Tài liệu tính toán kiểm nghiệm động cơ YAMZ 236

Đề tài: tính toán kiểm nghiệm động cơ YAMZ 236

Các thông số đầu vào

1. Kiểu động cơ: Động cơ YAMZ236,chữ V , không tăng áp
2. Thứ tự nổ 1-5-3-6-2-4
3. Công suất động cơ N[SUB]e[/SUB] = 185 mă lực
4. Số ṿng quay n = 2310 ṿng / phút
5. Suất tiêu thụ nhiên nliệu g[SUB]e[/SUB] = 190 g/ml.h
6. Số kỳ = 4
7. Đường Kính xy lanh D =130 mm
8. Hành tŕnh piston S =140 mm
9. Tỷ số nén e = 17.2
10. Sè xi lanh i = 6
11. Chiều dài thanh truyền l[SUB]t[/SUB]= 256 mm
12. Trọng lượng nhóm piston m[SUB]pt [/SUB]= 3.25 kg
13. Trọng lượng thanh truyền m[SUB]tt[/SUB] = 4.215 kg
14. Góc mở sớm xupáp nạp = 20­[SUP]0[/SUP]
15. Góc đóng muộn xupáp nạp = 56[SUP]0[/SUP]
16. Góc mở sớm xupáp thải β[SUB]1[/SUB]= 56[SUP]0[/SUP]
17. Góc đóng muộn xupáp thải β[SUB]2[/SUB] =20[SUP]0[/SUP]
18. Góc phun sớm j[SUB]i[/SUB] = 20[SUP]0[/SUP]




Chương I: Tính Toán Nhiệt

1.1 Các thông số chọn:
1.1.1 Tính tốc độ trung b́nh của piston :

[TABLE]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Ta có công thức tính tốc độ trung b́nh của piston như sau :

[TABLE]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Vậy động cơ có tốc độ cao tốc, áp suất và nhiệt độ của môi trường:
p[SUB]k[/SUB] = 0,1 MPa
T[SUB]k[/SUB]= 24 + 273 = 297 [SUP]o[/SUP]K
1.1.2 Áp suất cuối quá tŕnh nạp (động cơ không tăng áp)
p[SUB]a [/SUB]= (0,8 ¸ 0,9)p[SUB]k[/SUB] = (0,8¸ 0,9).0,1̃ chọn p[SUB]a[/SUB] = 0,087 MPa
1.1.3 Áp suất và nhiệt độ khí sót
p[SUB]r[/SUB]= (1,1 ¸ 1,15).p[SUB]k[/SUB] = (1,1 ¸ 1,15).0,1̃ chọn p[SUB]r[/SUB] = 0,113 MPa

T[SUB]r[/SUB] = (700 ¸ 900) [SUP]o[/SUP]K ,chọn Tr= 770 [SUP]o[/SUP]K
1.1.4 Độ tăng nhiệt độ do sấy nóng khí nạp mới
DT chủ yếu phụ thuộc vào quá tŕnh h́nh thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xylanh.
DT = 20 ¸ 40, V́ động cơ Điêsel có tỷ số nén cao nên chọn DT =35 [SUP]o[/SUP]K
1.1.5 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt
l[SUB]t[/SUB] = 1,1 (do α >1,4)
1.1.6 Hệ số quét buồng cháy
l[SUB]2[/SUB] = 1 ; (do không tăng áp)
1.1.7 Hệ số nạp thêm
l[SUB]1[/SUB] = 1,02 ¸ 1,07 ̃ chọn l[SUB]1 [/SUB]= 1,05
1.1.8 Hệ số lợi dụng nhiệy tại điển z và b
x[SUB]z[/SUB] = 0,70 ¸ 0,85 ̃ chọn x[SUB]z[/SUB] = 0,8
x[SUB]b[/SUB] = 0,80 ¸ 0,90 ̃ chọn x[SUB]b[/SUB] = 0,85
1.1.9 Hệ số hiệu đính đồ thị công
j[SUB]d[/SUB] = 0,92 ¸ 0,97 ̃ chọn j[SUB]d[/SUB] = 0,945
1.1.10 Tỷ số tăng áp
Chỉ có ở động cơ Diêsel, l = 1,5-2 ,chọn l = 1,6
1.2 Các thông số tính toán :
1.2.1 Hệ số khí sót

Chỉ số dăn nở đa biến m = 1,45 ¸ 1,5 , chọn m = 1,47


1.2.2 Nhiệt độ cuối hành tŕnh nạp



1.2.3 Hệ số nạp



1.2.4 Lượng khí nạp mới:
(*)
Ta có trong đó V[SUB]h[/SUB] = ==1,859 (dm[SUP]3[/SUP])
̃p[SUB]e[/SUB] = = 0,634 (MPa ) thay vào (*) ta được
M[SUB]1[/SUB] = = 0,715 kmol/kgnl
1.2.5 Lượng khí lư thuyết cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu :
M[SUB]0[/SUB] = kmol/kgnl
Đối với nhiên liệu điêzen C=0,87; H=0,126; 0= 0,004
M[SUB]0[/SUB] = 0,495 kmol/kgnl
1.2.6 Hệ số dư lượng không khí a:
= = 1,444 ( 1,4-1,7)
1.3 Quá tŕnh nén
1.3.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung b́nh của khí nạp mới:
kj/kmolđộ

1.3.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung b́nh của khí sót :



1.3.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung b́nh của khí hỗn hợp công tác:

(kJ/kmol.độ)
1.3.4 Chỉ số nén đa biến n[SUB]1[/SUB]:

Thay các giá trị đă biết và thử chọn với n[SUB]1[/SUB] = 1,367 thay vào hai vế của phương tŕnh ta được :
VT = 0,367
VP =0,366
VT-VP =0,001
Vậy n[SUB]1[/SUB]= 1,366
1.3.5 Áp suất cuối quá tŕnh nén:
p[SUB]c[/SUB] = p[SUB]a[/SUB] . e[SUP]n1[/SUP] = 0,087.17,2[SUP]1,367[/SUP] = 4,251 MPa
1.3.6 Nhiệt độ cuối quá tŕnh nén:
T[SUB]c[/SUB] = T[SUB]a[/SUB].e[SUP]n1[/SUP][SUP] - 1[/SUP] = 347.17,2[SUP]1,367[/SUP][SUP] - 1[/SUP] = 986 [SUP]o[/SUP]K
1.3.7 Lượng môi chất công tác của quá tŕnh nén:
M[SUB]c[/SUB] =M[SUB]1[/SUB] + M[SUB]r[/SUB] = M[SUB]1[/SUB](1+g[SUB]r[/SUB]) = 0,715(1+0,032) = 0,738 kmol/kgnl

1.4 Quá tŕnh cháy
1.4.1 Hệ số thay đổi phân tử lư thuyết:



1.4.2 Hệ số thay đổi phân tử thực tế :



1.4.3 Hệ số thay đổi phân tử tại z :

x[SUB]z[/SUB] =
̃
b[SUB]z[/SUB] = 1,040
1.4.4 Nhiệt độ tại z:
(**)
trong đó Q[SUB]H[/SUB] là nhiệt trị thấp Q[SUB]H[/SUB] = 42,5 .10[SUP]3[/SUP] kj/kgmol




=21,943 +0,00275.T[SUB]z [/SUB] = a[SUB]vz[/SUB]’’ + b[SUB]vz[/SUB]’’ .T[SUB]z[/SUB]

Thay tất cả vào (**) ta được :
Giải phương tŕnh trên ta được: T[SUB]z[/SUB] = 2206,421 [SUP]o[/SUP]K
1.4.5 Tỷ số tăng áp suất :
l = 1,6
1.4.6 Áp suất tại điểm z:
p[SUB]z[/SUB] = lp[SUB]c[/SUB] = 1,6.4,251 = 6,8016 MPa
1.4.7 Tỷ số giăn nở sớm :
r = b[SUB]z[/SUB]. =1,04.= 1,4545 < 1,6 = , thoả măn
1.4.8 Tỷ số giăn nở sau :
d = =11,8254
1.5 Quá trính giăn nở
1.5.1 Chỉ số giăn nở đa biến trung b́nh:
(***)
trong đó :
T[SUB]b[/SUB] = .
Chọn thử n[SUB]2[/SUB] = 1,2484 và thay vào hai vế :
VT = 0,2484
VP = 0,24837
Từ pt trên ta thấy có thể chấp nhận được n[SUB]2[/SUB] = 1,2484
1.5.2 Áp suất cuối quá tŕnh giăn nở :
p[SUB]b[/SUB] = MPa
1.5.3 Nhiệt độ cuối quá tŕnh giăn nở:
T[SUB]b[/SUB] = =1194,54[SUP]o[/SUP]K
1.5.4 Kiểm tra nhiệt độ khí sót:
T[SUB]r[/SUB](tính) = T[SUB]b[/SUB] .= 1194,54. = 787,093[SUP]O[/SUP]K
Kiểm tra :
DT[SUB]r[/SUB] = % = % = 1,64% < 15% =[DT[SUB]r[/SUB] ]
Vậy T[SUB]r[/SUB] chọn như ở trên là đúng.
1.6 Tính toán các thông số của chu tŕnh công tác
1.6.1 Áp suất trung b́nh chỉ thị lư thuyết :

p[SUB]i[/SUB][SUP]’[/SUP] = 0,83942 MPa
1.6.2 Áp suất trung b́nh chỉ thị thực tế:
p[SUB]i[/SUB] = p[SUB]i[/SUB][SUP]’[/SUP] .j[SUB]d[/SUB]
̃p[SUB]i[/SUB] = 0,83942 . 0,945 = 0,79325 MPa
1.6.3 Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị:

1.6.4 Hiệu suất chỉ thị:

1.6.5 Áp suất tổn thất cơ khí:
p[SUB]m[/SUB] = 0,030 + 0,0120.v=0,030 +0,012.10,78 = 0,1594(MPa)
1.6.6 Áp suất có Ưch trung b́nh:
p[SUB]e[/SUB] = p[SUB]i[/SUB] - p[SUB]m[/SUB] = 0,79325 - 0,1594 = 0,63385 (MPa)
1.6.7 Hiệu suất cơ giới:
h[SUB]m[/SUB] = p[SUB]e[/SUB]/p[SUB]i[/SUB] = 0,63385 / 0,79325 = 0,7991
1.6.8 Suất tiêu hao nhiên liệu có Ưch:
ge = gi/h[SUB]m[/SUB] = 206,446 / 0,7991 = 258,348 (g/kw.h)
1.6.9 Hiệu suất có Ưch :
h[SUB]e[/SUB] = h[SUB]i[/SUB] . h[SUB]m [/SUB].100% = 0,4103.0,991 = 0,32787
1.6.10 Kiểm nghiệm đường kính xylanh:
dm[SUP]3[/SUP]
D[SUB]tính toán [/SUB]=