Giáo trình lý thuyết động cơ

CHƯƠNG I LỜI NÓI ĐẦU Trên các phương tiện giao thông vận tải chủ yếu sử dụng nguồn động lực là động cơ đốt trong Để góp phần nâng cao chất lượng đào tạo và khai thác có hiệu quả hơn khi sử dụng động cơ đốt trong, chúng tôi đã biên soạn cuốn giáo trình theo đề cương chi tiết học phần “Nguyên lý động cơ đốt trong” của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội năm 2014 Giáo trình phục vụ cho công việc học tập, nghiên cứu của sinh viên ngành ô tô, đồng thời có thể làm tài liệu tham khảo cho học sinh, cán bộ.

LỜI NĨI ĐẦU Trên phương tiện giao thơng vận tải chủ yếu sử dụng nguồn động lực động đốt Để góp phần nâng cao chất lượng đào tạo khai thác có hiệu sử dụng động đốt trong, biên soạn giáo trình theo đề cương chi tiết học phần “Nguyên lý động đốt trong” Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội năm 2014 Giáo trình phục vụ cho công việc học tập, nghiên cứu sinh viên ngành tơ, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho học sinh, cán kỹ thuật ngành nghiên cứu động đốt Nội dung giáo trình đề cập đến kiến thức nguyên lý, trình làm việc động đốt trong, tiêu kinh tế kỹ thuật động cơ, nhiên liệu sử dụng cho động cơ, thay đổi môi chất động cơ, cung cấp nhiên liệu hình thành hỗn hợp hịa khí động xăng, động diesel chế độ làm việc đặc tính động Tác giả chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giảng viên Khoa Công nghệ ô tô, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đóng góp ý kiến quý báu cho giáo trình Trong q trình biên soạn, chúng tơi cố gắng nêu vấn đề có tính chất đặc trưng cho động xăng động diesel, song tránh khỏi thiếu sót, kính mong bạn đồng nghiệp, sinh viên bạn đọc đóng góp ý kiến xây dựng để nội dung sách hoàn thiện Tác giả Chương NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.1 Khái niệm động đốt Động nhiệt loại thiết bị khí, có nhiệm vụ chuyển nhiệt (khi đốt cháy nhiên liệu) thành Động đốt động nước có kiểu piston (máy hơi) kiểu tua bin Động nước loại động nhiệt có nhiệm vụ chuyển nhiệt nước thu đốt cháy nhiên liệu thiết bị nồi hơi, sang Động đốt loại động nhiệt, việc đốt cháy nhiên liệu, tỏa nhiệt trình chuyển biến từ nhiệt sang tiến hành bên xylanh động Do nhiên liệu cháy nên xylanh hình thành sản vật cháy có nhiệt độ áp suất cao, nhiệt sản vật cháy (khí) chuyển sang năng, cách truyền lượng giãn nở cho piston, truyền trục khuỷu động (hình 1.1) Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo động đốt 1- Đáy cacte; 2- Trục khuỷu; 3- Thanh truyền; 4- Piston; 5- Xylanh; 6- Xupap động Nhờ cấu truyền - trục khuỷu mà chuyển động tịnh tiến piston chuyển thành chuyển động quay trục khuỷu động Để thực thải lúc khí thải khỏi xylanh nạp kịp thời vào xylanh cần phải có cấu phân phối khí, đồng thời để cung cấp nhiên liệu vào xylanh cần phải có hệ thống cung cấp nhiên liệu 1.1.2 Ưu, nhược điểm động đốt so với loại động nhiệt khác a Ưu điểm - Hiệu suất có ích ( η e ) cao, động tăng áp tua bin khí đại η e = 0,4 ÷ 0,52, hiệu suất có ích máy nước η e = 0,09 ÷ 0,14, tua bin nước η e = 0,22 ÷ 0,28 tua bin khí η e = 0,3 - Kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ tồn chu trình cơng tác thực thiết bị - Khởi động nhanh ln trạng thái chuẩn bị khởi động - Ít nguy hiểm vận hành gây hỏa hoạn nổ vỡ thiết bị - Nhiệt độ xung quanh động tương đối thấp, tạo điều kiện làm việc cho người thợ máy - Khi sử dụng cho phương tiện vận tải đảm bảo đường dài khơng phải bổ sung thêm nhiên liệu - Ít hao nước sử dụng, khơng có tro xỉ, cần người vận hành động - Bảo dưỡng đơn giản thuận tiện hẳn so với trang bị động lực nước, cần người chăm sóc, bảo dưỡng động đốt b Nhược điểm - Khả tải kém, thường không 10% thời gian - Đặc tính kéo khơng tốt lắm, tức phát momen cực đại tốc độ góc nhỏ, lắp tơ thường phải sử dụng hộp số - Rất khó khởi động có tải - Cơng suất lớn khơng cao, vượt 37.000 kW, với công suất 20.000 kW động phức tạp, hoạt động không cịn linh hoạt, trang bị tuabin nước đạt cơng suất 200.000 kW - Nhiên liệu sử dụng cho động phải cao cấp, đắt tiền yêu cầu - Cấu tạo động tương đối phức tạp, chi tiết đòi hỏi độ xác cao đắt tiền - Thợ máy u cầu địi hỏi phải có trình độ kỹ thuật cao - Chi phí chế tạo ban đầu tương đối đắt - Động làm việc ồn, động cao tốc 1.1.3 Phân loại động đốt Động đốt phân theo đặc trưng sau: a Theo phương pháp thực chu trình cơng tác - Động bốn kỳ: Chu trình cơng tác thực bốn hành trình piston (hai vòng quay trục khuỷu) - Động hai kỳ: Chu trình cơng tác thực hai hành trình piston (một vịng quay trục khuỷu) b Theo loại nhiên liệu dùng cho động - Động dùng nhiên liệu lỏng, nhẹ (xăng, benzen, dầu hỏa ) - Động dùng nhiên liệu lỏng, nặng (diesel, dầu madút…) - Động dùng nhiên liệu khí (khí lị ga, khí thiên nhiên, khí hóa lỏng, nhiên liệu khí nén) - Động đa nhiên liệu (dùng nhiên liệu lỏng nhẹ nhiên liệu lỏng nặng) c Theo phương pháp nạp chu trình cơng tác - Động khơng tăng áp: hút khơng khí hịa khí trực tiếp từ khí trời vào xylanh - Động tăng áp: tăng khối lượng mức độ khí nạp vào xylanh d Theo phương pháp hình thành hịa khí - Động hình thành hịa khí bên động mà hỗn hợp cháy hình thành bên ngồi xylanh động (như động xăng sử dụng chế hịa khí) - Động hình thành hịa khí bên động có khí hỗn hợp hình thành bên xylanh động (như động diesel, động phun nhiên liệu trực tiếp vào xylanh) e Theo phương pháp đốt cháy hịa khí - Động đốt cháy cưỡng động có hỗn hợp cơng tác đốt cháy nhờ nguồn lửa bên (tia lửa điện) châm cháy thời điểm định (động xăng dùng chế hịa khí, động ga) - Động tự động cháy loại động có nhiên liệu đưa vào xylanh cuối q trình nén, tự bốc cháy khơng khí nóng - Động đốt cháy hỗn hợp: nhiên liệu lỏng tự cháy làm mồi để đốt cháy cưỡng hỗn hợp khí f Theo dạng chu trình cơng tác - Động làm việc theo chu trình đẳng tích, q trình cháy nhiên liệu tiến hành thể tích khơng đổi (V = const), động thường có tỷ số nén thấp (ε = 5÷ 11) dùng phương pháp đốt cháy cưỡng (động xăng động ga) - Động làm việc theo chu trình đẳng áp, nhiên liệu cháy áp suất khơng đổi (p = const), loại thường có tỷ số nén ( ε = 12÷ 14) (động diesel phun nhiên liệu khí nén) - Động làm việc theo chu trình hỗn hợp, phần nhiệt cấp cho động điều khiển đẳng tích (V = const) phần nhiệt cấp điều khiển đẳng áp (p = const), loại có tỷ số nén ( ε = 12÷ 20) (động diesel phun nhiên liệu lỏng trực tiếp vào xylanh) g Theo đặc điểm cấu tạo động * Theo số xylanh động có: - Động xylanh; - Động nhiều xylanh * Theo cách đặt xylanh có: - Động xylanh đặt đứng; - Động xylanh đặt nằm ngang; - Động hàng xylanh, xylanh đặt thành hàng, đường tâm xylanh song song với nằm mặt phẳng; - Động chữ V, W; - Động nhiều hàng xylanh bố trí hình sao; - Động piston đối đỉnh, có một, hai nhiều trục khuỷu, liên kết với nhờ hệ bánh h Theo khả thay đổi chiều quay trục khuỷu - Động quay phải, trục khuỷu động quay theo chiều kim đồng hồ nhìn từ đầu bánh đà vào động - Động quay trái, trục khuỷu động quay ngược chiều kể - Động quay hai chiều, chiều quay trục khuỷu động thay đổi nhờ cấu đảo chiều (chỉ dùng cho động tàu thủy) i Theo chiều lực khí thể tác dụng piston - Động tác dụng đơn, có phía piston có chu trình cơng tác; - Động tác dụng kép, hai phía piston có chu trình cơng tác j Theo tốc độ trung bình piston Tốc độ trung bình piston xác định theo công thức: Cm = S n (m/s) 30 - Động tốc độ thấp (Cm ≤ 6,5 m/s) - Động cao tốc (Cm > 6,5 m/s) Trong đó: S - Hành trình piston (m) n - Số vòng quay trục khuỷu (vg/ph) k Theo công dụng động - Động tĩnh tại, động hoạt động địa điểm (trạm bơm, trạm phát điện…) - Động tàu thủy - Động ô tô máy kéo - Động đầu xe lửa - Động máy bay - Động dùng máy nông nghiệp, máy xây dựng… 1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.2.1 Các thuật ngữ định nghĩa a Điểm chết Vị trí cấu khuỷu trục truyền đường tâm xylanh nằm mặt phẳng khuỷu trục (α = α = 180o) gọi vị trí điểm chết b Điểm chết (ĐCT) Vị trí giới hạn piston so với tâm quay trục khuỷu gọi điểm chết (α = 0) c Điểm chết (ĐCD) Vị trí giới hạn piston so với tâm quay trục khuỷu gọi điểm chết (α = 180o) d Hành trình piston Khồng cách hai ĐCT ĐơCD gọi hành trình piston Ký hiệu: S S = 2R Ở : R- bán kính quay khuỷu trục e Kỳ Quá trình hoạt động thời gian hành trình piston gọi kỳ f Thể tích buồng cháy (VC) Thể tích xylanh động piston nằm ĐCT g Thể tích tồn phần (Va) Thể tích tồn phần thể tích xylanh động piston nằm ĐCD h Thể tích cơng tác (Vh) Thể tích cơng tác thể tích tạo bị chèn xylanh piston dịch chuyển hành trình πD Vh = S Trong đó: D - đường kính xylanh hay Vh= Va- Vc i Tỷ số nén (ε ) Tỷ số nén tỷ số thể tích tồn phần thể tích buồng cháy ε= Va Vc + Vh V = = 1+ h Vc Vc Vc (1-1) (1-2) (1-3) 1.2.2 Nguyên lý làm việc động bốn kỳ 1.2.2.1 Động xăng bốn kỳ Mỗi chu trình làm việc động xăng bốn kỳ có bốn q trình nạp, nén, nổ xả, có q trình nổ sinh cơng, piston phải dịch chuyển lên xuống bốn lần, trục khuỷu phải quay (từ 0÷ 7200), lần piston lên xuống gọi hành trình hay kỳ a Hành trình nạp (kỳ nạp) Trong hành trình (hình 1.2a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD xupap nạp mở, xupap xả đóng, áp suất bên xylanh giảm (nhỏ ngồi khí trời), hỗn hợp hịa khí chế hịa khí hịa trộn theo tỷ lệ định qua ống nạp vào xylanh động b Hành trình nén (kỳ nén) Trong hành trình (hình 1.2b), hai xupap nạp xả đóng, piston từ ĐCD lên ĐCT, hịa khí xi lanh bị nén lại làm nhiệt độ áp suất tăng lên Trên đồ thị cơng biểu thị đường ac (hình 1.3) cuối kỳ nén áp suất nhiệt độ hòa khí xi lanh là: pc = 1,1÷ 1,2 MN/m2 Tc = 500÷ 700oK Hình 1.2: Cấu tạo động xăng bốn kỳ 1- Trục khuỷu, 2- Xylanh; 3- Piston; 4- Ống nạp; 5- Bộ chế hịa khí; 6- Xupap nạp; 7- Bugi; 8- Xupap xả; 9- Ống xả; 10- Thanh truyền c Hành trình sinh cơng (kỳ cháy, giãn nở sinh cơng) Trong hành trình (hình 1.2c), hai xupap nạp xả đóng hịa khí bugi đốt cháy