Tài liệu ôn thi môn động cơ đốt trong

- Trong thực tế động cơ đốt cháy cưỡng bức chỉ có thể làm việc với tỉ số nén thấp Động cơ xăngε = 6÷11 còn động cơ diesel phải làm việc với tỷ số nén cao Động cơ xăngε = 14÷23 do đó mà á

Câu 1: thế nào là động cơ đốt trong? Phân loại động cơ đốt trong?

Bài Làm:

a Định nghĩa động cơ đốt trong:

Động cơ đốt trong là động cơ nhiệt mà các quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng do nhiênliệu cháy xảy ra ở bên trong xylanh động cơ

b Phân loại động cơ đốt trong

 Theo phương pháp thực hiện chu trình công tác Động cơ hai kỳ và động cơ 4 kỳ

 Phân loại theo nhiên liệu sử dụng;

- Nhiên liệu lỏng:

Nhẹ: Xăng, Ben zen

Nặng: Động cơ Diesel, Mazut

- Nhiên liệu khí: Ga

- Nhiên liệu kết hợp: đa nhiên liệu

 Phân loại theo phương pháp nạp của chu trình công tác

- Động cơ tăng áp

- Động cơ không tăng áp

 Phân loại theo tỷ số nén ε:

- ε = 6÷11 (Động cơ xăng)Động cơ xăng)

- ε = 11÷22 (Động cơ xăng)Động cơ Diesel)

 Phân loại theo số xylanh: Động cơ 1 xylanh và động cơ nhiều xylanh

 Phân loại theo cách bố trí xy lanh: Động cơ 1 hàng, động cơ hình sao và động cơ chữ V

- Động cơ 1 xylanh

- Động cơ nhiều xylanh

 Phân loại theo phương pháp hình thành hoà khí:

- Động cơ hình thành hoà khí bên trong (Động cơ xăng)Diesel)

- Động cơ hình thành hoà khí bên ngoài (Động cơ xăng)Xăng)

 Phân loại theo phương pháp đốt cháy hoà khí:

- Động cơ cháy cưỡng bức

 Phân loại theo công dụng của động cơ

- Động cơ dùng trong nông nghiệp

- Động cơ dùng trong ngư nghiệp

- Động cơ dùng trong lâm nghiệp

Bài Làm:

a Các giả thiết chu trình lý tưởng

- Môi chất tương tác trong chu trình là khí lý tưởng

- Luợng môi chất dùng trong chu trình là không đổi, cố định

- Các quá trình giãn nở và nén ép là quá trình đẳng nhiệt, không có tổn thất nhiệt với môitrường xugn quanh

- Quá trình cháy được thay thế bằng quá trình cấp nhiệt lượng Q1 từ nguồn nóng Trong điềukiện đẳng tích, đẳng áp hoặc hỗn hợp, quá trình nhả nhiệt trong nguồn lạnh qua khí thảiđược thay thể bằng quá trinh nhả nhiệt trong nguồn lạnh trong điều kiện đẳng tích, đẳng áp

- Trong quá trình làm việc không có ma sát

b Các loại chu trình lý tưởng:

Chu trình hỗn hợpChu trình đẳng tích Chu trình đẳng áp

Chu trình Sabathé Chu trình Otto Chu trình diesel

Trong đó Q1V là nhiệt lượng cấp cho chu trình ở điều kiện thể tích không đổi

Trong đó Q1P là nhiệt lượng cấp cho chu trình ở điều kiện áp suất không đổi

Trong đó Q2V là nhiệt lượng nhả ra ở nguồn lạnh

Câu 4: So sánh hiệu suất nhiệt của các loại chu trình lý tưởng?

Bài Làm:

Động cơ đốt cháy cưỡng bức (Động cơ xăng)ĐC xăng) làm việc trên cơ sở chu trình Otto còn động cơ diesel hiệnnay làm việc trên cơ sở chu trình Sabathé Chu trình cấp nhiệt đẳng áp là chu trình lý tưởng củađộng cơ diesel dùng không khí nén để phun nhiên liệu vào xylanh Sau khi phát minh và làm chủđược công nghệ chế tạo phun nhiên liệu bằng thuỷ lực thì loại động cơ Diesel dùng không khí nén

để phun nhiên liệu vào xylanh dần bị loại bỏ vì chúng có cấu tạo phức tạp và hiệu suất thấp

Nếu cùng tỉ số nén và nhiệt lượng cấp cho chu trình Q1 thì nhiệt lượng thải ra Q2 ở chu trìnhsabathé lớn hơn nhiệt lượng thải ra ở chu trình otto Điều này có nghĩa là phần nhiệt lượng biếnthành cơ năng Lt hay tương ứng với nó là hiệu suất ηt ở chu trình Otto lớn hơn hiệu suất ηt ở chutrình Sabathé

