Bài tập lớn môn Nguyên lý động cơ đốt trong

 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
 KHOA CƠ KHÍ
 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
 BÀI TẬP LỚN
NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Cao Văn
 Sinh viên thực hiện : Lưu văn Hoàng
 Mã sinh viên : 151300660
 Lớp : Cơ khí giao thông công chính 1-K56
 Đề số : 09 – Động cơ xăng 1RZ
 HÀ NỘI - 2017 BÀI TẬP LỚN MÔN
 NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Cao Văn
 Đề số : 09 - Động cơ xăng 1RZ
 Họ và Tên sinh viên : Lưu văn Hoàng
 Mã sinh viên : 151300660
 Lớp : Cơ khí giao thông công chính 1- K56
STT Phân loại Thông số
1 Loại động cơ Xăng
2 Kiểu động cơ 1RZ
3 Đường kính xy lanh 86 (mm)
4 Hành trình piston 86 (mm)
5 Lắp trên xe Toyota Hiace
6 Dung tích xylanh 1,998 (lít)
7 Tỷ số nén 09
8 Số kỳ 09
9 Nemax/ne 100,6/5400
10 Nemax/nm 16,5/2600 Chương I : Nhiệm vụ tính toán
 1, Nhiệm vụ
 + Tính toán thiết kế động cơ.
 + Tính toán kiểm nghiệm động cơ ( bôi trơn, làm mát ) hệ 
 thống phối khí.
 2, Lựa chọn chế độ tính toán
 - Nhận xét : Để xây dựng đặc tính ngoài của động cơ ở chế 
 độ “ Toàn tải ” người ta tính toán nhiệt động cơ ở 3 chế 
 độ :
 nmin = 0,2.5400 = 1080 (v/ph)
 nM = 0,6.5400 = 3240 (v/ph)
 ne = 5400 (v/ph)
CHƯƠNG II : Tính nhiên liệu và hỗn hợp sản phẩm cháy
1, Chọn nhiên liệu và thành phần nhiên liệu.
 C H O Hu
 Xăng 85 (%) 15(%) 10400 ( kcal/kg)
2,Chọn hệ số dư không khí α 
 - Với động cơ xăng : α = 0.9
3, Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg 
nhiên liệu xăng. 1 8
 L = ( g + 8g )
 0 0.23 3 c h
 1 8
 = ( .0,85 + 8.0,15 ) =15 (kg)
 0.23 3
4,Lượng không khí thục tế đốt cháy 1kg nhiên liệu.
 L = αL0 = 0,9.15=13,5 (kg)
5,Thành phần sản phẩm cháy của động cơ xăng . 
 11 11
 G = [g (2α-1 ) + 6g (α -1 )] = [0,85 (1,8 -1 ) + 6.0,15( 0,9-
 co2 3 c h 3
1)
 = 2,15 (kg)
 7 7
 G = [ 2(1- α)(g +3g )] = [2(1-0,9)(0,85 +3.0,15)] = 0,6 (kg)
 co 3 c h 3
 Gh2O = 9gh =9.0,15 =1,35 (kg)
 GN2 =0,77.αL0 =0,77.0,9.0,15 = 10,4 (kg)
 Kiểm tra lại :∑ = αL0 +1 =13,5 + 1 = 14,5(kg) =Gspc
 Gspc =Gco2 + Gco + Gh2O + GN2 = 2,15 + 0,6 + 1,35 + 10,4 =14,5 (kg)
6, Phần tram khối lượng sản phẩm cháy 
 푖 2,15 1,35
 gi = 푠 . Ta có : gco2 = 14,5 = 0,148 , gh2O = 14,5 = 0,093
 0,6 10,4
 gco = 14,5 = 0,041 , gN2 =14,5 = 0,78
 ∑ 푖 = gco2 + gco + gh2o + gN2 =0,148 + 0,041 + 0,093 + 0,78 =1
7, Hằng số khí nạp trước lúc cháy Rhht =gkk.Rkk – gxăng.Rxăng 
 αLo 13,5 1 1
 Ta có : gkk = 2Lo 1 = 14,5 ; gxăng =2퐿표 1 = 14,5;
 Rkk =29,27 kGm/kg.độ ; Rxăng =8,5 kGm/kg.độ
 13,7 1
 Rhht =14,5.29,27 + 14,5.8,5 = 27,838 kGm/kg.độ
8, Hằng số khí của sản phẩm cháy Rspc :
Rspc =∑( 푖,푅푖) ; Rco2 =19,3 kGm/kg.độ ; Rco =30,3 kGm/kg.độ
 Rh2o =47,1 kGm/kg.độ ; RN2 =30,3 kGm/kg.độ ; 
 Ro2 =26,5 kGm/kg.độ . 
