tiểu luận quá trình cháy động cơ

hiệu suất nhiệt và giảm kích thước động cơ đốt trong, Otto đã gợi ý các chutrình nạp, nén, cháy dãn nở và thải cho 4 hành trình piston của động cơ đốt trong.. Sựtruyền công của piston tr

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG

1.1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG:

Động cơ đốt trong, một loại động cơ nhiệt, những máy biến đổi nhiệt thànhcông Quá trình đốt cháy nhiên liệu đề cấp nhiệt và quá trình giản nở sinh côngcủa môi chất công tác đều được thực hiện ngay trong buồng công tác của động

cơ Ngày nay đã xuất hiện những động cơ phản lực, tuốcbin khí, v,v,…, nhưngđộng cơ đốt trong kiểu piston vẫn là một thiết bị động lực chủ yếu được sử dụngvào mọi lĩnh vực kinh tế: giao thông vận tải, nông - lâm - công nghiệp, quốcphòng… và trong những điều kiện khí hậu rất khác nhau trên thế giới

Trong tất cả các loại động cơ nhiệt hiện nay, có thể phân ra 2 loại chính:

- Động cơ hơi nước: động cơ hơi nước kiểu piston và tuốcbin hơi

- Động cơ đốt trong: động cơ đốt trong kiểu piston, tuốc bin khí, động

cơ phản lực…

1860, J.J E Lenoir (1822-1900), đã chế tạo động cơ đốt trong đầu tiên

bằng sự đốt cháy khí đốt ở áp suất môi trường, không có sự nén hỗn hợp trướcquá trình cháy Công suất lớn nhất đạt được khoảng 5 mã lực và hiệu suất cựcđại khoảng 5%

1876, Nicolaus A Otto (1832-1891) và Eugen Langen (1833-1895) tận

dụng sự gia tăng áp suất trong quá trình cháy, để cải tiến dòng khí nạp Hiệusuất nhiệt đạt được trong trường hợp này lên đến 11% Sau đó, nhằm nâng cao

Động cơ nhiệt

Máy hơi

nước

Tuốc bin khí

Động cơ phản lực

Các động

cơ nhiệt khác

Động cơ đốt trong

Động cơ xăng Động cơ Diesel

Động cơ Gas (Sử dụng khí đốt)

hiệu suất nhiệt và giảm kích thước động cơ đốt trong, Otto đã gợi ý các chu

trình (nạp, nén, cháy dãn nở và thải) cho 4 hành trình piston của động cơ đốt

trong

1884, Alphonse Beau de Rochas (1815-1893) đã mô tả nguyên lý các chu

trình của ĐCĐT Ông cũng đưa ra các điều kiện nhằm đạt hiệu suất cực đại củađộng cơ đốt trong gồm:

Thể tích xy lanh tối đa ứng với bề mặt biên tối thiểuTốc độ làm việc lớn nhất có thể đạt

Tăng tỉ số nén tối đa

Áp suất tối đa kể từ lúc bắt đầu dãn nở

1886, Hãng Daimler – Maybach xuất xưởng động cơ xăng đầu tiên cócông suất 0,25 mã lực ở số vòng quay 600 vòng/phút

1892, Rudolf Diesel (1858-1913) đã gợi ý một dạng động cơ đốt trong

mới bằng cách phun nhiên liệu lỏng vào trong không khí sấy nóng Sau đó, hỗnhợp này tự bắt cháy và có hiệu suất nhiệt khoảng 26% Loại động cơ này đượcbiết như động cơ Diesel ngày nay

1957, Động cơ đốt trong kiểu piston quay (Động cơ Wankel) được chế

tạo rất gọn nhẹ

Từ đó đến nay, người ta liên tục cải tiến và phát triển từng bộ phận trongđộng cơ đốt trong để loại thiết bị này ngày càng hoàn thiện và đạt năng suất cao

1.2 CẤU TẠO ĐỘNG CƠ XĂNG:

1.2.1 Những mẫu động cơ Xăng:

Mặt cắt tiết diện những mẫu động cơ đánh lửa được sản xuất là các dạngđiển hình khác nhau đã và đang được sử dụng rộng rãi

- Động cơ đánh lửa cỡ nhỏ được sử dụng trong nhiều ứng dụng khácnhau như: trong gia đình (máy cắt cỏ, máy cưa …), máy phát điện diđộng, ghe máy, mô tô nước và xe gắn máy; thường sử dụng động cơmột xy lanh

