Nguyên lý động cơ đốt trong 1

BỘ MƠN ĐỘNG CƠ Chương I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG & ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ NGUỒN ĐỘNG LỰC CỦA ƠTƠ HIỆN NAY BỘ MƠN ĐỘNG CƠ ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ NGUỒN ĐỘNG LỰC CỦA ƠTƠ HIỆN NAY 1.1Vai trò động đốt ơtơ phát triển xã hội lồi người: Kể từ người phát minh kỹ thuật biến đổi lượng từ dạng sang dạng khác, mà chủ yếu biến thành (gọi cơng cơ) sức lao động giảm thiểu cách kinh ngạc, suất lao động tăng vượt bậc giá thành sản phẩm làm ngày giảm Từ phương tiện giao thơng vận tải cổ xưa người như: xe ngựa, xe bò… giới hóa thành xe tự chạy loại xe: ơtơ, máy kéo, tàu thủy, tàu hỏa, máy bay, động đốt nguồn động lực dẫn động chúng Otơ lại phương tiện đường di chuyển nhanh nhất, giúp cho việc lưu thơng hàng hóa đưa từ nơi đến nơi khác nhanh chóng nhằm tiết kiệm thời gian sức lực lao động người Động đốt chiếm vị trí quan trọng q trình giới hóa sản xuất lĩnh vực cơng, nơng, lâm, xây dựng, khai thác khống sản, hóa chất, dầu mỏ… Ngày có nhiều loại động khác : động điện, tuốc bin khí, tuốc bin nước, động chạy nhiên liệu khí, lượng mặt trời… nghiên cứu sản xuất song thực tế khơng phổ biến khơng thể thay hồn tồn động đốt dùng nhiên liệu lỏng (xăng, diesel…) tinh chế từ dầu mỏ, đặc biệt loại động đốt ơtơ máy kéo, máy xây dựng lý chủ yếu sau: • Giá thành chế tạo cao • Khơng tiện dụng • Khơng nhỏ gọn Chiếc ơtơ chế tạo năm 1893, năm giới sản xuất khoảng 50 triệu xe, riêng Mỹ sản xuất 10 triệu xe Theo thống kê phòng thương mại Mỹ năm 1992 cơng nghiệp ơto Mỹ tiêu thụ 77% cao su thiên nhiên, 50% cao su tổng hợp, 67% chì, 64% gang đúc, 40% máy cơng cụ, 25% thủy tinh, 20% vật liệu bán dẫn, 18% nhơm, 12% thép hàng trăm triệu nhiên liệu dầu mỡ bơi trơn Tên tuổi hãng ơtơ hàng đầu giới phải kể đến GM, FORD, TOYOTA, MERCEDES, NISSAN, RENAULT-VOLVO, FIAT…Các hãng hàng năm sản xuất tới 35,3 triệu có giá trị khoảng 570 tỉ USD Ở nhật có loạt nhà máy sản xuất ơto như: TOYOTA, NISSAN, MITSUBISHI, MADAZ, ISUZU, HONDA, SUZUKI, DAIHATSU, SUBARU… đối thủ cạnh tranh lớn nhà sản xuất ơtơ Mỹ Tây Au Chỉ tính riêng thị trường Mỹ năm 1991 hãng ơtơ Nhật bán 3,1triệu xe Riêng hãng TOYOTA có thời kỳ nhà máy lắp ráp bán tự động với qui mơ 1,5 phút có xe ơtơ xuất xưởng Tại Nam Triều Tiên có ba hãng lớn là: HYUNDAI, DAIWOO, KIA Mỗi năm hãng ơtơ CH Triều Tiên sản xuất hai triệu xe loại Chính nhờ vào cơng BỘ MƠN ĐỘNG CƠ nghiệp chế tạo ơtơ mà nước trở thành nước phát triển khu vực Châu Á Thái Bình Dương Cơng nghiệp ơtơ coi ngành cơng nghiệp khổng lồ, giàu có giới với sản lượng hàng năm đạt tới 600 tỷ USD Đây ngành cơng nghiệp tổng hợp nơi tập trung hồn thiện cơng nghệ ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật cao, có tác động thúc đẩy phát triển ngành cơng nghiệp khác như: khí, điện, điện tử, vi điện tử, điều khiển tự đồng, vật liệu kim loại phi phi kim loại, vật liệu mới, hóa học, cao su, sơn, chất dẻo, thủy tinh xăng dầu… Trung bình việc làm cơng nghiệp chế tạo ơtơ tạo bảy việc làm ngành cơng nghiệp hỗ trợ, dịch vụ bán hàng, dịch vụ bảo dưỡng sửa chữa Chính cơng nghiệp ơtơ động lực phát triển kinh tế xã hội cách nhanh chóng nước phát triển Giá trị sản lượng cơng nghiệp ơtơ chiếm từ 7% ÷ 9% GNP Chính thước đo mức độ phát triển tiên tiến đại quốc gia giới người ta dựa vào ba ngành mũi nhọn sau: • Cơng nghệ điện tử, tin học viễn thơng • Cơng nghệ sinh học • Cơng nghiệp ơtơ (trong có cơng nghiệp chế tạo động đốt trong) Vài nét cơng nghiệp ơtơ-động đốt (bao gồm loại ơtơ, máy động lực, xe gắn máy hai bánh phương tiện vận tải khác gần ơtơ) Việt Nam gara bảo dưỡng sửa chữa nhỏ, nhà máy sửa chữa lắp ráp xe Pháp trước năm 1954 Sau Liên Xơ nước Đơng Au cũ miền Bắc Mỹ nước Tây Au miền Nam vào năm 1960-1975 Hiện nay, số lượng ơtơ loại lưu hành nước khoảng 385.000 chiếc, có 32% lượng xe tập trung thành phố Hồ Chí Minh Điều vừa đáp ứng nhu cầu cơng nghiệp hóa HCM gây khó khăn có nạn nhiễm mơi trường khơng khí tắc nghẽn giao thơng Nhu cầu bổ sung hàng năm khoảng 12.000 ÷ 15.000 chiếc/ năm dự đốn sau năm 2000- 2005, số lượng xe ơtơ loại lưu hành nước lên đến 700.000 với nhu cầu bổ sung hàng năm 50.000 ÷ 60.000 /năm Tính đến đầu năm 1997, nơng nghiệp Việt Nam trang bị: 117200 máy kéo loại, 44.000 động tĩnh tại, 850.000 máy chế biến nơng sản có sử dụng động đốt trong, 21.000 ÷ 15.000 xe giới nơng thơn gần 100.000 tàu thuyền giới nơng thơn Trong khu vực phía Nam có khoảng 90.000 máy kéo loại (chiếm 77% nước), 371.000 động tĩnh (chiếm 84% nước), 705.000 máy chế biến nơng sản có sử dụng động đốt (chiếm 83% nước ), 13.550 xe giới nơng thơn (chiếm 64,5% nước) 88.400 tàu thuyền giới nơng thơn (chiếm 88,4% nước) Đây lực lượng mạnh đảm nhiệm 66% giới hóa khâu làm đất ĐBSCL Trong giai đoạn 1985 – 1995, số máy kéo lớn tăng 1,5 lần, máy kéo nhỏ tăng 3,5 lần phương tiện vận tải nơng thơn lần Mức độ giới hóa nơng nghiệp ĐBSCL đạt 0,59 mã lực /ha (bình qn nước : 0,421ha) BỘ MƠN ĐỘNG CƠ Thực chất nước ta chưa có cơng nghiệp chế tạo xe, trước có ngành sửa