Hay
t t
h
p L
= V Wk
t
h
p = V
Pt là diện tích của đồ thị công chia cho thể tích công tác của xy lanh
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT Cơ sở nhiệt động học
dLt = pdv
• Khi Piston thực hiện chu trình lý tưởng có nghĩa: Thuận nghịch (Reversible) và Nội năng (Inner Energy) = 0)
∫ du = 0
dq q w ( = = K hayLt ) = pdv = Tds
∫ ∫ ∫
ẹ ẹ ẹ
Carnot-Process
TDC BDC
• Lượng nhiệt nhận:
• Lượng nhiệt nhả:
• Hiệu xuất chu trình:
• Đây là chu trình lý tưởng mà có hiệu xuất lớn nhất
1 B 34 3 4 3
3
q =q q R T ln v TΔs v
= = × × ÷ = ×
2
2 A 12 1 1
1
q =q q R T ln v TΔs v
= = × × ÷ = ×
3 1
2 A 1
th
T T
q q T
η 1 =1 1
q q T T
= − − = − = −
qB(q1)
qA(q2)
Isentrope
Isotherme Isentrope
(đẳng entropy)
Isotherme(đẳng nhiệt)
q = wth
OT UT
= TDC
= BDC wth
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học-Chu trình lý tưởng tổng quát
• Chu trình lý tưởng tổng quát:
- Nén Isentropic
- Cấp nhiệt đẳng tích - Cấp nhiệt đẳng áp - Giãn nở Isentropic
- Nhả nhiệt đẳng tích (ĐCĐT Piston) - Nhả nhiệt đẳng áp (Turbine khí)
• Một số tỷ số:
- Tỷ số nén, tỷ số tăng áp khi cháy, tỷ số giãn nở khi cháy, tỷ số giãn nở sau khi cháy, tỷ số giảm áp
Chu trình Seiliger (Seiliger Process)
qA(q2) Isobaric
(đẳng áp) Isochore
(đẳng tích)
Isentropic
Isentropic qB‘(q1‘)
Isochore qB‘‘(q1‘‘‘)
Chu trình áp xuất giới hạn
3 2
ψ(hay ) p λ = p
Tỷ số tăng áp khi cháy ψ (hay λ) :
• __________ Cấp nhiệt đẳng tích và đẳng ápKết hợp
• Chu trình lý tưởng cho ĐCĐT piston
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học- Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp
Tỷ số giãn nở khi cháy (ρ)-Tỷ số thể tích ứng „phun“ ϕ: c e
e 3-4
( ) V V ; (V =V ) hay V
ϕ ρ = +
Chu trình Seiliger (Seiliger Process)
Chu trình áp xuất giới hạn
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học- Chu trình cấp nhiệt hỗn hợp
κ
th t κ 1
ψ 1
η (hay η ) 1
ε [ψ 1 κ ψ ( 1)]
ϕ
ϕ
−
= − × −
× − + × × −
Hiệu xuất nhiệt:
κ
th t κ 1
η (hay η ) 1 1
ε [ 1 κ ( 1)]
λ ρ
λ λ ρ
−
= − × −
× − + × × −
Hay
ηth = f(ε,κ,ϕ,ψ), nghĩa là phụ thuộc tải
ϕ (hay ρ) = 1 Đẳng tích (Ve = 0) ψ (hay λ) = 1 Đẳng áp (p2 = p3)
qA(q2) Isentropic
(đẳng entropy) Isochore
Isochore
(đẳng tích) Isentropic (đẳng entropy) (q1) qB
Hiệu xuất nhiệt:
Tỷ số nén:
Đẳng Entropy:
2 1 c
h c
V V V
V ε = V + =
1 v 3 2
q = qB=c (T T ) × −
2 A v 4 1
q =q = × − c (T T )
κ 4 3 1
2 ε
p p p
p = =
1 κ 4 3 1
2 ε
T T T
T −
=
=
2 3 1
4 T
T T = T ⋅
Quá trình ĐC xă ng (Gasoline Process Ottoprozess) OT=TDC UT=BDC
Lượng nhiệt nhận:
Lượng nhiệt nhả:
1 1κ
th t κ 1
2
T 1
η η =1 1 1 ε
Tε
−
= − = − − = −
η chỉ phụ thuộc vào ____________, Không phụ thuộc vào lượng nhiệt nhận(Tải ĐC)Tỷ số nén ε
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học- Chu trình đẳng tích
qA(q2) Isobaric(đẳng áp)
Isochore (đẳng tích) Isentropic
Isentropic qB(q1)
Ve= Thể tích ứng với „phun“(Không thay đổi với lượng phun)
Quá trình ĐCDiesel (Diesel Process
Dieselprozess)
( )
κ 1
1 B p 3 2 p 1
q =q = × − c (T T ) c Tε = × × − ϕ 1 −
Lượng nhiệt nhận:
( κ )
2 A v 4 1 v 1
q =q = × − c (T T ) c T = × ϕ − 1
