NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2 1 Động cơ 4 kỳ 2 1 1 Động cơ 1 xy lanh Động cơ xăng Hành trình nạp (Kỳ nạp) Pít tông từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD), xu páp nạp mở.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2 1 Động cơ 4 kỳ 2 1 1 Động cơ 1 xy lanh Động cơ xăng Hành trình nạp (Kỳ nạp) Pít tông từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD), xu páp nạp mở.
CHƯƠNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 Động kỳ 2.1.1 Động xy lanh * Động xăng: - Hành trình nạp (Kỳ nạp): Pít tơng từ điểm chết (ĐCT) xuống điểm chết (ĐCD), xu páp nạp mở, chênh lệch áp suất, Hịa khí bên ngồi vào vào xy lanh, pít tơng đến ĐCD xu páp nạp đóng lại Trục khuỷu quay 1800 Hình Sơ đồ hành trình nạp - Hành trình nén (Kỳ nén): Pít tơng từ ĐCD lên ĐCT: Vì hai xu páp đóng kín nên hịa khí bị nén lại, pít tơng lên đến ĐCT hịa khí bị nén lại nhiều nhất, kết thúc trình nén Trục khuỷu quay 3600 Hình Sơ đồ hành trình nén - Hành trình cháy - giãn nở, sinh cơng (Kỳ nổ): Cuối trình nén, bugi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp hịa khí, hịa khí cháy, giãn nỡ đẩy pít tơng từ ĐCT đến ĐCD làm trục khuỷu quay sinh cơng, pít tơng đến ĐCD, kết thúc q trình cháy – giãn nở, sinh cơng Trục khuỷu quay 5400 Hình Sơ đồ hành trình nổ - Hành trình thải sản vật cháy (Kỳ thải): Pít tơng từ ĐCD lên ĐCT, xu páp thải mở dần, sản vật cháy bị đẩy nhờ áp suất khí cháy sức đẩy cưỡng pít tơng, pít tơng đến ĐCT kết thúc q trình thải hồn thành chu trình công tác động xăng kỳ, xu páp thải đóng lại Trục khuỷu quay góc 7200 tương ứng trục cam quay vịng Hình Sơ đồ hành trình thải * Động Diesel: - Hành trình nạp (Kỳ nạp): Pít tơng từ điểm chết (ĐCT) xuống điểm chết (ĐCD), xu páp nạp mở, chênh lệch áp suất, khơng khí bên ngồi vào vào xy lanh, pít tơng đến ĐCD xu páp nạp đóng lại Trục khuỷu quay 1800 - Hành trình nén (Kỳ nén): Pít tơng từ ĐCD lên ĐCT: Vì hai xu páp đóng kín nên khơng khí bị nén lại, pít tơng lên đến ĐCT khơng khí bị nén lại nhiều nhất, kết thúc trình nén Trục khuỷu quay 3600 - Hành trình cháy - giãn nở, sinh cơng (Kỳ nổ): Cuối trình nén, nhiên liệu (dầu Diesel) phun vào buồng cháy dạng hạt nhỏ li ti sương mù nhờ có bơm cao áp vịi phun Những hạt dầu nhỏ tiếp xúc với khơng khí nén có nhiệt độ cao tự bốc cháy sinh áp lực đẩy pít tơng từ ĐCT đến ĐCD làm trục khuỷu quay sinh cơng, pít tơng đến ĐCD, kết thúc trình cháy – giãn nở, sinh cơng Trục khuỷu quay 5400 - Hành trình thải sản vật cháy (Kỳ thải): Pít tơng từ ĐCD lên ĐCT, xu páp thải mở dần, sản vật cháy bị đẩy ngồi nhờ áp suất khí cháy sức đẩy cưỡng pít tơng, pít tơng đến ĐCT kết thúc q trình thải hồn thành chu trình cơng tác động xăng kỳ, xu páp thải đóng lại Trục khuỷu quay góc 7200 tương ứng trục cam quay vòng 2.1.2 Động nhiều xy lanh 4.1 Động kỳ, xy lanh: - Ở động xy lanh, góc lệch cơng tác φ = 1800 τ/i = 1800.4/4 = 1800 Ví dụ: Thứ tự nổ động 1-3-4-2 Hình Cơ cấu trục khuỷu động xy lanh thẳng hàng Hình 8.2 Thứ tự nổ động xy lanh thẳng hàng 4.2 Động kỳ, xy lanh thẳng hàng: Động kỳ, xy lanh thẳng hàng có góc lệch cơng tác φ = 1800.τ/i = 1800.4/6 = 1200 Ví dụ: Thứ tự nổ cảu động 1- - - - 2- Hình Cơ cấu trục khuỷu động xilanh thẳng hàng Hình 8.4 Thứ tự nổ động xilanh thẳng hàng 4.3 Động kỳ, xy lanh bố trí dạng chữ V: Người ta bố trí động hình chữ V với mục đích rút ngắn chiều dài động cơ, tăng độ ổn định cho động Động V6 có góc lệch hai đường tâm xy lanh 900 Động sử dụng truyền đồng dạng, chốt khuỷu bố trí hai truyền Góc lệch cơng tác 90º + 150º, Ví dụ : Thứ tự nổ động cơ: Hình Cơ cấu trục khuỷu, truyền động V6 Hàng bên trái : máy 1, máy 3, máy 5, Hàng bên phải : máy 2, máy 4, máy Hình Thứ tự nổ động V6 4.4 Động kỳ, xy lanh: Góc lệch cơng tác φ = 1800.