B MÔN NG CỘ ĐỘ Ơ
Giáo Trình
Nguyên lý ng c độ ơ
t trongđố
1
B MÔN NG CỘ ĐỘ Ơ
Mục Lục
M c L cụ ụ 2
ÁNH GIÁ CHUNG V NGU N NG L CĐ Ề Ồ ĐỘ Ự 4
C A ÔTÔ HI N NAYỦ Ệ 4
Vai trò c a đ ng c đ t trong và ôtô đ i v i s phát tri n c a xã h i loài ng i:ủ ộ ơ ố ố ớ ự ể ủ ộ ườ 4
PHÂN LO I NG CẠ ĐỘ Ơ 14
Phân lo i theo s xilanh:ạ ố 14
Phân lo i theo v trí t ng đ i c a xilanh v i tr c khu u:ạ ị ươ ố ủ ớ ụ ỷ 14
Phân lo i theo s hàng xilanh: ạ ố 14
Phân lo i theo s tr c khu u:ạ ố ụ ỷ 15
CÁC H TH NG C A NG C T TRONG:Ệ Ố Ủ ĐỘ Ơ ĐỐ 15
C c u tr c khu u thanh truy n:ơ ấ ụ ỷ ề 15
C c u ph i khí:ơ ấ ố 15
H th ng đánh l a:ệ ố ử 16
PH N 1: NGUYÊN LÝ LÀM VI C NG C T TRONG Ầ Ệ ĐỘ Ơ ĐỐ 18
§ I. NH NGH A CÁC DANH T K THU T C B NĐỊ Ĩ Ừ Ỹ Ậ Ơ Ả 18
Quá trình công tác: 18
Chu trình công tác: 18
K (hay thì) (stroke):ỳ 18
i m ch t (t đi m-point mort):Đ ể ế ử ể 18
Hành trình c a piston(s):ủ 19
Th tích bu ng nén (Vc):ể ồ 19
HÀNH TRÌNH TH NH T: HÀNH TRÌNH N PỨ Ấ Ạ 20
HÀNH TRÌNH TH HAI: HÀNH TRÌNH NÉNỨ 20
dạng khác, mà chủ yếu biến thành cơ năng (gọi là công cơ) thì sức lao động được giảm
thiểu một cách kinh ngạc, năng suất lao động tăng vượt bậc và giá thành sản phẩm làm
ra ngày càng giảm.
Từ đó các phương tiện giao thông vận tải cổ xưa của con người như: xe ngựa, xe
bò… được cơ giới hóa thành xe tự chạy như các loại xe: ôtô, máy kéo, tàu thủy, tàu hỏa,
máy bay, cho đến nay động cơ đốt trong vẫn là nguồn động lực chính dẫn động chúng.
Otô lại là một trong những phương tiện đường bộ di chuyển nhanh nhất, nó giúp cho
việc lưu thông hàng hóa và đưa chúng ta đi từ nơi này đến nơi khác được nhanh chóng
nhằm tiết kiệm thời gian và sức lực lao động của con người.
Động cơ đốt trong còn chiếm một vị trí quan trọng trong quá trình cơ giới hóa sản
xuất mọi lĩnh vực công, nông, lâm, xây dựng, khai thác khoáng sản, hóa chất, dầu mỏ…
Ngày nay đã có nhiều loại động cơ khác nhau như : động cơ điện, tuốc bin khí, tuốc
bin nước, động cơ chạy bằng nhiên liệu khí, năng lượng mặt trời… đã được nghiên cứu
và sản xuất. song trên thực tế vẫn không được phổ biến và không thể thay thế hoàn toàn
được động cơ đốt trong dùng nhiên liệu lỏng (xăng, diesel…) tinh chế từ dầu mỏ, đặc
biệt là các loại động cơ đốt trong của ôtô và máy kéo, máy xây dựng do các lý do chủ
yếu sau:
• Giá thành chế tạo cao.
• Không tiện dụng.
• Không nhỏ gọn.