- Động cơ nhiều xy lanh thường được sử dụng trên ô tô

Động cơ bốn xy lanh (hình 1.2-1) thông dụng nhất sừ dụng trong ô tô códung tích vào khoảng 2.5 lít Động cơ có 2 lần phát động trên một vòng quaytrục khuỷu và lực phát ra được cân bằng

Động cơ chữ V với 2 hàng của xylanh góc lệch là 900 hoặc góc độ khácnhọn hơn, một số thỏa thuận đưa ra được sử dụng rộng rãi cho những động cơthay thế lớn Hình 1.2-2 trình bày 1 động cơ V- 6 , 6 xylanh xếp thành 2 hàngmỗi bên 3 với góc lệch là 600 ở giữa chúng Sáu xylanh thường được sử dụng ởnhững động cơ có dung tích từ 2.5 đến 4.5 lít Sáu xylanh có 3 thì phát độngtrong mỗi vòng quay Tuy nhiên trên một dãi thẳng kết quả là động cơ dài, lựcdao động trên trục khuỷu lớn và sự phân phối hòa khí đến mỗi xylanh khó khăn

hơn Ơ V-6 thì thuận tiện hơn và là mẫu cân bằng các thành phần của động cơ.Tuy nhiên, với động cơ V một mô men làm rung chuyển mạnh được áp đặt lêntrục khuỷu xuất phát từ lực quán tính, kết quả là việc cân bằng động cơ kém hơnđộng cơ thẳng hàng Những động cơ đánh lửa V-8 và V-12 cũng được sử dụngrộng rãi từ việc đáp ứng dễ dàng, suôn sẽ, dao động thấp, thay thế rộng.

Những tuốc bin tăng áp được sửdụng từ việc tăng công suất cực đại cóthể nhận được từ động cơ thay thế Sựtruyền công của piston trên mỗi chu kỳ,trong mỗi xylanh với điều khiển côngsuất động cơ có thể phân phát được phụthuộc vào việc đốt cháy nhiên liệu hoàntoàn trong xylanh trên mỗi chu kỳ Việctăng tỉ trọng không khí trước khi đi vàođộng cơ như vậy làm tăng công suấtcực đại mà một động cơ tăng áp có thểnhận từ việc thay thế được phân phát.Hình 1.2-6 trình bày một mẫu của động

cơ đánh lửa bốn xylanh tăng áp Tuốcbin tăng áp là một sự kết hợp tuốc bin nén sử dụng thay đổi năng lượng trênđường ống xả động cơ đạt được sức nén

cho lưu lượng nạp Lưu lượng không khí

đi qua máy nén (2), bộ giải nhiệt (3) bộ

chế hòa khí (4), ống góp (5), và đi vào xú

páp nạp (6), như trình bày Sức nén vào

động cơ khỏang trên 100kPa cao hơn áp

suất khí quyển là tiêu biểu Lưu lượng khí

xã qua xúpáp (7), và ống góp (8) điều

khiển tuốc bin (9) which để nén tạo công

suất Cửa xã ngược dòng của tuốc bin một

số lưu lượng khí thải đi qua đúng lúc khi

cần thiết cản lại sự gia tăng áp suất trở nên

quá cao.Cửa xã liên kết (11) được điều

khiển bởi bộ gia tăng áp suất Trong khi

hình dạng động cơ tăng áp này theo chiều

sức nén bộ chế hòa khí, vài dạng động cơ đánh lửa tăng áp lại ngược chiều sứcnén bộ chế hòa khí vì vậy, nó có tác dụng làm giảm áp suất khí trời Hình 11trình bày một mô hình cắt bổ của một tuốc bin tăng áp ôtô nhỏ Sự sắp xếp củamáy nén và những rôto tuốc bin via được liên thông qua đường ống trung tâm

và của tuốc bin và của lưu lượng khí nén đi qua là hiển nhiên

Hình 1.2.8 trình bày một động cơđánh lửa hai kỳ Động cơ đánh lửa hai

kỳ được sử dụng cho cácứng dụngđộng cơ nhỏ ở nơi giá trị thấp và tỉ lệkhối lượng /công suất là quan trọng vàkhi hệ số sử dụng thấp Những mẫutiêu biểu được sử dụng là xe máynước, xe gắn máy, máy cưa… hầu hếtđộng cơ bộ chế hòa khí sử dụng sứcnén bên trong hộp trục khuỷu primevới một thay đổi chuyển động đơn xylanh: piston, thanh truyền và trụckhuỷu Phẩm chất quan trọng của động

