78
Chơng VI. trao đổi môi chất trong động cơ hai kỳ

Trong động cơ hai kỳ, các quá trình quét thải chỉ diễn ra trong khoảng 120 - 150
0

góc quay trục khuỷu, chỉ bằng 1/3 - 1/3,5 so với động cơ bốn kỳ. Ngoài ra, một phần rất
quan trọng của quá trình trao đổi khí là quá trình quét-nạp thực chất là dùng khí nạp mới
để quét khí đ làm việc trong xy lanh (xem mục 1.4.3) nên rất phức tạp và khó quét sạch
vì có nhiều vùng chết. Vì vậy trao đổi môi chất trong động cơ hai kỳ có những đặc điểm
riêng khác với động cơ bốn kỳ (chủ yếu thực hiện trao đổi khí nhờ cơ cấu phối khí dùng
xu páp).
6.1 Các hệ thống quét thải của động cơ hai kỳ
Tuỳ theo đờng đi của khí quét, ngời ta chia ra thành hai loại là quét vòng và quét
thẳng.
6.1.1 Quét vòng
Đó là hệ thống quét thải với đờng đi của khí quét từ cửa nạp lên nắp xy lanh vòng
xuống đẩy khí đ làm việc qua cửa thải. Việc quét nạp đợc thực hiên qua các cửa nên cơ
cấu phối khí rất đơn giản. Có nhiều loại kết cấu quét vòng đợc phân loại theo vị trí của
các cửa quét nạp.
Theo vị trí tơng quan giữa các cửa, ngời ta chia thành quét vòng với các cửa đặt
ngang, hình 6-1.a, đặt bên, hình 6-1.b và đặt xung quanh, hình 6-1.c. Theo cách phân loại
này thì động cơ hai kỳ dùng hộp các te- trục khuỷu làm máy nén khí - hình 1-6, là hệ
thống quét vòng đặt ngang.
Theo hớng các cửa, và qua đó quyết định đến hớng của các dòng khí, ngời ta
chia thành quét vòng hớng song song - hình 6-2.a, hớng kính - hình 6-2.b, hớng lệch
tâm - hình 6-2.c và hớng tiếp tuyến - hình 6-2.d.Hệ thống quét vòng có đặc điểm là có
nhiều vùng chết trong xy lanh nên khó quét sạch. Ngoài ra, với việc quét thải đơn giản
qua các cửa theo các sơ đồ trên thì chắc chắn có giai đoạn lọt khí (xem mục 1.4.3) dẫn tới


c)
b)
a)80
độ nhng lệch pha nhau khoảng 8 - 20
0
. Còn khi quét thẳng qua van trợt - hình 6-3.c, cửa
thải đợc đóng mở bởi cơ cấu van trợt.
6.1.3 So sánh quét thẳng và quét vòng
Với những phơng án đ trình bày ở trên, quét vòng có u điểm nổi bật là đơn giản
và làm việc chắc chắn còn quét thẳng có những u điểm sau:
- Chất lợng quá trình quét thải tốt hơn với cùng một lợng khí quét, tức là thải sạch
và nạp đầy hơn.
- Có thể tổ chức cho khí quét quay tròn trong xy lanh để quét sạch, đồng thời cải
thiện đợc quá trình hình thành hỗn hợp và cháy sau này.
- Tổn thất hành trình cho quá trình quét thải nhỏ hơn.
Tóm lại, chất lợng quét thải của quét thẳng tốt hơn nhng kết cấu phức tạp hơn.
6.2 Pha phối khí
Nh đ trình bày trong chơng I, pha phối khí đóng vai trò rất quan trọng đến việc
nạp đầy thải sạch và do đó đến đặc tính của động cơ. Trong động cơ hai kỳ, vai trò của
pha phối khí còn lớn hơn vì quá trình trao đổi khí diễn ra rất ngắn và phức tạp nên khó lựa
chọn pha phối khí tối u hơn.
Trên cơ sở những vấn đề đ trình bày trong mục 6.1 có thể chia thành hai loại pha
phối khí sau đây.
6.2.1 Pha phối khí đối xứng
Pha phối khí đối xứng, hình 6-4,
thuộc động cơ hai kỳ quét vòng qua cửa

n

Hình 6-4. Pha phối khí đối xứng
ĐCT
ĐCD
th

n
l
ọ
t

k
h
í
81
đợc thiết kế sao cho mở trớc và đóng
sau cửa quét.
Đặt lệch trục khuỷu
Trong động cơ quét thẳng dùng
piston đối đỉnh, hình 6-7, hai trục khuỷu
đặt lệch nhau một góc sao cho cửa thải mở
trớc và đóng trớc cửa nạp.
Dùng xu páp thải với các góc mở
và đóng thích hợp
Động cơ dùng quét thẳng qua xu
páp thải có các góc mở và đóng thích hợp

1
1
MM
M
+
=
+
=
(6-1)
Các giá trị kinh nghiệm của

r
đ
trình bày trong mục 4.1.2.2. Cụ thể hơn
???? quét qua cửa, piston đối đỉnh....

Hệ số tổn hao khí quét
1
q
1
q
M
M
G
G
==
(6-2)
Trong đó: G
q
(kg), M


th

n
82
quét đi qua cửa quét vào xy lanh và lợng khí quét giữ lại trong xy lanh trong một chu
trình.
Để đạt một giá trị

r
nhất định, hệ số khí quét

càng nhỏ càng tốt tức là tổn hao khí
quét ít nhất. Trong một số trờng hợp để làm mát các chi tiết trong buồng cháy ngời ta
có thể tăng

. Trong thực tế

= 1,3 - 1,9.

Hệ số sử dụng khí quét
q
1
q
M
M1
=

:
h
k
k
V
V
= (6-5)
với V
k
là thể tích không khí đa vào trong xy lanh trong một trình qui về điều kiện
áp suất và nhiệt độ đờng nạp p
k
, T
k
.
Trong thực tế
0
= 1,4 - 2,4 còn
k
= 1,3 - 1,8. Khi tăng p
k
thì phải tăng
0
hay
k
,
nói cách khác: càng tăng áp thì càng tốn không khí quét. Hệ số d lợng không khí quét
là một thông số quan trọng để chọn lu lợng máy nén cho động cơ hai kỳ.