Chiếc ôtô đầu tiên được chế tạo ra năm 1893, mỗi năm thế giới sản xuất khoảng 50
triệu xe, riêng Mỹ sản xuất trên 10 triệu xe. Theo thống kê của phòng thương mại Mỹ
năm 1992 nền công nghiệp ôto Mỹ đã tiêu thụ 77% cao su thiên nhiên, 50% cao su tổng
hợp, 67% chì, 64% gang đúc, 40% máy công cụ, 25% thủy tinh, 20% vật liệu bán dẫn,
18% nhôm, 12% thép và hàng trăm triệu tấn nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn. Tên tuổi các
hãng ôtô hàng đầu trên thế giới phải kể đến GM, FORD, TOYOTA, MERCEDES,
NISSAN, RENAULT-VOLVO, FIAT…Các hãng này hàng năm sản xuất tới 35,3 triệu
chiếc có giá trị khoảng 570 tỉ USD
Ở nhật bản có một loạt nhà máy sản xuất ôto như: TOYOTA, NISSAN,
MITSUBISHI, MADAZ, ISUZU, HONDA, SUZUKI, DAIHATSU, SUBARU… đang
cùng các nước Tây Au ở miền Nam vào những năm 1960-1975.
Hiện nay, số lượng ôtô các loại đang lưu hành trong cả nước khoảng 385.000 chiếc,
trong đó có 32% lượng xe tập trung tại thành phố Hồ Chí Minh. Điều này vừa đáp ứng
được nhu cầu công nghiệp hóa của tp HCM tuy cũng gây ra những khó khăn trong đó có
nạn ô nhiễm môi trường không khí và tắc nghẽn giao thông. Nhu cầu bổ sung hàng năm
khoảng 12.000 ÷ 15.000 chiếc/ năm và dự đoán sau năm 2000- 2005, số lượng xe ôtô
các loại lưu hành trên cả nước sẽ lên đến trên 700.000 chiếc với nhu cầu bổ sung hàng
năm là 50.000 ÷ 60.000 chiếc /năm.
Tính đến đầu năm 1997, nông nghiệp Việt Nam đã được trang bị: 117200 máy kéo
các loại, 44.000 động cơ tĩnh tại, 850.000 máy chế biến nông sản có sử dụng động cơ
đốt trong, 21.000 ÷ 15.000 xe cơ giới nông thôn và gần 100.000 tàu thuyền cơ giới nông
thôn. Trong đó khu vực phía Nam có khoảng 90.000 máy kéo các loại (chiếm 77% cả
nước), 371.000 động cơ tĩnh tại (chiếm 84% cả nước), 705.000 máy chế biến nông sản
có sử dụng động cơ đốt trong (chiếm 83% cả nước ), 13.550 xe cơ giới nông thôn
(chiếm 64,5% cả nước) và 88.400 tàu thuyền cơ giới nông thôn (chiếm 88,4% cả nước).
5
B MÔN NG CỘ ĐỘ Ơ
Đây là một lực lượng mạnh đã đảm nhiệm được 66% cơ giới hóa khâu làm đất ở
ĐBSCL. Trong giai đoạn 1985 – 1995, số máy kéo lớn tăng 1,5 lần, máy kéo nhỏ tăng
3,5 lần và phương tiện vận tải nông thôn 8 lần. Mức độ cơ giới hóa nông nghiệp ở
ĐBSCL đạt 0,59 mã lực /ha (bình quân cả nước : 0,421ha).
Thực chất nước ta cho đến nay chưa có nền công nghiệp chế tạo xe, trước đây chỉ
có ngành sửa chữa và dịch vụ bảo dưỡng xe. Từ năm 1990 trở lại đây Việt Nam bắt đầu
có nền công nghiệp lắp ráp xe hơi và xe gắn máy, khi bắt đầu có các liên doanh lắp ráp
ôtô, xe gắn máy, máy động lực của các hãng nổi tiếng trên thế giới vào Việt Nam.
Tính đến năm 1996 Việt Nam đã có 14 dự án liên doanh lắp ráp xe với các hãng nổi
tiếng trên thế giới được ký kết và cấp giấy phép (xem bảng danh sách các liên doanh).
