Contenu connexe Similaire à Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668 (20) 1. TS Vy H÷u Thµnh
ThS Vò Anh TuÊn
h-íng dÉn ®å ¸n m«n häc
®éng c¬ ®èt trong
häc viÖn kü thuËt qu©n sù
Hµ Néi-1999
2. 2
TS Vy H÷u Thµnh
ThS Vò Anh TuÊn
h-íng dÉn ®å ¸n m«n häc
®éng c¬ ®èt trong
häc viÖn kü thuËt qu©n sù
Hµ Néi-1999
tñ s¸ch häc viÖn kü thuËt qu©n sù
3. 3
lêi nãi ®Çu
Khi thùc hiÖn ®å ¸n m«n häc §éng c¬ ®èt trong, c¸c ®ång chÝ häc viªn
ngµnh xe cã dÞp ®-îc cñng cè, më réng vµ n©ng cao mét b-íc kiÕn thøc c¸c
m«n häc vÒ ®éng c¬ ®èt trong.
§å ¸n cßn trang bÞ cho häc viªn ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu mét ®éng c¬
®èt trong cô thÓ. Néi dung ®å ¸n gåm:
- T×m hiÓu, giíi thiÖu vµ ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cña ®éng c¬ nãi
chung, c¸c c¬ cÊu vµ hÖ thèng cña ®éng c¬ nãi riªng.
- TÝnh to¸n kiÓm tra c¸c tham sè ®Æc tr-ng cho tÝnh kinh tÕ vµ hiÖu
qu¶ cña ®éng c¬.
- TÝnh to¸n ®éng lùc häc.
- TÝnh to¸n nghiÖm bÒn mét sè chi tiÕt chñ yÕu cña ®éng c¬.
Nh- vËy, th«ng qua viÖc thùc hiÖn vµ b¶o vÖ ®å ¸n m«n häc, häc viªn
®-îc tËp d-ît ph-¬ng ph¸p gi¶i quyÕt mét vÊn ®Ò kü thuËt cô thÓ nh»m gãp
phÇn vµo viÖc hoµn thµnh nhiÖm vô ®å ¸n tèt nghiÖp còng nh- gi¶i quyÕt
nh÷ng vÊn ®Ò kü thuËt trong ho¹t ®éng thùc tiÔn sau nµy.
§Ó h-íng dÉn häc viªn trong viÖc lµm ®å ¸n, tr-íc ®©y bé m«n §éng c¬
®· dÞch tµi liÖu: "TÝnh chu tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬ « t« - m¸y kÐo" cña E.I.
Acatèp (1969); ®ång chÝ Hoµng V¨n Dung biªn so¹n tµi liÖu: "H-íng dÉn
tÝnh nhiÖt ®éng c¬ ®èt trong" (1973), ®ång chÝ NguyÔn V¨n Ch©u biªn so¹n
tµi liÖu: "H-íng dÉn ®å ¸n m«n häc ®éng c¬ ®èt trong" (1988). Chóng lµ
nh÷ng tµi liÖu tham kh¶o bæ Ých cho häc viªn ngµnh « t« - t¨ng thiÕt gi¸p, xe
m¸y c«ng binh vµ tr¹m nguån ®iÖn khi thùc hiÖn ®å ¸n m«n häc vµ ®å ¸n tèt
nghiÖp vÒ ®éng c¬ ®èt trong.
Tuy nhiªn nh÷ng tµi liÖu Êy cßn béc lé c¸c nh-îc ®iÓm nh-: mét sè hÖ
sè dïng ®Ó tÝnh to¸n theo ®¬n vÞ ®o l-êng hîp ph¸p ®-îc quy ®æi ch-a thËt
s¸t (tµi liÖu n¨m 1988), mét sè kiÓu ®éng c¬ míi ch-a ®-îc ®Ò cËp theo ®µ
ph¸t triÓn cña ngµnh ®éng c¬, ch-a cã ch-¬ng tr×nh tÝnh to¸n trªn m¸y vi
tÝnh ®Ó theo kÞp sù ph¸t triÓn cña ngµnh tin häc, ch-a ®ñ sè h×nh vÏ cÇn
thiÕt, tÝnh n¨ng kü thuËt vµ ®Æc tÝnh ngoµi cña c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÓn h×nh ®Ó
4. 4
häc viªn thao kh¶o; h-íng dÉn viÖc thùc hiÖn mét ®å ¸n m«n häc ch-a toµn
diÖn nh- thiÕu phÇn h-íng dÉn viÖc tr×nh bµy néi dung vµ h×nh thøc cña
®å ¸n.
Trong lÇn biªn so¹n nµy, chóng t«i cè g¾ng kh¾c phôc nh÷ng nh-îc
®iÓm võa nªu.
Khi lµm ®å ¸n, häc viªn cÇn ph©n tÝch râ ®Æc ®iÓm kÕt cÊu cña c¸c c¬
cÊu vµ hÖ thèng cña ®éng c¬ ®Ó lµm c¬ së cho viÖc ph©n tÝch vµ chän c¸c
th«ng sè tÝnh to¸n mét c¸ch hîp lý. Ngoµi ra, häc viªn cÇn dïng ®¬n vÞ ®o
l-êng hîp ph¸p cña n-íc ta ®Ó tÝnh to¸n. Tuy nhiªn nhiÒu thiÕt bÞ ®o vµ tµi
liÖu tham kh¶o cßn dïng ®¬n vÞ ®o l-êng cò. Do ®ã trong tµi liÖu nµy cã giíi
thiÖu b¶ng quy ®æi ®¬n vÞ ®o ®Ó häc viªn tiÖn tham kh¶o. Khi thùc hiÖn ®å
¸n, häc viªn nªn dïng c¸c ph-¬ng tiÖn tÝnh to¸n hiÖn ®¹i vµ c¸c ch-¬ng
tr×nh tÝnh to¸n cã s½n hoÆc tù lËp tr×nh ®Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña phÐp
tÝnh vµ tiÕt kiÖm thêi gian.
Theo dßng thêi gian, nhiÒu kiÓu ®éng c¬ vµ ph-¬ng ph¸p tÝnh to¸n míi
sÏ ®-îc bæ sung vµ hoµn thiÖn. Do ®ã viÖc biªn so¹n l¹i tµi liÖu sau mét thêi
gian sö dông lµ ®iÒu tÊt yÕu.
Ph©n c«ng viÖc biªn so¹n tµi liÖu lÇn nµy nh- sau:
§ång chÝ Vi H÷u Thµnh:
- PhÇn I (®ång chÝ Vò Anh TuÊn so¹n c¸c b¶ng phô lôc).
- PhÇn 3.
- PhÇn 4.
- Mét sè b¶ng phô lôc.
§ång chÝ Vò Anh TuÊn:
- PhÇn 2.
- Mét sè b¶ng phô lôc.
Tr-íc khi biªn so¹n tµi liÖu, Bé m«n §éng c¬ ®· tæ chøc th¶o luËn vÒ ®Ò
c-¬ng cña tµi liÖu. C¸c ®ång chÝ NguyÔn V¨n Ch©u vµ §µo Träng Th¾ng ®·
®äc vµ gãp nhiÒu ý kiÕn bæ Ých ®Ó tµi liÖu ®-îc hoµn thiÖn vÒ néi dung vµ
5. 5
h×nh thøc tr×nh bµy. Chóng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n vÒ nh÷ng ®ãng gãp quý
b¸u ®ã.
Tuy nhiªn, do néi dung cña lÇn biªn so¹n nµy s©u vµ réng h¬n so víi
nh÷ng lÇn so¹n tr-íc trong khi tr×nh ®é cña nh÷ng ng-êi viÕt cßn bÞ h¹n
chÕ, nªn kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Chóng t«i tha thiÕt nhËn ®-îc
c¸c ý kiÕn ®ãng gãp ®Ó tiÕp tôc chØnh lý ë lÇn biªn so¹n sau.
Mäi ý kiÕn ®ãng gãp xin göi vÒ: Bé m«n §éng c¬, Khoa §éng Lùc, Häc
viÖn Kü thuËt qu©n sù. Chóng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n.
C¸c t¸c gi¶
6. 6
Quy ®æi ®¬n vÞ ®o B¶ng 1
Th«ng sè
§¬n vÞ ®o Quy ®æi gi÷a hai hÖ
®¬n vÞ ®o
Cò Hîp
ph¸p
Lùc, träng l-îng, P KG N 1KG= 9,81N
¸p suÊt, p KG/cm2
N/m2
(Pa)
KG
cm
N m
MN m
, . /
, /
C«ng, L KGm J 1KGm =9,81J
C«ng suÊt, N M· lùc
(ml)
W 1 m· lùc = 735,5W
0,736 KW
M« men, M KGm Nm 1KGm = 9,81 Nm
NhiÖt ®é t, T 0
C, 0
K 0
K
Dung tÝch (thÓ tÝch), V m3
m3
Dung tÝch riªng, v
m
kg
3
m
kg
3
Träng l-îng riªng,
KG
m3
N
m3
1
9 813 3
KG
m
N
m
,
Khèi l-îng riªng,
KGs
m
kg
m3
KGs
m
kg
m
,
NhiÖt dung riªng, C
Kcalo
kg dé
J
kg dé
1
4187
Kcalo
kg dé
J
kg dé
NhiÖt l-îng, Q Calo J 1calo = 4,187 J
HÖ sè to¶ nhiÖt,
Kcalo
m h dé2
. .
W
m dé2
1
11632 2
Kcalo
m h dé
W
m dé
,
HÖ sè truyÒn nhiÖt, K
Kcalo
m h dé2
. .
W
m dé2
1
11632 2
Kcalo
m h dé
W
m dé
,
H»ng sè tæng hîp cña
chÊt khÝ ,R
KGm
Kmoldé
J
Kmoldé 1 9 81
KGm
Kmol dé
J
Kmol dé
,
SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu
gi, ge.
g
ml h.
g
KW h.
1
0 7355
g
m h
g
KWh.
,
7. 7
Mét sè ký hiÖu dïng trong tµi liÖu
: HÖ sè d- l-îng kh«ng khÝ, gãc quay cña trôc khuûu (khuûu trôc).
: HÖ sè thay ®æi ph©n tö thùc tÕ.
0: HÖ sè thay ®æi ph©n tö lý thuyÕt.
- C: NhiÖt dung riªng ®¼ng ¸p cña kh«ng khÝ,
KJ
kg dé
.
CTB: VËn tèc trung b×nh cña pÝt t«ng,
m
s
.
D: §-êng kÝnh xy lanh, [m; dm ].
: Tû sè d·n në muén ë ®éng c¬ diesel.
CT: Gãc c«ng t¸c cña ®éng c¬, [®é GQTK].
: HÖ sè n¹p phô cña ®éng c¬ t¨ng ¸p.
: Tû sè nÐn.
th: Tû sè nÐn thùc ë ®éng c¬ hai kú.
hh: Tû sè nÐn h×nh häc ë ®éng c¬ hai kú.
gC: Thµnh phÇn cña nguyªn tè C¸c bon chøa trong 1 kg nhiªn liÖu, [kg].
ge: SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých,
g
KWh
.
gH: Thµnh phÇn cña nguyªn tè Hy®r« chøa trong 1 kg nhiªn liÖu [kg].
gi: SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu chØ thÞ,
g
KWh
.
g0: Thµnh phÇn cña nguyªn tè ¤ xy chøa trong 1 kg nhiªn liÖu, [kg].
r: HÖ sè khÝ sãt.
i: Sè xy lanh cña ®éng c¬.
k: ChØ sè ®o¹n nhiÖt.
: HÖ sè va ®Ëp.
: HÕ sè kÕt cÊu.
8. 8
p: Tû sè t¨ng ¸p suÊt.
l: ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña thanh truyÒn, [m].
m: ChØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh cña kh«ng khÝ.
m1: Khèi l-îng quy dÉn cña thanh truyÒn vÒ t©m ®Çu to, [kg].
mj: Khèi l-îng cña c¸c chi tiÕt tham gia chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn qua l¹i
cña c¬ cÊu khuûu trôc-thanh truyÒn (CCKT-TT), [kg].
mK: Khèi l-îng tham gia chuyÓn ®éng quay ch-a ®-îc c©n b»ng cña
CCKT-TT, [kg].
mtt: Khèi l-îng cña thanh truyÒn, [kg].
M0: L-îng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn thiÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn 1 kg
nhiªn liÖu,
Kmol
kgnl
.
M2: L-îng s¶n vËt ch¸y,
Kmol
kgnl
.
Me: M« men xo¾n cã Ých cña ®éng c¬, [Nm].
Memax: M« men xo¾n cã Ých lín nhÊt, [Nm].
M1: L-îng kh«ng khÝ thùc tÕ n¹p vµo xy lanh ®éng c¬,
Kmol
kgnl
.
CVc: NhiÖt dung riªng trung b×nh ®¼ng tÝch cña hçn hîp c«ng t¸c ë
®iÓm c,
KJ
Kmol dé
.
CVz: NhiÖt dung riªng trung b×nh ®¼ng ¸p cña s¶n vËt ch¸y ë ®iÓm Z,
KJ
Kmol dé
.
nl: Träng l-îng ph©n tö cña nhiªn liÖu,
kg
Kmol
.
n: Tèc ®é trôc khuûu,
v
ph
.
n1: ChØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh cña qu¸ tr×nh nÐn hçn hîp c«ng t¸c.
9. 9
n2: ChØ sè d·n në ®a biÕn trung b×nh cña qu¸ tr×nh d·n në s¶n vËt ch¸y.
N: Lùc ngang, [N, MN].
Ne: C«ng suÊt cã Ých cña ®éng c¬ , [W, KW].
Ne®m: C«ng suÊt cã Ých ®Þnh møc cña ®éng diesel, [W, KW].
Nemax: C«ng suÊt cã Ých lín nhÊt cña ®éng c¬ x¨ng, [W, KW].
c¬: HiÖu suÊt c¬ khÝ.
e: HiÖu suÊt cã Ých.
i: HiÖu suÊt chØ thÞ.
K
dn
: HiÖu suÊt ®o¹n nhiÖt cña b¬m t¨ng ¸p.
r: HÖ sè quÐt buång ch¸y cña b¬m t¨ng ¸p.
v: HÖ sè n¹p.
K
th
: HÖ sè n¹p thùc tÕ cña ®éng c¬ hai kú.
p0: ¸p suÊt m«i tr-êng,
N
m
MPa
MN
m2 2
;
.
pa: ¸p suÊt cña khÝ thÓ cuèi qu¸ tr×nh n¹p,
N
m
MN
m2 2
;
.
pb: ¸p suÊt cña s¶n vËt ch¸y ë cuèi qu¸ tr×nh d·n në,
N
m
MN
m2 2
;
.
pc: ¸p suÊt cña hçn hîp c«ng t¸c ë cuèi qu¸ tr×nh nÐn,
N
m
MN
m2 2
;
.
pi: ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh thùc tÕ,
N
m
MPa2
;
.
p'
i: ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh lý thuyÕt,
N
m
MPa2
;
.
pk: ¸p suÊt t¨ng ¸p,
N
m
MPa2
;
.
pkt: ¸p suÊt khÝ thÓ,
N
m
MPa2
;
.
10. 10
pr: ¸p suÊt khÝ sãt,
N
m
MPa2
;
.
pp: ¸p suÊt khÝ th¶i ë cöa vµo tua bin khÝ,
N
m
MPa2
;
.
pz: ¸p suÊt cña khÝ thÓ cuèi qu¸ tr×nh ch¸y,
N
m
MPa2
;
.
Pj: Lùc qu¸n tÝnh cña khèi l-îng tham gia chuyÓn ®éng th¼ng tÞnh
tiÕn, N MN; .
Pr: Lùc qu¸n tÝnh ly t©m cña c¸c khèi l-îng tham gia chuyÓn ®éng
quay, N MN; .
Pr2: Lùc qu¸n tÝnh ly t©m cña khèi l-îng thanh truyÒn quy dÉn vÒ t©m
®Çu to, N MN; .
q: Lùc t¸c dông vu«ng gãc lªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch bÒ mÆt tiÕp xóc
®éng (¸p suÊt riªng bÒ mÆt, ¸p suÊt tiÕp xóc ),
N
m
MPa2
;
.
a: HÖ sè quÐt khÝ cña ®éng c¬ hai kú.
®: HÖ sè ®iÒn ®Çy ®å thÞ c«ng.
: HÖ sè tæn hao hµnh tr×nh cña ®éng c¬ hai kú.
Fpt: DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña ®Ønh pÝt t«ng, [m2
].
QT: Tæn thÊt nhiÖt do ch¸y kh«ng hoµn toµn nhiªn liÖu,
KJ
kg nl
.
QT: NhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu,
KJ
kg nl
.
Qch: VÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn cæ khuûu, [N; MN].
R: B¸n kÝnh quay cña khuûu trôc, [m].
R: H»ng sè cña chÊt khÝ,
KJ
Kmol dé
.
: Tû sè d·n në sím ë ®éng c¬ diesel.
11. 11
S: hµnh tr×nh cña pÝt t«ng, [m].
T: Lùc tiÕp tuyÕn, [N, MN].
T0: NhiÖt ®é cña m«i tr-êng, [0
K].
Ta:NhiÖt ®é cña khÝ thÓ cuèi qu¸ tr×nh n¹p, [0
K].
Tb: NhiÖt ®é cña khÝ thÓ cuèi qu¸ tr×nh d·n në, [0
K].
Tc: NhiÖt ®é cña khÝ thÓ cuèi qu¸ tr×nh nÐn, [0
K].
Tk: NhiÖt ®é khÝ n¹p sau b¬m quÐt khÝ cña ®éng c¬ hai kú hoÆc sau
b¬m t¨ng ¸p ®èi víi ®éng c¬ bèn kú, [0
K].
Tr: NhiÖt ®é khÝ sãt, [0
K].
Tz: NhiÖt ®é cña khÝ thÓ cuèi qu¸ tr×nh ch¸y, [0
K].
T: §é sÊy nãng khÝ n¹p, [0
K].
: Sè kú cña ®éng c¬, ë ®éng c¬ bèn kú = 4 vµ ë ®éng c¬ hai kú = 2.
Vh: ThÓ tÝch c«ng t¸c cña mét xy lanh ®éng c¬, [dm3
; m3
].
z: HÖ sè sö dông nhiÖt.
Z: Lùc ph¸p tuyÕn, [N; MN].
: Tèc ®é gãc,
rad
s s
;
1
.
PhÇn I
giíi thiÖu chung vÒ ®éng c¬
12. 12
Môc ®Ých:
Cung cÊp nh÷ng th«ng tin vÒ c¸c tham sè, ®Æc tÝnh, n¬i s¶n xuÊt, ®Þa
chØ øng dông vµ nh÷ng ®Æc ®iÓm, kÕt cÊu c¬ b¶n cña ®éng c¬.