chữa dịch vụ bảo dưỡng xe Từ năm 1990 trở lại Việt Nam bắt đầu có cơng nghiệp lắp ráp xe xe gắn máy, bắt đầu có liên doanh lắp ráp ơtơ, xe gắn máy, máy động lực hãng tiếng giới vào Việt Nam Tính đến năm 1996 Việt Nam có 14 dự án liên doanh lắp ráp xe với hãng tiếng giới ký kết cấp giấy phép (xem bảng danh sách liên doanh) 14 liên doanh với tổng số vốn đầu tư gần 900 triệu USD cơng suất lớn dự kiến 155.000 / năm Liên doanh MEKONG CAR cấp phép hoạt động ngày 22-6-1992 Việt Nam Motor Corporation cấp phép vào 8/1992, sản phẩm chủ yếu xe du lịch, xe khách xe vận tải cỡ trung Các hãng ơtơ CH Triều Tiên hãng tham gia tích cực vào chương trình lắp ráp xe Việt Nam Để nhập 60.000 xe ta phải bỏ khoảng 1,4 tỷ USD, để lắp ráp số xe này, cần xây dựng bốn nhà máy với khoảng vốn đầu tư để xây dựng 200 triệu USD vốn lưu động 40 triệu USD Tuy nhiên lắp ráp ơtơ đòi hỏi phải có kỹ thuật cơng nghệ cao, đặc biệt cơng nghệ hàn, sơn, kỹ thuật vật liệu cao cấp, kỹ thuật lắp ráp, thử nghiệm… Vì thiếu vốn đầu tư, lại khơng nắm cơng nghệ kỹ thuật phương pháp quản lý cơng nghiệp ơtơ nên bắt buộc phải tìm đối tác liên doanh lắp ráp dần tiến tới chế tạo bước chi tiết cụm chi tiết ơtơ nước Trọng tâm phát triển cơng nghiệp ơtơ Việt Nam khơng phải giai đoạn lắp ráp mà tiến trình nội địa hóa với mục tiêu đến năm 2005 nội địa hóa 30% CÁC LIÊN DOANH LẮP RÁP ƠTƠ TẠI VIỆT NAM (ĐƠN VỊ VỐN ĐẦU TƯ: 1000 USD ) Ngày TỔNG TỔNG VỐN Thành HÃNG LIÊN SẢN VỐN VIỆT NƯỚC LD Lập DOANH LƯỢNG ĐẦU NAM TƯ 6-91 MEKONG 10.000 35.995 6.000 MOTORS NHẬT BẢN CORP 8-91 VIETNAM 10.900 58.000 5.400 MOTORS PHILIPIN CORP 12-93 VIETNAM 10.000 32.229 3.500 DAEWOO ĐẠI HÀN MOTORS 4-94 STAR 9.600 50.000 4.000 MOTORS NHẬT BẢN CORP ĐỊA ĐIỂM HCM Hà Nội Hà Nội Sơng Bé BỘ MƠN ĐỘNG CƠ 4-95 MERCEDES 11.000 70.000 4.500 CHLB ĐỨC BENZ CORP HCM 4-95 DAIHATSU 3.600 32.000 10.08 Hà VIETINDO NHẬT BẢN Nội CORP 4-95 VIETNAM 12.400 34.175 3.510 Đồng NHẬT BẢN SUZUKI CORP Nai 9-95 FORD 20.000 102.70 18.00 Hải VIETNAM CO MỸ 0 Hưng LTD 9-95 CHRYSLER 17.000 190.526 8.676 Đồng VIETNAM MỸ Nai CO,LTD 9-95 TOYOTA 20.000 89.609 9.828 Vĩnh NHẬT BẢN VIETNAM Phú 10-95 ISUZU 23.600 20.000 4.500 NHẬT BẢN VIETNAM HCM 2-96 VIET- SIN 2.200 4.000 Sơng AUTOMOBILE SINGAPORE Bé CO 6-96 HINO 1.760 17.030 2.676 Hà MOTORS NHẬT BẢN Nội VIETNAM 9-96 NISSAN 3.600 110.00 4.500 Đà VIETNAM MALAYSIA Nẵng MOTORS 1.2Động đốt (ĐCĐT) nguồn động lực ơtơ : Động cơ: thiết bị (một loại máy )thực việc chuyển đổi dạng lượng sang để dẫn động máy cơng tác CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG: Sức gió Sức nước Điện Hóa -nhiệt Năng lượng mặt trời Năng lượng ngun tử ĐỘNG CƠ : Động gió Tuốc bin nước Động nhiệt CƠ NĂNG DẪN ĐỘNG MÁY CƠNG TÁC Trong q trình chuyển đổi lượng nói hiệu suất chuyển đổi (hiệu suất sử dụng nhiên liệu gọi hiệu suất nhiệt) đóng vai trò quan trọng Phổ biến động đốt –động nhiệt Sau sơ đồ ngun lý động nhiệt: BỘ MƠN ĐỘNG CƠ Chuyển hóa thành nhiệt (đốt cháy nhiên liệu) Mơi chất tích lượng (T P mơi chất tăng) Nhiệt biến thành (mơi chất giãn nở sinh cơng) Động nhiệt làm việc theo hai q trình: − Đốt nhiên liệu (combustibles) dạng đặc, lỏng khí để sinh nhiệt − Mơi chất cơng tác thay đổi trạng thái để sinh cơng Tùy thuộc hai q trình xảy đâu mà động nhiệt chia làm hai loại: − Động đốt (Internal Combustion Engine) − Động đốt ngồi (External Combustion Engine) Động đốt ngồi: Hai q trình nêu xảy hai nơi, q trình I bên ngồi động cơ.Cụ thể động nhiên liệu đốt cháy lò đốt, bên ngồi động Nhiệt sinh đun sơi nước tạo hơi, nước có áp suất nhiệt độ cao đưa vào xilanh động đẩy piston chuyển động tịnh tiến làm trục khuỷu quay làm quay cánh tuốc bin (tuốc bin nước) Động đốt ngồi Máy nước (kiểu piston) Tuốc bin nước (kiểu quay) Động Stirling Động đốt trong: Hai q trình nêu xảy nơi, động nhiên liệu đốt cháy thân động (trong xilanh động kiểu piston) Nhiệt tích mơi chất cơng tác khí cháy (sản vật cháy) có nhiệt độ áp suất cao đẩy piston xuống (mơi chất cơng tác giản nở sinh cơng) làm trục khuỷu quay (cốt máy) động quay truyền cơng suất cho máy cơng tác hoạt động Động piston Động đốt Động xăng Động diesel Động khí Động Wankel (động quay) Động phản lực Tuốc bin khí Động piston tự Cả hai loại động đốt đốt có hai loại (ki ểu) k ết c ấu: Động piston quay (Rotary Engines) Động Piston tịnh tiến (Reciprocating Engines) So sánh động đốt với động đốt ngồi ta thấy đ ộng c đ ốt có nhi ều ưu ểm l ớn (xem bảng so sánh) BỘ MƠN ĐỘNG CƠ Động đốt Ưu điểm : - Có hiệu suất nhiệt cao hơn:ηe =30 45%, tmax = 25300C (tuy nhiên tồn khoảng thời gian nhỏ so với tồn chu trình cơng tác động ) tiêu hao nhiệt cho hệ thống làm mát - Nếu so sánh cơng suất Ne thì:gọn nhẹ khơng chi tiết phụ nồi hơi, ngưng tụ… - Dễ khởi động, khthời gian khởi động cần từ đến giây - Dùng nước, chí khơng cần nước động làm mát gió Nhược điểm : - Dùng nhiên liệu đắt tiền: xăng, dầu diesel nhiên liệu thể khí - Động khơng tự khởi động Động đốt ngồi Nhược điểm: - Hiệu suất nhiệt thấp: • ηe ≤ 15%: máy nước • ηe ≤ 25%: tuốc bin nước tmax = 7000C, tmax tồn suốt chu trình cơng