cuối kỳ nén, nên piston vừa đến ĐCT tốc độ cháy hịa khí nhanh làm áp suất khí cháy tăng lên lớn giãn nở lớn đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD phát sinh cơng (do cịn gọi kỳ sinh cơng) Hình 1.3: Đồ thị cơng Hình 1.4: Đồ thị phối khí động bốn kỳ Trên đồ thị cơng (hình 1.3) biểu thị đường czb Cuối trình cháy (điểm z), áp suất nhiệt độ khí cháy xylanh là: pz = 3÷ MN/m2 Tz = 2200÷ 2500oK (Góc đánh lửa sớm trước ĐCT thường từ 10÷ 30o) d Hành trình xả (kỳ xả) Trong hành trình (hình 1.2d), xupap nạp đóng, xupap xả mở, piston dịch chuyển từ ĐCD lên, khí cháy xylanh piston dồn ép đẩy theo đường ống xả, đến ĐCT xupap xả đóng lại xupap nạp mở trình lại lặp lại Trên đồ thị công biểu thị đoạn br Cuối q trình xả áp suất nhiệt độ khí sót xylanh động là: pr = 0,01÷ 0,12 MN/m2 Tr = 900÷ 1200oK Để thải khí cháy cịn sót lại xylanh nạp đầy hỗn hợp hịa khí vào xylanh động xupap nạp thường mở sớm trước ĐCT góc α1 = 5÷ 40o đóng muộn sau ĐCD góc α2 =10÷ 50o, xupap xả thường mở sớm trước ĐCD góc β1 = 30÷ 60o đóng muộn sau ĐCT góc β2 = 5÷ 35o (hình 1.4) 1.2.2.2 Động diesel bốn kỳ Quá trình làm việc động diesel bốn kỳ tương tự động xăng bốn kỳ, nghĩa phải thực bốn hành trình nạp, nén, nổ xả, động diesel trình nạp nén khơng khí, cịn nhiên liệu tự cháy khơng khí nén có nhiệt độ áp suất cao a Hành trình hút Hình 1.5: Cấu tạo động diesel bốn kỳ 1- Trục khuỷu; 2- Xylanh; 3- Bơm cao áp; 4- Xupap nạp; 5- Vòi phun; 6- Xupap xả; 7- Piston; 8- Thanh truyền Chu trình (hình 1.5a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, xupap nạp mở, xupap xả đóng, áp suất xylanh giảm, khơng khí từ bên ngồi hút qua bầu lọc khí vào xylanh động Cuối hành trình nạp, áp suất nhiệt độ khơng khí xylanh là: pa = 0,08÷ 0,09 MN/m2 Ta = 330÷ 380oK b Hành trình nén Cả hai xupap nạp xả đóng (hình 1.5b), piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, khơng khí xylanh bị nén lại, nhiệt độ áp suất tăng lên Đến cuối hành trình nén vịi phun nhiên liệu nhờ bơm cao áp phun nhiên liệu vào xylanh thành hạt nhỏ (dạng sương mù) hỗn hợp với khơng khí có nhiệt độ áp suất cao, tự bốc cháy, góc ứng với thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu đến ĐCT gọi góc phun sớm Cuối hành trình nén, áp suất nhiệt độ khơng khí xylanh là: pc = 4÷ MN/m2 Tc = 800÷ 900oK c Hành trình sinh cơng Trong hành trình (hình 1.5c) xupap nạp xả đóng , nhiên liệu phun vào xylanh cuối kỳ nén đốt cháy, nên piston đến ĐCT nhiên liệu cháy mạnh hơn, làm nhiệt độ áp suất khí cháy tăng lên đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD, nhờ có truyền làm quay trục khuỷu phát sinh cơng Cuối q trình cháy bắt đầu giãn nở, áp suất nhiệt độ khí cháy xylanh là: pz = 6,8 MN/m2 Tz = 1900÷ 2200oK d Hành trình xả Trong hành trình (hình 1.5d), xupap nạp đóng, xupap xả mở, piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí cháy ngồi, đến ĐCT xupap xả đóng lại xupap nạp lại mở ra, trình lại lặp lại Áp suất nhiệt độ khí cuối q trình xả là: pr = 0,11÷ 0,12 MN/m2 Tr = 800÷ 900oK Trên hình 1.6, đồ thị công động diesel bốn kỳ đồ thị phối khí động diesel bốn kỳ giống động xăng bốn kỳ Hình 1.6: Đồ thị công động diesel bốn kỳ Đối với động diesel bốn kỳ góc mở sớm đóng muộn thường là: α1 = 10÷ 30o; α2 = 45÷ 75o; β1 = 30÷ 60o; β2 = 5÷ 30o 1.2.3 Nguyên lý làm việc động hai kỳ Chu trình làm việc động hai kỳ bao gồm trình: nạp, nén, nổ xả khác với động bốn kỳ muốn hồn thành chu trình làm việc, trục khuỷu động hai kỳ quay vòng (tức 360 o) piston dịch chuyển hai hành trình Do đó, hành trình piston có nhiều q trình xảy 1.2.3.1 Động xăng loại hai kỳ qt vịng Động xăng hai kỳ loại có cửa qt xả (khơng dùng xupap) có chu trình làm việc sau: a Hành trình nén Trong hành trình (hình 1.7a), trục khuỷu quay, piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, cửa xả piston đóng kín, hịa khí xylanh bị nén lại làm cho áp suất nhiệt độ tăng lên, đến piston gần đến ĐCT bị bốc cháy nhờ bugi phóng tia lửa điện Hình 1.7: Cấu tạo động xăng hai kỳ loại khơng có xupap 1- Hộp trục khuỷu; 2- Trục khuỷu; 3Cửa nạp; 4- Cửa thải; 5- Piston; 6Xylanh; 7- Bugi; 8- Cửa quét; 9Đường dẫn khí; 10- Thanh truyền Khi piston lên để nén hịa khí, phía piston, bên cacte (hộp trục khuỷu) áp suất giảm hịa khí từ chế hịa khí, qua ống nạp vào cửa nạp vào cacte để chuẩn bị cho việc quét khí thải xylanh hành trình sau Cuối q trình nén, áp suất nhiệt độ hịa khhí xylanh là: p = 0,60÷ 1,00 MN/m2 T = 400÷ 600oK b Hành trình giãn nở sinh cơng thay khí Trong hành trình (hình 1.7b), hịa khí đốt cháy cuối hành trình nén, nên piston đến ĐCT hịa khí cháy nhanh hơn, làm cho áp suất khí cháy tăng lên đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD, qua truyền làm quay trục khuỷu phát sinh công Khi piston dịch chuyển dần tới ĐCD cửa nạp đóng lại, xả mở, đồng thời sau cửa quét mở, khí cháy xylanh sau cháy có áp suất (0,3÷ 0,4 MN/m2) lớn áp suất khí trời (0,1 MN/m 