Đề tài tìm HIỂU về ĐỘNG cơ HAI kỳ và bốn kỳ

+ Kỳ 2: Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi từ ĐCD lên ĐCT, trong xilanhdiễn ra các quá trình quét - thải khí, lọt khí, nén và cháy.. Kỳ nạp và nén thứ cấp : Khi pittông di chuyển từ ĐC

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG TP HỒ CHÍ MINH

✪ SINH VIÊN THỰC HIỆN :

♫ HUỲNH TRUNG CANG

MỤC LỤC

Trang

I Động cơ 2 kỳ 5

1 Đặc điểm cấu tạo của động cơ 2 kỳ 5

2 Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 2 kỳ 6

3 Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen 2 kỳ 7

4 Ưu và nhược điểm của động cơ 2 kỳ 8

5 Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 9

6 Ứng dụng 10

II Động cơ 4 kỳ 12

1 Đặc điểm cấu tạo của động cơ 4 kỳ 12

2 Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 4 kỳ 13

3 Nguyên lí làm việc của động cơ Điêzen 4 kỳ 14

4 Ưu và nhược điểm của động cơ 4 kỳ 14

5 Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 15

6 Ứng dụng 16

III So sánh giữa động cơ 2 kỳ và 4 kỳ 17

LỜI NÓI ĐẦU

Trước nay công nghiệp hiện đại luôn là điểm tựa để thúc đẩy nền kinh tế của đất nước phát triển, nói cách khác một nước phát triển là nước có nền công nghiệp hiện đại Trong đó phương tiện giao thông là một ngành góp công rất lớn cho nền kinh tế của đất nước và nhu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa và dịch vụ của nhân dân Nhưng bên cạnh đó vẫn còn để lại những vấn đề bức xúc về môi trường và cảnh quan… mà nhu cầu tiện lợi hóa cácphương tiện giao thông là một trong những vấn đề ưu tiên hàng đầu của bất kỳ một quốc gia nào Vì vậy, các ngành về động cơ, ô tô, xe máy, đangngày càng phát triển mạnh để đáp ứng lại nhu cầu đi lại củng như vận chuyển của người dân Với các tiến bộ vượt bậc của nền khoa học kỹ thuật, ô tô và xe máy ra đời ngày càng hiện đại, kết cấu gọn nhẹ và đặc biệt có tính năng ưu việt hơn so với trước kia Và động cơ là một bộ phận cực kỳ quan trọng củng là yếu tố quyết định công suất củng như tải trọng của mỗi loại xe Qua bài tiểu luận này chúng ta sẽ tìm hiểu và so sánh giữahai loại động cơ 2 kỳ và 4 kỳ Chúng có ưu nhược điểm ra sao, và những chi tiết về 2 loại động cơ này như thế nào chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu

Do kiến thức về môn học còn hạn hẹp nên bài tiểu luận không tránh khỏi sai sót kính mong thấy châm chước và cho ý kiến để những bài tiểu luận sau được hoàn thiện hơn

Động cơ có 2 loại phổ biến là loại động cơ sử

dụng nhiên liệu xăng và loại động cơ sử dụng

nhiên liệu dầu Gồm có động cơ 2 kỳ và động cơ 4

kỳ với hệ thống nạp nhiên liệu dạng hút chân

không (áp thấp) hoặc phun xăng điện tử Hệ thống làm mát cho các loại động cơ này thường là làm mát bằng gió tự nhiên, làm mát bằng quạt gió

hoặc bằng dung dịch nước Sau đây chúng ta sẽ cùng nghiên cứu cấu trúc và hoạt động của hai

loại động cơ trên.

1 Đặc điểm cấu tạo của động cơ 2 kỳ:I ĐỘNG CƠ 2 KỲ

+ Trên hình vẽ là sơ đồ cấu tạo của một động cơ 2 kỳ Động cơ 2 kỳ có một số đặc điểm cơ bản sau :

Động cơ không có cơ cấu phối khí , kết cấu đơn giản và có khối lượng nhẹ hơn động cơ 4 kỳ

Trên thân xy lanh có các cửa nạp nhiên liệu, cửa thoát và cửa nạp

Trong lúc động cơ làm việc, đồng thời cả phía trên và dưới của pittông đều xảy ra các quá trình chuyển hóa

2 Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 2 kỳ :

- Gồm 2 kỳ

+ Kỳ 1: Pit-tông đi từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD), trong xilanh diễn ra các quá trình cháy – dãn nở, thải tự do và quét - thải khí