- Trong thực tế động cơ đốt cháy cưỡng bức chỉ có

thể làm việc với tỉ số nén thấp (Động cơ xăng)ε = 6÷11) còn

động cơ diesel phải làm việc với tỷ số nén cao (Động cơ xăng)ε

= 14÷23) do đó mà áp suất cực đại trong động cơ

diesel cao hơn rất nhiều trong động cơ đốt cháy

cưỡng bức, cho nên dù động cơ diesel làm việc

với chu trình ít kinh tế hơn động cơ đốt cháy

cưỡng bức (Động cơ xăng)ĐCX) nhưng nó lại có hiệu suât cao

hơn

- Trên thực tế phải so sánh các chu trình trong

cùng các điều kiện áp suất cực đại Pz và nhiệt

lượng cấp vào Q1 là như nhau Ta thấy rằng chu

trình Otto có tỷ số nén nhỏ hơn và nhả ra số nhiệt

lượng lớn hơn so với chu trình Sabathé Như vậy

nếu có áp suất cực đại và nhiệt lượng cấp cho

môi chất công tác như nhau chu trình Sabathé sẽ

có hiệu suất cao hơn chu trình Otto

Câu 5: Trình bầy sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của

5: Xupap nạp

6: Xupap xả

7: Bugi

8: các te

2 Một số khái niệm cơ bản

- Kỳ: là một phần của chu trình công tác xẩy ra giữa 2 điểm chết tương ứng với điểm chết trênvới thể tích nhỏ nhất và điểm chết dưới với thể tích lớn nhất

- Điểm chết: là điẻm dừng của của pitton mà tại đây vận tốc của pitton bằng 0 hành trình Scủa pitton là khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới

- Thể tích của bình cháy Vc: phần thể tích nhỏ nhất khi pitton ở điểm chết trên

- Thể tích của toàn bộ xylanh Va: là khoảng không gian được giới hạn giữa nắp máy, xy lanh

và pitton khi pitton ở điểm chết dưới

Qua 4 kỳ hút, nén, cháy giãn nở và xả

 Quá trình nạp: Pitton đi từ điểm CT đến ĐCD ứng

với góc quay trục khuỷu φ từ 0 đến 180 độ Xupap

nạp mở, xupap thải đóng sự chênh lệch áp suất và sự

đi xuống pitton mà hoà khí được hút vào xylanh, quá

trình nạp được coi như kết thúc khi pitton đến ĐCD

Tuy nhiên với mục đính nạp nhiều nhất, xupáp nạp

mở sớm 1 góc φ1 với ĐCT và đóng muộn 1 góc φ2

so với điểm chết dưới Tương ứng với đồ thị công

quá trình nạp diễn ra từ 1 đến 2 kêt thúc quá trình

nạp áp suất Pa từ 0,7 đến 0,9 Kg/cm2 và nhiệt độ Ta

từ 340 đến 400 0K

 Quá trình nén: Pitton đi từ ĐCD đến ĐCT ứng với

góc quay trục khuỷu φ từ 180 đến 360 độ 2 xupap

đóng, sự đi lên của pitton nén hoà khí tới nhiệt độ

và áp suất cao Quá trình nén được coi như kết thúc khi pitton đến ĐCT Theo lý thuyết quátrình nén ở đồ thị công tương đương với đoạn ac,

tuy nhiên gần quá trình cháy giãn nở, bugi bật tia

lửa điện đốt cháy hoà khí nên thựcc tế tương ứng

với đồ thị công quá trình nén diễn ra từ 2 đến c’’

kêt thúc quá trình nén áp suất Pc từ 5 đến 15

Kg/cm2 và nhiệt độ Tc từ 550 đến 750 0K

 Quá trình cháy giãn nở: Pitton đi từ ĐCT đến ĐCD

ứng với góc quay trục khuỷu φ từ 360 đến 450 độ

2 xupap đóng Cuối quá trình nén Bugi đã bật tia lửa

điện đốt cháy nên ở ĐCT quá trình cháy đã xảy ra,

hoà khí bốc cháy nhanh, nhả 1 nhiệt lượng rất lớn,

nhiệt độ và áp suất tăng mạnh đẩy pitton đi từ ĐCT

đến ĐCD để sinh công Kêt thúc quá trình cháy giãn nở áp suất Pz từ 22 đến 50 Kg/cm2 vànhiệt độ Tz từ 2200 đến 2600 0K.

