Tính toán kiểm nghiệm động cơ M - 21 ở chế độ Memax

trªn ®u«i xu p¸p. §Ó dÔ söa vµ tr¸nh hao mßn cho n¾p xi lanh ë chç l¾p xu p¸p ng­êi ta l¾p èng dÉn h­íng. èng dÉn h­íng cã d¹ng h×nh trô rçng ®­îc ®ãng Ðp vµo n¾p xi lanh ®Õn mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh. + §Õ xu p¸p h×nh èng mÆt trong ®­îc v¸t gãc theo gãc v¸t cña t¸n nÊm vµ ®­îc ®ãng trªn n¾p m¸y + Lß xo xu p¸p h×nh trô hai ®Çu ®­îc quÊn sÝt víi nhau vµ mµi ph¼ng. 2.2.2. Trôc cam Trôc cam ®­îc chÕ t¹o b»ng thÐp hîp kim thµnh phÇn c¸c bon thÊp. Trôc cam gåm 5 cæ trôc. Trªn trôc cam cã 4 cam n¹p vµ 4 cam th¶i. C¸c cam n¹p vµ c¸c cam th¶i ®­îc lµm liÒn trôc, trªn trôc cam cßn cã b¸nh lÖch t©m ®Ó dÉn ®éng b¬m x¨ng. trôc cam ®­îc dÉn ®éng tõ trôc khuûu b»ng cÆp b¸nh r¨ng riªng. B¸nh r¨ng trªn trôc cam ®­îc lµm b»ng gç phÝp cßn moay ¬ b»ng gang. Trªn b¸nh r¨ng ®ã cã hai lç ren ®Ó tiÖn th¸o l¾p. §Ó h¹n chÕ sù dÞch chuyÓn däc chôc cña trôc cam ng­êi ta dïng æ ch¾n däc trôc æ ch¾n gåm cã mÆt bÝch 2 b»ng thÐp ®­îc cè ®Þnh trªnmÆt ®Çu cña th©n m¸y b»ng bu l«ng. Mét mÆt cña mÆt bÝch 2 tiÕp xóc víi mÆt ®Çu cña cæ trôc cam, mÆt kia c¸ch mÆt ®Çu cña moay ¬ b¸nh r¨ng cam mét khe hë kho¶ng 0,1- 0,2 mm. TrÞ sè khe hë däc trôc nµy do chiÒu dµi cña vßng ch¾n 3 quyÕt ®Þnh. Vßng ch¾n 3 l¾p trªn ®Çu æ chôc cam vµ bÞ b¸nh r¨ng cam Ðp s¸t vµo mÆt ®Çu cña æ chôc cam. Trong qu¸ tr×nh söa ch÷a sau nµy ®Ó ®iÒu chØnh khe hë ®óng quy ®Þnh chØ cÇn thay ®æi chiÒu dµi cña vßng ch¾n 3. DÇu b«i tr¬n mÆt ma s¸t cña æ ch¾n ®­îc dÉn tõ cæ chôc cam tíi. Ngoµi mÆt bÝch hai cßn ®­îc b«i tr¬n b»ng dÇu vung tÐ. Trong hép b¸nh r¨ng cam trªn c¸c b¸nh r¨ng trôc khuûu vµ b¸nh r¨ng trôc cam cã hai dÊu khi l¾p r¸p ph¶i ®Ó c¸c dÊu trïng nhau ®Ó ®¶m b¶o gãc pha phèi khÝ (h×nh 5). 2.2.3. Con ®éi Con ®éi cã d¹ng h×nh trô rçng, ®Ó tr¸nh hiÖn t­îng mßn vÑt mÆt con ®éi hoÆc mÆt cam. Con ®éi ®­îc lµm b»ng thÐp. PhÇn mÆt cÇu tiÕp xóc víi cam ®­îc t«i cøng ®Ó chèng mßn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. 2.2.4. §òa ®Èy §òa ®Èy lµ mét thanh thÐp nhá h×nh trô rçng dïng ®Ó truyÒn lùc tõ con ®éi ®Õn ®ßn bÈy, hai ®Çu ®òa ®Èy hµn víi ®Çu tiÕp xóc h×nh cÇu ®Ó tiÕp xóc víi con ®éi vµ chôp trªn cß mæ. C¸c ®Çu tiÕp xóc nµy ®­îc t«i cøng ®Ó gi¶m mµi mßn. 2.2.5. Cß mæ. §ßn bÈy lµ chi tiÕt chuyÒn lùc trung gian, mét ®Çu tiÕp xóc víi ®òa ®Èy, mét ®Çu tiÕp xóc víi ®u«i xu p¸p. §Çu tiÕp xóc víi ®òa ®Èy cã vÝt ®iÒu chØnh vµ ®­îc h·m b»ng ®ai èc. §Çu tiÕp tiÕp xóc víi ®u«i xu p¸p cã mÆt tiÕp xóc ph¼ng vµ ®­îc t«i cøng ®Ó chèng mßn. MÆt ma s¸t gi÷a trôc vµ b¹c lãt Ðp trªn ®ßn bÈy ®­îc b«i tr¬n b»ng bÇu nhê chøa trong phÇn rçng cña trôc. §ßn bÈy ®­îc dËp b»ng thÕp c¸c bon trong b×nh. 2.3. HÖ thèng b«i tr¬n HÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬ M21(h×nh 6) lµ hÖ thèng b«i tr¬n b»ng dÇu cã ¸p lùc kÕt hîp víi vung tÐ dÇu. 2.3.1. NhiÖm vô cña hÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬ M21 NhiÖm vô hÖ thèng b«i tr¬n lµ b«i tr¬n tÊt c¶ c¸c bÒ mÆt ma s¸t, lµm gi¶m tæn thÊt ma s¸t, lµm m¸t æ trôc ®ång thêi tÈy röa mÆt ma s¸t. Ngoµi ra hÖ thèng b«i tr¬n cßn lµm nhiÖm vô bao kÝn gi÷a pit t«ng, xÐc m¨ng vµ thµnh xi lanh. 2.3.2. Nguyªn lÝ lµm viÖc Khi ®éng c¬ lµm viÖc, th«ng qua hÖ thèng dÉn ®éng lµm cho b¬m dÇu 1 lµm viÖc: dÇu ®­îc hót tõ c¸t te qua phao dÇu (3) dÇu ®­îc b¬m dÇu ®Èy tíi bÇu läc dÇu, bÇu läc ®­îc lµm s¹ch vµ theo c¸c ®­êng dÇu chÝnh ®i b«i tr¬n cho b¹c trôc khuûu. Trôc cam vµ mét phÇn dÇu ®­îc ®Èy lªn b«i tr¬n cho b¹c dÇu cßn mæ. Khi nhiÖt ®é dÇu v­ît qu¸ quy ®Þnh dÇu ®­îc qua kÐt m¸t dÇu 5 vµ ®­îc lµm m¸t sau ®ã trë vÒ cat te tiÕp tôc hµnh tr×nh tiÕp theo. 2.3.3. KÕt cÊu cô thÓ cña hÖ thèng HÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬ M21gåm c¸c bé phËn chÝnh nh­ sau: B¬m dÇu, bé läc dÇu, kÐt m¸t dÇu HÖ thèng b«i tr¬n 1- b¬m dÇu; 2- nót x¶ dÇu; 3- phao hót dÇu; 4- van an toµn; 5- kÐt m¸t dÇu; 6- kho¸ kÐt m¸t; 7- bé c¶m biÕn ¸p suÊt dÇu; 8-bé c¶m biÕn b¸o háng; 9- bÇu läc dÇu; 10-lç dÇu b«i tr¬n cho cÆp b¸nh r¨ng phèi khÝ. 2.3.3.1. B¬m dÇu B¬m dÇu ®éng c¬ M21lµ lo¹i b¬m dÇu dïng mét cÆp b¸nh r¨ng. KÕt cÊu cña b¬m dÇu gåm: N¾p 10 vµ vá 5 ®­îc chÕ t¹o b»ng hîp kim nh«m, gi÷a th©n vµ vá ®­îc l¾p mét tÊm ®Öm nhùa dµy. CÆp b¸nh r¨ng b¬m dÇu lµ cÆp b¸nh r¨ng th¼ng, b¸nh r¨ng chñ ®éng 6, lµm b»ng thÐp ®· ®­îc l¾p víi trôc (4) b»ng then. B¸nh r¨ng bÞ ®éng 7 còng ®­îc lµm b»ng thÐp vµ ®­îc l¾p quay tù do trªn chôc bÞ ®éng nhê b¹c. Trªn b¬m dÇu cßn ®­îc bè trÝ mét van an toµn 2. Nguyªn lÝ lµm viÖc: Khi ®éng c¬ lµm viÖc, th«ng qua hÖ thèng dÉn ®éng lµm trôc (4) vµ b¸nh r¨ng chñ ®éng 6 quay. B¸nh r¨ng bÞ ®éng 7 quay theo. DÇu ®­îc hót tõ phao dÇu vµo khoang thÊp ¸p ®­îc cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp ®Èy sang khoang cao ¸p ®i b«i tr¬n cho hÖ thèng. Khi ¸p suÊt trªn ®­êng dÇu chÝnh v­ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp, dÇu ®Èy van an toµn 2, nÐn lß so 3 l¹i, van an toµn më ra. DÇu ®­îc ch¶y vÒ ®­êng dÇu thÊp ¸p. 2.3.3.2. BÇu läc dÇu Trªn ®éng c¬ M21 n¾p bÇu läc dÇu lµ lo¹i bÇu läc thÊm. Lâi läc b»ng vßng d¹ ®­îc xÕp xen kÏ víi nhau thµnh c¸c khe hë läc. DÇu nhên cã ¸p suÊt cao ®­îc b¬m dÇu tíi thÊm qua c¸c khe hë nhá cña c¸c vßng d¹. Do ®ã c¸c t¹p chÊt cã ®­êng kÝnh h¹t lín h¬n kÝch th­íc khe hë ®Òu bÞ gi÷ l¹i kh«ng chui qua phÇn tö läc. DÇu b«i tr¬n ®­îc läc s¹ch qua c¸c r·nh ra ®­êng dÇu chÝnh ®i b«i tr¬n cho hÖ thèng. Khi c¸c phÇn tö läc hoµn toµn bÞ t¾c do cÆn bÈn th× van th«ng qua sÏ më dÇu ®­îc läc ch¶y vµo hÖ thèng b«i tr¬n ®éng c¬. Van th«ng qua më khi cã sù chªnh lÖch ¸p suÊt lµ 0,6-0,75 KG/cm2 gi÷a ®iÓm ®Çu vµo bÇu läc vµ ®iÓm ®Çu ra khái bÇu läc. Khi ®ã cÇn ph¶i tiÕn hµnh thay thÕ lâi läc. 2.3.3.3. KÐt lµm m¸t dÇu nhên KÐt lµm m¸t dÇu nhên ®éng c¬ M21 lµ lo¹i kÐt lµm m¸t dÇu nhên b»ng kh«ng khÝ. KÐt m¸t dÇu ®­îc l¾p phÝa tr­íc kÐt lµm m¸t n­íc. KÕt cÊu gåm: èng dÉn dÇu b»ng ®ång ®­îc xÕp h×nh ch÷ U, èng nµy ®­îc ®Æt vµo c¸c phiÕn t¶i nhiÖt. Nguyªn lý: DÇu cã nhiÖt ®é cao ®­îc dÉn vµo èng dÉn dÇu h×nh ch÷ U, nhê qu¹t giã cña ®éng c¬ hót giã qua c¸c phiÕn t¶i nhiÖt. §­a nhiÖt cña dÇu nhên t¶n ra ngoµi * Th«ng giã hép trôc khuûu: Th«ng giã hép trôc khuûu ®éng c¬ M21 lµ kiÓu th«ng giã tù nhiªn. Khi ®éng c¬ lµm viÖc khÝ ch¸y lät tõ buång ch¸y xuèng hép trôc khuûu lµm cho ¸p suÊt, nhiÖt ®é trong hép trôc khuûu t¨ng so víi m«i tr­êng bªn ngoµi. Lóc nµy ¸p suÊt khÝ trong hép trôc khuûu th«ng qua èng dÉn nèi th«ng hép trôc khuûu víi khÝ trêi. 2.4. HÖ thèng lµm m¸t. HÖ thèng lµm m¸t ®éng c¬ M21 cã nhiÖm vô thùc hiÖn qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt c¸c chi tiÕt bÞ nung nãng cña ®éng c¬ cho n­íc lµm m¸t ®Ó b¶o ®¶m cho c¸c chi tiÕt kh«ng bÞ qu¸ nãng. §ång thêi gi÷ cho tr¹ng th¸i nhiÖt cña ®éng c¬ ®­îc æn ®Þnh. Trªn ®éng c¬ M21 sö dông hÖ thèng lµm m¸t b»ng n­íc, kiÓu kÝn tuÇn hoµn c­ìng bøc nhê b¬m n­íc. Nguyªn lÝ cña hÖ thèng lµm m¸t ®­îc tr×nh bµy trªn (h×nh 9). * Nguyªn lÝ lµm viÖc cña hÖ thèng: Khi ®éng c¬ lµm viÖc th«ng qua c¬ cÊu dÉn ®éng lµm cho b¬m n­íc lµm viÖc. N­íc l¹nh tõ kÕt m¸t ®­îc b¬m n­íc ®Èy vµo c¸c ®­êng dÉn vµo c¸c khoang trong n¾p m¸y råi theo c¸c ®­êng dÉn trªn n¾p m¸y trë vÒ kÐt m¸t vµ b¬m n­íc. §Ó duy tr× nhiÖt ®é n­íc lµm m¸t trong hÖ thèng ®­îc æn ®Þnh trªn hÖ thèng lµm m¸t cã bè trÝ van h»ng nhiÖt 5. Khi nhiÖt ®é n­íc trong hÖ thèng nhá h¬n 70C van h»ng nhiÖt 5 ®ãng ®­êng n­íc ra kÐt m¸t. N­íc ®­îc tuÇn hoµn c­ìng bøc tõ b¬m n­íc ®Õn c¸c khoang trªn n¾p m¸y ®Ó lµm m¸t cho hÖ thèng. - Khi nhiÖt ®é n­íc lµm m¸t lín h¬n 800C, d­íi t¸c dông cña nhiệt ®é van h»ng nhiÖt më hoµn toµn. N­íc tõ b¬m n­íc vµo c¸c khoang trªn l¾p m¸y.Khi ra khái n¾p m¸y n­íc cã nhiÖt ®é cao ®­îc dÉn vµo trong kÐt m¸t nhê van h»ng nhiÖt 5 më .Sau khi qua kÐt n­íc.N­íc ®­îc lµm m¸t quay trë vÒ b¬m n­íc thùc hiÖn chu tr×nh tiÕp theo. §Ó kiÓm tra nhiÖt ®é cña n­íc lµm m¸t trªn b¶ng ®ång hå cã l¾p ®ång hå b¸o nhiÖt ®é n­íc. Ngoµi ra cßn l¾p mét bé c¶m biÕn b¸o lªn ®Ìn nguy hiÎm trªn ca bin buång l¸i. khi ®Ìn s¸ng là b¸o hiÖu ®éng c¬ qu¸ nãng qu¸ nãng. 2.4.1.B¬m n­íc B¬m n­íc ®éng c¬ M21 lµ kiÓu b¬m n­íc kiÓu ly t©m ®­îc bè trÝ ë mÆt ®Çu cña th©n m¸y. Trôc b¬m n­íc trïng víi trôc qu¹t giã. CÊu t¹o cña b¬m n­íc ®­îc tr×nh bày trªn (h×nh 10. ) Vá b¬m n­íc lµm b»ng hîp kim nh«m cã mÆt bÝch l¾p ghÐp víi mÆt ®Çu cña th©n m¸y. C¸nh b¬m n­íc 9 ®­îc lµm b»ng chÊt dÎo. Trôc b¬m n­íc ®­îc quay trªn 2 æ bi cÇu vµ ®­îc lµm kÝn b»ng mµng cau su chÞu n­íc 7 vµ xo Ðp 8. *Nguyªn lý làm viÖc Khi ®éng c¬ lµm viÖc th«ng qua hÖ thèng dÉn ®éng lµm trôc b¬m 2 vµ c¸nh b¬m 9 quay. D­íi t¸c dông cña lùc ly t©m, c¸c phÇn tö n­íc bÞ dån tõ trong ra ngoµi víi ¸p suÊt cao n­íc ®­îc b¬m ®i lµm m¸t cho hÖ thèng. H×nh 9: HÖ thèng lµm m¸t ®éng c¬ M21 1-van x¶ n­íc; 2- ®­ßng n­íc tõ kÐt m¸t ra b¬m n­íc; 3- trôc b¬m n­íc; 4- buli n­íc; 5- van h»ng nhiÖt; 6- kÐt m¸t; 7- qu¹t giã; 8- ®­êng dÉn n­íc ra kÐt lµm m¸t; 12- th©n m¸y; 13- van th¸o n­íc. H×nh 10: B¬m n­íc ®éng c¬ M21. 1- ®ai èc h·m; 2- trôc b¬m n­íc; 3- vá b¬m n­íc; 4- lç kiÓm tra mì vßng bi; 5- vó mì ; 6- b¹c chÆn däc trôc ; 7- vßng ®Öm làm kÝn; 8- mµng cau su; 9- lß xo ; 10- c¸nh b¬m n­íc; 11- bu l«ng b¾t c¸nh b¬m ; 13- vßng bi; 12- lç kiÓm tra ro n­íc 2.4.2. Van h»ng nhiÖt Van h»ng nhiÖt nh»m duy tr× tr¹ng th¸i nhiÖt æn ®Þnh cho ®éng c¬ khi ®ãng hoÆc më ®­êng n­íc vµo kÐt m¸t. Van h»ng nhiÖt ®éng c¬ M21 lo¹i van kiÓu hép xÕp ®­îc l¾p trªn ®­êng n­íc ra khái ®éng c¬. Nguyªn lý lµm viÖc cña van h»ng nhiÖt ®­îc tr×nh bµy nh­ sau: CÇn ®Èy 8 ®­îc l¾p chÆt víi hép xÕ (9) cã chøa chÊt láng gi·n në cã thµnh phÇn lµ 1/3 r­îu ªtylÝc 2/3 lµ n­íc cÊt. H×nh 11: Van h»ng nhiÖt ®éng c¬ M21 1- vá cña b¬m n­íc; 2- gi¸; 3, 7- tÊm ®iÖm; 4- vá van h»ng nhiÖt; 5- n­íc ra kÐt m¸t; 6- van ; 8- cÇn ®Èy van; 9- hép xÕp. Khi nhiÖt ®é n­íc trong hÖ thèng thÊp h¬n 70°C, trong hép xÕp 9 ch­a bÞ gi·n në do ®ã van 6 ®ãng. N­íc lµm m¸t kh«ng vµo kÐt m¸t ®­îc vµ chØ tuÇn hoµn tõ b¬m n­íc vµo n¾p xi lanh vµ ng­îc l¹i. Khi nhiÖt ®é n­íc trong hÖ thèng lín h¬n 70°C (70÷72°C), chÊt láng trong hép xÕp bÞ gi·n në lµm cÇn 8 ®Èy van 6 më. N­íc trong hÖ thèng b¾t ®Çu vµo kÐt m¸t. Khi nhiÖt ®é lín h¬n 80°C (tõ 80÷85°C) chÊt láng gi·n në trong hép xÕp bÞ gi·n në m¹nh lµm cÇn ®Èy 8 ®Èy van 6 më hoµn toµn. N­íc cã nhiÖt ®é cao chñ yÕu ®i qua van h»ng nhiÖt vµo kÐt lµm m¸t. 2.4.3 KÐt lµm m¸t (kÐt n­íc) KÐt lµm m¸t dïng ®Ó h¹ nhiÖt ®é cña n­íc tõ ®éng c¬ ra råi l¹i ®­a trë vµo lµm m¸t ®éng c¬. Trªn ®éng c¬ M21 kÐt lµm m¸t ®­îc ®Æt phÝa tr­íc qu¹t giã. KÕt cÊu cña kÐt lµm m¸t gåm 3 phÇn chñ yÕu: ng¨n trªn, ng¨n d­íi vµ giµn èng truyÒn nhiÖt, ng¨n trªn chøa n­íc nãng, ng¨n d­íi chøa n­íc nguéi vµ giµn èng truyÒn nhiÖt nèi ng¨n trªn vµ ng¨n d­íi víi nhau. HiÖu suÊt truyÒn nhiÖt cña bé phËn truyÒn nhiÖt phô thuéc chñ yÕu vµo tèc ®é l­u ®éng cña 2 dßng m«i chÊt (m«i chÊt to¶ nhiÖt lµ n­íc vµ m«i chÊt thu nhiÖt lµ kh«ng khÝ) v× vËy ®Ó t¨ng hiÖu suÊt truyÒn nhiÖt, phÝa sau kÐt n­íc ®­îc bè trÝ qu¹t giã ®Ó hót giã ®i qua giµn èng truyÒn nhiÖt. KÕt cÊu cña bé phËn giµn èng truyÒn nhiÖt gåm nhiÒu èng dÉn n­íc dÑt lµm b»ng ®ång bè trÝ thµnh hµng c¾m trong c¸c l¸ t¶n nhiÖt. C¸c l¸ t¶n nhiÖt còng ®­îc lµm b»ng ®ång ®­îc hµn vµo èng dÉn n­íc vµ s¾p thµnh c¸c hµng song song víi nhau t¹o thµnh c¸c khe ®Ó cho giã lät qua. * Nguyªn lý lµm viÖc: N­íc nãng tõ khoang trªn ch¶y trong c¸c èng dÑt xuèng khoang d­íi (khoang chøa n­íc nguéi) trong khi ch¶y qua èng nhiÖt cña n­íc ®­îc truyÒn qua thµnh èng truyÒn vµo c¸c l¸ t¶n nhiÖt. Qu¹t giã hót giã qua c¸c khe cña c¸c l¸ t¶n nhiÖt, truyÒn nhiÖt ra m«i tr­êng bªn ngoµi. §Ó gi¶m l­îng n­íc bèc h¬i trªn kÐt m¸t ®éng c¬ M21 cã bè trÝ n¾p kÐt m¸t (h×nh 12) H×nh 12: N¾p kÐt m¸t ®éng c¬ M21 1- vá; 2- lß xo van x¶ h¬i n­íc; 3- ®Õ lß xo; 4- tÊm ®Öm van x¶; 5- van hót; 6- ®Õ van x¶; 7- lç x¶ Khi nhiÖt ®é n­íc trong kÐt m¸t lín h¬n 90°C vµ ¸p suÊt trong kÐt b»ng 0,45…0,6 Kg/cm², d­íi ¸p suÊt nµy Ðp lß xo van x¶, van x¶ më ®ång thêi van hót ®ãng h¬i n­íc ®­îc x¶ ra ngoµi, qua van x¶ th«ng ra lç x¶ 7. Cßn khi ¸p suÊt trong kÐt gi¶m xuèng 0,01…0,1 Kg/cm², d­íi t¸c dông cña lß xo 2 van x¶ ®ãng l¹i ®ång thêi van hót kh«ng khÝ 5 më cho kh«ng khÝ lät vµo trong kÐt m¸t. 2.5 HÖ thèng nhiªn liÖu HÖ thèng nhiªn liÖu ®éng c¬ M21 cã nhiÖm vô chuÈn bÞ vµ cung cÊp hçn hîp h¬i x¨ng vµ kh«ng khÝ cho ®éng c¬ b¶o ®¶m sè l­îng vµ thµnh phÇn cña khÝ hçn hîp lu«n lu«n phï hîp víi chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬. * Nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng: Khi ®éng c¬ lµm viÖc qua c¬ cÊu dÉn ®éng lµm b¬m x¨ng 5 ho¹t ®éng, nhiªn liÖu ®­îc hót tõ c¸c thïng chøa qua kho¸ 3 nÊc 4 vµo bÇu läc nhiªn liÖu 3. Nhiªn liÖu ®­îc b¬m x¨ng ®Èy vµo bÇu läc tinh 6, vµo chÕ hoµ khÝ 7 n¹p vµo xi lanh ®éng c¬. HÖ thèng nhiªn liÖu ®éng c¬ M21 gåm c¸c thiÕt bÞ chÝnh sau: Thïng nhiªn liÖu, bÇu läc th«, b¬m x¨ng, bÇu läc tinh, chÕ hoµ khÝ 2.5.1 Thïng nhiªn liÖu Trªn hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu ®éng c¬ M21 ®­îc bè trÝ 2 thïng nhiªn liÖu. ThÓ tÝch mçi thïng lµ 39 lÝt, thïng nhiªn liÖu ®­îc dËp b»ng t«n vµ b¾t víi khung xe b»ng c¸c ®ai thÐp. Trªn thïng cã l¾p bé c¶m biÕn b¸o møc x¨ng trong thïng. Trªn thïng x¨ng cã èng phÔu ®Ó ®æ x¨ng vµo thïng, cã n¾p ®Ó ®¹y kÝn phÔu. PhÝa d­íi mçi thïng cã lç x¶ cÆn bÈn. §Ó tr¸nh hiÖn t­îng bèc h¬i vµ hiÖn t­îng sãng s¸nh cña x¨ng trong thïng trªn n¾p cã l¾p van hót vµ van x¶ ®Æc biÖt. CÊu t¹o n¾p thïng nhiªn liÖu ®­îc tr×nh bµy trªn. * Nguyªn lý lµm viÖc: Khi ¸p suÊt trong thïng v­ît qua ¸p suÊt khÝ trêi kho¶ng 85-140 mm Hg, ¸p suÊt nµy ®Èy cho van x¶ më. Cßn khi trong thïng cã ®é ch©n kh«ng lªn tíi 10-25 mm Hg th× van hót më ®Ó hót kh«ng khÝ ngoµi trêi vµo thïng. H×nh 13: S¬ ®å hÖ thèng nhiªn liÖu ®éng c¬ M21 1,8- thïng chøa nhiªn liÖu; 2- nót x¶ cÆn bÈn bÇu läc th«; 3- bÇu läc th«;4- kho¸ 3 nÊc; 5- b¬m x¨ng; 6- bÇu läc tinh; 7- chÕ hoµ khÝ 2.5.2 BÇu läc th« nhiªn liÖu BÇu läc th« nhiªn liÖu lµm nhiÖm vô läc s¹ch n­íc vµ t¹p chÊt c¬ häc lÉn trong x¨ng tr­íc khi vµo b¬m x¨ng. CÊu t¹o bÇu läc th« nhiªn liÖu ®éng c¬ M21 ®­îc giíi thiÖu trªn h×nh 15. H×nh 15: BÇu läc th« nhiªn liÖu ®éng c¬ M21 1- ®Öm, 2- n¾p, 3- bu l«ng; 4- ®Öm cña phÇn tö läc; 5- phÇn tö läc; 6- bÇu chøa; 7- nót x¶; 8- c¸c tÊm lâi läc. a- lç ®Ó x¨ng ®i qua; b- vÊu låi. Lâi läc 5 gåm nhiÒu l¸ ®ång thanh máng 8 xÕp lªn nhau t¹o thµnh. ChiÒu dµy cña l¸ ®ång lµ 0,14 mm. Mçi l¸ ®Òu cã nh÷ng ®iÓm låi b nh« nªn kho¶ng 0.05 mm vµ c¸c lç a ®Ó x¨ng ®i qua, c¸c l¸ ®ång ®­îc lång vµo ®òa thÐp råi dïng lß xo Ðp, Ðp chóng l¹i víi nhau. Do ®ã gi÷a c¸c l¸ ®ång h×nh thµnh c¸c khe hë, chiÒu réng cña nh÷ng khe hë nµy võa b»ng chiÒu cao cña c¸c ®iÓm låi trªn mçi l¸. * Nguyªn lý: x¨ng ®­îc b¬m tõ b¬m x¨ng tíi vµo bÇu chøa 6, x¨ng l¸ch qua nh÷ng khe hë gi÷a c¸c l¸ råi theo lç a ra cung cÊp cho hÖ thèng. C¸c t¹p chÊt c¬ häc cã ®­êng kÝnh h¹t lín h¬n 0,05 mm ®Òu ®­îc gi÷ l¹i trªn mÆt lâi läc l¾ng ®äng l¹i trong bÇu cïng víi n­íc vµ ®­îc x¶ ra ngoµi theo lç cña nót 7 theo ®Þnh kú. 2.5.3. BÇu läc tinh nhiªn liÖu Ngoµi bÇu läc th« kÓ trªn,trªn hÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu ®éng c¬ M21 ng­êi ta cßn bè trÝ bÇu läc tinh nhiªn liÖu .Lâi läc tinh 3 ®­îc lµm b»ng gèm, cèc lâi läc 5 ®­îc lµm b»ng chÊt dÎo. Lß xo 4 lu«n Ðp phÇn tö läc 3 vµo tÊm ®Öm (2). X¨ng ®­îc thÊm qua lâi läc gèm do ®ã chÊt l­îng läc rÊt tèt. 2.5.4.B¬m x¨ng B¬m x¨ng ®éng c¬ M21 lµ lo¹i b¬m mµng dÉn ®éng b»ng c¬ khÝ. B¬m x¨ng gåm n¾p th©n b¬m, th©n b¬m vµ vá ®­îc chÕ t¹o b»ng hîp kim nh«m. Trªn n¾p b¬m cã bè trÝ ®­êng dÉn x¨ng vµo vµ ®­êng dÉn x¨ng ra. Côm van gåm c¸c van n¹p 9, van x¶ 14 c¸c van ®Òu cã cÊu t¹o gièng nhau, l¸ van lµm b»ng cao su chÞu x¨ng. Gi÷a th©n b¬m 15 vµ vá 7 cã n¾p mµng b¬m x¨ng 8.Mµng b¬m ®­îc lµm b»ng v¶i cã tÈm cao su chÞu x¨ng. Trôc mµng b¬m 4 ®Çu trªn ®­îc l¾p chÆt víi mµng b¬m nhê ®ai èc ®Çu d­íi ®­îc liªn kÕt víi ®Çu cÇn b¬m m¸y trôc b¸n nguyÖt cña cÇn b¬m tay lu«n ®­îc gi÷ ë vÞ trÝ kh«ng tú lªn ®Çu trong cÇn b¬m m¸y nhê lß xo håi vÞ 20. *Nguyªn lý lµm viÖc: +ChÕ ®é b¬m m¸y Khi ®éng c¬ lµm viÖc th«ng qua b¸nh lÖch t©m trôc cña cam quay ë vÞ trÝ gê cao cña cam tiÕp xóc víi ®Çu ngoµi cÇn b¬m m¸y lµm cho ®Çu ngoµi ®i lªn ®Çu trong kÐo mµng b¬m ®i xuèng nÐn lß xo mµng b¬m 6 l¹i , ¸p suÊt trong khoang trªn gi¶m lµm cho côm van n¹p më x¨ng qua van n¹p vµo ®iÒn ®Çy khoang nµy. Khi ®Çu ngoµi cÇn b¬m m¸y ®i xuèng do t¸c ®éng cña lß xo mµng 6 lµm ®Çu trong cña cÇn b¬m ®i lªn, lß xo ®Èy mµng b¬m ®i lªn , x¨ng bÞ nÐn l¹i do ®ã van x¶ 14 më x¨ng ®­îc ®Èy theo ®­êng èng dÉn tíi bé chÕ hoµ khÝ. + ChÕ ®é b¬m tay Tr­íc khi khëi ®éng ®éng c¬ ®Ó l©u, ng­êi ta ®iÒukhiÓn l¾c cÇn b¬m tay trong mÆt ph¼ng ®øng lµm cho trôc b¸n nguyÖt dao ®éng xoay quay trôc. §Çu trong cña cÇn b¬m ®­îc trôc dÉn ®éng lªn xuèng lµm trôc mµng b¬m kÐo mµng b¬m ®i xuèng, ®i lªn vµ x¨ng ®­îc b¬m ra khái b¬m nh­ cÇn b¬m m¸y. Chó ý : ChØ b¬m tay ®­îc khi ®Çu ngoµi cña cÇn b¬m m¸y ë vÞ trÝ thÊp nhÊt. Khi ¸p suÊt ®­êng ra cña b¬m t¨ng lªn ( bé CHK ®Çy x¨ng ) lµm cho mµng b¬m chïng xuèng. Do vËy mÆc dï hµnh tr×nh cña ®Çu trong cÇn b¬m kh«ng thay ®æi, nh­ng hµnh tr×nh cña mµng b¬m gi¶m nhiÒu. Hµnh tr×nh nµy phô thuéc vµo ¸p suÊt cña ®­êng x¨ng ra. 2.5.5. Bé chÕ hoµ khÝ Trªn ®éng c¬ M21 bè trÝ bé chÕ hoµ khÝ K129B bé chÕ hoµ khÝ K129B cã nhiÖm vô t¹o hçn hîp gi÷a h¬i x¨ng vµo kh«ng khÝ ®Ó cung cÊp cho ®éng c¬ mét hçn hîp c«ng t¸c cã thµnh phÇn vµ sè l­îng thÝch hîp. §©y lµ lo¹i chÕ hoµ khÝ cã mét buång phao, 2 häng khuyÕch t¸n, dÉn ®éng ®iÓu khiÓn b»ng c¬ khÝ. *C¸c th«ng sè vÒ l­u l­îng nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ qua gÝc l¬ cña hÖ thèng chÝnh vµ hÖ thèng kh«ng t¶i. -L­u l­îng nhiªn liÖu qua gÝc l¬ chÝnh lµ -L­u l­îng nhiªn liÖu qua gÝc l¬ kh«ng t¶i lµ -L­u l­îng nhiªn liÖu qua gÝc l¬ kh«ng khÝ chÝnh -L­u l­îng kh«ng khÝ chÝnh cña hÖ thèng kh«ng t¶i lµ *Nguyªn lý lµm viÖc cña bé chÕ hoµ khÝ K129B Nguyªn lý lµm viÖc cña bé chÕ hoµ khÝ K129B cã thÓ chia lµm 5 chÕ ®é : ChÕ ®é khëi ®éng, chÕ ®é kh«ng t¶i, chÕ ®é t¶i trung b×nh ( t¶i côc bé ), chÕ ®é hoµn t¶i vµ chÕ ®é t¨ng tèc. +ChÕ ®é khëi ®éng: Khi khëi ®éng ng­êi l¸i kÐo cÇn ®iÒu khiÓn lµm cho b­ím giã 5 ®ãng kÝn, b­íc ga 22 hÐ më. Khi trôc khuûu quay t¹o thµnh ®é ch©n kh«ng lín ( ë hµnh tr×nh n¹p )tõ xi lanh ®Õn sau b­ím ga t¹o lµm cho hÖ thèng chÝnh vµ hÖ thèng kh«ng t¶i cïng lµm viÖc. ë hÖ thèng phun chÝnh, x¨ng ®­îc hót tõ bÇu phao qua gÝc l¬ nhiªn liÖu chÝnh 16 hoµ trén víi kh«ng khÝ qua gÝc l¬ kh«ng khÝ chÝnh 8. T¹o thµnh chÊt nhò t­¬ng phun vµo häng khuyÕch t¸n nhá 6. §ång thêi nhiªn liÖu ®­îc hót qua gÝc l¬ nhiªn liÖu cña gÝc l¬ kh«ng t¶i 17, nhiªn liÖu ®­îc hoµ trén víi kh«ng khÝ qua gÝc l¬ kh«ng khÝ cña hÖ thèng . Kh«ng t¶i 9 t¹o thµnh chÊt nhò t­¬ng phun vµo kh«ng gian phÝa sau b­ím ga qua r·nh a vµ 21. Khi ®éng c¬ ®· lµm viÖc, sè vßng quay trôc khuûu t¨ng lªn rÊt nhanh mµ ng­êi l¸i ch­a kÞp më b­ím giã th× van tù ®éng trªn b­ím giã 5 tù ®éng më ra bæ sung kÞp thêi kh«ng khÝ vµo èng khuyÕch t¸n ®Ó tr¸nh hçn hîp qu¸ ®Ëm ®Æc. +ChÕ ®é kh«ng t¶i: B­ím giã më hoµn toµn, b­ím ga më nhá, rÊt nhá, do ®ã chÕ ®é ch©n kh«ng sau häng khuyÕch t¸n 6 nhá, kh«ng ®ñ hót nhiªn liÖu ra khái vßi phun chÝnh. §é ch©n kh«ng phÝa sau b­ím ga lín lµm cho hÖ thèng kh«ng t¶i lµm viÖc, nhiªn liÖu ®­îc hót qua gÝc l¬ kh«ng t¶i 17 hoµ trén víi kh«ng khÝ qua gÝc l¬ kh«ng khÝ cña hÖ thèng kh«ng t¶i 9 t¹o thµnh chÊt nhò t­¬ng phun vµo r·nh dÉn 21 vµ r·nh a phÝa sau b­ím ga. +ChÕ ®é t¶i côc bé ( t¶i trung b×nh ) B­ím giã më hoµn toµn, b­ím ga më ë vÞ trÝ trung b×nh, lóc nµy ®é ch©n kh«ng sau häng khuyÕch t¸n ®­îc t¹o thµnh do t¸c dông l­u ®éng cña dßng khÝ qua häng khuyÕch t¸n. Lóc nµy c¶ hai hÖ thèng phun chÝnh vµ hÖ thèng kh«ng t¶i ®Òu lµm viÖc nh­ trong chÕ ®é khëi ®éng. +ChÕ ®é toµn t¶i: B­ím giã më hoµn toµn, b­ím ga më lín ( 80-85%) Lóc nµy ngoµi hai hÖ thèng phun chÝnh vµ hÖ thèng kh«ng t¶i cïng lµm viÖc nh­ trong chÕ ®é t¶i côc cßn cã thªm hai hÖ thèng lµm ®Ëm cïng lµm viÖc. Khi b­ím ga më lín th«ng qua c¬ cÊu dÉn ®éng lµm van lµm ®Ëm 26 më. X¨ng ®­îc hót qua van 26, qua vßi phun nhiªn liÖu cña hÖ thèng lµm ®Ëm 7 phun vµo trong häng khuyÕch t¸n, lµm hçn hîp ®Ëm ®Æc lªn gióp cho ®éng c¬ ph¸t ra c«ng suÊt cùc ®¹i. +ChÕ ®é t¨ng tèc: B­ím giã më hoµn toµn, b­ím ga më ®ét ngét th«ng qua c¬ cÊu dÉn ®éng 2 lµm pÝt t«ng b¬m t¨ng tèc ®i xuèng nhanh nÐn nhiªn liÖu trong b¬m t¨ng tèc lµm van ng­îc 25 ®ãng, van 24 më nhiªn liÖu qua van 24 phun ra vßi phun 4 phun vµo trong häng khuyÕch t¸n, bæ xung kÞp thêi mét l­îng x¨ng cÇn thiÕt vµo trong häng khuyÕch t¸n. Khi b­ím ga ®· gi÷ cè ®Þnh ë mét vÞ trÝ nµo ®ã th× x¨ng l¹i ®­îc n¹p qua van 25 vµo xi lanh b¬m , van 24 ®ãng l¹i d­íi t¸c dông cña tù träng. §éng c¬ lµm viÖc b×nh th­êng. PhÇn 2:TÝnh to¸n chu tr×nh c«ng t¸c: 2.1. 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 tr­êng sö dông hoÆc chñng lo¹i nhiªn liÖu thay ®æi. §èi víi tr­êng hîp nµy ta ph¶i dùa vµo kÕt cÊu cô thÓ cña ®éng c¬ vµ m«i tr­êng 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 l­îng vµ kÝch th­íc cña xy lanh ®éng c¬ còng nh­ møc ®é ¶nh h­ëng 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 h­íng 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 c­êng 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. 2.2. Chän c¸c sè liÖu ban ®Çu. 1-M«men xo¾n lín nhÊt: Memax=166.2Nm 2- Sè vßng quay trong mét phót cña trôc khuûu n: n = 2000 Vg/p. 3- Tèc ®é trung b×nh cña pÝt t«ng CTB: CTB = . Þ CTB==6.74 mm/s Trong ®ã S = 92 mm 4- Sè xy lanh cña ®éng c¬ i: i = 4 5- Tû sè gi÷a hµnh tr×nh cña pÝt t«ng vµ ®­êng kÝnh xy lanh : 6- Tû sè nÐn e: e = 6,7. 7- HÖ sè d­ l­îng kh«ng khÝ a: Gi¸ trÞ cña a ®­îc chän tuú thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­ kiÓu ®éng c¬, ph­¬ng ph¸p t¹o hæn hîp chÕ ®é sö dông. Víi ®éng c¬ M21 ë chÕ ®é m«men xo¾n lín nhÊt ta chän [a]=1,0..1,1 ë ®©y ta chän a =1,05. 8- NhiÖt ®é m«i tr­êng T0: NhiÖt ®é trung b×nh ë n­íc ta th­êng chän lµ: T0 = 240C=2970K. 9-¸p suÊt cña m«i tr­êng p0: P0 Phô thuéc vµo ®é cao sö dông. Th­êng chän P0=1,011. 105 N/m2 10- HÖ sè n¹p hv HÖ sè n¹p phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­ : T0 thµnh phÇn nhiªn liÖu, kÕt cÊu hÖ thèng n¹p khÝ, chÕ ®é sö dông. [h]= 0,84. 11- ¸p suÊt khÝ thÓ cuèi qóa tr×nh th¶i c­ìng bøc pr: Pr phô thuéc chñ yÕu vµo sè vßng quay trôc khuûu vµ søc c¶n cña hÖ thèng th¶i: Chän Pr =1,05.105 N/m2. 12- NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh th¶i Tr. Tr phô thuéc vµo e , n, thµnh phÇn khÝ hæn hîp a, gãc phun sím. [Tr] =900..1100 (0K) ,ta chän Tr = 1035 (0K). 13- §é sÊy nãng khÝ n¹p DT. Gi¸ trÞ DT phô thuéc vµo kÕt cÊu thiÕt bÞ sÊy nãng, kÕt cÊu vµ c¸ch bè trÝ cña ®­êng n¹p vµ c¸ch bè trÝ cña ®­êng th¶i, sè vßng quay n, hÖ sè d­ l­îng kh«ng khÝ a. Víi DT=10..20 0K . Ta chän DT = 14 0K. 14- ChØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh n1. n1 phô thuéc vµo sè vßng quay, kÝch th­íc xylanh, kiÓu lµm m¸t, møc ®é c­êng ho¸ ®éng c¬. [ n1] =1,34..1,37 .chän n1=1,34 15- HÖ sè sö dông nhiÖt xz. xz lµ tû sè gi÷a l­îng nhiÖt biÕn thµnh c«ng vµ tæng l­îng nhiÖt cung cÊp ban ®Çu. Chän xz = 0,9. 16- NhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu QT. QT Lµ l­îng nhiÖt to¶ ra khi ®èt ch¸y hoµn toµn 1 ®¬n vÞ khèi l­îng hoÆc thÓ tÝch nhiªn liÖu kh«ng kÓ ®Õn nhiÖt ho¸ h¬i cña n­íc chøa trong s¶n vËt ch¸y. Ta chän QT = 44.106 (J/kgnl) . 