2) xả ngồi, cịn hịa khí cacte bị nén lại đến áp suất (0,12÷ 0,13 MN/m2) lớn áp suất khí cháy cịn xylanh Sau hành trình sinh cơng, thay khí, trục khuỷu tiếp tục quay trình làm việc động xăng hai kỳ lại lặp lại Hình 1.8: Đồ thị cơng (a) đồ thị phối khí (b) 1.2.3.2 Động diesel hai kỳ quét thẳng Động diesel hai kỳ có đặc điểm không dùng cacte để chứa quét khí mà dùng máy nén khí riêng để thổi quét khí xylanh 10 Hình 5.2: Đặc tính tốc độ động a) Động xăng sử dụng chế hịa khí; b) Động diesel 1- Đặc tính ngồi; 2,3,4,5- Đặc tính phận; 6- Giới hạn nhả khói đen Trong động diesel có loại đặc tính ngồi sau: - Đặc tính ngồi tuyệt đối đặc tính tốc độ cơng suất động số vòng quay đạt tới trị số giới hạn lớn - Đặc tính giới hạn bơm cao áp đặc tính tốc độ cấu điều khiển kéo tới chốt hạn chế bơm cao áp Khi thiết kế bơm cao áp có phần thể tích dự trữ, nghĩa bơm cao áp cung cấp lượng nhiên liệu nhiều so với yêu cầu chu trình Vì vậy, động diesel bắt buộc phải đặt chốt hạn chế bơm cao áp nhằm hạn chế lượng nhiên liệu cực đại cung cấp cho động chu trình - Đặc tính ngồi theo cơng suất thiết kế đặc tính tốc độ cấu điều khiển giữ vị trí ứng với cơng suất thiết kế N e số vịng quay thiết kế nn Đặc tính ngồi thiết kế đặc tính động cơ, thơng số kinh tế kỹ thuật động đường đặc tính nhà máy chế tạo đảm bảo - Đặc tính ngồi sử dụng thường gọi tắt đặc tính tốc độ, cấu điều khiển giữ vị trí ứng với cơng suất sử dụng N e số vòng quay sử dụng Trên thực tế thường dùng đặc tính sử dụng để lựa chọn động cho thiết bị động lực - Đặc tính nhả khói đen đặc tính tốc độ, ứng với số vịng quay động cơ cấu điều khiển bơm cao áp nằm vị trí bắt đầu có khói đen khí thải Tất đường đặc tính tốc độ khác, giữ ngun khơng đổi vị trí cấu điều khiển bơm cao áp, vị trí đảm bảo cho công suất động thấp so với cơng suất đường đặc tính ngồi kể trên, gọi đặc tính phận Thơng thường phải dùng thực nghiệm để xác định loại đặc tính tốc độ động thực tế n đ 5.2.1.1 Đặc tính ngồi Các biểu thức dùng để phân tích đặc tính ngồi thường cơng thức cơng suất, momen quay áp suất có ích trung bình 88 Đối với động chạy nhiên liệu thể lỏng (với QtH nhiệt trị thấp kg nhiên liệu thể lỏng, tính theo đơn vị J/kg), ta có cơng thức: Ne = Me = Q Vh tH ρ kη vη iη m i.n 30τ α Lo , (W) N e N e 30 QtH = = Vh ρ kη vη iη m i , ω n π α , Lo πτ p e = pi η m = QtH ρ kη vη iη m , α Lo (Pa) (5-2) (N.m) (5-3) (5-4) Đối với động chạy nhiên liệu thể khí (với Qtm nhiệt trị thấp m3 nhiên liệu thể khí điều kiện tiêu chuẩn, tính theo đơn vị J/m V0 số m3 khơng khí lý thuyết dùng để m3 nhiên liệu, tính theo đơn vị m3/m3), ta có cơng thức: Ne = Qtm Vh ρ kη vη iη m i.n 30τ + α Vo (5-5) Qua biểu thức ta thấy đặc điểm chất lượng công suất có ích áp suất có ích trung bình phụ thuộc vào hệ số nạp ηv thể chất lượng nạp xylanh, η tỷ số i thể chất lượng chu trình hiệu suất giới ηm thể phần tổn α thất lượng bên động trình truyền lượng từ xylanh động tới máy cơng tác Do đó, hình dạng đường đặc tính ngồi phụ thuộc vào đặc điểm thay đổi ηv ηm theo số vòng quay trục khuỷu Hệ số nạp ηv có phụ thuộc vào q trình cơng tác động cơ, phụ thuộc Để so sánh động khác thường dùng đặc tính đảm bảo điều kiện để đạt cơng suất cực đại, đặc tính gọi đặc tính ngồi sử dụng thường gọi tắt đặc tính ngồi Muốn phân tích biến thiên suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge lượng tiêu hao nhiên liệu Gnl, theo đường đặc tính ngồi sử dụng cơng thức: G nl = g e N e = ge = Q 3,6.10 Vh H ρ kη iη vη m n.i η iη m Q H 30τ αLo 3,6.10 , kg/kW.h η iη m QH (5-6) (5-7) Khi thay đổi số vịng quay α thay đổi phạm vi hẹp, cho nhân tố chủ yếu ảnh hưởng tới Gnl động xăng theo đường đặc tính ngồi tích số ηv với n Khác với động xăng, động diesel không lắp phận hiệu chỉnh bơm cao áp, hệ số dư lượng không khí α thường giảm tăng số vịng quay hai lý sau đây: - Giảm hệ số nạp - Tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình (đối với loại bơm Bosch) Rất dễ giải thích đặc tính ngồi động diesel ta đưa khối lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình ∆gct thay cho ηi phương trình (5-3) (5-4) cách sử dụng hệ số dư lượng không khí α theo biểu thức sau: 89 α= η vVh ρ k ∆g ct L0 (5-8) Trong đó: Vh tính theo lít; ∆gct - g/chu trình; ρk - kg/m3; L0 – kg khơng khí/kg nhiên liệu Thay biểu thức (5-8) vào công thức (5-3) cuối được: Me = C1∆gctηiηm (5-9) pe = C2∆gctηiηm (5-10) Trong đó: C1, C2 - số Qua công thức ta thấy rằng: Đặc điểm biến thiên Me pe động làm việc theo đặc tính tốc độ phụ thuộc vào lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình ∆gct Nếu động chạy theo đường đặc tính ngồi ∆gct thường tăng tăng số vịng quay, ηi biến động phạm vi hẹp tất điểm đường đặc tính nằm phạm vi nhiên liệu cháy hoàn toàn Do đó, thay đổi số vịng quay pe (Me) đường đặc tính ngồi sử dụng thay đổi so với đường đặc tính tuyệt đối đường giới hạn nhả khói đen Các đường cong Me pe đặc tính ngồi sử dụng