τ/i = 1800.4/8 = 900, Ví dụ: Thứ tự nổ động – – – – – – – Hình Cơ cấu trục khuỷu, truyền động xy lanh Hình 10 Thứ tự nổ động xy lanh 2.2 Động xăng kỳ 2.2.1.Cấu tạo: Hình 11 Cấu tạo động kỳ Động xăng hai kỳ mặt cấu tạo tương tự động xăng bốn kỳ, không dùng cấu xu páp để thực q trình trao đổi hịa khí Trên xy lanh có gia cơng cửa nạp, cửa xả cửa quét Cửa xả bố trí gần điểm chết trên, cửa quét thấp cửa xả đối diện với cửa xả Dưới cửa xả cửa nạp liên hệ với chế hồ khí thơng với te Các te động hồn tồn kín đóng vai trò buồng nén phụ 2.2.2 Nguyên lý làm việc: Mỗi chu trình làm việc động xăng hai kỳ (bao gồm trình nạp, nén, nổ xả) lần sinh cơng (nổ), pít tơng dịch chuyển lên xuống hai lần trục khuỷu phải quay vịng (từ 00 đến 3600) Mỗi lần pít tơng lên xuống gọi hành trình hay kỳ Hình 12 Nguyên lý làm việc động xăng kỳ a Hành trình thứ nhất: Trong hành trình này, trục khuỷu quay, pít tơng dịch chuyển từ điểm chết (ĐCD) lên điểm chết (ĐCT) Khi pít tơng ĐCD, cửa qt cửa xả mở (mở hoàn toàn) Do đó, hồ khí gồm xăng khơng khí có sẵn te bị nén, qua cửa quét vào xy lanh qt khí xả qua cửa xả ngồi Pít tơng lên, đầu pít tơng che kín cửa qt (kết thúc nạp hồ khí vào xy lanh), sau che kín cửa xả (kết thúc q trình xả khí cháy) bắt đầu q trình nén Hồ khí xy lanh bị nén làm cho áp suất nhiệt độ tăng lên, pít tơng gần đến ĐCT bu gi phóng tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp hịa khí Khi pít tơng lên để nén hồ khí, pít tông cửa nạp mở, te áp suất giảm, hồ khí từ chế hồ khí qua ống nạp cửa nạp hút vào te để chuẩn bị cho việc nạp hịa khí vào xy lanh hành trình sau b Hành trình thứ hai: Trong kỳ hồ khí đốt cháy cuối kỳ nén nên pít tơng đến ĐCT hồ khí cháy nhanh hơn, làm cho áp suất khí cháy tăng lên tác dụng lên đỉnh pít tơng đẩy pít tơng từ ĐCT xuống ĐCD qua truyền làm quay trục khuỷu sinh cơng Khi pít tông dịch chuyển gần tới ĐCD cửa xả mở (bắt đầu q trình xả khí cháy), sau cửa qt mở (bắt đầu q trình nạp hịa khí vào xy lanh) cửa nạp đóng lại Do đó, khí cháy xả ngồi, đồng thời hồ khí te bị nén có áp suất lớn áp suất khí cháy cịn lại xy lanh theo cửa quét vào xy lanh phía đỉnh pít tơng góp phần làm khí cháy xy lanh tạo điều kiện cho chu trình làm việc sau Khi pít tơng tới ĐCD cửa xả cửa quét mở hoàn toàn Sau kỳ sinh cơng thay hịa khí, trục khuỷu tiếp quay trình làm việc động xăng hai kỳ tiếp tục lặp lại 2.3 Pha phân phối khí động cơ: 2.3.1 Pha phân phối khí động kỳ: Hình 13 Sơ đồ pha phân phối khí động kỳ * Hành trình nạp (Kỳ nạp): Trong hành trình này, pít tơng lên gần tới ĐCT cuối kỳ xả chu trình trước, xu páp nạp mở để pít tơng vừa tới ĐCT, tức lúc bắt đầu nạp, xu páp nạp mở tương đối lớn làm cho tiết diện lưu thông đường ống nạp tăng, bảo đảm hồ khí khơng khí vào xy lanh nhiều hơn, Góc quay trục khuỷu tương ứng với thời điểm xu páp nạp mở pít tơng tới ĐCT gọi góc mở sớm xu páp nạp (ỏ1) Đồng thời xu páp nạp đóng muộn chút sau pít tơng qua ĐCD để lợi dụng độ chân khơng cịn lại xy lanh qn tính dịng khí, làm tăng thêm lượng hồ khí khơng khí vào xy lanh Góc quay trục khuỷu tương ứng với thời điểm pít tơng ĐCD xu páp nạp đóng gọi góc đóng muộn xu páp nạp (α) Kỳ nạp thực tế trục khuỷu quay góc là: φ1 + 1800 + φ2 * Hành trình nén (Kỳ nén): Quá trình nén