tác động Vì vật liệu chế tạo động (cánh tuốc bin) khơng chịu độ cao, tổn thất nhiệt cho việc tản nhiệt động cao - Nặng nề cồng kềnh hơn, có thiết bị phụ: lò hơi, ngưng tụ… - Phải cần thời gian đốt lò (phải chuẩn bị hàng giờ) - Tốn nhiều nước, hạn chế sử dụng nơi thiếu nước sa mạc Ưu điểm: - Dùng loại nhiên liệu rẻ tiền, thường dùng nhiên liệu thể rắn (than,củi…)hoặc thể đặc (dầu cặn) - Động tự khởi động áp lực nước đủ lớn BỘ MÔN ĐỘNG CƠ BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Cho đến động đốt kiểu piston dùng nhiên liệu truyền thống sẵn có động xăng động diesel nguồn động lực cho ơtơ chúng có lợi điểm sau: • Có hiệu suất sử dụng nhiên liệu tương đối cao • Có độ tin cậy độ ổn định cao • Nhân tố động lực học xe tốt, đáp ứng linh hoạt chế độ hoạt động thường xun thay đổi xe (gia tốc nhanh, q tải tốt…) • Kích thước khn khổ trọng lượng tương đối nhỏ nên dễ bố trí lắp đặt xe • Dễ sử dụng sử dụng thời gian q dài nên tạo “thói quen” cho người sử dụng • Nạp nhiên liệu nhanh an tồn cao, lưu trữ bảo quản nhiên liệu xe đơn giản • Chi phí ban đầu thấp: − Giá thành chế tạo thấp − Chi phí cung cấp phân phối nhiên liệu thấp (chi phí cho xăng thấp) • Dễ bảo trì giá thành bảo trì thấp Tuy nhiên hai loại động xăng diesel nói nhiều mặt hạn chế mà ngày tất nhà chế tạo ơtơ giới phải tìm cách để hồn thiện chúng Những nhược điểm lớn loại động truyền thống mà ta phải đối mặt là: • Gây hại cho mơi trường sống − Phát khí độc gây ơnhiễm khơng khí − Làm tăng nhiệt độ khí (gây hiệu ứng nhà kính) − Phá hủy tần ozon • Sự lệ thuộc hồn tồn vào nhiên liệu lỏng xăng diesel dẫn tới nguy cạn kiệt nguồn dầu mỏ cách nhanh chóng Theo nhà chun mơn dự đốn lượng tiêu thụ dầu tiếp tục nay, vòng từ 30 đến 40 năm tất nguồn dầu giới cạn kiệt Đây lý bắt buộc chúng ta, người chuẩn bị bước vào kỷ 21 phải đương đầu để bảo tồn mơi trường sống q báu mà tạo hố ban tặng cho Nhiệm vụ đặt cho nhà khoa học nhà chế tạo ơtơ nghiên cứu phát triển nguồn lượng mới, loại nhiên liệu thay dần nhiên liệu truyền thống (xăng diesel) mà ngày đêm đốt cháy hàng triệu khắp nơi trái đất II PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG(ĐCĐT): Có thể phân loại theo: Dựa vào cách thức thực chu trình cơng tác: động hai kỳ, động bốn kỳ Dựa vào nhiên liệu dùng cho động cơ: động chạy xăng, dầu diesel, khí thiên nhiên BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Dựa vào phương pháp hình thành khí hổn hợp: hình thành khí hổn hợp bên ngồi (động xăng, gas), hình thành khí hổn hợp bên (động diesel) Dựa vào phương pháp đốt cháy khí hổn hợp cơng tác: đốt cháy cưỡng (dùng tia lửa điện), động tự cháy (động diesel) Dựa vào cấu tạo động cơ: động xilanh, động hai xilanh… Dựa vào khả thay đổi chiều quay trục khuỷu: động quay chiều (quay trái phải), động quay hai chiều Dựa vào tính cao tốc động cơ: cao tốc, trung bình tốc, thấp tốc Dựa vào cơng dụng động cơ: động tĩnh tại, động tàu thuỷ, tàu hoả… Dựa vào dạng chu trình cơng tác: − Động làm việc theo chu trình đẳng tích Trong q trình cháy nhiên liệu tiến hành thể tích khơng đổi (động xăng động gas) − Động làm việc theo chu trình đẳng áp: q trình cháy nhiên liệu tiến hành áp suất khơng đổi Loại nhiên liệu khí nén phun vào, ngày khơng chế tạo (động diesel phun khí nén) − Động làm việc theo chu trình hổn hợp: có giai đoạn cháy đẳng tích có giai đoạn cháy đẳng áp 10.Dựa vào phương pháp nạp: − Động khơng tăng áp: loại động dựa vào chênh lệch áp suất ngồi trời xilanh để nạp khơng khí hồ khí vào xilanh − Động tăng áp: loại động có dùng máy nén để nạp khơng khí hòa khí vào xilanh Mục đích tăng cơng suất động 11.Dựa vào phương thức tác dụng piston: − Động tác dụng đơn: loại động chu trình cơng tác thực phía đỉnh piston (khí cháy tác dụng vào đỉnh piston) − Động tác dụng kép: loại động chu trình cơng tác thực hai phía piston (trên dưới) 10 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ SỰ HỒN THIỆN VIỆC HÌNH THÀNH HỔN HỢP TRÊN ĐƯỜNG ỐNG NẠP TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG A- VIỆC HÂM NĨNG ỐNG GĨP HÚT: Việc hâm nóng ống góp hút dẫn đến cải thiện việc hình thành hổn hợp( nhiên liệu bay nhanh hồn tồn hơn), hàm lượng HC CO khí thải giảm thải NOx tăng lên Khi động làm việc chế độ cánh bướm ga mở hồn tồn số vòng quay trục khuỷu lớn, hình thành khí hổn hợp BCHK tương đối tốt hơn, ảnh hưởng việc hâm nóng đến thải CO HC chế độ khơng đáng kể, cơng suất động giảm hệ số nạp giảm Việc làm nóng ống góp hút hợp lý chế độ khơng tải tải nhỏ, đặc biệt động làm mát nước nhằm mục đích giảm độc hại khí thải động Thực nghiệm chứng tỏ phân bố hổn hợp nhiên liệu khơng khí đến xilanh động đồng chất lượng hổn hợp cải thiện,hổn hợp đồng B-HỆ THỐNG ỐNG GĨP HÚT KÉP Việc sử dụng ống góp hút kép làm cải thiện chất lượng hình thành hổn hợp chế độ hoạt động động Trong hệ thống nạp có ống hút kép, động làm việc chế độ tải nhỏ, nhà chế tạo sử dụng ống góp độc lập có tiết diện lưu thơng nhỏ Hệ thống có ống góp hút riêng biệt gồm chế hòa khí (BCHK) sơ cấp ống góp hút có tiết diện lưu thơng tương đối nhỏ, tạo dòng khí có