TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ Họ tên ……… Lớp………… ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Đề tài: THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ …………… (DIÊZEN, XĂNG), (tăng áp), công suất danh nghĩa Nen= ……… kW, tốc độ quay danh nghĩa nn= ………….rpm, dùng để ………………………………………………………………………… TPHCM, tháng 11/2009 QUI ĐỊNH VỀ VIỆC THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1 THỰC HIỆN Thực hiện theo hướng dẫn 2 HÌNH THỨC TRÌNH BÀY 2.1 Khổ giấy: A4, trình bày trên 1 mặt 2.2 Font chữ và lề: Soạn thảo trong môi trường Windows của Microsoft hoặc tương đương với font: Times New Roman, size: 13 hoặc 14, line spacing: at least: 18-20, lề trên: 20 mm, lề dưới: 20 mm, lề trái: 30 mm, lề phải: 20 mm, số trang được đánh ở giữa phía trên đầu trang Các tiêu đề cấp 1 được viết bằng chữ in hoa 2.3 Bố cục: Theo mẫu 2.4 Cách ghi thứ tự, viết tắt: 2.4.1 Thứ tự Phần và mục: Phần và mục được ký hiệu bằng số Arap cách nhau bởi dấu chấm như sau: + Phần: Phần 1, Phần 2, Phần 3 + Mục cấp 1- ví dụ: 3.1 ; 3.2 ; 3.3 + Mục cấp 2 - ví dụ 3.2.1 ; 3.2.2 ; 3.2.3 … + Mục cấp 3 - ví dụ 3.3.1.1 ; 3.3.1.2 ; 3.3.1.3 Các ý trong các mục có thể ký hiệu bằng các dấu: -, +, •, *… 2.4.2 Thứ tự hình, Biểu bảng và công thức toán học: Hình vẽ, ảnh, đồ thị và biểu bảng được ghi bằng 2 nhóm có số Arap cách nhau bởi dấu chấm (.) hoặc gạch ngang (-) Công thức toán học ghi theo số thứ tự bằng 2 nhóm số Arap cách nhau bởi dấu chấm (.) Nhóm số đầu chỉ số thứ tự của chương, nhóm số sau chỉ số thứ tự của hình, biểu bảng hoặc công thức toán học Ví dụ: Hình 3-12: ; Bảng 3-12: ; (3.12) là hình, bảng và công thức thứ 12 của chương 3 Số thứ tự và tiêu đề của hình ghi phía dưới hình, số thứ tự và tiêu đề của bảng ghi phía trên bảng, số thứ tự của công thức toán học được để trong ngoặc đơn và đặt phía lề bên phải Đối với các công thức toán học, phải chú thích những ký hiệu xuất hiện lần đầu tiên ngay dưới biểu thức Có thể tổng hợp tất cả các ký hiệu và chữ viết tắt đã được sử dụng trong bản thuyết minh cùng nghĩa của chúng thành một danh mục đặt ở phần đầu của bản thuyết minh Ghi chú: Các công thức phải đủ phần chữ và số, ví dụ: ηe= ηi ηm = 0,38* 0,86 = 0,3268 ≈ 0,32 2.3 Viết tắt Chỉ viết tắt những cụm từ được lặp lại nhiều lần trong bản thuyết minh, không viết tắt những cụm từ quá dài Những cụm từ được viết tắt sau lần viết đầy đủ đầu tiên bằng cách đặt chữ viết tắt trong ngoặc đơn, ví dụ: ” nhiều đề đề tài nghiên cứu khoa học (NCKH) có giá trị ” 3 ĐƠN VỊ VÀ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG 3.1 Đơn vị: Tất cả các số liệu tính toán hoặc chọn phải có đơn vị kèm theo Nguyên tắc chung là các đơn vị phải phù hợp với Hệ đơn vị quốc tế (m, kg, N, s, ) Riêng đối với đơn vị của các đại lượng dưới đây cần được chuyển đổi như sau : p [N/m 2 hoặc bar], t [0C], T [K], n [rpm], N [kW hoặc HP], gi và ge [g/kW.h hoặc g/HP.h] 3.2 Độ chính xác : • Kích thước dài (D, S, L, ) : ± 1 mm • Áp suất : ± 1,00 N/m2 • Nhiệt độ : ± 1 0C • Suất tiêu thụ nhiên liệu : ± 1 g/kW.h hoặc 1 g/HP.h • Hiệu suất : ± 0,01 % 4 PHỤ LỤC Phụ lục có thể là : catalogue, các văn bản pháp qui liên quan trực tiếp đến nội dung đồ án, phương