Luận văn Tính toán mô phỏng chu trình công tác động cơ Diesel theo phương pháp cân bằng năng lượng

Trước đây, hiện nay cũng như trong tương lai động cơ diesel với những thuộc tính ưu việt của nó đã, đang và sẽ được sử dụng rộng rãi ở mọi lĩnh vực của nền kinh tế như giao thông vận tải, nông nghiệp, công nghiệp; đặc biệt là trên tất cả các phương tiện chiến đấu của quân đội như xe tăng - thiết giáp và tàu chiến của Hải quân. Có thể nói rằng, không một quốc gia nào trong quá trình phát triển nền kinh tế và quốc phòng của mình lại không chú trọng vào việc khai thác tiềm năng to lớn của động cơ diesel. Trên tầm vĩ mô, muốn nền kinh tế phát triển vững mạnh luôn phải kết hợp hài hoà giữa hai yếu tố kinh tế và quốc phòng. Trong ngành giao thông vận tải cũng vậy, thúc đẩy phát triển giao thông vận tải cũng có nghĩa là phải phát triển cả trong dân sự và trong quân sự. Đã có rất nhiều loại động cơ như động cơ phản lực, động cơ tua bin khí, động cơ tua bin hơi. được đưa vào khai thác sử dụng. Tuy nhiên động cơ diesel đang và vẫn tiếp tục là thiết bị động lực chủ yếu. Chính vì lẽ đó, muốn khai thác hiệu quả hệ động lực tàu phải hiểu rõ và nắm chắc về động cơ diesel lắp trên chúng. Đặc biệt, các động cơ diesel lắp đặt trên các tàu quân sự rất đa dạng và phong phú ở chủng loại, nguồn gốc và thời gian khai thác. Chính vì thế khai thác có hiệu quả nó là một vấn đề hết sức quan trọng, nắm chắc đặc điểm kết cấu các loại động cơ nhằm giúp quá trình khai thác, sử dụng có hiệu quả, phát hiện nhanh chóng các hỏng hóc và nguyên nhân để sửa chữa kịp thời là nhiệm vụ quan trọng của người khai thác cũng như đội ngũ sửa chữa và những người có trách nhiệm. Trong quá trình nghiên cứu về động cơ, việc tính toán chu trình công tác của động cơ mà mong muốn là tính toán mô phỏng đường cong nhiệt độ, áp suất và các quy luật nhiệt động khác trong xi lanh, đây là một nhiệm vụ rất quan trọng và cơ bản. Nó không chỉ phục vụ cho bài toán kiểm nghiệm mà còn rất cần thiết cho các bài toán thiết kế động cơ, cho phép lựa chọn hợp lý các thông số kết cấu và các thông số điều chỉnh ngay trong quá trình tính toán, giảm tối đa những chi phí nghiên cứu thử nghiệm không cần thiết. Đồng thời các kết quả tính toán chu trình công tác của động cơ không chỉ được dùng để đánh giá tính hiệu quả và kinh tế của chu trình mà còn làm cơ sở để tính toán động lực học, ứng suất, sức bền các cơ cấu, chi tiết và tính dao động xoắn của động cơ. Từ trước tới nay có rất nhiều phương pháp tính toán chu trình công tác của động cơ như tính toán lý thuết gần đúng, phương pháp Grinheveski, phương pháp Vibe., kể cả các phần mềm có thể áp dụng trực tiếp hay gián tiếp để xây dựng mô hình tính toán chu trình công tác của động cơ như phần mềm Boost, GT - power.Các phần mềm ầy rất phù hợp cho việc tính toán thiết kế động cơ và các mô hình tính xây dựng theo các phần mềm trên là các mô hình thể hiện đúng động cơ thực với các thông số đầu vào của các phần tử liên kết của động cơ. Tuy nhiên việc áp dụng các phần mềm đó có nhiều thông số chỉ có thể lấy được từ các bản vẽ thiết kế và nhiều hệ số thực nghiệm không thể có được. Mặt khác khi sử dụng các phần mềm để tính toán chu trình công tác của động cơ cũng không thể khảo sát được ảnh hưởng của các thông số điều chỉnh. Với tiêu chí đó, qua một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu, được sự hướng dẫn của PGS.TS Hà Quang Minh, tôi thực hiện làm đề tài: "Tính toán mô phỏng chu trình công tác động cơ diesel theo phương pháp cân bằng năng lượng" Mục đích của luận văn này là giới thiệu phương pháp tính toán mô phỏng chu trình công tác động cơ diesel theo phương pháp cân bằng năng lượng. Theo phương pháp này việc tính chu trình công tác động cơ diesel chính là bài toán xây dựng mô hình tính mô phỏng diễn biến nhiệt độ, áp suất cũng như các quy luật nhiệt động khác như quy luật cháy của nhiên liệu, quy luật tốc độ cháy, quy luật tổn thất nhiệt do trao đổi nhiệt.từ đó khảo sát được ảnh hưởng của chế độ tải, chế độ tốc độ, các thông số kết cấu, điều chỉnh tới các quy luật nhiệt động trên trong xi lanh động cơ. Đồng thời phương pháp tính cũng mô tả tương đối đầy đủ bản chất vật lý của từng quá trình trong một chu trình công tác của động cơ cho kết quả rất trực quan, độ chính xác cao [10]. Nội dung của luận văn bao gồm: Chương 1. Tổng quan về các phương pháp nghiên cứu và tính toán chu trình công tác động cơ diesel. Giới thiệu tóm tắt nội dung, mục đích của việc nghiên cứu, các mô hình nghiên cứu tiêu biểu đã được công bố, phân tích ưu nhược điểm của các mô hình đó. Định hướng lựa chọn một mô hình để nghiên cứu và áp dụng tính. Chương 2. Cơ sở tính chu trình công tác động cơ diesel theo phương pháp cân bằng năng lượng. Cơ sở xác định các quy luật nhiệt động, các thông số, đại lượng liên quan đến mô hình, thiết lập hệ phương trình vi phân của mô hình tính. Chương 3. Lập chương trình tính toán và áp dụng tính toán khảo sát cho động cơ M503. Giới thiệu việc ứng dụng chương trình Matlab trong tính toán. Xây dựng mô hình thuật toán và chương trình giải. Áp dụng tính cho động cơ M503A. Kết luận.