Yªu cÇu:
Ph¶i nªu ®-îc nh÷ng tham sè, tÝnh n¨ng kü thuËt c¬ b¶n cña ®éng c¬,
n¬i s¶n xuÊt vµ ph¹m vi øng dông. MÆt kh¸c häc viªn ph¶i tham kh¶o tµi
liÖu, t×m hiÓu kÕt cÊu thùc ®Ó n¾m ch¾c ®-îc nh÷ng ®Æc ®iÓm cña ®éng c¬ vÒ
mÆt ®éng häc, ®éng lùc häc vµ kÕt cÊu còng nh- nguyªn lý ho¹t ®éng vµ ®Æc
®iÓm, kÕt cÊu cña c¸c c¬ cÊu, hÖ thèng vµ c¸c côm bæ trî ®-îc trang bÞ trªn
®éng c¬.
§Ó ®¹t yªu cÇu trªn, trong mçi môc sau häc viªn cÇn ph¶i t×m hiÓu vµ
tr×nh bµy trong thuyÕt minh nh÷ng vÊn ®Ò d-íi ®©y:
1.1. Tham sè kü thuËt cña ®éng c¬:
- Tªn, ký hiÖu ®éng c¬.
- Chñng lo¹i, c¸ch bè trÝ xy lanh, ph-¬ng thøc lµm m¸t.
- N¬i s¶n xuÊt.
- §Þa chØ øng dông.
- C¸c tham sè
S
D
, , i, Vh.
- C«ng suÊt cùc ®¹i Nemax (®éng c¬ x¨ng) hoÆc Ne®m (®éng c¬ diesel).
- Tèc ®é trôc khuûu t-¬ng øng n,
v
ph
.
- M« men xo¾n lín nhÊt Memax.
- Tèc ®é trôc khuûu t-¬ng øng ,
v
ph
.
- SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu thÊp nhÊt ge,
g
KW h
.
13. 13
- SuÊt tiªu hao dÇu b«i tr¬n gdÇu nhên ,
g
KW h
.
- C¸ch bè trÝ, dÉn ®éng xu p¸p.
- Pha phèi khÝ.
- Gãc ®¸nh löa sím hoÆc gãc phun sím nhiªn liÖu.
- Nh÷ng trÞ sè ®iÒu chØnh (khe hë nhiÖt....).
- Nh÷ng tham sè kh¸c (nh- gãc nhÞ diÖn, nhiªn liÖu....).
1.2. C¬ cÊu khuûu trôc thanh truyÒn.
1.2.1. Nhãm chi tiÕt cè ®Þnh.
- C¸ch bè trÝ c¸c xy lanh, c¸c khèi xy lanh.
- Hép trôc khuûu (cã chia hai nöa, liÒn víi khèi th©n xy lanh hay
kh«ng), biÖn ph¸p t¨ng cøng.
- Cã sö dông lãt kh«ng, chñng lo¹i, kÕt cÊu lãt xy lanh.
- Nguyªn lý chÞu lùc khÝ thÓ.
- Tæ chøc lµm m¸t, b«i tr¬n, bao kÝn.
- C¸c æ b¹c cæ trôc.
- VËt liÖu chÕ t¹o.
- Ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o.
- §¸nh gi¸ chung nh÷ng -u nh-îc ®iÓm chÝnh vÒ kÕt cÊu, c«ng nghÖ,
th¸o l¾p, b¶o d-ìng, söa ch÷a.
- KÕt cÊu cña n¾p xy lanh.
- VËt liÖu, ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o.
- Tæ chøc lµm m¸t, b«i tr¬n.
- Tæ chøc l¾p ghÐp víi c¸c côm, chi tiÕt kh¸c.
- §¸nh gi¸ -u nh-îc ®iÓm vÒ c¸c mÆt nh- ®èi víi xy lanh, hép trôc khuûu.
1.2.2. Nhãm pÝt t«ng.
14. 14
+ PÝt t«ng
- VËt liÖu, ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o.
- KÕt cÊu.
- Ph-¬ng ph¸p bè trÝ c¸c r·nh xÐc m¨ng.
- Ph-¬ng ph¸p chèng bã kÑt.
- Tæ chøc viÖc b«i tr¬n, dÉn h-íng dßng khÝ, t¹o xo¸y lèc, tr¸nh kÝch næ.
- Ph-¬ng ph¸p l¾p ghÐp víi chèt pÝt t«ng.
- C¸ch t¹o hiÖu øng lÖch t©m.
+ Chèt pÝt t«ng:
- VËt liÖu, kÕt cÊu, c«ng nghÖ nhiÖt luyÖn.
- BiÖn ph¸p h¹n chÕ chuyÓn dÞch däc trôc, gi¶m khèi l-îng.
+ XÐc m¨ng:
- Chñng lo¹i, sè l-îng, vËt liÖu, kÕt cÊu, c¸c biÖn ph¸p gi¶m mµi mßn,
t¨ng chÊt l-îng rµ tr¬n.
- Sè l-îng vµ c¸ch bè trÝ xÐc m¨ng dÇu, kÕt cÊu.
...v.v......
1.2.3. Nhãm thanh truyÒn.
- D¹ng thanh truyÒn (®Çu nhá, th©n, ®Çu to).
- Lo¹i b¹c sö dông vµ kÕt cÊu b¹c.
- VËt liÖu, ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o, c¸ch gi¶m khèi l-îng.
- KÕt cÊu phÇn ®Çu to ®Ó ®¶m b¶o viÖc l¾p ghÐp b¹c, gi¶m øng suÊt
uèn, gi¶m ¸p suÊt bÒ mÆt tiÕp xóc, ®¶m b¶o ®Þnh vÞ bÒ mÆt l¾p ghÐp... chèng
xoay cho b¹c tr-ît, luån qua lç xy lanh....
- Tæ chøc b«i tr¬n b¹c vµ b«i tr¬n mÆt g-¬ng xy lanh.
- Sè l-îng, c¸ch bè trÝ vµ kÕt cÊu c¸c bu l«ng thanh truyÒn, c¸ch chèng
hiÖn t-îng tù th¸o....
- §Æc ®iÓm kÕt cÊu ®Çu to thanh truyÒn chÝnh - phô vµ thanh truyÒn
15. 15
h×nh n¹ng - trung t©m.
1.2.4. Nhãm trôc khuûu:
- Ph©n lo¹i.
- VËt liÖu vµ ph-¬ng ph¸p chÕ t¹o.
- KÕt cÊu cæ trôc, biÖn ph¸p h¹n chÕ chuyÓn dÞch däc trôc.
- KÕt cÊu cæ khuûu, m¸ khuûu, ®Çu trôc, ®u«i trôc.
- Ph-¬ng thøc ®¶m b¶o b«i tr¬n vµ läc dÇu b«i tr¬n.
- BiÖn ph¸p t¨ng cøng bÒ mÆt.
- BiÖn ph¸p t¨ng søc bÒn trôc khuûu.
- Chñng lo¹i b¹c cæ trôc vµ kÕt cÊu, c¸ch th¸o l¾p.
- Chøc n¨ng vµ c¸ch bè trÝ, l¾p r¸p c¸c ®èi träng.
- ..v.v....
1.3. C¬ cÊu phèi khÝ.
- Chñng lo¹i.
- Nh÷ng côm, chi tiÕt chÝnh vµ c¸ch bè trÝ.
- Sè l-îng vµ c¸ch bè trÝ xu p¸p, c¸c cöa n¹p, th¶i, quÐt.
- Sè l-îng, c¸ch bè trÝ vµ dÉn ®éng trôc cam.
- ViÖc ®iÒu chØnh khe hë nhiÖt, pha phèi khÝ.
- Tæ chøc b«i tr¬n.
- VÊn ®Ò gi¶m tèc ®é mµi mßn vµ gi¶m tiÕng ån, t¨ng chÊt l-îng bao
kÝn, t¨ng v, gi¶m r.
- ..v.v..
1.4. HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ.
- Chñng lo¹i bé chÕ hoµ khÝ, (hoÆc b¬m cao ¸p).
- B¬m nhiªn liÖu thÊp ¸p vµ c¸ch dÉn ®éng.
16. 16
- Vßi phun.
- BÇu läc nhiªn liÖu vµ bÇu läc kh«ng khÝ.
- B¶o d-ìng, ch¨m sãc hÖ thèng.
- ..v.v...
1.5. HÖ thèng lµm m¸t v¸ sÊy nãng.
- Nguyªn lý vµ chñng lo¹i.
- M«i chÊt lµm m¸t.
- Nh÷ng côm chÝnh.
- Qu¹t giã: kÕt cÊu, c¸ch bè trÝ vµ dÉn ®éng.
- B¬m n-íc: kÕt cÊu, c¸ch bè trÝ vµ dÉn ®éng.
- KÐt m¸t: kÕt cÊu, c¸ch bè trÝ, chiÒu dßng khÝ thæi qua.
- Van h»ng nhiÖt.
- Ph©n phèi, dÉn h-íng m«i chÊt lµm m¸t.
- Chøc n¨ng sÊy nãng ®éng c¬ nguéi tr-íc khi khëi ®éng.
- Ch¨m sãc b¶o d-ìng hÖ thèng.
- ..v.v...
1.6. HÖ thèng b«i tr¬n vµ th«ng giã c¸c te.
- S¬ ®å nguyªn lý vµ ph-¬ng ph¸p b«i tr¬n.
- Nh÷ng côm chÝnh.
- B¬m dÇu: kÕt cÊu, c¸ch bè trÝ vµ dÉn ®éng.
- Nh÷ng biÖn ph¸p ®¶m b¶o æn ®Þnh ¸p suÊt dÇu b«i tr¬n trong hÖ thèng
vµ ®¶m b¶o an toµn.
- VÊn ®Ò läc dÇu, bè trÝ c¸c ®-êng dÉn dÇu.
- VÊn ®Ò lµm m¸t dÇu.
- VÊn ®Ò th«ng giã c¸c te.
17. 17
- Ch¨m sãc, b¶o d-ìng hÖ thèng.
- ...v.v.........
1.7. HÖ thèng khëi ®éng.
- Chñng lo¹i vµ sè l-îng hÖ thèng khëi ®éng ®-îc trang bÞ cho ®éng c¬.
- Chó ý trong vËn hµnh.
- Ch¨m sãc b¶o d-ìng hÖ thèng.
- ...v.v......
1.8. §¸nh gi¸ chung vÒ ®éng c¬.
- Møc ®é hoµn thiÖn vÒ c¸ch bè trÝ c¸c xy lanh, vÒ kÕt cÊu chi tiÕt, côm
vµ c¸c hÖ thèng bæ trî.
- Møc ®é hoµn hiÖn vÒ tÝnh kinh tÕ vµ tuæi thä, sù thuËn tiÖn trong vËn
hµnh vµ b¶o d-ìng.
- Sù phï hîp ®èi víi ®iÒu kiÖn ViÖt Nam.
1.9. Nh÷ng th«ng sè kü thuËt vµ kinh tÕ cña mét sè ®éng c¬ cô
thÓ. (xem trong c¸c b¶ng phô lôc ë cuèi s¸ch).
PhÇn II
18. 18
tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬.
§1. Nh÷ng vÊn ®Ò chung
1.1. Môc ®Ých tÝnh to¸n.
Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c lµ x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu
vÒ kinh tÕ, hiÖu qu¶ cña chu tr×nh c«ng t¸c vµ sù lµm viÖc cña ®éng c¬.
KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho phÐp x©y dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ cña chu t×nh
®Ó lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n ®éng lùc häc, tÝnh to¸n søc bÒn vµ sù mµi
mßn c¸c chi tiÕt cña ®éng c¬.
Ph-¬ng ph¸p chung cña viÖc tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c cã thÓ ¸p
dông ®Ó kiÓm nghiÖm ®éng c¬ s½n cã, ®éng c¬ ®-îc c¶i tiÕn hoÆc thiÕt kÕ
míi.
ViÖc tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm ®éng c¬ s½n cã cho ta c¸c th«ng sè ®Ó kiÓm
tra tÝnh kinh tÕ vµ hiÖu qña cña ®éng c¬ khi m«i tr-êng sö dông hoÆc chñng
lo¹i nhiªn liÖu thay ®æi. §èi víi tr-êng hîp nµy ta ph¶i dùa vµo kÕt cÊu cô
thÓ cña ®éng c¬ vµ m«i tr-êng sö dông thùc tÕ ®Ó chän c¸c sè liÖu ban ®Çu.
§èi víi ®éng c¬ ®-îc c¶i tiÕn hoÆc ®-îc thiÕt kÕ míi, kÕt qu¶ tÝnh to¸n
cho phÐp x¸c ®Þnh sè l-îng vµ kÝch th-íc cña xy lanh ®éng c¬ còng nh- møc
®é ¶nh h-ëng cña sù thay ®æi vÒ mÆt kÕt cÊu ®Ó quyÕt ®Þnh ph-¬ng ph¸p
hoµn thiÖn c¸c c¬ cÊu vµ hÖ thèng cña ®éng c¬ theo h-íng cã lîi. Khi ®ã ph¶i
dùa vµo kÕt qu¶ cña viÖc ph©n tÝch thùc nghiÖm ®èi víi c¸c ®éng c¬ cã kÕt
cÊu t-¬ng tù ®Ó chän c¸c sè liÖu ban ®Çu.
ViÖc tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c cßn ®-îc ¸p dông khi c-êng ho¸ ®éng
c¬ vµ x©y dùng ®Æc tÝnh tèc ®é b»ng ph-¬ng ph¸p ph©n tÝch lý thuyÕt nÕu
c¸c chÕ ®é tèc ®é kh¸c nhau ®-îc kh¶o s¸t.
1.2. ChÕ ®é tÝnh to¸n.
ChÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ ®-îc ®Æc tr-ng b»ng c¸c th«ng sè c¬ b¶n
nh- c«ng suÊt cã Ých, m« men xo¾n cã Ých, tèc ®é quay vµ nhiÒu th«ng sè
kh¸c. C¸c th«ng sè Êy cã thÓ æn ®Þnh hoÆc thay ®æi trong mét ph¹m vi réng
tïy theo c«ng dông cña ®éng c¬.
19. 19
Mçi chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ cã ¶nh h-ëng nhÊt ®Þnh ®Õn tÝnh kinh
tÕ, hiÖu qu¶, tuæi thä, søc bÒn cña c¸c chi tiÕt vµ c¸c chØ tiªu kh¸c.
ChÕ ®é ®-îc chän ®Ó tÝnh to¸n gäi lµ chÕ ®é tÝnh to¸n. ChÕ ®é tÝnh to¸n
ph¶i lµ nh÷ng chÕ ®é cã ¶nh h-ëng nhiÒu ®Õn søc bÒn vµ tuæi thä cña c¸c chi
tiÕt ®èi víi tõng lo¹i ®éng c¬ cô thÓ vµ chÕ ®é phô t¶i. Do ®ã viÖc chän chÕ ®é
tÝnh to¸n ph¶i ®-îc c©n nh¾c kü.
§èi víi ®éng c¬ tÜnh t¹i, chÕ ®é tÝnh to¸n th-êng lµ chÕ ®é c«ng suÊt
®Þnh møc. §èi víi ®éng c¬ trªn xe, ng-êi ta th-êng tÝnh ®èi víi c¶ hai chÕ ®é
m« men xo¾n cã Ých lín nhÊt vµ c«ng suÊt cã Ých lín nhÊt (®èi víi ®éng c¬
x¨ng) hoÆc c«ng suÊt cã Ých ®Þnh møc (®èi víi ®éng c¬ diesel). ChÕ ®é c«ng
suÊt th-êng ®-îc chän ®Ó tÝnh ®èi víi ®éng c¬ cao tèc, v× ë ®ã c¸c lùc khÝ thÓ
vµ qu¸n tÝnh ®Òu lín. C¸c chÕ ®é tÝnh to¸n ph¶i tiÕn hµnh ®èi víi phô t¶i
toµn phÇn øng víi l-îng cung cÊp nhiªn liÖu lín nhÊt, v× ë ®ã tr¹ng th¸i
nhiÖt cña ®éng c¬ vµ phô t¶i c¬ häc cao nhÊt.
Nh÷ng chÕ ®é tÝnh to¸n kh¸c nh-: chÕ ®é t¶i côc bé, khi thay ®æi thµnh
phÇn hçn hîp ch¸y, thay ®æi gãc ®¸nh löa hoÆc gãc phun sím nhiªn liÖu chØ
®-îc tiÕn hµnh khi cÇn kh¶o s¸t riªng biÖt.
Th«ng th-êng ng-êi ta gi¶ thiÕt r»ng ®éng c¬ lµm viÖc æn ®Þnh ë chÕ ®é
tÝnh to¸n. Nh-ng thùc nghiÖm cho thÊy lµ ë cïng mét chÕ ®é lµm viÖc cña
®éng c¬ c¸c chu tr×nh x¶y ra kh«ng hoµn hoµn gièng nhau. Gi¸ trÞ cña ¸p
suÊt lín nhÊt vµ ¸p suÊt trung b×nh cã thÓ chªnh lÖch nhau kho¶ng 510%.
§iÒu ®ã do c¸c yÕu tè nh- ®iÒu kiÖn khÝ ®éng, sù biÕn ®éng cña qu¸ tr×nh
cung cÊp nhiªn liÖu, t¹o hçn hîp vµ ch¸y v.v... chi phèi. Nh- vËy c¸c sè liÖu
ban ®Çu vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n thu ®-îc còng chØ lµ nh÷ng gi¸ trÞ trung b×nh
mµ th«i.
1.3. C¸c dù kiÕn ban ®Çu.
C¸c dù kiÕn ban ®Çu ®èi víi ®éng c¬ ®-îc dïng lµm c¬ së ®Ó chän c¸c sè
liÖu ban ®Çu ®èi víi ®éng c¬ ®-îc c¶i tiÕn hoÆc thiÕt kÕ míi. §èi víi ®éng c¬
kiÓm nghiÖm th× nh÷ng dù kiÕn Êy ®· ®-îc biÕt tr-íc.
C¸c dù kiÕn ban ®Çu quan träng nhÊt ®èi víi ®éng c¬ nh- sau:
- M«i tr-êng sö dông:
20. 20
- KiÓu, c«ng dông, sè kú vµ c¸ch bè trÝ c¸c xy lanh;
- KiÓu lµm m¸t, hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ;
- KiÓu buång ch¸y vµ ph-¬ng ph¸p t¹o hçn hîp;
- CÊu t¹o vµ c¸ch bè trÝ c¸c ®-êng èng n¹p vµ th¶i;
- S¬ ®å t¨ng ¸p (®èi víi ®éng c¬ t¨ng ¸p), s¬ ®å quÐt khÝ (®èi víi ®éng c¬
hai kú).
