Câu 1 Trình bày nhiệm vụ và nguyên lí hoạt động của hệ thống làm mát( van hằng nhiệt đặt trên đƣờng nƣớc vào) trên xe? Nhiệm vụ Trong khi động cơ hoạt động, nhiệt độ ở trong các xi lanh rất cao, ở kỳ.
Câu 1: Trình bày nhiệm vụ ngun lí hoạt động hệ thống làm mát( van nhiệt đặt đƣờng nƣớc vào) xe? Nhiệm vụ: Trong động hoạt động, nhiệt độ xi lanh cao, kỳ nổ đạt tới hàng ngàn độ, động cần phải có hệ thống làm mát để thoát nhiệt kịp thời cho chi tiết bị nóng giữ cho động ln làm việc khoảng nhiệt ổn định có đảm bảo cho hoạt động bình thường với tuổi thọ độ tin cậy cao Nguyên lí hoạt động: Phần giới thiệu: Hiện có hai phương pháp làm mát động cơ: làm mát chất lỏng làm mát không khí Phần lớn động đốt đặt ôtô sử phương pháp làm mát nước số làm mát khơng khí Dù làm mát phương pháp khu vực cần tập trung làm mát thành xi lanh nắp máy, khu vực tiếp xúc trực tiếp với khí cháy có nhiệt độ cao Làm mát nước bao quanh xi lanh nắp máy phải có khoang chứa nước làm mát (các áo nước) Chất lỏng làm mát thường nước có pha thêm chất phụ gia chất lỏng chuyên dùng Trước động chủ yếu sử dụng nước để làm mát, hệ thống làm mát chất lỏng thường gọi cách đơn giản hệ thống "làm mát nước" Hệ thống làm mát chất lỏng phân biệt theo phương pháp truyền nhiệt: hệ thống làm mát đối lưu hệ thống làm mát cưỡng Hệ thống làm mát cưỡng sử dụng rộng rãi nhờ có khả chuyển tải lượng nhiệt lớn hiệu làm mát cao Khi động hoạt động, chất lỏng lưu thông nhờ bơm ly tâm Bơm với quạt gió dẫn động dây đai từ pu li đầu trục khuỷu Bơm đẩy nước vào khoang làm mát thân máy nắp máy, sau nước dẫn qua van nhiệt trở lại bơm nước tạo thành vòng tuần hồn kín Nhờ có van nhiệt nước lưu thơng theo hai vịng tuần hoàn lớn nhỏ tuỳ theo chế độ nhiệt động Khi động nguội (mới nổ máy), nhiệt độ nước cịn thấp 70° C van nhiệt đóng, nước lưu thơng theo vịng tuần hồn nhỏ: từ van nhiệt theo ống nối tới bơm lại vào thân máy để làm mát, nghĩa nước khơng qua két làm mát, nóng lên nhanh chóng Nhờ mà động nhanh chóng đạt chế độ nhiệt định mức (80- 100° C) Khi động nóng, nhiệt độ nước vượt 70° C van nhiệt tự động mở lúc nước làm mát lưu thơng theo vịng tuần hoàn lớn, qua phận sau: bơm - khoang làm mát thân nắp máy - van nhiệt - đường ống két nước - đường ống - bơm Lúc nước làm mát két nước nhờ có luồng khơng khí thổi qua két nước Nhiệt độ nước làm mát khu vực vừa khỏi động đo cảm biến nhiệt báo lên đồng hồ đặt bảng tablơ xe Câu 2: Trình bày cơng dụng, vẽ sơ đồ khối, trình bày hệ thống bơi trơn ( cacte ƣớt) động ? Công dụng: Khi động làm việc, có nhiều chi tiết động tiếp xúc chuyển động tương Khi đó, nhiệt độ tạo bề mặt lượng nhiệt lớn chi tiết buồng cháy Hệ thống bơi trơn động đốt có nhiệm vụ cung cấp lượng dầu bôi trơn với áp suất kuuw lượng thích hợp đến bề mặt chi tiết máy có chuyển động tương mục đích: - Làm giảm ma sát cho chi tiết chuyển động giúp chi tiết ăn khớp với - Làm mát động - Rửa bề mặt chi tiết - Giảm tiếng ồn Sơ đồ khối: TRỤC CAM LỌC TINH CHỐT PISTONG ĐẦU TO THANH TRUYỀN TRỤC KHUỶU KÉT LÀM MÁT VAN AN TỒN LỌC THƠ VAN AN TỒN BƠM DẦU PHAO HÚT DẦU CACTE CHỨA DẦU VAN KHỐNG CHẾ Nguyên lí làm việc: Bơm dầu dẫn động từ trục cam trục khuỷu Dầu cacte hút bơm qua phao hút dầu Phao có lưới chắn để lọc sơ tạp chất có kích thước lớn Ngồi phao có khớp động nên ln mặt thống để hút dầu, kể động nghiêng Sau bơm, dầu có áp suất cao ( sấp sỉ 10kg/cm2) chia thành nhánh Một nhánh đến két làm mát để làm mát cacte Nhánh lại qua bầu lọc thơ đến đường dầu Từ đường dầu chính, dâu theo đường nhánh bơi trơn trục khuỷu sau đến bơi trơn đầu to truyền, chốt piston theo đường dầu bôi trơn trục cam… Cũng từ đường dầu lượng dầu khoảng 15-20% lưu lượng dầu đến bầu lọc tinh Tại phần tử nhỏ giữ lại nên dầu lọc Sau khỏi lọc tinh áp suất nhỏ dầu chảy cacte Van an tồn có tác dụng trả dầu phía trước bơm động làm việc tốc độ cao Đảm bảo áp suất dầu hệ thống