Lý thuyết động cơ đốt trong

Động đốt NG C T TRONG MC LC Trang Chng I Nguyờn lý ng c t 1.1 Lch s phỏt trin v phõn loi ng c t 1.1.1 S lc lch s phỏt trin ca ng c nhit v ng c t 1.1.2 Khỏi nim v ng c nhit 1.1.3 So sỏnh ng c t vi cỏc loi ng c nhit khỏc .7 1.1.4 Phõn loi ng c t 1.2 Nguyờn lý lm vic ca ng c t 1.2.1 Cu to chung ca ng c t 1.2.2 Nhng khỏi nim v nh ngha c bn 10 1.2.3 ng c k 11 1.2.3.1 Hot ng ca ng c diezel bn k 11 1.2.3.2 Hot ng ca ng c xng bn k 13 1.2.4 ng c hai k 14 1.2.4.1 Hot ng ca ng c hai k quột khớ ngang (quột vũng) .14 1.2.4.2 Hot ng ca ng c hai k quột thng qua xupỏp thi .15 1.2.5 ng c nhiu xilanh 16 1.2.6 So sỏnh ng c bn k vi ng c hai k .18 Chng II C cu truyn - trc khuu 2.1 Lc v mụ men tỏc dng lờn c cu truyn trc khuu 19 2.2 Cu to Nhúm piston 20 2.2.1 Piston 20 2.2.2 Cht piston 24 2.2.3 Secmng 25 2.3 Nhúm truyn 28 2.3.1 Thanh truyn .28 2.3.2 Bc lút 32 2.3.3 Bu lụng truyn .35 2.4 Trc khuu 36 2.5 Bỏnh .41 Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt Chng III Cỏc chi tit c nh ca ng c 3.1 Thõn mỏy 44 3.2 Lút xi lanh 48 3.3 Np xi lanh 50 Chng IV C cu phõn phi khớ 4.1 Gii thiu chung v c cu phõn phi khớ 54 4.1.1 Nhim v 54 4.1.2 Yờu cu i vi c cu phõn phi khớ 54 4.1.3 Phõn loi 54 4.2 C cu phõn phi khớ dựng supỏp 54 4.2.1 C cu phõn phi khớ b trớ supỏp t 54 4.2.2 C cu phõn phi khớ b trớ supap treo 55 4.3 Kt cu mt s chi tit ca c cu phõn phi khớ .56 4.3.1 Supap 56 4.3.2 Lũ xo xupap 60 4.3.3 supap 61 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.3.8 ng dn hng supap .61 Con i 62 a y 63 Cũ m 64 Trc cam 64 Chng V H thng lm mỏt 5.1 Gii thiu v h thng lm mỏt 67 5.1.1 Nhim v 67 5.1.2 Phõn loi h thng lm mỏt 67 5.1.3 H thng lm mỏt bng cht lng 68 5.2 Kt cu cỏc b phn ca h thng lm mỏt 69 5.2.1 Kột nc 69 5.2.2 Bm nc 70 5.2.3 Qut giú 71 5.2.4 Van hng nhit 72 Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt Chng VI H thng bụi trn 6.1 Gii thiu chung v h thng bụi trn 75 6.1.1 Nhim v 75 6.1.2 Phõn loi 75 6.1.3 Cu to chung ca h thng bụi trn hn hp 76 6.2 Cu to cỏc b phn chớnh ca h thng bụi trn 77 6.2.1 Bm du 77 6.2.2 Bu lc du 78 6.2.3 Vn thụng hi cho ng c 79 Chng VII H thng cung cp nhiờn liu ng c xng 7.1 Gii thiu chung 80 7.1.1 Nhim v - Phõn loi .80 7.1.2 S cu to chung .80 7.2 Cu to v hot ng ca mt s b phn chớnh 82 7.2.1 Bm xng 82 7.2.2 Bu lc .83 7.2.3 B ch hũa khớ n gin 85 7.2.4 B ch hũa khớ hin i 87 Chng VIII H thng cung cp nhiờn liu ng c iezel 8.1 Nhim v - yờu cu .98 8.2 S cu to chung 98 8.3 Cu to v hot ng ca mt s b phn chớnh ca HTNL ng x diezel .98 8.3.1 Bm ỏp lc thp .99 8.3.2 Bu lc nhiờn liu 100 8.3.3 Bm cao ỏp 102 8.3.3.1 Yờu cu, phõn loi bm cao ỏp 102 8.3.3.2 Cu to v hot ng ca bm cao ỏp (loi dóy v loi phõn phi) 102 8.3.4 Vũi phun 104 8.3.4.1 Yờu cu, phõn loi vũi phun .104 8.3.4.2 Cu to v hot ng ca vũi phun .104 Cõu hi ụn 107 Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt CÂU Hỏi ôn tập 01 Hoat động động xăng bốn kỳ 02 Hoat động động diesel bốn kỳ 03 Hoat động động hai kỳ quét khí ngang (quét vòng) 04 Hoạt động động hai kỳ quét thẳng qua xu páp thải 05 Nguyên lý hoat động động diesel bốn kỳ 06 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu piston, vật liệu chế tạo piston 07 Cấu tạo đầu piston 08 Cấu tạo thân piston 09 Cấu tạo đầu nhỏ truyền, thân truyền: 10 Kết cấu đầu, cổ trục khuỷu cổ trục truyền 11 Nhiệm vụ, kết cấu má khuỷu, đối trọng đuôi trục khuỷu 12 Nhiệm vụ, vật liệu chế tạo cấu tạo bánh đà 13 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu thân máy Vật liệu chế tạo phân loại thân máy 14 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu, vật liệu chế tạo cấu tạo lót xy lanh 15 Cấu tạo hoạt động cấu phân phối khí bố trí supáp đặt 16 Cấu tạo hoạt động cấu phân phối khí bố trí supap treo 17 Nhiệm vụ, yêu cầu, cấu tạo supap Số l-ợng cách bố trí supap 18 Nhiệm vụ, yêu cầu, cấu tạo đội, đũa đẩy cò mổ cấu phân phối khí 19 Nhiệm vụ, phân loại hệ thống làm mát, cấu tạo hoạt động hệ thống làm mát chất lỏng 20 Nhiệm vụ, yêu cầu, cấu tạo két n-ớc 21 Nhiệm vụ, yêu cầu, cấu tạo van nhiệt hệ thống