tốc độ cao làm cho phân bố hổn hợp đến xilanh riêng biệt đồng BCHK thứ cấp hệ thống nạp lớn đưa vào sử dụng chế độ tải lớn Hệ thống áp dụng động V Động có hệ thống sơ cấp với mặt bích 4, mặt bố trí nghiêng block xilanh hai hệ thống thứ cấp riêng biệt, Ong góp sơ cấp đưa vào hoạt động động làm việc chế độ khởi động, hâm nóng tải nhỏ Dọc theo tồn chiều dài đường ống hâm nóng khí thải Ong góp hút kép với buồng cháy xốy lốc xe Volvo trình bày hình 6b Để cải thiện chất lượng hổn hợp chế độ khơng tải tải nhỏ người ta áp dụng việc hâm nóng buồng xốy lốc khí xả Ở xảy khuấy trộn bay nhiên liệu Ở tải lớn, cánh bướm mở hòa khí từ BCHK trực tiếp vào xilanh thơng qua buồng xốy lốc Ở chế độ khơng tải hay phần tải, hệ thống làm giảm hàm lượng CO HC C -SỰ LÀM KÍN THÂN SUPAP Nghiên cứu ảnh hưởng làm kín thân supap động đến hàm lượng chất độc hại khí thải cho thấy : tiêu hao dầu bơi trơn qua khe hở thân supap ống dẫn hương động xăng đạt đến 75% suất tiêu hao dầu bơi trơn chung Lượng dầu vào xilanh động tham gia vào q trình cháy làm thay đổi thành phần khí thải Việc làm kín thân supap thực vòng làm kín cao su, chịu đựng nhiệt độ cao, trình bày hình 52 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Mép làm kín vòng bích ơm chặt vào thân supap Anh hưởng việc làm kín thân supap đến thành phần khí thải đánh giá qua thử nghiệm chế độ làm việc động D-HỆ THỐNG ACIS Hệ thống ACIS thay đổi chiều dài hiệu dụng đường ống nạp tùy theo tốc độ động góc mở bướm ga qua nâng cao hiệu nạp moment xoắn động A.2 Q TRÌNH THẢI: I DIỄN BIẾN Q TRÌNH THẢI ĐỘNG CƠ BỐN KỲ I ĐỘNG CƠ KHƠNG TĂNG ÁP Giai đoạn 1: Trong động bốn kỳ kể từ lúc bắt đầu mở ST ( ứng với điểm e) đến lúc áp suất xilanh đạt tới Pth (th = tới hạn ) dòng khí thải lưu động với Vth = (600÷700) m/s Sự lưu động dòng khí thải với vận tốc gây tiếng ồn lớn Trong thời gian khoảng (60÷70)% khí thải đẩy ngồi làm áp suất xilanh giảm nhanh đạt tới Pth lúc piston gần ĐCD Giai đoạn 2: Kể từ lúc piston từ ĐCD → ĐCT: dòng khí thải chuyển động với v = 200÷250 m/s Giai đoạn 3: Từ ĐCT đến ST đóng ( tương ứng góc đóng muộn ST ) ST mở sớm = 40÷800 trước ST đóng muộn = 10÷500 sau ĐCT Trên đồ thị ta thấy: cơng tiêu hao cho việc thải khí ngồi phụ thuộc nhiều vào góc độ phối khí q trình thải Nếu mở ST q sớm ứng với điểm e’ tổn thất cơng giản nở diện tích e’bb’e’là q lớn lúc cơng đẩy khí ngồi tương ứng với diện tích đường b’r’co’ giảm xuống khơng bù lại phần tổn thất cơng giản nở Nếu mở q muộn ứng với e” tổn thất cơng giản nở diện tích e”bb” giảm lúc cơng đẩy khí ngồi tương ứng với diện tích b”r” tăng lên nhiều q trình qt khí thải xilanh khơng tốt Tóm lại, thời điểm mở supap tốt e nằm e’ e” xác định thực nghiệm Trong OTMK để giảm tiếng ồn, người ta sử dụng ống tiêu âm,ngồi người ta lợi dụng đường ống thải để sử dụng vào sinh hoạt (vd: sưởi nóng xe) II ĐỘNG CƠ TĂNG ÁP Động tăng áp thời kỳ thải với v th = 600÷700 (m/s) kéo dài từ mở S T đến ĐCT Tồn đường nạp nằm đường thải.(đồ thị) III CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN Coi q trình thải q trình đa biến 53 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Tb Tr = Tr =  Pb   Pr Tb    n −1 n * n = số đa biến q trình thải (n = 1,3) P0 Pr II DIỄN BIẾN Q TRÌNH THẢI ĐỘNG CƠ HAI KỲ Diễn biến Đồ thị (H 33) Chia làm ba giai đoạn: Giai đoạn 1: Thời kỳ thải tự do: Được tính từ lúc bắt đầu mở cửa thải (ứng vớiư b ) lúc khí qt vào xilanh (ứng với ưN ) • Trong thời kỳ áp suất xilanh lớn áp suất trung bình đường ống thải khí thải lưu động qua cửa thải với vận tốc lớn Thơng thường giảm tổn thất hành trình có ích piston, người ta mở cửa • qt sớm so với điểm N, tức mở cửa qt H (ứng với góc H) Lúc Pxilanh lớn Pcửa qt nên phần khí qt ngược trở lại cửa qt làm cho nhiệt độ khí qt tăng làm bẩn mơi chất nạp vào động làm giảm thời gian tiết diện cửa qt Giai đoạn BH (ứng với góc ưb, ưH ) gọi thời kỳ thải sớm Giai đoạn 2: Thời kỳ thải cưỡng (thời qt khí) Trong giai đoạn cửa qt thải mở, lúc khí qt vào • xilanh đẩy SVC r a ngồi, q trình lúc khí qt bắt đầu vào xilanh (ứng với góc ưN) kết thúc điểm đóng kín cửa qt, cửa qt đóng trước kết thúc điểm đóng kín cửa thải, cửa thải đóng trước Ơ giai đoạn đầu thời kỳ ảnh hưởng sức hút dòng khí • mà Pxilanh tiếp tục giảm đến K nằm Pth sau tiếp tục tăng lên cuối dao động chung quanh áp suất P N Giai đoạn thải từ 30÷50% SVC Giai đoạn 3: Thời kỳ lọt khí (nếu cửa qt đóng trước) thời kỳ nạp thêm (nếu cửa thải đóng trước) Đoạn DA2 ứng với thời kỳ lọt khí (ư D÷ưA2), (ưa1÷ưD = ứng với thời kỳ nạp thêm) Theo (H.a), (H.b), (H.c) : diện tích HN2MD = trị số thời gian tiết diện cửa qt • Diện tích BN’N = trị số thời gian tiết diện ứng với thời kỳ thải tự Diện tích D1DA2 = trị số thời gian tiết diện ứng với thời kỳ lọt khí • Diện tích A1A’D = trị số thời gian tiết diện ứng với thời kỳ nạp thêm • 54 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ II CÁC THƠNG SỐ CỦA Q TRÌNH THẢI ĐỘNG CƠ Ap suất Pb,Tb Pb,Tb lúc bắt đầu mở cửa thải phụ thuộc: mức độ cường hóa động theo Pe, hệ số dư lượng khơng khí , n, hệ số thải Động