không đổi tốc độ làm việc động Khi bầu lọc thơ bị tắc, van an tồn bầu lọc thô mở, dầu bôi trơn lên đường ống Bảo đảm cung cấp lượng dầu đầy đủ để bôi trơn bề mặt ma sát Khi nhiệt độ cao (khoảng 800C) độ nhớt giảm, van khống chế lưu lượng đóng hồn tồn để dầu qua két làm mát trở cacte Hệ thống bơi trơn cacte ướt có điểm hạn chế dầu bôi trơn chứa hết cacte, nên cacte sâu làm tăng chiều cao động Dầu bôi trơn tiếp xúc với khí cháy nên giảm tuổi thọ dầu Câu 3: Trình bày cơng dụng hệ thống phân phối khí truyền thống động đốt trong, phân tích ƣu nhƣợc điểm loại? Cơng dụng: Cơ cấu phân phối khí động đốt có cơng dụng thực q trình thay đổi môi chất: thải sản phẩm cháy khỏi xylanh nạp đầy mơi chất ( khơng khí hịa khí) xylanh giúp cho động làm việc liên tục Hệ thống phân phối truyền thống: Bố trí supap đặt: Cơ cấu phân phối khí supap đặt thường dùng động xăng có tỷ số nén thấp số vịng quay khơng lớn Bố trí supap treo: Cơ cấu phân phối khí supap treo dùng phổ biến động diesel đa số động xăng Do kết cấu loại làm cho buồng cháy nhỏ gọn, giúp động tăng tỷ số nén Ưu điểm Supap đặt - Giảm chiều cao động - Kết cấu nắp xylanh đơn giản dẫn động xupap dễ dàng Supap treo - Buồng cháy gọn - Diện tích bề mặt truyền nhiệt nhỏ nên làm giảm tổn thất nhiên liệu - Đối với động xăng, dùng cấu có Nhược điểm - Buồng cháy khơng gọn - Diện tích truyền nhiệt lớn nên tính kinh tế động kém( tiêu hao nhiên liệu, giảm hệ số nạp,…) thể tăng tỷ số nén thêm từ 0,5-2 so với bố trí supap đặt - Đường nạp đường thải thơng thống, làm cho sức cản khí động nhỏ tăng hệ số nạp 5-7% - Dẫn động xupap phức tạp làm tăng chiều cao động - Làm cho kết cấu nắp xylanh trở nên phức tạp gây khó khăn cho gia cơng chế tạo Câu 4: Phân tích đặc điểm kết cấu pistong? Phân tích giải thích chốt pistong lệch tâm? Phân tích đặc điểm kết cấu pistong: Gồm phần chính: Đỉnh pistong: - Phần pistong - Cùng với xylanh, nắp máy tạo thành buồng cháy Các loại đỉnh pistong đặc điểm: Đỉnh Đỉnh lồi - Diện tích chịu - Bề mặt chịu nhiệt nhiệt bé lớn - Kết cấu đơn giản - Độ cứng vững Dễ chế tạo Phổ biến cao - Khối lượng - Dùng động giảm khơng bố trí xăng động đường gân diesel có buồng cháy đỉnh dự bị, xốy lốc - Ít kết muội than - Dùng động xăng có buồng cháy chỏm cầu dùng supap treo Động xăng cỡ nhỏ Đỉnh lõm - Diện tích chịu nhiệt lơn đỉnh - Phần lõm tồn đỉnh phần - Tạo xoáy lố trình nén cháy - Dùng động xăng( buồng cháy chõm cầu) động diesel (buồng cháy dự bị xoáy lốc) Động diesel kỳ kỳ có buồng cháy thống 2 Đầu pistong Khi thiết kế cần ý vấn đề: - Gồm đỉnh pistong Tản nhiệt Bao kín Sức bền vùng đai lắp - Thiết kế đỉnh pistong - Khe hở đầu pistong- Đối với pistong làm xécmăng ( dầu, khí) mỏng, có gân tản nhiệt xylanh khe hở hợp kim nhẹ cần: - Truyền phần lớn nhiệt để làm tăng diện tích xécmăng- rãnh làm gân chịu lực lượng (70-80%) khí tiếp xúc xécmăng giớ hạn đỉnh gân dọc nối cháy truyền qua để - Dùng rãnh chắn cho phép với bệ chốt pistong làm mát động nhiệt bố trí - Dùng xécmăng để Để tăng độ cứng sécmăng khí thứ bao kín: vững, độ bền cho đỉnh gần khu vực nước làm + Thông thường áp bệ chốt pistong mát suất khí thể cao, - Dùng hợp kim nhôm tốc độ động thấp, có hệ số dẫn nhiệt lớn đường kính xylanh lớn - Bố trí đường dầu bơi phải chọn nhiều trơn phía đỉnh xécmăng + Xécmăng động diesel thường nhiều động xăng Thân piston g: - Nằm rãnh xécmăng dầu cuối - Làm nhiệm vụ dẫn hướng cho pistong, chịu lực ngang N Khi thiết kế cần ý vấn đề: Khe hở Chiều dài thân pistong thân pisotn xylanh Phải nhỏ để - Phụ thuộc vào kiểu động dẫn hướng tốt va đập - Thân pistong động diesel thường dài động xăng lực ngang N lớn - Pistong dài: giảm lực ngang N, tăng ma sat, tăng khối lượng gây tổn thất nhiều - Pistong nhỏ quá: áp suất nén xylanh lớn, tác dụng dẫn hướng - Đối với động kỳ, thân pistong phải đủ dài để bảo hoạt động cửa Vị trí lỗ bệ chốt pistong - Thường