làm mát chất lỏng 22 Nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo chung hoạt động hệ thống bôi trơn hỗn hợp 23 Nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo hoạt động bơm dầu hệ thống bôi trơn 24 Nhiệm vụ, phân loại cấu tạo chung hệ thống nuôi d-ỡng động xăng 25 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động bơm xăng 26 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động bầu lọc không khí 27 Cấu tạo, hoạt động chế hoà khí đơn giản 28 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động hệ thống đậm (hệ thống tiết kiệm) chế hoà khí 29 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động bơm tăng tốc chế hoà khí 30 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động cấu khởi động chế hoà khí 31 Nhiệm vụ, yêu cầu, sơ đồ cấu tạo chung hoạt động hệ thống nuôi d-ỡng động diezel 32 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động bơm áp lực thấp hệ thống nuôi d-ỡng động diezel 33 Cấu tạo hoạt động vòi phun kín tiêu chuẩn 34 Cấu tạo hoạt động vòi phun kín có chốt Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt 35 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu, vật liệu chế tạo, kết cấu bạc lót đầu to truyền 36 Vấn đề nhiệt độ n-ớc làm mát động 37 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động bầu lọc ly tâm hệ thống bôi trơn 38 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động hệ thống phun chế hoà khí 39 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động hệ thống chạy không tải chế hoà khí 40 Cấu tạo hoạt động bơm cao áp loại dãy 41 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động tự động điều chỉnh góc phun sớm 42 Cấu tạo hoạt động bơm phân phối 43 Nhiệm vụ, yêu cầu, cấu tạo trục cam cấu phân phối khí 44 Nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu, vật liệu chế tạo kết cấu nắp xy lanh 45 Kết cấu thân máy kiểu thân xy lanh, hộp trục khuỷu 46 Cấu tạo đầu to truyền 47 Phân tích nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu trục khuỷu Vật liệu chế tạo phân loại trục khuỷu 48 Đ-ờng đặc tính BCHK đơn giản 49 Nhiệm vụ, cấu tạo hoạt động hạn chế số vòng quay cực đại động 50 Đ-ờng đặc tính lý t-ởng chế hoà khí yêu cầu chế hoà khí 51 Nhiệm vụ, yêu cầu, cấu tạo trục cam cấu phân phối khí 52 Một số biên pháp nâng cao độ cứng vững thân máy 53 Phân tích nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu chốt piston cấu tạo chốt piston 54 Phân tích nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu secmăng cấu tạo secmăng 55 Phân tích nhiệm vụ, điều kiện làm việc, yêu cầu truyền, vật liệu chế tạo truyền Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt Ch-ơng I Nguyên lý động 1.1 Lịch sử phát triển phân loại động đốt Mục đích: Giúp sinh viên nắm đ-ợc lịch sử phát triển động đốt cách phân loại động nh- nào? Nội dung bài: 1.1.1 Sơ l-ợc lịch sử phát triển động nhiệt động đốt - Năm 1784 Jiêm Oat chế tạo thành công máy n-ớc - Năm 1860 Jăng Echien Lơ Noa, ng-ời hầu bàn nhà kỹ thuật nghiệp d- Paris chế tạo thành công động hai kỳ chạy khí thiên nhiên, hiệu suất 4,65% - Năm 1877 Ôt tô Nicolas Langhen phát minh động đốt bốn kỳ chạy khí thiên nhiên, hiệu suất 20% - Năm 1885 Dam Le chế tạo thành công động xăng - Năm 1897 Rudolf Diezel chế tạo thành công động chạy nhiên liệu nặng, phun nhiên liệu khí nén, hiệu suất đạt 26% - Năm 1901 Robert Bosh đề xuất chế tạo bơm cao áp vòi phun để phun nhiên liệu vào xilanh Đến động điêzel hoàn chỉnh Việt nam: + Từ năm 1960 nhà máy khí Trần H-ng Đạo Hà Nội sản xuất động 2B10,5/13 từ năm 1972 chế tạo động 2B9,5/11 + Công ty Diezel Sông Công sản xuất loại động D50, D80, TS - 130, + Nhà máy khí Duyên Hải Hải phòng sản xuất loại động D22T, D23T, 1B9,5/11,5, + Hiện nay, xây dựng tổ hợp ô tô Đông Anh sở Công ty ô tô - chuyên sản xuất xe ca, tổ hợp ô tô Bắc Giang chuyên sản xuất xe vận tải chuẩn bị khởi công tổ hợp ô tô Hải D-ơng chuyên sản xuất xe du lịch, có nhà máy chế tạo động đáp ứng cho nhà máy xản xuất ô tô 1.1.2 Khái niệm động nhiệt Động nhiệt: thiết bị khí có khả chuyển nhiệt nhiên