 Ta có : R spc = 0,148.19,3 +0,041.30,3 + 0,093.47,1 + 0,718.30,3
 = 30,23 kGm/kg.độ
9, Hệ số biến đổi phần tử lý thuyết
 푅푠 30,2
 β = 
 푅ℎℎ푡 = 27,8 = 1,084 
10, Nhiệt dung riêng của sản phẩm cháy
 a, Trước lúc cháy Cvhht =gkk .Cvkk + gxăng.Cvxăng 
 Ta có : Cvkk = 0,165 + 0,000017Tc (kcal/kg.độ ) ; 
 Cvxăng = 0,35(kcal/kg.độ) ;
 13,5 1
 Cv = ) +
 hht 14,5(0,165 + 0,000017 c 14,5.0,35 0,35
 = 0,93.(0,165 + 0,000017Tc ) + 14,5
 = 0,178 + 0,000017Tc
 b, Sau lúc cháy : Cvspc =∑( 푖, 푣)
 Cvco2 = 0,186 + 0,000028 Tz
 Cvco = 0,171 + 0,000018 Tz
 Cvo2 = 0,15 + 0,000016 Tz
 Cvh2o = 0,317 + 0,000067 Tz
 Cvh2 = 0,169 + 0,0000017 Tz
 Tính : Cvspc = ∑( 푖, 푣) 
=0,148(0,186+0,000028Tz)+ 0,041(0,171+0,000018Tz ) +0,093(0,317 
 -5
+ 0,000067Tz) + 0,718( 0,169 + 0,000017Tz ) = 0,185 + 23.10 Tz 
 CHƯƠNG III: QUÁ TRÌNH NẠP
1, Xác định áp suất trung bình cuối quá trình nạp
 Công thức gần đúng của của giáo sư Leenin J.M : 
 3,5
 2 '2 2 
 n Vh 1   
 P P 1 . .
 a 0 6 2 2 
 520.10 f tb   1 
 Trong đó : n : Là tốc độ quay tại chế độ tính toán ( đơn vị vòng/phút )
 3
 Vh : Là thể tích công tác của một xylanh ( đơn vị là m ).
 2
 P0 : Là áp suất khí quyển ( đơn vị kg/m )
 ftb : Là tiết diện lưu thông cần thiết .Nó đc tính bằng công thức
 2
 ftb = fe.(ne /1000) .đơn vị là [cm /lít]
 2
 + Với động cơ xăng : fe =2,5 ÷ 3,0 (cm /lít.1000v/phút)
  : Là hệ số tổn thất đường ống nạp . ( =0,65 ÷ 0,85 ).