phẳng hơn, đường cong cơng suất Ne cơng so với đường giới hạn nhả khói đen đường công suất Ne không đạt giá trị cực đại Khi động chạy theo đường đặc tính ngồi sử dụng, giảm số vịng quay (từ nmax) lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình giảm, lượng khơng khí vào xylanh chu trình tăng (vì ηv tăng), kết làm tăng hệ số dư lượng khơng khí Vì vậy, chế độ làm việc động cách xa đường giới hạn nhả khói đen, số vịng quay nhỏ phần dư chưa sử dụng cơng suất áp suất có ích trung bình động lớn (hình 5.3) Hình 5.3: Đường đặc tính ngồi động diesel khơng có cấu hiệu chỉnh; - có cấu hiệu chỉnh 5.2.1.2 Đặc tính phận Trong động xăng, với giá trị bướm ga có đường biến thiên hệ số nạp theo số vịng quay 90 Qua đường cong hình 5.4 cho thấy đóng nhỏ bướm ga, tăng số vòng quay động làm cho hệ số nạp ηv giảm nhanh, hệ số nạp không giảm xuống số mà giảm sát gần đến đóng gần kín bướm ga Hình 5.4: Biến thiên hệ số nạp (a) hiệu suất giới (b) theo vị trí bướm ga Nếu giảm số vịng quay n động khác tiết diện lưu thông khu vực đặt bướm ga không phản ảnh hệ số nạp, vị trí bướm ga khơng có ảnh hưởng đến hệ số nạp, lúc tốc độ khơng khí qua bướm ga nhỏ Vì vậy, đường cong hệ số nạp ứng với vị trí bướm ga hội tụ điểm nằm trục tung Hiệu suất thị ηi động xăng đường đặc tính phận chủ yếu biến thiên theo hệ số dư lượng khơng khí α, hệ số khí sót γ r số vịng quay n Ngồi ra, Memax pemax đường ngày chuyển phía n nhỏ Các đường cong Ne = f1(n) ứng với chế độ đóng nhỏ bướm ga phụ thuộc vào đặc điểm đường Me = f2(n) Nếu giảm số vòng quay, đường cong công suất Ne ứng với vị trí khác bướm ga hội tụ vào gần điểm gốc tọa độ Với vị trí bướm ga, tăng số vòng quay động làm tăng số chu trình giờ, làm tăng lượng nhiên liệu tiêu hao Gnl Nhưng đóng nhỏ bướm ga đường Gnl phẳng, lúc đặc điểm biến thiên ηv = f(n) gây tác dụng lớn tới Gnl Các đường đặc tính phận động xác định điều kiện giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình ∆gct nhỏ so với trường hợp đường đặc tính ngồi, khơng tiến hành điều chỉnh lượng khơng khí đưa vào động Giảm phụ tải động làm giảm mức độ sấy nóng mơi chất nạp vào động cơ, làm tăng hệ số nạp Khi chuyển từ đường đặc tính ngồi sang đường đặc tính phận, lúc giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình làm tăng hệ số nạp, nên hệ số dư lượng khơng khí α = 1,3÷ 1,8 (chế độ tồn tải) giảm xuống α = 8÷ 10 Vì vậy, giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình hiệu suất thị ηi tăng lên, ηi tăng lên khơng nhiều 5.2.2 Đặc tính khơng tải Đặc tính khơng tải trường hợp đặc biệt đặc tính tốc độ, hàm số biểu thị lượng tiêu hao nhiên liệu Gnl thay đổi theo số vòng quay động động không mang phụ tải (tức Ne = Me = pe = ηm = ge = ∞) 91 Đặc tính khơng tải dùng để xác định số vòng quay ổn định nhỏ số vòng quay cực đại động chạy không tải, đồng thời xác định lượng tiêu hao nhiên liệu Gnl phạm vi số vịng quay Dựa vào đường đặc tính khơng tải phán đốn tính kinh tế động chạy chế độ không tải, đánh giá chất lượng điều chỉnh động cơ, kiểm tra chất lượng làm việc giclơ chế hòa khí bơm cao áp xác định tổn thất giới Việc điều chỉnh hệ thống nhiên liệu động chạy chế độ không tải, cần đảm bảo tốn nhiên liệu động chạy ổn định Khi xác định đặc tính khơng tải, muốn thay đổi số vòng quay cần thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình cách tác dụng vào cấu điều khiển động Đối với động xăng, muốn thay đổi số vòng quay cần thay đổi vị trí bướm ga Khi động chạy số vòng quay ổn định nhỏ chế độ khơng tải, bướm ga đóng hồn tồn lúc hệ số nạp nhỏ Mở rộng dần bướm ga hệ số nạp tăng dần số vòng quay động tăng dần Khi mở hết bướm ga, hệ số nạp đạt trị số lớn nhất, lúc động chạy số vòng quay khơng tải lớn (hình 5.5) Hình 5.5: Đặc tính không tải động xăng Hệ số dư lượng khơng khí α đường đặc tính khơng tải thay đổi theo mức độ mở bướm ga phụ thuộc vào cấu tạo thân chế hòa khí, phạm vi biến động α tương đối hẹp Hiệu suất thị ηi đường đặc tính khơng tải chủ yếu phụ thuộc vào số vịng quay, hệ số dư lượng khơng khí α hệ số khí sót γ r Số vịng quay tăng, ηi lớn Mở dần bướm ga làm tăng hệ số dư lượng khơng khí α giảm hệ số khí sót γ r, qua làm cho ηi tăng Khi động chạy tốc độ sát với số vịng quay khơng tải lớn (nkt max), ηi có giảm xuống ít, lúc khí hỗn hợp đậm Qua công thức (5-6) ta thấy rằng: Trong động xăng lượng nhiên liệu tiêu hao Gnl đường đặc tính khơng tải tăng dần, hệ số nạp ηv số vịng quay n động tăng 5.2.3 Đặc tính tải Các hàm số thể biến thiên suất tiêu hao nhiên liệu tiêu công tác khác động theo công suất, momen áp suất có ích trung bình động chạy số vịng quay khơng đổi gọi đặc tính tải Qua đường đặc tính tải xác định suất tiêu hao nhiên liệu ge lượng tiêu hao nhiên liệu Gnl số vòng quay cho thay đổi phụ tải động cơ, xác định suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ gemin, lượng nhiên liệu giới hạn cung cấp cho chu trình ∆gct, sở xác định chế