ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG 2.l Quá trình nạp 2.2 Quá trình nén 3.3 Quá trình cháy 3.4 Quá trình giãn nở 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuong ưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưưChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG 2.l Quá trình nạp Trong động đốt sau chu kỳ công tác động cần phai: Thai hết khí cháy tra khỏi xilanh Nạp không khí vào xilanh động Quá trinh nạp đợc thực kết thúc trinh xa piston từ DCT xuống DCD, lúc xupáp nạp mở, xa đóng Chất lợng trinh nạp lợng không khí nạp vào xylanh động có anh hởng nhiều đến trinh tạo hỗn hợp cháy nhiên liệu sau 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ư2.l Quá trìnhkhínạp Thực tế lợng không nạp có xylanh đầu trình nén nhỏ lợng không khí tính toán theo lý thuyết, vì: Sức cản thủy lực của: đờng ống không khí nạp, Các xu páp nạp Các cửa nạp (trong động kỳ) Sức cản thủy lực đờng ống xả, 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ưá2.l trình(psnạp p suất Quá xilanh ) lớn áp suất không khí nạp (pao) Quá trinh nạp thực tế bắt đầu ao, thể tích nạp không P khí bị giảm Sự sấy nóng không khí nạp thành vách xylanh, đinh piston, xu páp, khí sót xilanh động b s a TDC 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo pa p ao ps ao BDC V ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ư2.l Quá trình nạp Do tồn sức cản thủy lực nên áp suất không khí xylanh bắt đầu trình nén (cuối trình nạp-a) nhỏ áp suất không khí nạp trớc cửa nạp (ao) P b Kết luận: lợng không khí thực tế nạp vào tronh xilanh nhỏ so với lý thuyết s a pa p ao ps ao V 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ư2.l Quá trình nạp Tỷ số: M r gọi hệ số khí sót; ký hiệu s L Mr r = L Trong Mr: Số lợng khí cháy sót lại xylanh động đầu kỳ nén (Kmol) L: Số lợng khí xylanh động cuối trình nạp (Kmol) 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Dể đánh giá hiệu qua trinh nạp ngời ta đa khái niệm hệ số nạp Hệ số nạp tỷ số giua lợng không khí có xylanh động đầu hành trinh nén lợng không khí chứa thể tích công tác xylanh động có thông số thông số trạng thái không khí trớc cửa hút xylanh 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Vo Go Lo n = = = Trong n: hệ số nạp: V s G s Ls Go (kg); Vo (m3); Lo (kmol) lợng không khí thực tế nạp vào thể tích Va 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Vo Go Lo n = = = Vs lợng G s không Lskhí chứa đợc thể tích Vs có thông số Gs (kg); Vs (m3); Ls(kmol): thông số trớc cửa nạp Po, To (hay Ps , Ts) Cần ý: Va > Vs trờng hợp lý tởng trình xả hoàn toàn n lớn 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo ChươngưII CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtưTRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Để lập công thức tính toán hệ số nạp, trớc hết có số giả thiết sau: Quá trình nạp kết thúc điểm a đồ thị công thị Nhiệt dung riêng khí khí sót nhiệt độ cuối trình nạp nh 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 10 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở áp suất cuối kỳ giãn nở: Từ phơng trinh đặc trng: P.V n2 = Const Ta có: Trong Pz V n2 z = P V n2 Pb b giãn nở sau làb tỷ số = 05/14/16 Vb Va = Vz Vz = Pz Vb Vz n2 Editor: Nguyen Trung Cuo = Pz n2 127 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Nhiệt độ cuối trinh giãn nở Từ phơng trinh: n V Tz n 21 b z z z b b Nhng động diesel tàu thủy có trang Vbịb thiết bị tận dụng nhiệt khí xa, 1 hành trinh công tác DểT giam T = T z piston = V Tnb2phai = tang T Vthển 2tích nên giam thấp Tb nua không cần thiết 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 128 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Chỉ số giãn nở đa biến n2 Dựa vao phơng trinh định luật nhiệt động viết cho trinh giãn nở có dạng sau: Qzb = Uzb + A.Lzb Trong đó: Qzb : Lợng nhiệt truyền cho công chất trinh giãn nở Uzb: biến thiên nội nang chất khí trinh giãn nở 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 129 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Chỉ số giãn nở đa biến n2 Lzb : Lợng nhiệt tơng đơng với công chất khí thực đờng giãn nở Gia sử có 1kg nhiên liệu cháy tham gia vào chu trinh có nhiệt trị thấp Q H Khi Qzb tính nh sau: Qzb = QH ( b - z) 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 130 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Chỉ số giãn nở đa biến n2 Giá trị thay đổi nội nang đợc tính nh sau: Uzb = Ub - Uz = Mb Cv.Tb - Mz.Cv.Tz Trong Mb, Mz số mol khí cháy b z, Gia thiết: Mb = Mz = M Khi : Uzb = M.Cv.