Lí THUYT NG C ễ Tễ Phn Cõu ng c t l ng c nhit? nờu u, nhc im? Động nhiệt l loại máy biến đổi nhiệt nhiên liệu thnh Cóthể phân trình công tác động nhiệt thnh hai trình nh sau: - Đốt cháy nhiên liệu, giải phóng hoá thnh nhiệt v gia nhiệt cho môichất công tác Trong giai đoạn ny xảy tợng lý hoá phức tạp - Biến đổi trạng thái môi chất công tác, hay nói cách khác, môi chất công tácthực chu trình nhiệt động để biến đổi phần nhiệt thnh Trên sở phân loại động nhiệt thnh hai loại l động đốtngoi v động đốt u im: - Hiệu suất có ích ne lớn nhất, đạt tới 50% - Kích thớc & trọng lng nhỏ, công suất riêng lớn - Khởi động, vận hnh & chăm sóc động thuận tiện, dễ dng Nhc im: - Khả tải kém, cụ thể không 10% - Tại chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, mô men sinh không lớn Do đó, động khởi động đợc có tải & phải có hệ thống khởi động riêng - Công suất cực đại không lớn - Cấu tạo phức tạp, giá thnh chế tạo cao - Nhiên liệu cần có yêu cầu khắt khe nh hm lợng tạp chất thấp, tính chống kích nổ cao, tính tự cháy cao nên giá thnh cao - Ô nhiễm môi trờng khí thải & ồn Cõu Phõn loi ng c t trong? 1.Theo cách thực chu trình - Động bốn kỳ: l động có chu trình công tác thực sau bốn hnh trình piston hay hai vòng quay trục khuỷu - Động hai kỳ: l động có chu trình công tác thực sau hai hnh trình piston hay vòng quay trục khuỷu 2.Theo nhiên liệu - Động nhiên liệu lỏng nh xăng, diesel, cồn (methanol, ethanol), cồn pha xănghoặc diesel, dầu thực vật - Động nhiên liệu khí (còn gọi l động gas) Nhiên liệu khí bao gồm: khí thiên nhiên, khí hoá lỏng, khí lò ga, khí sinh vật (Biogas) - Động nhiên liệu kép - Động đa nhiên liệu 3.Theo phơng pháp hình thnh khí hỗn hợp - Hỗn hợp bên ngoi nh động xăng, động gas - Hỗn hợp bên nh động diesel hay động phun xăng trực tiếp vo xy lanh 4.Theo phơng pháp đốt cháy hỗn hợp - Đốt cháy cỡng nh động xăng, động gas dùng tia lửa điện - Đốt tự cháy nén nh động diesel Theo dạng chu trình nhiệt động - Chu trình đẳng tích động xăng, gas, cồn - Chu trình hỗn hợp động diesel 6.Theo phơng pháp nạp - Động không tăng áp: không khí hay hỗn hợp đợc hút vo xy lanh - Động tăng áp: không khí hay hỗn hợp đợc nén trớc nạp vo xy lanh 7.Theo tốc độ trung bình piston - 3,5 m/s cm,6,5 m/s: động tốc độ thấp - 6,5 m/s cm, m/s: động tốc độ trung bình - cm m/s: động tốc độ cao hay gọi L động cao tốc 8.Theo dạng chuyển động piston - Động piston tịnh tiến thờng gọi ngắn gọn l động piston Đa số động đốt l động piston - Động piston quay hay động rô-to Wankel phát minh năm 1954 nên gọi l động Wankel Theo số xy lanh Động xy lanh & động nhiều xy lanh 10.Theo cách bố trí hng xy lanh Động hng (Line Engine), động chữ V, động hình , 11 Theo môi chất lm mát Động lm mát nớc hay chất lỏng đặc biệt &động lm mát gió (không khí) 12.Theo công dụng: Động tĩnh nh máy phát điện, động tu thuỷ, động ô tô, xe