tốc độ thấp: Pb = (2÷3)PK • Động tốc độ cao có cửa thải: Pb = (3÷4)PK • Động tốc độ cao có ST: Pb = (4÷5,5)PK • áp suất đường thải Ph Phụ thuộc vào cấu tạo đường thải, điều kiện làm việc động Trên đường thải có tourbine : Pth = (0,75÷0,9)PK • Nếu qua ống thải khí thải thẳng ngồi trời Pth = (1,05÷1,1)P0 • Ap suất PH (áp suất xilanh lúc bắt đầu mở cửa qt) Phụ thuộc vào hệ thống qt n Động hai kỳ qt thẳng có n = (1500÷2500) v/p: PH = (1,1÷1,8)PK • Tìm PH theo đồ thị • Ap suất trung bình xilanh thời kỳ thải cưỡng PN Gọi hệ số giảm cơng suất a = tỉ số mức độ giảm áp suất từ xilanh đến đường thải chia cho mức độ giảm áp suất từ bình chứa khơng khí qt đến đường thải P − Pth a= N ⇒ PN = a ( PK − Pth ) + Pth PK − Pth • Đối với hệ thống qt thẳng có ST : a = (0,5÷0,9) • Qt thẳng có cửa thải: a = (0,3÷0,5) • Qt vòng: a = (0,4÷0,75) 55 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ ĐỘNG CƠ HAI KỲ NGUN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ HAI KỲ CÁC HỆ THỐNG QT VÀ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ HAI KỲ I KHÁI NIỆM CHUNG: Trong động hai kỳ q trình nạp khí nạp vào xilanh thải SVC vào khoảng (120÷150)0 góc quay trục khuỷu • Q trình thải SVC động hai kỳ người ta khơng dùng piston mà chủ yếu sử dụng ngun tắc nạp khí có áp suất lớn áp suất xilanh để đẩy SVC ngồi, có hòa trộn khí qt với SVC dẫn đến hai hậu quả: − Có hòa trộn khí nạp với SVC − Trong xilanh có khu vực mà khí qt khơng tới gọi khu vực chết • Chất lượng q trình thải nạp đầy mơi chất vào xilanh chủ yếu phụ thuộc đặc điểm hệ thống qt thải • Hiện có nhiều hệ thống qt thải khác nhau, dựa theo phương hướng vận động dòng khí qt mà người ta chia hệ thống qt thải động làm hai loại: qt thẳng qt vòng • Trong hệ thống qt vòng dòng khí theo đường vòng lúc đầu từ phía men theo thành xilanh lên tới nắp xilanh dòng quay đổi chiều 1800 xuống ngược với chiều cũ Trong hệ thống cửa qt cửa thải đặt phía xilanh việc đóng mở chúng hồn tồn piston đảm nhiệm • Trong hệ thống qt thẳng, vận động dòng khí qt hướng theo chiều hành trình dòng khí qt hệ thống thẳng ½ hành trình hệ thống qt vòng cấu qt thải đặt hai đầu xilanh II HỆ THỐNG QT VỊNG Dựa theo cách bố trí cửa qt quanh xilanh, ta chia hệ thống qt vòng sau: • Hệ thống qt vòng đặt ngang: cửa thải đặt ngang tiết diện cửa qt • Hệ thống qt vòng đặt bên: cửa qt thải đặt bên thành xilanh • Hệ thống qt vòng đặt xung quanh: cửa thải cửa qt đặt khắp chu vi xilanh động • Hệ thống qt vòng đặt hổn hợp: hổn hợp hệ thống Hệ thống qt vòng theo hướng song song Các cửa thải qt đặt song song Chủ yếu sử dụng động hai kỳ cở nhỏ, người ta sử dụng carter làm máy nén tạo khơng khí qt (hình 7) (H.a) : hệ thống cửa qt thơng thường đặt xiên lên đỉnh piston có tác dụng giữ hướng dòng khí qt ngược lên phía Hệ thống qt vòng đặt ngang theo hướng lệch tâm (H.8) 56 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Đây hệ thống qt vòng hồn hảo Các đường tâm cửa qt thải tập trung vào điểm lệch tâm nằm ngồi xilanh PK = 0,11÷0,12 (MN/m2) , ge = 205÷230 (g/KWh), r = 0,06÷0,08 Hệ thống qt vòng đặt ngang phức tạp (H 9) Hệ thống có hai cửa qt: hàng đặt cao cửa thải có lắp van • chiều tự động nhờ sau cửa thải đóng kín nạp thêm mơi chất vào cửa qt giúp gia tăng ηn • Do có van chiều nên hệ thống tương đối phức tạp, chiều cao cửa qt lớn nên hành trình có ích piston giảm nhiều PK = 0,12÷0,145 ( MN/m2), Pe = 0,4÷0,47 (MN/m2), ge = 230÷245 (g/kWh) Hệ thống qt vòng đặt bên (H 10) Trong hệ thống cửa qt thải đặt lệch tâm bên theo hướng lệch tâm, cửa qt nghiêng 15 dòng khí qt lướt đỉnh piston nắp máy đến cửa thải Đơi người ta đặt van xoay cửa thải, van đóng cửa thải sớm vào lúc kết thúc q trình qt để tránh trường hợp lọt khí q nhiều PK = 0,11÷0,12 (MN/m2) , r = 0,1÷0,2 Pe = 0,4÷0,47 (MN/m2)(Pe nhỏ) Nếu dùng van xoay: Pz = 0,5÷0,52 (MN/m2) Loại dùng cho động tĩnh tại, động tàu thủy có tốc độ trung bình III HỆ THỐNG QT THẲNG Hệ thống qt thẳng dùng piston đối đỉnh (hoặc qua cửa thải) (H I) Piston chắn cửa thải đặt sớm so với piston chắn cửa qt (10÷20) góc quay trục khuỷu đảm bảo cho cửa thải mở sớm đồng thời đóng lúc sớm chút đảm bảo cho động nạp nhiều khí PK = 0,115÷0,15 (MN/m2) , r = 0,03÷0,06, Pe = 0,5÷0,7 (MN/m2), ge = 215÷240 (g/kWh) Ưu: − Trong hệ thống khơng có chi tiết phức tạp nắp culass vấn đề cân động tốt Khuyết: − Phải sử dụng hai trục khuỷu (hoặc trục khuỷu kết cấu phức tạp) − Piston chắn cửa thải ln ln làm việc nhiệt độ cao khó bơi trơn chóng hỏng Hệ thống qt thẳng qua supap thải (H h) Cửa qt đặt xung quanh xilanh theo hướng tiếp tuyến supap làm nhiệm vụ thải khí ngồi Dòng khí qt chiều từ lên hòa trộn với SVC, nhờ thực q trình qt tương đối r = 0,05÷0,08, Pe = 0,55÷0,65 (MN/m ) Ưu: Dùng ST nên chọn góc phối khí tốt nhờ nạp đầy − − Do cửa qt đặt hướng tiếp tuyến nên dòng khí qt vào xốy lốc, giúp q trình hòa trộn tốt 57 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ B Q TRÌNH NÉN(COMPRESSION PROCESS) DIỂN BIẾN Q TRÌNH NÉN (Hình) Q trình nén động đốt dùng để − Mở rộng phạm vi nhiệt độ q trình cơng tác − Đảm bảo thu