liệu cháy thành Động nhiệt có hai loại lớn: - Động n-ớc (động đốt ngoài): + Động kiểu piston + Turbin Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt - Động đốt trong: loại động nhiệt mà việc đốt cháy nhiên liệu, toả nhiệt trình chuyển nhiệt thành đ-ợc tiến hành động Động đốt có: + Động đốt kiểu piston + Turbin nhiệt + Động phản lực + Động rôto quay (động valken) 1.1.3 So sánh động đốt với loại động nhiệt khác - Ưu điểm động đốt trong: + Hiệu suất có ích cao: 40 45 % + Gọn nhẹ loại động khác công suất + Khởi động nhanh sẵn sàng khởi động + nguy hiểm vận hành + Không phải khử xỉ, tro + Không cần nhiều ng-ời phục vụ + Điều kiện làm việc thợ máy tốt - Nh-ợc điểm: + Khả tải + Không phát đ-ợc mô men cực đại số vòng quay thấp + Không khởi động đ-ợc có tải + Công suất không lớn + Nhiên liệu đòi hỏi khắt khe đắt + Cấu tạo phức tạp, đắt tiền + Làm việc gây tiếng ồn 1.1.4 Phân loại động đốt a) Dựa vào cách thực chu trình công tác: + Động bốn kỳ: động hoàn thành chu trình công tác sau bốn hành trình piston hay hai vòng quay trục khuỷu + Động hai kỳ: động hoàn thành chu trình công tác sau hai hành trình piston hay vòng quay trục khuỷu b) Dựa vào nhiên liệu dùng cho động cơ: + Động chạy nhiên liệu lỏng: * Nhẹ: xăng, benzen, * Nặng: dầu mazut, dầu điezel, + Động chạy nhiên liệu khí: khí thiên nhiên, khí lò ga, + Động chạy nhiên liệu khí lỏng Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt c) Dựa vào ph-ơng pháp hình thành hỗn hợp: + Động hình thành hỗn hợp bên Nhiên liệu không khí hoà trộn với bên đ-ợc hút vào xilanh Hiện có động dùng chế hoà khí động phun xăng + Động hình thành hỗn hợp bên Nhiên liệu không khí hoà trộn bốc cháy xilanh động Hiện có động diezel d) Dựa vào ph-ơng pháp đốt cháy nhiên liệu: + Động đốt cháy c-ỡng bức: dùng tia lửa điện để đốt cháy nhiên liệu + Động tự bốc cháy: nhiên liệu đ-a vào tự cháy xilanh e) Dựa vào dạng chu trình công tác: + Động làm việc theo chu trình cấp nhiệt đẳng tích + Động làm việc theo chu trình cấp nhiệt đẳng áp + Động làm việc theo chu trình cấp nhiệt hỗn hợp f) Theo ph-ơng pháp nạp: + Động tăng áp: nạp khí nạp vào xilanh áp suất cao áp suất khí trời + Động không tăng áp: nạp khí nạp vào xilanh áp suất bình th-ờng g) Theo cấu tạo động cơ: + Theo số xilanh: * Động xilanh * Động nhiều xilanh + Theo cách bố trí xilanh: * Động có xilanh bố trí hàng * Động có xilanh bố trí hai hàng hình chữ V * Động có xilanh bố trí nhiều hàng * Động có xilanh đối đỉnh * Động có xilanh bố trí thẳng đứng * Động có xilanh bố trí nằm ngang h) Theo khả thay đổi chiều quay trục khuỷu: + Động quay chiều: * Quay chiều trái * Quay chiều phải + Động quay hai chiều i) Theo vận tốc piston: + Động tốc độ thấp: C < 6,5 m/s + Động tốc độ cao: C > 6,5 m/s C = (S n)/30 S hành trình piston (m) n Số vòng quay trục khuỷu (v/ph) Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt k) Theo công dụng động cơ: + Động tĩnh + Động tàu thuỷ + Động tàu hoả + Động ô tô, máy kéo Tóm lại, ch-ơng trình ta nghiên cứu loại động sau: + Động điezel bốn kỳ + Động xăng bốn kỳ + Động hai kỳ: * Hai kỳ quét vòng * Hai kỳ quét thẳng qua xupáp thải Câu hỏi thảo luận: Khái quát lịch sử phát triển động nhiệt động đốt trong? Trình bày khái niệm động nhiệt? Những tiêu chí để phân loại động đốt trong? 1.2 Nguyên lý làm việc động đốt Mục đích: giúp sinh viên nắm đ-ợc nguyên lý làm việc động đốt trong? 1.2.1 Cấu tạo chung động đốt Động đốt cấu tạo phận chủ yếu sau: - Cơ cấu truyền trục khuỷu Nạp thải Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo động đốt Trục khuỷu Thanh truyền Piston Xilanh Vòi phun (buji) - Cơ cấu phân phối khí - Các chi tiết cố định - Hệ thống nuôi d-ỡng (hệ thống cung cấp nhiên liệu không khí) - Hệ thống bôi trơn - Hệ thống làm mát - Hệ thống đánh lửa (chỉ có động xăng) Và số phận khác Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt 1.2.2 Những khái niệm định nghĩa - Quá trình công tác: Tổng số tất biến đổi xảy môi chất công tác xilanh động nh- hệ thống gắn liền với xilanh nh- hệ thống thải, nạp Qúa trình công tác động