máy, động máy kéo, động tu hoả, động máy bay Cõu Nguyờn lý lm vic ca ng c xng&diezen k? +Hnh trỡnh th nht: Piston chuyển từ ĐCT đến ĐCD, khí cháy v cháy xy lanh gión nở sinh công Khi piston mở cửa thải A, khí cháy có áp suất cao đợc thải tự đờng thải Từ piston mở cửa quét B đến điểm chết dới, khí nạp có áp suất cao nạp vo xy lanh đồng thời quét khí cháy cửa A Nh hnh trình thứ gồm trình: cháy gión nở, thải tự do, quét khí & nạp khí +Hnh trình thứ hai Piston di chuyển từ ĐCD đến ĐCT, trình quét nạp tiếp tục piston đóng cửa quét B Từ piston đóng thải A, môi chất xy lanh bị đẩy qua cửa thải ngoi, giai đoạn ny gọi l giai đoạn lọt khí Tiếp theo l trình nén piston đóng cửa thải A nhiên liệu phun vo xy lanh (động diesel) bu gi (động xăng) bật tia lửa điện Sau thời gian cháy trễ ngắn trình cháy xảy Nh hnh trình thứ hai gồm có trình: quét & nạp khí, lọt khí, nén & cháy Đặc điểm động hai kỳ l khí nạp phải có áp suất pk đủ lớn để quét khí cháy đờng thải có áp suất pth Thông thờng ngời ta thiết kế máy nén khí riêng lắptrên động tận dụng không gian bên dới piston - hộp trục khuỷu để nén khí nạpnh vi động xăng cỡ nhỏ Cõu Nguyờn lý lm vic ca ng c xng&diezen k? +Hnh trình thứ nhất: hnh trình nạp Piston từ ĐCT xuống ĐCD tạo nên độ chân không xy lanh Không khí (ở động diesel) hay hỗn hợp (ở động xăng, gas ) từ đờng nạp gọi l khí nạp đợc hút vo xy lanh qua xu páp (valve) nạp mở & ho trộn với khí sót chu trình trớc tạo thnh hỗn hợp công tác Để tiết diện lu thông xu páp lớn khí nạp thực vo xy lanh nạp đầy hơn, xu páp nạp mở sớm góc (1) điểm d1 +Hnh trình thứ hai: hnh trình nén Piston từ ĐCD lên ĐCT Xu páp nạp đóng muộn góc(2) điểm d2 nhằm tận dụng quán tính dòng khí để nạp thêm Hỗn hợp công tác bị nén hai xu-páp đóng dẫn tới tăng áp suất v nhiệt độ xy lanh Tại điểm c3 gần ĐCT tơng ứng với Góc(3), bu-gi (động xăng, gas) bật tia lửa điện hay vòi phun (động diesel) phun nhiên liệu vo xy lanh Góc(3) đợc gọi l gúc đánh lửa sớm (động xăng, động gas) hay góc phun sớm (động diesel) Sau thời gian chuẩn bị ngắn, trình cháy thực diễn lm cho áp suất & nhiệt độ xy lanh tăng lên nhanh +Hnh trình thứ ba: hnh trình cháy- gin nở, hnh trình công tác Piston từ ĐCT xuống ĐCD Sau ĐCT, trình cháy tiếp tục diễn nên áp suất & nhiệt độ tiếp tục tăng, sau giảm thể tích xy lanh tăng nhanh Khí cháy giónnở sinh công Gần cuối hnh trình, xu páp thải mở sớm góc điểm b3 để thải tự lợng đáng kể sản vật cháy khỏi xy lanh vo đờng thải +Hnh trình thứ t: hnh trình thải Piston từ ĐCD lên ĐCT, sản vật cháy bị thải cỡng piston đẩy khỏi xy lanh Để tận dụng quán tính dòng khí nhằm thải thêm, xu páp thải đóng muộn sau ĐCT góc hnh trình nạp chu trình Cõu So sanh u nhc iờm cua ụng c xng va ụng c iesel, ụng c k v ng c k? ng c k & ng c k: a u im: ng c k cú hnh trỡnh sinh cụng gp ln( cựng s vũng quay) & cụng sut ln hn 50-70%( cựng