đặt vị trí cao trọng tâm phần thân: + Để hạn chế chuyển động quay quanh chốt ma sát làm việc + Để áp suất phân bố lên thân - Thường lấy Hch = (0,6-0,74) Ht Hình dạng thân piston - Tiết diện nagng hình oval, vát phía đầu bệ chốt: + Khi pistong bị biến dạng khơng bị bó kẹt xylanh + Giảm bớt khối lượng Pistong trạng thái nguội khơng có dạng hình trịn hình trụ mà đỉnh pistong hình oval thân pistong hình với đầu nhỏ(nơi tiếp xúc với khí cháy), đầu lớn Mục đích điều giản nở không pistong làm việc Để làm việc, pistong bị biến dạng lực khí thể P z , lực ngang N nhiệt tác dụng pistong khơng bị bó kẹt xylanh, đảm bảo hoạt động động Pistong giãn nở có hình dạng mặt trịn, thân trụ hình dung Phân tích giải thích chốt pistong lệch tâm : (khơng rõ) Thiết kế chốt pisong lệch tâm nhằm giảm lực ngang N giảm va đập kỳ nổ, giảm tiếng gõ động Tâm chốt pít tơng lệch khỏi đường tâm xylanh (Là phương án đơn giản hơn, giữ đường tâm xy lanh thẳng góc với đường tâm trục khuỷu nằm mặt phẳng cấu KT- TT giao tâm) Muốn giảm lực tác dụng ngang N nên độ lệch tâm phải lệch phía chiều quay trục khuỷu Nghĩa là, chiều quay trục khuỷu phải (theo chiều kim đồng hồ) độ lệch ắc nằm phía bên phải Câu 5: Vẽ đồ thị (P-V, T-s) thiết lập cơng thức tính kinh tế (hiệu suất nhiệt) tính hiệu (áp suất trung bình) chu trình lý tƣởng cấp nhiệt hỗn hợp động khơng tăng áp? Đồ thị: Tính kinh tế thể qua hiệu suất nhiệt: ( ) ( ) Với: - Lt : J/ chu trình- Cơng mơi chất tạo chu trình - Nhiệt nguồn nóng cấp cho mơi chất chu trình: Q1 = Q1v+ Q1p = cv.(T5 – T 2) + cp.(T3 – T5) = cv T1.εk-1.[ (λ-1) + k.λ(ρ-1)] - Nhiệt môi chất nhả cho nguồn lạnh chu trình: Q2 = cv.(T4 – T1) = cv T 1.(λρk-1) Tính hiệu thể qua áp suất trung bình: [ (λ-1) + k.λ(ρ-1)] (N/m2) Câu 6: Vẽ đồ thị (P-V, T-s) thiết lập cơng thức tính kinh tế (hiệu suất nhiệt) tính hiệu (áp suất trung bình) chu trình lý tƣởng cấp nhiệt đẳng áp động khơng tăng áp? Đồ thị: Tính kinh tế thể qua hiệu suất nhiệt: ( ) Với: - Lt : J/ chu trình- Cơng mơi chất tạo chu trình - Nhiệt nguồn nóng cấp cho mơi chất chu trình: Q1= cp.(T3 – T2) - Nhiệt môi chất nhả cho nguồn lạnh chu trình: Q2= cv.(T4 – T1) Tính hiệu thể qua áp suất trung bình: ( ) (N/m2) Câu 7: Vẽ đồ thị (P-V, T-s) thiết lập cơng thức tính kinh tế (hiệu suất nhiệt) tính hiệu (áp suất trung bình) chu trình lý tƣởng cấp nhiệt đẳng tích động khơng tăng áp? Đồ thị: Tính kinh tế thể qua hiệu suất nhiệt: Tính hiệu thể qua áp suất trung bình: ( ) Câu 8: So sánh hiệu suất nhiệt (vẽ đồ thị T-s) chu trình lý tƣởng hỗn hợp, đẳng tích, đẳng áp? Đồ thị: Ta có: (1) Dùng đồ thị T-s để so sánh ηt q trình đẳng tích, đẳng áp trường hợp sau(vì Q1 nên ta cần xác định Q , chu trình có Q2 có ηt nhỏ ): - Có T0 , ε Q1: + Do T0 ε nên đường nén Oc chu trình trùng Từ c đường cấp nhiệt đẳng tích( V = Const) dốc đường cấp nhiệt đẳng áp( P = Const) Để đảm bảo Q tức Smczn = Smcz’n’ đường z’n’ nằm bên phải đường zn + Nhiệt lượng môi chất nhả cho nguồn lạnh tương ứng với diện tích: Q2p = Smob’n’ Q2v = Smobn + Suy Q2p > Q2v theo (1) ηtp < ηtv có nghĩa hiệu suất nhiệt ηtv chu trình đẳng tích lớn hiệu suất nhiệt ηtp chu trình đẳng áp, cịn hiệu suất ηth chu trình hỗn hợp nằm hiệu suất (ηtv > ηth > ηtp ) - Có T0 , P z Q1: + Do đường cấp nhiệt đẳng tích dốc đường cấp nhiệt đẳng áp nên để đạt Pt giống nhau, điểm c cuối trình nén chu trình đẳng tích phải nằm thấp điểm c’(điểm cuối trình nén chu trình đẳng áp) Để đảm bảo Q điểm z phải nằm đường P = Pz = Const nằm bên phải điểm z’ Q1p = Smc’z’n’ Q1v = Smczn + Nhiệt lượng môi chất nhả cho nguồn lạnh tương ứng với diện tích: Q2p = Smob’n’ Q2v = Smobn + Suy Q2p < Q2v theo (1) ηtp > ηtv có nghĩa hiệu suất nhiệt ηtp chu trình đẳng áp lớn hiệu suất nhiệt ηtv chu trình đẳng tích, cịn hiệu suất ηth chu trình hỗn hợp nằm hiệu suất (ηtp > ηth > ηtv ) Câu 9: Vẽ sơ đồ trình bày diễn biến trình nạp động kỳ khơng