(Tb -Tz) (3-34) Thay : M = Ma = L(1+ r) Cv = a+b (Tz + Tb) vào (3-34) ta đợc Uzb = - L.(1+ r).(Tz - Tb) [a+b.(Tz - Tb)] 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 131 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Chỉ số giãn nở đa biến n2 Lợng nhiệt biến thành công đờng giãn nở đợc tính nh sau: Thay Khi ta có: A.L xb = (3-36) A ( PzVz PbVb) (3-37) n2 848 = 1,99 427 (3-37); vào (3-32) ta có Thay (3-35); (3-36); 1,99 ALzb = L.(1 + r ).(Tz Tb) n2 QH ( b z ) = L(1 + r ).( Tz Tb ).[ a + b.( Tz + Tb ) ] + 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 1,99 L.(1 + r ).(Tz Tb ) n2 132 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Chỉ số giãn nở đa biến n2 QH ( b z ) + L(1 + r ).( Tz Tb ).[ a + b.( Tz + Tb ) ] n2 = = 1,99 L.(1 + r ).(Tz Tb) n2 1,99 QH ( b z ) + a + b.( Tz + Tb ) L.(1 + r ).( Tz Tb ) 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 133 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Chỉ số giãn nở đa biến n2 Thay ta đợc QH ( b z ) =A L.(1 + r ) LTz = L0 đặt: Tb = n 21 (3-38) n2 = 05/14/16 1,99 + a + b.Tz + n 21 Tz n 21 A Editor: Nguyen Trung Cuo 134 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG Các thông số trinh giãn nở: ư2.4 Quá giãn nở Chỉ số giãn nở đa biến n2 Giai phơng trinh (3-38) phơng pháp gần dần Khi lợng nhiên liệu cung cấp cho chu trinh không đổi, giam lợng cung cấp nhiên liệu cháy đờng giãn nở tức tang lợng nhiên liệu cháy đoạn CZ1C điều làm cho Pz, Tz tang lên Phân tích phơng trinh (3-38) thấy : Khi trinh cháy rớt phát triển thi z giam ( b - z) tang, n2 giam xuống 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 135 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG ư2.1.Lợng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên Thực liệu chất trinh cháy nhiên liệu xylanh động trinh ôxy hoá nhiên liệu Dể đơn gian nâng cao hiệu qua trinh cháy xác định lợng không khí cần thiết để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu xylanh động thông qua phan ứng oxy hoá 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 136 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG ư2.1.Lợng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên Dầu mỏ dùng động diesel tàu thuỷ có thành phần ban nh sau: liệu C = 84 ữ 87% H = 10 ữ 14% = 0,1ữ 1% S = 0,01 ữ 5% Ngoài vài thành phần khác chiếm tỷ lệ nhỏ 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 137 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG ư2.1.Lợng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên Để đơn liệu gian cho tính toán gia thiết Kg nhiên liệu có C%KgC, S%KgS, H%KgH O%KgO2 Ta có: C+S+H+O=1 Ta viết phan ứng: C + 02 = C02 2H2+O2=H2O S+O2=SO2 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 138 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG ư2.1.Lợng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên Nh vậy: liệu 12 KgC + 1Kmol = 1kmolC CKgC + C C Kmol = kmolC 12 12 KgH + 1KmolO2 = 1KmolH O H H HKgH + KmolO2 = KgH O 4 Vậy lợng O2 cần thiết để đốt cháy hết Kg nhiên liệu: C H S O2 = + + ( Kmol ) 12 32 32 Kg S + 1Kmol.O2 = 1Kmol.SO2 SKg S + S S Kmol.O2 = Kmol.SO2 32 32 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 139 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG ư2.1.Lợng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên Trong liệu trờng hợp không khí không khí khô hàm lợng ôxy tính theo thể tích 21% Vậy lợng không khí khô cần thiết để đốt cháy hết Kg nhiên liệu: C H S L0 = ( + + ) 0,21 12 32 32 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 140 CáCưQUáưTRìNhưCÔNgưTáCưCủAưĐộNGưCƠưĐốtư TRONG ư2.1.Lợng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1kg nhiên Trong liệu trờng hợp không khí không khí ẩm hàm lợng ôxy xác định theo công thức sau: PH H 2O = Vậy lợng không khí ẩm cần thiết để đốt cháy hết Po1 Kg nhiên liệu: v 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 141 [...]... CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Đối với động cơ 2 kỳ quá trình nén thực tế khi piston đóng kín các cửa vì thế trong tính toán quá trình nạp cho động cơ 2 kỳ ta phải lấy tỷ số nén thực tế t t = Trong đó : Va thể tích công tác của xylanh khi đóng kín các cửa Va, Vc + Vs, = Vc Vc 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 17 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG. .. ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.3 Nhiệt độ của công chất cuối quá trình nạp tlm độ giảm nhiệt độ của không khí khi đi qua sinh hàn khí tăng áp 0 Thông thờng với 'các động cơ diesel Ta = 315 ữ 340 K Và khi đó, tơng tự nh trong động cơ 4 kỳ: Ts = Ts + tsn Ts + r Tr Ta = 1+ r 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 35 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG. .. CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG 2.1.1 Hệ số nạp ư2.l Quá trình nạp Nhung yếu tố anh hởng đến n: 1 Pa T0 1 n = 1 P0Ta 1 + r Kết cấu của động cơ a 1 n = 1 0 1+ r 1 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 21 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG 1 Quá nạp ư2.l Biểu thức trình là một thông số phụ thuộc vào: 1+ 2 Hệ thống quét thai của rđộng cơ 3 Chế độ phụ tai của. .. ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.3 Nhiệt độ của công chất cuối quá trình nạp 0 Thông thờng giá trị tsn nằm trong khoảng 10 ữ 20 C , Công thức tính nhiệt độ cuối quá trinh nạp trên đây là của động cơ 4 kỳ không tăng áp Giá trị nhiệt độ của khí sót phụ thuộc vào kiểu loại động cơ và nằm trong khoảng T r= 700 ữ o 800 K Đối với động cơ 4 kỳ có tăng áp và động cơ. ..ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Số lợng không khí có trong xilanh ở đầu quá trình nén đợc tính nh sau: Ma = L0 +Mr = L0 (1+ r) Trong đó: L0: lợng không khí sạch trong xylanh ở cuối quá trình nạp (Kmol) Mr: lợng khí sót còn sót lại trong xylanh ở cuối quá trình nạp (Kmol) 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 11 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG. .. CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Gọi s = Trong đó: là hệhsố tổn thất hành trinh s h: khoang cách từ mép trên của cửa cao nhất đến điểm chết dới của piston Khi đó ta có công thức tính hệ số nạp của động cơ hai kỳ: t Pa Ts 1 n = (1 s ) t 1 Ps Ta 1 + r 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 18 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ưCó 2.lthể biểu Quá nạp diễntrình công. .. riêng đằng tích trung binh của không khí sạch Cv : Là nhiệt dung riêng đằng tích trung binh của khí sót Cv: Là nhiệt dung riêng đẳng tích trung binh của hỗn hợp 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 30 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.3 Nhiệt độ của công chất cuối quá trình nạp Ta giả thiết công của chất khí sinh ra trong quá trình nạp bằng không, khi đó... To + tsn Trong đó tsn là độ tăng nhiệt độ do sự sấy nóng của các cửa, cơ cấu nạp, đỉnh piston và thành vách xylanh 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 31 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.3 Nhiệt độ của công chất cuối quá trình nạp ,, ,, ,,, Sự khác nhau của các giá trị Cv Cv , Cv rất nhỏ và ta có thể xem chúng bằng nhau Khi đó, trở lại phơng trình trên... ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG Quá trình nạp ư2.l 2.1.1 Hệ số nạp Dối với động cơ 4 kỳ, bỏ qua sự đóng muộn của các xu páp nạp, hệ số nạp đợc tính theo biểu thức: Pa T0 1 Dối với động cơ 4 kỳ thông số trớc cửa nạp là P s, Ts Công thức tính hệ số nạp tăng n =áp có các 1 P0Ta 1 + r có dạng sau 05/14/16 Pa Ts 1 n = 1 Ps Ta 1Trung + rCuo Editor: Nguyen 16 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG. .. CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Từ phơng trình trạng thái của chất khí Trong đó: G PV = GRT PV = àRT à à : Khối lợng của một Kmol không khí số lợng mol R: Hằng số chất khí vạn năng (R=8314) G à à R = 848 05/14/16 Editor: Nguyen Trung Cuo 12 ChươngưII CáC QUá TRìNh CÔNg TáC CủA ĐộNG CƠ Đốt TRONG ư2.l Quá trình nạp 2.1.1 Hệ số nạp Vậy phơng trình trạng thái có