Động cơ 6 xilanh là loại động cơ được dùng rất rộng rãi. Hình thức kết cấu của trục khuỷu giới thiệu trên hình 12.8. Từ hình vẽ ta thấy: trục khuỷu của động cơ 6 xilanh
cĩ thể coi là tập hợp hai trục khuỷu của động cơ 3 xilanh ghép đối xứng với nhau. Động
cơ này cĩ gĩc cơng tác δ = 1200 và gĩc lệch khuỷu δk = 1200.
Hình 12.8. Sơ đồ trục khuỷu động cơ 4 kỳ 6 xylanh, thứ tự làm việc 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4.
12.2.4.1.Hợp lực của lực quán tính Hợp lực của các lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1 (∑Pj1): (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1 1 1 1 1 1 1 0 j j j j j j j P P P P P P P Hợp lực của các lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2 (∑Pj2): (1) (2) (3) (4) (5) (6) 2 2 2 2 2 2 2 0 j j j j j j j P P P P P P P
Hợp lực của các lực quán tính chuyển quay trên phương thẳng đứng (∑Pkt): (1) (2) (3) (4) (5) (6)
0
kt kt kt kt kt kt kt
P P P P P P P
Hợp lực của các lực quán tính chuyển quay trên phương nằm ngang (∑Pkn): (1) (2) (3) (4) (5) (6) 0 kn kn kn kn kn kn kn P P P P P P P Suy ra: 2 2 0 k kt kn P P P .
12.2.4.2.Tổng mơmen do lực quán tính sinh ra
Do trục khuỷu của động cơ 6 xilanh bố trí các khuỷu trục đối xứng với nhau nên các mơmen do lực quán tính gây ra đều triệt tiêu lẫn nhau.
Tổng mơmen do lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 1 tạo ra (∑Mj1): ∑Mj1 = 0 Tổng mơmen do lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2 tạo ra (∑Mj2): ∑Mj2 = 0 Tổng mơmen do lực quán tính chuyển động quay tạo ra (∑Mk): ∑Mk = 0.
183
Câu 1.Trình bày những nguyên nhân khiến động cơ mất cân bằng.
Câu 2.Trình bày các điều kiện cân bằng động cơ.
Câu 3.Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến động cơ một xylanh.
Câu 4.Cân bằng lực quán tính chuyển động quay động cơ một xylanh.
Câu 5.Cân bằng lực quán tính động cơ ba xilanh.
Câu 6.Cân bằng lực quán tính động cơ bốn xylanh.
184
MỤC LỤC
Chương 1: MỞĐẦU ... 1
1.1. Giới thiệu ... 1
1.2. Các định nghĩa ... 1
1.3. Phân loại động cơ đốt trong ... 3
1.3.1. Theo mục đích sử dụng ...3
1.3.2. Theo nhiên liệu dùng cho ĐCĐT ...4
1.3.3. Theo đặc điểm cấu tạo của động cơ ...4
1.3.4. Theo phương pháp tạo hồ khí và đốt cháy ...4
1.3.5. Theo phương pháp đốt cháy hịa khí ...4
1.3.6. Theo quá trình cấp nhiệt và tỷ số nén ( ) ...4
1.3.7. Theo số kỳ thực hiện một chu trình cơng tác ...4
1.3.8. Theo phương pháp nạp: ...4
1.3.9. Theo tỷ số S/D ...4
1.3.10. Theo tốc độđộng cơ ...4
1.3.11. Theo phương pháp làm mát ...4
1.4. Sự khác biệt giữa động cơ xăng và diesel ... 5
1.5. Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong kiểu piston ... 7
1.5.1. Nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ ...7
1.5.2. Nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ ...9
1.5.3. Nguyên lý làm việc động cơ piston quay (Walkel) ...11
1.6. Xu hướng phát triển của ĐCĐT ... 12
Chương 2: NHỮNG CHI TIẾT CỐĐỊNH TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ... 14
