72
Chơng V. những thông số chỉ thị, có ích và cân bằng nhiệt

Sau khi khảo sát chu trình thực tế trong chơng IV, ta có toàn bộ các thông số nhiệt
động cần thiết để từ đó tính toán các thông số kỹ thuật và kinh tế của chu trình.
Không làm giảm tính tổng quát, chúng ta xét cho một trờng hợp cụ thể là động cơ
4 kỳ không tăng áp. Trên hình 5-1, chu trình thực tế đợc biểu thị bằng những đờng
cong trơn tru khép kín chia thành hai phần rõ rệt với công dơng thu đợc và công âm
(còn gọi là công bơm) tiêu tốn cho quá trình nạp thải.
Chu trình đợc xây dựng trên cơ sở những thông số trạng thái tại các điểm đặc biệt
nh a, c, y, z và b đ đợc xác định trong chơng IV gọi là chu trình tính toán, hình 5-1.
Chu trình hỗn hợp acyzb dùng cho động cơ diesel và chu trình đẳng tích aczb dùng cho
động cơ xăng. Chu trình tính toán sẽ đợc dùng để tính toán các thông số chỉ thị và có ích
của động cơ.
5.1 Những thông số chỉ thị
Là những thông số nhận đợc dựa trên đồ thị công p-V (indicating diagram) của
chu trình thực tế.
5.1.1 áp suất chỉ thị
Theo định nghĩa, áp suất chỉ thị:

V
L
p
h
i
i
=
(5-1)
Trong đó L
i

k
+
-
b
b"
b"
a
p
k
r
0,85p
z73
chính xác. Vì thế, khi xác định p
i
ngời ta thờng bỏ qua phần công bơm này và coi nó là
một phần trong các tổn thất cơ khí của động cơ.
Khi tính toán dựa trên cơ sở chu trình tính toán, công bơm khi đó cũng đợc tính
vào tổn thất cơ giới sau này. áp suất chỉ thị tính toán đợc xác định tơng tự nh (5-1):
h
i
i
V
L
p

=


( - 1)
L
zb
=
( )



















=






VpVp
1n
1

L
ac
=
( )









=

1n
1
cc
aacc
1
1
1
1
1n
Vp
VpVp

1n
1
1
1n
)1(
1
p
1
2
1





















1n
1
1n
2
n
i
p
1
1
1n
11
1
1n1
p
12
1















= (5-5)
Hệ số hiệu đính đồ thị đợc lựa chọn theo kinh nghiệm.

d
= 0,92 ữ 0,97. Giá trị
nhỏ dùng cho động cơ động cơ diesel và giá trị lớn cho động cơ xăng do sự khác biệt giữa
chu trình tính toán và chu trình thực tế của động cơ xăng nhỏ hơn.

74
Ngoài ra, khi hiệu đính áp suất cực đại của động cơ xăng, hình 5-1, ngời ta thờng
chọn áp suất cực đại bằng 0,85p
z
.
5.1.2 Công suất chỉ thị
Đó là công suất nhiệt động của động cơ.
N
i
= fL
i
(5-6)
Trong đó f là số chu trình trong một giây. Tính cho 1 xy lanh, động cơ 4 kỳ có f =
n/120 và động cơ 2 kỳ có f = n/60. Có thể viết:

=
30
in
f
(5-7)
với i là số xy lanh và


N
G
g =
(5-10)
là suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị (kg/Ws), (g/mlh) hoặc (g/kWh), ta đợc:
Hi
i
Qg
1
=
(5-11)
Trong thực tế,

i
và g
i
nằm trong khoảng sau:


i
g
i
(g/kWh)
Động cơ xăng: 0,25 ữ 0,40 230 ữ 340
Động cơ diesel 4 kỳ: 0,43 ữ 0,50 170 ữ 200
Động cơ diesel 2 kỳ: 0,40 ữ 0,48 180 ữ 220
5.2 Những thông số có ích
5.2.1 Tổn thất cơ khí
Đó là các tổn thất cho ma sát giữa các mối ghép động, công suất dẫn động các cơ
cấu phụ của động cơ nh bơm dầu, bơm nớc, quạt gió và công bơm của quá trình nạp

m
còn
phụ thuộc vào trạng thái nhiệt của động cơ nh nhiệt độ nớc làm mát, nhiệt độ dầu bôi
trơn.
5.2.2 áp suất và công suất có ích
Công suất có ích để kéo máy công tác là hiệu của công suất chỉ thị và công suất tổn
thất cơ khí:
N
e
= N
i
- N
m
(5-14)
Nếu gọi p
e
là áp suất có ích (effective) trung bình xác định tơng tự nh (5-1), có
thể tính N
e
tơng tự nh (5-8):

=
30
inVp
N
he
e
(5-15)
Từ (5-12), (5-13) và (5-14) có thể dễ dàng rút ra:
p

===

==
(5-17)
Trong thực tế,
m
= 0,70 ữ 0,90.
5.3.4 Hiệu suất và suất tiêu thụ nhiên liệu có ích
im
Hnl
i
i
e
Hnl
e
e
QG
N
N
N
QG
N
===
(5-18)
Tơng tự nh (5-10) gọi:
e
nl
e
N
G

Q
0
= Q
e
+ Q
lm
+ Q
th
+ Q
d
+ Q
ch
+ Q
cl
(5-21)
Trong đó:
Q
0
: Nhiệt lợng của nhiên liệu
Q
0
= Q
H
G
nl
(5-22)
Q
e
: Nhiệt lợng tơng ứng với công suất có ích của động cơ
Q

nv
là nhiệt độ nớc vào động
cơ.
Q
th
: Nhiệt lợng do khí thải mang đi. Nếu bỏ qua entanpi của nhiên liệu trong M
1
:
)TCMTCM(GQ
kpk1thpth2nlth àà


=
(5-24)
Q
d
: nhiệt lợng do dầu bôi trơn mang đi, tính tơng tự nh Q
lm
:
Q
d
= G
d
C
d
(t
dr
t
dv
) (5-25)

ch
= G
nl

Q
H
(5-26)
với

Q
H
tính theo (4-53).
Q
cl
: Nhiệt lợng còn lại bao gồm nhiệt trao đổi bằng đối lu và bức xạ với môi
trờng và lợng nhiệt tơng ứng với động năng của khí thải. Sau khi đo và tính tất cả các
thành phần ở trên, Q
cl
có thể tính nh sau:
Q
cl
= Q
0
(Q
e
+ Q
lm
+ Q
th
+ Q