pháp tính mới, v.v Bố trí Phụ lục (nếu có) ngay trước phần Tài liệu tham khảo 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo ở đây được hiểu là những ấn phẩm được lưu hành chính thức hoặc lưu hành nội bộ của các tác giả, cơ quan cụ thể mà học viên đã có sử dụng tư liệu trong đó Mọi ý kiến, kết luận, công thức thực nghiệm không phải của riêng tác giả và trích dẫn từ các tài liệu tham khảo phải được ghi rõ nguồn gốc Không ghi nguồn gốc các trích dẫn với những kiến thức phổ thông Yêu cầu trung thực, chính xác trong sử dụng tài liệu tham khảo Sau mỗi lần trích dẫn, sử dụng số liệu hoặc công thức, v.v của tài liệu nào, phải ghi trong ngoặc vuông số thứ tự tài liệu đó Ví dụ : Thời gian mạ crom có thể tính theo công thức sau [3, tr 128] : t= 1000 ⋅ h ⋅ γ k ⋅D⋅ f Tài liệu tham khảo là sách, luận văn, báo cáo được ghi đầy đủ các thông tin theo thứ tự như sau : • Tên tác giả hoặc cơ quan ban hành • Năm xuất bản (đặt trong ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn) • Tên sách, luận văn hoặc báo cáo (in nghiêng, dấu phẩy cuối tên) • Nhà xuất bản (dấy phẩy cuối tên nhà xuất bản) • Nơi xuất bản (dấu chấm kết thúc một tài liệu tham khảo) Tài liệu tham khảo là bài báo trong tạp chí, bài trong một cuốn sách, v.v được ghi như sau : • Tên tác giả • Năm công bố (đặt trong ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn) • Tên bài báo (đặt trong ngoặc kép, không in nghiêng, dấu phẩy cuối tên) • Tên tạp chí hoặc sách (in nghiêng, dấu phẩy cuối tên) • Tập của bộ sách • Số tạp chí (đặt trong ngoặc đơn, dấu phẩy sau ngoặc đơn) • Các số trang (gạch ngang giữa hai chữ số, dấu chấm kết thúc) Ví dụ cách ghi tài liệu tham khảo : 1 Nguyễn Văn Ba (1995), Nghiên cứu ảnh hưởng của khe hở lắp ghép và tốc độ quay đến khả năng mang tải của ổ trục chân vịt dùng bạc lót gỗ, bôi trơn bằng nước biển, Luận văn thạc sĩ, trường Đại học Thuỷ sản 2 Dương Đình Đối (1998), Sửa chữa máy tàu thủy, NXB Nông nghiệp 3 UBND tỉnh Bình Thuận (2002), Báo cáo tổng kết 5 năm (1997-2002) thực hiện chương trình khai thác hải sản xa bờ tại tỉnh Bình Thuận, UBND tỉnh Bình Thuận 4 Anderson J E (1985), "The Relative Inefficiency of Quota, The Cheese Case", American Economic Review, 75(1), pp 178-190 6 CÁCH THỨC ĐÁNH GIÁ ĐAMH ĐCĐT • Điểm kiểm tra dưới hình thức chấm bản thảo : 25 % • Điểm thi tối thiểu và bảo vệ : 75 % • Sinh viên có điểm kiểm tra và điểm thi tối thiểu đạt loại khá trở lên và có tinh thần học tập tốt sẽ được miễn công đoạn bảo vệ Trong trường hợp này, điểm ĐAMH là trung bình cộng của điểm kiểm tra và điểm thi tối thiểu • ĐAMH ĐCĐT được đánh giá là không đạt yêu cầu nếu vi phạm một trong các điều sau đây : 1) Không nộp bản thảo đúng thời gian qui định 2) Bản chính không đủ nội dung theo đề cương 3) Vi phạm các qui định khác về trình bày ĐAMH > 3 lần 7 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 GS.TS Nguyễn Tất Tiến (1994, 2000), Nguyên lý động cơ đốt trong, NXB Giáo dục 2 PGS.TS Nguyễn Văn Nhận, TS Lê Bá Khang, Bài giảng Nguyên lý động cơ đốt trong 2007 3 Văn Thị Bông (2002), Tính toán nhiệt và động lực học động cơ đốt trong, NXB Đại Học Quốc Gia, Tp.HCM 4 Hồ Tấn Chẩn - Nguyễn Đức Phú - Trần Văn Tế - Nguyễn Tất