Chương 4: Hệ thống trao đổi khí quét thẳng Dòng không khí chuyển động dọc theo tâm xylanh và đẩy sản vật cháy ra ngoài, không khí ít hòa trộn với khí cháy.. Việc phân bố các cửa kiểu tiế
Trang 1Chương 4:
Hệ thống trao đổi khí quét
thẳng
Dòng không khí chuyển động dọc theo tâm xylanh và đẩy sản vật cháy ra
ngoài, không khí ít hòa trộn với khí cháy Nhờ trao đổi khí tốt, các động cơ tàu thủy
2 kỳ quét thẳng có hệ số khí sót thấp ( r = 0,05 0,09 ) Dựa vào kết cấu của cơ cấu điều khiển xả, sơ đồ hệ thống thay đổi khí quét thẳng được phân ra: quét thẳng qua xupap và quét thẳng qua cửa
+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua xupap thải (hình 2.6)
Hình 2.6 Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng
qua xupap thải
1 xupap xả; 2
cửa quét Các cửa quét 2 trong tất cả các trường hợp đều nằm phía dưới lót xylanh và bố trí đều theo chu vi Nhờ vậy đảm bảo
Trang 2tiết diện lưu thông khi chiều cao các cửa quét không lớn, đồng thời phân bố đều không khí theo tiết diện ngang của xylanh Tất cả các cửa sổ được chế tạo đều nhau về hình dáng và chiều cao
Trang 3Việc phân bố các cửa kiểu tiếp tuyến ( hình cắt A-A ) đảm bảo xoáy dòng khí nạp vào xylanh và chuyển động hình vít từ cửa quét đến cửa xả 1 Vận động xoáy kiểu tiếp tuyến của không khí được giữ nguyên cho đến cuối hành trình nén sẽ tạo điều kiện hòa trộn tốt hỗn hợp
Sản vật cháy từ xylanh xả qua các xupap bố trí ở nắp xylanh Đối với các động cơ khác nhau, số xupap thay đổi từ
1 đến 4 Các xupap được đẫn động bằng trục phối khí thông qua cơ cấu cam hoặc dẫn động thủy lực Khi piston dịch chuyển xuống điểm chết dưới, các xupap xả được mở ra trước,
từ thời điểm này đến thời điểm mở cửa quét diễn ra xả tự do Trong thời kỳ mở cửa, diễn ra đồng thời quét xylanh và xả cưỡng bức Các xupap xả được đóng muộn hơn các cửa quét, nhưng tổn thất khí nạp không đáng kể, do đó có thể coi kết thúc quá trình trao đổi khí và bắt đầu quá trình nén tương ứng với thời điểm đóng các cửa quét
Việc sử dụng xupap xả cho phép lựa chọn pha phối khí
có lợi nhất khi chế tạo động cơ Để giảm tổn thất khí nạp, một
số động cơ dùng pha đóng mở các xupap không đối xứng so với điểm chết dưới: góc mở sớm lớn hơn góc đóng muộn (so với điểm chết dưới) Trong đó các động cơ thấp tốc hiện đại, nhờ tính kinh tế của chúng và hiệu quả cao của hệ thống tăng áp mà không thể dùng các pha phối khí đối xứng làm giảm ứng suất nhiệt xupap xả và không cần đảo chiều cơ cấu dẫn động các
Trang 4xupap xả.
+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa thải
Sơ đồ hệ thống được dùng trong các loại động cơ piston đối đỉnh được thể hiện trên hình 2.7 Sơ đồ trao đổi khí kiểu này có cửa xả 1 và cửa quét 2 được bố trí ở 2 phía của xylanh Một piston đóng mở cửa xả, một piston đóng mở cửa quét
Để đảm bảo mở sớm các cửa xả và xả khí tự do thì cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền-piston đóng mở cửa xả được đặt sớm hơn (6 12) góc quay trục khuỷu so với cửa quét, theo chiều quay của trục khuỷu Nhờ vậy lúc bắt đầu trao đổi khí, các cửa
xả mở sớm hơn các cửa quét, đảm bảo xả tự do
Trang 5Hình 2.7 Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa thải
1 cửa xả; 2
cửa quét Cuối thời kỳ thay đổi khí, các cửa quét đóng muộn hơn các cửa xả nên có thể nạp thêm Các cửa được bố trí đều xung quanh lót xylanh, các cửa quét được bố trí theo hướng tiếp tuyến, đảm bảo vận tốc xoáy lốc dòng khí trong xylanh giống như ở sơ đồ thay đổi khí quét thẳng qua xupap Hệ thống này có nhược điểm là kết cấu phức tạp, ứng suất nhiệt của piston đóng mở cửa xả cao, làm xấu quá trình thay đổi khí đối với động cơ tự đảo chiều khi làm việc ở hành trình lùi
Để hướng dòng khí theo hướng xác định khi nạp vào xylanh thì các cửa quét được chế tạo có góc nghiêng với trục
và tâm của nó