 Quá trình thải: Pitton đi từ ĐCD đến ĐCT ứng với góc quay trục khuỷu φ từ 450 đến 720

độ xupap nạp đóng, xupap cả mở Sau quá trình cháy còn lại toàn sản phảm cháy cần đượcđưa ra ngoài.Pitton đi lên và quét khí thải ra ngoài Trên thực tế, để thải sạch, Xupap xảthường được mở sớm và đóng muộn, Trên lý thuyết kêt thúc quá trình thải áp suất Pr từ 1,05đến 1,25 Kg/cm2 và nhiệt độ Tr từ 700 đến 1200 0K

+ Pha phối khí (Động cơ xăng)HV)

- trong 4 quá trình chỉ có 1 quá trình sinh công còn lại 3 quá trình tiêu tốn công từ bên ngoaì

- Để thuẹc hiện được 1 lần giãn nở sinh công piston lên cuống 4 lần, trục khuỷu quay 2 vòng.Sau khi trải qua 4 quá trình nạp, nén, cháy giãn nở, và thải động cơ đã làm việc song chutrình, các chu trình tiếp thực hiện lại trinhd tự của chu trình trước

- Để nạp đầy và thải sạch phải chọn pha phối khí cho phù hợp Các thời điểm đóng mở supáp

và thời điểm bugi bật tia lửa điện đều không trùng với điểm chết

Câu 6 Trình bầy sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của

8: các te

2 Một số khái niệm cơ bản

- Kỳ: là một phần của chu trình công tác xẩy ra giữa 2 điểm chết tương ứng với điểm chết trênvới thể tích nhỏ nhất và điểm chết dưới với thể tích lớn nhất

- Điểm chết: là điểm dừng của của pitton mà tại đây vận tốc của pitton bằng 0 hành trình Scủa pitton là khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới

- Thể tích của bình cháy Vc: phần thể tích nhỏ nhất khi pitton ở điểm chết trên

- Thể tích của toàn bộ xylanh Va: là khoảng không gian được giới hạn giữa nắp máy, xylanh

và pitton khi pitton ở điểm chết dưới

Qua 4 kỳ hút, nén, cháy giãn nở và xả

 Quá trình nạp: Pitton đi từ điểm CT đến ĐCD ứng

với góc quay trục khuỷu φ từ 0 đến 180 độ Xupap

nạp mở, xupap thải đóng sự chênh lệch áp suất và sự

đi xuống pitton mà không khí được hút vào xylanh,

quá trình nạp được coi như kết thúc khi pitton đến

ĐCD Tuy nhiên với mục đính nạp nhiều nhất,

xupáp nạp mở sớm 1 góc φ1 với ĐCT và đóng muộn

1 góc φ2 so với điểm chết dưới Tương ứng với đồ

thị công quá trình nạp diễn ra từ 1 đến 2 kêt thúc

quá trình nạp áp suất Pa từ 0,8 đến 0,9 Kg/cm2 và

nhiệt độ Ta từ 400 đến 500 0K

 Quá trình nén: Pitton đi từ ĐCD đến ĐCT ứng với

góc quay trục khuỷu φ từ 180 đến 360 độ 2 xupap

đóng, sự đi lên của pitton nén không khí tới nhiệt độ

và áp suất cao Quá trình nén được coi như kết thúc khi pitton đến ĐCT Theo lý thuyết quátrình nén ở đồ thị công tương đương với đoạn ac’, tuy nhiên trên thực tế quá trình nén chỉthựuc hiện khi 2 xupáp đóng hoàn toàn do đó thời gian thực tế của quá trình nén nhỏ hơn sovới lý thuyết gần quá trình cháy giãn nở, vòi phun sẽ phun nhiên liệu với áp suát cao hìnhthành hỗn hợp với không khí có nhiệt độ cao rồi tự

bốc cháy, góc ứng với điểm c’ gọi là góc phun sớm

φs = 10 đến 30o kêt thúc quá trình nén áp suất Pc từ

40 đến 50 Kg/cm2 và nhiệt độ Tc từ 80 đến 900 0K

 Quá trình cháy giãn nở: Pitton đi từ ĐCT đến ĐCD

ứng với góc quay trục khuỷu φ từ 360 đến 450 độ

2 xupap đóng Do nhiên liệu phun vào xylanh ở

cuối quá trình nén đã được chuẩn bị và tự bốc cháy

nên khi piston đến ĐCT thì nhiên liệu cháy càng

nhanh làm cho áp suất khí cháy tăng lên Hoà khí

cháy càng nhanh làm cho áp suất trong xylanh tăng

lên rất lớn và đẩy piston đi từ ĐCT đến ĐCD và

sinh công Kêt thúc quá trình cháy giãn nở áp suất Pz từ 60 đến 80 Kg/cm2 và nhiệt độ Tz từ

1900 đến 2200 0K

 Quá trình thải: Pitton đi từ ĐCD đến ĐCT ứng với góc quay trục khuỷu φ từ 450 đến 720