điều kiện thực tế tỉ số giản nở cho phép lớn − Tạo điều kiện cần thiết tốt cho cháy hổn hợp khí cơng tác Diễn biến q trình nén Vơ phức tạp khơng ngừng thay đổi trị số chiều hướng truyền nhiệt mơi chất cơng tác vách xilanh, phận nhiên liệu bốc phận nhiên liệu chưa bốc với phận vừa phun vào xilanh P c K’ • Pc • Vc 2• Vh a • Pa V động − − − − Lúc đầu hành trình nén, T a nhỏ nhiệt độ trung bình chi tiết nhóm xilanh-piston nên giai đoạn đầu q trình nén có truyền nhiệt từ vách xilanh chi tiết nóng truyền cho mơi chất Đường cong diễn tương đối dốc (a-2) số đa biến cao số đoạn nhiệt (a-1): ( n’1 > K’1) Piston tiếp tục lên (ĐCD→ ĐCT), nhiệt độ mơi chất cơng tác tăng lên trao đổi nhiệt khí nạp với vách giảm hiệu số nhiệt chúng nhỏ số đa biến n’ có trị số gần giống trị số số nén đoạn nhiệt (2÷3) Trong thời điểm đó, nhiệt độ mơi chất cơng tác nhiệt độ trung bình vách xilanh nên xuất q trình đoạn nhiệt tức thời (điểm 3): n’1 = K’1 Tiếp tục nén, nhiệt độ khí nạp lớn nhiệt độ vách xilanh nên mơi chất làm mát, n’1 < K’1, (K’1 - n’1) tăng lên piston gần ĐCT 58 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Q trình nén thực tế q trình nén đa biến có số nén đa biến biến đổi Tuy nhiên thực tế tính tốn để q trình nén khơng phức tạp người ta thay đổi số nén đa biến biến đổi thành số nén đa biến trung bình n1 CÂN BẰNG NHIỆT CỦA Q TRÌNH- XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ I CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN CỦA Q TRÌNH NÉN Bao gồm thơng số sau: Chỉ số nén đa biến trung bình n1 − − Tỉ số nén Ap suất nhiệt độ cuối q trình nén : Pc, Tc − Chỉ số nén đa biến trung bình n1 n1 = 1,34 ÷1,39 Hạn hữu : n1 = 1,4÷1,41 n1 − = 8314 b av '+ Ta (ε1n −1 + 1) Theo giáo sư Petror: (n = 3000÷3200 v/ph), mở hồn tồn bướm ga n1 = 1,41 − 100 n n: số vòng quay trục khuỷu K1 = + 8,314 mC v Tc Ta lg Tc − lg Ta K1 = + =1+ lg ε lg ε lg P Z • c’ • c • V − − − +0 , 02 − , 04 n1 = K Động xăng: n = K 1 Động diesel: − , 04 +0 , 02 − , 02 n1 = K 59 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Pc, Tc − − − − − PaVan1 = PcVcn1 Phương trình đa biến : (1) Phương trình trạng thái a: PaVa = 8314MaTa (2) Phương trình trạng thái c: PcVc = 8314McTc (3) Trong : Pa, Va, Ta : áp suất (N/m2), thể tích (m3) nhiệt độ mơi chất cơng tác đầu q trình nén Mc, Ma : số kmol mơi chất cơng tác đầu cuối q trình nén ( khơng kể rò rỉ mơi chất cơng tác qua segments… Ma = Mc 8314: số khí (J/Kmole độ) V Pc = Pa  a  Vc Từ (1) ⇒ n1   = Pa ε n1  ⇒ Pc = Pa ε n1 (4) Ma = Mc : từ (2) (3): PaVa Ta PV = ⇒ Tc = Ta c c PcVc Tc PaVa Tc = Ta n1 a a ; P V P V  = P V ⇒ a =  c  Pc  Va  n1 n1 c c n −1 Va = Taε n1−1 n1 −1 Vc ⇒ Tc = Taε n1−1 − − Động xăng: Pc = 0,9÷2,0 Mpa (MN/m2) Tc = 600÷800 0K Động diesel: Pc = 3,5÷5,3 Mpa (MN/m2) Tc = 700÷900 0K II CÂN BẰNG NHIỆT CỦA Q TRÌNH NÉN Cơng Lac P c • P1 •a Lac Vc V Vh Cơng tuyệt đối hai điểm a & c q trình: 60 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Lac = biết Lac = PaVa − PcVc n1 − (J) Ma = Mc 8314M a (Ta − Tc ) n1 − (J) M a = M + M r = M (1 + γ r ) ⇒ Lac = (1) 8314 M (1 + γ r )(Ta − Tc ) n1 − * xăng : M = αM + , diesel : µ nl M = αM Tc vào (1) : 8314M (1 + γ r )Ta (ε n1 −1 − 1) Lac = − n1 − M1 = (J) Pk Vh ηn 8314Tk ⇒ Lac = − Pk Vh η n (1 + γ r )(Tc − Ta ) Tk (n1 − 1) Pk Vh η n (1 + γ r )Ta (ε n1 −1 − 1) Lac = − (J) (3) Tk (n1 − 1) Cân nhiệt q trình nén Theo định luật I động học, cân nhiệt q trình nén xác lập theo phương trình: Qac = Lac + Uc – Ua Qac : nhiệt lượng truyền cho mơi chất cơng tác (MCCT) − q trình nén Uc & Ua : nội MCCT điểm a & c tương ứng − Biết: Uc = Mc(mC’v)tbcTc − Ma = Mc = M1(1+r) − Ua = Ma(mC’v)tbcTa − Thay (1) vào * biến đổi: Qac 8314(Tc − Ta ) = (mC ' v )tbcTc − − (mC ' v )tbaTa M (1 + γ r ) n1 − (4) Qac b 8314 n1 −1 = a ' v + T ( ε + ) − (5) a n1 − M (1 + γ r )Ta (ε n1 −1 − 1) Từ phương trình (2) mặt khác biết : Lac = VhP1 P1 = áp suất nén tuyệt đối trung bình, xác định cách đo diện tích đồ thị cơng đường nén đường áp suất tuyệt đối khơng 61 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Cân vế phương trình tiến hành biến đổi ta có: Tc − Ta P1Tk =− n1 − Pk (1 + γ r )η n Tư ø (4) (5) : Qac b 8314.P1.Tk n1 −1 = a ' v + T ( ε + ) − a M (1 + γ r )Ta (ε n1 −1 − 1) Pk (1 + γ r )η nTa (ε n1 −1 − 1) III TỶ NHIỆT MOLE TRUNG BÌNH Ở CUỐI Q TRÌNH NÉN : Tỷ nhiệt mole đẳng tích trung bình khí nạp mới: (mCv)tcto (tra bảng − 1-6) Tỷ nhiệt mole đẳng tích trung bình khí sót: (mCv”)tcto từ & Tc − tra bảng (1.7&1.8) − Tỷ nhiệt mole đẳng tích trung bình cuối q trình nén (mC"v ) tbc = (mC ' v ) tc t0 [(mC ) = tc v t0 + γ r (mC"v ) ttc0 1+ γr ] (KJ/Kmole độ) VẤN ĐỀ CHỌN TỶ SỐ NÉN ĐỘNG CƠ THEO LOẠI ĐỘNG CƠ Cơ sở chọn phụ thuộc vào động cơ, phụ thuộc vào hình thành hổn hợp Động xăng : Hình thành hổn hợp từ bên ngồi thiết bị gọi BCHK Tc < (700÷750)0K Chọn cho động làm việc êm, đặc trưng tỷ số tăng áp suất IV ∆p ∆p ≤ = 0,1 ÷ 0,3 ( MN/m độ) ∆ϕ ∆ϕ Chọn làm việc khơng xảy tượng kích nổ, kết cấu buồng cháy Động diesel : Tc ≥ (800÷900)0K (do hổn hợp tự cháy cần nhiệt độ cao) Chọn cho: − ∆p ∆p ≤ = 0,2 ÷ 0,6 ( MN/m độ) ∆ ϕ ∆ ϕ Động làm việc êm − Kết cấu buồng cháy TỈ SỐ NÉN Tỉ số nén thơng số nhiệt động quan trọng, ảnh hưởng nhiều đến tiêu kinh tế cơng suất động Về lý thuyết tăng cơng suất kinh tế động tăng, thực tế tăng gây tăng tổn thất giới nên việc tăng có lợi phạm vi định Tùy thuộc vào loại động mà người ta xác định •Động xăng : giới hạn qui định tượng kích nổ phụ thuộc vào tính kích nổ nhiên liệu mà đặc trưng số octane Trong điều kiện nhau, tăng đơn vị octane tăng 11÷12 đơn vị •Tăng n dẫn đến thời gian tác động nhiệt độ áp suất tới MCCT giảm tốc độ cháy tăng, lượng khí sót tăng Kết tăng n 62 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ kích nổ giảm nên tăng đơi chút Do động cao tốc có lơn động thấp tốc •Khi giảm tải lượng khí sót giảm, mức độ sấy nóng khí nạp giảm nên kích nổ giảm Do động làm việc chế độ phụ tải nhỏ (vd: xe du lịch ) chọn cao so với động thường làm việc chế độ tồn tải •Nếu thay BCHK phun xăng tăng nhiều hơn, cách cho phép tăng từ 5,8÷8,6 mà khơng cần thay đổi loại nhiên liệu •Nhiệt độ vách xilanh đỉnh piston ảnh hưởng nhiều đến kích nổ động cơ( tăng nhiệt độ kích nổ Do động làm mát gió có ε nhỏ ε động làm mát nước •Giảm đường kính xilanh nhiệt độ khí buồng cháy giảm, hành trình lửa từ bougie đến nơi xa buồng cháy giảm nên giảm thời gian lan tràn lửa thể tích buồng cháy, giảm kích nổ từ tăng ε • ST bị nóng nhất, giảm nhiệt độ S T loại bỏ nhiệt độ tăng ε •Hình dạng kích thước buồng cháy ảnh hưởng lớn đến ε •Có thể tăng ε cách dựa vào vật liệu chế tạo piston, xilanh, culasse ĐỘNG CƠ Ơ TƠ MÁY KÉO Xăng : =  12 Diesel buồng cháy thống nhất: = 13  16 Diesel buồng cháy ngăn cách: = 17  20 ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU HOẢ, TÀU THUỶ, TĨNH TẠI: Thấp tốc : = 12  14, trung bình tốc: = 14  18 Cao tốc tăng áp: = 12  13 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG n1: Số vòng quay trục khuỷu (n) n’ P c’ n c a Nhận xét: 63 V BỘ MÔN ĐỘNG CƠ PaVan1 = PcVcn1 ⇒ Pc = Paε n1 PaVan '1 = Pc 'Vcn' V  ⇒ Pc ' = Pa  a   Vc  Pc ' = Pa ( ε ) (Vc = Vc' ) n '1 n '1 Pc ' > Pc ⇒ ε n '1 > ε n1 ⇒ n'1 > n1 Kết luận: đường dốc n1 lớn − Mơi chất nhiệt n1 giảm − Mơi chất nhận nhiệt n1 tăng Khi n tăng làm cho số chu trình thời gian tăng , trạng thái nhiệt động tăng, cấp nhiệt cho mơi chất tăng nên n1 tăng Mặt khác n tăng làm cho thời gian tiếp xúc mơi chất cơng tác với xilanh giảm, mơi nhiệt nên n1 tăng Phụ tải động Khi tăng tải nhiệt độ chi tiết tăng, nhiệt lượng cấp cho MCCT đầu q trình nén tăng nhiệt lượng toả mơi chất cuối q trình giảm nên n1 tăng Tuy nhiên tải tăng, lượng nhiệt xilanh nhiều piston chậm, nhiệt mơi chất tăng, n1 giảm Tác động tổng cộng: − Khi tăng tải: n1 tăng − Khi giảm tải: n1 giảm tình trạng kỹ thuật Khi nhóm piston – xilanh bị mòn lọt khí tăng, làm cho mơi chất nhiệt nên n1 giảm Muội than nhiều cặn (trong nước làm mát ) bám nhiều xung quanh thành xilanh làm mơi chất nhiệt ít, nên n1 tăng Tất biện pháp làm giảm nhiệt độ trung bình xilanh ( vd: làm tăng thêm tốc độ tuần hồn nước làm mát) làm giảm n1 Khi tăng làm cho áp suất nhiệt độ MCCT tăng nhiệt độ toả tăng, lọt khí nhiều hơn, nên n1 giảm( tăng n1 giảm) kích thước xilanh Cùng Vh tăng tỉ số S/D làm giảm n1 ngược lại Động làm việc khơng ổn định, tải tăng tăng n dẫn đến n giảm so với trị số tương ứng với chế độ làm việc ổn định 64 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Q TRÌNH CHÁY( COMBUSTION PROCESS) A CƠ SỞ HỐ LÝ CỦA Q TRÌNH CHÁY: Sự ơxi hố cacbuahydro phản ứng dây truyền nhiệt : Về thực tế q trình cháy q trình ơxi hố, q trình phức tạp, phản ứng sau: C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O C7H16 + 11O2 = 7CO2 + 8H2O Ơ nói kết cuối q trình cháy chưa nói lên chất q trình ơxi hố Có nhiều lý thuyết đặt để giải thích chế bốc cháy lý thuyết phản ứng dây truyền nhiệt (PƯDTN) viện sĩ Xê men nơp (CÊMNHOB) cho : “ Cơ chế bốc cháy tự phá hủy phản ứng dây truyền hố học có kèm theo toả nhiệt Chỉ sau đạt tốc độ toả nhiệt lớn Phản ứng dây truyền nhiệt tự gia tốc, lúc q trình cháy thực hình thành” PƯDTN: 2H+ + 2O2 = 2HO + 2O + Q 2H2O + H2 = 2H + 2OH + Q 2O + H2 = 2OH + 2H + Q Sự phát triển q trình ơxi hố theo lý thuyết dây truyền nhiệt Xê men nơp có hai khả xảy ra: W − Khả : Số lượng phần tử hoạt tính WK hình thành nhiều số phần tử nên tốc độ cháy vượt q Wk lúc xảy q trình cháy (PƯDTN tự gia tốc nhiệt) − Khả 2: Ban đầu phần tử hoạt tính tăng suy PƯDTN tăng, sau bị đứt nhánh, tốc độ phản ứng giảm dẫn đến tốc độ cháy khơng đạt đến Wk,vì q trình cháy khơng xảy τi Cơ chế động học bốc cháy ĐCĐT: Bốc cháy nhiệt độ cao với giai đoạn : 65 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Dưới tác dụng tia lửa điện, nhiệt độ hai cực bougie lên đến hàng vạn độ C, phần tử cacbuahydro bị phá vỡ thành phần tử hoạt tính, có nhiều PƯDTN xảy đồng loạt nên sau thời gian ngắn đạt điều kiện từ PƯDTN sang tự gia tốc nhiệt q trình cháy thực xảy 66 [...]