đốt gồm nhiều phận riêng rẽ, trình trình đ-ợc lặp lặp lại trật tự định có tính chu kỳ - Chu trình công tác: Tổ hợp trình liên tục lặp đi, lặp lại theo chu kỳ xilanh để thực trình sinh công - Điểm chết: +Vị trí piston xilanh, mà ta tác động lực lên đỉnh piston không làm trục khuỷu quay +Vị trí mà piston đổi chiều chuyển động Trong động có hai điểm chết điểm chết (ĐCT) điểm chết d-ới (ĐCD) - Hành trình piston: khoảng chạy piston xilanh hai điểm chết: S=2*R R - kính quay trục khuỷu - Thể tích công tác: thể tích xilanh giới hạn từ ĐCT đến ĐCD, ký hiệu Vh Vh D S D - đ-ờng kính xilanh - Thể tích buồng cháy: thể tích lại nhỏ xilanh piston ĐCT, ký hiệu Vc - Thể tích toàn phần: tổng thể tích công tác thể tích buồng cháy: Va = Vh + Vc - Tỷ số nén: tỷ số thể tích toàn phần thể tích buồng cháy: Va Vh Vc V h Vc Vc Vc Tỷ số nén rõ thể tích xilanh phía piston bị giảm lần, tức bị ép nhỏ lần piston từ ĐCD lên ĐCT - Kỳ: phần chu trình công tác piston chạy từ điểm chết đến điểm chết - Tỷ số tăng áp suất: tỷ số áp suất cuối trình cháy đẳng tích áp suất cuối trình nén Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN pz pc 10 Động đốt Để điều chỉnh l-ợng hỗn hợp vào động chế độ không tải ta điều chỉnh vị trí vít điều chỉnh l-ợng hỗn hợp phun khỏi lỗ phun không tải (hoặc 14) điều chỉnh vị trí b-ớm ga - Hệ thống làm đậm (hệ thống tiết kiệm) Hệ thống có nhiệm vụ cung cấp thêm l-ợng nhiên liệu cho động làm việc chế độ toàn tải để động phát đ-ợc công suất lớn Hiện ta có loại hệ thống làm đậm: * Hệ thống làm đậm dẫn động chân không (hình 7.16) Hệ thống cấu tạo xi lanh có piston Không gian phía d-ới piston đ-ợc nối thông với không gian sau b-ớm ga, không gian phía piston đ-ợc thông với mặt thoáng xăng hay phía họng khuyếch tán Piston liên kết với van làm đậm qua ty đẩy giằng Trong xi lanh có lò xo có xu h-ớng đẩy piston lên để mở van làm đậm Hình 7.16 Hệ thống làm đậm dẫn động chân không Hoạt động: Khi b-ớm ga mở nhỏ, phía sau b-ớm ga có độ chân không lớn độ chân không phía họng khuyếch tán Do chênh lệch áp suất mà piston bị đẩy xuống d-ới sau khắc phục lực nén lò xo làm cho ty đẩy xuống đóng kín van làm đậm, lúc xăng qua jiclơ vào vòi phun Khi b-ớm ga mở lớn, độ chân không sau b-ớm ga giảm, lực lò xo lớn lực hút piston chênh lệch áp suất đẩy piston lên, qua ty đẩy mở van làm đậm cung cấp thêm l-ợng xăng vào vòi phun làm hỗn hợp thêm đậm Ưu điểm: Hệ thống bắt đầu làm việc độ chân không sau b-ớm ga giảm đến giá trị định mà không phụ thuộc vào vị trí b-ớm ga làm tăng tính động tính tăng tốc động Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 92 Động đốt Hệ thống làm đậm chân không dùng thêm cho số loại xe tải, đòi hỏi phải sử dụng hết công suất chế độ tốc độ không cao lắm: độ chân không đ-ờng ống nạp khoảng 10.600 24000 N/m2 Loại tác dụng chậm, không kịp thời, làm cho kết cấu chế hoà khí thêm phức tạp sử dụng không rộng rãi * Hệ thống làm đậm dẫn động khí (hình 7.17) hệ thống ta lắp thêm jiclơ nối tiếp với jiclơ van làm đậm đ-ợc đóng kín nhờ lò xo dẫn động nhờ đẩy từ hệ thống dẫn động b-ớm ga Hình 7.17 Hệ thống làm đậm dẫn động khí Hoạt động: Khi động làm việc chế độ không tải hay tải trung bình b-ớm ga mở nhỏ, van làm đậm đóng kín d-ới tác dụng lò xo Lúc xăng vào vòi phun qua jiclơ làm cho hỗn hợp có thành phần nhạt đảm bảo tính tiết kiệm động ( 1,05) Khi b-ớm ga mở lớn ( 85%) qua hệ thống dẫn động (thanh kéo 7, tay đòn 1) làm cho đẩy xuống tỳ mở van làm đậm, bổ xung thêm l-ợng nhiên liệu vào vòi phun làm cho hỗn hợp đậm thêm, đảm bảo cho động phát công suất lớn Hệ thống làm đậm dùng chế hoà khí động loại ô tô máy kéo gần nh- không dùng máy kéo làm việc chế độ gần toàn tải toàn tải nên lắp thêm hệ thống làm cho động tiêu tốn thêm nhiên liệu làm cho chế hoà khí thêm phức tạp - Bơm tăng tốc Cấu tạo: Bơm tăng tốc cấu tạo gồm xi lanh thông với buồng phao van bi thông với họng khuyếch tán qua ống phun 10 van tăng tốc Trong xi lanh có piston Cần đẩy piston đ-ợc nối mềm với giằng hệ thống dẫn động Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 93 Động