2.1. Thân máy ... 14 2.1.1. Cấu tạo – Nhiệm vụ– Phân loại ...14 2.1.2. Điều kiện làm việc ...15 2.1.3. Yêu cầu ...15 2.1.4. Hư hỏng thường gặp ...15 2.2. Nắp máy ... 15 2.2.1. Cấu tạo – Nhiệm vụ– Phân loại ...15 2.2.2. Điều kiện làm việc ...17 2.2.3. Yêu cầu ...17 2.2.4. Hư hỏng thường gặp ...17 2.3. Gioăng nắp máy ... 17 2.4. Xilanh ... 18 2.4.1. Cấu tạo – Nhiệm vụ– Phân loại ...18 2.4.2. Điều kiện làm việc ...19 2.4.3. Yêu cầu ...19 2.4.4. Hư hỏng thường gặp ...19 2.5. Cacte ... 19 2.6. Ổđỡ trục – Bạc lĩt: ... 20 2.6.1. Cấu tạo –nhiệm vụ - phân loại ...20 2.6.2. Điều kiện làm việc: ...21 2.6.3. Yêu cầu: ...21 2.6.4. Hư hỏng thường gặp: ...21 2.7. Gugiơng ... 21 2.7.1. Cấu tạo –nhiệm vụ - phân loại ...21 2.7.2. Điều kiện làm việc ...21 2.7.3. Yêu cầu ...22 2.7.4. Hư hỏng thường gặp: ...22
Chương 3: NHĨM PISTON – NHĨM THANH TRUYỀN – TRỤC KHUỶU – BÁNH ĐÀ ... 23
3.1. Piston ... 23
3.1.1. Cấu tạo - Nhiệm vụ - Phân loại: ...23
185 3.1.3. Yêu cầu: ...25 3.1.4. Hư hỏng thường gặp: ...25 3.2. Chốt piston ... 25 3.2.1. Cấu tạo – phân loại - cơng dụng: ...25 3.2.2. Điều kiện làm việc: ...26 3.2.3. Yêu cầu: ...26 3.2.4. Hư hỏng thường gặp: ...26 3.3. Xécmăng (Segment) ... 26 3.3.1. Cấu tạo - Nhiệm vụ - Phân loại: ...26 3.3.2. Điều kiện làm việc: ...29 3.3.3. Yêu cầu: ...29 3.3.4. Hư hỏng thường gặp: ...29 3.4. Thanh truyền ... 29 3.4.1. Cấu tạo – Nhiệm vụ– Phân loại ...29 3.4.2. Điều kiện làm việc ...30 3.4.3. Yêu cầu ...31 3.4.4. Hư hỏng thường gặp ...31 3.5. Trục khuỷu ... 31 3.5.1. Cấu tạo – Nhiệm vụ ...31 3.5.2. Điều kiện làm việc: ...32 3.5.3. Yêu cầu: ...32 3.5.4. Hư hỏng thường gặp: ...33 3.6. Bánh đà ... 33 3.6.1. Cấu tạo ...33 3.6.2. Nhiệm vụ ...33 Chương 4: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ ... 35 4.1. Cơng dụng, phân loại ... 35 4.1.1. Cơng dụng ...35 4.1.2. Phân loại ...35 4.2. Yêu cầu ... 35 4.2.1. Phương án bố trí supap ...35 4.2.2. Phương án dẫn động trục cam ...37 4.3. Supap ... 38 4.3.1. Phân loại hệ thống phân phối khí ...38
4.3.2. Phân tích điều kiện làm việc, vật liệu chế tạo supap ...40
4.3.3. Kết cấu supap ...41
4.3.4. Lị xo supap ...42
4.4. Con đội ... 43
4.4.1. Con đội hình nấm và hình trụ ...43
4.4.2. Con đội con lăn ...44
4.4.3. Con đội thủy lực ...44 4.5. Đũa đẩy ... 44 4.6. Cị mổ ... 45 4.7. Đế supap ... 45 4.7.1. Cơng dụng ...45 4.7.2. Kết cấu ...45 4.8. Ống dẫn hướng ... 45 4.8.1. Cơng dụng ...45 4.8.2. Kết cấu ...45 4.9. Trục cam ... 46 4.9.1. Cơng dụng ...46 4.9.2. Kết cấu ...46
4.10. Cơng tác bảo dưỡng hệ thống phân phối khí ... 46
4.10.1. Các hư hỏng của nhĩm Xupáp và trục cam: ...46
4.10.2. Điều chỉnh khe hở nhiệt của Xupáp: ...47
186
5.1. Nhiệm vụ của hệ thống bơi trơn động cơ ... 50
5.1.1. Các dạng mài mịn ...50
5.1.2. Vật liệu bơi trơn – các phụ gia pha trong dầu ...50
5.2. Phân loại hệ thống bơi trơn ... 52
5.2.1. Hệ thống bơi trơn bằng muỗng tát dầu nhờn ...52
5.2.2. Hệ thống bơi trơn cưỡng bức ...52
5.2.3. Bơi trơn cho động cơ 2 kỳ ...54
5.3. Kết cấu các chi tiết chủ yếu trong hệ thống bơi trơn ... 54
5.3.1. Bơm dầu ...54
5.3.2. Lọc dầu ...56
5.3.3. Két làm mát dầu nhờn ...57
5.4. Cơng tác bảo dưỡng hệ thống bơi trơn ... 57
5.4.1. Các đồng hồ của hệ thống bơi trơn ...57
