QUÁ TRÌNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Công (Work) 2. Nhiệt lượng (Heat) 3. Nhiệt dung riêng (Specific heats) 4. Định luật nhiệt động thứ nhất (The First Law of Thermodynamics) 5. Các quá trình nhiệt động cĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ơ bản của khí lý

1

CHƯƠNG 9 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2

1 KHÁI NIỆM CHUNG

Động cơ đốt trong bao hàm ý nghĩa quá trình cháy xẩy ra bên trong động

cơ, nhưng về tập quán động cơ đốt trong thường để chỉ động cơ có quá trình

cháy xẩy ra bên trong động cơ và là loại động cơ kiểu piston-xilanh

Động cơ đốt trong tuy có cùng đặc điểm chung là dùng sản phẩm cháy làm

chất môi giới và thực hiện các quá trình: nạp, nén, giản nở (cháy nổ) và thải

(xả) chất môi giới nhờ xilanh có piston để truyền công ra bên ngoài Tuy nhiên nguyên lý làm việc giữa chúng có những đặc điểm khác nhau, do đó có nhiều

cách phân loại như sau:

3

a Theo Phương pháo đốt nhiên liệu:

- Động cơ cháy cưỡng bức

- Động cơ tự cháy

b Theo số hành trình của piston:

- Động cơ bốn thì

- Động cơ hai thì

c Theo quá trình cấp nhiệt của động cơ (quá trình cháy):

- Chu trình cấp nhiệt đẳng tích

- Chu trình cấp nhiệt đẳng áp

- Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp

4

2 CHU TRÌNH CẤP NHIỆT ĐẲNG TÍCH (air-standard otto cycle)

5

2 CHU TRÌNH CẤP NHIỆT ĐẲNG TÍCH (air-standard otto cycle)

TDC; Top Dead Center BDC; Bottom Dead Center

2

v v

 

Tỷ số nén

Tỷ số tăng áp 3

2

p p

 

1-2 Quá trình nén đoạn nhiệt

1

2 v ;

v



2

;

k

k

v

 

 

1

2 1

k



 

 

2-3 Quá trình cấp nhiệt đẳng tích

1

3 2 v ;



  p3   p2    p1 k; 3 3 1

2 2

k

T  p         

3-4 Quá trình dãn nở đoạn nhiệt

4-1 Quá trình đẳng tích

;

k



       

1 3

;

k

v



Nhiệt lượng cấp vào chu trình: q1 =cv(T3-T2)

Nhiệt lượng thải của chu trình: =cv(T4-T1)

Hiệu suất của chu trình:

2

q

w





4 4

1 1

p  T  

Công của chu trình

( ) ( ) ( )

pi - áp suất chỉ thị trung bình, đó là áp suất giả thiết có trị số không đổi và khi thực hiện một hành trình của piston sẽ thực hiện được một lượng công bằng công lý thuyết

3 CHU TRÌNH CẤP NHIỆT ĐẲNG ÁP (air-standard diesel cycle)

Tỷ số nén

Tỷ số giản nở sớm

1

2

v v

 

3

2

v v

 

1

2 1 k; 2 1 k

p  p  T  T  

1

3 2 1 ; 3 2 1 k; 3 2 1 k





3

4

;

k

v

 

 

1

k v

p





  

1

W   q q  c T k         

4 CHU TRÌNH CẤP NHIỆT HỖN HỢP(air-standard dual cycle-Trinkler cycle)

Quá trình cháy tiến hành theo 2 giai đoạn: cấp nhiệt đẳng tích (khi nhiên

liệu mới phun vào và bùng cháy, pittông chưa kịp di chuyển), và quá trình

cấp nhiệt đẳng áp tiếp theo (khi pittông dịch chuyển từ ĐCT đến ĐCD mà

bơm dầu vẫn còn phun nhiên liệu)

Thông số đặc trưng của chu trình

Tỷ số nén:

Tỷ số tăng áp:

Tỷ số giản nở sớm:

Hiệu suất nhiệt của chu trình:

1

2

v v

 

3

2

p p

 

4 4

3 2

1

k

k







 

Động cơ đốt trong hai thì (Two-stroke engine cycle)

Học viên tham khảo các ví dụ 10.1, 10.2 và 10.3 TL1

Ví dụ 1 (10.4 TL1) Một động cơ đốt trong 4 thì gồm 4 xylanh hoạt động theo chu

trình Otto, tỷ số nén ε = 8,6; dung tích thải của 4 xylanh-pittông là Vh = 1000cm3,

áp suất của khí ở trạng thái ban đầu p1 = 1bar, nhiệt độ t1=18oC, nhiệt lượng cấp vào cho mỗi xylanh là 135J

a Tính hiệu suất nhiệt của chu tr.nh

b Xác định nhiệt độ Tmax và pmax của chu trình Khi tính xem chất môi giới như là không khí

Ví dụ 2: Một động cơ đốt trong 4 thì hoạt động theo chu trình động cơ Diesel

cấp nhiệt đẳng áp, các thông số cần thiết như sau: không khí hút vào có

p1=100kPa, t1=27oC, tỉ số nén ε =18, nhiệt độ cực đại của chu trình Tmax=2653,3K

a Xác định thông số p, v, T tại các điểm đặc trưng của chu trình

b Xác định hiệu suất nhiệt của chu trình

c Biểu diển chu tr.nh trên đồ thị T-s và thể hiện bằng diện tích các phân năng

lượng liên quan: q 1 , |q 2 |, l

Chất môi giới xem như không khí, nhiệt dung riêng xem là hằng số