tăng áp chu trình thực tế? a Đồ thị: Câu 10: Phân tích yếu tố ảnh hƣởng đến trình nạp, thải? Tỷ số nén ε: Ảnh hưởng tỷ số nén ε tới hệ số nạp ηv thể công thức: Qua tỷ lệ , theo quan hệ tỷ lệ thuận - Khi tăng ε làm giảm qua làm giảm ηv (trường hợp có quét buồng cháy) Chỉ với trường hợp γt = - Khi tăng ε làm cho ηv có xu hướng tăng (trường hợp khơng có qt buồng cháy) Bởi giảm ε làm tăng thể tích Vc lượng khí sót gia tăng qua tăng γr làm tăng tích số (γ r , Tr) làm ηv có xu hướng giảm - Ngoài ra, tăng ε làm sản vật cháy giãn nở triệt để khiến nhiệt độ thành xylanh thấp hơn, kết làm giảm chút ý giá trị ∆T dẫn đến có lợi cho hệ số nạp ηv Áp suất cuối trình nạp Pa: Áp suất cuối trình nạp Pa gây ảnh hưởng trực tiếp tới ηv Muốn tăng Pa để tăng hệ số nạp cần giảm tổn thất ∆P k nhờ giảm giảm cản cho đường ống nạp(bằng cách bố trí hợp lí xupap, đường ống nạp lớn, xảy tổn thất cục bộ,…) Trong động kỳ ηv tỉ lệ thuận với ( ε ) Vì vậy, điều kiện bị hạn chế vị trí đặt xupap cần ưu tiên mở rộng tiết diện lưu thông xupap nạp, mắc dù phải thu nhỏ tiết diện lưu thông xupap xả Trong trường hợp tăng tăng lần tăng ε lần Và tăng ( ε ) , dẫn đến ηv tăng Nhiệt độ áp suất trƣớc xupap nạp Tk , P k: - Nhiệt độ buồng cháy cao nên tăng Tk làm giảmchênh lệch nhiệt độ thành xylanh môi chất, qua làm giảm ∆T nên tăng ηv - Nếu tăng Pk tức làm cho khí sót bị nén P k , đồng thời môi chất vào nhiều nên sấy nóng (∆T2 < ∆T1 ), kết tăng Pk ηv tăng Áp suất khí sót Pr: - Nếu Tr không đổi, tăng Pr làm tăng lượng khí sót gây giảm hành trình hút giảm lượng mơi chất chu trình giảm hệ số nạp ηv - Trong trường hợp tăng Pr, giảm bớt tiết diện lưu thông xupap xả để tăng cho supap nạp, cugnx làm tăng P a ηv tăng - Nếu tăng Pr lắp bìnhtiêu âm thiết bị cản đường thải không quét buồng cháy làm giảm hệ số nạp ηv Mức ảnh hưởng Pr tới ηv phụ thuộc vào tỷ số nén ε Nếu tỷ số ε lớn, ảnh hưởng Pr tới ηv Nhiệt độ khí sót Ta: Ta thấy tích số λt.γr T r gây ảnh hưởng tới hệ số nạp ηv Nếu tăng Tr α khơng đổi λt = Const, γr giảm làm tăng Ta điều kiện khơng gây ảnh hưởng đến ηv Bởi trộn lẫn mơi chất với khí sót làm giảm mạnh thể tích khí sót( nhiệt độ khí sót giảm nhiều trộng với mơi chất mới), nhường thêm thể tích cho mơi chất vào Phần tăng thể tích mơi chất bù trừ phần giảm tăng nhiêt độ Ta gây nên Nhiệt độ sáy nóng mơi chất ∆T: Ta thấy ∆T tăng làm giảm hệ số nạp ηv Để hạn chế người ta bố trí đường nạp khu vực có nhiệt độ thấp cách ly với hệ thống đường thải nước nóng( động diesel) sấy nóng xăng đường nạp để xăng dễ bay hơi, sau hịa trộn với khơng khí để hình thành hịa khí vào động cách đường nạp đường xả đường nước nóng(động xăng) Ảnh hƣởng thành phần hịa khí α tải tới ηv : - Ở động diesel: giảm hệ số dư khơng khí α, nghĩa làm tăng lượng nhiên lieeujcho chu trình gct để tăng tải cho động cơ, làm tăng nhiệt độ thành xylanh, dẫn đến tăng nhiệt độ sấy nóng khí nạp ∆T, dẫn đến kết làm giảm ηv - Ở động xăng: Nhiên liệu hịa khí bay hơi, hút nhiệt môi chất đường vào xylanh làm cho nhiệt độ hịa khí giảm lượng ∆Tb.h , mặt khác nhiên liệu hòa khí làm giảm phần áp suất khơng khí Nếu ảnh hưởng của yếu tố thứ vượt qua yếu tố thứ hai làm tăng ηv , nhiên khơng đáng kể Teong trường hợp hịa khí nhận nhiệt độ thành xylanh gây ảnh hưởng làm cho ηv tăng theo α Ảnh hƣởng số vòng quay n tới ηv : Tốc độ n gây ảnh hưởng lơn tới ηv , tăng n làm tăng tốc độ môi chất qua xupap nạp xupap xả, làm giảm P a làm tăng Pr , mặ khác làm giảm ∆T(do giảm thời gian tiếp xúc), kết làm giảm ηv Đây ngun nhân hạn chế cơng suất cực đại động cao tốc Câu 11: Trình bày diễn biến phân tích yếu tố ảnh hƣởng đến trình nén động kỳ không tăng áp? Tốc độ động cơ: Khi tăng số vịng quay làm tắng số chu trình giây, qua làm tăng trạng thía nhiệt chi tiết xylanh, giảm thời gian rị khí thời gian tiếp xúc môi chất thành xylanh Kết thay đổi làm cho mơi chất tản nhiệt