. Tính toán các thông số chu trình công tác.
1) áp suất chỉ thị trung bình pi' :
'
Với động cơ Xăng áp suất chỉ thị trung bình pi được xác định theo công thức:

pi' =

Pc
[ λ (1 − n21 ) − 1 (1 − n11 )
ε − 1 n2 − 1
ε − 1 n1 − 1


Đồ án môn học động cơ đốt trong
pi = 0,8817.0,97 = 0,85526( MPa)

3) Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị gi :
Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g i :
gi =

432.103.ηv . pk
M 1. pi .Tk

Vậy thay số vào ta xác định được:
gi =

432.103.0,8163.0,1
= 269, 48( g / KW .h)
0,5152.0,85526.297

4) Hiệu suất chỉ thị η i
Ta có công thức xác định hiệu suất chỉ thị:
ηi =

3, 6.103
g i .QH

Thay số ta được:
ηi =

3, 6.103
= 0,30361


Thay số vào công thức trên ta được:
pe = 0,85526 − 0,16350 = 0, 69176( MPa )

7) Hiệu suất cơ giới η m :
Ta có công thức xác định hiệu suất cơ giới:
ηm =

pe
pi

Thay số vào công thức trên ta được:
ηm =

0, 69176
= 0,809
0,85526

8) Suất tiêu hao nhiên liệu g e :
Ta có công thức xác định suất tiêu hao nhiên liệu tính toán là:
ge =

gi
ηm

Vậy thay số vào ta được:
ge =

269, 48
= 333,174( g / KW .h)

4.Vh
π .S

Thay số vào ta được:
Dkn =

4.0, 74589
= 1, 000094(dm) = 100, 0094(mm)
3,14.0,95

Vậy ta xác định được sai số đường kính giữa tính toán và thực tế là:
∆D = D − Dkn = 100 − 100,0094 = 0,0094( mm)
→ ∆D < 0,1( mm)

Vậy đường kính xy lanh giữa tính toán và thực tế thoả mãn yêu cầu.

1.3. Vẽ và hiệu đính đồ thị công.
Ta chọn tỉ lệ xích biểu diễn áp suất trong xylanh và dung tích công tác của
xylanh trong quá trình nén và giãn nở lần lượt là:
µp =

pz 4.531
=
= 0, 022655( Mpa / mm)
200 200

µv =

ε .Vc − Vc 6,5.0,1356 − 0.1356
=


px=pz/(i
^n2)

Giá trị biểu
diễn

52,09

4,5310

200,00

0,4550

20,08

1,9384

85,56

109,09

0,2605

11,50

1,1796

52,07


218,18

0,1004

4,43

0,5046

22,27

6,50

0,8814

236,36

0,0900

3,97

0,4575

20,19

i

i.Vc

1,00

0,2712 0,4068

0,5424

0,6780

0,8136

0,8814

36,36

72.73

145,45

181,82

218,18

236,36

109.09

Ta chọn tỉ lệ xích của hành trình piston S là:
19


Đồ án môn học động cơ đốt trong


Giá trị biểu diễn 00’ là:
→ gtbdOO' =

gttOO'

µS

=

6, 099
= 12,84(mm)
0, 475

Ta có nửa hành trình của piston là:
R=

S 95
=
= 47,5(mm)
2 2

→ gtbd R =

gtt R
47,5
=
= 100(mm)
µS
0, 475



Điểm c được biểu diễn trên đồ thị công sẽ có tung độ là:
yc ' =

pc'
2, 07045
=
= 91,39(mm)
µ p 0, 022655

Điểm c’’- điểm đường nén thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết, xác định theo
góc đánh lửa sớm φi = 15° đặt trên đồ thị Brick rồi gióng xuống đường nén để
xác định điểm c’’. Dùng cung thích hợp nối c’’ với c’.
1.3.3.Hiệu đính điểm đạt điểm pz max thực tế :
Áp suất pz max thực tế trong quá trình cháy giãn nở không đạt trị số lý thuyết
do đó ta có cách hiệu đính điểm z của động cơ xăng như sau :
a). Cắt đồ thị công bởi đường 0,85pz. Ta vẽ đường 0.85pz
0,85.4,531

Giá trị biểu diễn: = 0, 022655 = 170(mm)
b).Từ đồ thị Brick xác định góc 12 0 gióng xuống đoạn đẳng áp 0,85pz để xác
định điểm z
c). Dùng cung thích hợp nối c’ với z và lượn sát với đường giãn nở.
21


Đồ án môn học động cơ đốt trong
4) Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế :
Hiệu đính điểm b’ căn cứ vào góc mở sớm β1 của xupáp thải.
-Từ đồ thị Brick xác định góc mở sớm xupáp thải β 1 = 67o cắt vòng tròn

O

0,85pz

O'

z
c'
c

c''

b'

r
a
-pj =

a

b
b''
V

f(x)

v=f(x)

f( a
=

2) Vẽ vòng tròn tâm O bán kính là λ.R 2
3) Chia nửa vòng tròn tâm O bán kính R và vòng tròn tâm O bán kính là λ.R 2
thành 18 phần theo chiều ngược nhau.
. Từ các điểm chia trên nửa vòng tròn tâm O bán kính R kẻ các đường song
song với tung độ, các đường này sẽ cắt các đường song song với hoành độ xuất
phằtt các điểm chia tương ứng trên vòng tròn tâm O bán kính là λ.R 2 tại các
điểm a, b, c,.......
4) Nối các điểm a, b, c,....... tạo thành đường cong giới hạn trị số của tốc độ
piston 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,.......
24


Đồ án môn học động cơ đốt trong

Dạng đồ thị v = f(α)

2.1.3. 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:
2
1) Chọn tỉ lệ xích µ j = 46,05(m / s / mm) .

2) Ta tính được các giá trị:
Tốc độ góc:
ω=

π .n π .3250 3,14.3250
=
=