độ xupap nạp đóng, xupap cả mở Sau quá trình cháy còn lại toàn sản phảm cháy cần đượcđưa ra ngoài.Pitton đi lên và quét khí thải ra ngoài Trên thực tế, để thải sạch, Xupap xảthường được mở sớm và đóng muộn, Trên lý thuyết kêt thúc quá trình thải áp suất Pr từ 1,1đến 1,2 Kg/cm2 và nhiệt độ Tr từ 800 đến 900 0K

+ Pha phối khí (Động cơ xăng)HV)

- trong 4 quá trình chỉ có 1 quá trình sinh công còn lại 3 quá trình tiêu tốn công từ bên ngoaì

- Để thuẹc hiện được 1 lần giãn nở sinh công piston lên cuống 4 lần, trục khuỷu quay 2 vòng.Sau khi trải qua 4 quá trình nạp, nén, cháy giãn nở, và thải động cơ đã làm việc song chutrình, các chu trình tiếp thực hiện lại trinhd tự của chu trình trước

- Để nạp đầy và thải sạch phải chọn pha phối khí cho phù hợp Các thời điểm đóng mở supáp

và thời điểm bugi bật tia lửa điện đều không trùng với điểm chết

Câu 7: Trình bầy sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ Diesel 2 kỳ?

- Kỳ: là một phần của chu trình công tác xẩy ra giữa 2 điểm chết tương ứng với điểm chết trênvới thể tích nhỏ nhất và điểm chết dưới với thể tích lớn nhất.

- Điểm chết: là điểm dừng của của pitton mà tại đây vận tốc của pitton bằng 0 hành trình Scủa pitton là khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới

- Thể tích của bình cháy Vc: phần thể tích nhỏ nhất khi pitton ở điểm chết trên

- Thể tích của toàn bộ xylanh Va: là khoảng không gian được giới hạn giữa nắp máy, xylanh

và pitton khi pitton ở điểm chết dưới

- V’h là thể tích làm việc thực tế của xy lanh tính

từ lúc piston bắt đầu đậy kín cửa thải hoặc

xupáp thải đóng, khi pítton dịch chuyên từ

ĐCD đến ĐCT cho đến lúc piston ở ĐCT

3 Nguyên lý làm việc:

Động cơ 2 kỳ có 2 hành trình làm việc đồng thời

 Hành trình 1: Cháy giãn nở đồng thời thổi hỗn

hợp vào xylanh trên đồ thị công là 1-2-3-4-5-6

Từ 1-2 là cháy đẳng tích, 2-3 Là đẳng áp, 3-4 là

giãn nở sinh công, Khi piston đi qua điểm 4,

khí thải bắt đầu được thải, tương ứng với đồ thị

công là 4-5 khi piston đi qua điểm 5 đồng thời hỗn hợp được thổi vào xy lanh Trong quátrình 5-6 hỗn hợp tiếp tục được thổi, hỗn hợp tiếp tục đi vào xylanh khi piston đi lên

Hành trình 2: Nén – Ép - Nạp Từ điểm 6 -7, cửa thổi vẫn vãn mở, hỗn hợp tiếp tục đi vàoxylanh, khi piston đi lên 7-8 thực hiện quá trình thải, qua 8 thực hiện quá trình nén, khi qua 9vòi phun phun nhiên liệu sớm, khi tiến đến ĐCT, thực hiện quá trình cháy giãn nở

 Nhận xét:

- Chu trình làm việc của động cơ 2 kỳ đuợc thực hiên jtrong 2 hành trình

- Các quá trình làm viêdcj là các quá trình ghép

- trong 2 quá trình có 1 quá trình sinh công

- Tời điểm bắt đầu phun nhiên liệu hoặc bugi đánh lửa sớm, thời điểm bắt đầu hoặc kết thúcnạp hoặc thải đều không trùng với điểm chết

Câu 8: Trình bầy sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ?

- Kỳ: là một phần của chu trình công tác xẩy ra giữa 2 điểm chết tương ứng với điểm chết trênvới thể tích nhỏ nhất và điểm chết dưới với thể tích lớn nhất.

- Điểm chết: là điểm dừng của của pitton mà tại đây vận tốc của pitton bằng 0 hành trình Scủa pitton là khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới

- Thể tích của bình cháy Vc: phần thể tích nhỏ nhất khi pitton ở điểm chết trên

- Thể tích của toàn bộ xylanh Va: là khoảng không gian được giới hạn giữa nắp máy, xylanh

và pitton khi pitton ở điểm chết dưới

 Hành trình nén: Khi trục khuỷu quay piston

dịch chuyển từ ĐCD đến ĐCT, khi cửa thải

được piston đóng kín, hoà khí có sẵn trong

xylanh bị nén, làm cho áp suất và nhiệt độ của

nó tăng, đến khi piston gần tới ĐCT thì nó nó

bị đốt cháy nhờ Bugi bật tia lửa điện

Khi piston đi lên để hoà khí, ở phía dưới

piston,trong cacte áp suất và hoà khí từ bộ chế

hoà khí qua ống nạp và cửa nạp được hút vào

cacte đê chuẩn bị cho việc thổi hoà khí vò

và đẩy piston đi xuống sinh công

Khi piston dịch chuyển dần tới ĐCD cửa thải mở, đồng thời sau đó cửa thổi có chiều caothấp hơn cửa thải cũng được mở và cửa nạp đóng lại Do đó khí cháy sau khi đã làm việc, có