đốt b-ớm ga Giữa piston giằng ngang có lò xo đẩy piston tới vị trí thấp Van tăng tốc đ-ợc đóng kín đế trọng lực Hoạt động: Bình th-ờng xi lanh chứa đầy xăng van bi mở Khi b-ớm ga mở từ từ qua hệ thống dẫn động đẩy piston xuống, đóng van nạp lực tác dụng xăng lên piston không dịch chuyển xuống tiếp đ-ợc Khi áp suất xăng không đủ lớn để mở van tăng tốc xăng không đ-ợc đ-a vào xi lanh Hình 7.18 Bơm tăng tốc Khi mở b-ớm ga đột ngột, qua hệ thống dẫn động làm giằng xuống Do tốc độ nhanh lò xo không kịp biến dạng đẩy piston xuống làm xăng bị nén, đóng van bi lại Khi áp suất xăng đủ lớn để thắng trọng lực van tăng tốc mở van đ-ợc phun vào họng khuyếch tán làm cho hỗn hợp đậm thêm đảm bảo cho động hoạt động bình th-ờng - Cơ cấu khởi động Khi khởi động, số vòng quay trục khuỷu nhỏ, độ chân không họng khuyếch tán nhỏ không đủ để hút xăng khỏi vòi phun nên l-ợng hỗn hợp vào động Hơn động lạnh xăng khó bốc nên cần hỗn hợp đủ đậm để động dễ khởi động B-ớm gió Van tự động với lò xo Hình 7.19 Cơ cấu khởi động chế hoà khí Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 94 Động đốt Để tăng độ chân không họng khuyếch tán, chế hoà khí ng-ời ta đặt b-ớm gió phía họng khuyếch tán B-ớm gió đ-ợc dẫn động với b-ớm ga từ ng-ời điều khiển Khi b-ớm gió đóng kín, toàn không gian phía sau b-ớm gió có độ chân không lớn làm cho xăng phun từ tất lỗ phun: lỗ phun không tải, vòi phun làm cho hỗn hợp đủ đậm giúp động dễ khởi động Trên b-ớm gió có bố trí van không khí chiều tự động để đảm bảo cho hỗn hợp không đậm động khởi động D-ới tác dụng độ chân không họng động làm việc van không khí tự động mở đ-a thêm l-ợng không khí vào họng khuyếch tán ng-ời điều khiển ch-a kịp mở b-ớm gió làm cho động hoạt động đ-ợc - Bộ hạn chế số vòng quay cực đại Hệ thống có nhiệm vụ khống chế số vòng quay cực đại trục khuỷu không cho v-ợt số vòng quay cho phép tránh cho chi tiết bị tải làm giảm tuổi thọ chúng cách đóng bớt b-ớm ga, giảm l-ợng hỗn hợp cung cấp vào xi lanh Bộ hạn chế số vòng quay cực đại có loại: loại trực tiếp loại gián tiếp (loại chân không - ly tâm) * Bộ hạn chế số vòng quay cực đại điều khiển trực tiếp Loại sử dụng b-ớm ga để hạn chế số vòng quay cực đại động (hình vẽ) B-ớm ga có cấu tạo dày, phía có mặt phẳng nghiêng đặt đối diện với chiều l-u động dòng khí Một đầu b-ớm ga có lò xo điều chỉnh có xu h-ớng kéo mở b-ớm ga Hệ thống tay đòn dẫn động b-ớm ga khống chế độ mở b-ớm ga mà không cản trở việc đóng b-ớm ga Sơ đồ hạn chế số vòng quay cực đại dẫn động trực tiếp Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 95 Động đốt Khi động làm việc b-ớm ga có lực tác dụng: lực kéo lò xo lực dòng khí tác dụng lên mặt phẳng nghiêng Khi số vòng quay động v-ợt số vòng quay cho phép lực tác dụng dòng khí lên mặt nghiêng lớn lực kéo lò xo làm cho b-ớm ga tự động đóng bớt lại giảm l-ợng hỗn hợp cung cấp vào xi lanh làm cho công suất động giảm, số vòng quay trục khuỷu giảm xuống tới nhỏ hay số vòng quay cho phép * Bộ hạn chế số vòng quay cực đại điều khiển gián tiếp: Cấu tạo phận: Cảm biến nhận tín hiệu (số vòng quay trục khuỷu) để điều khiển cấu chấp hành cấu chấp hành Cảm biến ly tâm cấu tạo vỏ 7, có rô to với lò xo vít điều chỉnh Rô to có van đóng mở lỗ nối đ-ờng dẫn khí thông từ buồng chân không 10 (không gian phía màng cao su) cấu chấp hành với ống hút chế hoà khí Đồng thời buồng chân không đ-ợc thông với không gian sau họng khuyếch tán qua jiclơ 14 Màng cao su cấu chấp hành đ-ợc gắn liền với ty đẩy 12 qua trục 15 điều khiển b-ớm ga Không gian phía d-ới màng cao su đ-ợc thông với ống hút chế hoà khí Bộ hạn chế số vòng quay cực đại dẫn động gián tiếp Cảm biến đ-ợc dẫn động từ đầu trục cam động * Hoạt động: Khi động làm việc với số vòng quay nhỏ số vòng quay cho phép, rôto quay nh-ng lực ly tâm ch-a thắng đ-ợc lực căng lò xo nên van rôto mở, không gian phía phía d-ới màng cao su cấu chấp hành nối thông với thông với không gian phía phía d-ới họng khuyếch tán Khi độ chân không phía màng cao su ch-a đủ lớn nên trục b-ớm ga quay tự phía mở b-ớm ga d-ới tác dụng lò xo dẫn