thực tế bắt đầu xu páp nạp đóng hồn tồn, tức hồ khí khơng khí xy lanh cách ly với mơi trường bên ngồi Cuối hành trình nén, bu gi hệ thống đánh lửa phóng tia lửa điện để đốt cháy hồ khí vịi phun hệ thống nhiên liệu phun nhiên liệu xy lanh tự cháy Góc quay trục khuỷu tương ứng với thời điểm bu gi đánh lửa hay vịi phun phun nhiên liệu đến pít tơng lên tới ĐCT gọi góc đánh lửa sớm góc phun nhiên liệu sớm động (ó) Kỳ nén thực tế, trục khuỷu quay góc: 1800 - φ2 – φs * Hành trình cháy, giản nở sinh cơng (Kỳ nổ): Trong hành trình này, hồ khí (động xăng) nhiên liệu (động diesel) đốt cháy cuối trình nén, nên pít tơng vừa tới ĐCT, tốc độ cháy hồ khí nhiên liệu nhanh, làm cho áp suất khí cháy tăng lên lớn Quá trình cháy kết thúc trình giãn nở khí cháy bắt đầu, pít tơng bị đẩy xuống sinh công Trước kết thúc hành trình nổ hay sinh cơng, xu páp xả mở sớm chút trước pít tơng tới ĐCD, góc quay trục khuỷu tương ứng với thời điểm xu páp xả mở pít tơng xuống đến ĐCD gọi góc mở sớm xu páp xả (α3) Kỳ nổ thực tế trục khuỷu quay góc là: 1800 + φs - φ3 * Hành trình thải (Kỳ thải): Do xu páp xả mở sớm trước pít tơng tới ĐCD nên áp suất xy lanh giảm nhanh, giảm cơng tiêu hao để đẩy khí cháy khỏi xy lanh lượng khí cháy xy lanh đẩy ra, nhờ tăng lượng hồ khí khơng khí vào xy lanh Đồng thời để xả khí cháy khỏi xy lanh, xu páp xả đóng muộn sau pít tơng qua ĐCT Góc quay trục khuỷu ứng với thời điểm pít tơng ĐCT xu páp xả đóng gọi góc đóng muộn xu páp xả (α4 ) Kỳ xả thực tế, trục khuỷu quay tương ứng với góc 1800 + φ3 + φ4 Trên đồ thị biểu thị thời kỳ trùng điệp xu páp nạp xu páp xả, tức thời kỳ hai xu páp mở, góc ứng với góc (φ1+ φ4) gọi góc trùng điệp xu páp nạp xu páp xả 2.3.1 Pha phân phối khí động kỳ: Hình 14 Pha phân phối khí động kỳ - Hành trình thứ gồm q trình: Qt nạp khí, lọt khí, nén cháy - Hành trình thứ hai gồm trình: Cháy - giản nở, thải tự do, quét khí nạp khí 2.4.So sánh động xăng kỳ động diesel kỳ: - Công suất động diesel lớn động xăng - Nhiên liệu dùng động diesel rẻ tiền - Kích thước trọng lượng động diesel lớn động xăng lực khí cháy động diesel lớn - Động diesel dùng nhiên liệu khó cháy phương pháp tạo hồ khí nhiên liệu dạng sương mù với khơng khí khơng tốt nên khó khởi động động xăng - Khi làm việc, tiếng ồn động diesel lớn động xăng 2.5 So sánh động kỳ động kỳ - Động hai kỳ có số lần sinh cơng gấp hai lần động kỳ công suất lớn khoảng 50% - 70% so với động bốn kỳ - Động hai kỳ chạy động bốn kỳ, vịng quay trục khuỷu có hành trình sinh cơng Do động hai kỳ dùng bánh đà lắp trục khuỷu có kích thước trọng lượng nhỏ so với động bốn kỳ - Động kỳ có xu páp cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng động bốn kỳ khơng cần dùng xu páp - Hiệu suất động hai kỳ nhỏ động bốn kỳ, có tổn thất nhiên liệu trình làm việc - Nhiệt độ động trình làm việc động hai kỳ cao động bốn kỳ, số lần sinh công nhiều hơn, làm cho động bị nóng ... lên xuống gọi hành trình hay kỳ Hình 12 Nguyên lý làm việc động xăng kỳ a Hành trình thứ nhất: Trong hành trình này, trục khuỷu quay, pít tơng dịch chuyển từ điểm chết (ĐCD) lên điểm chết (ĐCT)... nạp hút vào te để chuẩn bị cho việc nạp hịa khí vào xy lanh hành trình sau b Hành trình thứ hai: Trong kỳ hồ khí đốt cháy cuối kỳ nén nên pít tơng đến ĐCT hồ khí cháy nhanh hơn, làm cho áp suất... 2.3.1 Pha phân phối khí động kỳ: Hình 13 Sơ đồ pha phân phối khí động kỳ * Hành trình nạp (Kỳ nạp): Trong hành trình này, pít tơng lên gần tới ĐCT cuối kỳ xả chu trình trước, xu páp nạp mở để pít