th tớch cụng tỏc v s vũng quay) so vi ng c k ng c k chy u v ờm hn ng c k, vỡ mi vũng quaycuar trc khy ng c k cú ln sinh cụng ng c k cú cu to n gin hn ng c k & d s dng hn vỡ c cu phụi khớ n gin hn khụng cú suppap b nhc im: - hiu sut ca ng c k nh hn ca ng c k cú s hao phớ nhiờn liu khớ thay khớ - nhit quastrinhf lm vic ca ng c k ln hn so vi ng c k cú ln sinh cụng nhiu hn lm cỏc chi tit thng xuyờn b t núng, c bit ng c diezen d b mui than bung chỏy - ng c xng k dung cacte lm mỏy nộn khớ mc bụi trn cỏc chi tit kộm( phng phỏp pha du nhn vo nhiờn liu) ng c xng v diezen: a.u im: - hiu sut ca ng c diezen ln hn ng c xng hao phớ nhiờn liu ớt v t s nộn cao - nhiờn liu dung cho ng c diezen r tin, ớt gõy chỏy n hn nhiờn kiu dung cho ng c xng - h thng nhiờn liu cho ng c diezen ( bm cao ỏp, vũi phun)ớt h hng &d dung hn h thng nhiờn liu ca ng c xng( b ch hũa khớ) b nhc im: - kớch thc &trng lng ca ng c diezen ln hn ng c xng vỡ khớ chỏy ng c diezen ln - ng c diezen, c bit h thng nhiờn liu khú ch to hn ng c xng, ú giỏ thnh ng c diezen cao hn ng c xng - ng c diezen dung nhiờn liu nng khú chỏy& phng phỏp to hũa khớ gia nhiờn liu phun sng mự vi khụng khớ tt nờn khú ng hn ng c xng Phn Cau1 khỏi nim v hiờn liu ng c t trong? Nhiên liệu l thnh phần quan trọng môi chất công tác, có ảnh hởng định đến kết cấu nh tiêu kinh tế kỹ thuật động Động đốt thông thờng sử dụng chủ yếu nhiên liệu khí v nhiên liệu lỏng Nhiên liệu khí Nhiên liệu khí bao gồm khí thiên nhiên nh khí từ mỏ dầu mỏ khí đốt; khí công nghiệp nh khí chng cất dầu mỏ, luyện than cốc; khí lò ga khí hoá nhiên liệu rắn nh gỗ, than; khí sinh vật (biogas) Nhiên liệu lỏng có nhiều loại nhng theo nguồn gốc chia thnh hai loại Loại thứ có gốc hoá thạch nh xăng, dầu hoả, diesel Loại thứ hai có nguồn gốc thực vật nh mê-tha-nôl, ê-tha-nôl, dầu thực vật nh dầu dừa, dầu hạt cải Đa số động nhiên liệu lỏng dùng nhiên liệu gốc hoá thạch nh xăng v diesel Chính v mặt khác hạn chế khuôn khổ giáo trình nên sau ta xét hai loại nhiên liệu lỏng l xăng v diesel Cõu lng khụng khớ cn thit t chỏy 1kg nhiờn kiu lng? Các-bon & hy-drô nhiên liệu phản ứng cháy hon ton với ô-xy theo phản ứng sau: C + O2 = CO2 (3-5) 2H2 + O2 = 2H2O (3-6) Để tính lợng không khí cần thiết đốt cháy hon ton kg nhiên liệu (nl), ta sử dụng (3-5) v (3-6) cho hai trờng hợp l Lo (kg/kgnl) & Mo(kmol/kgnl) +Lo Từ phơng trình (3-5) & (3-6), ta viết: 12 kg cac-bon + 32 kg ô-xy-> 44 kg cac-bon-nic (3-7) kg hy-drô + 32 kg ô-xy-> 36 kg nớc (3-8) Theo công thức (3-2), kg nhiên liệu có C kg các-bon, H kg hy-drô & O kg ô-xy Các quan hệ (3-7) &(3-8) tính cho C kg các-bon & H kg hy-drô có dạng: C kg cacbon + 8/3 C kg oxy -> 11/3 C kg khớ cacbonnic (3-9) H kg hidro+8H kg oxy-> 9H kg nc ( 3-10) Lng oxy cn thit Oo t chỏy hon ton 1kg nhiờn liu s l tng lng oxy ca(3-9)&(3-10) tr lng oxy cú sn nhiờn liu O