hơn, khiến số nén đa biến trung bình n1 (phản ánh mức độ trao đổi môi chất thành xylanh) tiến sát tới số nén đoạn nhiệt k1 Như tăng tốc độ động àm tăng n Nếu tăng tốc độ động n, áp suất phía sau bướn ga giảm nhanh, điều kiện khiến nhiên liệu bay nhanh, làm n1 tăng nhanh Phụ tải động cơ: Khi tăng tải làm tăng trạng thái nhiệt nhiệt độ trung bình thành xylanh, qua làm tăng nhiệt lượng cung cấp cho mơi chất đầu q trình nén, kết làm tăng n1 Ảnh hưởng tải tới n1 động xăng nhỏ, thể khác động xăng: chạy tốc độ lớn tải gây ảnh hưởng tới n1 ; tốc độ thấp, tải gây ảnh hưởng lớn tới n1 việc bay xăng Tình trạng kỹ thuật: Nếu pistong- xylanh mòn nhiều làm tăng lọt khí, gây nhiệt làm giảm n Trường hợp có muội than bám đỉnh pistong, mặt nắp xylanh có lớp cặn bám mặt tiếp xúc với môi chất làm mát xylanh ngăn tản nhiệt môi chất làm tăng n1 Nếu tăng tỷ số nén ε làm tăng P c Tc , làm tăng phần tản nhiệt cho xylanh làm giảm n Tất cấc biện pháp nhằm giảm nhiệt độ trung bình xylanh như: tăng tốc độ tuần hoàn nước làm mát, làm mát đỉnh pistong, làm giảm n1 Kích thƣớc xylanh( đường kính D xylanh hành trình S pistong): Tỷ số tỷ lệ thuận , (trong đó: Flm , Vh diện tích làm mát thể tích cơng tác xylanh), tăng D làm cho mơi chất khó tản nhiệt qua làm tăng n1 Khi Vh = const, trường hợp nhờ n1 tăng, tăng giảm tỷ số làm giảm kết ngược lại Câu 12: Vẽ sơ đồ trình bày diễn biến trình cháy động xăng? a Đồ thị: Câu 13: Phân biệt cháy sớm cháy kích nổ động đánh lửa cƣỡng bức? Hiện tƣợng cháy sớm Hiện tƣợng cháy kích nổ Là tượng hỗn hợp nhiên Là tượng xảy sau bugi Khái niệm liệu khơng khí tự cháy trước đánh lửa, hịa khí cháy trước khi bugi đánh lửa màng lửa lan đến Cấu tạo động cơ, tính chất Tính chất nhiên liệu(số octan), tỷ số Nguyên nhiên liệu, tình trạng sử nén ε , cấu tạo buồng cháy, thời gan nhân dụng, tất yếu tố làm đánh lửa, thành phần hịa khí, chế độ tăng nhiệt độ môi chất làm việc động cơ, màng lửa xylanh, bugi nóng, muội gia nhiệt vào vùng chưa than,… cháy,… Đặc điểm Đều tượng không mong muốn xảy động Đều tượng tự cháy, gây tiếng gõ động mạnh, nhiệt độ cao, áp suất cao, gây tăng tải phụ, giảm tuổi thọ động cơ, giảm công suất, hiệu suất động Không tạo sóng áp suất Tạo sóng áp suất truyền qua lại xylanh động Câu 14: Vẽ sơ đồ trình bày diễn biến trình cháy động diesel? a Đồ thị: Câu 15: Các biện pháp giảm khí xả động đốt trong? Các biện pháp giảm khí thải động cơ: - Lắp đặt hệ thống xử lý ô nhiễm: - Hệ thống tuần hồn khí thải EGR Hệ thống thông trục khuỷu PCV Thiết bị xúc tác Hệ thống hút khơng khí(AS) hệ thống phun hịa khí (AI) Hệ thống thu hồi xăng Hệ thống giảm chấn Tối ưu hóa cấu tạo buồng cháy để giảm thiểu hình thành HC Tăng cường chuyển động rối chuyển động xoáy mơi chất Tối ưu hóa tỷ số nén vị trí đặt bugi Cải thiện q trình phân phối khí cấu phân phối khí Tối ưu hóa kết cấu đường thải nhằm thải nạp đầy Cải thiện chất lượng hình thành hịa khí Giảm cơng suất tổn hao ma sát dẫn động cấu phụ động Tối ưu hóa hệ thống đánh lửa Dùng biện pháp phân lớp hịa khí để làm giảm CO NO x Lắp hệ thống van đường ống đảm bảo động hoạt động tốt không gây ô nhiễm chế độ không tải cưỡng Câu 16: Phân tích đƣờng đẳng tính tốc độ động xăng động diesel? - Ở động xăng dùng chế hịa khí, đóng nhỏ dần bướm ga làm cho áp suất trung bình đặc tính phận giảm nhanh tăng tốc độ động n Chế độ công suất cực đại Nemax chuyển dần phía n tồn chế độ không tải tốc độ nhỏ tốc độ định mức n n - Khi chạy đặc tính ngồi, chế độ làm việc động xăng dùng chế hịa khí ổn định so với động diesel phạm vi ổn định tốc độ lớn so với động diesel - Khi chuyển từ đặc tính ngồi sang đặc tính phận, tính ổn định động xăng dùng chế hịa khí tăng dần, cịn động diesel không đổi - Ở động diesel dùng bơm cao áp, hi giảm dần vị trí điều khiển bơm cao áp qua giảm gct làm cho đường Pe chuyển dịch xuống phía bên theo khoảng cách Đường công suất