14 liên doanh trên với tổng số vốn đầu tư gần 900 triệu USD và công suất lớn nhất dự
kiến là 155.000 chiếc / năm. Liên doanh đầu tiên là MEKONG CAR được cấp phép hoạt
động ngày 22-6-1992 và tiếp theo là Việt Nam Motor Corporation cũng cấp phép vào
NAM
ĐỊA
ĐIỂM
6-91 MEKONG
MOTORS
CORP
NHẬT BẢN
10.000 35.995 6.000 tp
HCM
8-91 VIETNAM
MOTORS
CORP
PHILIPIN
10.900 58.000 5.400 Hà
Nội
12-93 VIETNAM
DAEWOO
ĐẠI HÀN 10.000 32.229 3.500 Hà
Nội
6
B MÔN NG CỘ ĐỘ Ơ
MOTORS
4-94 STAR
MOTORS
CORP
NHẬT BẢN
9.600 50.000 4.000 Sông
Bé
4-95 MERCEDES
BENZ CORP
17.000 190.526 8.676 Đồng
Nai
9-95 TOYOTA
VIETNAM
NHẬT BẢN
20.000 89.609 9.828 Vĩnh
Phú
10-95 ISUZU
VIETNAM
NHẬT BẢN
23.600 20.000 4.500 tp
HCM
2-96 VIET- SIN
AUTOMOBILE
CO.
SINGAPORE
2.200 4.000 Sông
Bé
6-96 HINO
MOTORS
VIETNAM
NHẬT BẢN
1.760 17.030 2.676 Hà
Nội
9-96 NISSAN
VIETNAM
MOTORS
MALAYSIA
3.600 110.00
0
− Động cơ đốt ngoài (External Combustion Engine).
Động cơ đốt ngoài:
Hai quá trình nêu trên xảy ra ở hai nơi, quá trình I ở bên ngoài động cơ.Cụ thể ở
động cơ này nhiên liệu được đốt cháy trong lò đốt, bên ngoài động cơ. Nhiệt sinh ra đun
sôi nước tạo hơi, chính hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao này được đưa vào xilanh của
động cơ đẩy piston chuyển động tịnh tiến và làm trục khuỷu quay hoặc làm quay cánh
tuốc bin (tuốc bin hơi nước).
Động cơ đốt trong:
Hai quá trình nêu trên xảy ra tại một nơi, trong động cơ này nhiên liệu được đốt
cháy ngay trong bản thân động cơ (trong xilanh của động cơ kiểu piston). Nhiệt năng
tích trong môi chất công tác là khí đã cháy (sản vật cháy) có nhiệt độ và áp suất cao đẩy
piston đi xuống (môi chất công tác giản nở sinh công) làm trục khuỷu quay (cốt máy)
của động cơ quay và truyền công suất cho máy công tác hoạt động.
8
Chuy n hóa n ng ể ă
thành nhi t (đ t cháy ệ ố
nhiên li u)ệ
Môi ch t tích ấ
n ng l ng (T và ă ượ
P c a môi ch t ủ ấ
t ng)ă
Nhi t n ng bi n ệ ă ế
thành c n ng (môi ơ ă
ch t giãn n sinh ấ ở
công)
Máy h i n c (ki u piston)ơ ướ ể
ng c đ t ngoàiĐộ ơ ố Tu c bin h i n c (ki u quay) ố ơ ướ ể
ng c StirlingĐộ ơ
B MÔN NG CỘ ĐỘ Ơ
Động cơ đốt trong
e
≤ 15%: máy hơi nước.
• η
e
≤ 25%: tuốc bin hơi nước.
t
max
= 700
0
C, t
max
này tồn tại trong suốt
chu trình công tác của động cơ. Vì vật
liệu chế
tạo động cơ (cánh tuốc bin) không
chịu được độ cao, cho nên tổn thất
nhiệt cho việc tản nhiệt động cơ cao
hơn.
- Nặng nề và cồng kềnh hơn, vì có
các thiết bị phụ: lò hơi, bộ ngưng tụ…
- Phải cần thời gian đốt lò (phải
chuẩn bị hàng giờ).
- Tốn nhiều nước, vì vậy rất hạn
chế khi sử dụng ở những nơi thiếu
nước như sa mạc.
Ưu điểm:
- Dùng loại nhiên liệu rẻ tiền,
thường dùng nhiên liệu thể rắn
(than,củi…)hoặc thể đặc (dầu cặn).
9
• Nạp nhiên liệu nhanh và an toàn cao, lưu trữ và bảo quản nhiên liệu trên
xe đơn giản
• Chi phí ban đầu thấp:
− Giá thành chế tạo thấp.
− Chi phí cung cấp và phân phối nhiên liệu thấp (chi phí cho cây
xăng thấp).
• Dễ bảo trì và giá thành bảo trì thấp.