cơ đánh lửa hai kỳ tốt hơn động cơđánh lửa bốn kỳ là công suất cao hơn trên một đơn vị dung tích, số lần phátcông trên số vòng quay trục khuỷu Điều này bù đắp bởi tỉ trọng lưu lượng nạpvào chậm hơn, bởi quá trình thay đổi khí hai thì và việc mất mát khi hòa trộnđộng cơ thoát theo đường thẳng trong khi cho xã khí thải Ngoài ra, tiết kiệmdầu thì cao hơn trong động cơ hai kỳ, vì vậy cần thiết thêm dầu vào nhiên liệu

để bôi trơn xéc măng và bề mặt piston

1.2.2 Cấu tạo của động cơ Xăng 4 kỳ:

Va = Vh + Vc

Chú thích:

7 Quy lát (Culasse, Cylinder head); 8 Piston;

9 Thanh truyền (Bielle, Connecting

rod);

10.Trục khuỷu (Crankshaft); 11.Cacte dưới.

Cấu tạo của động cơ (hình 1.2-9) gồm có: 1 xy lanh (3) được đậy bởi nắpquy lát (7) Trên nắp (7) có khoan lổ ren để lắp bugi đánh lửa đốt cháy hòa khínén trong xy lanh Piston (8) chuyển động tịnh tiến lên xuống trong lòng xylanh Phần đầu của piston này có các rảnh chứa các vòng séc măng rà khít lên

bề mặt lòng xy lanh tạo một buồng kín trên đỉnh piston Hai bên hông xy lanhhoặc ở quy lát có khoét hai lổ cho hai supape Trong đó, một supape đóng vaitrò là supape nạp/hút (4) dùng để hút không khí hoặc hỗn hợp nhiên liệu vàotrong buồng cháy động cơ, một supape đóng vai trò là supape thoát/xả (6) dùng

để thải hỗn hợp đã cháy ra ngoài

Xy lanh được lắp lên cacte trên (1) Đây là một bộ phận đỡ cho trụckhuỷu (10) và trục cam Piston nối với trục khuỷu bởi thanh truyền (9), cónhiệm vụ truyền lực đến đẩy trục khuỷu quay Cacte trên được lắp ghép với

1

2

34

789

1110

Hình 1.2-9 – Kết cấu động cơ xăng 4 kỳ

cacte dưới Bộ phận này có nhiệm vụ chứa nhớt bội trơn động cơ và bao kínphía dưới.

Supape hoạt động được nhờ vào mấu cam trên trục cam thông qua đệmđẩy, đũa đẩy, cò mổ và đóng lại nhờ lò xo supape Trục cam quay được nhờbánh răng cam được dẫn động bằng bánh răng trục khuỷu hay bằng đai xích.Bánh răng trục cam có đường kính gấp đôi bánh răng trục khuỷu để trục khuỷuquay hai vòng, trục cam quay một vòng Vì vậy, trong một chu kỳ làm việc mỗisupape chỉ mở ra một lần mà thôi

1.2.2 Cấu tạo của động cơ Xăng 2 kỳ):

Hình 1.2.10: Kết cấu động cơ xăng 2 kỳ

Chú thích:

4 Cánh gió toả nhiệt; 5 Lổ nạp; 6 Lổ thoát;

7 Bình giảm thanh; 8 Piston; 9 Thanh truyền;

13 Bộ chế hoà khí; 14 Bình lọc gió; 15 Khoá xăng;

16 Thùng xăng.

Động cơ hai kỳ gồm 1 xy lanh, phía trên xy lanh được đậy lại bởi 1 nắp

xy lanh (quy-lát) Trên nắp quy-lát có khoan lỗ để ráp bugi Trong lòng xy lanh

có 1 piston chạy lên xuống Piston được nối với cốt máy nhờ 1 chi tiết trunggian là thanh truyền Xy lanh được lắp trên cạt-te kín Cạt-te dưới còn được gọi

là hộp trục khuỷu vì nó được làm chỗ đỡ cho trục khuỷu

 Nói chung, Cấu tạo động cơ Xăng có thể được phân ra thành một số nhóm,

cơ cấu và hệ thống chính sau:

1 Nhóm chi tiết cố định: có nhiệm vụ bao kín động cơ và làm giá đỡcho các chi tiết bên trong và bên ngoài động cơ gồm: khối xy lanh, nắp

xy lanh (nắp quy lát), cacte trên, cacte dưới (cacte dầu), và các mặt bíchđậy kín hai bên hông động cơ

2 Nhóm cơ cấu phát lực: có nhiệm vụ nhận lực từ áp lực khí cháysinh ra trong xy lanh động cơ và truyền ra ngoài cho thiết bị công tácthông qua trục khuỷu Cơ cấu phát lực bao gồm: nhóm piston(piston,chốt piston, séc măng và vòng chặn chốt piston), nhóm thanh truyền(thanh truyền, nón thanh truyền, bu lông thanh truyền và bạc lót) vànhóm trục khuỷu (trục khuỷu và bánh đà)

3 Cơ cấu phối khí: có nhiệm vụ điều khiển quá trình nạp hoà khí(hỗn hợp nhiên liệu và không khí) vào trong xy lanh đúng kỳ hút/nạp vàthải/xả khí cháy vào đúng kỳ thải và theo thứ tự nổ của các xy lanh

4 Hệ thống cung cấp nhiên liệu: có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu chotừng xy lanh theo một tỷ lệ phù hợp với các chế độ làm việc khác nhaucủa động cơ gồm có: thùng chứa, bơm xăng, bầu lọc, bộ chế hoà khí.Hỗn hợp không khí và nhiên liệu (hoà khí) được tạo thành bên ngoàibuồng cháy tại bộ chế hoà khí gắn trên đường ống nạp

5 Hệ thống đánh lửa: tạo dòng điện có điện thế cao phát tia lửa vớicường độ mạnh làm cháy hỗn hợp khí gồm có: Accu, bộ biến đổi điện

áp, tụ điện, bộ chia điện và bugi

6 Hệ thống bôi trơn: đưa dầu bôi trơn đến các mặt ma sát trong động

cơ nhằm: giảm ma sát, sạch bề mặt ma sát, làm mát ổ trục Hệ thống bôitrơn gồm có: cacte chứa dầu bôi trơn, bơm dầu, bình lọc thô – tinh, kétdầu, đồng hồ đo áp suất, ống dẫn

7 Hệ thống làm mát: đảm bảo tản nhiệt từ động cơ ra ngoài giúpđộng cơ làm việc bình thường; có 2 cách làm mát: bằng nước (gồm có:bơm nước, đường nước làm mát, két nước, quạt gió) và bằng gió (gồmcó: bộ tản nhiệt, quạt làm mát và cơ cấu dẫn động quạt)

8 Hệ thống khởi động: đảm bảo cho động cơ khởi hành nhanh chóng;khởi động bằng điện, động cơ lai, khí nén

1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG:

1.3.1 Các thuật ngữ và khái niệm cơ bản (hình 1.3-1):

Điểm chết (tử điểm): vị trí cuối cùng của piston trong xy lanh mà ở đó nó

không thể di chuyển tiếp được nữa Tại vị trí đó, vận tốc của piston bằngkhông và piston sẽ đổi chiều chuyển động Có hai điểm chết: điểm chếttrên/tử điểm thượng và điểm chết dưới/tử điểm hạ:

 Điểm chết trên (ĐCT): vị trí của piston nằm phía trên xy lanh, xađường tâm của trục khuỷu nhất

 Điểm chết dưới (ĐCD): vị trí của piston nằm phía dưới xy lanh,gần đường tâm của trục khuỷu nhất

Hành trình piston (khoảng chạy S của piston): khoảng dịch chuyển củapiston giữa hai điểm chết Có hai khoảng chạy, khoảng chạy lên và khoảngchạy xuống.

Đường kính xy lanh D (lòng xy lanh) : đường kính trong của xy lanh.Thể tích xy lanh (dung tích xy lanh, Vh): thể tích xy lanh mà piston giảiphóng khi di chuyển từ ĐCT đến ĐCD hoặc ngược lại Thể tích công tácđược tính như sau:

Đối với động cơ nhiều xy lanh , dung tích xy lanh của động cơ bằng i.Vh

( i là số xy lanh trong động cơ).

