Khái quát về động cơ diesel

Động Diesel Động Diesel loại động đốt trong, khác với động xăng (hay động Otto) Sự cháy nhiên liệu, tức dầu diesel, xảy buồng đốt piston tới gần điểm chết kỳ nén, tự cháy tác động nhiệt độ áp suất cao khơng khí nén Động Diesel kỹ sư người Đức, ông Rudolf Diesel, phát minh vào năm 1892 Chu trình làm việc động gọi chu trình Diesel Do ưu việt so với động xăng, hiệu suất động cao hay nhiên liệu diesel rẻ tiền xăng, nên động Diesel sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp, đặc biệt ngành giao thông vận tải thủy vận tải Nguyên lý hoạt động Kỳ nạp Pittơng cịn nằm ĐCT Lúc thể tích buồng cháy Vc cịn đầy khí sót chu trình trước, áp suất khí sót bên xilanh cao áp suất khí Trên đồ thị cơng, vị trí bắt đầu kỳ nạp tương ứng với điểm r Khi trục khuỷu quay, truyền làm chuyển dịch pittông từ ĐCT đến ĐCD, xuppap nạp mở thông xilanh với đường ống nạp Cùng với tăng tốc pittông, áp suất môi chất xilanh trở nên nhỏ dần so với áp suất đường ống nạp pk (Δpk ≈ 0,01- 0,03Mpa) Sư giảm áp suất bên xilanh so với áp suất đường ống nạp tạo nên q trình nạp (hút) mơi chất (khơng khí) từ đường ống nạp vào xilanh Trên đồ thị công, kỳ nạp thể qua đường r-a Áp suất môi chất động ta xét với áp suất khí quyển.(luc ap suat buong dot se lon hon ap suat quyen, nhu the khong ben ngoai se duoc nap nhanh va nhieu hon vao xi lanh) Kỳ nén Pittông chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT, xupap hút xả đóng, mơi chất bên xilanh bi nén lại Cuối kỳ nạp pittơng cịn ĐCD, áp suất mơi chất bên xilanh pa cịn nhỏ pk Đầu kỳ nén, pittông từ ĐCD đến ĐCT tới điểm a’ áp suất bên xilanh đạt tới giá trị pk Do đó, để hồn thiện trình nạp người ta để xupap nạp tiếp tục mở (trước điểm a’) Việc đóng xupap nạp nhằm để lợi dụng chênh áp xilanh đường ống nạp động dòng khí lưu động đường ống nạp để nạp thêm mơi chất vào xilanh Sau đóng xupap nạp, chuyển động lên pittông làm áp suất nhiệt độ môi chất tiếp tục tăng lên Giá trị áp suất cuối trình nén pc (tại điểm c) phụ thuộc vào tỷ số nén ε, độ kín buồng đốt, mức độ tản nhiệt thành vách xilanh áp suất môi chất đầu trình nén pa Việc tự bốc cháy hỗn hợp khí phải cần thời gian định, ngắn Muốn sử dụng tốt nhiệt lượng nhiên liêu cháy sinh điểm bắt đầu điểm kết thúc q trình cháy phía lân cận ĐCT Do việc phun nhiên liệu vào xilanh động thực trước pittông đến ĐCT Trên đồ thị công kỳ nén thể qua đường cong a-c Kỳ cháy giãn nở Đầu kỳ cháy giãn nở, hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu tạo cuối trình nén bốc cháy nhanh Do có nhiệt lượng lớn toả ra, làm nhiệt độ áp suất môi chất tăng mạnh, mặt dù thể tích làm việc có tăng lên chút (đường c-z đồ thị cơng) Dưới tác dụng đẩy lực áp suất môi chất tạo ra, pittông tiếp tục đẩy xuống thực trình giãn nở mơi chất xilanh Trong q trình giãn nở mơi chất đẩy pittơng sinh cơng, kỳ cháy giãn nở gọi hành trình cơng tác (sinh cơng) Trên đồ thị kỳ cháy giãn nở biểu diễn qua đường c-z-b Kỳ thải Kỳ thải kỳ này, động thực q trình xả khí thải khỏi xilanh Pittơnng chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT đẩy khí thải khỏi xilanh qua đường xupap thải mở vào đường ống thải, áp suất bên xilanh cuối q trình thải cịn cao, nên xupap xả bắt đầu mở pittơng cịn cách ĐCD 430 