Tuy nhiên cả hai loại động cơ xăng và diesel nói trên vẫn còn rất nhiều mặt
hạn chế mà cho đến ngày nay tất cả các nhà chế tạo ôtô trên thế giới vẫn phải
tìm mọi cách để hoàn thiện chúng. Những nhược điểm lớn của các loại động cơ
truyền thống mà ta phải đối mặt là:
• Gây hại cho môi trường sống
− Phát khí độc gây ônhiễm không khí
− Làm tăng nhiệt độ khí quyển (gây hiệu ứng nhà kính)
− Phá hủy tần ozon
• Sự lệ thuộc hoàn toàn vào nhiên liệu lỏng là xăng và diesel dẫn tới nguy
cơ cạn kiệt nguồn dầu mỏ một cách nhanh chóng. Theo các nhà chuyên
môn dự đoán nếu lượng tiêu thụ dầu cứ tiếp tục như hiện nay, thì chỉ
trong vòng từ 30 đến 40 năm nữa tất cả nguồn dầu trên thế giới sẽ cạn
kiệt.
Đây cũng chính là những lý do bắt buộc chúng ta, những con người chuẩn
bị bước vào thế kỷ 21 phải đương đầu để bảo tồn môi trường sống quí báu mà
tạo hoá đã ban tặng cho chúng ta. Nhiệm vụ đặt ra cho các nhà khoa học cũng
như các nhà chế tạo ôtô là nghiên cứu và phát triển các nguồn năng lượng mới,
các loại nhiên liệu sạch thay thế dần nhiên liệu truyền thống (xăng và diesel) mà
ngày đêm đang được đốt cháy hàng triệu tấn ở khắp mọi nơi trên trái đất của
chúng ta.
II. PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG(ĐCĐT):
Có thể phân loại theo:
1. Dựa vào cách thức thực hiện chu trình công tác: động cơ hai kỳ, động cơ
− Động cơ tăng áp: là loại động cơ có dùng máy nén để nạp không
khí và hòa khí vào xilanh. Mục đích tăng công suất động cơ.
11.Dựa vào phương thức tác dụng trên piston:
− Động cơ tác dụng đơn: là loại động cơ trong đó chu trình công tác
chỉ thực hiện ở một phía đỉnh piston (khí cháy tác dụng vào đỉnh
piston).
− Động cơ tác dụng kép: là loại động cơ trong đó chu trình công tác
thực hiện ở hai phía piston (trên và dưới).
13
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ
Phân loại động cơ đốt trong theo đặc điểm kết cấu của chúng như sau:
Phân loại theo số xilanh:
Căn cứ vào số xilanh, phân động cơ đốt trong làm hai loại: động cơ một
xilanh và động cơ nhiều xilanh. Tăng số xilanh là một trong những biện pháp
tăng công suất có tính kinh tế cao. Ngày nay động cơ đốt trong đã có loại có đến
54 xilanh.
Phân loại theo vị trí tương đối của xilanh với trục khuỷu:
a. Động cơ đứng: (hình 1.a) động cơ đốt trong có các xilanh đặt theo
phương thẳng đứng. Loại động cơ chiếm tuyệt đại bộ phận.
b. Động cơ nằm: (hình 1.b) động cơ đốt trong có các xilanh lắp đặt theo
phương nằm ngang. Kết cấu động cơ này rất đơn giản và công suất nhỏ.
c. Động cơ hình sao: gồm các loại động cơ mà đường tâm xilanh nằm
trong các mặt phẳng thẳng góc với đường tâm của trục khuỷu. Loại này
có khá nhiều xilanh, các xilanh sắp xếp theo các hình sao 3,5 hoặc 9
cánh. Mỗi cánh của động cơ hình sao tương đương với một hàng
xilanh. Số xilanh trên mỗi hàng xilanh không quá 6. Số cánh trong hình
sao không quá 9. (hình 2)
Phân loại theo số hàng xilanh:
Để tăng công suất động cơ, thường tăng số xilanh, nhưng số xilanh trên một
… Loại này trước đây thường
dùng trên máy bay, ngày nay không còn được sử dụng trên máy bay
nữa. Một số xe tăng dùng loại động cơ W này nhưng thường đặt úp sấp.
d. Động cơ bốn hàng xilanh: Loại này thường dùng trong máy bay. Cách
bố trí có thể theo kiểu chữ X, H hay hai chữ V chắp vào nhau (hình 5).