- Lo¹i nhiªn liÖu sö dông.
1.4. Chän c¸c sè liÖu ban ®Çu.
ViÖc chän c¸c sè liÖu ban ®Çu ®Ó tÝnh to¸n c¸c qu¸ tr×nh cã thÓ tr×nh
bµy thµnh mét môc chung ë ®Çu phÇn tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c hoÆc
tr×nh bµy r¶i r¸c ë ®Çu phÇn tÝnh to¸n cña mçi qu¸ tr×nh. §Ó tiÖn theo dâi,
tµi liÖu nµy tr×nh bµy viÖc chän c¸c sè liÖu ban ®Çu thµnh mét môc riªng.
Khi chän c¸c sã liÖu ®ã, häc viªn cÇn ph©n tÝch kü ®Ó cã sè liÖu hîp lý nh»m
tiÕt kiÖm thêi gian tÝnh to¸n vµ n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña phÐp tÝnh. C¸c sè
liÖu ban ®Çu chñ yÕu bao gåm:
1- C«ng suÊt cã Ých lín nhÊt (®èi víi ®éng c¬ x¨ng)Nemax hoÆc c«ng suÊt
cã Ých ®Þnh møc (®èi víi ®éng c¬ diesel) Ne®m.
Gi¸ trÞ cña c«ng suÊt ®-îc chuÈn ho¸ ®èi víi ®éng c¬ ®-îc c¶i tiÕn hoÆc
thiÕt kÕ míi vµ ®-îc cho tr-íc ®èi víi ®éng c¬ ®-îc tÝnh to¸n kiÓm tra.
2- M« men xo¾n cã Ých lín nhÊt Memax.
Gi¸ trÞ cña Memax ®-îc x¸c ®Þnh th«ng qua ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬.
3- Sè vßng quay trong mét phót cña trôc khuûu n.
Sè vßng quay ®Æc tr-ng cho vËn tèc gãc cña trôc khuûu vµ ®-îc tÝnh
b»ng sè vßng quay trong mét phót [v/ph](tøc lµ tèc ®é trôc khuûu hoÆc
th-êng gäi t¾t lµ sè vßng quay). Sè vßng quay ®-îc chän ®Ó tÝnh to¸n th«ng
th-êng lµ nh÷ng gi¸ trÞ øng víi nh÷ng gi¸ trÞ cña c«ng suÊt hoÆc m« men
®-îc chän tr-íc.
Gi¸ trÞ cña n cã ¶nh h-ëng quyÕt ®Þnh ®Õn gi¸ trÞ c«ng suÊt lÝt cña ®éng
c¬. NÕu n cao th× sè chu tr×nh c«ng t¸c trong mét ®¬n vÞ thêi gian sÏ nhiÒu
nªn c«ng suÊt lÝt cao. Tuy nhiªn viÖc t¨ng n ®Ó n©ng cao c«ng suÊt lÝt bÞ h¹n
21. 21
chÕ bëi nhiÒu yÕu tè nh- t¨ng mµi mßn, t¨ng øng suÊt nhiÖt vµ c¬ nªn tuæi
thä cña c¸c chi tiÕt gi¶m. Bªn c¹nh ®ã viÖc t¨ng sè vßng quay cßn lµm gi¶m
hÖ sè n¹p v, t¨ng hÖ sè khÝ sãt r, gi¶m thêi gian t¹o hçn hîp vµ ch¸y kiÖt
nhiªn liÖu nªn chÊt l-îng cña chu tr×nh c«ng t¸c gi¶m. ViÖc t¨ng sè vßng
quay cßn ¶nh h-ëng xÊu ®Õn qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ vµ t¨ng c«ng suÊt dÉn
®éng b¬m quÐt khÝ kiÓu c¬ khÝ ë ®éng c¬ hai kú (hoÆc b¬m t¨ng ¸p dÉn ®éng
c¬ khÝ ë ®éng c¬ 4 kú t¨ng ¸p). Sè vßng quay cña mét sè lo¹i ®éng c¬ ®-îc
giíi thiÖu ë b¶ng 2.
Tèc ®é trôc khuûu cña mét sè lo¹i ®éng c¬ B¶ng 2.
TT C«ng dông cña ®éng c¬ Giíi h¹n sè vßng quay
[v/ph]
1 §éng c¬ xe xÝch vµ m¸y kÐo 10001800
2 §éng c¬ xe vËn t¶i h¹ng n¨ng 20003000
3 §éng c¬ xe vËn t¶i h¹ng trung 27003400
4 §éng c¬ xe vËn t¶i h¹ng nhÑ vµ xe du lÞch 32004200
5 §éng c¬ xe du lÞch lo¹i to 38005400(®Õn 6000)
6 §éng c¬ xe ®ua, xe m¸y 500011.000
4- Tèc ®é trung b×nh cña pÝt t«ng CTB.
Gi¸ trÞ cña CTB ®-îc x¸c ®Þnh th«ng qua hai th«ng sè ®· biÕt theo biÓu
thøc sau:
C
Sn m
S
TB
30
Trong ®ã:
S: Hµnh tr×nh cña pÝt t«ng [m].
n: Sè vßng quay cña trôc khuûu ®éng c¬
v
ph
.
CTB ®-îc chän theo b¶ng c«ng dông cña ®éng c¬, ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 3.
22. 22
Gi¸ trÞ cña vËn tèc trung b×nh CTB. B¶ng 3.
Lo¹i ®éng c¬ C«ng dông cña ®éng c¬ Giíi h¹n vËn tèc
trung b×nh [m/s]
§éng c¬ x¨ng Trªn xe vËn t¶i 913
Trªn xe du lÞch 1015
§éng c¬ diesel Trªn xe vËn t¶i 812
Trªn xe t¨ng 1014
5- Sè xy lanh cña ®éng c¬ i.
Sè xy lanh cã ¶nh h-ëng ®Õn nhiÒu chØ tiªu kh¸c nhau cña ®éng c¬.
NÕu thÓ tÝch c«ng t¸c cña ®éng c¬ kh«ng ®æi mµ t¨ng sè xy lanh i th× thÓ tÝch
c«ng t¸c Vh cña mçi xy lanh gi¶m, ®éng c¬ ®-îc lµm m¸t tèt h¬n nªn cho
phÐp t¨ng tû sè nÐn. §iÒu ®ã lµm t¨ng c«ng suÊt lÝt, gi¶m khèi l-îng c¸c chi
tiÕt chuyÓn ®éng nªn lùc qu¸n tÝnh vµ ®é mµi mßn cña chóng còng gi¶m.
Bªn c¹nh ®ã, viÖc t¨ng sè xy lanh cßn lµm cho m« men xo¾n vµ tèc ®é cña
trôc khuûu ®ång ®Òu h¬n. Tuy nhiªn viÖc gi¶m thÓ tÝch c«ng t¸c cña mçi xy
lanh qu¸ nhiÒu sÏ lµm t¨ng sè chi tiÕt cña ®éng c¬ nªn kÕt cÊu cña ®éng c¬
phøc t¹p h¬n, gi¸ thµnh chÕ t¹o t¨ng, viÖc b¶o d-ìng vµ söa ch÷a ®éng c¬
phøc t¹p h¬n. Bªn c¹nh ®ã viÖc t¨ng qu¸ nhiÒu sè xy lanh sÏ lµm gi¶m ®é
cøng v÷ng cña hÖ trôc khuûu ®èi víi ®éng c¬ mét hµng xy lanh nªn ®é tin
cËy vµ an toµn gi¶m.
Do ®ã ®Ó chän sè l-îng vµ kÝch th-íc xy lanh mét c¸ch hîp lý ph¶i
c¨n cø vµo nhiÒu yÕu tè nh- c«ng suÊt cã Ých, møc ®é c-êng ho¸ ®éng c¬,
sè vßng quay cña trôc khuûu vµ tèc ®é trung b×nh cña pÝt t«ng th× míi ®¹t
yªu cÇu.
Sè xy lanh cña c¸c lo¹i ®éng c¬ th-êng ®-îc chän trong c¸c kho¶ng
sau:
§éng c¬ trªn xe « t«: i = 48;
§éng c¬ trªn xe bäc thÐp:i = 68;
§éng c¬ trªn xe t¨ng: i = 812;
23. 23
6- Tû sè gi÷a hµnh tr×nh cña pÝt t«ng vµ ®-êng kÝnh xy lanh a S D /
Gi¸ trÞ a cã ¶nh h-ëng lín ®Õn nhiÒu chØ tiªu kh¸c nhau cña ®éng c¬.
NÕu gi¶m gi¸ trÞ cña a trong khi vÉn gi÷ nguyªn tèc ®é trung b×nh cña pÝt
t«ng th× ta cã thÓ t¨ng c«ng suÊt cã Ých cña ®éng c¬ b»ng c¸ch t¨ng sè vßng
quay cña trôc khuûu. NÕu gi÷ nguyªn thÓ tÝch c«ng t¸c Vh vµ sè vßng quay n
mµ gi¶m a th× vËn tèc trung b×nh cña pÝt t«ng gi¶m. §iÒu ®ã lµm gi¶m lùc
ma s¸t gi÷a nhãm pÝt t«ng vµ v¸ch xy lanh nªn hiÖu suÊt c¬ khÝ c¬ t¨ng,
gi¶m hao mßn c¸c chi tiÕt, nhÊt lµ xÐc m¨ng vµ t¨ng tuæi thä cña chóng. Bªn
c¹nh ®ã, viÖc gi¶m a cßn cho phÐp h¹ thÊp chiÒu cao cña ®éng c¬, n©ng cao
®é cøng v÷ng cña trôc khuûu vµ t¨ng hÖ sè n¹p v. Tuy nhiªn viÖc gi¶m a
qu¸ giíi h¹n cho phÐp còng dÉn ®Õn mét sè hËu qu¶ xÊu nh- chiÒu dµi cña
®éng c¬ t¨ng, chÊt l-îng cña qu¸ tr×nh t¹o hçn hîp vµ trao ®æi nhiÖt gi¶m do
viÖc gi¶m chiÒu cao cña buång ch¸y g©y ra, chÊt l-îng cña qu¸ tr×nh trao ®æi
khÝ ë ®éng c¬ hai kú gi¶m. V× vËy khi c¶i tiÕn hoÆc thiÕt kÕ míi ®éng c¬
ng-êi ta ph¶i ph©n tÝch toµn diÖn ®Ó chän gi¸ trÞ cña a mét c¸ch hîp lý. Tïy
theo kiÓu ®éng c¬ mµ gi¸ trÞ cña a th-êng n»m trong c¸c kho¶ng sau:
§éng c¬ x¨ng: a = 0,8 1,2
§éng c¬ diesel buång ch¸y kh«ng ph©n chia: a = 0,91,2
§éng c¬ diesel buång ch¸y ph©n chia: a = 1,0 1,3
§-êng kÝnh xy lanh D th-êng n»m trong c¸c giíi h¹n sau:
§éng c¬ x¨ng « t« : D = 710 dm
§éng c¬ diesel trªn xe vËn t¶i: D = 813 dm
§éng c¬ diesel trªn xe t¨ng: D = 1216,5 dm
7- HÖ sè kÕt cÊu .
HÖ sè kÕt cÊu lµ tû sè gi÷a b¸n kÝnh quay cña trôc khuûu R (kho¶ng
c¸ch tõ ®-êng t©m cña cæ trôc ®Õn ®-êng t©m cña cæ khuûu) vµ chiÒu dµi
cña thanh truyÒn L (kho¶ng c¸ch tõ ®-êng t©m cña ®Çu to ®Õn ®-êng t©m
cña ®Çu nhá thanh thuyÒn).
24. 24
Gi¸ trÞ cña ¶nh h-ëng ®Õn mét sè chØ tiªu quan träng cña ®éng c¬.
Gi¸ trÞ cao cña cho phÐp gi¶m chiÒu cao cña ®éng c¬ nh-ng lµm t¨ng gãc
max (t¹o bëi ®-êng t©m thanh truyÒn vµ ®-êng t©m xy lanh) nªn lùc t¸c
dông ngang N vµ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng th¼ng tÞnh tiÕn ®Æc biÖt lµ lùc
qu¸n tÝnh tÞnh tiÕn cÊp 2 còng t¨ng. §iÒu ®ã lµm t¨ng ®é mµi mßn cña v¸ch
xy lanh vµ xÐc m¨ng nªn tuæi thä cña chóng gi¶m. Ngoµi ra gi¸ trÞ cao cña
cßn g©y khã kh¨n cho viÖc bè trÝ ®èi träng trªn m¸ khuûu vµ g©y va quÖt cña
thanh truyÒn vµo ®u«i cña lãt xy lanh khi ®-êng kÝnh xy lanh nhá. §Ó kh¾c
phôc nh-îc ®iÓm nµy ®«i khi ng-êi ta ph¶i v¸t bít phÇn ®u«i cña lãt xy lanh
trong mÆt ph¼ng quay cña khuûu trôc.
Gi¸ trÞ cña th-êng n»m trong kho¶ng
1
51
1
3 2, ,
.
8- Tû sè nÐn :
Tû sè nÐn lµ tû sè gi÷a thÓ tÝch toµn phÇn trong xy lanh Va (khi pÝt t«ng
ë §CD) vµ thÓ tÝch buång ch¸y Vc (thÓ tÝch trong xy lanh khi pÝt t«ng ë §CT)
nghÜa lµ:
V
V
V V
V
V
V
a
c
h c
c
h
c
1.
Gi¸ trÞ cña ph¶i b¶o ®¶m dÔ khëi ®éng ®èi víi ®éng c¬ diesel ë tr¹ng
th¸i nguéi víi nhiÖt ®é m«i tr-êng thÊp vµ chèng ch¸y kÝch næ tèt ®èi víi
®éng c¬ x¨ng. TÝnh chèng ch¸y kÝch næ cña ®éng c¬ x¨ng phô thuéc vµo
nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh-: lo¹i nhiªn liÖu sö dông, d¹ng buång ch¸y, sè
vßng quay, phô t¶i, ®-êng kÝnh xy lanh, kiÓu lµm m¸t ®éng c¬, c¸ch bè trÝ
c¬ cÊu ph©n phèi khÝ, vËt liÖu chÕ t¹o pÝt t«ng v.v...
Gi¸ trÞ cao cña cho phÐp t¨ng hiÖu suÊt nhiÖt t cña chu tr×nh c«ng
t¸c nªn c«ng suÊt cã Ých t¨ng vµ suÊt tiªu hao nhiªn liÖu gi¶m. Tuy nhiªn
nÕu qu¸ cao sÏ lµm t¨ng øng suÊt nhiÖt vµ c¬ ®èi víi ®éng c¬ diesel, nªn
lµm gi¶m tuæi thä cña c¸c chi tiÕt vµ lµm cho ®éng c¬ x¨ng dÔ bÞ ch¸y kÝch næ.
Gi¸ trÞ cña th-êng n»m trong c¸c kho¶ng sau:
- §éng c¬ x¨ng víi xu p¸p ®Æt = 5,6 7,5, víi xu p¸p treo = 6,510.
- §éng c¬ diesel víi buång ch¸y kh«ng ph©n chia = 1316, víi buång
ch¸y xo¸y lèc = 15 17 (tíi 21), víi buång ch¸y tr-íc = 1222.
25. 25
Gi¸ trÞ cña ®èi víi mét sè lo¹i ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 4.
Gi¸ trÞ cña B¶ng 4.
KiÓu ®éng c¬ Tû sè nÐn KiÓu ®éng c¬ Tû sè nÐn
MeM3-968 7,2 Ä-37M 16,5
M3MA-407, 408 7,0 Ä-240 17
M-20 6,2 Ä-35 17,0
M-21 7,0 Ä-54 16,0
ÃÀÇ-51 6,2 ÊÄÌ-46,50 15,5
ÇÈÌ 6,7 ßMÇ-236, 238 16,5
ÃÀÇ-51 7,5 Ä-6 14-15
ÇÈÑ-110 6,8 B-2 14-15
ÇÈË-110 7,5 ßÀÇ-M204 vµ 206 17
ÇÈÑ-120 6,0 ÓÒÄ-20 15,8
ÇÈË-129,130 6,5 TATRA 930 16
SKODA-781-136 9,7 KAMAZ 740 17
LADA 2106 8,5 SANSING D-495 21
TOYOTA COROLLA
GT/16V
12 KAMAZ-740 17
GTD,GTS 9,5 Ä-50 16
M3MA-412 8,8 ALFA ROME0
TS/3
9,5
OK 9,9 BMW5 10,5
ÃÀÇ-53,66 6,7 IVECO 8140.27S 18,5
ÃÀÇ-13 8,5 B-46 14
C¸c th«ng sè 18 võa nªu ®· ®-îc biÕt tr-íc hoÆc suy tõ c¸c sè liÖu ®·
biÕt ®èi víi ®éng c¬ cÇn tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm. Khi c¶i tiÕn hoÆc thiÕt kÕ
26. 26
®éng c¬ míi th× ph¶i ph©n tÝch toµn diÖn c¸c dù kiÕn ban ®Çu ®Ó chän mét
c¸ch hîp lý. C¸c th«ng sè tiÕp theo ®-îc ph©n tÝch chän mét c¸ch hîp lý ®èi
víi c¶ ®éng c¬ ®-îc kiÓm nghiÖm, c¶i tiÕn hoÆc thiÕt kÕ míi.
9- HÖ sè d- l-îng kh«ng khÝ .
HÖ sè d- l-îng kh«ng khÝ lµ tû sè gi÷a l-îng kh«ng khÝ n¹p thùc tÕ vµo
xy lanh L1 vµ l-îng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn thiÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn 1 kg
nhiªn liÖu L0, nghÜa lµ:
L
L
1
0
Gi¸ trÞ cña phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh- kiÓu ®éng c¬, ph-¬ng
ph¸p t¹o hçn hîp c«ng t¸c, c«ng dông vµ chÕ ®é sö dông cña ®éng c¬.
ChÕ ®é sö dông cña ®éng c¬ cã ¶nh h-ëng ®Õn c¶ khi "ch©n ga" (cÇn
cung cÊp nhiªn liÖu) kh«ng thay ®æi vÞ trÝ. ë chÕ ®é m« men xo¾n lín nhÊt
Memax, cã gi¸ trÞ kh«ng gièng nh- ë chÕ ®é c«ng suÊt lín nhÊt (®èi víi ®éng
c¬ x¨ng) hoÆc c«ng suÊt ®Þnh møc (®èi víi ®éng c¬ diesel). §iÒu ®ã do nhiÒu
nguyªn nh©n vÒ khÝ ®éng trong hÖ thèng cung cÊp kh«ng khÝ vµ thñy ®éng
trong hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu g©y ra. Nh-ng sù kh¸c nhau Êy kh«ng
lín nªn khi tÝnh to¸n ta cã thÓ bá qua, nghÜa lµ coi gi¸ trÞ cña nh- nhau ë
c¶ hai chÕ ®é. Gi¸ trÞ cña th-êng n»m trong c¸c kho¶ng sau:
- §éng c¬ x¨ng:
+ Khi cã bé lµm ®Ëm: = 0,850,90 (ë chÕ ®é Nemax);
+ Khi kh«ng cã bé lµm ®Ëm: = 1,01,1 (ë chÕ ®é Memax).