động b-ớm ga Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 96 Động đốt Khi số vòng quay trục khuỷu đạt giá trị giới hạn, lực ly tâm rô to đủ lớn thắng sức căng lò xo làm van đóng lại, không gian phía màng cao su thông với không gian phía sau họng khuyéch tán nên có độ chân không cao không gian phía d-ới màng cao su thông với ống hút nên phía d-ới màng có độ chênh lệch áp suất màng cao su bị hút lên kéo ty đẩy lên qua hệ thống dẫn động đóng bớt b-ớm ga lại giảm l-ợng hỗn hợp vào xi lanh làm giảm công suất động làm cho số vòng quay trục khuỷu giảm xuống Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 97 Động đốt Ch-ơng VIII Hệ thống cung cấp nhiên liệu động DIeZeL 8.1 Nhiệm vụ - yêu cầu * Nhiệm vụ: - Lọc không khí tr-ớc đ-a vào xi lanh - Lọc nhiên liệu, đ-a nhiên liệu vào xi lanh d-ới dạng s-ơng mù,đúng thời điểm cần thiết với l-u l-ợng phù hợp với chế độ làm việc động tạo điều kiện để nhiên liệu hoà trộn với không khí động * Yêu cầu: - Phải tự điều chỉnh đ-ợc l-ợng nhiên liệu cấp cho trình ứng với chế độ phụ tải tốc độ động - Phun nhiên liệu vào buồng cháy lúc, theo quy luật định chất l-ợng phun phải đảm bảo cho nhiên liệu cháy nhanh - Nhiên liệu phải hoà trộn với không khí buồng cháy 8.2 Sơ đồ cấu tạo chung Cấu tạo: + Thùng dầu(1) + Bầu lọc thô(2) + Bơm áp lực thấp (bơm tiếp liệu) + Bầu lọc tinh(4) + Bơm cao áp(6) + Vòi phun(5) + Các đờng ống dẫn nhiên liệu(3) Hình 8.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel Gồm phận sau: + Thùng dầu: dự trữ l-ợng nhiên liệu động làm việc thời gian định + Bầu lọc thô: lọc sơ nhiên liệu + Bơm áp lực thấp (bơm tiếp liệu) đ-a dầu từ thùng lên bơm cao áp với l-u l-ợng áp suất định + Bầu lọc tinh: lọc thật nhiên liệu khỏi n-ớc tạp chất học tr-ớc đ-a vào bơm cao áp Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 98 Động đốt + Bơm cao áp: tạo áp suất cao cho nhiên liệu, đ-a nhiên liệu đến vòi phun với số l-ợng cần thiết, thời điểm + Vòi phun: phun nhiên liệu d-ới dạng s-ơng mù vào xi lanh + Các đ-ờng ống dẫn nhiên liệu áp lực thấp, áp lực cao + Bầu lọc không khí: lọc không khí tr-ớc đ-a vào động + Các đ-ờng ống dẫn khí nạp, khí thải Hoạt động: Khi động làm việc, qua hệ thống dẫn động làm bơm áp lực thấp hút nhiên liệu từ thùng đẩy qua bầu lọc thô; nhiên liệu đ-ợc lọc khỏi tạp chất học có kích th-ớc lớn đ-ợc đẩy qua bầu lọc tinh Trong bầu lọc tinh nhiên liệu đ-ợc lọc khỏi tạp chất n-ớc, sau d-ới áp suất định vào bơm cao áp, qua vòi phun phun vào xi lanh cuối trình nén Nhiên liệu thừa theo đ-ờng ống trở bầu lọc tinh 8.3 Cấu tạo hoạt động phận 8.3.1 Bơm áp lực thấp Nhiệm vụ bơm áp lực thấp đ-a nhiên liệu từ thùng tới bơm cao áp d-ới áp suất l-u l-ợng định động đốt trong, đa số dùng bơm piston tác dụng chiều kiểu van số loại động nhiên liệu từ thùng tự chảy xuống bơm cao áp mà không dùng bơm tiếp liệu Ưu điểm: Tạo áp suất vừa phải, l-u l-ợng đủ, cho động làm việc Khi nhiên liệu bơm cao áp đủ, chạy không tải Cấu tạo bơm áp lực thấp Gồm có vỏ, có piston Lò xo piston đẩy piston xuống d-ới Cam lệch tâm trục bơm cao áp qua đội dạng lăn, ty đẩy đẩy piston lên Không gian A phía piston buồng hút đ-ợc thông với đ-ờng ống hút qua van nạp chiều qua van xả chiều thông với đ-ờng ống lên bầu lọc tinh không gian phía d-ới piston B Để cần thiết xả không khí hệ thống cung cấp nhiên liệu, bơm tiếp liệu có bố trí bơm tay, cấu tạo gồm xilanh, có piston nốivới ty đẩy tay bơm Hình 8.2 Bơm áp lực thấp động diezel Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 99 Động đốt Hoạt động: Khi cam trục bơm cao áp tỳ vào đội, qua ty đẩy nén lò xo bơm đẩy piston lên Ta giả sử bơm chứa đầy nhiên liệu, thể tích không gian A giảm làm cho áp suất nhiên liệu tăng làm cho van nạp đóng lại van xả mở ra, nhiên liệu đ-ợc đ-a lên bầu lọc tinh sau vào bơm cao áp Đồng thời thể tích không gian B tăng lên làm phần nhiên liệu theo đ-ờng dẫn xuống không gian B Khi cam lệnh tâm rời khỏi đội, d-ới tác dụng lò xo hồi vị làm đội bị đẩy xuống, lò xo bơm đẩy piston xuống Lúc thể tích không gian B giảm làm áp suất nhiên liệu