5.4.2. Kiểm tra mức dầu nhờn: ...59
5.4.3. Thay dầu nhờn động cơ ...59
5.4.4. Xúc – Rửa bầu lọc ly tâm...59
5.4.5. Hư hỏng thường gặp ...59
5.4.6. Bảo dưỡng kỹ thuật: ...60
Chương 6: HỆ THỐNG LÀM MÁT ... 61
6.1. Nhiệm vụ - Nhiệt độ tối ưu của nước làm mát ... 61
6.1.1. Nhiệm vụ ...61
6.1.2. Nhiệt độ tối ưu của nước làm mát ...61
6.2. Phân loại hệ thống làm mát ... 62 6.2.1. Hệ thống làm mát bằng khơng khí ...62 6.2.2. Hệ thống làm mát bằng nước ...62 6.2.3. Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng bức một vịng kín ...64 6.2.4. Hệ thống làm mát tuần hồn cưỡng bức hai vịng ...65 6.2.5. Hệ thống làm mát một vịng hở ...65 6.2.6. So sánh hệ thống làm mát bằng nước và hệ thống làm mát bằng khơng khí ...65 6.3. Kết cấu các chi tiết chủ yếu trong hệ thống làm mát. ... 66 6.3.1. Két nước và nắp két nước ...66 6.3.2. Bơm nước...68 6.3.3. Van hằng nhiệt ...68 6.3.4. Quạt giĩ ...70 6.3.5. Chất lỏng làm mát ...71
6.4. Cơng tác bảo dưỡng hệ thống làm mát ... 72
6.4.1. Hư hỏng thường gặp ...72
6.4.2. Bảo dưỡng ...72
Chương 7: NHIÊN LIỆU DÙNG TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ... 74
7.1. Các yêu cầu đối với nhiên liệu sử dụng trong ĐCĐT ... 74
7.2. Nhiên liệu sử dụng trong ĐCĐT ... 74
7.2.1. Xăng ...74
7.2.2. Dầu Diesel ...76
7.2.3. Nhiên liệu khí ...78
7.3. Các tính chất cơ bản của nhiên liệu sử dụng trong ĐCĐT ... 80
7.3.1. Nhiệt trị ...80
7.3.2. Nhiệt độ bén lửa và nhiệt độ tự bốc cháy ...82
7.3.3. Tính chống kích nổ của nhiên liệu dùng cho động cơ đánh lửa cưỡng bức ...82
7.3.4. Tính tự cháy của nhiên liệu dùng cho động cơ Diesel ...83
7.4. Phản ứng cháy của nhiên liệu ... 83
7.4.1. Khi nhiên liệu cháy hồn tồn (α > 1) ...83
7.4.2. Khi nhiên liệu cháy khơng hồn tồn (α < 1) ...84
7.5. Tỷ nhiệt của mơi chất cơng tác ... 85
Chương 8: CHU TRÌNH NHIỆT ĐỘNG HỌC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ... 87
8.1. Các định nghĩa ... 87
187
8.1.2. Chu trình lý tưởng ...87
8.2. Chu trình nhiệt động học lý tưởng dùng cho động cơ khơng tăng áp ... 88
8.2.1. Chu trình lý tưởng hỗn hợp ...88
8.2.2. Chu trình lý tưởng đẳng tích ...91
8.2.3. So sánh chu trình hỗn hợp và chu trình đẳng tích ...92
8.3. Chu trình cơng tác thực tế của ĐCĐT ... 92
8.3.1. Quá trình trao đổi khí ...92
8.3.2. Quá trình nén...104
8.3.3. Quá trình cháy ...108
8.3.4. Quá trình giãn nở ...119
8.3.5. Các biện pháp hồn thiện quá trình cháy ...122
8.3.6. Vấn đềđộc hại của khí thải và tiếng ồn ...122
Chương 9: TÍNH NĂNG KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG... 131
9.1. Các thơng sốđánh giátính năng kinh tế - kỹ thuật của động cơ ... 131
9.1.1. Thơng số chỉ thị ...131
9.1.2. Thơng số cĩ ích Ne, Me,ηe, ge ...132
9.2. Xác định dung tích cơng tác của xilanh ... 133
9.2.1. Thể tích cơng tác ...133
9.2.2. Đường kính xilanh ...134
9.2.3. Hành trình của piston ...134
9.3. Giới thiệu đường đặc tính tốc độđộng cơ ... 134
9.3.1. Đường đặc tính tốc độ ngồi và bộ phận của động cơ xăng ...134
9.3.2. Đường đặc tính tốc độ ngồi và bộ phận của động cơ diesel ...137
9.4. Giới thiệu đường đặc tính điều chỉnh ... 139