+ Kỳ 2: Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi từ ĐCD lên ĐCT, trong xilanhdiễn ra các quá trình quét - thải khí, lọt khí, nén và cháy

Kỳ nạp và nén thứ cấp :

Khi pittông di chuyển từ ĐCD lên ĐCT, tạo ra áp suất chân không trong hộp trục khuỷu và khi thân piston mở cửa nạp, hỗn hợp không khí-xăng từ chế hòa khí sẽ được hút vào trong hộp trục khuỷu Tiếp theo đó, đầu pittong sẽ đóng các cửa nạp chuyển và cửa xả để nén lượng hòa khí đã được đưa lên buồng đốt

Kỳ cháy giãn nở và nén sơ cấp :

Khi pittông đi lên gần tới ĐCT, hỗn hoợp nén sẽ được đốt cháy bằng tia lửađiện phát ra từ bugi Khí cháy giãn nở sinh ra áp suất lớn đẩy pitông đi xuống, truyền qua thanh truyền làm quay trục khuỷu Khi pittông đi xuống,thân pittông đóng kín cửa nạp, nén hỗn hợp đã được hút vào hộp trục khuỷu trong kỳ nạp(nén sơ cấp)

Kỳ xả và nén sơ cấp :

Khi pittông tiếp tục đi xuống, đầu pittông sẽ mở cửa xả và khí cháy được thoát ra ngoài Cùng lúc này, hỗn hợp hòa khí trong hộp trục khuỷu vẫn tiếp tục bị nén lại với áp suất cao hơn

Kỳ xả và nạp chuyển :

Pittông tiếp tục đi xuống, đầu pittông mở cửa nạp chuyển, hỗn hợp khí bị nén trong hộp trục khuỷu sẽ theo đường nạp chuyển trên thành xy lanh vào buồng đốt Hỗn hợp khí tươi này sẽ góp phần đẩy khí cháy ra khỏi buồng đốt để hoà khí tươi được nạp đầy đủ hơn(ở khoảng nửa cuối hành trình đi xuống của piston)

- Các loại hệ thống nạp của động cơ 2 kỳ :

a Hệ thống nạp kiểu van pittông: Đây là loại phổ biến và lâu đời nhất của

đông cơ 2 kỳ Trên thân xy lanh có cửa nạp được đóng mở bởi pittông Có

2 loại chính :

@ Loại 4 cửa :

Đây là loại có cấu tạo cơ bản và đơn giản nhất của động cơ 2 kỳ Trên

thành xy lanh có 4 cửa : 1 cửa nạp, 1cửa xả, 2 cửa nạp chuyển ( xem hìnhbên dưới)

@ Loại 6 cửa :

Đây là loại cải tiến từ loại 4 cửa Có thêm 2 cửa nạp chuyển bổ sung để

quét sạch khói cháy và tăng hiệu qủa nạp chuyển Có 6 cửa : 1cửa nạp,

1cửa xả, 2 cửa nạp chuyển chính và 2 cửa nạp chuyển phụ.(Xem hình bên dưới)

b Hệ thống nạp kiểu van xoay:Trong hệ thống này, cửa nạp được bố trí trên

vách của hộp trục khủyu chứ không phải trên thân xy lanh như loại van

pittông Đóng và mở cửa nạp trong trường hợp này là một đĩa (van) xoay

có một phần được cắt, đĩa này được trục khuỷu dẫn động (xem hình bên dưới) Do không có cửa nạp trên thành xy lanh nên có thêm 1 cửa nạp

chuyển bố trí trực diện với cửa xả làm tăng hiệu qủa quét khí cháy

c Hệ thống nạp van lưỡi gà : Đây là hệ thống nạp được sử dụng trên các

động cơ 2 kỳ hiện đại, có nhiều ưu điểm hơn hẳn 2 loại đã kể ở trên Cửa nạp được bố trí trên vách hộp trục khuỷu, van lưỡi gà được làm bằng các tấm thép mỏng đàn hồi tốt Việc đóng và mở van lưỡi gà được thực hiện nhờ áp suất thay đổi trong hộp trục khuỷu Khi áp suất trong hộp trục

khuỷu âm(lúc piston đi từ ĐCD lên ĐCT), van lưỡi gà sẽ mở ra; khi pittông

đi xuống áp suất trong hộp trục khuỷu tăng dần sẽ làm van lưỡi gà đóng lại

3 Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen 2 kỳ :

Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen 2 kỳ cũng tương tự như động cơ

xăng 2 kỳ, chỉ khác ở hai điểm sau:

- Khí nạp vào cacte của động cơ xăng là hòa khí, còn ở động cơ điêzen là không khí

- Cuối kì nén, ở động cơ xăng thì bugi bật tia lửa điện để châm cháy hòa khí, còn ở động cơ điêzen thì vòi phun phun nhiên liệu vào buồng cháy Nhiên liệu được phun tơi vào buồng cháy hòa trộn với khí nóng tạo thành hòa khí Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ trong xilanh cao, hòa khí sẽ tự bốc cháy.