tăng, nhiên liệu đóng van xả theo đ-ờng dẫn lên bầu lọc tinh Đồng thời không gian A tích tăng làm áp suất giảm, van nạp đ-ợc mở nhiên liệu đ-ợc hút vào không gian A Cứ nh- bơm hút nhiên liệu từ thùng đẩy lên bầu lọc tinh Qua ta thấy áp suất nhiên liệu lên bầu lọc phụ thuộc độ cứng lò xo bơm Khi nhiên liệu đầy hệ thống, đ-ờng dầu hồi trở làm cho áp suất hệ thống đủ lớn, lực lò xo không thắng đ-ợc lực áp suất dầu đ-ờng ống tạo làm cho piston bơm treo vị trí nhiên liệu không đ-ợc đẩy lên bầu lọc tinh Lúc ta nói bơm chạy không tải Khi cần sử dụng bơm tay, ta kéo piston lên làm mở van nạp, nhiên liệu đ-ợc hút vào không gian A Khi ta đẩy piston xuống dầu đóng van nạp mở van xả lên bầu lọc phần xuống không gian B t-ơng tự nh- bơm máy làm việc 8.3.2 Bầu lọc nhiên liệu - Bầu lọc thô đa số động ô tô dùng bầu lọc thô kiểu lọc thấm, cấu tạo gồm vỏ, nắp, có lõi lọc làm cốt l-ới quấn sợi vải Bầu lọc đ-ợc đặt thùng nhiên liệu Khi dầu qua bầu lọc cặn đ-ợc lõi lọc giữ lại, có dầu đ-ợc hút lên bơm số loại động máy kéo dùng bầu lọc kiểu lắng Hình 8.3 Bầu lọc thô nhiên liệu Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN Hình 8.4 Bầu lọc tinh nhiên liệu 100 Động đốt Cấu tạo: Cốc lắng đ-ợc bắt chặt với vỏ bầu lọc bu lông Phía d-ới có nút xả cặn Trong cốc lắng có bố trí ngăn để lắng cặn không cho cặn sục lên lẫn với nhiên liệu Tren vỏ bầu lọc có bu long rỗng nối với đ-ờng đầu vào Phần tử lọc có cấu tạo nh- hình chóp, tạo với cốc lắng khe hở nhỏ cho phép dầu qua Hoạt động: Khi bơm đ-a dầu lên bầu lọc, đ-ợc vào không gian A sau theo khe lõi lọc cốc xuống không gian B Do đổi h-ớng đột ngột mà cặn bẩn nhiên liệu đọng xuống đáy (không gian B) đ-ợc phận lắng giữ yên d-ới đáy Dầu qua l-ới lọc lõi lọc lên bầu lọc tinh - Bầu lọc tinh Đặt bơm tiếp liệu bơm cao áp Cấu tạo gồm vỏ đ-ợc bắt với nắp Trong vỏ có lõi lọc làm cốt kim loại hình trụ đục lỗ xung quanh, đặt ống làm bột gỗ, bên quấn nỉ Lõi đ-ợc lò xo đẩy lên sát với nắp Trên nắp có lỗ ren bắt với đ-ờng ống từ bơm tiếp liệu ống lên bơm cao áp đ-ờng dầu thừa nối bơm thùng nhiên liệu Để xả cặn có bulông Để xả không khí hệ thống có vít xả Hoạt động: Khi dầu đ-ợc bơm tiếp nhiên liệu đ-a lên theo đ-ờng ống vào không gian vỏ lõi bầu lọc Khi dầu qua lõi lọc cặn bẩn đ-ợc lõi giữ lại có dầu đ-ợc đ-a lên bơm cao áp loại máy kéo số loại động tĩnh dùng bầu lọc tinh kép Hình 8.5 Bầu lọc tinh loại kép Lõi lọc số động làm l-ới thép quấn giấy lọc, bên quấn vải thô Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 101 Động đốt 8.3.3 Bơm cao áp 8.3.3.1 Yêu cầu phân loại - Yêu cầu bơm cao áp - Làm việc với độ tin cậy cao áp suất nhiên liệu lớn (tới 500, có loại tới 1000 at) - Cung cấp nhiên liệu cho chu trình với l-ợng xác định thời gian ngắn, phù hợp với số vòng quay trục khuỷu khoảng 20 300 - Cung cấp nhiên liệu cho xi lanh (chênh < 6%) theo thứ tự nổ động - Thay đổi l-ợng cung cấp nhiên liệu phù hợp với tải động cơ, khống chế l-ợng cung cấp nhiên liệu lớn tránh tải cho động máy công tác - Tăng đ-ợc l-ợng cung cấp lớn cho chu trình (10 15%) giảm số vòng quay trục khuỷu để tạo dự trữ mô men - Tăng đ-ợc 2,5 lần l-ợng nhiên liệu phun muộn đ-ợc đầu trình khởi động động - Phân poại - Bơm Bosh: bơm dẫn động khí, điều chỉnh l-ợng nhiên liệu cách xoay piston Ngày đ-ợc dùng nhiều loại động - Bơm cao áp điều chỉnh l-ợng nhiên liệu van phân phối - điều chỉnh l-ợng vào Loại ngày sử dụng - Bơm cao áp điều chỉnh l-ợng nhiên liệu van tiết l-u - điều chỉnh nhiên liệu Loại ngày sử dụng - Bơm cao áp điều chỉnh l-ợng nhiên liệu cách thay đổi hành trình pittông bơm cam hình côn - Bơm cao áp kiểu bơm phân phối 8.3.3.2 Cấu tạo hoạt động bơm cao áp dãy 1) Kiểu Bosh(bơm dãy) a) Cấu tạo: Cam Con đội Vít điều chỉnh Lò xo Thân bơm Piston Vít kẹp Thân xilanh Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 11 Van chiều 15 Dẫn dầu 10 Thân máy 17 Vành 19 Bề mặt côn 21 Dẫn hớng dạng múi khế 16 Thanh 102 Động đốt Hình 8.6 Bơm cao áp đơn kiểu Bosh b) Hoạt động: - Để điều chỉnh góc phun sớm ta điều chỉnh vít Điều chỉnh lu lợng vào ta chỉnh hành