Bài giảng động cơ đốt trong (đại học thủy lợi)

Tr Trờng đại đại học thuỷ thuỷ lợi khoa khí - Bộ môn Máy Xây Dựng - *** - § H T L § H T L môn học M U động đốt Giả Giảng viên: viên: ThS Nguyễ Nguyễn Hữu Tuấ Tuấn Email : TuanNH@wru.vn BÀI MỞ ĐẦU BÀI MỞ ĐẦU § H T L NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG, CÁCH TỔ CHỨC THI, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG - Nội dung môn học gồm 11 chương + BT+ TH - Số tín chỉ: (3,0,0) CÁCH TỔ CHỨC THI - Hình thức thi: Vấn đáp - Số câu chuẩn bị: câu - Thời gian: 45p chuẩn bị + 10p vấn đáp § H T L PHƯƠNG PHÁP HỌC, TÀI LiỆU SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP HỌC Lý thuyết→ →Sơ đồ→ →Hình ảnh→ →Vật thực→ → Bài tập TÀI LiỆU SỬ DỤNG Cấu tạo lý thuyết Ơtơ máy kéo - Dương Văn Đức Giáo trình dịch ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG – BM Máy xây dựng ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ - Điểm trình: 30% (Bài tập + Chuyên cần) - Điểm thi kết thúc mơn: 70% Giáo trình Trường chuyên ngành Các tài liệu nhóm máy riêng GiỚI THIỆU CHUNG § H T L GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ÔTÔ – MÁY KÉO TỔNG QUAN CƠNG DỤNG PHÂN LOẠI Ơtơ § H T L • Theo mục đích sử dụng: • Theo nhiên liệu sử dụng: • Theo trọng tải xe: • Theo số cầu chủ động: • - T ng quan v OM - Phân lo i OM - Các b ph n c a OM (Đ ng c , HT truy n l c, HT u n…) Máy kéo • Theo cơng dụng: • Theo hệ thống di chuyển: • Theo khung xe: GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L GiỚI THIỆU CHUNG CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA OM 3 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA OM Hộp số Động Trục đăng Cầu chủ động Ly hợp Đ H T L Sơ đồ động ôtô bánh lốp ĐC đốt Trong hệ thống ĐC Hệ thống truyền lực HT treo, di động, điều khiển Khung vỏ Trang bị điện Sơ đồ động máy kéo bánh xích § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L § H T L 10 § H T L § H T L CHƯƠNG GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L GIỚI THIỆU CHUNG Lịch sử phát triển: 1860: Jean J.Lenoir Động khí đốt đời η = 5% - C u t o, nguyên lý làm vi c ĐCĐT - Các khái ni m c b n v đ ng c - C u t o, nguyên lý đ ng c kỳ, kỳ - Các thơng s hình h c, đ ng h c 1876: Nikolaus Otto Phát triển động xăng kỳ η = 14% 1878: Dugald Clerk Trình bày động kỳ Cơng suất cao 1897: Rudolph Diesel Phát triển động phun trực tiếp vào buồng cháy GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 § H T L GIỚI THIỆU CHUNG GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Ứng dụng: Đây phát minh lớn kỷ XIX - Cơng nghiệp vận tải: Ơtơ, tầu hỏa, máy bay… - Công nghiệp sản xuất: Dây truyền sản xuất, … 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Ưu điểm: - Chi phí thấp, động - Tỷ số cơng suất khối lượng hợp lý - Đặc tính động phù hợp thực tế - Đồ dùng gia đình: Xe máy, máy phát, … GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L - Hiệu suất tương đối cao § H T L GIỚI THIỆU CHUNG GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 § H T L GII THIU CHUNG NG C T TRONG Động nhiệt Cầu chủ động Hộp số Trục đăng Động Máy nớc Tua bin khí Động đốt Động phản lực Các động khác Ly hợp Động xăng Động diesel Động khí gas Sơ đồ động ôtô bánh lốp GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 § H T L GIỚI THIỆU CHUNG GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ T TRONG GII THIU CHUNG 1.1 Đòn gánh Hệ thống nhiên liệu Cơ cấu phối khí Turbo tăng ¸p Xup¸p HƯ thèng ®iƯn Bạc cổ trục khuỷu 85 Két làm mát dầu Trục khuỷu Hệ thống bôi trơn 10 Hệ thống làm mát GiI THIU CHUNG V NG CƠ ĐỐT TRONG § H T L GIỚI THIỆU CHUNG Bơm nhiên liệu Vòi phun điện tử-thuỷ lực (HEUI) 9.Piston C¬ cÊu trơc khủu trun 1.1 § H T L 10 Lãt xilanh GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 § H T L GIỚI THIỆU CHUNG ĐCT Trơc cam Bu gi Xu p¸p nạp Xu páp xả Piston áo nớc Pít tông Trục khủu Thanh trun GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 § H T L GiỚI THIỆU CHUNG ĐCD Thanh truyền Trục khuỷu GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.2 § H T L CÁC KHÁI NiỆM C BN - Nhiên liệu động đốt trong: Là hỗn hợp C & H Phõn loi: - Theo s k: * Dầu Diesel: Là NL nặng, =0.8-0.95T/m3, Tính tự - Theo nhiờn liu: cháy cao * Xăng: Là NL nhĐ, γ=0.65-0.8T/m3, DƠ bay h¬i, tù (a) Động hàng - Theo số xi lanh: ch¸y kÐm - Theo cách bố trí XL: - Theo bố trí xupap: - Điểm chết: Tại piston đảo chiều chuyển động - Theo pp đốt cháy: - Theo kiểu tăng áp: (b) Động chữ V nằm ngang - Theo kiểu cấp NL: - Theo hệ thống làm mát: (c) Động piston đối đỉnh (Trục khuỷu truyền động bánh với nhau) (e) Động hình - Kú: Là phần chu trình công tác, ứng với hành trình GiI THIU CHUNG V NG CƠ ĐỐT TRONG 1.2 GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L CÁC KHÁI NiỆM CƠ BẢN CÁC KHÁI NiỆM CƠ BẢN 1.2 Nhiên liệu xăng: Là hỗn hợp loại hydrocacbon chưng cất nhẹ gồm: parafin; olefin; napten chất thơm - Nhiên liệu Diesel: Là hỗn hợp hydrocacbon chưng cất nhẹ điểm sơi cao nhiên liệu xăng (1800÷3600) > (250 ÷ 2250) Truck - Các thuộc tính bản: Pipeline, barge railcar, truck + Chỉ số ốctan; + Tính dễ bay hơi; Xăng - Các thuộc tính bản: Retail station Supply terminal - Chỉ số xetan; 20% Diesel 40% chất đốt 5% Dầu cặn - Độ nhớt; + Độ nhớt; Nhiên liệu máy bay - Trọng lượng riêng… + Trọng lượng riêng; 15% + Hàm lượng lưu huỳnh… Hydrocacb on khác 20% GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.2 § H T L GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L CÁC KHÁI NiỆM CƠ BẢN § H T L CC KHI NiM C BN 1.2 - Động nhiều xi lanh: Nếu hành trình sinh công trục khuỷu quay không đều, bánh đà lớn Để tăng công suất, làm việc êm, giảm trọng lợng bánh đà Dùng động nhiều xi lanh * Đặc ®iĨm cđa ®éng c¬ nhiỊu xi lanh: Gãc lƯch cđa trục khuỷu: Là góc lệch hình học khuỷu lµm máy máy viƯc kÕ tiÕp φ= 3600.a i (độ) máy GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.3 GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L ĐỘNG CƠ KỲ ĐỘNG CƠ KỲ 1.3 Nhiên liệu xăng: Là động đốt cháy cưỡng (SI – Spark Ignition) Cửa nạp Cửa xả Cửa xả Cửa nạp Buzi phát tia lửa điện Xylanh § H T L Piston Trục khuỷu Nạp Nén * Lưu ý: Hiện tượng kích nổ Nổ (Sinh công) Xả Động xăng kỳ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L ĐỘNG CƠ KỲ 1.3 § H T L ĐỘNG CƠ KỲ 1.3 Nhiên liệu Diesel: Là động nén nổ (CI – Compression Ignition) Dịng khí Mơi chất bị dồn nén Dịch chuyển Piston Nén