Ne có dạng cơng suất phát từ góc tọa độ, khơng có Nemax khơng thể xuất chế độ không tải n < nn - Đường đặc tính tốc độ động diesel dốc động xăng - Đặc tính phận động diese theo N e , hầu hết vị trí cấu điều khiển bơm cao áp, đường đặc tính Ne khơng cắt trục hồng phạm vi tốc độ sử dụng Câu 17: Trình bày biện pháp tăng áp động cơ? Phân tích ƣu nhƣợc điểm loại? Dựa vào nguồn ăng lượng phương pháp nén khơng khí trước vào động cơ, người ta chia làm nhóm: - Tăng áp dẫn động khí - Tăng áp nhờ lượng khí thải - Tăng áp hỗn hợp - Tăng áp nhờ hiệu ứng động dao động áp suất Ngồi ra, cịn hệ thống tăng áp tổ hợp khác tùy nhu cầu sử dụng Bên đề cấp nhóm: TĂNG ÁP DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ (Supercharger) Nguyên lí hoạt động: - Máy nén khí N dẫn động công suất từ trục khuỷu qua bánh rang, xích đai - Máy nén hút khơng khí gồi trời với P0 , qua máy nén khơng khí có Pk > P0 qua đường ống nạp vào xylanh động - Thường sử dụng: máy nén piston, roto, ly tâm Sơ đồ nguyên lý: N Động đốt Pk P0 Phạm vi ứng dụng: - Giới hạn cho động mà áp suất tăng áp không 0,15- 0,16 MN/m2 Áp suất tăng áp lớn làm hiệu suất động giảm - Với động có giá trị áp suất đường ống nạp, ý áp suất tăng áp, công dẫn động tăng áp máy nén Công tiêu hao MN lớn, cơng suất có ích, hiệu suất động giảm - Với động kỳ: piston có vai trị van trượt đóng mở cửa nạp thải, cịn bên piston máy nén tăng áp Ƣu điểm: Nhƣợc điểm: - Tăng công suất - Tiêu hao động 30-40% lượng: Công dẫn - Dẫn động động máy nén trục khuỷu, khơng chiếm 8-10% cơng có thời gian trễ tác suất động dụng Hoạt động - Gây tiếng ồn lớn hiểu vòng tua thấp Nên tăng tốc tốt turbocharger TĂNG ÁP Nguyên lí hoạt động: - Máy nén N dẫn động BẰNG trục tuabin khí, hoạt động nhờ vào TUABIN KHÍ (Turbocharger) lượng khí thải động - Khí thải động vào tuabin khí sinh cơng quay máy nén thải môi trường Phạm vi ứng dụng: - Sử dụng rộng rãi động diesel đại - Sử dụng động tăng áp cao - Tăng áp tuabin khí có hai loại: - Máy nén hút khí trời P0 nén tới Pk , đưa vào động - Lượng khí nén cung cấp cho động biến đổi tự động theo công suất động Công suất động cao, khí thải nhiều, quay máy nén cung cấp khí cho động nhiều Sơ đồ nguyên lý: Pth N Động đốt Pk P0 T Pth’ + Bằng tuabin biến áp: khí thải dẫn trực tiếp tới cánh tuabin Áp suất động dịng khí thải tác dụng cánh tuabin theo quy luật giảm dần + Bằng tuabin đẳng áp: khí thải dẫn vào bình chứa, cấp vào trước cánh tuabin theo quy luật định Ƣu điểm: - Tăng công suất động 30-40% - Không tiêu tốn công: Công dẫn động tuabin không lấy trực tiếp từ động mà tận dụng khí xả - Giảm 20- 40% nhiên liệu Nhƣợc điểm: - Cản trở luồng khí xả, dễ gây kích nổ( Đối với động xăng) - Có thời gian trễ hoạt động Kém hiệu động khởi động không tải, dừng - Phải có hệ thống làm mát Nguyên lý hoạt động: Phạm vi ứng dụng: Hệ thống tầng: - Động kỳ: TĂNG - Lắp nối tiếp thuận: hệ thống tăng áp ÁP HỖN + Tầng I: máy nén tuabin khí quay tự tầng nối tiếp, máy nén HỢP + Tầng II: máy nén truyền động khí truyền độn giới nên ->Tận dụng khí thải, nâng cao áp suất đường ống nạp thay đổi tỷ số - Lắp nối tiếp ngược: tăng áp, cải thiện tính + Tầng I: máy nén thể tích, ly tâm trục khuỷu dẫn động tăng tốc, chất + Tầng II: máy nén tuabin khí quay tự lượng cơng tác ->Khơng tăng lượng khí nạp vào xylanh, lượng khơng khí - Động cần tăng tốc cấp cho xylanh chu kỳ tốt chế độ làm - Lắp song song: việc hay yêu cầu đặc + Máy nén N1 dẫn động trục khuỷu biệt Do áo suất + Máy nén N2 dẫn động lượng khí thải tuabin khơng khí Pk cần tương khí đối lớn Ƣu điểm: Nhƣợc điểm: - (1), (2) tăng tốc chậm (1), (2) máy nén truyền động giới nên thay đổi tỷ số tăng áp động cơ, cải thiện tính tăng tốc, chất lượng công tác chế độ làm việc (3) tối ưu (1), (2), có máy nén khí dẫn động giới song song với tuabin khí quay tự Khơng khí chia qua máy nén nên kích thước máy nén nhỏ gọn