Tiến (1996), Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, tập1, 2, NXB Giáo Dục 5 Nguyễn Văn Nhận (2007), Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong, No-1 6 Nguyễn Văn Nhận (2007), Hướng dẫn đồ án môn học Động cơ đốt trong, No-2 7 Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc Gia Tp.HCM 8 Catalogue của hãng SX NỘI DUNG Lời nói đầu 1 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ THIẾT KẾ - Số xy lanh và cách bố trí xy lanh: Động cơ được thiết kế là loại 4 kỳ hay 2 kỳ, có … xylanh, bố trí thẳng hàng hay chữ V + Công suất danh nghĩa: + Số vòng quay danh nghĩa: - Động cơ này được sử dụng trang bị trên phương tiện, ô tô loại nào ? 1.2 TỔ CHỨC QUÁ TRÌNH CHÁY 1) Loại nhiên liệu - Nhiên liệu dùng cho động cơ là xăng hoặc điêzen - Các thành phần có trong nhiên liệu: C, H, O, S [chọn tài liệu nào, trang số ] 2) Buồng đốt - Phân tích chọn loại buồng cháy (thống nhất, cháy trước hay xoáy lốc)? Hình vẽ minh họa 3) Hệ thống nhiên liệu - Sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng hoặc điêzen (kèm CHK, BCA ) cổ điển, đời mới hay phun xăng điều khiển điện tử, phun dầu điều khiển điện tử (Common Rail), lý do (hệ thống này có thể tạo nên hoà khí có tỷ lệ lý tưởng cho từng xylanh ở mọi chế độ hoạt động của động cơ hay không)? - Nhiên liệu được cung cấp theo hình thức (thời điểm, hay liên tục), thời điểm cung cấp và lượng nhiên liệu cung cấp ? ví dụ nhiên liệu điêzen được phun vào BC của động cơ theo từng thời điểm (phun một lần – động cơ kiểu cũ) chứ không liên tục (Common Rail – phun liên tục), Quá trình phun (thời điểm phun và lượng nhiên liệu được phun) được thực hiện theo những yếu tố nào? Góc quay trục khuỷu và góc quay trục cam hay tín hiệu khối lượng không khí đang nạp vào và tín hiệu về vận tốc trục khuỷu của động cơ - Vẽ sơ đồ cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của hệ thống có chú thích đầy đủ 1.3 HỆ THỐNG NẠP - XẢ 1, Đối với động cơ 4 kỳ - Chọn cơ cấu phân phối khí kiểu xupáp treo hay xu páp đặt – lý do ? - Phương pháp dẫn động: bằng đai, trục cam hay cơ cấu cam - con đội - đũa đẩy đòn gánh, lý do ? - Phương pháp điều chỉnh khe hở nhiệt xu páp và các cơ cấu liên quan như giảm áp (nếu có) ? - Vẽ sơ đồ cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của hệ thống có chú thích đầy đủ 2, Đối với động cơ 2 kỳ - Phân tích chọn phương án quét khí: quét thẳng, quét vòng (thường chọn quét thẳng qua xu páp thải, có phải điều chỉnh khe hở nhiệt xu páp ?) * Hình dáng và kích thước của cửa : chữ nhật, hình tròn (nên chọn hình dáng hình chữ nhật, cửa quét bố trí theo chu vi, 1 dãy) * Kích thước của cửa : Khi chọn kích thước và bố trí các cửa quét khí nên ưu tiên chiều rộng của cửa (nhưng không vượt quá giá trị cho phép) bằng cách tăng số cửa sổ (phải đảm bảo độ bền của các đường gân) như vậy sẽ giúp cho không khí được phân bố đều xung quanh xi lanh, giảm bớt mức độ hòa trộn giữa không khí mới nạp với sản phẩm cháy Việc tăng chiều rộng các cửa quét có tác dụng làm giảm tổn thất hành trình cho khí quét - Vẽ sơ đồ cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của hệ thống có chú thích đầy đủ 1.