áp suất 3-4 kG/cm2 lớn hơn áp suất khí trời được thải ra ngoài và hoà khí ở dưói cácte bạinén có áp suất 1,2-1,3 kG/cm2 cao hơn áp suất của khí cháy trong xylanh (Động cơ xăng)1,1kG/cm2) sẽtheo đường 7 theo cửa thổi vào xylanh ở phía trên đỉnh piston, góp phân àm sạch hoà khícháy trong đó và tạo đieuè kiện cho hành trình sau

ở cuối hành trình áp suất và nhiệt độ của hoà khí là P = 40÷70 kG/cm2, T=2000÷23000K

* Nhận xét:

- Chu trình làm việc của động cơ 2 kỳ đuợc thực hiện trong 2 hành trình

- Các quá trình làm việc là các quá trình ghép

- trong 2 quá trình có 1 quá trình sinh công

- Tời điểm bắt đầu phun nhiên liệu hoặc bugi đánh lửa sớm, thời điểm bắt đầu hoặc kết thúcnạp hoặc thải đều không trùng với điểm chết

Câu 9: Trình bầy diễn biến quá trình nạp trong động cơ 4 kỳ không tăng áp? Bài Làm:

Diễn biến quá trình nạp chia làm 3 giai đoạn:

1 Giai đoạn nạp sớm

Khi pistpn đi từ ĐCD lên ĐCT thì cách điểm chết

trên 1 đoạn ứng với góc φ1 xupap nạp bắt đầu mở,

góc φ1 là góc mở sớm xupap nạp 10 ≤ φ1 ≤ 450 góc

quay trục khuỷu trên thực tế giai đoạn này chưa

nạp được gì vì tiết diện do xupap nạp mở còn bé

Piston cũng đang đi lên đẩy khí thải ra ngoài Về

bản chất mở sớm xupap nạp là để tạo tiết diện lưu

thông cu xupap nạp ở giai đoạn nạp cơ bản

2 Giai đoạn nạp cơ bản:

Khi piston đi từ ĐCT xuống ĐCD nhờ xupap nạp đã tạo được 1 tiết diện lưu thông trước và tiếptục mở, đồng thời sự đi xuống của piston tạo thành sự chênh áp cho buồng cháy nên môi chấtđược hút vào trong xylanh, vận tốc dòng khí tăng lên dần dần, đạt cực đại tại điểm góc 800 sauĐCT lượng nạp gọi là g 1800

3 Giai đoạn nạp phụ và thoái lui:

Khi piston đến điểm chết trên, vận tốc của nó bằng 0 vận tốc dòng khí nạp vào trong xy lanhkhác 0 vì lựu quán tính của nó, ở đường nạp đang còn đẩy nó.vào trong xylanh Cho nên dùsauĐCD piston đã đi lên nhưng xupap nạp vẫn chưa đóng mà đóng muộn 1 góc φ2 để lợi dụnglực quán tính để nạp thêm, lượng nạp thêm là g φ2 với φ2 từ 40 đến 80 độ góc quay trục khuỷu.nếu áp lực trong ống nạp và lực quán tinh trong dòng khí lớn hơn áp suất trong xylanh thì cónạp phụ nếu áp lực trong ống nạp và lực quán tinh trong dòng khí bằng áp suất trong xylanh thìđóng ngay xupap nạp nếu như áp suất trong xy lanh lớn hơn, pí ton đang đi lên đẩy hỗn hợpnạp ra ngoài ta gọi hiên tượng này là hiện tượng thoái lui Ta có g φ2 ≈ 20 % G1800

Câu 10: Định nghĩa hệ số nạp η V ? Thiết lập công thức tính hệ số nạp tổng quát? Trình bầy các nhân tố ảnh hưởng tới hệ số nạp?