Sơ đồ nguyên lí vịng tua nhỏ - Tiêu tốn phần công suất động để quay máy - Kết cấu phức tạp, kích thước lớn P0 P0 N2 T T N2 T Pth Pth LM Động đốt N1 Pk (1) Hai tầng nối tiếp thuận Pk LM Động đốt N1 N2 Pk Pth LM Động đốt P0 P0 (2) Hai tầng nối tiếp nghịch N1 (3) Hai tầng lắp song song Câu 18: Trình bày thơng số đánh giá tính kinh tế- kỹ thuật động cơ( N, M, P, L, η, NL , ge ,…) Ứng dụng tính tốn? Anh em tự học sách chƣơng 9, phải viết Thông số thị: a Áp suất thị trung bình P i b Công suất thị N i c Hiệu suất thị ηi d Suất tiêu hao nhiên liệu gi Các thơng số có ích: a Cơng suất có ích Ne b Áp suất có ích trung bình Pe c Mơmen có ích Me d Hiệu suất có ích ηe suất tiêu hao nhiên liệu ge e Cơng suất lít động NL Câu 19: Trình bày yêu cầu hỗn hợp động xăng? Phân loại nguyên lí làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu loại phun xăng động xăng? Yêu cầu hỗn hợp động xăng: - Hạt nhiên liệu cung cấp phải nhỏ phần lớn dạng - Thời gian hình thành hỗn hợp phải đáp ứng tốt khí động làm việc số vòng quay cao - Nhiên liệu phải xé tơi; hòa trộn đồng với toạn lượng khơng khí để tạo thành hỗn hợp cháy đồng trước vào buồng đốt - Thành phần hỗn hợp phải phù hợp với chế độ động cơ(A/F phải phù hợp với chế độ) - Hỗn hợp cháy phải thống xylanh phân bố đồng cho xylanh Phân loại nguyên lí làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu loại phun xăng: Tên hệ thống PHUN XĂNG TRÊN ĐƢỜNG ỐNG NẠP (Nhiên liệu đƣợc phun đƣờng ống nạp(cạnh xupap nạp)) Nguyên lý làm việc Loại điều khiển khí K- Jetronic - Thay đổi lượng hỗn hợp cung cấp theo chế độ làm việc(tăng tốc, cầm chừng, đầy tải, khởi động), cải thiện vấn đề tiêu hao nhiên liệu, lượngkhí thải Hệ thống kêt hợp với thiết bị chống nhiễm, lượng khí thải kiểm tra xác lượng khí nạp - Hệ thống gồm phận chính: + Nhóm nhiên liệu: gồm bơm điện cung cấp nhiên liệu, nhiên liệu qua lọc, tích định lượng phân phối đến kim phun động + Bộ kiểm tra lưu lượng khí nạp: điều khiển cánh Loại điều khiển điện tử ( EFI) L- Jetronic - Hệ thống phun xăng đa diểm, áp suất kim phun khơng đổi, phun gián đoạn, có chu kỳ ECU điều khiển thời gian mở kim phun để thay đổi lượng nhiên liệu - Gồm hệ thống chính: + Cung cấp nhiên liệu: Bơm hút nhiên liệu cung cấp qua lọc nhiên liệu, đến dập dao động vào ống phân phối Từ ống phân phối, nhiên liệu cung cấp đến kim phun, kim phun khởi động Nhiên liệu thừa qua điều áp thùng nhiên liệu + Điện điều khiển: cảm biến bố trí xung quanh để biết tình trạng làm việc động Tín hiệu từ cảm Motronic Như LJetronic Hệ thống có vài điểm khác biệt: Cảm biến kích nổ, điều khiển phun nhiên liệu ECU, chức đánh lửa sơm ECU(ESA) bướm ga, kiểm tra đo lưu lượng khơng khí nạp Dựa vào lượng khí nạp, thiết bị đo lưu lượng khơng khí điều khiển lượng xăng + Bộ phận định lượng nhiên liệu: điều khiển định lượng, phân phối nhiên liệu Kim phun phun nhiên liệu liên tục, độc lập xupap nạp PHUN XĂNG TRỰC TIẾP VÀO BUỒNG ĐỐT(GDI) biến ECU tiếp nhận, tính tốn để điều khiển tác động cho động làm việc tốt + Nạp không khí: khí nạp vào động chênh áp áp suất môi trường áp suất xylanh động Khơng khí qua lọc gió đo gió kiểm tra, sau uqa bướn ga để buồng nạp, cuối đến ống nạp - Đường ống nạp thẳng góc với piston, lượng gió lưu thơng tốt - Đỉnh piston lồi lõm tạo thành buồng cháy tốt nhất, giúp hco hình thành hỗn hợp nhanh - Bơm xăng cung cấp xăng áp suất cao đến kim phun, tạo chuyển đọng xoáy lốc phun trực tiếp động - Thời điểm phun tính tốn xác nhằm đáp ứng thay đổi chế độ làm việc động cơ, đồng thời giúp động làm việc êm, giảm ô nhiễm môi trường + Tải nhỏ, trung bình: Nhiên liệu phun cuối trình nén + Tải lớn, đầy tải, tốc độ cao: nhiên liệu phun vào trình nạp Câu 20: Trình bày nguyên lý hoạt động bơm cao áp thẳng hàng PE? Cách thay đổi lƣợng nhiên liệu phun( piston có vạch xéo phía dƣới) bơm cao áp thẳng hàng PE? Nguyên lý hoạt động bơm cao