góc quay truc khuỷu nhờ vậy, giảm lực cản pittơng q trình thải khí nhờ chênh áp lớn tạo khí dễ dàng từ xilanh đường ống thải, cải thiện việc quét khí thải khỏi xilanh động Trên đồ thị công, kỳ thải thể qua đường b-r Kỳ thải kết thúc chu trình cơng tác, pittơng lặp lại kỳ nạp theo trình tự chu trình cơng tác động nói Để thải sản phẩm cháy khỏi xilanh, xupap xả khơng đóng vị trí ĐCT mà chậm chút, sau pittơng qua khỏi ĐCT 170 góc quay trục khuỷu, nghĩa bắt đầu kỳ Để giảm sức cản cho trình nạp, nghĩa cửa nạp phải mở dần pittông xuống kỳ một, xupap nạp mở sớm chút trước pittơng đến điểm chết 170 góc quay trục khuỷu Như vào cuối kỳ thải đầu kỳ nạp hai xupap nạp xả mở Động Diesel Mô Tả Động diesel sử dụng nhiên liệu diesel Nó tạo cơng suất cao tốc độ thấp có cấu tạo vững Tính kinh tế nhiên liệu tốt so với động xăng (1/2) Sự khác biệt động xăng động diesel Ngoài khác loại nhiên liệu mà động sử dụng, động xăng diesel sử dụng cấu khác Buồng cháy Động diesel không trang bị hệ thống đánh lửa có bugi Thay vào đó, nhiệt sinh trình nén làm cho nhiên liệu tự bốc cháy Vì tỷ số nén đặt cao Hệ thống sấy sơ Để hỗ trợ cho khả khởi động động cơ, động diesel có hệ thống sấy sơ sử dụng bugi sấy để sấy nóng khí nạp Hệ thống nhiên liệu Động diesel có bơm nhiên liệu vòi phun để phun nhiên liệu vào buồng cháy áp suất cao (2/2) Hoạt Động Có Cấu Sinh Lực Để tạo lượng chuyển động cho xe, động kỳ thông thường lặp lại bốn chu kỳ hoạt động hình vẽ sau Khơng giống động xăng, động diesel khơng có hệ thống đánh lửa Thay vào đó, nhiên liệu nén với áp suất cao phun vào khơng khí có áp suất nhiên độ cao nhằm làm cho nhiên liệu tự bốc cháy Xupáp nạp Xupáp xả Vòi phun Buồng cháy Píttơng Thanh truyền Trục khuỷu Sơ đồ cho thấy động có buồng cháy loại xốy lốc (1/5) -1- Kỳ nạp Xupáp xả đóng xupáp nạp mở Hành trình xuống píttơng hút khơng khí vào xylanh qua xupáp nạp lúc mở (2/5) Kỳ nén Khi píttơng hồn tất hành trình xuống, xupáp nạp đóng lại Với hành trình lên píttơng, khơng khí hút vào xylanh bị nén mạnh đạt đến nhiệt độ cao Tỷ số nén động diesel = 15 đến 23 (khoảng đến lần so với động xăng) Nhiệt độ buồng cháy = 5000 đến 8000C (3/5) Kỳ cháy Khi píttơng gần hồn tất hành trình lên, vịi phun phun nhiên liệu áp suất cao vào khơng khí đạt đến áp suất nhiệt độ cao Nhiệt độ cao khơng khí làm cho nhiên liệu tự bốc cháy, kết gây nên cháy nổ Lực cháy ấn píttơng xuống làm quay trục khuỷu (4/5) -2- Kỳ xả Xupáp xả mở píttơng hồn tất hành trình xuống Sau hành trình lên píttơng làm khí xả, sản phẩm q trình cháy, bị đẩy khỏi xylanh (5/5) Buồng Cháy Buồng cháy bao bồm khoảng khơng tạo píttơng, thân máy nắp quylát Loại xốy lốc Thơng thường bao gồm buồng cháy xốy lốc hình cầu đỉnh buồng cháy Buồng xốy lốc nối với buồng cháy khe thơng Trong q trình nén, khơng vào buồng xốy lốc để tạo nên xốy lốc mạnh Vịi phun phun nhiên liệu vào buồng xoáy lốc Loại phun trực tiếp Bao gồm buồng cháy tạo thành nắp quylát pítơng nhiên liệu phun trực tiếp từ vịi phun vào buồng cháy Buồng cháy Bugi sấy Vịi phun Buồng xốy lốc Khe thơng (1/1) Điều Khiển Công suất Động diesel dựa tượng tự bốc cháy nhiệt kỳ nén không khí nạp để tạo nên cháy, u cầu lượng lớn khơng khí Do đó, động khơng có bướm ga Động xăng điều khiển cơng suất cách sử