14
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
e. Động cơ đốt trong năm hàng xilanh trở lên: đều được gọi chung là động
cơ hình sao.
Phân loại theo số trục khuỷu:
a. Động cơ có một trục khuỷu: loại này chiếm tuyệt đại đa số, phần lớn
được sử dụng trong các ngành giao thông vận tải, công nghiệp và nông
nghiệp…
b. Động cơ có hai trục khuỷu: (hình 6) kết cấu của động cơ này do hai
động cơ chữ V hợp lại với nhau mà thành. Để đảm bảo tính đồng tốc,
dùng bánh răng trung gian để liên kết hai động cơ với nhau.
c. Động cơ hai trục khuỷu theo hình 7 thường dùng cho động cơ hai kỳ.
d. Động cơ ba trục khuỷu trở lên: (hình 8 và hình 9). Loại động cơ này
thường là động cơ hai kỳ.
e. Động cơ không có trục khuỷu: bao gồm các loại: động cơ piston tự do
(hình 10), động cơ piston quay (động cơ WANKEL) (hình 11), động cơ
dĩa…
CÁC HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG:
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:
Gồm các chi tiết chủ yếu: thân máy, nắp xilanh, piston, thanh truyền, trục
khuỷu, hộp trục khuỷu, nắp hộp trục khuỷu, bánh đà.
Nhiệm vụ của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là để biến chuyển động thẳng
của piston thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu.
Cơ cấu phối khí:
Cơ cấu này bao gồm các chi tiết: cặp bánh răng dẫn động, trục cam, con đội,
Nhiệm vụ của hệ thống này là đưa dầu nhờn đến các mặt ma sát trong động
cơ để làm giảm ma sát, tẩy sạch các mặt ma sát, làm mát ổ trục. Hệ thống bôi
trơn gồm: cacte chứa dầu nhờn, bơm dầu, bình lọc thô và tinh, két dầu, đồng hồ
đo áp suất và đường ống dẫn.
4. Hệ thống khởi động:
Nhiệm vụ của hệ thống này là đảm bảo cho động cơ khởi hành được nhanh
chóng.
Các phương pháp khởi động:
− Quay tay.
− Bằng động cơ điện cở nhỏ (đề ma rơ).
− Bằng động cơ xăng cở nhỏ (máy lai).
− Bằng không khí nén.
Trong ôtô:
− Quay tay.
− Bằng điện.
Máy kéo:
− Bằng điện.
− Máy lai nhỏ.
Tàu thuỷ: Bằng khí nén.
Động cơ diesel tĩnh tại: bằng khí nén.
16
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
CHƯƠNG 2:
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
17
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
PHẦN 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
§ I.ĐỊNH NGHĨA CÁC DANH TỪ KỸ THUẬT CƠ BẢN
Quá trình công tác:
Quá trình công tác của động cơ là tổng số tất cả những biến đổi xảy ra với
PMH) (TDC) và “điểm chết ngoài” là điểm chết dưới hoặc tử điểm hạ (ĐCD or
TĐH) (Point Mort Bat) (PMB or BDC).
18
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
Hành trình của piston(s):
Là khoảng cách giữa hai điểm chết.
Thể tích buồng nén (Vc):
Hay còn gọi là thể tích buồng cháy. Thể tích không gian nén Vc là thể tích
bé nhất của xilanh đối với một chu trình.
1. Thể tích công tác của xilanh (Vh):
Là hiệu số giữa thể tích lớn nhất của xilanh và thể tích buồng nén.
V
h
= V
a
– V
c
Đôi với xilanh chỉ có một piston thì thể tích công tác được tính như sau:
S
D
V
h
4
2
π
=
− D = đường kính của xilanh ( hoặc có thể lấy gần đúng bằng đừơng kính của
piston)
− S = hành trình của piston.