 • Đối với động cơ xăng ta chọn như sau :
 -4 2
 fe =2,5.10 .m /lít.1000v/phút ; 휹 = 0,5 ;  = 0,65
 푛 5400
=> Ta có : f = f . 푒 = 2,5.10-4. =1,35.10-3 (m3/lít ).
 tb e 1000 1000
 ❖ Với n=n min =1080 (v/ph ) : 
 2 3,5
 10802 0,0012 1 9 0,5
 Pa= 1. 1 ― =
 520.106 (1,35.10―3)2 0,652 9 1
0,988(kg/cm2)
 ❖ Với n=n M=3240 (v/ph) :
 2 2 3,5
 32402 0.001 1 9 0,5 2
 Pa=1. 1 ― = 0,901(kg/cm )
 520.106 1,35.10―3 0,652 9 1 ❖ Với n=ne = 5400 (v/ph) :
 2 2 3,5
 10802 0,001 1 9 0,5 2
Pa =1. 1 ― = 0,740(kg/cm )
 520.106 1,35.10―3 0,652 9 1
 Tóm lại : 
 2
 • n = nmin = 1080 (v/ph) Pa = 0,988 (kg/cm )
 2
 • n = nM = 3240 (v/ph) Pa = 0,901 (kg/cm )
 2
 • n = ne = 5400(v/ph) Pa = 0,740 (kg/cm )
2, Hệ số khí sót
 푃 ΄0
 훾r = 
 (휀푃 푃 ).훽. 
 Trong đó : 
 •T’ o = To + ∆t = to + ∆t + 273
 푠 푅푠 
 • 훽 : là hệ số biến nhiệt ( 훽 = = = 1,084) 
 ℎℎ푡 푅ℎℎ푡
 •P r và Tr : là áp suất ,nhiệt độ đầu cuối quá trình 
 nạp nêu trong bảng sau :
 2
 Pr (kg/cm ) Tr(°퐾) ∆푡(°퐾) T΄o(°퐾)
 1,06 1000 30 327
 n = nmin = 1080 (v/ph)
 1,18 1100 25 322
 n = nM = 3240 (v/ph)
 1,29 1200 20 317
 n = ne = 5400 (v/ph) o Giá trị Pr được tính bằng công thức : 
 0,55푛
 P = +1 (kg/cm2).
 r 10000
Giá trị của Tr và ∆푡 cho trong bảng được quy ước từ đầu .
 Từ các giá trị trong bảng ta tìm được hệ số khí sót ứng với các giá 
 trị tương ứng như sau :
 • Với n = nmin =1080 (v/ph) :
 푃 ΄0 1,06.327
 r = = = 
 훾 (휀푃 푃 ).훽. (9.0,988 1,06).1,084.1000
 0,0408
 • Với n = nM = 3240 (v/ph) :
 푃 ΄0 1,18.322
 r = = = 
 훾 (휀푃 푃 ).훽. (9.0,901 1,18).1,084.1100
0,0459
 • Với n = ne = 5400 (v/ph) :
 푃 ΄0 1,29.317
 r = = = 
 훾 (휀푃 푃 ).훽. (9.0,740 1,29).1,084.1200
0,0585
3, Nhiệt độ cuối kỳ nạp 
 Đối với động cơ 4 kỳ không tăng áp ′ ′
 0 훾 ᴪ 0
 Ta = 
 1 훾 ᴪ
 ′
 Trong đó : 0 =t0 + ∆t + 273( °K) 
 ᴪ :là tỉ lệ nhiệt dung của khí trước và sau khí cháy .Ở động cơ 
xăng thì ᴪ =1,2
 ―1
 푃 
 ′ 
 푻풓 = Tr. (°K) 
 푃 
 với : m là chỉ số dãn nở đa biến t của khí sót từ r đến r’.
 • Khi n =nmin = 1080 (v/ph) :
 1,38―1
 0,988 1,38
 T’r =1000. = 980,81 °K 
 1,06
 327 1,2.0,0405.980,81
 Suy ra : T = = 357,30 K 
 a 1 0,0405.1,2 °
 • Khi n =nM =3240 (v/ph) : 
 1,38―1
 0,901 1,38
 T’r = 1100. = 1021,25 °K
 1,18
 322 1,2.0,0459.1021,25
 Suy ra : T = 358,50 K
 a 1 0,0459.1,2 = °
 • Khi n = ne =5400(v/ph) :