- §éng c¬ diesel:
+ Víi buång ch¸y kh«ng ph©n chia: = 1,41,9,
+ Víi buång ch¸y ph©n chia: = 1,31,4.
§èi víi ®éng c¬ diesel t¨ng ¸p, gi¸ trÞ cña ph¶i cao h¬n ®Ó gi¶m c¸c
phô t¶i c¬ vµ nhiÖt cña c¸c chi tiÕt. Gi¸ trÞ cña ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬
®-îc ghi ë b¶ng 5.
Gi¸ trÞ cña ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬ B¶ng 5.
27. 27
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña
Ä-35 1,31,4 ßÀÇ-M204 vµ
Ä-54 1,7,75 ßÀÇ-M206 1,71,75
ÊÄÌ-46 vµÊÄÌ-50 1,351,40 ßÀÇ-204 vµ
ßÀÇ-206B
1,41,6
B-2 vµ Ä-6 kh«ng
c-êng ho¸
1,751,90 ßÀÇ-Ì204 Ä 1,551,65
B-2 vµ Ä-6 toµn t¶i 1,41,6
10- NhiÖt ®é m«i tr-êng T0.
NhiÖt ®é cña m«i tr-êng còng cã ¶nh h-ëng ®Õn chÊt l-îng cña qu¸
tr×nh trao ®æi khÝ. T0 cµng cao th× kh«ng khÝ cµng lo·ng nªn khèi l-îng
riªng cµng gi¶m. Gi¸ trÞ cña T0 thay ®æi theo mïa vµ theo vïng khÝ hËu. §Ó
tiÖn tÝnh to¸n, ng-êi ta lÊy gi¸ trÞ trung b×nh cña T0 cho c¶ n¨m. Gi¸ trÞ
trung b×nh cña T0 ë n-íc ta theo thèng kª cña nha khÝ t-îng lµ 240
C, tøc lµ
2970
K.
11- ¸p suÊt cña m«i tr-êng p0.
Gi¸ trÞ cña p0 phô thuéc vµo ®é cao so víi mùc n-íc biÓn. Cµng lªn cao
th× p0 cµng gi¶m nªn kh«ng khÝ cµng lo·ng. §Ó tiÖn sö dông trong tÝnh to¸n,
ng-êi ta th-êng lÊy gi¸ trÞ cña p0 ë ®é cao cña møc n-íc biÓn lµ:
po = 0,103
MN
m2
12- HÖ sè n¹p v vµ ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p pa.
HÖ sè n¹p v lµ tû sè gi÷a l-îng khÝ thùc tÕ ®-îc n¹p vµo xy lanh ®éng
c¬ vµ l-îng khÝ cã thÓ n¹p vµo xy lanh trong mét hµnh tr×nh cña pÝt t«ng khi
nhiÖt ®é, ¸p suÊt trong xy lanh b»ng nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt tr-íc cöa n¹p. Gi¸
trÞ cña v < 1 v× khÝ n¹p bÞ lo·ng do bÞ sÊy nãng trªn ®-êng vµo xy lanh ®éng
c¬ vµ do tæn thÊt thñy lùc trong ®-êng èng n¹p.
28. 28
Khi tÝnh to¸n, ng-êi ta cã thÓ chän tr-íc gi¸ trÞ cña v råi tÝnh gi¸ trÞ
cña pa hoÆc chän tr-íc pa råi tÝnh v.Gi¸ trÞ cña v cña c¸c ®éng c¬ ë chÕ ®é
Nemax (hoÆc Ne®m) th-êng n»m trong c¸c kho¶ng sau:
§éng c¬ x¨ng: víi xu p¸p ®Æt v = 0,670,75
víi xu p¸p treo v = 0,75 0,82.
§èi víi ®éng c¬ hai kú, do ph-¬ng ph¸p tÝnh to¸n ch-a ®-îc hoµn h¶o
nªn ng-êi ta chän tr-íc pa råi tÝnh v. Gi¸ trÞ cña pa ë ®éng c¬ hai kú ®-îc
chän theo gi¸ trÞ cña ¸p suÊt khÝ quÐt pk.
pa = a pk [MPa]
trong ®ã: a: HÖ sè quÐt khÝ.
Gi¸ trÞ cña a ®-îc chän tïy thuéc vµo gi¸ trÞ t-¬ng øng cña pk ®· ®-îc
chän tr-íc (xem b¶ng 6).
Sù phô thuéc cña a vµo pk. B¶ng 6.
GÝa trÞ cña pk, [MPa] Gi¸ trÞ cña a
0,130,15 0,880,95
0,20 0,950,98
trªn 0,20 1
Gi¸ trÞ cña pa ®èi víi c¸c ®éng c¬ ßÀÇ-204 vµ ßÀÇ -206 nh- sau:
pa = (0,900,96) pk. [MPa]
HÖ sè n¹p ®èi víi ®éng c¬ hai kú th-êng n»m trong c¸c kho¶ng sau:
+ §èi víi hµnh tr×nh cã Ých cña pÝt t«ng:
v
th
0 75 0 90, ,
+ §èi víi toµn bé hµnh tr×nh cña pÝt t«ng:
v = 0,700,85
Gi¸ trÞ cña v ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬ ë chÕ ®é Nemax (Ne®m) ®-îc giíi
thiÖu ë b¶ng 7.
29. 29
Gi¸ trÞ cña v ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬. B¶ng 7
KiÓu ®éng c¬ HÖ sè n¹p v KiÓu ®éng c¬ HÖ sè n¹p v
ÌÇÌÀ-400 0,690,70 Ì-21 0,750,76
Ì-20 0,680,70 ÇÈË-120 0,760,77
ÃÀÇ-51 0,730,075 ÇÈË-130 0,760,77
ÇÈC-120 0,720,74 ÇÈË-111 0,750,76
ÇÈÑ-121 0,720,74 ÇÈË-134 0,760,77
ÇÈÑ-110 0,700,72 Ä-35 0,770,78
ÓÐÀË-ÇÈÑ 0,60,7 Ä-54 0,790,81
ÇÈÌ 0,700,72 Ä-6 0,790,80
ÇÈÑ-5M 0,680,70 Â-2 0,790,80
ÇÈÑ-5 0,67 ÊÄÌ-46 0,770,82
ÃÀÇ-Ì 0,67 ÊÄÌ-50 0,830,85
ÌÇÌÀ-403 0,720,73
13- ¸p suÊt khÝ thÓ cuèi qóa tr×nh th¶i c-ìng bøc pr.
Gi¸ trÞ cña pr phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè, trong ®ã thêi ®iÓm b¾t ®Çu
më xu p¸p th¶i, sè vßng quay cña trôc khuûu vµ søc c¶n trªn ®-êng èng th¶i
lµ nh÷ng yÕu tè quyÕt ®Þnh.
NÕu xu p¸p th¶i më qu¸ sím th× pr gi¶m nh-ng t¨ng tæn hao c«ng cña
chu tr×nh c«ng t¸c. Ng-îc l¹i nÕu xu p¸p th¶i b¾t ®Çu më qu¸ muén th× tuy
cã lîi mét phÇn c«ng cña chu tr×nh c«ng t¸c nh-ng pr cao. Sè vßng quay cña
®éng c¬ cµng cao th× vËn tèc dßng khÝ th¶i cµng lín, søc c¶n trªn ®-êng th¶i
cµng t¨ng nªn pr cµng cao.
KÕt cÊu cña ®-êng èng th¶i vµ b×nh gi¶m ©m còng nh- tr¹ng th¸i kü
thuËt cña chóng còng ¶nh h-ëng ®Õn gi¸ trÞ cña pr.
Tïy theo kiÓu ®éng c¬, c¸c gi¸ trÞ cña pr n»m trong c¸c kho¶ng sau:
30. 30
§éng c¬ x¨ng:
pr = 0,11 0,12 [MPa]
§éng c¬ diesel bèn kú kh«ng t¨ng ¸p:
pr = 0,106 0,115 [MPa]
§éng c¬ diesel hai kú:
pr = 0,150,120 [MPa]
§éng c¬ diesel bèn kú t¨ng ¸p tua bin khÝ:
pr = (0,1050,115) pr [MPa].
Trong ®ã:
pT: lµ ¸p suÊt khÝ th¶i tr-íc cöa vµo tua bin khÝ. Khi chän pT,
ng-êi ta ph¶i c¨n cø vµo tû sè
p
p
k
T
, ë ®©y pk lµ ¸p suÊt t¨ng ¸p. Tû sè
p
p
k
T
cã
thÓ chän trong giíi h¹n phï hîp víi c¸c chØ tiªu kinh tÕ vµ hiÖu qu¶ nhÊt:
p
p
k
T
= 1,25 1,30
Khi tÝnh to¸n ë chÕ ®é cã sè vßng quay cao th× ph¶i chän pr vÒ phÝa giíi
h¹n trªn.
14- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh th¶i Tr.
Khi tÝnh to¸n, ng-êi ta th-êng lÊy gi¸ trÞ Tr ë cuèi qu¸ tr×nh th¶i c-ìng bøc.
Gi¸ trÞ cña Tr phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh- tû sè nÐn ,
thµnh phÇn hçn hîp , sè vßng quay n, gãc ®¸nh löa sím (ë ®éng c¬ x¨ng)
hoÆc gãc phun sím nhiªn liÖu (ë ®éng c¬ diesel).
Gi¸ trÞ cña cµng cao th× khÝ ch¸y cµng d·n në nhiÒu nªn Tr thÊp.
Thµnh phÇn hçn hîp cµng phï hîp th× qu¸ tr×nh ch¸y x¶y ra cµng nhanh, Ýt
ch¸y rít nªn Tr gi¶m.
NÕu c¸c gãc phun sím nhiªn liÖu hoÆc ®¸nh löa sím qu¸ nhá th× qu¸
tr×nh ch¸y rít t¨ng nªn Tr cao.
31. 31
Gi¸ trÞ cña Tr cã thÓ chän trong c¸c ph¹m vi sau:
§éng c¬ x¨ng: Tr = 9001100 0
K;
§éng c¬ diesel bèn kú: Tr = 700900 0
K;
§éng c¬ diesel hai kú: Tr = 650700 0
K.
NÕu cïng kiÓu ®éng c¬ mµ cao, thÊp, n thÊp vµ gãc ®¸nh löa sím
hoÆc gãc phun sím nhiªn liÖu ®Æt ®óng th× chän Tr vÒ phÝa giíi h¹n d-íi. Gi¸
trÞ cña Tr ë chÕ ®é ®Þnh møc cña mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng
8.
Gi¸ trÞ cña Tr theo kiÓu ®éng c¬. B¶ng 8.
KiÓu ®éng c¬ HÖ sè n¹p v KiÓu ®éng c¬ HÖ sè n¹p v
ÌÇÌÀ-400 vµ 403 9801020 Ä-35 770825
Ì-20 vµ Ì-21 10001050 Ä-54 750800
ÃÀÇ-51 9501000 ÊÄÌ-46 675700
ÇÈÌ 10501100 ÊÄÌ-50 625670
ÇÈÑ-5 10001080 B-2 vµÄ-6
kh«ng c-êng ho¸
680750
ÇÈÑ-5Ì 10001080 B-2 730780
ÓÐÀË- ÇÈÑ 920980 ßÀÇ-204 vµ 206 670700
ÇÈÑ-120 vµ ÇÈÑ-121 10001020 ßÀÇ-204B vµ
206B
730750
ÇÈÑ-110 10501100 ßÀÇ-206Ä 700730
15- §é sÊy nãng khÝ n¹p T.
Trªn ®-êng vµo xy lanh ®éng c¬, khÝ n¹p tiÕp xóc víi c¸c chi tiÕt cã
nhiÖt ®é cao cña ®éng c¬ nªn nhiÖt ®é cña nã t¨ng. §é t¨ng nhiÖt ®é ®ã gäi lµ
®é sÊy nãng khÝ n¹p T.
32. 32
Gi¸ trÞ cña T phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh-: kÕt cÊu cña thiÕt bÞ sÊy
nãng, kÕt cÊu vµ c¸ch bè trÝ cña c¸c ®-êng èng n¹p vµ th¶i, sè vßng quay n,
hÖ sè d- l-îng kh«ng khÝ , v.v... Trong c¸c yÕu tè Êy th× sè vßng quay vµ
c¸ch bè trÝ c¸c ®-êng èng n¹p vµ th¶i cã ¶nh h-ëng quyÕt ®Þnh ®Õn gi¸ trÞ
cña T.
ë chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ víi n cao th× vËn tèc dßng khÝ n¹p lín, thêi
gian tiÕp xóc gi÷a khÝ n¹p vµ c¸c chi tiÕt nãng gi¶m nªn T cã gi¸ trÞ
thÊp.
ë ®éng c¬ x¨ng, ®Ó mµng x¨ng bay h¬i hoµn toµn tr-íc khi vµo xy lanh
®éng c¬, ®-êng n¹p ®-îc sÊy nãng b»ng nhiÖt l-îng cña n-íc trong hÖ thèng
lµm m¸t hoÆc b»ng nhiÖt l-îng khÝ th¶i (khi ®ã c¸c ®-êng èng n¹p vµ th¶i
®-îc bè trÝ vÒ mét phÝa cña ®éng c¬, c¸c èng nh¸nh n¹p vµ th¶i ®-îc bè trÝ
xen kÏ nhau). §iÒu ®ã lµm cho T t¨ng vµ lµm gi¶m hÖ sè n¹p v. ë ®éng c¬
diesel, c¸c ®-êng èng n¹p vµ th¶i ®-îc bè trÝ vÒ hai phÝa cña ®éng c¬ ®Ó
kh«ng lµm gi¶m hÖ sè n¹p.
TrÞ sè T cña c¸c lo¹i ®éng c¬ nh- sau:
§éng c¬ x¨ng T = 1030 0
K;
§éng c¬ diesel bèn kú kh«ng t¨ng ¸p T = 1025 0
K;
§éng c¬ diesel hai kú : T = 515 0
K;
§éng c¬ diesel bèn kú t¨ng ¸p: T = 520 0
K.
Gi¸ trÞ T cña mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 9.
Gi¸ trÞ cña ®é sÊy nãng khÝ n¹p T B¶ng 9.
KiÓu ®éng c¬ TrÞ sè cña
T
(0
K)
KiÓu ®éng c¬ TrÞ sè cña T
(0
K)
ÌÇÌÀ-400 1820 Ä-54 1618
Ì-20 vµ M-21 1518 ÊÄÌ-46 1416
ÃÀÇ-51 1820 ÊÄÌ-50 1416
33. 33
ÇÈÌ 1518 Ä-6 1416
ÇÈÑ-5 vµÓÐÀË-
ÇÈÑ
20+25 B-2 1416
ÇÈÑ-120 vµ ÇÈÑ-
121
1822 ßÀÇ-204 vµ
ßÀÇ 206
57
ÇÈÑ-110 vµ
ÇÈÑ-111
1518 ßÀÇ-204 vµ
ßÀÇ-206
810
ÇÈË-130 vµÇÈË-134 1820 ßÀÇ-206Ä 6+9
Ä-35 1517
16- ChØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh n1.
ChØ sè nÐn ®a biÕn cña qu¸ tr×nh nÐn thùc tÕ n1
'
thay ®æi trong mét
kho¶ng réng tõ §CD ®Õn §CT. §Ó thuËn tiÖn trong tÝnh to¸n mµ vÉn b¶o
®¶m mét ®é chÝnh x¸c nhÊt ®Þnh, ng-êi ta dïng gi¸ trÞ trung b×nh n1 cña nã
víi ®iÒu kiÖn lµ c«ng nÐn ®èi víi n1
'
vµ n1 b»ng nhau. Gi¸ trÞ cña n1 ®-îc x¸c
®Þnh b»ng nhiÒu ph-¬ng ph¸p kh¸c nhau nh- dïng c«ng thøc kinh nghiÖm
vµ chän b»ng sè liÖu thùc nghiÖm.
Khi chän b»ng sè liÖu thùc nghiÖm, ta ph¶i ph©n tÝch sù ¶nh h-ëng cña
nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh-: sè vßng quay, phô t¶i, kÝch th-íc xy lanh, kiÓu
lµm m¸t ®éng c¬, møc ®é c-êng ho¸ ®éng c¬, v.v... YÕu tè nµo lµm cho khÝ
thÓ nhËn nhiÒu nhiÖt hoÆc h¹n chÕ sù mÊt nhiÖt ®Òu lµm cho n1 t¨ng. Khi
t¨ng sè vßng quay, phô t¶i vµ ®-êng kÝnh xy lanh th× chän n1 víi gi¸ trÞ cao.
§éng c¬ ®-îc lµm m¸t tèt th× chän n1 thÊp.
Gi¸ trÞ n1 ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ n»m trong c¸c kho¶ng sau:
§éng c¬ x¨ng: n1 = 1,341,37
§éng c¬ diesel:n1 = 1,341,39 (®Õn 1,41).
Gi¸ trÞ cña n1 cßn cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm cña
Pªtrèp.
34. 34
n
n
1 1 41
100
,
Trong ®ã: n lµ sè vßng quay cña ®éng c¬ ë chÕ ®é tÝnh to¸n.
Gi¸ trÞ n1 cña mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 10.
Gi¸ trÞ cña n1 cña mét sè kiÓu ®éng c¬ B¶ng 10.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña n1 KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña n1
ÌÇÌÀ-400 vµ 403 1,361,37 Ä-35 1,341,35
Ì-20 vµ M-21 1,361,37 Ä-54 1,341,35
ÃÀÇ-51 1,351,36 ÊÄÌ-46 1,321,34
ÇÈÑ-5 vµÇÈÑ 5M 1,351,36 ÊÄÌ-50 1,361,38
ÇÈÑ-120 vµ
ÇÈÑ-121
1,351,36 Ä-6 vµ B-2 kh«ng
c-êng ho¸
1,321,34
ÇÈÑ-110 vµÇÈÌ 1,351,37 ßÀÇ-204 vµ
ßÀÇ 206
1,371,39(®Õ
n 1,41)
17- HÖ sè sö dông nhiÖt z.