Oo=8/3C+8H-O(kg/kgnl) (3-11) Trong khụng khớ cú th coi oxy Chim 23%khi lng(mO2=0,23) Do ú lng khụng khớ cn thit Lo t chỏy hon ton 1kg nhiờn liu l: Lo=Oo/mO2=(1/0,23)x(8/3C+8H-O)(kg/kgnl) +Mo Để tính Mo ta xuất phát từ phơng trình (3-5) & (3-6) 12 kg cac-bon + 1kmol ô-xy ->1 kmol cac-bon-nic (3-13) kg hy-dro+ kmol o-xy kmol nuoc (3-14) Tng t tớnh cho Ckg cacbon & H kg hidro Ckg cacbon+C/12 kmol oxy-> C/12 kmol cacbonic (3-15) H kg hidro+H/4 kmol oxy->H/2 kmol nc (3-16) Tơng tự nh trên, lợng ô-xy cần thiết Mo để đốt cháy hũan ton kg nhiên liệu l tổng lợng ô-xy (3-15) &(3-16) trừ lợng ô-xy có sẵn nhiên liệu (lu ý phân tử lợng ô-xy l32) Oo=C/12+H/4-O/32(kmol/kgnl) (3-17) Thnh phần thể tích ô-xy không khí lấy 0,21 (rO2 = 0,21) Do lợng không khí cần thiết Mo để đốt cháy hon ton kg nhiên liệu l: Mo=Oo/ro2=(1/0,21)x(C/12+H/4-O/32) (kmol/kgnl) Phn Cõu c tỡnh lý tng ca b ch hũa khớ? Lý thuyt v thc nghim chng t rng, phi cung cp hũa khớ cho phự hp vi cỏc ch lm vic ca ng c, cỏc ch ny gi l c tớnh lý tng ca b ch hũa khớ c tớnh ny c xõy dng vi s vũng quay khụng i, ú chõn khụng ng khuch tỏn ch ph thuc vo m bm ga hay ti trng ca ng c ch t khụng ti n ti nh (giai on a-b), hũa khớ phi rt m (a = 0,4 0,8) t l khớ sút hũa khớ ln v nhit ng c thp nờn iu kin bay hi, hũa trn v chỏy kộm T ch ti nh n ch ti ln (giai on b-c), bm ga m ln dn, ti trng tng, nhng iu kin trờn c ci thin nờn b ch hũa khớ phi cung cp hũa khớ loóng dn (a = 1,07 1,15) ng c lm vic tit kim nht, tc l cú sut tiờu hao nhiờn liu ge nh nht T ch ti ln n ch ton ti (giai on c-d), hũa khớ phi c lm m ng c phỏt cụng sut cao Khi bm ga m hon ton (im d), hũa khớ c lm m nht (a = 0,75 0,9), ng c ú phỏt cụng sut cc i Ngoi cũn cỏc ch sau: Khi ng lnh tc thp cn hũa khớ rt m (a = 0,3 0,4) d ng Khi tng tc phi m nhanh bm ga hỳt nhiu hũa khớ vo xy lanh, nhng lỳc y thng lm hũa khớ b loóng (do quỏn tớnh ca xng ln hn khụng khớ lm cho xng hỳt chm hn) nờn cn cú bin phỏp tc thi phun thờm xng hũa khớ b loóng Tuy nhiờn b ch hũa khớ nờu trờn, gi l b ch hũa khớ n gin, cú c tớnh l cung cp hũa khớ m dn ti trng tng dn nờn khụng tha c tớnh lý tng Do ú, thc t b ch hũa khớ phi cú cỏc h thng vi cỏc chc nng khỏc bo m cung cp hũa khớ vi a phự hp vi cỏc ch lm vic khỏc ca ng c ... V, động hình , 11 Theo môi chất lm mát Động lm mát nớc hay chất lỏng đặc biệt &động lm mát gió (không khí) 12 .Theo công dụng: Động tĩnh nh máy phát điện, động tu thuỷ, động ô tô, xe máy, động. .. - Động piston quay hay động rô-to Wankel phát minh năm 19 54 nên gọi l động Wankel Theo số xy lanh Động xy lanh & động nhiều xy lanh 10 .Theo cách bố trí hng xy lanh Động hng (Line Engine), động. .. (3 -17 ) Thnh phần thể tích ô- xy không khí lấy 0, 21 (rO2 = 0, 21) Do lợng không khí cần thiết Mo để đốt cháy hon ton kg nhiên liệu l: Mo=Oo/ro2= (1/ 0, 21) x(C /12 +H/4-O/32) (kmol/kgnl) Phn Cõu c tỡnh lý