4.Ưu và nhược điểm của động cơ 2 kỳ :

- Ưu điểm :

Ứng với mỗi vòng quay trục khuỷu đều có một kỳ sinh công, vòng quay của trục khuỷu ổn định ; Công suất và mô men sinh ra đều và ổn định Kết cấu động cơ không có cụm phối khí ( Trục cam, cò mổ, xupap …) nêngiảm đáng kể số lượng chi tiết, giảm chi phí chế tạo và việc bảo trì sửa chữa cũng dễ dàng hơn

So sánh với một động cơ 4 kỳ có cùng tốc độ động cơ thì công suất do động cơ 2 kỳ sinh ra lớn hơn

Số chu kỳ sinh công nhiều gấp đôi so với động cơ 4 kỳ, nên với dung tích

xy lanh và hiệu suất cháy giãn nở như nhau thì công suất sinh ra lớn gấp đôi so với động cơ 4 kỳ ( thực tế gấp khoảng 1.7 lần) khả năng tăng tốc rất nhanh

dẫn tới hơi yếu và xe không bốc; xích côn và lá côn và bi cơ mòn Một số duyên cớ do các chi tiết máy đã xuống cấp dẫn tới động cơ phát ra tiếng kêu ngoài ý muốn Số nặng, sang số khó, có thể do côn không cắt rứt khoát hoặc đĩa chia số đặt chưa đúng vị trí.

- Phần chế hòa khí, bình chứa xăng, lọc gió: thường nhật bình xăng dùng

lâu ngày sinh ra lắng cặn dẫn tới tắc khóa xăng, ống dẫn và chế hòa khí, cần phải xúc rửa vệ sinh lại hết thảy hệ thống

Lọc gió bám quá nhiều bụi bẩn khiến không đủ lượng gió cung cấp cho quá trình hòa trộn nhiên liệu trong chế hòa khí Điều này gây tắc chế hòa khí dẫn tới xe có hiện tượng không thể tăng ga ở vận tốc cao

Chế hòa khí của xe trực tính bị nước vào khi ta rửa xe hoặc băng qua chỗ

có nước ngập sâu do thiết kế cổ hút gió và dây ga không kín Xe lúc này sẽkhông khởi động được, hoặc nếu có phát động được thì tiếng nổ cũng kêu lụp bụp, không đều Cần phải tháo chế xúc rửa ngay

- Phần điện: Điện trên xe là phần rất đáng để ý và cũng là bộ phận hay “dởchứng” nhất Về căn bản, phần điện được chia thành hai loại: Điện cung cấp cho quá trình đánh lửa và điện cung cấp cho đèn, còi

Về điện cung cấp cho quá trình đánh lửa: Khi xe chạy đường dài ở tốc độ cao, máy nóng gây ra cháy cuộn điện nguồn cung cấp cho quá trình đánh lửa của bugi Nếu chạy tốc độ thấp mà vẫn bị cháy có thể do tay lái từ quay không đồng tâm, mâm lửa bị móp méo dẫn tới va quệt vào vô lăng làm cháy cuộn điện nổ Về phần điện cung cấp cho đèn, còi: Phần lớn điệnđèn các xe thường hay bị kém, giảm công suất dẫn tới đèn tối, nguyên do

là do cuộn điện phát kém, rò rỉ hệ thống dây dẫn và quan trọng là bóng đènphải đúng công suất, pha đèn không bị ố

6 Ứng dụng:

- Động cơ hai kỳ đối với miền Bắc Việt Nam trước kia rất quen thuộc, từ Mobilette, Solex, Motobecane của người Pháp mang sang, Vespa của Piaggio (Italia) sau đó là những chiếc xe Con Thỏ (Восход), Minsk (Минск)), Minsk (Минск))của Liên Xô cũ, Babetta, Jawa của Tiệp Khắc, Simson, MZ của Cộng hoà dân chủ Đức, đều là những chiếc xe máy lắp động cơ hai kỳ Sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng, lại thấy xuất hiện những chiếc Yamaha Mate, Suzuki, BS (Bridgestone) v.v… (tất nhiên trừ những xe động cơ 4 kỳ như xe 67, xe Honda dame 50 hay Honda PC tay ga) Hầu hết chúng đều

là những động cơ có công suất nhỏ, tuy có những ngoại lệ như xe Jawa của Tiệp dung tích tới 350 và 360cc, hay như những chiếc ôtô của hãng Audi trước đây Những ứng dụng chủ yếu của loại động cơ này là:

- Máy cưa, máy cắt cỏ

1

Đặc điểm cấu tạo của động cơ 4 kỳ II ĐỘNG CƠ 4 KỲ :

- Cấu tạo của động cơ 4 kỳ phức tạp hơn động cơ 2 kỳ vì ở cụm đầu xy lanh có chứa các cơ cấu phối khí gồm trục cam, các cò mổ để điều khiển các xupap nạp và xả.

- Pittông nối với trục khuỷu thông qua thanh truyền để biến chuyển động

tịnh tiến của pittông thành chuyển động quay của trục khuỷu

+ Các kỳ trong một chu kì của động cơ 4 kỳ : Kỳ nạp, kỳ nén, kỳ nổ (cháy giãn nỡ), kỳ xả

2.

Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 4 kỳ :

-Gồm 4 kỳ: kỳ nạp, kỳ nén, kỳ nổ (cháy giãn nở), kỳ xả

- Kỳ nạp: Khi pittông dịch chuyển từ điểm chết trên (ĐCT) xuống điểm chết

dưới (ĐCD) tạo ra áp suất chân không trong buồng đốt tăng dần, lúc này xupap nạp mở ra, hỗn hợp hòa khí gồm không khí và xăng đã được hòa trộn ở chế hòa khí được hút vào buồng đốt

Thực tế để tăng hiệu suất nạp, xupap nạp được cho mở sớm trước khi pittông đến ĐCT một chút và đóng lại sau khi pittông qua ĐCD

Như vậy, lượng hòa khí nạp vào buồng đốt được nhiều hơn nhờ thời gian

mở xupap nạp dài hơn

- Kỳ nén: Pittông tiếp tục di chuyển từ ĐCD lên ĐCT, lúc này cả hai xupap nạp và xả đều đóng kín Thể tích buồng đốt thu hẹp dần từ lớn nhất đến nhỏ nhất, hòa khí đã được nạp bị nén lại với áp suất lớn dần tạo điều kiện

dễ bắt lửa và đốt cháy

- Kỳ nổ (cháy giãn nở): Trước khi pittông tới ĐCT, bugi phát ra tia lửa điện

và đốt cháy hỗn hợp đã bị nén dưới áp suất cao Hỗn hợp bị cháy rất

nhanh và áp suất khí cháy giãn nở rất lớn đẩy pittông đi xuống, truyền qua thanh truyền làm quay trục khuỷu

Đây là kỳ sinh công duy nhất của động cơ 4 kỳ

- Kỳ xả: Dưới tác động áp suất cao của khí cháy, pittông tiếp tục di chuyển xuống ĐCD Khi pittông gần tới ĐCD, xupap xả mở ra và khí cháy thoát ra ngoài qua cửa xả nhờ áp suất chênh lệch giữa trong và ngoài buồng đốt Xupap xả đóng lại khi pittông qua ĐCT, chấm dứt kỳ xả

+ Như vậy chu trình của động cơ 4 kỳ diễn ra trọn vẹn ứng với 2 vòng quaytrục khuỷu (tương ứng với 4 hành trình của pittông) Cứ hai vòng quay của trục khuỷu lại có một kỳ sinh công

3.Nguyên lí làm việc của động cơ Điêzen 4 kỳ:

Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen 2 kỳ cũng tương tự như động cơ

xăng 2 kỳ, chỉ khác ở hai điểm sau:

- Khí nạp vào cacte của động cơ xăng là hòa khí, còn ở động cơ điêzen là không khí

- Cuối kì nén, ở động cơ xăng thì bugi bật tia lửa điện để châm cháy hòa khí, còn ở động cơ điêzen thì vòi phun phun nhiên liệu vào

buồng cháy Nhiên liệu được phun tơi vào buồng cháy hòa trộn với khí nóng tạo thành hòa khí Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ

trong xilanh cao, hòa khí sẽ tự bốc cháy

4.Ưu và nhược điểm của động cơ 4 kỳ:

+Ưu điểm:

- Động cơ hoạt động rất chính xác, hiệu quả và ổn định do các kỳ nạp, nén,cháy giãn nở và xả đều diễn ra riêng biệt