HÖ sè sö dông nhiÖt lµ tû sè gi÷al-îng nhiÖt biÕn thµnh c«ng chØ thÞ vµ
tæng l-îng nhiÖt cung cÊp tõ ®Çu qu¸ tr×nh ch¸y do ®èt ch¸y nhiªn liÖu
(®iÓm C) cho ®Õn ®iÓm Z. HÖ sè nµy ®· tÝnh ®Õn c¸c d¹ng tæn hao nhiÖt kh¸c
nhau nh- truyÒn nhiÖt cho n-íc lµm m¸t, do lät khÝ qua khe hë gi÷a nhãm
pÝt t«ng vµ v¸ch xy lanh, do ch¸y rít vµ ph©n gi¶i c¸c ph©n tö nhiªn liÖu.
Gi¸ trÞ cña z cña c¸c lo¹i ®éng c¬ nh- sau:
§éng c¬ x¨ng z = 0,850,92
§éng c¬ diesel z = 0,650,85.
Gi¸ trÞ cña z ë ®éng c¬ diesel thÊp h¬n so víi ®éng c¬ x¨ng lµ do ch¸y
rít vµ trao ®æi nhiÖt víi n-íc lµm m¸t ë ®éng c¬ diesel nhiÒu h¬n. z ®-îc
chän vÒ phÝa giíi h¹n trªn nÕu ®éng c¬ cã kÕt cÊu b¶o ®¶m chÊt l-îng t¹o
hçn hîp tèt, tèc ®é ch¸y lín vµ qu¸ tr×nh ch¸y hoµn h¶o, l-îng nhiÖt truyÒn
35. 35
cho n-íc lµm m¸t vµ ch¸y rít Ýt. Gi¸ trÞ z cña mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi
thiÖu ë b¶ng 11.
Gi¸ trÞ cña z ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬. B¶ng 11.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña z KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña z
Ä-35 0,680,75 Ä-54 0,750,85
ÊÄÌ-46 vµ
ÊÄÌ -50
0,830,85 ßÀÇ- 204 vµ
ßÀÇ -206
0,70,8
B-2 vµ Ä-6 kh«ng
c-êng ho¸
0,830,85 ßÀÇ -204B vµ
ßÀÇ- 206B
0,670,77
18- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh ch¸y ë ®éng c¬ diesel pz.
Trong ph-¬ng tr×nh nhiÖt ®éng cña qu¸ tr×nh ch¸y (gäi t¾t lµ ph-¬ng
tr×nh ch¸y) cña ®éng c¬ diesel cã hai Èn sè lµ nhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh ch¸y Tz
vµ tû sè t¨ng ¸p suÊt p
z
c
p
p
. §Ó ®¬n gi¶n phÐp tÝnh mµ vÉn b¶o ®¶m mét
®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt, gi¸ trÞ cña p th-êng ®-îc chän tr-íc th«ng qua viÖc
chän tr-íc gi¸ trÞ cña pz. Tïy theo ph-¬ng ph¸p t¹o hçn hîp vµ møc ®é
c-êng ho¸ cña ®éng c¬ mµ gi¸ trÞ cña pz ®-îc chän theo c¸c sè liÖu thùc
nghiÖm sau:
§éng c¬ víi buång ch¸y kh«ng ph©n chia: pz = 79
MN
m
MPa2
;
§éng c¬ víi buång ch¸y ph©n chia : pz = 57
MN
m
MPa2
Gi¸ trÞ cña pz ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 12.
Gi¸ trÞ cña pz ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬. B¶ng 12.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña pz
[MPa]
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña pz
[MPa]
36. 36
Ä-35 66,5 ßÀÇ-204 vµ
ßÀÇ-206
77,5
Ä-54 55,3 ßÀÇ -204B vµ
ßÀÇ-206B
8,08,5
ÊÄÌ-46 vµ-54 4,85,2 ßÀÇ-204 7,58
Ä-6 7,07,5 B-2 toµn t¶i 8,59,0
B-2 kh«ng c-êng ho¸ 7,58,0
Gi¸ trÞ p ®èi víi ®éng c¬ diesel n»m trong kho¶ng sau:p = 1,2 2,4
19- NhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu QT.
NhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu lµ nhiÖt l-îng to¶ ra khi ®èt ch¸y hoµn
toµn mét ®¬n vÞ khèi l-îng hoÆc thÓ tÝch nhiªn liÖu kh«ng kÓ ®Õn nhiÖt Èm
ho¸ h¬i cña n-íc chøa trong s¶n vËt ch¸y. Víi nhiªu liÖu thÓ láng, QT th-êng
®-îc tÝnh víi 1 kg nhiªn liÖu. Gi¸ trÞ QT cã thÓ chän theo sè liÖu thùc nghiÖm
hoÆc c«ng thøc gÇn ®óng. Khi chän theo sè liÖu thùc nghiÖm, gi¸ trÞ cña QT
n»m trong kho¶ng:
§èi víi x¨ng: QT = 44.103 KJ
kgnl
;
§íi víi nhiªn liÖu diesel: QT = 42,5.103 KJ
kgnl
.
Khi tÝnh gÇn ®óng ta cã thÓ dïng c«ng thøc kinh nghiÖm cña Men ®ª lª Ðp:
QT = [34,013C +125,6H -10,9(0-S)-2,512 (9H+W)].103 KJ
kgnl
.
Trong ®ã C, H, 0, S, W lµ thµnh phÇn nguyªn tè tÝnh theo khèi l-îng
cña c¸c bon, hy®r«, « xy, l-u huúnh vµ h¬i n-íc.
§èi víi x¨ng: C = 0,855; H = 0,145.
§èi víi nhiªn liÖu diesel: C = 0,860; H = 0,130; 0 = 0,01.
20- ChØ sè d·n në ®a biÕn trung b×nh n2.
37. 37
ChØ sè d·n në ®a biÕn thùc tÕ n'2 thay ®æi trong mét kho¶ng réng suèt
qu¸ tr×nh d·n në. §Ó thuËn tiÖn trong viÖc tÝnh to¸n vµ vÉn ®¶m b¶o mét ®é
chÝnh x¸c nhÊt ®Þnh, ng-êi ta dïng gi¸ trÞ trung b×nh n2 cña nã sao cho c«ng
d·n në ®èi víi n
'
vµ n2 b»ng nhau. Gi¸ trÞ cña n2 ®-îc x¸c ®Þnh b»ng sè liÖu
thùc nghiÖm hay c«ng thøc kinh nghiÖm. Khi chän b»ng sè liÖu thùc
nghiÖm, ta ph¶i xem xÐt ®Æc ®iÓm cÊp nhiÖt cho s¶n vËt ch¸y trªn ®-êng
d·n në. §Æc ®iÓm Êy l¹i phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh- sè vßng
quay, kÝch th-íc xy lanh, phô t¶i, møc ®é lµm m¸t v.v... YÕu tè nµo lµm cho
s¶n vËt ch¸y ®-îc cÊp nhiÖt hoÆc h¹n chÕ sù mÊt nhiÖt ®Òu lµm cho n2 gi¶m
vµ ng-îc l¹i.
Khi sè vßng quay cña ®éng c¬ cao th× tæn thÊt nhiÖt do truyÒn nhiÖt cho
m«i chÊt lµm m¸t vµ do lät khÝ gi¶m, ch¸y rít kÐo dµi nªn khÝ thÓ ®-îc cÊp
thªm nhiÖt. TÊt c¶ c¸c yÕu tè Êy lµm gi¶m n2 nªn ta ph¶i chän n2 vÒ phÝa giíi
h¹n d-íi. Khi t¨ng ®-êng kÝnh xy lanh vµ gi÷ nguyªn gi¸ trÞ
S
D
hoÆc gi¶m
S
D
vµ gi÷ nguyªn thÓ tÝch c«ngt¸c Vh ®Òu lµm gi¶m tæn thÊt nhiÖtnªn n2 gi¶m.
§éng c¬ ®-îc lµm m¸t cµng tèt (nhiÖt ®é ®Çu ra cña n-íc lµm m¸t
thÊp) th× tæn hao nhiÖt cho n-íc lµm m¸t cµng nhiÒu nªn n2 cao.
Khi t¨ng phô t¶i ë ®éng c¬ diesel th× hçn hîp ®Ëm dÇn, ch¸y rít kÐo dµi
nªn n2 gi¶m. ë ®éng c¬ x¨ng, n2 thay ®æi víi quy luËt phøc t¹p h¬n. Khi
gi¶m t¶i tõ 100% xuèng 50% th× n2 hÇu nh- kh«ng ®æi. NÕu tiÕp tôc gi¶m t¶i
tõ 50% xuèng ®Õn 20% th× bé sím löa b»ng ch©n kh«ng ho¹t ®éng (t¨ng gãc
®¸nh löa), ch¸y rít gi¶m nªn n2 t¨ng. NÕu tiÕp tôc gi¶m t¶i tõ 20% xuèng ®Õn
0% th× lµm cho r t¨ng, tèc ®é ch¸y gi¶m, ch¸y rít kÐo dµi nªn n2 gi¶m.
CÇn l-u ý r»ng n2 cã quan hÖ mËt thiÕt víi z. NÕu ®· chän gi¸ trÞ cña
z lín th× ph¶i chän n2 cao vµ ng-îc l¹i.
Kho¶ng thay ®æi cña n2 ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ nh- sau:
§éng c¬ x¨ng n2 = 1,231,27;
§éng c¬ diesel cã buång ch¸y ph©n chia: n2 = 1,151,23;
38. 38
§éng c¬ diesel cã buång ch¸y kh«ng ph©n chia: n2 =1,141,22.
Gi¸ trÞ n2 cña mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 13.
Gi¸ trÞ cña chØ sè d·n në ®a biÕn trung b×nh
®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬. B¶ng 13.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña n2
Ä-35 1,191,22
Ä-54 1,201,21
ÊÄÌ-46 c-êng ho¸ 1,211,23
B-2 vµ Ä-6 kh«ng c-êng ho¸ 1,211,23
B-2 vµ Ä-6 1,191,20
ßÀÇ-204 vµ ßÀÇ-206 1,181,19
ßÀÇ-204B vµ ßÀÇ-206B 1,161,18
ßÀÇ-206Ä 1,171,18
§èi víi ®éng c¬ hai kú ph¶i chän thªm mét sè th«ng sè sau:
21- ¸p suÊt khÝ quÐt pk.
Gi¸ trÞ pk phô thuéc vµo kiÓu quÐt khÝ cña ®éng c¬ nh- sau:
§èi víi ®éng c¬ th¶i qua xu p¸p: pk = 0,14 0,20 MPa.
§èi víi ®éng c¬ th¶i qua cöa th¶i: pk = 0,130,15 MPa
Khi lµm viÖc ë chÕ ®é c«ng suÊt ®Þnh møc cã thÓ chän trong kho¶ng sau:
pk = 0,1450,155 MPa
22- ChØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh cña kh«ng khÝ m.
Gi¸ trÞ cña m phô thuéc vµo kiÓu b¬m quÐt khÝ vµ chÕ ®é lµm viÖc cña
khÝ quÐt. §èi víi b¬m quÐt khÝ kiÓu ly t©m vµ vá ®-îc lµm m¸t th× m =
1,41,8; khi vá kh«ng ®-îc lµm m¸t th× m = 1,42,0. §èi víi b¬m quÐt khi
kiÓu thÓ tÝch th× m = 1,551,75.
23- HÖ sè khÝ sãt r.
39. 39
Gi¸ trÞ cña r ®èi víi ®éng c¬ hai kú ®-îc chän trong c¸c kho¶ng sau:
§èi víi ®éng c¬ quÐt th¼ng qua xu p¸p: r = 0,08 0,15;
§èi víi ®éng c¬ quÐt th¼ng qua cöa th¶i: r = 0,03 0,07;
§èi víi ®éng c¬ quÐt vßng: r = 0,15 0,30.
Víi ®éng c¬ bèn kú t¨ng ¸p cÇn chän thªm c¸c th«ng sè sau:
24- ¸p suÊt t¨ng ¸p pk.
Gi¸ trÞ cña pk nh- sau:
ë ®éng c¬ diesel vµ ®éng c¬ x¨ng t¨ng ¸p thÊp: pk = 0,15 [MPa].
ë ®éng c¬ diesel t¨ng ¸p trung b×nh: pk = 0,15 0,20 [MPa]
ë ®éng c¬ diesel t¨ng ¸p cao: pk = 0,20,25 [MPa].
25- HÖ sè n¹p phô .
Gi¸ trÞ cña n»m trong kho¶ng sau: = 1,021,07.
26- HÖ sè quÐt buång ch¸y r.
HÖ sè quÐt buång ch¸y lµ tû sè gi÷a l-îng khÝ n¹p ®-îc ®-a vµo xy lanh
®éng c¬ trong mét chu tr×nh c«ng t¸c vµ l-îng khÝ n¹p cßn l¹i trong xy lanh
sau khi quÐt buång ch¸y. Gi¸ trÞ r n»m trong kho¶ng sau:
r = 1,051,15
27- ChØ sè nÐn ®o¹n nhiÖt cña kh«ng khÝ k.
Gi¸ trÞ cña k nh- sau:
k = 1,41.
28- H»ng sè khÝ cña kh«ng khÝ R.
Gi¸ trÞ cña R nh- sau:
R = 0,288
KJ
kgdé
29- NhiÖt dung riªng ®¼ng ¸p cña kh«ng khÝ Cp.
40. 40
Gi¸ trÞ gÇn ®óng cña Cp nh- sau: Cp 1,003
KJ
kgdé
30- ¸p suÊt cña khÝ th¶i tr-íc cöa vµo tua bin khÝ dïng ®Ó dÉn ®éng
b¬m t¨ng ¸p pp:
Gi¸ trÞ cña pp ®-îc chän trong kho¶ng sau:
pp = (0,85 0,92) pk [MPa].
31. HiÖu suÊt ®o¹n nhiÖt cña b¬m cao ¸p K
dn
.
Gi¸ trÞ cña K
dn
®-îc chän theo kÕt cÊu cña b¬m t¨ng ¸p.
Khi b¬m t¨ng ¸p cã c¸nh dÉn h-íng:
K
dn
= 0,72 0,78
Khi b¬m t¨ng ¸p kh«ng cã c¸nh dÉn h-íng:
K
dn
= 0,68 0,74.
1.5. Ph-¬ng ph¸p tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c.
Khi tÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c, ta lÇn l-ît tÝnh c¸c qu¸ tr×nh nèi tiÕp
nhau nh- trao ®æi khÝ, nÐn, ch¸y, vµ d·n në. KÕt qu¶ chän vµ tÝnh c¸c th«ng
sè ë nh÷ng phÇn tr-íc ®-îc ¸p dông ®Ó tÝnh tiÕp c¸c phÇn sau.
KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c qu¸ tr×nh ®-îc dïng ®Ó tÝnh c¸c th«ng sè ®¸nh
gi¸ chu tr×nh c«ng t¸c vµ sù lµm viÖc cña ®éng c¬ còng nh- dùng ®å thÞ c«ng
chØ thÞ. Sau khi tÝnh xong tõng th«ng sè, ta cÇn cã nhËn xÐt kÕt qu¶ thu ®-îc.
§2. TÝnh to¸n c¸c qu¸ tr×nh cña chu tr×nh c«ng t¸c.
2.1. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ.
Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng
sè chñ yÕu cuèi qu¸ tr×nh n¹p chÝnh (ë ®iÓm a) nh- ¸p suÊt pa vµ nhiÖt ®é
Ta.
Qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ ë c¸c lo¹i ®éng c¬ kh¸c nhau cã nh÷ng ®Æc ®iÓm
riªng nªn ë ®©y tr×nh bµy ®èi víi tõng tr-êng hîp cô thÓ.
a- ë ®éng c¬ bèn kú kh«ng t¨ng ¸p.
41. 41
Thø tù tÝnh to¸n phô thuéc vµo ph-¬ng ph¸p tÝnh ®-îc chän tr-íc NÕu
chän tr-íc hÖ sè n¹p v th× tÝnh theo thø tù sau:
- HÖ sè khÝ sãt r.
HÖ sè khÝ sãt lµ tû sè gi÷a l-îng s¶n vËt ch¸y Mr chøa trong thÓ tÝch
buång ch¸y Vc ë cuèi qu¸ tr×nh th¶i c-ìng bøc vµ l-îng khÝ n¹p míi, nghÜa lµ:
r
rM
M
1
Khi tÝnh to¸n, gi¸ trÞ cña r ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
r
r
r v
p T
p T
0
01
Gi¸ trÞ cña r phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh- tû sè nÐn , sè
vßng quay n, ¸p suÊt cña khÝ sãt pr vµ nhiÖt ®é Tr ë cuèi qu¸ tr×nh th¶i c-ìng
bøc.
Khi tû sè nÐn cao th× khÝ ch¸y ®-îc d·n në nhiÒu nªn Tr gi¶m vµ r
t¨ng. Nh-ng khi ®ã l-îng khÝ n¹p M1 còng t¨ng nªn r gi¶m.
Sè vßng quay n cµng cao th× vËn tèc cña c¸c dßng khÝ n¹p vµ th¶i ®Òu
cao nªn søc c¶n trong c¸c ®-êng èng n¹p vµ th¶i ®Òu lín. §iÒu ®ã lµm gi¶m
hÖ sè n¹p v vµ t¨ng pr nªn r cao.
Gi¸ trÞ cña r th-êng n»m trong c¸c kho¶ng sau:
ë ®éng c¬ x¨ng bèn kú: r = 0,05 0,15
ë ®éng c¬ diesel bèn kú: r = 0,03 0,07
Gi¸ trÞ cña r ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 14.
Gi¸ trÞ cña r B¶ng 14.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña r KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña r
ÌÀÇ-400 0,080,09 Ä-35 0,0370,040
Ì-20 0,0790,085 Ä-54 0,0350,040
ÃÀÇ-51 0,0780,083 ÊÄÌ-46 0,0320,045
42. 42
ÇÈÌ 0,0790,085 (®Õn 0,05)
ÇÈË-5Ì,ÓÐÀË-
ÇÈÑ
0,090,11 ÊÄÌ-50 0,0320,045
(®Õn 0,05)
ÇÈÑ-120, ÇÈÑ-121 0,0790,083
ÇÈÑ-110 0,0770,085 Ä-6 vµ B-2 0,0350,042
Ì-21 0,070,08 ßÀÇ-204 vµ-
ßÀÇ -206
0,050,08
(®Õn 0,10)
ÇÈË-129,-130 vµ
134
0,0670,075 ßÀÇ-204B vµ
ßÀÇ-206B
0,050,08
(®Õn 0,10)
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh n¹p Ta:
Gi¸ trÞ cña Ta ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
T
T T T
a
r r
r
0
1
[0
K]
Râ rµng gi¸ trÞ cña Ta phô thuéc chñ yÕu vµo ®é sÊy nãng khÝ n¹p T vµ
nhiÖt ®é khÝ sãt Tr. Mµ T l¹i phô thuéc vµo phô t¶i vµsè vßng quay cña
®éng c¬. Phô t¶i cµng lín th× nhiÖt ®é cña c¸c chi tiÕt ®éng c¬ cµng cao nªn
T cao. Sè vßng quay cµng cao th× vËn tèc dßng khÝ n¹p cµng lín, thêi gian
tiÕp xóc gi÷a khÝ n¹p vµ c¸c chi tiÕt nãng cµng gi¶m nªn T còng gi¶m theo.