Nạp Cháy * Lưu ý: - Hiệu suất cao động SI - Tỷ lệ nhiên liệu – khơng khí hợp lý Động Diesel kỳ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.3 GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L ĐỘNG CƠ KỲ Hút ĐỘNG CƠ KỲ 1.3 Nén Nổ § H T L Xả Động kỳ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.4 GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L ĐỘNG CƠ KỲ § H T L ĐỘNG CƠ KỲ 1.4 Chu trình kỳ: Qt khí phun trực tiếp Buzi phát tia lửa điện (hoặc vòi phun) Cửa xả Cửa nạp 10 Van lưỡi gà Nhiên liệu – khơng khí (hoặc khơng khí) - Nén - Các cửa đóng - Khơng khí đưa vào te - Cháy, giãn nở - Các cửa đóng - Xả - Cửa nạp đóng - Khơng khí nén te (Van lưỡi gà đóng) - Xả hết khí đốt - Nạp - Các cửa mở - Van lưỡi gà đóng a) b) Động xăng kỳ a) * Lưu ý: Hiệu suất, Cơng suất, Khí xả b) Động diesel kỳ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.4 § H T L ĐỘNG CƠ KỲ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.5 § H T L ĐỘNG CƠ WANKEL Các phương pháp quét khí: Quét ngang Bơm piston Bơm bánh Quét ngang với van xả quay Quét vòng Bơm cánh gạt Trục vít Quét thẳng với xupáp xả Quét thẳng với van xả ống lồng GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.5 § H T L ĐỘNG CƠ WANKEL GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.6 Quét thẳng với piston đối đỉnh 1.6 § H T L CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN Các thụng s hỡnh hc: Piston - Công: Là công dơng chu trình nhiệt động động CD Thanh truyền - Điểm chết (ĐCT) (θ θ=00); Vc Aci = At − Ath (J ) Aci:C«ng trơc khủu trun kéo công tác Ath: Công mát tổn thất khí nh ms - áp suất trung bình: Là công tính cho đơn vị thể tích công tác xilanh - im cht (ĐCD) (θ θ=1800); V1 - Tỷ số nén, r = V1/Vc; CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN Các thơng số động học: - Góc quay trục khuỷu, θ; - Thể tích cơng tác, Vd=V1-Vc § H T L ĐCT - Chiều dài truyền, l; - Hành trình piston, s = 2a; § H T L CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.6 - Đường kính xylanh, b; - Bán kính quay trục khuỷu, a; GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Trục khuỷu p= At (N / m2 ) Vs GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.6 § H T L CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN § H T L CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN 1.6 Các thơng số động học: - HiƯu st: Lµ tû sè nhiệt lợng biến đổi thành công Cỏc thụng s ng hc: trục khuỷu so với nhiệt lợng nhiên liệu tiêu hao - Công suất: Là công suất ứng với công tổng (Do khí cháy thực trơc khủu f-Sè chu tr×nh cđa XL 1s n-Số vòng quay động (v/ph) -Số kỳ ®éng c¬ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG N = i f At = p.Vs i.n (kw) 30 = (xăng:0.22-0.34;Diezen:0.30-0.56) gNL- Lợng NL tiêu hao (m3) QNL-Nhiệt trÞ cđa NL (J/m3) At g NL QNL - St tiêu hao nhiên liệu: Là lợng nhiên liệu tiêu thụ cho đơn vị công suất động đơn vị thời gian 103 g NL 105 g NL ( g / kW h) = ( g / ML.h) N 73.55 N g= gNL-Lợng NL tiêu hao h (kg/h) gx:150-240(g/kw.h); gd:110-150(g/kw/h) CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN 1.6 Các động thiết kế phạm vi rộng thơng số: Một số đường đặc tính: Mơ men xo?n 80 - Nhiệt độ; 70 