17- ChØ sè d·n në ®a biÕn trung b×nh n2. n2 phô thuéc ®Æc ®iÓm cÊp nhiÖt cho s¶n vËt ch¸y trªn ®­êng ch¸y d¶n në. [n2] = 1,23..1,27 Ta chän n2 =1,25 2.3.TÝnh to¸n c¸c qu¸ tr×nh c«ng t¸c: 2.3.1. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ. a. Môc ®Ých 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. b. Thø tù tÝnh to¸n: *X¸c ®Þnh hÖ sè khÝ sãt gr : Gi¸ trÞ cña gr phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­ tû sè nÐn, sè vßng quay, ¸p suÊt khÝ sãt Pr vµ nhiÖt ®é khÝ sãt Tr cuèi qu¸ tr×nh th¶i. = *NhiÖt ®é cña qu¸ tr×nh n¹p: Ta = Trong ®ã :DT = 140K ; Tr = 10350k ÞTa = 0K. *¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh n¹p Pa; Pa = N/m2 Theo c¸c sè liÖu ®· cho ë trªn, thay vµo ta cã: Pa= 2.3.2.TÝnh to¸n cuèi qóa tr×nh nÐn: a. Môc ®Ých 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. b- Thø tù tÝnh to¸n: * ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn pc = pa = 0,0913261.106 .6,71,34 » 1,168248.106 N/m2. [pc] = (0,6…1,2).105 N/m2 . *NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh nÐn: Tc = Ta. = 353,42426 . 6,71,34-1 » 674,7794 [0K]. 2.3.3. TÝnh to¸n qu¸ tr×nh ch¸y. a- Môc ®Ých ViÖc 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 l­îng ®Æc tr­ng 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: -L­îng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn thiÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn 1 kg nhiªn liÖu thÓ láng: Trong ®ã: gC, gH vµ g0: lµ thµnh phÇn nguyªn tè tÝnh theo khèi l­îng 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 nhiªn liÖu x¨ng cã thÓ lÊy gÇn ®óng theo c¸c gi¸ trÞ sau: gc = 0,855; gH = 0,145; gO = 0 ÞM0= 0,512 - L­îng kh«ng khÝ thùc tÕ n¹p vµo xy lanh ®éng c¬ øng víi 1 kg nhiªn liÖu Mt: Mt = aMo = 1,0.0,512 = 0,512 - Nh­ vËy l­îng hçn hîp ch¸y M1 t­¬ng øng víi l­îng kh«ng khÝ thùc tÕ: M1 = Mt = aMo +=0,512+ =0,5463 víi mnl=114 - Sè mol cña s¶n vËt ch¸y M2: = 1,0.0,512 + = 0,574 . - HÖ sè thay ®æi ph©n tö lý thuyÕt bo: = =1,0521 - HÖ sè thay ®æi ph©n tö thùc tÕ: = * TÝnh to¸n t­¬ng quan nhiÖt ®éng. Do a >1 nªn DQT=0 - NhiÖt dung mol ®¼ng tÝch trung b×nh cña hçn hîp ë cuèi qu¸ tr×nh nÐn mcvc. mcvc = 20,223 + 1,742.10-3 Tc =20,223 + 1,742 . 10-3 .1080 =21.39 - NhiÖt dung mol ®¼ng tÝch trung b×nh cña khÝ thÓ t¹i ®iÓm z. mcvz=18,423+2,596a+(1,55+1,38a).103.Tz = 21,02+2,93.10-3 .Tz -NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh ch¸y ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng thøc truyÒn nhiÖt ®éng: (*) Û21,02+2,93.10-3 .Tz ).Tz Û2,999. 10-3. T2z + 20,975.Tz- 78944,526= 0 ; (lÊy Tz >0) VËy nhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh ch¸y lµ Tz =2712,06 0K ;víi [Tz ]= 2300..2800 [0K] -Tû sè t¨ng ¸p suÊt : lp = b. = 1,0487. = 4,209513 -¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh ch¸y: pz = lp . pc =4,209513.1,1682481.106 = 4,9177549.106 [ N/m2 ] 2.3.4. 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. - ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh d·n në: = 4,56219.105 [N/m2] - NhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh d·n në: = [0K] 2.3.5. 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. = =1033.047365 0K Sai sè trong qu¸ tr×nh chän vµ tÝnh to¸n lµ: DTr = <5% So s¸nh gi÷a gi¸ trÞ ®· chän cña Tr vµ kÕt qu¶ thu ®­îc theo c¸c biÓu thøc kiÓm tra võa nªu.Ta thÊy qu¸ tr×nh tÝnh to¸n trªn lµ ®¶m b¶o. 2.3.6.X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ chu tr×nh c«ng t¸c,sù lµm viÖc cña ®éng c¬ 2.3.6.1. C¸c th«ng sè chØ thÞ. §ã lµ nh÷ng th«ng sè ®Æc tr­ng cho chu tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬. Khi x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chØ thÞ, ta ch­a 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- Ap suÊt chØ thÞ trung b×nh lý thuyÕt pi': + §èi víi ®éng c¬ x¨ng: p'i N/m2 ==1,018945.106 [N/m2] b- ¸p suÊt chØ thÞ trung b×nh thùc tÕ pi , [MPa]: + §èi víi ®éng c¬ 4 kú: pi = p'i j® [N/m2] Trong ®ã: j® lµ hÖ sè ®iÒn ®Çy ®å thÞ c«ng. Gi¸ trÞ cña j® 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 j® ®èi víi ®éng c¬ diesel bèn kú víi buång ch¸y thèng nhÊt lµ: j® = 0,90¸0,97. Ta chän j® = 0,97 pi = p'i j® = 1,018945.106 .0,97= 0,9883768 .105 [N/m2] (tho¶ m·n) c- SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu chØ thÞ: + §èi víi ®éng c¬ bèn kú: d- HiÖu suÊt chØ thÞ. = Trong ®ã: QT ®­îc tÝnh b»ng [KJ/kgnl ] vµ gi [kg/KWh ]. hi =25..40% nªn víi hi =% lµ tháa m·n . 2.3.6.2. C¸c th«ng sè cã Ých. C¸c th«ng cã Ých lµ nh÷ng th«ng sè ®Æc tr­ng 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¬. +Ap 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. 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). pc¬= (0,05+0,0155.CTB).106=(0.05+0,155.6,74)=1,54573. 105 N/m2 +¸p suÊt cã Ých trung b×nh: pe = pi -pc¬ = 0.9883768.106 - ( 0,05 + 0,0155CTB ).106 = = 9,135.105 - (0,05 + 0,0155.6,14).106 = 0,833035.106 N/m2 Þpe = 0,833035MN/m2 + HiÖu suÊt c¬ khÝ: hc¬ = +SuÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých: + HiÖu suÊt cã Ých: he=hi.hc¬=0,3568.0,0.8436=0.0.301 + C«ng suÊt cã Ých cña ®éng c¬ ë sè vßng quay tÝnh to¸n: = [KW] ở ®©y iVh = 2.44632 dm3 +M« men xo¾n cã Ých cña ®éng c¬ ë sè vßng quay tÝnh to¸n : [Nm] DMemax = 2.3.7. 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 b­íc: 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 ch­a xÐt c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng 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 h­ëng 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 ë ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt, ta thÊy lµ chu tr×nh kÝn a-c-z-b-a (h×nh 1). Trong ®ã qu¸ tr×nh nÐn ®o¹n nhiÖt ac ,qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt ®¼ng tÝch c-z , qu¸ tr×nh d¶n në ®o¹n nhiÖt zb vµ qu¸ tr×nh nh¶ nhiÖt ®¼ng tÝch ba. 