9.4.1. Đường đặc tính điều chỉnh theo thành phần hỗn hợp cơng tác ...140
9.4.2. Đường đặc tính theo gĩc đánh lửa sớm – gĩc phun sớm: ...140
Chương 10: TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ ... 142
10.1. Phân tích các biện pháp nâng cao cơng suất của động cơ ... 142
10.1.1. Giảm số kỳ () ...142
10.1.2. Tăng tốc độđộng cơ (n) ...142
10.1.3. Tăng sốxylanh động cơ (i) ...142
10.1.4. Tăng thể tích cơng tác của động cơ (Vh) ...142
10.1.5. Tăng áp cho động cơ ...143
10.2. Sơ đồ hệ thống, nguyên lý làm việc, phạm vi ứng dụng của phương pháp tăng áp dẫn động bằng cơ khí, tuabin khí. ... 143
10.2.1. Tăng áp dẫn động bằng cơ khí (supercharger) ...143
10.2.2. Tăng áp bằng tuabin khí (turbocharger) ...144
10.2.3. Tăng áp hỗn hợp ...145
10.3. Những vấn đề cần lưu ý khi tăng áp động cơ ... 147
10.3.1. Tỷ số nén ...147
10.3.2. Pha phân phối khí...147
10.3.3. Hệ thống cung cấp nhiên liệu ...148
10.3.4. Ống nạp và ống thải ...148
10.3.5. Làm mát trung gian cho khơng khí tăng áp ...148
10.3.6. Làm mát piston ...149
Chương 11: ĐỘNG HỌC - ĐỘNG LỰC HỌC CƠ CẤU PISTON - TRỤC KHUỶU - THANH TRUYỀN ... 150
11.1. Động học cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền giao tâm ... 150
11.1.1. Quy luật động học của piston (chuyển vị, vận tốc và gia tốc của piston) ...150
11.1.2. Khảo sát quy luật động học của piston bằng phương pháp đồ thị...153
11.1.3. Quy luật động học của thanh truyền ...155
11.2. Động học cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền lệch tâm ... 156
11.2.1. Mục đích của việc dung cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền lệch tâm ...156
11.2.2. Quy luật động học của cơ cấu piston ...156
11.2.3. Quy luật động học của thanh truyền trong cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền lệch tâm ...158
188
11.3. Động lực học của cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền ... 159
11.3.1. Khái niệm ...159
11.3.2. Khối lượng của các chi tiết chuyển động ...159
11.3.3. Hợp lực và momen tác dụng lên cơ cấu piston - trục khuỷu - thanh truyền ...163
11.4. Hợp lực tác dụng lên trục khuỷu của động cơ nhiều xilanh ... 167
11.4.1. Gĩc cơng tác k ...167
11.4.2. Lực và momen tác dụng trên trục khuỷu của động cơ một hàng xilanh ...168
11.4.3. Đồ thịvectơ phụ tải tác dụng trên chốt khuỷu ...170
Chương 12: CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ ... 173
12.1. Cân bằng động cơ một xilanh ... 174
12.1.1. Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến ...174
12.2. Cân bằng động cơ nhiều xilanh ... 177
12.2.1. Cân bằng động cơ hai xilanh ...177
12.2.2. Cân bằng động cơ ba xilanh ...179
12.2.3. Cân bằng động cơ bốn xilanh ...181
12.2.4. Cân bằng động cơ sáu xilanh ...182
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo ĐCĐT. ... 3
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ xăng bốn kỳ. ... 8
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ Diesel bốn kỳ. ... 9
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ xăng hai kỳ dùng cửa quét và cửa thải. ... 10
Hình 1.5. Sơ đồ làm việc của động cơ Diesel hai kỳ. ... 11