Lượng nhiệt nhả:
Hiệu xuất nhiệt: ( )
( )
κ
t th A κ 1
B
q 1 1
η =η 1 1
qε κ 1
ϕ ϕ
−
= − = − × −
× −
c e
c
( ) V V hay V
ϕ ρ = +
Tỷ số giãn nở khi cháy (ρ)-Tỷ số thể tích ứng với „phun“ ϕ:
ηth phụ thuộc φ(hay ρ) ηth ___________ ____!phụ thuộc:Tải ĐC
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học- Chu trình đẳng áp
ε = constant, qB (q1) = constant
κ thSei(hh) κ 1
1ψ 1
η 1
ε ψ 1 κ ψ( 1) φ
φ
−
= − × × −
− + × −
thdt κ 1
η 1 1
ε −
= −
κ
thda κ 1
1 1
η 1
ε κ ( 1) φ
φ
−
= − × −
× −
2 3
p ψ = p
C e C
V V V + ϕ =
1 2 2
th
1 1
q q q
η 1
q q
= − = −
Đẳng tích
Seiliger Process Hỗn hợp
Đẳng áp
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học- So sánh các chu trình
ĐC xăng: Đẳng tích
ĐC Diesel, tốc độ thấp, TA cao: Đẳng áp ĐC Diesel, cao tốc hiện đại: Hỗn hợp
Đẳng tích
Đẳng áp (ϕ = 4)
Hỗn hợp-Seiliger-Process (Full Load)
Xăng Diesel
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học- So sánh các chu trình
ĐC xăng, làm mát nước, nhiều xy lanh Vh
ε n pme W pmi be
= 462 cm³
= 9,0
= 1500 1/min
= 8,5 bar
= 460 J
= 9,92 bar
= 290 g/kWh
1). Đẳng tích lý tưởng ηth
ηV ηi
3). p-V-Diagram thực tế
2). Chu trình so sánh (không khí sót ở xy lanh, không tổn thất do trao đổi khí (nạp, thải),
không tổn thất dòng, không ma sát, truyền nhiệt nhiệt dung riêng không là hằng số
Chu trình lý tưởng của ĐCĐT
Cơ sở nhiệt động học- So sánh các chu trình thực và lý tưởng
B H &o × =U 100%
PV
Hiệu xuất
Pi
Pe PR
ηV
ηG
ηm
ηi
ηe
ηe = ηV ã ηG ã ηm = ηi ã ηm
u B V V
H m η P
= ⋅
B u
i i
H m η P
= ⋅
V G i
P η = P
u e u
B e e
H b
1 H
m η P
= ⋅
= ⋅
i m e
P η = P
Hiệu xuất nhận được Hiệu xuất (không ma sát): Hiệu xuất chỉ thị:
Hiệu xuất có ích:
Hiệu xuất cơ giới:
Nội Dung Môn Học
1. Lịch sử phát triển của ĐCĐT 2. Khái niệm về động cơ nhiệt.
3. Phân loại động cơ đốt trong.
4. Tổng quát về của động cơ đốt trong.
5. Những khái niệm và định nghĩa cơ bản.
6. Chu trình lý tưởng của ĐCĐT-Cơ sở nhiệt động học 7. Nhiên liệu và môi chất công tác của ĐCĐT
8. Chu trình làm việc của ĐCĐT 9. Tăng áp trong ĐCĐT
10.Nhiên liệu thay thế và một số hướng
phát triển chính của ĐCĐT trong tương lai
Nhiên liệu và môi chất công tác trong ĐCĐT
• Môi chất công tác là chất môi giới dùng để thực hiện qúa trình chuyển hoá từ nhiệt năng thành cơ năng trong chu trình thực tế của ĐCĐT
• Môi chất công tác là khí thực mà tính chất lý hoá luôn biến động
• hành trình nạp: Hỗn hợp-MÔi chất mới-Môi chất công tác
• Hành trinh nén: Môi chất của QT nén
• Quá trình cháy: Chuyển thành sản vật cháy
• Hành trình giãn nở và thải: Môi chất công tác là sản vật cháy
• Nhiên liệu ĐCĐT: Thể khí và lỏng
- Thể khí: khí thiên nhiên, khí hoá nhiên liệu thể rắn, (loại có nhiệt trị lớn-khí thiên nhiên (chủ yếu là Metane); Loại có nhiệt trị
trung bình (chủ yếu Hydro); Loại có nhiệt trị thấp (chủ yếu Carbon Oxide, Hydro)
- Thể lỏng:
Nhiên liệu và môi chất công tác trong ĐCĐT
• Nhiên liệu lỏng của ĐCĐT là sản phẩm tạo ra từ dầu mỏ (trừ nhiên liệu thay thế)
• Nhiên liệu ĐCĐT là hỗn hợp của nhiều Hydrocarbon khác nhau
C H