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT - Lý do phải làm mát cho động cơ ? - Phân tích chọn hệ thống làm mát (kiểu kín hay hở, đối với ô tô thường làm mát kiểu kín, lấy nhiệt nhờ quạt gió…bởi nhiệt độ nước làm mát cao, thiết lập và ổn định chế độ nhiệt có lợi nhất cho sự làm việc của động cơ ở chế độ tải định mức và các chế độ khác, giảm tổn thất nhiệt cho nước làm mát, tăng hiệu suất chỉ thị, giảm hao mòn lót xi lanh – xéc măng, tăng độ bền nhiệt cho lót xi lanh) - Chọn loại nước làm mát ? - Làm mát piston bằng ? làm mát vòi phun bằng ? - Vẽ sơ đồ cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động và chú thích liên quan 1.5 HỆ THỐNG BÔI TRƠN - Lý do phải bôi trơn cho động cơ khi hoạt động, khi đứng yên ? - Phân tích chọn hệ thống bôi trơn - Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm 1.6 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG - Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống khởi động động cơ ? - Chọn hệ thống khởi động, lý do ? - Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chú thích 1.7 ĐỘNG CƠ MẪU Bảng1-1: Đặc điểm kỹ thuật của động cơ mẫu (3 động cơ) T T 1 Đặc điểm kĩ thuật 2 Số xilanh (cái) 3 Công suất cực đại (mã lực/rpm) 4 Mô men xoắn cực đại (Nm/rpm) 5 Sử dụng nhiên liệu Dung tích xilanh (cm3) Động cơ mẫu Ghi chú Nhiệt độ khí nạp (Tk) là nhiệt độ được xác định tại không gian chứa khí nạp trước khi vào không gian công tác của xylanh p  Tk = T0 ⋅  s   p0  m −1 m (2.2-2) − ∆Tm trong đó : po - áp suất khí quyển; T0 - nhiệt độ khí quyển; ps - áp suất khí nạp sau máy nén; m - chỉ số nén đa biến ; ∆Tm - mức độ làm mát khí tăng áp Chỉ số nén đa biến trong máy nén tăng áp (m) phụ thuộc vào loại máy nén Mức hạ nhiệt độ khi qua thiết bị làm mát khí tăng áp (∆Tm) phụ thuộc vào mức độ tăng áp, thiết bị và phương pháp làm mát khí tăng áp ∆Tm = 250 ÷ 500C m = 1,45 ÷ 1,60 - Máy nén piston m = 1,65 ÷ 1,80 - Máy nén roto m = 1,45 ÷ 1,80 - Máy nén ly tâm Bảng 2.1-1 Áp suất khí nạp ở ĐCĐT Loại động cơ Áp suất khí nạp (pk) Tăng áp truyền động cơ khí Tăng áp bằng turbine khí thải Động cơ thấp tốc, công suất lớn (1,1 ÷ 1,2) p0 (1,3 ÷ 1,7) p0 Động cơ có công suất và tốc độ trung bình (1,2 ÷ 1,4) p0 (1,5 ÷ 3,0) p0 Động cơ ôtô, máy kéo (1,2 ÷ 1,5) p0 (1,5 ÷ 1,7) p0 Động cơ cường hoá cao → 5,0 p0 4) Áp suất cuối quá trình nạp (pa ) Áp suất cuối quá trình nạp (pa) là một trong những thông số liên quan trực tiếp đến lượng khí mới được nạp vào không gian công tác của xylanh trong mỗi chu trình, từ đó quyết định công suất mà động cơ có thể phát ra Để hiểu rõ hơn ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến p a , chúng ta viết phương trình Bernoullie cho dòng khí nạp tại các vị trí trước và sau cửa nạp như sau : 2 pk wk2 pa wn2 2 wn + g ⋅ Hk + = + βn ⋅ + ξn ⋅ + g ⋅ Ha ρk 2 ρa 2 2 (2.2-3) trong đó : pk , pa - áp suất của khí nạp trước cửa nạp và áp suất trong xylanh; H k , Ha độ cao của cửa nạp và độ cao của không gian công tác tại vị trí đang xét; ρa - mật độ của khí nạp trong xylanh; wk - vận tốc của khí nạp trước cửa nạp; w n - vận tốc trung bình của khí nạp tại cửa nạp; βn - hệ số tính đến ảnh hưởng của tiết diện lưu thông của cửa nạp; ξn - hệ số cản của đường ống nạp Có thể xem Hk ≈ Ha , ρk ≈ ρa và wk