Khi sè vßng quay t¨ng, nÕu kh«ng cã bé tù ®éng ®iÒu chØnh gãc phun sím
nhiªn liÖu (ë ®éng c¬ diesel) hoÆc gãc ®¸nh löa sím (ë ®éng c¬ x¨ng) th× qu¸
tr×nh ch¸y rít kÐo dµi. KÕt qu¶ lµ Tr t¨ng nªn Ta còng t¨ng. Thùc tÕ cho thÊy
¶nh h-ëng cña T ®Õn Ta cao h¬n so víi Tr.
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p pa:
p
p T
T
MPaa
r v a
1 1 0
0
hoÆc
p
p
T
p
T
T
a
v r
r
a
1 0
0
[MPa]
43. 43
NÕu chän tr-íc ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p pa th× thø tù tÝnh to¸n
nh- sau:
r
r
r a r
T T p
T p p
0
- HÖ sè n¹p:
v
a
r r
p T
p T T T
0
0 01
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh n¹p Ta: ®-îc tÝnh theo biÓu thøc nh- ë ph-¬ng
ph¸p trªn.
b- ë ®éng c¬ diesel bèn kú t¨ng ¸p.
Thø tù tÝnh to¸n nh- sau:
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p:
pa = (0,88 0,96) pk [MPa]
Trong ®ã: pk- ¸p suÊt cña kh«ng khÝ sau m¸y nÐn, MPa.
Khi kiÓm nghiÖm ®éng c¬ cã s½n, gi¸ trÞ cña pk ®· ®-îc biÕt tr-íc, khi
thiÕt kÕ th× ph¶i chän pk trong c¸c kho¶ng:
t¨ng ¸p thÊp pk < 1,5 MPa.
t¨ng ¸p trung b×nh pk = 1,52,0.
t¨ng ¸p cao pk = 2,0 +2,8.
- NhiÖt ®é cña kh«ng khÝ sau m¸y nÐn:
T T
p
p
k
k
m
m
0
0
1
Trong ®ã:
m = 1,551,65- chØ sè ®a biÕn trung b×nh cña kh«ng khÝ trong m¸y nÐn.
- HÖ sè n¹p:
v
a
k
k
ak
p
p
p
p
k
1 1
1
1 11
( )
44. 44
Trong ®ã: : hÖ sè n¹p phô
: hÖ sè sÊy nãng khÝ n¹p:
T T
T
k
k
Tû sè
n»m trong kho¶ng sau
= 0,98 1,02
Gi¸ trÞ cao cña
n»m ë miÒn cã n vµ pk cao.
k = 1,4 : chØ sè ®o¹n nhiÖt cña kh«ng khÝ.
= 0,80,88: hÖ sè quÐt buång ch¸y. Gi¸ trÞ cña phô thuéc vµo gi¸ trÞ
cña pk vµ c¸c gãc më sím, ®ãng muén cña c¸c xu p¸p. Buång ch¸y cµng ®-îc
quÐt s¹ch th× gi¸ trÞ cña cµng thÊp.
1 = 850,92: hÖ sè c«ng n¹p.Víi ®éng c¬ cã n cao vµ pk trung b×nh, chän
1 = 0,88.
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh n¹p:
T
p T
p p
T
T
a
a k
v k r
k
r
1
Khi t¨ng ¸p b»ng tua bin khÝ, ta cã thÓ coi ¸p suÊt pT vµ nhiÖt ®é TT cña
khÝ khi vµo tua bin b»ng ¸p suÊt pr vµ nhiÖt ®é Tr cña khÝ sãt.
CÇn chó ý chän c¸c trÞ sè pr, Tr, cho ph-¬ng ¸n t¨ng ¸p tua bin khÝ mét
c¸ch hîp lý. Sau ®©y lµ mét thÝ dô:
ë ®éng c¬ buång ch¸y thèng nhÊt víi = 14, n = 1500 v/ph vµ pk =
0,136 MPa th× pr = pT = 0,127 MPa; Tr = TT = 850 0
K; n0 = 1,6; 1 = 0,88;
= 0,85;
1 01, .
- HÖ sè khÝ sãt
r
v K
kp
p
T
Tr
1 1
1
0
c- ë ®éng c¬ hai kú
Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®-îc tiÕn hµnh theo thø tù sau:
45. 45
- NhiÖt ®é khÝ n¹p sau b¬m quÐt khÝ:
T T
p
p
Kk
k
m
m
o
0
0
1
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh n¹p:
T
T T Tr
a
k r
r
1
[0
K]
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p:
pa = a.pk [MPa]
- HÖ sè a trong biÓu thøc trªn ®-îc chän theo gi¸ trÞ cña ¸p suÊt khÝ
quÐt (xem b¶ng 15)
Sù phô thuéc cña a vµo pk. B¶ng 15.
¸p suÊt khÝ quÐt pk (MPa) HÖ sè a
0,130,15 0,880,95
0,20 0,950,98
trªn 0,21 1,05
- HÖ sè n¹p ®èi víi hµnh tr×nh cã Ých cña pÝt t«ng.
v
th th a k
th k k r r
p T
p T T T
1
Trong ®ã:th lµ tû sè nÐn thùc tÕ øng víi hµnh tr×nh cã Ých cña pÝt t«ng.
Gi¸ trÞ cña th trªn c¸c ®éng c¬ ßÀÇ-204 vµ ßÀÇ-206 lµ: th = 15.
- Quan hÖ gi÷a tû sè nÐn thùc th vµ tû sè nÐn h×nh häc øng víi toµn bé
hµnh tr×nh cña pÝt t«ng hh
th = hh (1-) +
Trong ®ã: lµ hÖ sè tæn hao hµnh tr×nh cña pÝt t«ng.
Gi¸ trÞ cña ®èi víi c¸c ®éng c¬ ßÀÇ-204 vµ ßÀÇ-206 lµ: = 0,12
- HÖ sè n¹p ®èi víi toµn bé hµnh tr×nh cña pÝt t«ng:
46. 46
v v
th
2.2. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh nÐn.
a- Môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n qu¸ tr×nh nÐn lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè
nh- ¸p suÊt pc vµ nhiÖt ®é Tc ë cuèi qu¸ tr×nh nÐn. Ph-¬ng ph¸p chung ®Ó
tÝnh to¸n qu¸ tr×nh nÐn ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ t-¬ng tù nhau. Nh-ng ë
®éng c¬ hai kú ph¶i dïng tû sè nÐn thùc ®Ó tÝnh c¸c th«ng sè.
b- Thø tù tÝnh to¸n:
+ §èi víi ®éng c¬ bèn kú:
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn:
pc = pa n
[MPa].
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh nÐn:
Tc = Ta.
n1 1
[0
K].
+ §èi víi ®éng c¬ hai kú:
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn:
pc = pa th
n
[MPa].
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh nÐn:
Tc = Ta th
n1
[0
K]
Gi¸ trÞ cña pc vµ Tc ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ nh- sau:
§éng c¬ x¨ng:
pc = 0,61,2 [MPa]
Tc = 600700 [0
K]
§éng c¬ diesel buång ch¸y kh«ng ph©n chia:
pc = 46 [MPa]
47. 47
Tc = 750900 [0
K]
§éng c¬ diesel buång ch¸y ph©n chia:
pc = 34 [MPa]
Tc = 8501050 [0
K]
Gi¸ trÞ cña pc ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 16.
Gi¸ trÞ cña pc ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬. B¶ng 16.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña pc, [MPa]
Ä-35 3,63,8
Ä 54 3,94,0
ÊÄÌ-46 3,94,0
ÊÄÌ-50 3,94,0
B-2 vµ Ä-6 kh«ng c-êng ho¸ 3,53,7
ßÀÇ-204 vµ ßÀÇ-206 5,25,4
ßÀÇ-204B vµ ßÀÇ-206B 5,45,7
2.3. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y.
a- Môc ®Ých tÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y lµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cuèi qu¸
tr×nh ch¸y nh- ¸p suÊt pz vµ nhiÖt ®é Tz.
b- Thø tù tÝnh to¸n:
ViÖc tÝnh to¸n ®-îc chia lµm hai giai ®o¹n nh- sau:
+ TÝnh to¸n t-¬ng quan nhiÖt ho¸
Môc ®Ých viÖc tÝnh to¸n t-¬ng quan nhiÖt ho¸ lµ x¸c ®Þnh nh÷ng ®¹i
l-îng ®Æc tr-ng cho qu¸ tr×nh ch¸y vÒ mÆt nhiÖt ho¸ ®Ó lµm c¬ së cho viÖc
tÝnh to¸n nhiÖt ®éng. Thø tù tÝnh to¸n nh- sau:
- L-îng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn thiÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn 1 kg nhiªn
liÖu thÓ láng:
48. 48
kgnl
Kmolggg
M OHC
3241221,0
1
0
Trong ®ã:
gC, gH vµ g0: lµ thµnh phÇn nguyªn tè tÝnh theo khèi l-îng cña c¸cbon,
hy®r« vµ « xy t-¬ng øng chøa trong 1 kg nhiªn liÖu. TrÞ sè c¸c thµnh phÇn
Êy ®èi víi x¨ng cã thÓ lÊy gÇn ®óng theo c¸c gi¸ trÞ sau:
gc = 0,855; gH = 0,145; gO = 0 ;
vµ ®èi víi nhiªn liÖu diesel:
gc = 0,86; gH = 0,13; gO = 0,01.
- L-îng kh«ng khÝ thùc tÕ n¹p vµo xy lanh ®éng c¬ øng víi 1 kg nhiªn
liÖu Mt:
Mt = Mo
Kmol
kgnl
- L-îng hçn hîp ch¸y M1 t-¬ng øng víi l-îng kh«ng khÝ thùc tÕ Mt ®èi
víi ®éng c¬ diesel:
M1 = Mt = Mo
Kmol
kgnl
vµ ®èi víi ®éng c¬ x¨ng:
M1 = Mo
nl
Kmol
kgnl
Trong ®ã:
nl: lµ träng l-îng ph©n tö cña nhiªn liÖu (hay träng l-îng 1 Kmol
h¬i nhiªn liÖu). §èi víi x¨ng nl = 110 114
Kg
Kmol
Râ rµng viÖc tÝnh to¸n M1 ë hai lo¹i ®éng c¬ cã kh¸c nhau. Trong ®éng
c¬ diesel, qu¸ tr×nh t¹o hçn hîp x¶y ra bªn trong xy lanh víi kho¶ng thêi
gian rÊt ng¾n nªn thÓ tÝch chiÕm chç cña h¬i nhiªn liÖu kh«ng ®¸ng kÓ so víi
thÓ tÝch cña kh«ng khÝ. Do ®ã ta cã thÓ bá qua thÓ tÝch chiÕm chç cña h¬i
49. 49
nhiªn liÖu. Ng-îc l¹i, trong ®éng c¬ x¨ng hçn hîp ch¸y ®-îc t¹o ë bªn
ngoµi xy lanh víi thêi gian dµi, x¨ng kÞp bay h¬i gÇn nh- hoµn toµn nªn thÓ
tÝch chiÕm chç cña h¬i x¨ng lín nªn ta ph¶i tÝnh ®Õn thÓ tÝch Êy.
- Sè mol cña s¶n vËt ch¸y M2:
Khi 1: M M
g gH O
2 0
4 32
Kmol
kgnl
.
Khi < 1: M
g g
MC H
2 0
12 2
0 79 ,
Kmol
kgnl
.
- HÖ sè thay ®æi ph©n tö lý thuyÕt o:
0
2
1
M
M
- HÖ sè thay ®æi ph©n tö thùc tÕ:
0
1
r
r
Gi¸ trÞ cña phô thuéc chñ yÕu vµo mµ Ýt phô thuéc vµo thµnh phÇn
cña nhiªn liÖu. Sù phô thuéc Êy nh- sau:
= 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4
= 1,11 1,08 1,05 1,04 1,035
+ TÝnh to¸n t-¬ng quan nhiÖt ®éng.
Qu¸ tr×nh ch¸y ®èi víi tõng lo¹i ®éng c¬ cã ®Æc ®iÓm riªng nªn ta xÐt
viÖc tÝnh to¸n t-¬ng quan nhiÖt ®éng ®èi víi tõng tr-êng hîp cô thÓ sau:
* §èi víi ®éng c¬ diesel
Thø tù tÝnh c¸c th«ng sè nh- sau:
- NhiÖt dung mol ®¼ng tÝch trung b×nh cña hçn hîp c«ng t¸c ë cuèi qu¸
tr×nh nÐn cvc.
§Ó x¸c ®Þnh cvc ta cã thÓ tra b¶ng, x¸c lËp quan hÖ gi¶i tÝch gi÷a nhiÖt
dung riªng vµ nhiÖt ®é ®èi víi c¸c chÊt khÝ kh¸c nhau trong hçn hîp hoÆc
tÝnh theo c«ng thøc gÇn ®óng. C«ng thøc tÝnh to¸n gÇn ®óng cã d¹ng sau:
50. 50
cvc = 20,223 + 1,742.10-3
Tc
KJ
Kmol dé.
Theo ®¬n vÞ cò: cvc = 4,83.4,187 + 4,187.0,416.10-3
Tc =
= 4,83 + 0,416 .10-3
Tc
Kcal
Kmol dé.
- NhiÖt dung mol ®¼ng tÝch trung b×nh cña khÝ thÓ t¹i ®iÓm z.
Ph-¬ng ph¸p tÝnh to¸n chung t-¬ng tù nh- ®èi víi cvc. NÕu tÝnh gÇn
®óng, ta dïng c«ng thøc sau:
cvc
20 098
0 921
1 55
1 38
10 3
,
,
,
,
TZ
KJ
Kmol dé
- NhiÖt dung mol ®¼ng ¸p trung b×nh t¹i ®iÓm z:
cpz = cvz + 8,314
KJ
Kmol dé
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh ch¸y Tz ®-îc x¸c ®Þnh theo ph-¬ng tr×nh nhiÖt
®éng cña qu¸ tr×nh ch¸y sau:
Q
M
T TT Z
T
p cv c C cpz Z
1 1
8 314
,
Sau khi thay c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt vµo ph-¬ng tr×nh trªn, ta cã d¹ng
ph-¬ng tr×nh bËc hai nh- sau:
T BT Cz Z
2
0
Gi¶i ph-¬ng tr×nh trªn vµ bá qua nghiÖm ©m v« nghÜa ta ®-îc gi¸ trÞ
cña Tz.
Gi¸ trÞ cña Tz ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ kh¸c nhau n»m trong c¸c kho¶ng sau:
ë ®éng c¬ diesel cã buång ch¸y kh«ng ph©n chia:
Tz = 1950 2100 [0
K]
ë ®éng c¬ diesel cã buång ch¸y ph©n chia:
Tz = 1750 1950 [o
K]
- Tû sè d·n në sím :
51. 51
T
T
Z
P C
Gi¸ trÞ cña th-êng n»m trong kho¶ng sau:
= 1,21,7
TrÞ sè cña ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 17.
Gi¸ trÞ cña ®èi víi mét sè kiÓu ®éng c¬. B¶ng 17.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cña
Ä-35 1,51,6
Ä-54 1,51,65
ÊÄÌ-46 1,61,7
B-2 vµ Ä-6 kh«ng c-êng ho¸ 1,21,35
ßÀÇ-204 vµ ßÀÇ-206 1,21,3
ßÀÇ-204B vµ ßÀÇ-206B 1,31,35
ßÀÇ-206 Ä 1,251,3
* §èi víi ®éng c¬ x¨ng:
Cã hai tr-êng hîp tÝnh to¸n ®èi víi nh÷ng gi¸ trÞ kh¸c nhau cña .
Khi > 1 th× gi¸ trÞ cña cvc vµ cvz ®-îc x¸c ®Þnh theo c¸c biÓu thøc nh-
ë ®éng c¬ diesel vµ QT = 0
Khi 0,7 1 th× gi¸ trÞ cña cvz ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc gÇn
®óng sau:
cvz= 18,423 + 2,596 + (1,55 +1,38) 10-3
Tz
KJ
Kmol dé
ë tr-êng hîp nµy ta cÇn tÝnh tæn thÊt nhiÖt do ch¸y nhiªn liÖu kh«ng
hoµn toµn theo biÓu thøc:
QT = 120.103
(1-) M0
KJ
kgnl
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh ch¸y ®-îc x¸c ®Þnh theo ph-¬ng tr×nh nhiÖt
®éng sau:
52. 52
Zcvzccvc
r
ZTT
TT
M
QQ
11
ViÖc gi¶i ph-¬ng tr×nh nhiÖt ®éng ®Ó x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña Tz còng t-¬ng
tù nh- ë ®éng c¬ diesel.
- Tû sè t¨ng ¸p suÊt:
P
z
c
T
T
Gi¸ trÞ cña p n»m trong kho¶ng sau: P = 34,5
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh ch¸y:
pz = P pc [MPa]
Gi¸ trÞ cña Tz vµ pz n»m trong c¸c kho¶ng sau:
Tz = 24002700 [0
K]
pz = 3,55 [MPa]
2.4. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh d·n në.
Môc ®Ých viÖc tÝnh to¸n qu¸ tr×nh d·n në lµ x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ ¸p suÊt
pb vµ nhiÖt ®é Tb ë cuèi qu¸ tr×nh d·n në. Ph-¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®èi víi
tõng lo¹i ®éng c¬ cã nh÷ng ®Æc ®iÓm riªng nªn ta lÇn l-ît xÐt tõng tr-êng
hîp cô thÓ theo c¸c thø tù tÝnh to¸n sau:
* §èi víi ®éng c¬ x¨ng:
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh d·n në:
p
p
b
z
n
2
[MPa]
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh d·n në:
T
T
b
Z
n
2 1
[0
K]
* §èi víi ®éng c¬ diesel:
ë ®éng c¬ diesel, qu¸ tr×nh ch¸y kÕt thóc trªn hµnh tr×nh d·n në vµ
53. 53
qóa tr×nh d·n në cßn l¹i ®-îc tÝnh trªn mét phÇn cña hµnh tr×nh pÝt t«ng
øng víi tû sè d·n në muén
V
V
b
z
. Do ®ã c¸c th«ng sè cña qu¸ tr×nh d·n në
®-îc tÝnh víi .
- ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh d·n në:
p
p
b
z
n
2
[MPa]
Trong ®ã:
;
Khi tÝnh ®èi víi ®éng c¬ hai kú, ta ph¶i lÊy tû sè nÐn thùc th.
- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh d·n në:
T
T
b
z
n
2 1
[0
K]
Gi¸ trÞ cña pb vµ Tb ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ kh¸c nhau nh- sau:
§èi víi ®éng c¬ x¨ng:
pb = 0,350,5 [MPa]
Tb = 15001700 [0
K]
§èi víi ®éng c¬ disel:
pb = 0,20,4 [MPa]
Tb = 10001400 [0
K]
2.5. KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n.
Sau khi kÕt thóc viÖc tÝnh to¸n c¸c qu¸ tr×nh cña chu tr×nh c«ng t¸c, ta
cã thÓ dïng c«ng thøc kinh nghiÖm sau ®©y ®Ó kiÓm tra kÕt qu¶ viÖc chän vµ
tÝnh c¸c th«ng sè.
T
T
p
p
r
b
b
r
3
Riªng ®èi víi ®éng c¬ x¨ng, ta cã thÓ dïng c«ng thøc kinh nghiÖm cña
gi¸o s- Pªtrèp ®Ó kiÓm tra:
54. 54
Khi 1 :
T nr
1450 1092
0 14 494
,
Khi < 1:
T nr
1450 738
0 14 1336
,
Trong ®ã: n- lµ sè vßng quay ë chÕ ®é tÝnh to¸n [v/ph].
So s¸nh gi÷a gi¸ trÞ ®· chän cña Tr vµ kÕt qu¶ thu ®-îc theo c¸c biÓu
thøc kiÓm tra võa nªu. NÕu sai sè v-ît qu¸ 3% th× ph¶i chän c¸c th«ng sè vµ
tÝnh l¹i tõ ®Çu c¸c qu¸ tr×nh cña chu tr×nh c«ng t¸c cho ®Õn khi ®¹t kÕt qu¶
mong muèn.
§3. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ chu tr×nh
c«ng t¸c vµ sù lµm viÖc cña ®éng c¬
3.1. C¸c th«ng sè chØ thÞ.
§ã lµ nh÷ng th«ng sè ®Æc tr-ng cho chu tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬. Khi
x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chØ thÞ, ta ch-a kÓ ®Õn c¸c d¹ng tæn thÊt vÒ c«ng mµ
chØ xÐt c¸c tæn thÊt vÒ nhiÖt. C¸c th«ng sè cÇn tÝnh bao gåm:
a- ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh lý thuyÕt pi':
+ §èi víi ®éng c¬ x¨ng:
p'i
p
n n
c p
n n
1 1
1
1 1
1
1
1
2
2 1
1
1 1
[MPa]
+ §èi víi ®éng c¬ diesel:
p'i
p
n n
c
p
p
n n
1
1
1
1
1 1
1
1
1
2
2 1
1
1 1
[MPa]
Khi tÝnh p'i ®èi víi ®éng c¬ hai kú, ta ph¶i thay b»ng th.
Gi¸ trÞ cña p'i ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 18.
b- ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh thùc tÕ pi , [MPa]:
+ §èi víi ®éng c¬ 4 kú:
55. 55
pi = p'i ® [MPa]
+ §èi víi ®éng c¬ hai kú:
pi = p'i ® (1-) [MPa]
Trong ®ã: ® lµ hÖ sè ®iÒn ®Çy ®å thÞ c«ng. HÖ sè nµy chØ râ sù kh¸c
nhau gi÷a ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt vµ ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ. Gi¸ trÞ
cña ® phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh- gãc ®¸nh löa sím hoÆc gãc
phun sím nhiªn liÖu, thµnh phÇn hçn hîp, tèc ®é quay, gãc më sím su p¸p
x¶ v.v.... Gi¸ trÞ cña ® ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ nh- sau:
§éng c¬ x¨ng bèn kú: ® = 0,900,96
§éng c¬ diesel bèn kú víi buång ch¸y thèng nhÊt: ® = 0,930,96
§éng c¬ diesel bèn kú víi buång ch¸y ph©n chia: ® = 0,900,94
§éng c¬ diesel hai kú: ® = 0,971,0
Gi¸ trÞ cña pi ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ ®-îc ghi ë b¶ng 18.
c- SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu chØ thÞ:
+ §èi víi ®éng c¬ bèn kú:
g
p
M p T
g
KWh
i
v
i o
423 100
3
1
+ §èi víi ®éng c¬ hai kú vµ ®éng c¬ t¨ng ¸p:
g
p
M p T
g
KWh
i
k v
i k
423 103
1
Kho¶ng thay ®æi cña gi ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 18.
d- HiÖu suÊt chØ thÞ.
i
T iQ g
3600
Trong ®ã: QT ®-îc tÝnh b»ng [KJ/kgnl ] vµ gi [kg/KWh ].
Kho¶ng thay ®æi cña i ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ ghi trong b¶ng 18.
56. 56
Kho¶ng thay ®æi cña pi, p'i, i ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬. B¶ng 18
Lo¹i ®éng c¬ p'i [MN/m2
] p'i [MN/m2
] g [g/KWh] i [%]
X¨ng bèn kú 0,751,2 0,71,1 230340 2540
Diesel bèn kú 0,701,0 0,60,9 170200 4350
Diesel hai kú 0,81,2 0,701.0 180220 4048
3.2. C¸c th«ng sè cã Ých.
C¸c th«ng cã Ých lµ nh÷ng th«ng sè ®Æc tr-ng cho sù lµm viÖc cña ®éng
c¬. §Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®ã, ta sö dông kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè
chØ thÞ ë môc trªn vµ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña ¸p suÊt tæn hao c¬ khÝ trung b×nh pc¬.
¸p suÊt tæn hao c¬ khÝ trung b×nh lµ ¸p suÊt gi¶ ®Þnh, kh«ng ®æi, t¸c
®éng lªn pÝt t«ng trong mét hµnh tr×nh vµ g©y ra c«ng tæn hao b»ng c«ng
tæn hao cña trao ®«Ø khÝ, dÉn ®éng c¸c c¬ cÊu phô, tæn hao do ma s¸t ë c¸c bÒ
mÆt c«ng t¸c (vµ quÐt khÝ ®èi víi ®éng c¬ hai kú).
Thø tù tÝnh to¸n c¸c th«ng sè cã Ých nh- sau:
+ ¸p suÊt tæn hao c¬ khÝ trung b×nh pc¬ ®-îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c c«ng
thøc kinh nghiÖm theo vËn tèc trung b×nh cña pÝt t«ng CTB [m/s] vµ c¸c th«ng
sè kh¸c cña ®éng c¬ (b¶ng 19).
+ ¸p suÊt cã Ých trung b×nh:
pe = pi -pc¬ [MPa]
+ HiÖu suÊt c¬ khÝ:
c¬
p
p
e
i
Gi¸ trÞ thùc nghiÖm cña c¬ ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ n»m trong c¸c
kho¶ng sau:
§éng c¬ x¨ng bèn kú: c¬ = 0,700,82;
§éng c¬ diesel bèn kú: c¬ = 0,700,80;
57. 57
§éng c¬ diesel hai kú: c¬ = 0,660,75.
X¸c ®Þnh ¸p suÊt c¬ khÝ trung b×nh [MPa] B¶ng 19
Lo¹i déng c¬ vµ th«ng sè kÌm theo C«ng thøc tÝnh pc¬
§éng c¬ x¨ng víi i < 6 vµ
S
D
> 1 khi më hÕt b-ím ga 0,05 + 0,0155 CTB
§éng c¬ x¨ng víi i=8 vµ
S
D
< 1 khi më hÕt b-ím ga 0,04 + 0,0135 CTB
§éng c¬ diesel bèn kú i=4 vµ i=6, D=90120 mm,
buång ch¸y kh«ng ph©n chia
0,09 + 0,012 CTB
§éng c¬ diesel bèn kú vµ hai kú víi i=12, D 150 mm. 0,03 + 0,012 CTB
§éng c¬ diesel bèn kú víi i=6, D=90120 mm, buång
ch¸y xo¸y lèc
0,09 + 0,0138 CTB
§éng c¬ diesel bèn kú víi buång ch¸y ph©n chia 0,015+ 0,0156 CTB
Gi¸ trÞ cña c¬ ®èi víi mét sè ®éng c¬ ®-îc ghi ë b¶ng 20.
Gi¸ trÞ cña c¬ ë mét sè ®éng c¬. B¶ng 20.
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cñac¬ KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cñac¬
M-20 0,72 Ä -54 0,720,73
A3-51 0,75 KÄM-46 0,75
ÇÈÑ-120 0,73 KÄM-50 0,75
ÇÈÑ-110 0,75 B-2 vµ Ä-6 0,80
ÇÈM 0,72 ßÀÇ-204, 206 0,690,71
Ä-35 0,690,72 ßÀÇ-204B, 206B 0,690,71
¸p suÊt cã Ých trung b×nh pe cßn ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
p p
MN
m
e i co
. 2
58. 58
Gi¸ trÞ cña pe ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 21 vµ ®èi
víi mét sè kiÓu ®éng c¬ ghi ë b¶ng 22.
Gi¸ trÞ cña pe, ge vµ e cña c¸c lo¹i ®«ng c¬. B¶ng 21
Lo¹i ®éng c¬ pe [MPa] ge [g/KWh] e (%)
§éng c¬ x¨ng 0,550,75 285380 2028
§éng c¬ diesel bèn kú 0,50,7 220285 2938
§éng c¬ diesel hai kú 0,530,66 220285 2738
Gi¸ trÞ pe cña mét sè kiÓu ®éng c¬. B¶ng 22
KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cñac¬ KiÓu ®éng c¬ Gi¸ trÞ cñac¬
M3MA 0,520,56 Ä-35 0,5750,585
M-21 0,590,64 Ä-54 0,500,51
A3-51 0,620,64 KÄM-46 0,6150,625
ÇÈÑ-120 0,550,57 KÄM-50 0,620,63
ÇÈÑ-121 0,570,59 Ä-6 vµ B-2 0,670,68
ÇÈÑ-110 vµ
M3MA-403
0,590,61 ßÀÇ-204 vµ ßÀÇ-
206
0,530,54
ÇÈM 0,670,69 ßÀÇ-204B vµ
ßÀÇ-206B
0,600,62
SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých:
g
g g
KWh
e
i
co
Gi¸ trÞ cña ge ë chÕ ®é c«ng suÊt lín nhÊt (®èi víi ®éng c¬ x¨ng) vµ c«ng
suÊt ®Þnh møc (®èi víi ®éng c¬ diesel) ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 21.
- HiÖu suÊt cã Ých:
e = i c¬
Gi¸ trÞ cña e ®èi víi c¸c lo¹i ®éng c¬ ®-îc giíi thiÖu ë b¶ng 21.
- C«ng suÊt cã Ých cña ®éng c¬ ë sè vßng quay tÝnh to¸n:
59. 59
N
P V i n
e
e h
30
[KW]
§¬n vÞ tÝnh cña c¸c th«ng sè trong biÓu thøc trªn nh- sau:
p :
MN
m
; V : dm ; n:
v
ph
; 4e 2 h
3
®èi víi ®éng c¬ bèn kú vµ = 2 ®èi
víi ®éng c¬ hai kú.
- M« men xo¾n cã Ých cña ®éng c¬ ë sè vßng quay tÝnh to¸n :
M
3.10 N
.n
e
4
e
[Nm]
Trong ®ã: Ne ®-îc tÝnh b»ng [KW] vµ n:
v
ph
KÕt qña tÝnh Ne hoÆc Me ph¶i ®-îc so s¸nh víi gi¸ trÞ cho tr-íc cña
®éng c¬ kiÓm nghiÖm. NÕu sai sè qu¸ 3% th× cÇn xem xÐt l¹i viÖc chän c¸c
th«ng sè vµ møc ®é chÝnh x¸c cña viÖc tÝnh to¸n tõng th«ng sè ®Ó kh¾c phôc
sai sãt hoÆc rót ra nh÷ng kÕt luËn cÇn thiÕt.
3.3. X¸c ®Þnh c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n cña ®éng c¬.
Khi thiÕt kÕ ®éng c¬ míi, ta cã thÓ dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh to¸n chu tr×nh
c«ng t¸c ®Ó x¸c ®Þnh c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n cña ®éng c¬ nh- ®-êng kÝnh xy
lanh D vµ hµnh tr×nh cña pÝt t«ng S.
C¸c kÝch th-íc ®ã ®-îc x¸c ®Þnh theo thø tù sau:
- ThÓ tÝch c«ng t¸c cña xy lanh;
V
30 N
p i n
h
e
e
[dm3
]
Trong ®ã thø nguyªn cña c¸c th«ng sè nh- sau: p
MN
m
; N KW ; n
v
ph
e 2 e
- §-êng kÝnh xy lanh D ®-îc tÝnh theo mét trong hai ph-¬ng ph¸p sau:
NÕu ®· chän tr-íc tû sè a
S
D
th× D vµ S ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
3
4
D
a
Vh
[dm];
60. 60
NÕu ®· chän tr-íc tèc ®é trung b×nh cña pÝt t«ng CTB [m/s] th× D ®-îc
x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
D
V . n
75 .C
h
TB
[dm];
S
C
n
TB
300
[dm] hay S
C
n
TB
30
[m]
Trong c¸c biÓu thøc trªn CTB ®-îc tÝnh b»ng [m/s].
3.4. Dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ cña chu tr×nh c«ng t¸c.
a- Kh¸i qu¸t:
§å thÞ c«ng chØ thÞ lµ ®å thÞ biÓu diÔn c¸c qu¸ tr×nh cña chu tr×nh c«ng
t¸c x¶y ra trong xy lanh ®éng c¬ trªn hÖ to¹ ®é p-V. ViÖc dùng ®å thÞ ®-îc
chia lµm hai b-íc: dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt vµ hiÖu chØnh ®å thÞ ®ã
®Ó ®-îc ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ.
§å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt ®-îc dùng theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n chu
tr×nh c«ng t¸c khi ch-a xÐt c¸c yÕu tè ¶nh h-ëng cña mét sè qu¸ tr×nh lµm
viÖc thùc tÕ trong ®éng c¬.
§å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ lµ ®å thÞ ®· kÓ ®Õn c¸c yÕu tè ¶nh h-ëng
kh¸c nhau nh- gãc ®¸nh löa sím hoÆc gãc phun sím nhiªn liÖu, gãc më sím
vµ ®ãng muén c¸c xu p¸p còng nh- sù thay ®æi thÓ tÝch khi ch¸y.
b- Dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt
* §èi víi ®éng c¬ diesel bèn kú:
ë ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt, ta thay chu tr×nh thùc tÕ b»ng chu tr×nh
kÝn a-c-y-z-b-a (h×nh 1). Trong ®ã qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu ®-îc thay b»ng
qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt ®¼ng tÝch c-y vµ cÊp nhiÖt ®¼ng ¸p y-z, qu¸ tr×nh trao ®æi
khÝ ®-îc thay b»ng qu¸ tr×nh rót nhiÖt ®¼ng tÝch b-a. Thø tù tiÕn hµnh dùng
®å thÞ nh- sau:
- Thèng kª gi¸ trÞ cña c¸c th«ng sè ®· tÝnh ë c¸c qu¸ tr×nh nh- ¸p suÊt
khÝ thÓ ë c¸c ®iÓm ®Æc tr-ng pa, pc, pz, pb, chØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh n1,
61. 61
chØ sè d·n në ®a biÕn trung b×nh n2, tû sè nÐn , thÓ tÝch c«ng t¸c Vh, thÓ tÝch
buång ch¸y Vc vµ tû sè d·n në sím .
- Dùng hÖ to¹ ®é p-V víi gèc to¹ ®é 0 trªn giÊy kÎ ly (h×nh 1) vµ theo
mét tû lÖ xÝch ®-îc chän tr-íc cña thÓ tÝch vµ ¸p suÊt, ta x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm
a, (pa, Va), c (pc, Vc), y (py, Vc), z (pz, Vz) vµ b (pb, Va) trªn hÖ to¹ ®é ®ã.
Gi¸ trÞ cña Vc ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc V
V
c
h
1
vµ Vz theo biÓu
thøc Vz = .Vc.
Khi dùng ®å thÞ, ta cÇn chän c¸c tû lÖ xÝch phï hîp ®Ó ®å thÞ ®-îc c©n
®èi tèt nhÊt lµ nªn x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm "biªn" y vµ a sao cho chiÒu cao ®å thÞ
1,5 lÇn chiÒu ngang ®å thÞ.
- Nèi c¸c ®iÓm c vµ y, y vµ z, b vµ a b»ng c¸c ®o¹n th¼ng, ta ®-îc c¸c
®-êng biÓu diÔn qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt vµ rót nhiÖt. C«ng viÖc tiÕp theo lµ
dùng c¸c ®-êng nÐn ®a biÕn a-c vµ d·n në ®a biÕn z-b. §Ó dùng c¸c ®-êng
Êy, ta cã thÓ dïng ph-¬ng ph¸p lËp b¶ng hoÆc ph-¬ng ph¸p h×nh häc cña
Brauª. Nh×n chung, c¸c ph-¬ng ph¸p Êy cho kÕt qu¶ t-¬ng ®-¬ng nhau. §Ó
tiÖn tham kh¶o, ë ®©y tr×nh bµy c¶ hai ph-¬ng ph¸p:
Ph-¬ng ph¸p lËp b¶ng dùa vµo ph-¬ng tr×nh cña qu¸ tr×nh nÐn vµ d·n
në ®a biÕn.
Víi qu¸ tr×nh nÐn ®a biÕn, ta cã:
p V p Vn n
n
a a
n1 1
Víi qu¸ tr×nh d·n në ®a biÕn, t a cã:
p V p Vd d
n
b a
n2 2
Trong ®ã: pn, pd, Vn vµ Vd lµ c¸c gi¸ trÞ biÕn thiªn cña ¸p suÊt vµ thÓ
tÝch trªn ®-êng nÐn vµ d·n në. Ta cã thÓ ®-a c¸c ph-¬ng tr×nh trªn vÒ d¹ng:
p p en a
n
1
1
vµ p p ed b
n
2
2
Trong ®ã:
e
V
V
a
n
1 vµ e
V
V
a
d
2 lµ nh÷ng tû sè biÕn thiªn (tû sè nÐn tøc thêi).