độ làm việc tốt động theo công suất số vịng quay 92 Hình 5.6 giới thiệu đặc điểm biến thiên thơng số theo đường đặc tính tải động xăng Hình dạng đường đặc tính tải suất tiêu hao nhiên liệu ge lượng tiêu hao nhiên liệu Gnl xác định theo cơng thức (5-6) (5-7) Khi xác định đường đặc tính tải động xăng cần phải thay đổi độ mở bướm ga giữ khơng đổi số vịng quay động cơ, trị số Gnl phụ thuộc vào hai yếu tố: hệ số nạp ηv hệ số dư lượng khơng khí α Càng đóng nhỏ bướm ga (giảm tải) làm tăng sức cản khí động đường ống nạp, làm giảm ηv Khi động chạy chế độ không tải, tiết lưu mạnh nên lượng khơng khí nạp vào động bị giảm tới đến lần, làm cho Gnl giảm theo Hình 5.6: Đặc tính tải động xăng Biến thiên suất tiêu hao nhiên liệu đường đặc tính tải phụ thuộc vào biến thiên hiệu suất thị ηi hiệu suất giới ηm Trong động xăng, chế hịa khí đảm bảo cho mơi chất có thành phần tiết kiệm trừ trường hợp động chạy tồn tải, tăng tải ηi tăng Khi động chế độ toàn tải sát với tồn tải (khồng 80% Nen) hệ thống làm đậm chế hịa khí bắt đầu gây tác dụng làm cho ηi giảm nhanh (đường gạch gạch hình 5.6) Hình 5.7: Đặc tính tải động diesel Hình 5.7 giới thiệu đặc tính tải động diesel, động diesel chạy số vòng quay định, Gnl tăng tăng tải động cơ, tăng tải động diesel có nghĩa tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình ∆gct Trong động diesel, tăng tải, tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình giảm hệ số nạp, nên làm giảm hệ số dư lượng khơng khí α hạ thấp hiệu suất thị ηi động 93 5.2.4 Đặc tính điều chỉnh 5.2.4.1 Đặc tính điều chỉnh thành phần khí hỗn hợp Đặc tính điều chỉnh thành phần khí hỗn hợp hàm số thể biến thiên công suất động Ne, suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge theo lượng tiêu hao nhiên liệu Gnl (hoặc theo hệ số dư lượng khơng khí α) Đặc tính điều chỉnh thành phần khí hỗn hợp động xăng dùng để lựa chọn chế độ điều chỉnh tốt chế hịa khí, đảm bảo cho động chạy tốn nhiên liệu phát cơng suất lớn điều kiện động chạy lâu dài ổn định, khơng nóng khơng xảy kích nổ Hình 5.8: Đặc tính điều chỉnh thành phần hỗn hợp động xăng Hình 5.8 giới thiệu đặc tính điều chỉnh thành phần khí hỗn hợp động xăng, mặt lý thuyết hệ số dư lượng không khí α biến động giới hạn bốc cháy khí hỗn hợp, điểm 1' ứng với giới hạn bốc cháy ( α = 1,3÷ 1,4) (α = 0,4÷ 0,5) khí hỗn hợp Công suất cực đại công suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ động thường ứng với thành phần môi chất không giống Theo biểu thức ge = Gnl/Ne, điểm tiếp xúc (A) đường thẳng qua gốc tọa độ đường công suất đặc tính điều chỉnh thành phần khí hỗn hợp ứng với điểm có cơng suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ gemin (hình 5.8a) Trong động xăng, α = 0,8÷ 0,9, tốc độ cháy môi chất đạt trị số lớn làm cho ηi ηm , ηv công suất động đạt tới trị số cực đại Biến α thiên ηv theo đặc tính điều chỉnh chủ yếu phụ thuộc vào mức độ sấy nóng mơi chất Mức độ sấy nóng mơi chất lại phụ thuộc vào tốc độ cháy, tốc độ cháy nhanh nhiệt độ khí thải nhiệt độ khí sót cịn lại xylanh thấp, giảm mức độ sấy nóng mơi chất làm tăng ηv Vì vậy, α = 0,8÷ 0,9 trị số ηv đường đặc tính điều chỉnh thành phần hỗn hợp đạt trị số cực đại Nếu thay đổi α phía đậm phía lỗng làm giảm tốc độ cháy, trình kéo dài đường giãn nở, làm tăng tổn thất nhiệt truyền cho nước làm mát, tăng mức độ sấy nóng mơi chất, làm giảm ηv Tuy nhiên, hiệu suất thị đường đặc tính điều chỉnh chủ yếu phụ thuộc vào hệ số dư lượng khơng khí α Đường cong cơng suất có ích Ne biến thiên theo α chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm biến thiên ηm 94 ηi (hình 5.8a, b) Trên đường đặc tính điều chỉnh, cơng α suất cực đại động ứng với momen áp suất có ích trung bình cực đại, lúc số vịng quay khơng thay đổi Đặc điểm biến thiên Me pe tương tự đặc điểm biến thiên Ne vì: Me = 30τ N e 30 N e p e = iVh n π n Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ gemin động thường ứng với α > 1, lúc nhiên liệu cháy kiệt phần tổn thất nhiệt tương đối Đối với động xăng gemin ứng với α = 1,05÷ 1,1, lúc ηi đạt giá trị cực đại Với α nhỏ lớn giá trị làm tăng ge động mơi chất đậm làm tăng phần nhiên liệu không cháy hết tăng tổn thất nhiệt Đặc tính điều chỉnh thành phần khí hỗn hợp động diesel biểu thị dạng hàm số công suất Ne áp suất có ích trung bình pe suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge thay đổi theo lượng nhiên liệu cung cấp cho lít thể tích cơng tác chu trình ∆ge hệ số dư lượng khơng khí α Hình 5.9: Đặc tính điều chỉnh thành phần khí hỗn hợp động diesel Qua đường đặc tính điều chỉnh giới thiệu hình 5.9 thấy, trị số pemax Nemax đường đặc tính điều chỉnh số vịng quay động khơng đổi, ứng với α ≈ , trùng với trị số α làm cho ηi có giá trị cực đại Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ α gemin ứng với trị số α lớn (α ≈ 2) Trị số α ứng với ηmax lớn so với α đạt gemin Các giá trị làm cho p e (hoặc