trình h cách xoay (16), (17) - Để tránh trình phun rớt (20) có tác dụng đóng trớc để giảm lu lợng triệt tiêu áp suất d trớc (19) đóng 2) Bơm phân phối a) Cấu tạo: Trục dẫn động từ trục khuỷu Con lăn Đĩa cam lắp với trục khớp chữ thập Đuôi piston Quả ga Van chiều 12 Cửa nạp 14 Cần chỉnh lu lợng 15 Lỗ thoát kết thúc phun Hình 8.7 Bơm phân phối Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 103 Động đốt b) Hoạt động: - Một vòng quay piston có lần phun nhiên liệu vào xylanh - Piston chuyển động tịnh tiến để hút nhiên liệu nén ap suát lớn vừa quay để dẫn nhiên liệu đến xylanh làm việc - Thay đổi thời điểm kết thúc phun sớm hay muộn điều chỉnh - Điều chỉnh l-u lợng(tải) ta điều chỉnh cần 14 8.3.4 Vòi phun 8.3.4.1 Yêu cầu - Phân loại Yêu cầu Phun nhiên liệu d-ới dạng s-ơng mù vào buồng đốt Tạo điều kiện tốt cho nhiên liệu hoà trộn với không khí đảm bảo cho trình cháy xảy nhanh hoàn toàn Phân loại Hình 8.8 Một số loại vòi phun a- vòi phun hở; b- vòi phun kín tiêu chuẩn; c- vòi phun kín có van; d- vòi phun kín có chốt Trong loại động sử dụng nhiều loại vòi phun: - Vòi phun hở: lỗ phun thông với đ-ờng ống cao áp - Vòi phun kín: lỗ phun thông với đ-ờng ống cao áp trình phun nhiên liệu * Vòi phun kín tiêu chuẩn (có kim phun) * Vòi phun kín có chốt * Vòi phun kín có van 8.3.4.2 Cấu tạo hoạt động a Vòi phun hở Có cấu tạo đơn giản Lỗ phun luông thông với đ-ờng ống cao áp Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 104 Động đốt Khi bơm cao áp đ-a nhiên liệu d-ới áp suất cao lên vòi phun đ-ợc phun vào buồng đốt động Loại có nhiều nh-ợc điểm: - Có t-ợng nhỏ giọt đầu cuối trình phun - Chất l-ợng phun phụ thuộc nhiều vào số vòng quay trục khuỷu Loại không dùng b Vòi phun kín * Vòi phun kín tiêu chuẩn (có kim phun) Hình 8.9 Vòi phun kín tiêu chuẩn Vòi phun cấu tạo vỏ, có cối kim phun đ-ợc giữ chặt với vỏ đai ốc Trong cối có kim đóng kín đ-ờng nhiên liệu Kim đ-ợc giữ cối lò xo qua ty đẩy Để điều chỉnh độ cứng lò xo (áp suất phun) có vít điều chỉnh đai ốc hãm Phía vòi phun đ-ợc đậy kín nắp chụp Trong thân vòi phun có đ-ờng dẫn dầu đến không gian phía tr-ớc kim phun Kim đế đ-ợc chế tạo thép đặc biệt, có độ xác cao chúng đ-ợc rà khít với Cối kim phun đ-ợc lắp vào thân vòi phun vị trí Hoạt động: Khi bơm cao áp cung cấp nhiên liệu lên vòi phun, nhiên liệu theo đ-ờng ống cao áp , theo rãnh thân vòi phun đến không gian tr-ớc mặt côn kim.Khi áp Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 105 Động đốt suất nhiên liệu đủ lớn, lực áp suất nhiên liệu tạo nên tác dụng lên mặt côn kim đủ lớn thắng sức căng lò xo, nén lò xo lại, nâng kim nhiên liệu đ-ợc phun khỏi lỗ phun Đầu trình phun, áp suất nhiên liệu đ-ờng ống cao áp d-ới kim phun giảm xuống làm cho kim có xu h-ớng đóng lại đế Nh-ng bơm cao áo tiếp tục cấp nhiên liệu lên vòi phun lại nâng kim lên trình phun lại tiếp tục Nh- kim phun có t-ợng dao động lên xuống Để kim phun giữ nguyên vị trí mở trình phun không kéo dài, áp suất nhiên liệu phải tăng nhanh đột ngột Khi bơm ngừng cung cấp nhiên liệu, áp suất nhiên liệu giảm xuống, lực đẩy vào mặt côn kim giảm nhỏ lực căng lò xo, lò xo đẩy ty đẩy kim đóng kín lỗ phun trình phun kết thúc * Vòi phun kín có chốt Hình 8.10 Vòi phun kín có chốt Trên kim phun có chốt nhô lên khỏi lỗ phun Kết cấu loại phun không khác nhiều so với vòi phun tiêu chuẩn Chỉ khác loại có lỗ phun * Vòi phun kín có van (sinh viên tự tham khảo tài liệu) Bộ môn Động lực - Khoa Cơ khí - ĐHKTCN 106 ... loại động đốt trong? 1.2 Nguyên lý làm việc động đốt Mục đích: giúp sinh viên nắm đ-ợc nguyên lý làm việc động đốt trong? 1.2.1 Cấu tạo chung động đốt Động đốt cấu tạo phận chủ yếu sau: - Cơ cấu... tiến hành động Động đốt có: + Động đốt kiểu piston + Turbin nhiệt + Động phản lực + Động rôto quay (động valken) 1.1.3 So sánh động đốt với loại động nhiệt khác - Ưu điểm động đốt trong: + Hiệu... Cơ khí - ĐHKTCN Động đốt k) Theo công dụng động cơ: + Động tĩnh + Động tàu thuỷ + Động tàu hoả + Động ô tô, máy kéo Tóm lại, ch-ơng trình ta nghiên cứu loại động sau: + Động điezel bốn kỳ + Động