Bai 11

Phần I TRAO ĐỔI KHÍ Ở ĐỘNG CƠ KỲ I Khái quát chung Đặt vấn đề Trong động kỳ, trình thải sản vật cháy nạp đầy môi chất vào xilanh chiếm khoảng từ 120 – 150 theo góc quay trục khuỷu Hơn q trình thải lại khơng dùng piston để đẩy sản vật cháy động kỳ, mà chủ yếu dùng khơng khí quét có áp suất p k lớn áp suất mơi trường để đẩy ản vật cháy Trong q trình có tượng hồ trộn khí với sản vật cháy, đồng thời có khu vực chết xy lanh khơng có khơng khí qt tới Chất lượng q trình thải khí cũ nạp đầy môi chất động kỳ chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống quét thải Phân loại hệ thống quét, thải động kỳ a Dựa vào phương hướng vận động dịng khí qt Người ta chia hệ thống quét thải thành loại chính: hệ thống quét vòng hệ thống quét thẳng - Hệ thống quét vòng Trong sơ đồ quét vòng, dòng khí qt theo đường vịng, lúc đầu từ phía men theo thành xy lanh lên tới nắp xy lanh, dịng khí đổi chiều 180 xuống theo chiều ngược lại (nhưng phía đối diện với đường tâm xy lanh Các cửa quét thải đặt phía xy lanh gần ĐCT Việc dóng mở cửa piston đảm nhiệm - Hệ thống quét thẳng: Trong sơ đồ qt thẳng, dịng khí qt vận động theo chiều từ lên trên, hành trình nửa so với qt vịng Có hai hình thức kết cấu cho sơ đồ quét thẳng động kỳ có piston đối đỉnh động kỳ có xupáp thải đặt nắp xy lanh b Dựa vào cửa khí quanh chu vi xilanh - Quét vòng đặt ngang: Cửa thải đặt ngang với cửa quét - Quét vòng đặt bên: Các cửa thải cửa quét đặt bên thành xilanh - Quét vòng đặt xung quanh: Các cửa thải cửa quét đặt xung quanh thành xilanh - Quét vòng đặt hỗn hợp Là hỗn hợp dạng c Dựa vào chiều cao tương đối cửa quét cửa thải dọc theo đường tâm xilanh - Mép cửa thải cao mép cửa quét: Nếu động tăng áp phải lắp van xoay cửa thải để tránh tổn thất khí qt, cịn động khơng tăng áp không cần để tránh phức tạp - Mép cửa thải ngang với mép cửa quét: Trường hợp phải lắp van chiều tự động cửa qt để tránh khí thải qua cửa quét - Mép cửa thải thấp mép cửa quét: Trường hợp phải lắp van chiều cho cửa quét để tránh khí thải qua cửa qt a) Qt b) Qt vịng thẳng Hình 1: Sơ đồ trao đổi khí động kỳ a) Quét vòng , b) Quét thẳng * Đối với động kỳ quét thẳng qua cửa thải áp dụng tất phương án vị trí cửa mà khơng cần lắp them d Dựa vào phương hướng cửa khí - Các cửa khí có hướng song song với - Đường tâm cửa khí hội tụ với đường tâm xilanh - Đường tâm cửa khí có hướng tiếp tuyến với vịng tròn đồng tâm với vòng tròn chu vi xilanh - Đường tâm cửa khí cắt vài điểm lệch tâm xilanh Một số loại hệ thống quét, thải động kỳ thường dùng a Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng song song Được sử dụng rộng rãi động kỳ cỡ nhỏ, dùng cate làm máy nén tạo khí quét hệ thống cửa quét thường đặt xiên lên phải tạo hình dạng đặc biệt đỉnh bitơng để dẫn hướng khí qt vào xilanh b Hệ thống quét vòng đặt ngang theo hướng lệch tâm Các cửa quét đặt xiên lên góc 30o so với đường tâm