áp thẳng hàng PE: - Khi động hoạt động, cốt bơm điều khiển bơm tiếp vận hút nhiên liệu từ bình chứa lưới lọc đến bơm phòng chứa nhiên liệu nơi thân bơm Một phần nhiên liệu qua van an toàn mở thùng chứa - Lúc piston vị trí thấp nhất, nhiên liệu vào xylanh lỗ thân xylanh bơm Vào trình phun nhiên liệu, cốt bơm điều khiển piston lên áp suất nhiên liệu đỉnh piston bơm tăng Đến áp lực nhiên liệu đủ lớn để thắng lực căng lị xo van cao áp nhấc lên nhiên liệu đưa đến đường ống cao áp đến kim phun để phun vào xylanh động Pistong lại tiếp tục lên đến cạnh vạt xéo phía piston vừa mở để lỗ dầu về, dầu tràn khỏi xylanh kết thúc qua trình cấp nhiên liệu Cách thay đổi lƣợng nhiên liệu phun( piston có vạch xéo phía dƣới) bơm cao áp thẳng hàng PE: nhƣ thầy nói cho hình giải thích Đối với piston có lằn vạt xéo phía điểm khởi phun cố định, điểm dứt phun thay đổi Thơng thường bơm cao áp PE điều có lằn vạt xéo phía nên phải trang bị phun dầu sớm tự động Đa số bơm cao áp PE người ta ứng dụng phận tự động điều khiển góc phun sớm ly tâm, điển hình loại phun dầu sớm tự động hãng Bosch Khi động làm việc, vận tốc tăng tác dụng lực ly tâm hai tạ văng mâm thụ động quay mâm chủ động theo chiều chuyển động cốt bơm làm tăng góc phun dầu sớm nhiên liệu - Khi tốc độ giảm, lực ly tâm yếu hai tạ xếp vào, lò xo quay mâm thụ động với trục cam mâm chủ động phía chiều quay ngược lại Do làm giảm góc phun nhiên liệu Câu 21: Trình bày phân phối nhiên liệu bơm cao áp VE? Cách điều khiển việc phân phối nhiên liệu nhƣ nào? Sự phân phối nhiên liệu bơm cao áp VE: Bơm sơ cấp hút nhiên liệu từ thùng đưa qua lọc sau nhiên liệu bơm cánh quạt hút đẩy vào buồng bên bơm Một van điều chỉnh áp suất điều khiển áp suất nhiên liệu bên bơm cao áp Đĩa cam dẫn động bỡi trục dẫn động, pittông bơm gắn với đĩa cam, nhiên liệu cấp cho kim phun nhờ chuyển động quay chuyển động tịnh tiến pittong Lượng phun điều khiển điều chỉnh kiểu khí Thời điểm phun điều khiển pittông điều khiển phun sớm, pittông điều khiển phun sớm hoạt động nhờ áp suất nhiên liệu Van phân phối có hai chức năng: Ngăn không cho nhiên liệu ống dẫn đến kim phun quay pittơng bơm; hút nhiên liệu cịn lại sau phun khỏi kim phun Bước 1: Nạp nhiên liệu: Khi pittông bơm chuyển động sang trái, rãnh hút pittông thẳng hàng với cửa hút nhiên liệu hút vào đường bên pittông Bước 2: Phân phối nhiên liệu: Khi đĩa cam pittơng quay, cửa hút đóng cửa phân phối pittông thẳng hàng với bốn nắp phân phối Khi đĩa cam lăn lăn, pittông vừa quay vừa dịch chuyển sang phải, làm nhiên liệu bị nén Khi nhiên liệu bị nén đến áp suất định phun khỏi vòi phun Bước 3: Kết thúc việc cung cấp nhiên liệu: Khi pittơng dịch chuyển thêm phía bên phải, hai cửa tràn pittông lộ khỏi van định lượng nhiên liệu áp suất cao bị đẩy buồng bơm qua cửa tràn Vì áp suất nhiên liệu giảm đột ngột trình phun kết thúc Bước 4: Cân áp suất : Khi piston quay 180 sau phân phối nhiên liệu, rãnh cân áp suất pittông thẳng hàng với đường phân phối để cân áp suất nhiên liệu đường phân phối buồng bơm Cách điều khiển việc phân phối nhiên liệu: (điều khiển thời điểm phun) Giống thời điểm đánh lửa động xăng, nhiên liệu động Diesel phải phun sớm theo tốc độ động để đảm bảo tính tốt Vì bơm cao áp kiểu Vector trang bị điều khiển phun sớm tự động, hoạt động nhờ áp suất nhiên liệu, để thay đổi thời điểm phun tỷ lệ với tăng giảm tốc độ động - Pittong điều khiển phun sớm gắn bên vỏ điều khiển, vng góc với trục bơm trượt theo cân áp suất nhiên liệu sức lò xo điều khiển - Chốt trượt biến chuyển động ngang pittông thành chuyển động quay vịng đỡ lăn - Lị xo có xu hướng đẩy pittơng phía phun trễ (sang phải) Tuy nhiên, tốc độ động tăng, áp suất nhiên liệu tăng lên nên pittông thắng sức căng lò xo dịch sang trái Cùng với chuyển động pittơng, vịng lăn quay ngược hướng với pittơng bơm, làm sớm thời điểm phun tương ứng với vị trí đĩa cam