dụng bướm ga để điều khiển lượng hỗn hợp khơng khí–nhiên liệu hút vào xylanh Ngược lại, động diesel điều khiển công suất phát cách điều khiển lượng nhiên liệu phun vào Bởi khơng có bướm ga lượng khơng khí nạp khơng đổi Ví dụ, cường độ lửa thay đổi người ta di chuyển núm điều khiển bếp ga Đó lượng ga thay đổi Tương tự vậy, lái xe đạp bàn đạp ga xe có động diesel, lượng nhiên liệu phun vào xylanh tăng lên, làm tăng cơng suất động Động xăng (có bướm ga) Động diesel (khơng có bướm ga) Lượng nhiên liệu phun nhỏ Lượng nhiên liệu phun lớn (1/1) -3- Mô Tả Hệ Thống Nhiên Liệu Hệ thống nhiên liệu động diesel phun nhiên liệu có áp suất cao vào buồng cháy, có khơng khí nén lại đến áp suất cao Điều cần thiết bị đặc biệt khơng giống động xăng Bình nhiên liệu Tích trữ nhiên liệu Lọc nhiên liệu có lắng nước Loại bỏ chất bẩn nước khỏi nhiên liệu Bơm cao áp Nén bơm nhiên liệu Vòi phun Phun nhiên liệu (1/1) THAM KHẢO: Dòng chảy nhiên liệu (1/1) Lọc Nhiên Liệu Thiết bị loại bỏ bụi bẩn nước khỏi nhiên liệu để bảo vệ bơm cao áp vịi phun, chúng có chi tiết chế tạo xác Bụi bẩn nước phải loại bỏ khỏi nhiên liệu để tránh cho bơm cao áp khỏi bị kẹt hay gỉ bơm cao áp bôi trơn nhiên liệu diesel Bơm xả Lọc nhiên liệu Bộ lắng nước (1/1) -4- Bơm Cao Áp Có hai loại bơm cao áp dùng động diesel: Bơm cao áp loại khí, điều khiển lượng phun thời điểm nhiên liệu khí Bơm cao áp điện tử dùng ECU (Bộ điều khiển điện tử) hệ thống EFI-D (Diesel phun nhiên liệu điện tử) Bơm cao áp khí Bơm cao áp điện tử Bơm cao áp Vòi phun Đai dẫn động ECU Cảm biến (1/4) Bơm cao áp nén nhiên liệu bơm đến vòi phun Lượng phun nhiên liệu thời điểm phun nhiên liệu điều khiển khí tùy theo mức độ đạp chân ga tốc độ động (2/4) THAM KHẢO: Các loại bơm cao áp Có hai loại bơm cao áp: bơm cao áp loại phân phối, bơm có píttơng bơm dùng để nén nhiên liệu tạo áp suất cao loại bơm cao áp thẳng hàng, bơm có nhiều pítơng với số xylanh động Bơm cao áp loại phân phối Còn gọi bơm VE*, loại bơm gọn nhẹ dùng động xe du lịch xe tải nhỏ *VE: Viết tắt từ tiếng Đức "Verteiler Einspritz" Bơm cao áp loại thằng hàng Bơm cao áp loại thẳng hàng có cấu tạo phức tạp có nhiều píttơng bơm Nó dùng chủ yếu cho động xe tải Nhiên liệu Áp suất thấp Píttơng bơm Áp suất cao Vịi phun (1/1) -5- Diesel EFI (Hệ thống phun dầu diesel điện tử) Có hai loại hệ thống Diesel EFI: Diesel EFI loại thông thường Diesel EFI loại phân phối Diesel EFI loại thông thường Hệ thống sử dụng cảm biến để phát góc mở bàn đạp ga tốc độ động ECU để xác định lượng phun thời điểm phun nhiên liệu Những cấu điều khiển dùng cho trình bơm, phân phối phun dựa hệ thống diesel loại khí ECU Các cảm biến Bình nhiên liệu Lọc nhiên liệu Bơm cao áp Vòi phun (3/4) Diesel EFI Diesel EFI loại ống phân phối Nhiên liệu nén lại bơm cấp liệu tích ống phân phối trước phân phối đến vòi phun Một ECU (bộ điều khiển điện tử) EDU (Bộ dẫn động điện tử) điều khiển lượng phun thời điểm phun nhiên liệu đến mức độ tối ưu cách mở đóng vịi phun theo tín hiệu từ cảm biến Quá trình tương tự với hệ thống EFI dùng động xăng Bơm cấp liệu Ống phân phối Cảm biến áp suất nhiên liệu Bộ giới hạn áp suất Vòi phun Cảm biến ECU EDU Bình nhiên liệu Lọc nhiên liệu Van chiều (4/4) Vịi Phun Bộ phận nhận nhiên liệu có áp suất cao