Bài Làm:

 Định nghĩa: Hệ số nạp ηV dùng để đánh giá sự hoàn thiện của quá trình nạp

Hệ số nạp ηV là tỉ số giữa lượng môi chất nạp thực tế được đưa vào xylanh cho đến thời điểmbắt đầu nén thực tế chia cho lượng môi chất nạp lý thuyết có thể điền đầy dung tích xylanh

 Thiết lập:

Lượng khí lý thuyết GLT được xác định từ phương trình trạng thái:

0 0

0 0

T R

V P Glt  (1)

Với V0 =Vh; P0 =1Kg/cm2; T0 =240C = 2970K (Động cơ xăng) nhiệt độ khí trời) R0 là hằng số phối khí.Lượng khí nạp thực tế GTT bao gồm lượng khí sót Gr

Lượng khí mới có trong xylanh tại thời điểm cuối hành tr4ình nạp (Động cơ xăng) điểm a)

Lượng khí mới được nạp vào xylanh tính từ thời điểm cuối hành trình nạp tới thời điểmđóng hoàn toàn cơ cấu thay đổi khí a1

Vậy lượng khí mới và lượng khí sót được chứa đầy trong không gian công tác lớn nhất củaxylanh Va ở điều kiện áp suất Pa ta có

a a

a a CT

a

T R

V P Gr G

Mà ;

0 0

0

T R

V P G

G

V CT LT

V

r r

c r r

T R

V P

G 

Ta có phương trình cân bằng nhiệt tại điểm a:

GCTCV0(Động cơ xăng)T0+∆T0) + GrCVrTr = GaCVaTa

Ta T R

V P C Tr T R

V P C T T T R

V P C

a a

a a Va r

r

r r Vr

h V

 (Động cơ xăng) 0 0)

0 0

0 0

r

R C

R C

R



 0

Ta T

V P Tr T

V P T T T

Vc P

a

a a r

r r

0 0

0

1

Pr 1

Pr

T T P

T Pa

T T P

T Pa

 Các nhân tố ảnh hưởng tới hệ số nạp:

P0 Tăng thì ηV giảm, Pa Tăng thì ηV tăng, ε Tăng thì ηV giảm, T0 Tăng thì ηV giảm, ∆T Tăngthì ηV giảm, Pr tăng thì ηV giảm

Kết cấu chung: nếu đường ống trơn, ít gãy khúc thì độ cản giảm làm cho tăng hệ số tốc độlàm cho ηV tăng

Chiều dài đường ống nạp tăng đối với động cơ cao thì ηV giảm đối với động cơ thấp thì ηV

tăng

Ảnh hưởng của tải tốc độ quay:

- Nếu động cơ xăng tăng phụ tải thì Pa tăng làm cho ηV tăng

- Nếu động cơ Diesel tăng lượng nhiên liệu làm cho Q1 tăng làm cho làm ∆T Tăng cho ηV

giảm

Tốc độ quay ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:

- nếu tốc độ quay giảm làm cho Pa tăng làm cho ηV tăng

Với động cơ Diesel ηV = 0,75÷0,90

Với động cơ Xăng ηV = 0,60÷0,85

Câu 11: Thiết lập công thức tính nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta?

Bài Làm:

nhiệt độ môi chất của quá trình nạp Ta nhỏ hơn nhiệt độ khí sót, lớn hơn nhiệt độ khí trời.Trong quá trình nạp, khí sót giãn nở sớm làm nhiệt độ thay đổi Nhiệt độ khí sót sau khi giãnnở

Ta xác định nhờ PTCB nhiệt giữa khí sót và khí nạp mới, nghĩa là nhiệt lượng do khí sót nhả

ra thì khí nạp mới hoàn toàn nhận được

Với gải thiết quá trình nạp là đẳng áp Pa=const

Cr’, C: nhiệt dung riêng đẳng áp của khí sót sau giãn nở và khí nạp mới(Động cơ xăng)J/kgđộ)

C G

Ta Tr GrCr

KN KN

'

0

r

r Tr T T Ta





Câu 12: Trình bầy diễn biến quá trình nén?

Bài Làm:

Theo lý thuyết có thể có hai trạng thái nén :

Nén đoạn nhiệt PVk=const tương ưng với đường ac1

Và nén đẳng nhiệt PV = const tương ứng với ac2

Trênthực tế qua trình nén của động cơ đổt trong ko tuân

theo hai trạng thái trên khi đi từ ĐCD ĐCT

Trên thực tế dầu kì nén nhiệt độ của xy lanh cao

hơn nhiệt độ của môi chất nạp  môi chất thu nhiệt n1>k1

Đến gần giữa hành trình khi có sự cân bằng nhiệt xy lanh

ko trao đổi nhiệt cho môi chất nên n1=k1> đường áp suất

trong xy lanh trùng với đường ac1.Đếngần ĐCT càng tăng

đôjnens hỗn hơp càng nóng hơn nên toả nhiệt ra thành xy

lanh n1< k1 Đường áp suất trùng với đường đẳng nhiệt ac2

Đường áp suất thực tế rất phức tạp cho nên đẻ tiện cho

quá trình tính toán người ta dùng đường nén đa biến n1

PVn1 = const

(Động cơ xăng) Có thể hỏi vấn đáp:

Tái sao quá trình nén thực tế lại ko hoàn toàn diễn ra theo

PVk =const?