Ne), ge ηi đạt trị số tốt (tối ưu) chủ yếu phụ thuộc vào phương pháp hình thành khí hỗn hợp loại nhiên liệu dùng cho động diesel 5.2.4.2 Đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm góc phun sớm Đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm động xăng góc phun sớm động diesel dùng để xác định góc đánh lửa (hoặc góc phun) sớm tốt nhất, điều quan trọng, góc đánh lửa (góc phun) sớm gây ảnh hưởng lớn tới chất lượng trình cháy, ảnh hưởng tới cơng suất hiệu suất động Nếu trình bốc cháy nhiên liệu xảy tức thời thời gian bắt đầu đánh lửa (phun nhiên liệu) tốt ĐCT Nhưng ảnh hưởng nhiều yếu tố tới q trình cháy làm cho góc tốt số chế độ làm việc động Đối với động cần dựa vào đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa (hoặc phun) sớm để tìm trị số điều chỉnh tốt cho chế độ làm việc động Người ta dùng đường đặc tính điều chỉnh ứng với chế độ phụ tải 95 số vòng quay để kiểm tra, điều chỉnh thiết bị tự động điều chỉnh góc đánh lửa (hoặc góc phun) sớm Mỗi đường đặc tính điều chỉnh ứng với số vịng quay vị trí bướm ga (hoặc lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình ∆gct) Góc đánh lửa (hoặc góc phun) sớm tốt θ tính theo góc quay trục khuỷu, chế độ làm việc đánh giá suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ công suất cực đại chế độ làm việc động Hình 5.10: Đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm động xăng Đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm động xăng thể hình 5.10 Biến thiên ηv đường đặc tính điều chỉnh mức độ sấy nóng môi chất gây ra, ảnh hưởng yếu tố tới ηv nhỏ, thực tế coi ηv số suốt đường đặc tính điều chỉnh Khi thay đổi góc đánh lửa sớm, hệ số dư lượng khơng khí α giữ ngun khơng đổi, điều kiện để xác định đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm Hiệu suất thị đường đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm chủ yếu phụ thuộc vào số nhiệt lượng truyền cho thành xylanh số nhiệt lượng đem theo khí thải Tăng góc đánh lửa sớm lớn trị số tốt làm cho phần lớn nhiên liệu cháy khu vực trước ĐCT điều kiện thể tích xylanh nhỏ dần, làm tăng nhiệt độ áp suất trình cháy dễ sinh kích nổ, làm tăng phần nhiệt truyền cho nước làm mát Nếu đánh lửa muộn quá, trình cháy kéo dài đường giãn nở làm cho phần lớn nhiên liệu cháy lúc thể tích xylanh tăng, nên làm tăng tổn thất nhiệt cho nước làm mát đem theo khí thải, làm giảm hiệu suất thị ηi Giảm tải động động chạy số vịng quay định làm tăng góc đánh lửa sớm tốt Sở dĩ giảm tải (đóng nhỏ bướm ga) làm giảm hệ số nạp, tăng hệ số khí sót làm cho tốc độ cháy giảm theo, phải tăng góc đánh lửa sớm Trong động diesel, thời điểm bắt đầu phun nhiên liệu gây ảnh hưởng lớn tới thời kỳ cháy trễ, gây ảnh hưởng tới thơng số trình cháy: tốc độ tăng áp suất, áp suất cực đại trình cháy, thời gian cháy mức độ cháy kiệt, sở ảnh hưởng đến công suất hiệu suất động 96 Hình 5.11: Đặc tính điều chỉnh góc phun sớm động diesel Hình 5.11 giới thiệu đặc tính điều chỉnh góc phun sớm động diesel, đặc điểm biến thiên thơng số chu trình tiêu cơng tác động đường đặc tính điều chỉnh góc phun sớm tương tự đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm động xăng Khi nghiên cứu trình cháy thấy rõ: Tăng góc phun sớm lớn trị số tốt làm tăng ∆p , làm giảm công suất tăng suất tiêu hao nhiên liệu động ∆ϕ Ngược lại, góc phun sớm nhỏ giá trị tốt làm cho áp suất cực đại nhiệt độ trình cháy giảm, nhiệt độ khí thải lại tăng, làm giảm cơng suất hiệu suất thị động Trong động diesel, giảm tải phải giảm góc phun sớm, muốn thay đổi phụ tải động diesel cần phải thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình ∆gct, giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình làm giảm số nhiệt lượng tỏa trình cháy, làm cho nhiệt độ chu trình nhiệt độ buồng cháy giảm, điều kiện chuẩn bị cho nhiên liệu bốc cháy hơn, điều kiện cần phun nhiên liệu với góc phun sớm nhỏ hơn, tức phun nhiên liệu vào lúc nhiệt độ môi chất xylanh tương đối cao Ngồi phụ tải số vịng quay cịn nhiều yếu tố khác gây ảnh hưởng tới góc phun sớm tốt nhất, phương pháp hình thành khí hỗn hợp, điều kiện nạp thải, quy luật cung cấp nhiên liệu vào xylanh… 5.2.5 Đặc tính chân vịt Trong trường hợp động nối trực tiếp với chân vịt tàu thủy nối với cấu phanh, tương tự chân vịt tàu thủy gọi đặc tính chân vịt Đặc điểm biến thiên thơng số chu trình theo đường đặc tính chân vịt tàu thủy, thể hình 5.12 Nếu động tàu thủy nối trực tiếp với chân vịt khơng đổi bước xoắn đặc tính chân vịt tính theo cơng thức: Ne = cn3 Trong đó: c- hệ số tỷ lệ, phụ thuộc vào thông số chân vịt, mức độ mớn nước tàu thủy khối lượng riêng nước 97 Hình 5.12: Đặc tính chân vịt động diesel Nếu động nối trực tiếp với chân vịt tàu thủy chạy số vịng quay nhỏ nn cơng suất tiêu thụ cho chân vịt nhỏ công suất đường đặc tính ngồi, động chạy khơng hết tải, tức động cịn dư công suất sử dụng Như vậy, nối trực tiếp với chân vịt tàu thủy, động