Thể tích buồng cháy (V c ): thể tích còn lại trong xy lanh khi piston ở ĐCT.

Tỷ số nén ký hiệu là e và được tính bằng công thức sau :

Hòa khí : hỗn hợp giữa hơi xăng và không khí trộn thật đều và đúng tỷ lệ

Ở động cơ xăng hòa khí được tạo thành ở bên ngoài xy lanh động cơ tại bộ

chế hòa khí (carburater) Vì vậy, khí nạp mới hút vào xy lanh động cơ xăng

chính là hòa khí trong khi ở động cơ diesel khí nạp mới chỉ là không khí(thanh khí)

Va = Vh + Vc

c

h c

h c c

a

V

V V

V V V

Môi chất công tác (MCCT): 1 khối khí trong xy lanh động cơ mà nhờ sựthay đổi các thông số trạng thái (thể tích , áp suất và nhiệt độ) của nó, nhiệtnăng tạo thành do đốt cháy nhiên liệu chuyển sang cơ năng (sinh công).Trong kỹ thuật nhiệt động lực học MCCT còn gọi là chất môi giới.

Kỳ/thì (temps): thời gian MCCT thay đổi trạng thái trong một hành trìnhpiston hay trong nửa vòng quay của trục khuỷu

Chu kỳ (cycle): toàn thể sự thay đổi trạng thái (sự thay đổi thể tích, ápsuất và nhiệt độ) của MCCT từ khi mới đem vào xy lanh cho đến lúc được

xả ra ngoài khí trời

1.3.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ xăng 2 kỳ:

Kỳ thứ nhất (hành trình piston đi xuống): hành trình cháy giản nỡ sinhcông và một phần của quá trình thải khí cháy đồng thời nạp hòa khí mới vào

xy lanh Do đó, động cơ đã thực hiện xong một chu kỳ

Lúc này, piston đang ở ĐCT, thể tích xy lanh bằng thể tích buồng cháy(Vc) Hòa khí bị nén có áp suất và nhiệt độ cao (T = 280-3000C), áp suất (p = 8-

15 atm(kG/cm2)) gặp tia lửa điện phóng ra từ bugi lập tức bốc cháy rất nhanh

Áp lực của khí cháy (môi chất công tác) trong xy lanh tăng vót lên 30-40 atm,đẩy piston đi xuống ĐCD, qua trung gian thanh truyền làm quay trục khuỷu(thực hiện quá trình giãn nở sinh công) Đồng thời trong hành trình đixuốngpiston còn có nhiệm vụ ép hòa khí đã được hút sẳn vào cạt-te (hộp trụckhuỷu) ở kỳ trước

Quá trình giãn nở chiếm khoảng 3/4-8/10 hành trình đi xuống Vì tại vị trínày, piston vừa mở lỗ thoát, lập tức khí cháy tuôn ra ngoài, áp lực của môi chấtcông tác trong xy lanh giảm rất nhanh và một phần lớn khí cháy đã bị tống rakhỏi xy lanh

Piston tiếp tục đi xuống, kế đó mở tiếp lỗ nạp, hòa khí bị nén trong cạt-te

có áp suất khoảng 1,3-1,5 (atm) sẽ nạp đầy vào trong xy lanh qua lỗ nạp Nhưvậy, kể từ lúc cả 2 lỗ thoát và nạp cùng mở, có 2 quá trình xãy ra đồng thời (thảikhí ra khỏi xy lanh và nạp khí mới vào xy lanh) và chúng được gọi là quá trìnhquét thải (vì thực chất ở động cơ hai kỳ, người ta còn lợi dụng dòng khí mới đẩykhí cháy ra sạch)

Kỳ thứ hai (piston đi từ ĐCD đến ĐCT): tiếp tục quá trình thải nén.Khipiston xuống đến ĐCD, chấm dứt kỳ 1, nhờ quán tính cuỷa bánh trớn (bánhđà), piston đổi chiều chạy lên tạo ra áp thấp (chân không) ở cạt-te và hút hòakhí vào Trong lúc 2 lỗ nạp và thoát chưa đóng, hòa khí tiếp tục nạp vàotrong xy lanh, đồng thời khí cháy tiếp tục thoát ra ngoài