Lí do:

 Môi chất công tác là hỗn hợp khí thực bao gồm khí

mới và một lượng nhất định khí thải còn sót lại từ

chu trình trước

 Có sự TĐ nhiệt giữa môi chất công tác với xylanh

 Có sự thay đổi lượng môi chất công tác do không gian công tác của xy lanh không hoàn toàn kín.)

P

V ĐCD ĐCT

PV =const

PV =const Nén th?c t?

k1

V ĐCT ĐCD P

k1 n1

0 0

Câu 13: Sự thay đổi chỉ số nén đa biến n 1 trong quá trình nén như thế nào? Các nhân tố ảnh hưởng đến n 1 ? Thiết lập công thức tính nhiệt độ và áp suất cuối quá trình Tc, Pc?

Trong đó ne: Tốc độ quay của động ccơ ở chế độ toàn tải

cho các bề mặt xung quanh ít n1 tăng

- Kích thước của động cơ Khi tăng S& D thì tỉ số tương đối giữa bề mặt bao quanh thể tích khí trong xylanh ứng với một đơn vị thể tích xylanh giảm Sẽ làm giảm lượng nhiệt truyền cho bề mặt làm mát dẫn đến tăng chỉ số đa biến trung bình n1

Khi không thay đỏi thể tích Vh nếu giảm tỉ số S/D thì n1 tăng và ngược lại,

- Làm mát động cơ : Nếu tăng khả năng làm mát của động cơ thì lượng nhiệt truyền cho bềmặt bao quanh thể tích xylanh tăng làm cho n1 giảm

 Áp suất quá trình nén

1 1

a n

c

a a c n c c n a

V

V P P V

P V

.

.

.

.

n a a c a a

c c a c c

a c c

a a c

c

c

a a

P

P T T V

P

V P T T T

T V P

V P T

R V

P

T R V

P







Câu 14: Trình bầy diễn biến quá trình cháy trong động cơ xăng?

Bài Làm:

Trong đó: c’c’’ – quá trình cháy trễ (Động cơ xăng)I)  - góc đánh lửa sớm

z’k – quá trình cháy rớt (Động cơ xăng)III) c’ – điểm buzi bđầu bật tia lửa điện

c’’z’ – quá trình cháy nhanh (Động cơ xăng)II) z’ – điểm có áp suất max

c’c’’m – đường nén thuần túy c’’ – thời điểm đg P tách khỏi đg nénDiễn biến của qtrình cháy chia làm 3 GĐ: GĐ cháy trễ, cháy nhanh và cháy rớt

+) GĐ cháy trễ: c’c’’

Tính từ thời điểm buzi đánh tia lửa điện đến khi P tăng đột ngột (Động cơ xăng)hoặc thời điểm bđầuxuất hiện màng lửa trung tâm) Khi buzi bật tia lửa điện nhưng hòa khí trong xilanh khôngcháy luôn mà còn thực hiện 1 loạt các pư sơ bộ tạo nên sp cháy trung gian Trong thời kỳnày, nhiệt lượng tỏa ra do pư cháy là rất nhỏ cho nên không thấy rõ sự khác biệt về nhiệt độ

và áp suất so với trường hợp không đánh lửa Thời kỳ này dài hay ngắn phụ thuộc vào tínhchất, trạng thái (Động cơ xăng)T,P) của hòa khí trước khi đánh lửa và năng lượng của tia lửa điện

+) GĐ cháy nhanh: c’’z’

Từ thời điểm này, màng lửa trung tâm xuất hiện và lan truyền khắp buồng cháy Mànglửa của ĐC xăng hầu hết là màng lửa chảy rối có dạng mặt cầu nhấp nhô lồi lõm Trong thời

kỳ này, màng lửa lan truyền với tốc độ tăng dần, hòa khí trong xi lanh có phản ứng oxh ngàycàng một mãnh liệt hơn do đó nhiệt lượng nhả ra lớn đồng thời V thay đổi ít nên T và P tăngrất nhanh dó đó đẩy piston đi xuống và sinh công Để nâng cao hiệu suất nhiệt thì cần phảirút ngắn thời gian cháy nhanh

+) GĐ cháy rớt: z’k

Do hòa khí phân bố không đều, T và P ở mọi khu vực trong buồng cháy không giốngnhau nên có những khu vực NL cháy chưa hết trong qtr giãn nở, số NL này tiếp tục bốc cháytạo nên GĐ cháy rớt GĐ này NL nhả ra ít, V xilanh tăng cho nên P giảm dần theo góc quaytrục khuỷu làm giảm công suất ĐC, ảnh hưởng đến hiệu suất của qtr cháy

Câu 15: Trình bầy các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình cháy trong động cơ xăng?