- Ít xảy ra hiện tượng quá nhiệt do cửa xả không bố trí trên thành xy lanh

và động cơ có hệ thống bôi trơn hoạt động rất hiệu quả

- Sự mất mát nhiên liệu ít, động cơ có khả năng tiết kiệm nhiên liệu cao (sovới động cơ 2 kỳ)

- Quá trình nạp và nén kéo dài nên hiệu suất nạp và nén cao, như vậy

động cơ có khả năng cho hiệu quả công suất cao hơn so với mức tiêu tốn nhiên liệu (PS/l lớn)

+Nhược điểm:

- Động cơ có cơ cấu phối khí để đóng mở các xupap khá phức tạp, nhiều chi tiết nên việc chế tạo và bảo dưỡng khó khăn hơn so với động cơ 2 kỳ.

- Tiếng ồn các cơ cấu cơ khí khi động cơ làm việc lớn

- Sự cân bằng của động cơ kém do 2 vòng quay trục khuỷu mới có một kỳ sinh công

(*): Nhưng những nhược điểm này với công nghệ tiên tiến hiện nay đã được khắc phục phần lớn

5.

Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục:

- Động cơ phải đảm bảo làm việc tin cậy, không ngắt quãng, phát huy đủ công suất để đảm bảo đủ sức kéo cần thiết, tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn trong phạm vi định mức Tuy nhiên sau một quá trình làm việc, động

cơ sẽ xuất hiện các hư hỏng và thường có những biểu hiện như: sụt giảm công suất, tăng mức tiêu hao nhiên liệu, khí xả có nhiều khói, giảm ảm suất cuối kỳ nén, tiếng gõ bất thường trong động cơ… Công suất động cơ giảm và tiêu hao nhiên liệu tăng thường xảy ra khi hệ thống cung cấp

nhiên liệu hoặc hệ thống đánh lửa bị hỏng, buồng cháy bị muội than, tắc đường ống nạp, hệ thống làm mát bị cáu cạnh, hiệu chỉnh cơ cấu phân phối khí không chính xác, áp suất nén trong xilanh không đủ, không khí lọt vào hệ thống nạp đệm (thông qua các kín) Tăng mức tiêu hao dầu nhờn (do bị đốt cháy) và khí xả có nhiều khói, báo hiệu vòng găng bị mòn hoặc gãy và mất tính đàn hồi, mòn rãnh chứa vòng găng, mòn hoặc vỡ ống lót xilanh, rò rỉ dầu nhờn qua khe hở giữa cần xupáp và ống dẫn hướng

xupap, hỏng lớp đệm khít trục khủy và thông gió dưới cácte động cơ

Ngoài ra, hiện tượng khí xả có nhiều khói còn có thể liên quan đến hư hỏng cơ cấu phun nhiên liệu Hiện tượng giảm sút áp suất nén bên trong xilanh thường có nguyên nhân do mòn vòng găng và ống lót xilanh, xupap đậy không khít vào đế xupap, lỏng mối xiết đa ốc vào lắp xilanh, sai lệch

hở cơ cấu phối khe trong phân khí

- Tiếng gõ khác thường trong động cơ thường xuất hiện khi gãy lò xo

xupap, kẹt xupap, xước bề mặt ống lót xilanh và piston, tăng khe hở giữa đuôi xupap và mỏ đòn bẩy xupap, mòn chốt piston cũng như lỗ trong vấu piston và trong bạc đầu nhỏ (đầu trên) thanh truyền, mòn ổ đỡ thanh

truyền và ổ đỡ trục khủy Ngoài ra có thể kiểm tra tình trạng kỹ thuật của động cơ bằng cách xem xét bên ngoài, như nhìn mức tiêu hao hiên liệu và dầu nhờn thể hiện qua các dụng cụ đo lường – kiểm tra, nghe tiếng kêu của động cơ Để giữ cho động cơ luôn sẵn sàng vận hành tốt, giảm mức

độ hao mòn các chi tiết, ngăn ngừa, phát hiện kịp thời, khắc phục các hư hỏng và sự cố thì phải thực hiện đầy đủ các công việc bảo dưỡng động cơ

6 Ứng dụng:

- Động cơ 4 kỳ được sử dụng rất thông dụng hiện nay Hầu hết các loại phương tiện giao thông, tàu thuyền, máy bay … đều sử dụng loại động cơnày Vì lực sinh công lớn, ít tiêu tốn nhiên liệu, hoạt động chính xác hơn sovới động cơ 2 kỳ