... tương đối của xilanh với trục khuỷu: a Động cơ đứng: (hình 1. a) động cơ đốt trong có các xilanh đặt theo phương thẳng đứng Loại động cơ chiếm tuyệt đại bộ phận b Động cơ nằm: (hình 1. b) động cơ đốt trong có các xilanh lắp đặt theo phương nằm ngang Kết cấu động cơ này rất đơn giản và cơng suất nhỏ c Động cơ hình sao: gồm các loại động cơ mà đường tâm xilanh nằm trong các mặt phẳng thẳng góc với đường...BỘ MÔN ĐỘNG CƠ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ Phân loại động cơ đốt trong theo đặc điểm kết cấu của chúng như sau: 1 Phân loại theo số xilanh: Căn cứ vào số xilanh, phân động cơ đốt trong làm hai loại: động cơ một xilanh và động cơ nhiều xilanh Tăng số xilanh là một trong những biện pháp tăng cơng suất có tính kinh tế cao Ngày nay động cơ đốt trong đã có loại có đến 54 xilanh 2 Phân... của động cơ này do hai động cơ chữ V hợp lại với nhau mà thành Để đảm bảo tính đồng tốc, dùng bánh răng trung gian để liên kết hai động cơ với nhau c Động cơ hai trục khuỷu theo hình 7 thường dùng cho động cơ hai kỳ d Động cơ ba trục khuỷu trở lên: (hình 8 và hình 9) Loại động cơ này thường là động cơ hai kỳ e Động cơ khơng có trục khuỷu: bao gồm các loại: động cơ piston tự do (hình 10 ), động cơ piston... 2: NGUN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 14 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ PHẦN 1: NGUN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § I.ĐỊNH NGHĨA CÁC DANH TỪ KỸ THUẬT CƠ BẢN 1 Q trình cơng tác: Q trình cơng tác của động cơ là tổng số tất cả những biến đổi xảy ra với mơi chất cơng tác trong xilanh động cơ Q trình cơng tác gồm nhiều bộ phận riêng rẽ (vd: nạp, nén, nổ giản, thải) cái nọ kế tiếp sau cái kia trong một trật tự nhất định... mới (tăng áp bằng khí máy nén) Động cơ diesel bốn kỳ tăng áp bằng turbine Động cơ xăng cũng có tăng áp nhưng ít §VI PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ DIESEL Cũng như động cơ xăng, động cơ diesel được phân làm hai loại chính là động cơ diesel hai kỳ và động cơ diesel bốn kỳ Ngồi ra ta cũng có thể dựa vào các yếu tố sau đây để phân loại, gọi tên động cơ 1 Dựa vào số xi lanh : ta có động cơ 1 xilanh, 2 xi lanh, 4 xi lanh,... khởi động: Nhiệm vụ của hệ thống này là đảm bảo cho động cơ khởi hành được nhanh chóng  Các phương pháp khởi động: − Quay tay − Bằng động cơ điện cở nhỏ (đề ma rơ) − Bằng động cơ xăng cở nhỏ (máy lai) − Bằng khơng khí nén Trong ơtơ: − Quay tay − Bằng điện Máy kéo: − Bằng điện − Máy lai nhỏ Tàu thuỷ: Bằng khí nén Động cơ diesel tĩnh tại: bằng khí nén 13 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ CHƯƠNG 2: NGUN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ... thường dùng trong máy bay Cách bố trí có thể theo kiểu chữ X, H hay hai chữ V chắp vào nhau (hình 5) e Động cơ đốt trong năm hàng xilanh trở lên: đều được gọi chung là động cơ hình sao 4 Phân loại theo số trục khuỷu: 11 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ a Động cơ có một trục khuỷu: loại này chiếm tuyệt đại đa số, phần lớn được sử dụng trong các ngành giao thơng vận tải, cơng nghiệp và nơng nghiệp… b Động cơ có hai trục... trình cơng tác: Chu trình cơng tác của động cơ là tổng cộng tất cả những phần của q trình xảy ra trong thời gian của một giai đoạn (hoặc thời kỳ) trong một xilanh của động cơ Khái niệm về chu trình cơng tác là nói sự thay đổi mơi chất cơng tác trong xilanh động cơ Tính chu kỳ của chu trình cơng tác được đặc trưng bằng số hành trình của piston cần thiết để thực hiện chu trình đó Vì vậy đối với động cơ đốt. .. piston quay (động cơ WANKEL) (hình 11 ), động cơ dĩa… III CÁC HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG: 1 Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền: Gồm các chi tiết chủ yếu: thân máy, nắp xilanh, piston, thanh truyền, trục khuỷu, hộp trục khuỷu, nắp hộp trục khuỷu, bánh đà Nhiệm vụ của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là để biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu 2 Cơ cấu phối khí: Cơ cấu này... nước biển giải nhiệt cho nước làm mát động cơ 3 Hệ thống khởi động Tương tự như động cơ xăng Ngồi ra còn có phương pháp khởi động bằng gió nén, bằng động cơ xăng… 4 Hệ thống xơng máy 22 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ Hệ thống này chỉ có ở động cơ dầu dùng để sấy nóng khơng khí hoặc nhiên liệu (thường dùng cho động cơ diesel có thấp), có buồng cháy ngăn cách 5 Hệ thống tăng áp Động cơ diesel hai kỳ tăng áp để qt khí cháy ... λ t γ r Tr 1+ γr (2) Nếu khơng hiệu đính tỉ nhiệt (λt = 1) : (2) ⇒ Ta = TK + ∆T + γ r Tr 1+ γr (3) Động xăng : = 0,8 1, 0 1, 2 1, 4 1, 17 1, 14 1, 11 t =1, 13 Động diesel: = 1, 5 1, 8 t = 1, 1 Động bốn kỳ:... Động diesel tĩnh tại: khí nén 13 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ CHƯƠNG 2: NGUN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 14 BỘ MÔN ĐỘNG CƠ PHẦN 1: NGUN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § I.ĐỊNH NGHĨA CÁC DANH TỪ KỸ THUẬT CƠ... tác hoạt động Động piston Động đốt Động xăng Động diesel Động khí Động Wankel (động quay) Động phản lực Tuốc bin khí Động piston tự Cả hai loại động đốt đốt có hai loại (ki ểu) k ết c ấu: Động piston