Bài Làm:

a) Ảnh hưởng của chất lượng hòa khí

+ Thành phần hòa khí  = 0,85 – 0,95 (Động cơ xăng)tỷ lệ pha trộn lý tưởng)

Tốc độ lan truyền màng lửa max khi T và P max và thời gian cháy trễ ngắn nhất đồngthời có khuynh hướng gây cháy kích nổ lớn nhất

Nếu  > 0,95 thì gây tốn NL

 < 0,85 thì công suất ĐC giảm+ Phân phối hòa khí vào các xilanh không đều sẽ làm giảm công suất và hiệu suất của ĐC

Do đó phải chú ý phân bố đều, như vậy cần rút ngắn đường ống nạp

b) Ảnh hưởng của tia lửa điện

+ Góc đánh lửa sớm: Nếu quá sớm, P trong xilanh tăng nhanh, Pzmax tăng làm tăng côngtiêu hao trong qtr nén làm giảm công suất Nếu đánh lửa quá sớm thì xu hướng gây cháykích nổ nếu quá muộn thì sẽ kéo dài thời gian cháy giãn nở nên P giảm làm giảm công suấtđồng thời thời gian cháy kéo dài gây tổn thất nhiệt truyền qua thành xilanh tăng nên làm tăngnhiệt độ khí xả làm giảm hiệu suất ĐC Do đó cần tìm góc đánh lửa sớm tối ưu

+ Vị trí đặt buzi: KC từ vtr đặt buzi tới vtr xa nhất của buồng cháy càng dài càng dễ gâycháy kích nổ Do đó cần đặt buzi sát với khu vực giữa của buồng cháy và bộ phận nóng nhấtcủa buồng cháy

+ Loại buzi: Phải chọn theo tính năng cho phù hợp với ĐC

+ NL đánh lửa: Thông thường sd hệ thống đánh lửa bán dẫn với nhiều ưu điểm sau: khắcphục hiện tượng bỏ lửa nhiệt độ cao, tuổi thọ tiếp điểm cao, dễ khởi động khi trời lạnh

c) Ảnh hưởng của tốc độ và phụ tải

+ Tốc độ tăng làm tăng tốc độ dòng khí nạp, tăng tốc đọ dịch chuyển của piston, tăng T cuốiqtr nén, tăng tốc độ lan truyền của màng lửa Tuy nhiên, tốc độ tăng làm giảm thời gian cháytrễ, cháy chính do đó thời gian của chu trình giảm Mặt khác góc đánh lửa sớm không thayđổi nên thời gian cháy rớt kéo dài sang qtr cháy giãn nở làm giảm hiệu suất của ĐC Đồngthời n tăng làm tăng hệ số khí sót, tăng tốc độ của phản ứng ở cuối qtr nén làm tốc tộ cànglớn, càng khó cháy kích nổ hơn

+ Ảnh hưởng của phụ tải

Khi tải nhỏ thì tăng thời gian cháy trễ nên ta phải điều chính góc đánh lửa sớm

Khi tải lớn thì tăng P cháy nên dễ cháy kích nổ

+ Ảnh hưởng của  và buồng cháy

 càng cao thì Pzmax càng cao Tuy nhiên cần phải chọn  tối ưu để tránh hiệntượng cháy kích nổ

Câu 16: Trình bầy diễn biến quá trình cháy trong động cơ Diesel?

Bài Làm:

Trong đó c’c’’ – quá trình cháy trễ (Động cơ xăng)I) c’c’’m – đường nén thuần túy

z’k – quá trình cháy rớt (Động cơ xăng)IV)  - góc đánh lửa sớm

c’’z – quá trình cháy nhanh (Động cơ xăng)II) c’ – điểm buzi bđầu bật tia lửa điện

zz’ – quá trình cháy từ từ (Động cơ xăng)III) c’’ – thời điểm đg P tách khỏi đg nénDiễn biến của qtrình cháy chia làm 3 GĐ: GĐ cháy trễ, cháy nhanh, cháy từ từ và cháy rớt.+) GĐ cháy trễ: c’c’’ GĐ này có một số đặc điểm sau:

- Phản ứng hóa học tương đối chậm, sp của pư là sản vật trung gian

- Nhiên liệu được phun liên tục vào buồng cháy (Động cơ xăng)30 – 40%NL)

Thực chất GĐ này là qtr chuẩn bị cho pư hóa học phân bố nhiên liệu cho không gianbuồng cháy sấy nóng các hạt nhiên liệu

+) GĐ cháy nhanh: c’’z

Nguồn lửa được hình thành, tốc độ cháy tăng nhanh tỏa nhiệt sớm Cuối kỳ này số NLbốc cháy chiếm 1/3 số NL cung cấp cho chu trình P và T tăng nhanh