xilanh, hướng khí quét lên nắp xilanh xuống cửa thải Đây loại tương đối hoàn hảo hệ thống quét vòng c Hệ thống quét vòng đặt ngang phức tạp Loại có hai hàng cửa quét, hàng đặt cao cửa thải lắp van chiều tự động, sau đóng kín cửa thải nạp thêm mơi chất nhờ hàng cửa qt phía d Hệ thống qt vịng đặt bên 200 Các cửa khí đặt bên thành xilanh theo hướng lệch tâm, cửa quét nghiêng xuống 150 trứớc tiên khí qt lướt qua đỉnh pitơng sau vịng lượt, lướt dọc thành xilanh trở cửa xả Hệ thống có lắp van xoay để tránh thất khí qt e Hệ thống quét thẳng qua supáp xả Cửa quét đặt xung quanh xilanh theo hướng tiếp tuyến, supáp xả đặt đnắp xilanh Dịng khí qt chiều từ lên trên, nên khí qt có hội hịa trộn với sản vật cháy f Hệ thống quét thẳng qua cửa thải Dùng loại động pitông đối đỉnh, hệ thống hoàn hảo loại hệ thống quét-thải động hai kỳ Pitông chắn cửa thải đặt sớm pitông chắn cửa quét 10 đến 200 góc quay trục khuỷu, đảm bảo cửa thải mở sớm địng đồng thời cửa Hình ĐC kỳ quét quét trí cịn đóng cửa thải sớm để thẳng qua cửa xả nạp thêm Cửa quét đặt theo hướng tiếp tuyến có tác dụng phương án quét thẳng qua supáp xả II Diễn biến trình quét thải động kỳ Trên sở nghiên cứu thực nghiệm mối quan hệ áp suất xi lanh tiết diện lưu thông cấu quét thải (fq , fth) theo góc quay trục khuỷu Người ta chia tồn q trình thành thời kỳ 1.Thời kỳ thải tự Tính từ lúc bắt đầu mở cửa thải đến lúc khí quét bắt đầu vào xy lanh (đoạn BN) Tại N, áp suất pN ≅ ptb thời kỳ thứ (p N > pth) Thời kỳ tốc độ lưu thông qua cửa thải khí thải lớn BN thời kỳ thải tự hay thải sớm Ơ động cao tốc pN > pk nên sản vật cháy vào khoang khí quét làm T k tăng lên làm bẩn khí qt, đơng thời làm tổn thất phần trị số thời gian tiết diện cửa quét t2 Trị số thời gian tiết diện: A = ∫ fdt (m2/s) t1 Khắc phục tổn thất A, thường dùng van chiều van xoay Đơn giản tạo pk = pN Tại điểm E, có áp suất pE ~ 0,2 MN/m2, phân giai đoạn lưu động Giai đoạn giới hạn BE, tốc độ lưu động khí thải tốc độ truyền âm khí thải Giai đoạn giới hạn EN 2.Thời kỳ thải cưỡng (Quét khí) Cả hai cửa quét thải mở, đồng thời xảy q trình có liên quan mật thiết với nhau: Khơng khí qt vào xy lanh, sản vật cháy bị khí qt đẩy ngồi Đoạn ND thể giai đoạn quét khí Lúc đầu ảnh hưởng dịng khí thải, khí quét đẵ vào chậm nên làm cho pxl < po (ứng với điểm K) sau tiết diện cửa quét tăng, khí quét vào dễ dàng làm cho pxl tăng lên, biên độ áp suất giảm dần Ở thời kỳ thứ hai có khoảng 30 – 50% sản vạt cháy đẩy Đối với động qt vịng có khí qt lẫn với khí thải ngồi 3.Thời kỳ lọt khí (khi cửa quét đống trước) thời kỳ nạp thêm (nếu cấu thải đóng trước) px B E H pk pN pth po A1 N A2 D K ϕb ϕh ϕV ft ϕ ĐCT ϕa1 M fq N1 H1 ϕD ϕa2b f t C f N2 q D1 ϕ0 B H N ĐCT A1 D A2 • Tổ chức thảo luận theo nhóm: - Số nhóm: nhóm - Học viên tự nghiên cứu, thảo luận nhóm theo nội dung định hướng trên: 10 phút - GV tổ chức thảo luận tập trung (Gọi HV 01 nhóm