1. Động cơ đốt trong
1.4.Nguyên tắc hoạt động
1.4.1. Động cơ xăng bốn kỳ
Hình 3.17: Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 4 kỳ
Buji
Đct
Đcd 1
Nạp Điểm chết trên Điểm chết dưới Xả Nổ Nén
Hình 3.18: Đồ thị phân phối khí lý thuyết
Trong một chu trình làm việc của động cơ gồm 4 hành trình chuyển động lên, xuống của piston trong xylanh tương ứng với 4 kỳ: nạp, nén, nổ và xả.
- Kỳ nạp: Piston đi từ điểm chết trên (Đct) xuống điểm chết dưới, xupap nạp mở, xupap xả đóng, áp suất trong xi lanh giảm, hòa khí sẽ nạp đầy vào xi lanh qua xupap nạp. Khi piston xuống tới điểm chết dưới (Đcd) thì kết thúc lỳ nạp, trục động cơ quay được 1800
- Kỳ nén: Piston đi từ điểm chết dưới (Đcd) lên điểm chết trên (Đct) thì cả 2 xupap đều đóng hòa khí trong xi lanh bị nén lại làm cho áp suất và nhiệt độ tăng dần, cuối kỳ nén: áp suất có thể đạt tới 35kg/cm2, nhiệt độ tăng từ 650 đến 7000C. Khi piston lên đến điểm chết trên thì kết thúc kỳ nén, trục động cơ quay thêm được 1800.
- Kỳ nổ (kỳ sinh công): Cuối kỳ nén khi piston dịch chuyển lên gần tới điểm chết trên (Đct) thì buji bật tia lửa điện đốt cháy hòa khí ở buồng đốt, hòa khí cháy gây nên áp suất và nhiệt độ cao tác dụng vào đỉnh piston đẩy piston đi xuống thông qua thanh truyền trục khuỷu (trục cơ) để sinh công, khi piston xuống dưới điểm chết dưới thì kết thúc kỳ nổ, trục động cơ quay thêm được 1800. Ở kỳ này, cả xupap nạp và xả đều đóng áp suất của hành trình này có thể đạt từ 45 đến 50 kg/cm2 và nhiệt độ có thể đạt tới 20000 đến 22000C.
- Kỳ xả: Pít tông đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, xupap nạp đóng xupap xả mở, khí cháy qua xupap xả xả ra ngoài, khi piston lên tới điểm chêt trên (Đct) thì kết thúc kỳ xả, trục động cơ quay thêm được 1800 và hành trình mới lại bắt đầu.
Như vậy, một chu trình làm việc của động cơ trục khuỷu (trục cơ) quay được 2 vòng (7200), đồ thị phân phối khí lý thuyết như hình 3.18.
- Trong thực tế, để nâng cao công suất cho động cơ thì phải nạp được nhiều hòa khí vào xi lanh của động cơ, muốn vậy thì người ta phải cho xupap nạp mở sớm một góc α1 và
đóng muộn hơn một góc α2 nên hành trình nạp thực tế sẽ là: 1800+ α α1+ 2 lớn hơn hành
trình lý thuyết (chỉ có 1800).
Mặt khác, muốn nạp được nhiều hòa khí vào xi lanh thì phải xả thật sạch khí cháy trong xi lanh ra ngoài, vì vậy người ta phải cho xu-páp xả mở sớm một góc α3 và đóng
muộn một góc α4, hành trình xả thực tế sẽ là: 1800+ α α3 + 4 (lớn hơn hành trình xả lý
thuyết).
Ngoài ra đề đốt cháy hết hoà khí, người ta cho bugi đánh lửa sớm một góc γ. Đồ thị phân phối khí của đông cơ 4 kỳ xăng như hình 3.19.
1.4.2. Động cơ diesel bốn kỳ 56 Nạp Điểm chết trên Điểm chết dưới Xả Nổ Nén Hình 3-5: Đồ thị phân phối khí lý Nạp Nén Nổ Xả Điểm chết trên Điểm chết dưới α1 γ α2 α3 α4 Hình 3.19: Đồ thị phân phôi khí
Hình 3.20: Sơ đồ cấu tạo động
cơ diesel 4 kỳ Đct
Trong một chu trình làm việc của động cơ gồm 4 hành trình chuyển động lên, xuống của piston trong xylanh tương ứng với 4 kỳ: nạp, nén, nổ và xả.
- Kỳ nạp: Piston đi từ điểm chết trên (Đct) xuống điểm chết dưới, xupap nạp mở, xupap xả đóng, áp suất trong xi lanh giảm, không khí được lọc sạch sẽ nạp đầy vào xi lanh qua xupap nạp. Khi piston xuống tới điểm chết dưới (Đcd) thì kết thúc lỳ nạp, trục động cơ quay được 1800
- Kỳ nén: Piston đi từ điểm chết dưới (Đcd) lên điểm chết trên (Đct) thì cả 2 xupap đều đóng, không khí trong xi lanh bị nén lại làm cho áp suất và nhiệt độ tăng dần, cuối kỳ nén: áp suất có thể đạt tới 40 đến 50kg/cm2, nhiệt độ tăng đến 9000C. Khi piston lên đến điểm chết trên thì kết thúc kỳ nén, trục động cơ quay thêm được 1800.
- Kỳ nổ (kỳ sinh công): Cuối kỳ nén khi piston dịch chuyển lên tới gần điểm chết trên (Đct) thì bơm cao áp bơm dầu diesel vào xylanh thông qua kim phu cao áp dưới dạng sương mù. Dầu diesel gặp không khí nóng, áp suất cao tự bốc cháy, hòa khí cháy gây nên áp suất và nhiệt độ cao tác dụng vào đỉnh piston đẩy piston đi xuống thông qua thanh truyền trục khuỷu (trục cơ) để sinh công, khi piston xuống dưới điểm chết dưới thì kết thúc kỳ nổ, trục động cơ quay thêm được 1800 .Ở kỳ này, cả xupap nạp và xả đều đóng áp suất của hành trình này có thể đạt từ 60 đến 80 kg/cm2 và nhiệt độ có thể đạt tới 22000C.
- Kỳ xả: Pít tông đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, xupap nạp đóng xupap xả mở, khí cháy qua xupap xả xả ra ngoài, khi piston lên tới điểm chêt trên (Đct) thì kết thúc kỳ xả, trục động cơ quay thêm được 1800 và hành trình mới lại bắt đầu.
Cũng tương tự như động cơ xăng 4 kỳ, muốn tăng công suất của động cơ thì xupap nạp phải mở sớm một góc α1 và đóng muộn một góc α2, còn xupap xả phải mở sớm một góc α3 và đóng muộn một góc α4. Đồng thời vòi phun cao áp cũng phải phun nhiên liệu sớm một góc γ. Đồ thị phân phối khí lý thuyết và thực tế tương tự như ở động cơ xăng 4 kỳ.