V
h
V
c
CTĐ
S
CDĐ
D
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
ư2 = góc đóng muộn Sn
ư1-2 = toàn bộ góc mở của Sn
ư2-3 = góc ứng với quá trình nén
ư3 = góc phun sớm
ư3-4-5 = góc ứng với quá trình cháy và giãn nở
ư5 = góc mở sớm suppap thải (St)
ư5-6 = toàn bộ góc mở của St
ư6 = góc đóng muộn St
HÀNH TRÌNH THỨ NHẤT: HÀNH TRÌNH NẠP
− Ơ đầu hành trình này (lúc piston ở ĐCT) toàn bộ V
C
chứa SVC còn sót lại
ở chu trình trước và được gọi là khí sót (điểm r). áp suất khí sót P
r
gần bằng
áp suất khí trời P
o
piston tiếp tục đi xuống từ ĐCT đến ĐCD không gian phía trên piston
tăng trong xilanh hình thành chân không không khí được hút vào
xilanh qua S
N
xilanh
giảm dần không khí bị nén lại áp
suất và nhiệt tăng lên
− Trên đồ thị công, hành trình nén được thể hiện bằng đoạn ac’c”. thực tế
quá trình nén chỉ bắt đầu khi các S
N
và S
T
đóng hoàn toàn thời gian
của quá trình nén nhỏ hơn thời gian của hành trình nén.
− Ơ cuối quá trình nén (điểm 3’), nhiên liệu được phun vào xilanh nhờ
kim phun. Góc ứng với đoạn c’c” hoặc góc ư
S
= góc phun sớm.
HÀNH TRÌNH THỨ BA: HÀNH TRÌNH CHÁY VÀ GIẢN NỞ
− Piston đi từ ĐCT đến ĐCD. Hành trình này gồm:quá trình cháy + quá
trình giản nở.
− Nhiên liệu được cháy nhanh, áp suất và nhiệt độ tăng mãnh liệt. Sau đó
nhiên liệu được cháy đều hơn.
− Đoạn Z’Z = cháy đẳng áp. quá trình cháy kết thúc tại x
− Sau đó là quá trình giản nở.
− Hành trình này sinh công có ích do đó được gọi là hành trình công tác
HÀNH TRÌNH THỨ TƯ: HÀNH TRÌNH THẢI
− Piston đi từ ĐCD đến ĐCT và tiến hành đẩy SVC ra ngoài xilanh động
cơ.
− THỰC TẾ : Ở cuối quá trình giản nở, S
T
mở sớm hơn một chút so với
ĐCD (điểm b’). góc ứng với đoạn b’b = góc ư
5
.NLLV Của Động Cơ Xăng Bốn Kỳ Được Tiến Hành Như Sau:
HÀNH TRÌNH THỨ NHẤT: HÀNH TRÌNH NẠP
Giống như động cơ Diezel nhưng:
Piston tiếp tục đi xuống từ ĐCT đến ĐCD không gian phía trên piston
tăng trong xilanh hình thành chân không hỗn hợp khí (gồm hơi xăng +
không khí) được hút vào xilanh qua SN trong suốt quá trình nạp. Lúc này ST
đóng
HÀNH TRÌNH THỨ HAI: HÀNH TRÌNH NÉN
21
ϕ
1
-
2
ϕ
2-3
CTĐ
CTĐ
ϕ
3
-
4
-
5
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
Giống như động cơ Diezel nhưng:
Ơ cuối quá trình nén (điểm 3’), bugi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp khí.
Góc ứng với đoạn c’c’’ hoặc góc ư
3
= góc đánh lửa sớm.
HÀNH TRÌNH THỨ BA: HÀNH TRÌNH CHÁY VÀ GIẢN NỞ
c
= 35 50 at và nhiệt độ T
c
= 900 1100
0
K. trục khuỷu
quay 180
0
(1/2 vòng ). Một phần nhiên liệu được phun vào xilanh cháy
HÀNH TRÌNH THỨ HAI:
Khi piston lên đến ĐCT, không khí bị nén ép có áp suất và nhiệt độ cao.
Nhiên liệu được phun vào buồng đốt tự bốc cháy đẩy piston từ ĐCT ĐCD.
Hành trình này diễn ra các quá trình sau đây:
− Cháy giản nở( sinh công). Ap suất lên tới P
z
= 80 at. Nhiệt độ T
z
=1700
2200
0
K
− Khi piston xuống gần vị trí mở cửa nạp thì đồng thời supap thải cũng được
mở ra, khí cháy có áp suất cao hơn khi trời nên thoát ra ngoài thực hiện
quá trình thải khí.