trả lời): phút; - nhóm khác bổ sung: phút - GV kết luận: phút III Các thơng số q trình qt thải Q trình qt Áp suất khí qt a Pk gây ảnh hưởng lớn đến q trình qt khí định đến giá trị áp suất pa Giá trị pk phụ thuộc vào kiểu hệ thống quét, số vòng quay mức độ cường hoá động theo pe Động tàu thuỷ chậm tốc pk =1,1 – 1,2po ; pk = 1,3 – 1,7po có TBKX trung tốc pk =1,2 – 1,4po ; pk = 1,5 – 3,0po có TBKX cao tốc pk = 1,7 – 5,0po có TBKX Động quét thẳng qua cửa thải xy lanh có p k < pk động quét thẳng qua cửa thải xupáp Khi tăng p k hiệu suất khí giảm Động có Dxl tốc độ trục khuỷu lớn cần phải tăng pk b Nhiệt độ Tk n−1  pk  n   − ∆Tw po   Tk = To Trong ∆Tw = 30 – 50oC mức hạ nhiệt khí quét sau làm mát n số nén đa biến: máy nén piston n = 1,4 – 1,6 máy nén rôto n = 1,6 – 1,8 máy nén ly tâm n = 1,8 – 2,0 Hệ số dư lượng khơng khí qt: ϕo ; ϕk c ϕo = Vo/Vh (Vo ứng với po,To máy nén cung cấp cho chu trình) Đối với động có pk nhỏ ϕo = 1,4 – 2,4 ϕk = Vk/Vh (Vk ứng với pk,Tk máy nén cung cấp cho chu trình) Đối với động cao tốc ϕk = 1,4 – 1,5 d Hệ số quét: ϕ ϕ = Gq/G1 = lượng khơng khí máy nén cung cấp chia cho lượng khí cịn lại đầu q trình nén ϕ = 1,3 – 1,9 Quá trình thải Lúc bắt đầu thải, khí thải xy lanh có trạng thái pb ; Tb Nó phụ thuộc vào mức độ cường hoá theo pe; α ; n ;hệ thống qt thải Và tính q trình tính tốn nhiệt chu trình Loại động có tốc độ thấp: pb = – 3pk Loại động có tốc độ cao : pb = – 4pk (cho động có cửa thải xl) pb = – 5pk (cho động có xupáp thải) Tb = 1000 – 16000K Đối với áp suất khí thải pth Lúc bắt đầu thải pth = 1,1 – 1,8pk Nếu thải khơng có tua bin pth = 1,05 – 1,1po Nếu thải qua tua bin pth = 0,75 – 0,9pk Các hệ số đặc trưng cho trình quét thải Nghiên cứu hệ thống quét, thải động kỳ nhằm giảm lượng khí sót điều kiện tiêu hao nhỏ cho khơng khí quét Chất lượng trình quét thải động kỳ đánh giá hệ số khí sót γ r ; hiệu suất qt ηq ; hệ số bẩn khí nạp ηr Hiệu suất qt tỉ số lượng khơng khí xy lanh lúc bắt đầu q trình qt so với tồn môi chất chứa xy lanh lúc (kể khí sót) αM o = ηq = αM o + M r 1+ γ r Một số giá trị γ r ηq số động kỳ: Hệ thống Quét thẳng có cửa thải Quét thẳng có xupáp thải Qt vịng có máy nén rêng Quét vòng dùng te làm máy nén γr 0,04 – 0,10 0,06 – 0,15 0,08 – 0,25 0,25 – 0,40 ηq 0,96 – 0,91 0,97 – 0,94 0,92 – 0,80 0,80 – 0,71 Đối với hệ số bẩn khí nạp: Bằng tỉ số Mr so với (αMo +Mr) Mr γr = = 1− η q ηr = αM o + M r 1+ γ r Phần II THỰC HÀNH TT - - NỘI DUNG Ổn định tổ chức: - Tập trung lớp học, - Chấn chỉnh tác phong, ổn định lớp - Kiểm tra chuẩn bị Học viên, Nhân viên phòng thực hành, - Quán triệt đảm bảo an toàn - Quán triệt mục tiêu, yêu cầu học - Phân chia nhóm học tập; Dẫn nhập (Gợi mở, trao đổi phương pháp học, tạo tâm tích cực người học ) Kiểm tra chuẩn bị Học viên: ND: Trình bày đặc điểm trao đổi khí động kỳ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HỌC VIÊN THỜI GIAN (PHÚT) (05) - Nhận báo lớp trưởng - Kiểm tra, chấn chỉnh, Quán triệt, tổ chức lớp học - Lớp trưởng báo cáo quân số Nghiêm túc, Lắng nghe (10) Kiểm tra, nhận Trả lời câu hỏi 05 xét, đánh giá, bổ Giảng viên sung nội dung thiếu Đặt vấn đề, định hướng nội Giới thiệu nội Lắng nghe suy 05 dung học Hai nội dung dung học nghĩ vấn đề đưa - Khảo sát xi lanh động kỳ - So sánh khác xi lanh đc kỳ kỳ TT NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HỌC VIÊN THỜI GIAN (PHÚT) Hướng dẫn ban đầu (Hướng dẫn thực cơng nghệ; phân cơng vị trí luyện tập): - Khảo sát xi lanh - GV Trình bày - Lắng nghe, 10 động kỳ có A26.4 xi lanh có quan sát, ghi - Đối với động quét vòng A26.4 nhận - Đối với động quét thẳng - Đối với động đối đỉnh - Phân biệt khác GV Trình xi lanh động kỳ kỳ phân tích - * * (14) bày, - Lắng nghe, quan sát, ghi nhận Giao nhiệm vụ cho nhóm Giao nhiệm vụ, Các nhóm tiến để bắt đầu luyện tập: đặt yêu cầu cho hành chuẩn bị + Mỗi nhóm thực khảo nhóm luyện luyện tập: sát đủ loại xi lanh động tập kỳ + Đánh giá , phân tích khác đặc điểm kết cấu só với xi lanh động kỳ Hướng dẫn thường xuyên (40) (Hướng dẫn học sinh rèn luyện để hình thành phát triển kỹ năng) ND1: Khảo sát, phân tích xi Kết hợp với đ/c Các nhóm khảo 08 lanh động kỳ TNV, Quan sát, sát đủ loại xi - Đối với động quét vòng theo dõi, hướng lanh - Đối với động quét thẳng dẫn, chỉnh sửa - Đối với động đối đỉnh sai sót học viên trình kiểm tra ban đầu ND2 Phân tích khác - Kết hợp với đ/c -Các nhóm tổ 08 xi lanh động TNV, Quan sát, chức thảo luận kỳ kỳ theo dõi, hướng nhóm đưa dẫn, chỉnh sửa nhận xét TT NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HỌC VIÊN sai sót học viên trình thảo luận - trả lời thắc mắc học viên - - Huớng dẫn kết thúc (Nhận xét kết rèn luyện, lưu ý sai sót cách khắc phục, kế hoạch hoạt động tiếp theo) Tổ chức cho nhóm báo cáo kết thảo luận nhóm kết khảo sát, phân tích khác xi lanh động diesel kỳ kỳ Nhận xét trình tổ chức học tập nhóm (khả tổ chức, phân cơng nhiệm vụ nhóm, tác phong, tính kỷ luật an toàn ) Hướng dẫn tự rèn luyện Vệ sinh, bảo quản THỜI GIAN (PHÚT) khác xi lanh động diesel kỳ kỳ (10) yêu cầu nhóm báo cáo kết quả, ghi nhận đánh giá Các nhóm cử đại diện báo cáo kết tổng hợp nhóm theo yêu cầu GV - Nhận xét sơ kết nhóm, nhắc nhở các nhân, nhóm thực sai, rút kinh nghiệm tổ chức thực - Chấm điểm nội dung - Ghi nhận, rút kinh nghiệm để học tốt - Liên hệ xi lanh động 86Б 02 tàu Gepard 3.9 Tổ chức cho Học viên vệ sinh thiết 04 bị máy móc, xếp đưa trang bị trạng thái ban đầu KẾT LUẬN HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU Sự khác trình trao đổi khí động kỳ kỳ Diễn biến q trình trao đổi khí động kỳ Đánh giá ảnh hưởng tham số đến q trình trao đổi khí động kỳ Đánh giá mức độ sử dụng động kỳ thời điểm Ngày tháng năm 2015 NGƯỜI BIÊN SOẠN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN Trung tá, TS Trần Quốc Toản 10