62. 62
NÕu chän tr-íc c¸c gi¸ trÞ cña e1 (biÕn thiªn trong giíi h¹n 1) vµ e2
(biªn thiªn trong giíi h¹n 1), ta cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c cÆp gi¸ trÞ (pn, Vn) vµ
(pd, Vd) t-¬ng øng. Mçi cÆp gi¸ trÞ Êy cho mét ®iÓm t-¬ng øng trªn ®å thÞ p -
V. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®-îc thèng kª trong b¶ng 23. §-a kÕt qu¶ tÝnh to¸n
®-îc lªn ®å thÞ vµ nèi c¸c ®Óm cña cïng qu¸ tr×nh b»ng mét ®-êng liÒn nÐt,
ta cã ®å thÞ cÇn dùng. Sè ®iÓm ®-îc chän cµng nhiÒu th× ®å thÞ cµng chÝnh
x¸c. Tuy nhiªn kh«ng nªn chän sè ®iÓm qu¸ nhiÒu v× khèi l-îng tÝnh to¸n sÏ
t¨ng vµ ®å thÞ bÞ rèi.
§Ó viÖc x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm øng víi tû sè nÐn trung gian e1 (còng nh- e2)
trªn trôc hoµnh ®-îc dÔ dµng, ta nªn chän Vc + V V
D s
h c
'
2
4
cã nh÷ng trÞ
sè t-¬ng øng víi sè « ly nguyªn (s- chuyÓn vÞ t-¬ng øng cña pÝt t«ng).
Nh- vËy e1 vµ e2 sÏ lµ nh÷ng sè thËp ph©n, song viÖc tÝnh en
1
1
khi c¶ e1
vµ n2 lµ nh÷ng sè thËp ph©n còng nh- viÖc tÝnh en
2
2
khi c¶ e2 vµ n2 lµ nh÷ng
sè thËp ph©n th× l¹i qu¸ ®¬n gi¶n khi dïng m¸y tÝnh kü thuËt.
X¸c ®Þnh c¸c ®iÓm trªn ®-êng nÐn vµ d·n në ®a biÕn. B¶ng 23
Thø tù c¸c ®iÓm trªn ®-êng nÐn e1 V
V
e
n
a
1
p p en a
n
. 1
1
1 1 ... ...
2 2 ... ...
3 3
... ...
... ...
...
Thø tù c¸c ®iÓm trªn ®-êng
d·n në
e2 V
V
e
d
a
2
p p ed b
n
. 2
2
1 1 ... ...
2 2 ... ...
3 3
... ...
...
63. 63
H×nh 1. §å thÞ c«ng chØ thÞ cña
®éng c¬ diesel bèn kú
Ph-¬ng ph¸p h×nh häc cña Brauª ®-îc tiÕn hµnh nh- sau (h×nh 2).
H×nh 2. Dùng c¸c ®-êng nÐn vµ
d·n në ®a biÕn b»ng ph-¬ng
ph¸p ®å thÞ Brauª.
64. 64
Tõ gèc to¹ ®é 0 cña hÖ to¹ ®é p - V, kÎ tia Ox vÒ phÝa d-íi vµ t¹o víi
trôc hoµnh mét gãc nhän bÊt kú.
Gi¸ trÞ cña th-êng ®-îc chän theo gi¸ trÞ cña n1 vµ n2. NÕu c¸c gi¸ trÞ
Êy n»m trong kho¶ng 1,01,3 th× tg = 0,2 vµ nÕu chóng n»m trong kho¶ng
1,21,45 th× chän tg = 0,25.
- Còng tõ gèc to¹ ®é 0 ta kÎ vÒ bªn tr¸i trôc tung c¸c tia 0y vµ 0z t¹o
víi trôc tung c¸c gãc t-¬ng øng 1 vµ 2. Trong ®ã gãc 1dïng ®Ó dùng ®-êng
nÐn ®a biÕn vµ 2- d·n në ®a biÕn. Gi¸ trÞ cña chóng ®-îc x¸c ®Þnh theo c¸c
quan hÖ sau:
tg1 = tg
n
1 1
-1
tg 2 = tg
n
1 2
-1
- Dùng c¸c ®-êng nÐn vµ d·n në ®a biÕn xuÊt ph¸t tõ ®iÓm ®Çu hoÆc
®iÓm cuèi cña tõng qu¸ tr×nh Êy. Sau ®©y ta xÐt thÝ dô th«ng qua c¸ch dùng
®-êng nÐn ®a biÕn xuÊt ph¸t tõ ®iÓm c.
Tõ c kÎ ®-êng vu«ng gãc víi trôc hoµnh c¾t tia 0x t¹i A vµ ®-êng vu«ng
gãc víi trôc tung vµ c¾t trôc tung t¹i K. Tõ A kÎ tia Am t¹o víi trôc hoµnh
mét gãc 450
vµ c¾t trôc hoµnh t¹i m. Tõ K kÎ tia KP t¹o víi trôc tung mét
gãc 450
vµ c¾t tia Oy t¹i P. Tõ m kÎ ®-êng song song víi trôc tung vµ tõ P kÎ
®-êng song song víi trôc hoµnh. Giao ®iÓm 1 cña chóng lµ ®iÓm n»m trªn
®-êng nÐn ®a biÕn. XuÊt ph¸t tõ ®iÓm 1 ta t×m c¸c ®iÓm kh¸c nh- 2, 3, v.v...
còng theo c¸ch dùng t-¬ng tù nh- trªn. C¸ch dùng ®-êng d·n në ®a biÕn
còng tiÕn hµnh t-¬ng tù nh- ®èi víi ®-êng nÐn ®a biÕn. Nèi c¸c ®iÓm t-¬ng
øng cña cïng qu¸ tr×nh b»ng mét ®-êng liÒn nÐt, ta cã ®å thÞ muèn dùng.
§Ó tr¸nh sai sè tÝch lòy, ta nªn b¾t ®Çu dùng ®ång thêi tõ c¸c ®iÓm ®Çu
vµ ®iÓm cuèi cña mçi qu¸ tr×nh råi khíp khÐp kÝn ë khu vùc gi÷a ®-êng cong
cña qu¸ tr×nh.
* §èi víi ®éng c¬ x¨ng bèn kú:
Ph-¬ng ph¸p dùng c¸c ®-êng nÐn vµ d·n në ®a biÕn còng t-¬ng tù nh-
ë ®éng c¬ diesel bèn kú. Nh-ng ë ®éng c¬ x¨ng kh«ng cã qóa tr×nh cÊp nhiÖt
®¼ng ¸p yz nªn ®iÓm z trïng víi ®iÓm y (h×nh 3); nghÜa lµ e2 biÕn thiªn
65. 65
trong giíi h¹n 1 nh- ®èi víi e1.
* §èi víi ®éng c¬ hai kú:
PhÇn trªn cña ®å thÞ ®-îc dùng gièng nh- ë ®éng c¬ diesel bèn kú (®èi
víi ®éng c¬ x¨ng vµ diesel).
ë ®©y c¸ch dùng chØ kh¸c ë phÇn d-íi cña ®å thÞ (h×nh 4) biÓu diÔn ®å
thÞ c«ng chØ thÞ cña ®éng c¬ hai kú. C¸c ®iÓm b vµ a øng víi c¸c thêi ®iÓm b¾t
®Çu më vµ ®ãng hoµn toµn cöa quÐt. ThÓ tÝch c«ng t¸c thùc tÕ Va
'
®-îc x¸c
®Þnh theo biÓu thøc :
V V Va a h
' "
Trong ®ã: Vh
"
lµ thÓ tÝch t-¬ng øng víi tæn hao hµnh tr×nh cña pÝt t«ng.
Gi¸ trÞ cña Vh
"
®-îc suy tõ hÖ sè tæn hao hµnh tr×nh .
Khi vÏ cÇn l-u ý lµ ®o¹n th¼ng b - a song song víi trôc tung vµ øng víi
thÓ tÝch Va
'
trªn trôc hoµnh.
c- HiÖu chØnh ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt hµnh thµnh ®å thÞ c«ng chØ
thÞ thùc tÕ.
* §èi víi ®éng c¬ diesel bèn kú:
§Ó ®-îc ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ a' - c' - c" - z' - z" - b' - b" - b"’ - a'
(h×nh 1), ta g¹ch bá c¸c diÖn tÝch I, II, III, IV trong ®å thÞ lý thuyÕt.
DiÖn tÝch I xuÊt hiÖn do gãc phun sím nhiªn liÖu g©y ra. Khi ®ã mét
phÇn nhiªn liÖu ®-îc ch¸y tr-íc trªn ®-êng nÐn nªn ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh
nÐn thùc tÕ pc
'
cao h¬n ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn thuÇn tuý pc.
§iÓm c' n»m trªn ®-êng nÐn thuÇn tuý. VÞ trÝ cña nã ®-îc x¸c ®Þnh bëi
gãc phun sím nhiªn liÖu vµ ®-îc dùng theo vßng trßn BrÝch.
§iÓm c" ®-îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch l-în ®Òu tõ ®iÓm c' cho ®Õn khi c¾t
trôc tung øng víi thÓ tÝch Vc.
DiÖn tÝch II tån t¹i lµ do qu¸ tr×nh ch¸y diÔn ra víi thÓ tÝch lu«n lu«n
thay ®æi. Qu¸ tr×nh ch¸y thùc tÕ diÔn ra kh«ng theo lý thuyÕt vµ theo ®-êng
cong c' - c" - z' - z". ë ®éng c¬ diesel, ¸p suÊt lín nhÊt pz
'
®¹t gi¸ trÞ cña pz, v×
trong qu¸ tr×nh ch¸y th× nhiªn liÖu vÉn ®-îc phun tiÕp vµo xi lanh ®éng c¬.
66. 66
H×nh 3. §å thÞ c«ng chØ thÞ cña
®éng c¬ x¨ng bèn kú
H×nh 4. §å thÞ c«ng chØ thÞ cña
®éng c¬ hai kú
67. 67
Khi vÏ ®å thÞ, ta lÊy ®iÓm z' ë gi÷a ®o¹n th¼ng yz, cßn ®iÓm z" ®-îc
chän trªn ®-êng d·n në sao cho ®-êng cong z' z" b" kh«ng bÞ g·y khóc ë
®iÓm z".
DiÖn tÝch III biÓu diÔn tæn hao cña c«ng d·n në do xu p¸p th¶i më sím.
Khi ®ã ¸p suÊt trong xi lanh gi¶m nhanh vµ qu¸ tr×nh d·n në diÔn ra theo
®-êng cong thùc tÕ. Thêi ®iÓm b¾t ®Çu më xu p¸p th¶i ®-îc chän sao cho
diÖn tÝch III kh«ng lín mµ vÉn b¶o ®¶m th¶i s¹ch s¶n vËt ch¸y vµ tæn hao Ýt
c«ng cho qu¸ tr×nh th¶i chÝnh. §èi víi ®éng c¬ ®-îc kiÓm nghiÖm, gi¸ trÞ cña
gãc më sím xu p¸p th¶i ®· ®-îc cho tr-íc vµ vÞ trÝ cña ®iÓm b' trªn ®-êng
d·n në ®-îc x¸c ®Þnh theo vßng trßn BrÝch.
DiÖn tÝch IV biÓu diÔn mét phÇn cña c«ng tæn hao cho qu¸ tr×nh trao
®æi khÝ. PhÇn cßn l¹i cña c«ng tæn hao cho qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ (giíi h¹n
bëi diÖn tÝch a'raa' ®· ®-îc kÓ ®Õn khi xÐt hiÖu suÊt c¬ khÝ c¬. Do ®ã khi tÝnh
to¸n c«ng cña chu tr×nh thùc tÕ ta kh«ng xÐt ®Õn n÷a. Tuy nhiªn, ®Ó tÝnh
to¸n ®éng lùc häc, ta vÉn ph¶i dùng ®-êng n¹p r-a vµ th¶i b"-r. Thø tù dùng
c¸c ®-êng ®ã nh- sau:
Dùng ®iÓm b" ë gi÷a ®o¹n th¼ng a-b. Tõ a vµ r, kÎ c¸c ®-êng song song
víi trôc hoµnh. Chän ®iÓm b"’ trªn ®-êng th¶i c-ìng bøc sao cho ®-êng cong
kh«ng bÞ gÊp khóc. Dùng ®iÓm r" theo gãc ®ãng muén cña xu p¸p th¶i nhê
vßng trßn BrÝch. VÏ ®-êng cong l-în ®Òu tõ r" lªn r vµ ®-êng cong l-în ®Òu
qua c¸c ®iÓm b', b", b"’ sao cho c¸c ®-êng cong Êy kh«ng bÞ g·y khóc.
* §èi víi ®éng c¬ x¨ng bèn kú.
§Ó dùng ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ a' - c' - c" - z' - b' - b" - b”’ - a', ta g¹ch
bá c¸c diÖn tÝch I, II, III vµ IV trong ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt (h×nh 3).
DiÖn tÝch I do viÖc ®¸nh löa sím ë ®iÓm c' g©y ra. Khi ®ã mét phÇn hçn
hîp bÞ ch¸y sím nªn ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn thùc tÕ pc
"
(øng víi ®iÓm c")
lín h¬n ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn thuÇn tuý pc (øng víi ®iÓm c). §iÓm c'
®-îc x¸c ®Þnh theo gãc ®¸nh löa sím vµ nhê vßng trßn BrÝch. §iÓm c" ®-îc
x¸c ®Þnh theo quan hÖ sau:
pc
"
= ( 1,15 1,25) pc [MPa]
68. 68
DiÖn tÝch III xuÊt hiÖn do qu¸ tr×nh ch¸y x¶y ra víi thÓ tÝch t¨ng dÇn
trong khi l-îng hçn hîp ch¸y vµ tèc ®é to¶ nhiÖt cña ph¶n øng ch¸y gi¶m
dÇn. KÕt qu¶ lµ ¸p suÊt trong xi lanh ®éng c¬ thay ®æi tõ tõ theo mét ®-êng
cong liªn tôc vµ gi¸ trÞ cña ¸p suÊt lín nhÊt pz
'
nhá h¬n gi¸ trÞ pz ë chu tr×nh
lý thuyÕt. Gi¸ trÞ cña pz
'
®-îc x¸c ®Þnh trong kho¶ng sau:
pz
'
= (0,85 0,90) pz [MPa]
C¸c diÖn tÝch cña phÇn d-íi ®å thÞ còng ®-îc hiÖu chØnh t-¬ng tù nh- ë
®éng c¬ diesel bèn kú.
* §èi víi ®éng c¬ hai kú:
PhÇn trªn cña ®å thÞ ®-îc hiÖu chØnh nh- ®èi víi ®éng c¬ bèn kú. PhÇn
d-íi ®-îc hiÖu chØnh theo ®Æc ®iÓm riªng cña ®éng c¬ hai kú. §å thÞ ®-îc
hiÖu chØnh th«ng qua thÝ dô ®èi víi ®éng c¬ hai kú cã qu¸ tr×nh th¶i s¶n vËt
ch¸y qua xu p¸p (h×nh 4). ¸p suÊt trong xi lanh ®éng c¬ gi¶m theo ®-êng
cong b'- b" - r tõ khi më xu p¸p th¶i (®iÓm b') cho ®Õn khi pÝt t«ng xuèng ®Õn
§CD (®iÓm r). Sau ®ã ¸p suÊt khÝ quÐt vÉn gi÷ mét gi¸ trÞ kh«ng ®æi cho ®Õn
khi cöa quÐt ®ãng (®iÓm a).
§å thÞ ®-îc hiÖu chØnh b»ng c¸ch g¹ch bá diÖn tÝch I vµ bæ sung diÖn
tÝch II. Trong ®ã diÖn tÝch I lµ c«ng tæn hao do më sím xu p¸p th¶i, diÖn tÝch
II biÓu diÔn c«ng d·n në cña khÝ quÐt vµ khÝ th¶i. §iÓm b' øng víi thêi ®iÓm
b¾t ®Çu më xu p¸p th¶i, ®iÓm b" ®-îc lÊy ë gi÷a ®o¹n th¼ng b-a. §-êng cong
b'- b"- r ®-îc l-în ®Òu nh- h×nh vÏ vµ ®o¹n r-a song song víi trôc hoµnh øng
víi ¸p suÊt pr.
§.4. Dùng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬.
4.1. Kh¸i qu¸t
§Æc tÝnh ngoµi lµ ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña c¸c chØ tiªu nh-
c«ng suÊt cã Ých Ne, m« men xo¾n cã Ých Me, l-îng tiªu hao nhiªn liÖu trong
mét giê Gnl vµ suÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých ge vµo sè vßng quay cña trôc
khuûu n [v/ph] khi thanh r¨ng b¬m cao ¸p ch¹m vµo vÝt h¹n chÕ (®èi víi
®éng c¬ diesel) hoÆc b-ím ga më hoµn toµn (®èi víi ®éng c¬ x¨ng).
69. 69
§å thÞ nµy ®-îc dïng ®Ó ®¸nh gi¸ sù thay ®æi c¸c chØ tiªu chÝnh cña
®éng c¬ khi sè vßng quay thay ®æi vµ chän sè vßng quay sö dông mét c¸ch
hîp lý khi khai th¸c.
§Æc tÝnh ngoµi ®-îc dùng b»ng c¸c ph-¬ng ph¸p nh- thùc nghiÖm,
c«ng thøc kinh nghiÖm hoÆc b»ng viÖc ph©n tÝch lý thuyÕt. ë ®©y giíi thiÖu
ph-¬ng ph¸p dùng b»ng c¸c c«ng thøc kinh nghiÖm cña Kh¬-l--stèp L©y-
®Ðc-man. D¹ng ®-êng ®Æc tÝnh phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh-
kiÓu ®éng c¬, ph-¬ng ph¸p t¹o hçn hîp, v.v... nªn ta xÐt riªng ®èi víi tõng
tr-êng hîp cô thÓ.
4.2. Thø tù dùng c¸c ®-êng ®Æc tÝnh.
a- §èi víi ®éng c¬ x¨ng:
§Ó dùng ®-êng ®Æc tÝnh, ta chän tr-íc mét sè gi¸ trÞ trung gian cña sè
vßng quay n trong giíi h¹n gi÷a nmin vµ nmax råi tÝnh c¸c gi¸ trÞ biÕn thiªn
t-¬ng øng cña Ne, Me, Gnl, ge theo c¸c biÓu thøc sau:
N N
n
n
n
n
n
ne e max
N N
2
N
3
[KW]
M M 1
n
n
n
n
e e
N
N N
2
[Nm]
g g 1,2
n
n
0,8
n
n
e e
N
N N
2
g
KWh
Trong ®ã:
Nemax lµ c«ng suÊt cã Ých lín nhÊt tÝnh ®-îc, [KW];
nN:sè vßng quay øng víi c«ng suÊt lín nhÊt, [v/ph];
Me
N
: m« men xo¾n cã Ých øng víi sè vßng quay nN, [Nm];
ge
N
: suÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých øng víi sè vßng quay nN,
g
KWh
Ne, Me, ge: lµ c¸c gi¸ trÞ biÕn thiªn cña c«ng suÊt, m« men xo¾n vµ suÊt