Piston đóng lỗ nạp trước rồi mới đóng lỗ thoát, do đó một phần khí nạpmới (hòa khí có hơi xăng) sẽ bị khí cháy cuốn ra ngoài Chính vì lý do này,động cơ hay kỳ tiêu hao nhiều xăng hơn động cơ 4 kỳ

Quá trình nén, chỉ thực sự bắt đầu khi piston đóng kín cả hai lỗ nạp thải.Thể tích xy lanh nhỏ dần, làm tăng nhiệt độ vá áp suất của MCCT trong xylanh Đối với chu kỳ lý thuyết, quá trình nén chấm dứt khi piston lên đến gần

ĐCT, bugi nẹt lửa, hòa khí bốc cháy Vì vậy, quá trình nén thực tế được xemnhư chấm dứt khi piston lên gần ĐCT Tương ứng với góc đánh lửa sớm(khoảng 4-120 góc quay trục khuỷu trước ĐCT).

Hình 1.3-2: Nguyên lý hoạt động động cơ xăng 2 kỳ

 Tóm tắt:

Kỳ thứ nhất: Piston chạy xuống Kỳ thứ hai: Piston chạy lên

- Cháy + giãn nở sinh công - Tiếp tục nạp và thải

- Ép hoà khí ở cạt te - Xú páp nạp đóng, chấm dứt nạp

- Thoát khí cháy - Xú páp thoát đóng, chấm dứt thoát

- Nạp khí nạp mới vào trong xy lanh - Hút hoà khí (khí nạp mới) vào cạt te

1.3.3 Nguyên lý hoạt động của động cơ xăng 4 kỳ:

Chu trình công tác của động cơ xăng bốn thì được thực hiện trong bốnhành trình của pittông, mỗi hành trình của pittông thực hiện một thì

Hình 1.3-3: Chu trình công tác ĐCX 4 kỳ Hình 1.3-4: Đồ thị công

Nguyên lý hoạt động theo chu trình lý thuyết:

Theo chu kỳ lý thuyết mỗi kỳ khởi sự ngay tại 1 điểm chết mà cũng chấmdứt ngay tại 1 điểm chết Trong động cơ 4 kỳ thì mỗi kỳ sẽ thực hiện 1 quátrình và có:

 Kỳ nạp/hút: thực hiện quá trình nạp, piston dịch chuyển từ ĐCTxuống ĐCD

 Kỳ nén: thực hiện quá trình nén , piston dịch chuyển từ ĐCD lênĐCT

 Kỳ sinh công: thực hiện quá trình cháy - dãn nở, piston dịchchuyển từ ĐCT xuống ĐCD

 Kỳ thải/xả/thoát: thực hiện quá trình thải sản vật cháy, pistondịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT

Động cơ hoạt động theo chu trình lý thuyết nêu trên sẽ mất khoảng 15 30% công suất vì các lý do sau:

- Không thải sạch được sản vật cháy

 Không nạp được đầy môi chất công tác mới

 Không cháy đúng thời điểm

Trên thực tế động cơ hoạt động theo chu trình công tác thực tế nhằm tăngtối đa công suất và hiệu suất của động cơ

Nguyên lý hoạt động theo chu trình thực tế:

 Kỳ hút (hành trình nạp):

Động cơ có tốc độ (số vòng quay trục khuỷu) càng cao thì góc mở sớm,

đóng trễ và supape nạp càng lớn

Supape nạp mở sớm trong lúc supape thoát chưa đóng lại.Vì thế có tồn tại

một khoảng khắc rất ngắn (thời gian tính theo giây) 2 supape hút và thoát cùng

mở (cỡi nhau), góc quay trục khuỷu mà cả 2 supape cùng mở goị là góc trùng

điệp Mà cũng vì khoảng thời gian ấy quá ngắn nên khí cháy không đủ thì giờ

để dội ngược lại bộ chế hòa khí Mụcđích mở sớm và đóng trễ supape hútnhằm tăng lượng khí nạp mới vào xylanh động cơ, từ đó tăng được công suấtphát ra của động cơ.Mặc dù supape hútđóng trễ, trong lúc piston đã đi lên mà

khí nạp mới không bị đẩy ra ngoài (ra ống góp nạp) vì những lý do sau đây:

o Quán tính (trớn) hút khí nạp vẫn còn

mạnh vì máy chạy nhanh

o Trong xy lanh còn chân không, cónghĩa là áp suất trong xy lanh nhỏhơn áp suất khí trời

o Ở gần điểm chết trục khuỷu quaymột vòng cung dài, trong khi piston

đi được một đoạn đường ngắn

Hình 1.3.6: Kỳ nạp

Tuy nhiên ở một số động cơ chạy chậm supape hút có thể mở trễ khipiston đã đi qua khỏi ĐCT, tương ứng với góc quay trục khuỷu khoảng từ 00 -