có chế độ thiết kế điểm cắt đường đặc tính chân vịt đường đặc tính ngồi động Còn tất chế độ làm việc khác điểm cắt đường đặc tính phận động với đường đặc tính chân vịt Số vòng quay ổn định nhỏ động nmin phụ thuộc vào loại động khả làm việc số vòng quay thấp với ∆gct nhỏ bơm cao áp Nếu lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình ∆gct nhỏ áp suất phun nhiên liệu thấp, làm cho trình hình thành khí hỗn hợp q trình cháy bình thường động dễ bị phá hoại Trường hợp sử dụng thiết bị có nhiều trục tiêu thụ cơng suất thiết bị có lắp vài động quay chân vịt, biết phối hợp tắt dần vài động cá biệt lợi dụng cơng suất dự trữ động cịn lại, mặt khác cịn làm tăng tính ổn định động cơ, tăng tuổi thọ tiêu kinh tế kỹ thuật toàn thiết bị 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến (1994), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất Giáo dục [2] Võ Văn Nhuận, Nguyễn Văn Trạng (2006), Nguyên lý kết cấu động đốt trong, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh [3] Hồng Xn Quốc (1996), Hệ thống phun xăng điện tử dùng xe du lịch, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [4] Nguyễn Duy Tiến (2007), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất Giao thông vận tải [5] Nguyễn Tất Tiến (2001), Nguyên lý động đốt trong, Nhà xuất Giáo dục [6] Phạm Minh Tuấn (2008), Lý thuyết động đốt trong, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [7] Trường Kỹ thuật Nghiệp vụ giao thông vận tải (1994), Động đốt trong, tập 2, Nhà xuất Giao thông vận tải [8] Richard Van Basshuysen, Fred Schaefer (2004), Internal Combustion Engine Handbook, SAE International [9] Carsten Baumgarten (2006), Mixture Formation in Internal Combustion Engines, Springer-Verlag Heidelberg [10] Hans Peter Lenz (1992), Mixture Formation in Spark-Ignition Engines, PringerVerlag/Wien 99 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1.1 Khái niệm động đốt .2 1.1.2 Ưu, nhược điểm động đốt so với loại động nhiệt khác 1.1.3 Phân loại động đốt 1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.2.1 Các thuật ngữ định nghĩa .5 1.2.2 Nguyên lý làm việc động bốn kỳ 1.2.3 Nguyên lý làm việc động hai kỳ 1.3 SO SÁNH ĐỘNG CƠ 12 1.3.1 So sánh động hai kỳ với động bốn kỳ 12 1.3.2 So sánh động diesel với động xăng .12 Chương 14 NHIÊN LIỆU VÀ MÔI CHẤT CÔNG TÁC 14 2.1 NHỮNG CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 14 2.1.1 Áp suất thị trung bình .14 2.1.2 Công suất động 14 2.1.3 Hiệu suất 16 2.2 NHIÊN LIỆU VÀ MÔI CHẤT CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 17 2.2.1 Khái niệm .17 2.2.2 Nhiên liệu thể khí 18 2.2.3 Nhiên liệu thể lỏng .19 2.2.4 Tính chất chủ yếu nhiên liệu 19 2.2.5 Lượng khơng khí cần thiết để đốt cháy kg nhiên liệu lỏng 24 Chương 26 CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 26 3.1 CHU TRÌNH LÝ TƯỞNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 26 3.1.1 Khái niệm chu trình lý tưởng 26 3.1.2 Chu trình lý tưởng động 27 3.2 CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 39 3.2.1 Q trình thay đổi mơi chất 39 3.2.2 Quá trình nén 44 3.2.3 Quá trình cháy 47 3.2.4 Quá trình giãn nở 55 3.2.5 Quá trình thải .58 3.2.6 Cân nhiệt động 58 Chương 61 QUÁ TRÌNH CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ .61 4.1 CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG BỘ CHẾ HỊA KHÍ 61 4.1.1 Khái niệm .61 4.1.2 Đặc tính chế hịa khí đơn giản 61 4.1.3 Đặc tính chế hịa khí lý tưởng 62 100 4.1.4 Các hệ thống chế hòa khí đại 63 4.2 CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG 68 4.2.1 Khái niệm .68 4.2.2 Ưu nhược điểm hệ thống phun xăng 68 4.2.3 Hệ thống phun xăng điện tử Bosch Motronic .69 4.2.4 Hệ thống phun xăng điện tử EFI 75 4.3 CUNG CẤP NHIÊN LIỆU VÀ HÌNH THÀNH HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL 77 4.3.1 Khái niệm chung 77 4.3.2 Các phương pháp hình thành khí hỗn hợp động diesel 80 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ 86 5.1 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 86 5.2 CÁC LOẠI ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ 87 5.2.1 Đặc tính tốc độ .87 5.2.2 Đặc tính khơng tải 91 5.2.3 Đặc tính tải 92 5.2.4 Đặc tính điều chỉnh 94 5.2.5 Đặc tính chân vịt 97 MỤC LỤC 100 101 ... CHU TRÌNH CƠNG TÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3.1 CHU TRÌNH LÝ TƯỞNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3.1.1 Khái niệm chu trình lý tưởng 3.1.1.1 Đặc điểm chu trình lý tưởng Để cho việc nghiên cứu trình làm việc động. .. khí Động tăng áp chia thành loại sau: - Động tăng áp truyền động khí - Động tăng áp tua bin khí a Chu trình lý tưởng động tăng áp truyền động khí Chu trình gồm hai phận (hình 3.5): Chu trình lý. .. thay trình phức tạp q trình có dạng đơn giản sát với trình thực tế, cách bỏ qua tượng tổn thất thứ yếu xuất chu trình thực tế Cách làm ta chu trình lý tưởng động Như vậy, chu trình lý tưởng động