22
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
− Bơm máy nén khí đẩy không khí sạch vào xilanh. Cuối hành trình này áp
suất P
b
= 3 8 at và nhiệt độ T
Piston đi xuống trước tiên phần thân đóng dần lỗ nạp (11) kết thúc việc nạp
khí vào cactte và mở dần lỗ thải khí (7). Ta thấy hoà khí trong carte bị nén theo
đường (7) đi vào xi lanh. Do dạng đỉnh piston lồi nên hoà khí nạp đầy xi lanh và
đẩy khí ra ngoài. Có một phần hoà khí cùng thất thoát ra ngoài, bởi vậy động cơ
hai thì tốn nhiên liệu hơn động cơ bốn thì hiệu suất thấp.
Piston đến ĐCD kết thúc chu trình công tác của động cơ xăng hai kì.Trục
khuỷu quay trọn một vòng (3600)
Như vậy hành trình này thực hiện các quá trình sau:
• Vẫn có quá trình nạp hoà khí vào carte
• Nạp hoà khí vào xi lanh
• Cháy và giản nở
• Thải khí
Như vậy, với một vòng quay trục khuỷu và hai hành trình của piston thực
hiện xong chu trình công tác của động cơ xăng hai kì.
Đồ thị P-V và P-ư có dạng gần giống động cơ diesel hai kì. Tuy nhiên quá
trình cháy đẳng tích nên đồ thị dốc hơn.
KẾT LUẬN:
23
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
1. Toàn bộ chu trình công tác được thực hiện trong 1 vòng quay
của trục khuỷu.
2. Trong hai hành trình chỉ có một hành trình sinh công, do đó
công bị tiêu hao một phần.
3. Ap suất không khí quét lớn hơn P
o
do đó cần phải có một máy
nén khí do trục khuỷu dẫn động. Công tiêu hao cho máy chiếm
(6-12)% công suất của động cơ
4. Có một phần hành trình của piston dùng vào việc thải và quét
khí
Khác nhau cơ bản là: xăng có hệ thống đánh lửa, hệ thống nhiên liệu (hình
thành hoà khí từ bên ngoài xilanh bằng một thiết bị gọi là carburator). Ơ động cơ
diesel chỉ có hệ thống nhiên liệu (bơm cao áp và kim phun…), ở động cơ diesel
2 kỳ có trang bị máy nén làmbơm quét, còn động cơ diesel bốn kỳ có tăng áp
bằng turbine. Ơ động cơ xăng hai kỳ, bốn kỳ coi như không có tăng áp. Ngoài ra
diesel
lớn hơn nhiều
xăng
.
24
BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ
II. QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC
Thì Động cơ diesel Động cơ xăng
Hút Hút thanh khí (không khí) vào
xilanh
Hút hoà khí vào xilanh
Nén Nén thanh khí, P
C
=(30 –35)
Kg/cm
2
,T
C
=(500 – 600)
o
C. cuối
nén nhiên liệu được phun sớm vào
(
fs
)
e
) g
e diesel
= 180 g/ml.h, g
e xăng
= 250 g/ml.h
• Nhiên liệu DO không bốc cháy ở nhiệt độ thường ít nguy hiểm
• Động cơ Diesel ít bị hư hỏng lặt vặt vì không có bộ đánh lửa và
Cacburator
Khuyết
• Trọng lượng động cơ đối với công suất lớn hơn xăng
• Những chi tiết của hệ thống nhiên liệu như bơm cao áp, kim phun, được
chế tạo rất chính xác vàtinh xảo với dung sai bằng 1/1000 mm
• Tỉ số nén () lớn đòi hỏi vật liệu chế tạo nắp tốt như culasse, xilanh Các
yếu tố trên động cơ diesel đắt tiền hơn trên động cơ xăng
• Sửa chữa hệ thống nhiên liệu cần phải có máy chuyên dụng, dụng cụ đắt
tiền và thợ chuyên môn cao.
• Tốc độ động cơ diesel nhỏ hơn động cơ xăng (vì công suất lớn, chi tiết
nặng đặt biệt là piston)
IV. CÁC HỆ THỐNG KHÁC
1. Hệ thống bôi trơn
Giống như động cơ xăng, có một hoặc hai bơm nhớt, có hệ thống làm mát
nhớt bằng nước (khi nhiệt độ nước khoảng 70 – 80
o
C)
2. Hệ thống làm mát
Giống như động cơ xăng. Động cơ tàu thuỷ có trường hợp người ta cho
nước nóng luân chuyện theo thành tàu để giải nhiệt nước nóng, có trường hợp
người ta bơm nước biển giải nhiệt cho nước làm mát động cơ
25