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 tr­ng pa, pc, pz, pb, chØ sè nÐn ®a biÕn trung b×nh n1, chØ sè d·n në ®a biÕn trung b×nh n2, tû sè nÐn e, thÓ tÝch c«ng t¸c Vh, thÓ tÝch buång ch¸y Vc Pa = 0,0913261.106 N/m2; n1 = 1,34; pc = 1,68248.106 N/m2; n2 = 1,25; pz = 4,917755.106 N/m2; Vh = =0,6116 dm3; pb =0,456.106 N/m2; e = 6,7; = ; Vz = Vc = 0,1073 dm3; Va = Vh +Vc = 0,7189 dm3. - 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 tr­íc cña thÓ tÝch vµ ¸p suÊt, ta x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm a, (pa, Va), c (pc, Vc), z (pz, Vz) vµ b (pb, Va) trªn hÖ to¹ ®é ®ã. - Nèi c¸c ®iÓm c vµ z, b vµ a b»ng c¸c ®o¹n th¼ng, ta ®­îc c¸c ®­êng biÓu diÔn qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt vµ nh¶ nhiÖt. -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 . 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: Víi qu¸ tr×nh d·n në ®a biÕn : 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: vµ Trong ®ã: vµ lµ nh÷ng tû sè biÕn thiªn (tû sè nÐn tøc thêi). NÕu chän tr­íc c¸c gi¸ trÞ cña e1 (biÕn thiªn trong giíi h¹n 1¸e) vµ e2 (biªn thiªn trong giíi h¹n 1¸e), 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 ®iÓm cña cïng qu¸ tr×nh b»ng mét ®­êng liÒn nÐt, ta cã ®å thÞ cÇn dùng. X¸c ®Þnh c¸c ®iÓm trªn ®­êng nÐn vµ d·n në ®a biÕn. ( B¶ng ë d­íi) §å thÞ c«ng chØ thÞ cña ®éng c¬ x¨ng bèn kú Ttc®t® nÐn e1 Vn=Va/e1 Pn=Pa.e1^n1 1 0.99997826 2.87556205 0.09129734 2 1.04845484 2.74260696 0.09727638 3 1.10187093 2.60965187 0.10397429 4 1.16102204 2.47669677 0.11152109 5 1.22688416 2.34374168 0.12007913 6 1.30066807 2.21078659 0.12985356 7 1.38389448 2.0778315 0.14110707 8 1.47849988 1.94487641 0.15418116 9 1.58698919 1.81192132 0.1695274 10 1.71266074 1.67896622 0.18775451 11 1.8599475 1.54601113 0.20970158 12 2.03495081 1.41305604 0.23655549 13 2.24630685 1.28010095 0.27004699 14 2.50665555 1.14714586 0.31279343 15 2.83526495 1.01419077 0.36893195 16 3.26303123 0.88123568 0.44537232 17 3.84280923 0.74828058 0.55449828 18 4.67313571 0.61532549 0.7206859 19 6.69985435 0.42918837 1.16788038 Ttc®t® d·nnë e2 Vd=Va/e2 P®=Pa.e2^n2 1 6.69985435 0.42918837 4.91762117 2 4.67313571 0.61532549 3.13461249 3 3.84280923 0.74828058 2.45462074 4 3.26303123 0.88123568 2.00078262 5 2.83526495 1.01419077 1.67847714 6 2.50665555 1.14714586 1.43893671 7 2.24630685 1.28010095 1.25461282 8 2.03495081 1.41305604 1.10883203 9 1.8599475 1.54601113 0.99094425 10 1.71266074 1.67896622 0.89384568 11 1.58698919 1.81192132 0.81262621 12 1.47849988 1.94487641 0.7437894 13 1.38389448 2.0778315 0.68478161 14 1.30066807 2.21078659 0.63369673 15 1.22688416 2.34374168 0.5890848 16 1.16102204 2.47669677 0.54982432 17 1.10187093 2.60965187 0.51503504 18 1.04845484 2.74260696 0.4840169 19 0.99997826 2.87556205 0.4562066 c- HiÖu chØnh ®å thÞ c«ng chØ thÞ lý thuyÕt hµnh thµnh ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ. §Ó ®­îc ®å thÞ c«ng chØ thÞ thùc tÕ a' - c' - c" - z' - z" - b' - b" - b"’ - a' , ta g¹ch bá c¸c diÖn tÝch I, II, III, IV trong ®å thÞ lý thuyÕt. DiÖn tÝch I xuÊt hiÖn do ®¸nh löa sím g©y ra. Khi ®ã mét phÇn hçn hîp bÞ ch¸y tr­íc trªn ®­êng nÐn nªn ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn thùc tÕ (øng víi ®iÓm c”) cao h¬n ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn thuÇn tuý pc(øng víi ®iÓm c). §iÓm c' n»m trªn ®­êng nÐn thuÇn tuý. VÞ trÝ cña nã ®­îc x¸c ®Þnh bëi gãc ®¸nh löa sím vµ ®­îc dùng theo vßng trßn BrÝch. §iÓm c” ®­îc x¸c ®Þnh theo quan hÖ P=(1,15…1.25) Pc [MPa]. DiÖn tÝch II tån t¹i lµ do qu¸ tr×nh ch¸y diÔn ra víi thÓ tÝch t¨ng dÇn trong khi l­îng 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 nhá h¬n gi¸ trÞ pz, ë chu tr×nh lý thuyÕt . Gi¸ trÞ Pz’ ®­îc x¸c ®Þnh trong kho¶ng sau: Pz’=(0,85…0,90) Pz 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 tr­íc 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 hc¬. 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 c­ìng 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 l­în ®Òu tõ r" lªn r vµ ®­êng cong l­în ®Òu qua c¸c ®iÓm b', b", b"’ sao cho c¸c ®­êng cong Êy kh«ng bÞ g·y khóc. C¸c hiÖu chØnh c¬ b¶n cña ®­êng ®Æc tinh ngoµi: + Gãc ®¸nh löa sím: ta chän nã b»ng 20 ®é + Qu¸ tr×nh th¶i : Gãc më sím supap th¶i 470 ; Gãc ®ãng muén supap th¶i 130 +Qu¸ tr×nh n¹p: Gãc më sím supap n¹p 90 ; Gãc ®ãng muén supap n¹p 510 PhÇn 3: Dùng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬. 3.1. 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, l­îng 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. §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. 3.2. Thø tù dùng c¸c ®­êng ®Æc tÝnh. §Ó dùng ®­êng ®Æc tÝnh, ta chän tr­íc 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: [KW]; [MNm]; ; V× ta tÝnh to¸n ®éng c¬ ë chÕ ®é m« men cùc ®¹i nªn c¸c gi¸ trÞ Nemax , MeN , ge ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau: [KW]; [KNm]; ; Trong ®ã: Nemax = 134,5 [KW]- c«ng suÊt cùc ®¹i thu ®­îc trong tÝnh to¸n nN= 4000 [v/ph]- sè vßng quay øng víi c«ng suÊt cùc ®¹i m« men xo¾n cã Ých øng víi sè vßng quay nN suÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých ë sè vßng quay ®Þnh møc nN. n- gi¸ trÞ cña biÕn sè ®­îc chän tr­íc [v/ph]. Ne, Me, ge lµ gi¸ trÞ t­¬ng øng cña c«ng suÊt cã Ých, m« men xo¾n cã Ých vµ suÊt tiªu hao nhiªn liÖu cã Ých øng víi tõng sè vßng quay trung gian ®­îc chän tr­íc. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®­îc thèng kª thµnh b¶ng. Dùa vµo c¸c sè liÖu thu ®­îc, ta dùng ®­êng ®Æc tÝnh lªn giÊy kÎ ly. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu. B¶ng 24. C¸c th«ng sè Sè vßng Quay n[v/p] Ne [KW] Me [Nm] ge Gnl 600 9.218 146.8 0.326 3.002 800 12.64 151 0.315 3.979 1000 16.18 154.6 0.305 4.934 1200 19.78 157.5 0.296 5.864 1400 23.42 159.8 0.289 6.769 1600 27.03 161.4 0.283 7.65 1800 30.6 162.4 0.278 8.509 2000 34.06 162.7 0.274 9.348 2200 37.4 162.4 0.272 10.17 2400 40.55 161.4 0.271 10.98 2600 43.49 159.8 0.271 11.78 2800 46.16 157.5 0.272 12.56 3000 48.54 154.6 0.274 13.32 3200 50.58 151 0.278 14.07 3400 52.23 146.8 0.283 14.78 3600 53.47 141.9 0.289 15.46 3800 54.24 136.4 0.296 16.08 4000 54.5 130.2 0.305 16.62 Tõ b¶ng sè liÖu trªn ta vÏ ®­îc ®­êng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬ nh­ sau: §­êng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬ M21 PhÇn IV. TÝnh to¸n ®éng lùc häc 4.1.TriÓn khai ®å thÞ c«ng chØ thÞ p -V thµnh ®å thÞ lùc khÝ thÓ Pk t¸c dông lªn pÝt t«ng, theo gãc quay a: §å thÞ c«ng chØ thÞ thÓ hiÖn sù biÕn thiªn ¸p suÊt tuyÖt ®èi bªn trong xy lanh theo sù thay ®æi thÓ tÝch cña xy lanh trong suèt mét chu tr×nh c«ng t¸c (hai vßng quay cña trôc khuûu - t­¬ng øng víi 4 hµnh tr×nh cña pÝt t«ng ®èi víi ®éng c¬ 4 kú). Lùc khÝ thÓ ®­îc t¹o bëi sù chªnh ¸p suÊt gi÷a mÆt trªn vµ mÆt d­íi ®Ønh pÝt t«ng vµ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: [MN] Trong ®ã: p: ¸p suÊt khÝ thÓ trong xy lanh, [MPa]; p0: ¸p suÊt phÝa d­íi ®Ønh pÝt t«ng, [MPa] :Chän p0 = 0,101 MPa D: ®­êng kÝnh danh nghÜa cña pÝt t«ng, [m]. Lùc Pk ®­îc coi nh­ tËp trung thµnh mét vÐc t¬ t¸c dông däc theo ph­¬ng ®­êng t©m xy lanh vµ c¾t ®­êng t©m chèt pÝt t«ng. Ta triÓn khai ®å thÞ c«ng thµnh ®å thÞ lùc khÝ thÓ theo gãc quay a cña khuûu trôc nh­ sau: * Dùng trôc hoµnh (trôc gãc quay a) ngang b»ng víi ®­êng n»m ngang thÓ hiÖn ¸p suÊt p0 cña m«i tr­êng trªn ®å thÞ c«ng. * Trôc tung thÓ hiÖn lùc Pk víi tû lÖ xÝch mP =mp Víi mp = 0.015265427 Þ mP = 0.000101478 ViÖc x¸c ®Þnh quan hÖ gi÷a chuyÓn vÞ pÝt t«ng vµ gãc quay a cã thÓ thùc hiÖn b»ng ph­¬ng ph¸p vßng trßn BrÝch, c¸c b­íc nh­ sau: - VÒ phÝa d­íi trôc hoµnh ®å thÞ c«ng p - V vÏ nöa d­íi vßng trßn BrÝch ®­êng kÝnh AB b»ng kho¶ng c¸ch tõ §CT tíi §CD trªn ®å thÞ p - V, t©m O, (®­êng kÝnh AB nµy t­¬ng øng hµnh tr×nh cña pit t«ng S =2R = 92.10-3mm cña ®éng c¬ thùc; A t­¬ng øng víi §CT, ®iÓm B t­¬ng øng víi ®iÓm chÊt d­íi. - VÒ phÝa ®iÓm chÕt d­íi, x¸c ®Þnh ®iÓm O' sao cho Víi l = = 0.2527473Þ OO’ = 11.6264 mm - Tõ O' dùng tia t¹o gãc a víi O'A, tia nµy c¾t vßng trßn BrÝch t¹i mét ®iÓm. Tõ ®iÓm ®ã dùng ®­êng song song víi trôc ¸p suÊt, c¾t ®å thÞ c«ng t¹i ®iÓm t­¬ng øng (víi qu¸ tr×nh n¹p, nÐn, d·n në hoÆc th¶i). Tõ giao ®iÓm ®ã giãng ngang sang ®å thÞ lùc khÝ thÓ vµ c¾t ®­êng th¼ng ®øng t­¬ng øng giãng tõ trôc a lªn. Giao ®iÓm ®ã chÝnh lµ ®é lín cña lùc khÝ thÓ t¹i gãc a t­¬ng øng trªn ®å thÞ lùc khÝ thÓ Pk-a. - LÇn l­ît dùng gãc a lín dÇn a = 150, 300, 450, 600, . ..180) vµ tiÕn hµnh t­¬ng tù nh­ trªn ta ®­îc tËp hîp c¸c giao ®iÓm trªn ®å thÞ Pk - a. - Nèi c¸c giao ®iÓm nhËn ®­îc b»ng ®­êng cong liªn tôc ta ®­îc ®å thÞ biÕn thiªn cña lùc khÝ thÓ theo gãc quay a cña khuûu trôc trong mét chu tr×nh c«ng t¸c cña xy lanh. - §èi víi ®éng c¬ M -21, trôc hoµnh thÓ hiÖn gãc a tõ 00 ®Õn 7200(d¹ng triÓn khai Pk - a) 4.2.Lùc qu¸n tÝnh vµ tæng lùc, lùc tiÕp tuyÕn vµ ph¸p tuyÕn Lùc qu¸n tÝnh do khèi l­îng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn mj g©y nªn th­êng ®­îc gäi t¾t lµ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn: Pj = - mj. Rw2 (cosa + l cos 2a). 10-6 [MN] Trong ®ã:-B¸n kÝnh quay cña khuûu trôc: R = 46.10-3 [m]; -VËn tèc gãc khuûu trôc: w = ==230.3827[] -HÖ sè kÕt cÊu cña ®éng c¬: l = 0.2527473 -Khèi l­îng chuyÓn ®éng tuyÕn tÝnh: mj = m1 + mp = 0.999 [kg]. Trong ®ã: - m1=0.277 [kg] Khèi l­îng thanh truyÒn quy dÉn vÒ t©m ®Çu nhá thanh truyÒn. -mp =0,722 [kg] - Khèi l­îng toµn bé pit t«ng [g] Lùc Pj thay ®æi trong suèt chu tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬ vµ ®­îc coi nh­ cã ph­¬ng t¸c dông trïng víi ph­¬ng cña lùc khÝ thÓ Pk. Tæng lùc khÝ thÓ vµ lùc qu¸n tÝnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn: PS = Pk + Pj [MN] Dùa trªn kÕt qu¶ tÝnh lùc Pj trong b¶ng, ta x©y dùng ®­êng cong biÕn thiªn lùc Pj trªn ®å thÞ Pk-a víi cïng tû lÖ xÝch mP nh­ ®èi víi lùc khÝ thÓ. Céng trùc tiÕp hai ®å thÞ Pk vµ Pj hoÆc dùa vµo b¶ng biÕn thiªn PS ®Ó x©y dùng ®å thÞ lùc PS. Lùc qu¸n tÝnh ly t©m do phÇn khèi l­îng qui dÉn tõ ®Çu to thanh truyÒn sinh ra: Pr2 = m2 .R.w2.10-6 = 0,744.46.10-3.230.38272.10-6 = 0.00181648 [MN] Víi khèi l­îng thanh truyÒn quy dÉn vÒ t©m ®Çu to thanh truyÒn : m2 = 744 [g] Ta x¸c ®Þnh c¸c trÞ sè tøc thêi cña lùc tiÕp tuyÕn T, lùc ph¸p tuyÕn Z theo c«ng thøc; T = P. , Z = P. [GQTK] [ 0] P [MN] T [MN] Z [MN] 0 -0.0030296 0 -0.0030296 15 -0.002955 -0.0009519 -0.00280416 30 -0.0024857 -0.0015171 -0.00199433 45 -0.0017898 -0.0014955 -0.00103572 60 -0.0009765 -0.0009552 -0.00029853 75 -0.0001626 -0.0001676 -2.5432E-06 90 0.00055131 0.00055131 -0.00014402 105 0.00109999 0.00099084 -0.00055219 120 0.00146261 0.0011026 -0.00101545 135 0.00165952 0.00096031 -0.00138661 150 0.0017389 0.0006776 -0.00161669 165 0.00175692 0.00034347 -0.00172686 180 0.00175744 0 -0.00175744 195 0.00176627 -0.0003453 -0.00173605 210 0.00177697 -0.0006924 -0.00165209 225 0.00175061 -0.001013 -0.00146272 240 0.00163971 -0.0012361 -0.0011384 255 0.00141213 -0.001272 -0.00070888 270 0.00107648 -0.0010765 -0.00028121 285 0.0007068 -0.0007288 1.10572E-05 300 0.00046643 -0.0004563 0.0001426 315 0.00062669 -0.0005236 0.000362645 330 0.00151321 -0.0009236 0.001214092 345 0.00339068 -0.0010923 0.003217615 360 0.02339215 0 0.023392149 375 0.02469059 0.00795383 0.023430361 390 0.01714013 0.01046107 0.013752013 405 0.01126242 0.00941029 0.006517181 420 0.00792238 0.00774958 0.002422105 435 0.00619899 0.00639168 9.69825E-05 450 0.0054079 0.0054079 -0.0014127 465 0.00499101 0.00449574 -0.00250546 480 0.00473389 0.0035687 -0.00328661 495 0.00451723 0.00261396 -0.00377437 510 0.00416328 0.00162231 -0.0038707 525 0.0037404 0.00073123 -0.00367641 540 0.00298109 0 -0.00298109 555 0.00230631 -0.0004509 -0.00226686 570 0.00190073 -0.0007407 -0.00176715 585 0.00175061 -0.001013 -0.00146271 600 0.00155369 -0.0011713 -0.00107868 615 0.00119108 -0.0010729 -0.00059791 630 0.00064239 -0.0006424 -0.00016781 645 -7.147E-05 7.3694E-05 -1.1181E-06 660 -0.0008854 0.00086606 -0.00027068 675 -0.0016988 0.00141939 -0.00098301 690 -0.0023946 0.00146149 -0.00192125 705 -0.0028639 0.00092259 -0.00271772 720 -0.0030296 0 -0.0030296 4.3. §å thÞ vÐc t¬ phô t¶i t¸c dông lªn bÒ mÆt cæ khuûu: §å thÞ nµy ph¶n ¸nh sù t¸c dông cña lùc T, Z, vµ Pr2 lªn bÒ mÆt cæ khuûu th«ng qua b¹c trong mét chu tr×nh c«ng t¸c cña xy lanh, ta cã: [MN] Dïng ph­¬ng ph¸p céng vÐc t¬ trªn ®å thÞ ®Ó x¸c ®Þnh Qck ta vÏ d­îc nh­ h×nh sau: Trong hÖ §Ò c¸c Qck-. §tvtpt cæ khuûu vÏ ®­îc triÓn khai nh­ h×nh d­íi: +X¸c ®Þnh trÞ sè t¶i träng trung b×nh t¸c dông lªn bÒ mÆt cæ khuûu: = 0.00481 [MN] ; Qckmax = 0.023[MN] +HÖ sè va ®Ëp : = = 4.7917 +T¶i träng riªng Trong ®ã: §­êng kÝnh cæ khuûu: dc=0.06m. ChiÒu dµi tiÕp xóc: lc =0.0361m. Þ = = 2.22 Þ ==10.61 4.3. §å thÞ mµi mßn cæ khuûu: §å thÞ mµi mßn thÓ hiÖn mét c¸ch t­îng tr­ng møc ®é mµi mßn bÒ mÆt cæ khuûu sau mét chu tr×nh t¸c dông cña lùc.- Trªn ®tvtpt cæ khuûu, vÏ vßng trßn t­îng tr­ng cho bÒ mÆt vµ chia thµnh 24 phÇn (0….23) b»ng nhau - TÝnh hîp lùc SQ' cña tÊt c¶ c¸c lùc t¸c dông lÇn l­ît lªn c¸c ®iÓm 0, 1, 2, 3..., 23 ký hiÖu t­¬ng øng lµ SQ0', SQ1', SQ2' …. ghi trÞ sè lùc vµ ph¹m vi t¸c dông lªn b¶ng sau víi gi¶ thiÕt lµ lùc SQ' t¸c dông ®Òu lªn tÊt c¶ c¸c ®iÓm trong ph¹m vi 1200, tøc lµ vÒ mçi phÝa cña ®iÓm chia lµ 600. - X¸c ®Þnh tæng lùc t­¬ng ®­¬ng SQi cña tÊt c¶ c¸c hîp lùc SQ' t¸c dông lªn ®iÓm thø i vµ ghi vµo c¸c « hµng d­íi cïng (b¶ng 2). - Trªn ®å thÞ, vÏ vßng trßn t­îng tr­ng vµ m¸ khuûu nh­ trªn h×nh 2 vµ còng chia thµnh 2n phÇn b»ng nhau t­¬ng øng ®¸nh sè tõ 0 tíi 2n-1. Chän mét tû lÖ xÝch lùc thÝch hîp, ®Æt c¸c ®o¹n th¼ng t­¬ng øng víi SQi tõ vßng trßn theo h­íng kÝnh vµo phÝa t©m. - Nèi c¸c ®iÓm cuèi cña c¸c ®o¹n th¼ng Êy b»ng mét ®­êng cong liªn tôc råi g¹ch nghiªng phÇn diÖn tÝch n»m gi÷a vßng trßn vµ ®­êng cong liªn tôc khÐp kÝn võa nhËn ®­îc, ta ®­îc ®å thÞ mµ phÇn g¹ch nghiªng ®­îc coi nh­ tû lÖ thuËn víi møc ®é mßn cña bÒ mÆt sau mét chu tr×nh t¸c dông cña lùc. Tõ ®å thÞ nµy, ta chän vÞ trÝ mßn Ýt nhÊt ®Ó khoan lç dÇu b«i tr¬n. B¶ng sè liÖu tÝnh ®­îc cho vµo b¶ng 2. C¨n cø vµo sè liÖu tÝnh ®­¬c ta vÏ ®­¬c ®å thÞ nh­ h×nh d­íi. §å thÞ mµi mßn cæ khuûu 1.§å thÞ tæng lùc tiÕp tuyÕn vµ m« men tæng §éng c¬ M-21 lµ ®éng c¬ mét hµng; 4kú ;=1800 Thø tù c«ng t¸c: 1 – 2- 4- 3 Tõ thø tù c«ng t¸c ta x¸c ®Þnh vÞ trÝ tøc thêi cña c¸c pÝt t«ng nh­ sau: 1 ® 2 ® 4 ® 3 ® 720o 540o 360o 180o Ta cã b¶ng biÕn thiªn c¸c lùc tiÕp tuyÕn nh­ b¶ng d­íi ®©y: Xl1 T1 Xl2 T2 Xl4 T4 Xl3 T3 T 720 0 540 0 360 0 180 0 0 15 -0.0009519 555 -0.0004509 375 0.00795383 195 -0.0003453 0.006205727 30 -0.0015171 570 -0.0007407 390 0.01046107 210 -0.0006924 0.007510885 45 -0.0014955 585 -0.001013 405 0.00941029 225 -0.001013 0.005888761 60 -0.0009552 600 -0.0011713 420 0.00774958 240 -0.0012361 0.004387033 75 -0.0001676 615 -0.0010729 435 0.00639168 255 -0.001272 0.003879183 90 0.00055131 630 -0.0006424 450 0.0054079 270 -0.0010765 0.004240334 105 0.00099084 645 7.3694E-05 465 0.00449574 285 -0.0007288 0.004831499 120 0.0011026 660 0.00086606 480 0.0035687 300 -0.0004563 0.005081112 135 0.00096031 675 0.00141939 495 0.00261396 315 -0.0005236 0.004470021 150 0.0006776 690 0.00146149 510 0.00162231 330 -0.0009236 0.002837847 165 0.00034347 705 0.00092259 525 0.00073123 345 -0.0010923 0.000905005 180 0 720 0 540 0 360 0 0 Dùa trªn kÕt qu¶ tÝnh chän tû lÖ xÝch: mTå =0.00004 ; m =0,75 [®é/mm] Ta vÏ ®­îc ®å thÞ nh­ h×nh sau: Dùa vµo b¶ng biÕn thiªn c¸c lùc tiÕp tuyÕn ta tÝnh ®­îc: TåTB = 0, 004186 [MN] X¸c ®Þng m« men xo¾n cã Ých Metb: Metb = TåTB. R. hc¬. 106 = 0, 004186. 0, 046.0,8436. 106=162.458 (Nm) Sai sè Metb so víi Me trong phÇn tÝnh nhiÖt: < 10%. Do vËy kÕt qu¶ tÝnh lµ ®¹t yªu cÇu. PhÇn V KÕt luËn Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®å ¸n ¸p dông chñ yÕu lµ phÇn mÒm Microsoft Exel ®Ó tÝnh to¸n vµ sù trî gióp cña Autocad ®Ó vÏ c¸c ®å thÞ, trong qu¸ tr×nh ®o c¸c b¶ng vÏ cña tõng ®èi t­îng, ®Ó lÊy sè liÖuphôc vô cho tÝnh to¸n ®· lµm trßn nªn lµm sinh ra c¸c sai sè, v× l­îng c«ng thøc t­¬ng ®èi phøc t¹p. Víi sù h­íng dÉn cña gi¸o viªn, t«i ®· hoµn thµnh ®å ¸n m«n häc nµy. §óng nh­ gi¸o viªn d¹y r»ng:”M¸y tÝnh chØ lµ c«ng cô hç trî, Con ng­êi míi lµ nh©n tè quyÕt ®Þnh”. Thùc hiÖn mét bµi tËp tèt kh«ng chØ cÇn cã c«ng cô tèt lµ ch­a ®ñ mµ cßn ph¶i cã ng­êi thùc hiÖn bµi tËp víi ph­¬ng ph¸p thùc sù khoa häc vµ hîp lý. T«i ®· nhËn ®­îc sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c ThÇy gi¸o trong bé m«n vµ ThÇy Vy H÷u Thµnh ng­êi trùc tiÕp h­íng dÉn ®å ¸n cho t«i. Nh©n dÞp nµy t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n nh÷ng ®iÒu mµ c¸c ThÇy gi¸o ®· chØ d¹y, truyÒn ®¹t kiÕn thøc vµ kinh nghiÖm trong qu¸ hoµn thµnh ®å ¸n m«n häc. Hµ Néi, ngµy 30/11/2005. Tµi liÖu tham kh¶o 1. H­íng dÉn ®å ¸n m«n häc ®éng c¬ ®èt trong – NXB Q§ND 2003 TiÕn sÜ Vy H÷u Thµnh Th. sÜ Vò Anh TuÊn 2. §¹i c­¬ng ®éng c¬ ®èt trong-HVKTQS-1990 L¹i V¨n §Þnh 3. KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong T1, 2 - HVKTQS 1996 L¹i V¨n §Þnh Vy H÷u Thµnh 4. Lý thuyÕt ®éng c¬ ®èt trong-NXB Q§NN 2000 PGS. TS Hµ Quang Minh 5. KÕt cÊu vµ tÝnh to¸n ®éng c¬ ®èt trong T3 - NXB §H vµ TH CN Hå TÊn ChuÈn NguyÔn §øc Phó TrÇn V¨n TÕ NguyÕn TÊt TiÕn 6. TËp ALAT ®éng c¬ ®èt trong T1, 2–HVKTQS 2003