60 50 40 - Áp suất; 30 20 10 - Độ ẩm xung quanh Công suất, • Wb 200 180 160 (Ví dụ: Máy bay bay cao độ khác so với mực nước biển) (T l gi m hi u su t 3% đ cao tăng lên 305m k t đ cao 914m ) 140 Công su?t (HP) Mật độ khí giảm ⇒ bmep giảm 120 C g ơn su ?t 100 80 80 70 60 60 50 40 40 Su?t tiêu 20 hao nhiên 30 li?u 20 10 Su?t tiêu hao nhiên li?u (kg/HP-h) 1.6 § H T L Mô men xo?n (kgm) GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG M o me n ph an h, τ 600 800 1000 1200 1400 1600 T?c d? d?ng co (v/ph) GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.6 1800 2000 2200 Tốc độ động (V/ph) § H T L CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN hp = 0,746 kW 1kW = 1,34 hp Jame Watt: “M· lực công mà ngựa bỏ để kÐo 33.000 pound (1pound=454gram) lªn foot (30,48cm) thêi gian phót”` § H T L Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.1 § H T L GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG KẾT CẤU ĐỘNG CƠ - V trí, c u t o b ph n đ ng c đ t (Thân, xilanh, piston, tr c khu u, truy n, n p xilanh, bánh đà ) Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 Các phận động cơ: § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH - Thân ng c: Xi lanh Nắp máy Xi lanh Nắp máy Đệm nắp máy Đệm nắp máy Nắp đầu máy Nắp đầu máy Blốc xi lanh Blốc xi lanh Các te C¸c te Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH - Thân động cơ: § H T L Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH - Thân động cơ: thân động = blốc xi lanh + te Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH 2.2 - Piston: - Xéc măng: Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH 2.2 - Xilanh: Xi lanh - Xilanh: § H T L 1 2 Nắp máy Đệm nắp máy Nắp đầu máy Blốc xi lanh C¸c te Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH § H T L Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH 2.2 - Xilanh: - Chốt Piston (Chốt ắc): Xi lanh làm mát nớc Xi lanh làm mát không khí b) c) Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH § H T L Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH - Trục khuỷu: - Trục khuỷu: Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH 2.2 - Thanh truyền: § H T L Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH - Thanh truyền: Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 - Nắp máy (Quy lát): § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH - Nắp máy (Quy lát): Xi lanh Nắp máy Đệm nắp máy Nắp đầu máy Blèc xi lanh C¸c te Chương 2: KẾT CẤU ĐỘNG CƠ 2.2 § H T L CÁC BỘ PHẬN CHÍNH - Bánh đà: ... VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 § H T L GIỚI THIỆU CHUNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Động nhiệt Cầu chủ động Hộp số Trục đăng Động Máy nớc Tua bin khí Động đốt Động phản lực Các động khác Ly hợp Động xăng Động. .. Nổ (Sinh công) Xả Động xăng kỳ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L ĐỘNG CƠ KỲ 1.3 § H T L ĐỘNG CƠ KỲ 1.3 Nhiên liệu Diesel: Là động nén nổ (CI –... Hiệu suất cao động SI - Tỷ lệ nhiên liệu – khơng khí hợp lý Động Diesel kỳ GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.3 GiỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG § H T L ĐỘNG CƠ KỲ Hút ĐỘNG CƠ KỲ 1.3 Nén