80 sau ĐCT Mục đích của việc mở supape hút sau khi supape thoát đã đóng là

để cho khí cháy được thải sạch ra khỏi xy lanh trước khi hút khí nạp mới vào xylanh

 Kỳ nén (Hành trình nén - thì ép):

Hình 1.3-7: Diễn biến hành trình nén

Quá trình nén thực tế khí nạp mới trong xy lanh bắt đầu khi supape nạpvừa đóng và chấm dứt khi piston gần lên tới ĐCT, tương ứng với góc quay trụckhuỷu khoảng từ 00 đến 220 trước ĐCT gọi là góc đánh lửa sớm (lúc bugi nẹtlửa - đối với động cơ xăng) hoặc góc phun sớm (đối với động cơ diesel) Vì thếhành trình nén thực tế nhỏ hơn hành trình nén lý thuyết, tương ứng với góc

quay trục khuỷu nhỏ hơn 1800.Trên thực tế hành trình nén là hành trìnhtiêu hao công (công âm), được nhận từcông dư của bánh trớn (bánh đà) hoặc từcông giãn nở (công dương) của các xy lanhkhác trong động cơ Tuy nhiên, nhờ có quátrình nén nhiệt độ và áp suất của MCCTtăng cao Ví dụ : một động cơ xăng có tỷ

số nén là 7, thì khi piston lên tới gần ĐCT

áp suất hòa khí tăng lên khoảng 8 atm vànhiệt độ lên khoảng 3000 C Trong điềukiện nhiệt độ và áp suất cao này hòa khísẵn sàng bốc cháy khi có tia lửa điệnphóng ra tại bugi

Hình 1.3-8: Kỳ nén

 Kỳ cháy - giãn nở (hành trình sinh công):

Hình 1.3-9: Diễn biến hành trìnhsinh công

Quá trình cháy thực tế xem như được bắtđầu lúc bugi nẹt lửa (đối với động cơ xăng) hoặclúc nhiên liệu diesel phun vào xy lanh (đối vớiđộng cơ diesel), tương ứng với góc đánh lửa sớmhoặc góc phun sớm

Ở động cơ xăng, hòa khí bị ép nóngsẳn, gặp phải tia lửa điện bốc cháy rất nhanh(chỉ trong vòng khoảng 1/200 của giây đồnghồ) Nhiệt độ và áp suất khí trong xy lanhtăng lên rất nhanh và rất cao (T = 2200 -

2500C , P = 35 atm) Chính nhờ áp lực caonày đẩy piston đi xuống mạnh làm cho trụckhuỷu và bánh trớn quay Khi piston đixuống, thể tích xy lanh (Vh) tăng, khí cháygiãn nở sinh công Khi tay quay trụckhuỷu còn khoảng 450 trước ĐCDthì supape mở chấm dứt quá trình giãn nở sinh công và bắt đầu quá trìnhthải khí cháy ra khỏi xy lanh Như vậy Quá trình cháy - giãn nở thực tếnhỏ hơn quá trình cháy - giãn nở lý thuyết

Hình 1.3-10: Kỳ cháy

 Kỳ thải (thì thoát hay còn gọi là hành trình thải):

Supape thoát mở sớm 450, khí cháy tuôn rangoài một phần lớn , áp suất khí trong xylanh giản xuống rất nhanh, trong lúc pistonđang chạy xuống ĐCD Như vậy ta đã làmmất đi một phần công suất và hiệu suất củađộng cơ Nhưng ta được bù lại trong lúcpiston chạy lên vì nó không còn bị hãm bởisức đối áp của khí cháy trong xy lanh.Supape thoát đóng trễ khoảng 100 sau ĐCTnhằm gia tăng thời gian đẩy sạch khí cháy

ra khỏi xy lanh Như vậy, quá trình thảithực tế lớn hơn quá trình thải lý thuyết