Hình 1.6. Sơ đồ làm việc của động cơ Diesel hai kỳ quét thẳng qua supap thải. ... 11
Hình 2.1. Thân máy. ... 14
Hình 2.2. Nắp xilanh và các chi tiết lắp trên nắp xylanh ... 16
Hình 2.3. Hình dạng và cấu tạo gioăng nắp máy. ... 17
Hình 2.4. Thân động cơ và lĩt xylanh. ... 18
Hình 2.5: Các loại ống lĩt xylanh ... 18
Hình 2.6. Cacte. ... 19
Hình 2.7. Cacte chứa dầu bơi trơn động cơ. ... 20
Hình 2.8. Ổđỡ trục và bạc lĩt ... 20
Hình 2.9: Gugiơng ... 21
Hình 2.10. Gugiơng liên kết nắp xilanh, cổ xả. ... 22
Hình 3.1: Cấu tạo piston ... 23 Hình 3.2: Các dạng đỉnh lõm piston ... 24 Hình 3.3: Chốt piston và các loại chốt piston ... 25 Hình 3.4: Các kiểu lắp chốt piston. ... 26 Hình 3.5. Xécmăng khí và dầu. ... 27 Hình 3.6. Kết cấu xécmăng khí. ... 27
Hình 3.7: Tác dụng bơm dầu của xecmăng khí ... 27
Hình 3.8: Miệng cắt xecmăng khí và xecmăng dầu. ... 28
Hình 3.9: Các kiểu tiết diện xecmăng ... 28
Hình 3.10. Cấu tạo thanh truyền ... 29
Hình 3.11. Mặt cắt thân thanh truyền ... 30
189
Hình 3.13. Bánh đà dạng đĩa. ... 33
Hình 3.14. Bánh đà dạng vành (a) và bánh đà dạng chậu (b). ... 33
Hình 3.15: Kết cấu bánh đà ... 34
Hình 4.1. Cơ cấu phân phối khí bố trí supap treo. ... 36
Hình 4.2. Cơ cấu phân phối khí bốtrí supap đặt. ... 36
Hình 4.3. Dẫn động trục cam bằng bánh răng. ... 37
Hình 4.4. Dẫn động trục cam bằng xích... 37
Hình 4.5. Dẫn động trục cam bằng trục. ... 38
Hình 4.6. Dẫn động trục cam bằng đai răng.... 38
Hình 4.7. Hệ thống điều khiển phân phối khí VVT-i. ... 39
Hình 4.8. Hệ thống hệ thống supap khơng lị xo. ... 40
Hình 4.9. Kết cấu supap. Hình 4.10. Supap đỉnh lõm (a) và đỉnh lồi (b). ... 41
Hình 4.11. Đuơi supap và mĩng hãm hình cơn. ... 42
Hình 4.12. Lị xo supap. ... 43
Hình 4.13. Con đội hình nấm a) và các loại con đội hình trụ c), d), e), f). ... 43
Hình 4.14. a) Con đội con lăn và b)con đội thủy lực. ... 44
Hình 4.15. Cị mổvà đũa đẩy. ... 45
Hình 4.16. Các loại đế supap. ... 45
Hình 4.17. Các loại ống dẫn hướng. ... 46
Hình 4.18. Cấu tạo trục cam. ... 46
Hình 4.19: Điều chỉnh khe hở nhiệt ... 47
Hình 4.20: Ví trí các xupáp và cơ cấu điều chỉnh ... 48
Hình 5.1. Hệ thống bơi trơn trên động cơ. ... 50
Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bơi trơn bằng vung tĩe. ... 52
Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống bơi trơn cacte ướt. ... 53
Hình 5.4. Sơ đồ hệ thống bơi trơn cacte khơ. ... 53
Hình 5.5. Cấu tạo bơm bánh răng ăn khớp ngồi. ... 55
Hình 5.6. Cấu tạo bơm bánh răng ăn khớp trong. ... 55
Hình 5.7. Bơm phiến trượt (bơm cánh quạt). ... 55
Hình 5.8. Cấu tạo bầu lọc thơ. ... 56
Hình 5.9. Kết cấu bình lọc tinh. ... 56
Hình 5.10. Bộ làm mát dầu ... 57
Hình 5.11. Đồng hồđo nhiệt độ dầu ... 57
Hình 5.12. Đồng hồđo áp suất dầu bơi trơn. ... 58
Hình 5.13. Sơ đồnguyên lý đo áp suất dầu bằng cảm biến. ... 58
Hình 5.14. Đèn báo nguy áp suất dầu. ... 59
Hình 6.1. Đồ thị suất tiêu hao nhiên liệu, độ mịn xilanh với nhiệt độ làm việc của động cơ. 61 Hình 6.2. Sơ đồ làm mát bằng khơng khí. ... 62
Hình 6.3. Hệ thống làm mát bằng nước kiểu bốc hơi. ... 63