từ bơm cao áp phun vào buồng cháy Khi áp suất nhiên liệu bơm lên bơm cao áp vượt tải lò xo áp suất, lực đẩy kim vịi phun lên Điều làm cho lị xo áp suất bị nén lại nhiên liệu phun vào buồng cháy Áp suất nhiên liệu điều chỉnh cách thay đổi chiều dày đệm điều chỉnh, thay đổi tải lị xo áp suất có hiệu Lị xo áp suất Kim phun Thân vòi phun Đệm điều chỉnh (1/1) -6- Hệ Thống Sấy Sơ Bộ Hệ thống sấy sơ Trong khởi động động lạnh hay nhiệt độ thấp, nhiệt sinh trình nén không đủ Hệ thống sấy sơ sấy nóng khơng khí nạp để nâng cao khả bốc cháy nhiên liệu Hệ thống dùng dòng điện ắc quy để sấy nóng khơng khí Có hai loại hệ thống sấy sơ bộ: Loại bugi sấy: Sấy buồng cháy Loại sấy khí nạp: Sấy khơng khí nạp Bugi sấy Cuộn dây sấy (1/1) -7- Câu hỏi -1 Hãy đánh dấu câu sau Đúng hay Sai No Câu hỏi Đúng Sai Tỷ số nén động diesel dùng ôtô từ đến 12 Đúng Sai Trong động diesel, nhiên liệu có áp suất cao phun vào khơng khí có áp suất nhiệt độ cao nén lại píttơng Nhiệt khơng khí có nhiệt độ cao làm cho nhiên liệu tự bốc cháy Đúng Sai Động diesel có buồng cháy loại xóay lốc có hệ thống sấy sơ khơng thể đạt đủ nhiệt q trình nén khởi động động nguội hay hoạt động nhiệt độ thấp Đúng Sai Lọc nhiên liệu động diesel có chức đốt cháy nước có nhiên liệu Đúng Sai Bốn kỳ động diesel kỳ giống bốn kỳ động xăng Đúng Sai Câu trả lời Câu hỏi -2 Câu câu sau liên quan đến hệ thống phun nhiên liệu loại ống phân phối đúng? Hệ thống điều khiển thời điểm phun theo góc mở chân ga tốc độ động cơ khí Ống phân phối tích nhiên liệu mà hâm nóng bơm cấp liệu Khi nhiên liệu đạt đến giá trị nhiệt độ định, vòi phun mở để phun nhiên liệu Ống phân phối tích nhiên liệu nén lại bơm cấp liệu ECU xác định lượng phun thời điểm phun nhiên liệu cách điều khiển mở đóng vịi phun Ống phân phối hịa trộn nhiên liệu với khơng khí ECU điều khiển lượng phun nhiên liệu phụ thuộc vào góc mở chân ga tốc độ động Câu hỏi-3 Câu câu sau liên quan đến hệ thống phun Diesel EFI loại thông thường đúng? Hệ thống sử dụng cảm biến để xác định góc mở bàn đạp ga tốc độ động cơ, xác định lượng phun thời điểm phun nhiên liệu khí Hệ thống sử dụng cảm biến để xác định góc mở bàn đạp ga tốc độ động cơ, máy tính xác định lượng phun thời điểm phun nhiên liệu Hệ thống xác định góc mở bàn đạp ga tốc độ động cơ khí, máy tính xác định lượng phun thời điểm phun nhiên liệu -8- Hệ thống sử dụng cảm biến để xác định góc mở bàn đạp ga tốc độ động cơ, máy tính điều khiển nhiệt độ khí nạp Câu hỏi-4 Hình vẽ sau mơ tả động diesel loại buồng cháy xóay lốc Hãy chọn từ tương ứng với số cụm từ a) Bugi sấy b) Buồng cháy Answer: c) Buống xóay lốc d) Vịi phun -9- e) Vịi phun khởi động lạnh  ... mở Động Diesel Mô Tả Động diesel sử dụng nhiên liệu diesel Nó tạo cơng suất cao tốc độ thấp có cấu tạo vững Tính kinh tế nhiên liệu tốt so với động xăng (1/2) Sự khác biệt động xăng động diesel. .. cao Hệ thống sấy sơ Để hỗ trợ cho khả khởi động động cơ, động diesel có hệ thống sấy sơ sử dụng bugi sấy để sấy nóng khí nạp Hệ thống nhiên liệu Động diesel có bơm nhiên liệu vòi phun để phun... áp suất cao (2/2) Hoạt Động Có Cấu Sinh Lực Để tạo lượng chuyển động cho xe, động kỳ thông thường lặp lại bốn chu kỳ hoạt động hình vẽ sau Khơng giống động xăng, động diesel khơng có hệ thống