BÀI GIẢNG MÔN HỌC
NGUYÊN LÝ
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Chương I
ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
•
Khái quát về động cơ đốt trong
•
Ưu nhược điểm và lĩnh vực sử dụng ĐCĐT
•
Phân loại ĐCĐT
•
Đại cương về nguyên lý hoạt động của ĐCĐT
1. Khái quát về động cơ đốt trong
1.1. Khái niệm chung
Động cơ đốt trong (động cơ xăng và động cơ diesel) kiểu
piston chuyển động tịnh tiến thuộc loại động cơ nhiệt. Hoạt động
nhờ quá trình biến đổi hoá năng sang nhiệt năng do nhiên liệu bị
đốt cháy rồi chuyển sang cơ năng. Quá trình này được thực hiện
ở trong xylanh của động cơ.
-
Tổng công suất do động cơ đốt trong tạo ra chiếm khoản 90%
công suất thiết bị động lực do mọi nguồn năng lượng tạo ra
( nhiệt năng, thủy năng, năng lượng nguyên tử, năng lượng mặt
trời….
-
Trong động cơ đốt trong, các quá trình đốt cháy nhiên liệu, và
chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng được thực hiện bên trong
động cơ.
-
Động cơ đốt trong gồm có: động cơ đốt trong piston, tua bin khí

xylanh giới hạn trong khoảng một hành trình của piston
+ Thể tích làm việc của động cơ (VH)
i: là số xylanh của động cơ
+ Thể tích buồng cháy (Vc) là thể tích phần không gian giữa đỉnh piston,
xylanh và nắp xylanh khi piston ở ĐCT
+ Thể tích toàn bộ (Va) là tổng thể tích làm việc
của xylanh Vh và thể tích buồng cháy Vc
+ Tỷ số nén của động cơ ( ) là tỷ số ɛ
giữa thể tích chứa hoà khí của
xylanh Va và thể tích buồng cháy Vc
S
2. u nhc im v lnh vc s dng CT

u im
+ Hiu sut nhit cú th t ti 50% cao hn cỏc loi ng c hi nc piston
16%, turbin 25%, turbin khớ 30%
Hiu sut nhit xỏc nh theo cụng thc:
T1: nhit ngun núng; T2: nhit ngun lnh
+ Kích th ớc và trọng l ợng nhỏ, công suất riêng lớn, do quá trình cháy diễn
ra trong xy lanh của động cơ và do sử dụng nhiên liệu có nhiệt trị cao.
+ Khởi động, vận hành và chăm sóc động cơ thuận tiện, dễ dàng
. Nh c i m
+ Khả năng quá tải kém, cụ thể không quá 10% trong 1 giờ.
+ Không thể khởi động đ ợc khi có tải do tại chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, mô
men sinh ra không lớn. Phải có hệ thống khởi động riêng.
+ Công suất cực đại không lớn
+ Cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao
+ Nhiên liệu cần có những yêu cầu khắt khe
+ Ô nhiễm môi tr ờng do khí thải và ồn
. Lnh vc s dng

Theo tỷ số S/D
+ Động cơ có hành trình ngắn khi: S / D < 1
+ Động cơ có hành trình dài khi: S / D > 1
•
Theo tốc độ động cơ:
Tuỳ theo tốc độ trung bình của piston:
+ Khi Cm = (3 - 6) m/s - động cơ tốc độ thấp
+ Khi Cm = (6 - 9) m/s - động cơ tốc độ trung bình
+ Khi Cm = (9 - 13) m/s - động cơ tốc độ cao
+ Khi Cm > 13 m/s - động cơ siêu cao tốc
•
Theo số lượng và cách bố trí xylanh:
+ Số lượng xylanh: động cơ một xylanh và động cơ nhiều xylanh
+ Cách bố trí xylanh: động cơ có xylanh đặt thẳng đứng, nghiêng và ngang;
+ Theo số hàng xylanh: động cơ 1 hàng, động cơ chữ V và động cơ hình sao;
+ Theo số trục khuỷu: động cơ một, hai hoặc ba trục khuỷu


4. Đại cương về nguyên lý hoạt động của ĐCĐT
•
Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ không tăng áp
Động cơ 4 kỳ thực hiện 1 chu trình làm việc trong 2 vòng quay của trục khuỷu
hay 4 lần lên xuống của piston. Trong quá trình làm việc, chuyển động tịnh
tiến của piston qua cơ cấu biên - tay quay chuyển thành chuyển động quay
của trục khuỷu. Khi khởi động, hoạt động của động cơ được thực hiện theo
trình tự ngược lại
• Hành trình nạp: khi trục khuỷu quay, piston sẽ dịch chuyển từ ĐCT xuống
ĐCD, xupáp nạp mở, xupáp thải đóng, làm cho áp suất trong xylanh giảm
và do đó hoà khí ở bộ chế hoà khí (động cơ xăng) hoặc không khí sạch
(động cơ diesel)qua ống nạp được hút vào xylanh.

mở. Do đó 1 + 4 đ ợc gọi là góc m trùng của xu páp
Nguyờn lý lm vic ca ng c 2 k
ng c 2 k cú chu trỡnh cụng tỏc thc hin trong 1 vũng quay ca trc khuu
hay 2 hnh trỡnh ca piston
+ Hnh trỡnh th nht (cháy gión nở, thải tự do, quét khí và nạp khí mới)
Piston đi chuyển từ ĐCT đến ĐCD, khí đó cháy
và đang cháy trong xy lanh gión nở sinh công.
Khi piston mở cửa thải, khí cháy có áp suất
cao đ ợc thải tự do ra đ ờng thải. Từ khi piston
mở cửa quét cho đến khi đến điểm chết d ới,
khí nạp mới có áp suất cao nạp vào xy lanh
đồng thời quét khí đó cháy ra cửa th i.
+ Hnh trỡnh th hai (quét, nạp khí, nén và cháy)
Piston di chuyển từ ĐCD đến ĐCT, quá trình quét nạp
vẫn tiếp tục cho đến khi piston đóng cửa quét.
Từ đó cho đến khi piston đóng của thải,
môi chất trong xy lanh bị đẩy qua cửa thải ra
ngoài, vì vậy giai đoạn này gọi là giai đoạn lọt khí.
Tiếp theo là quá trình nén bắt đầu từ khi piston
đóng cửa thải A cho tới khi nhiên liệu phun vào xy lanh (động cơ diesel)
hoặc bu gi (động cơ xăng) bật tia lửa điện. Sau một thời gian cháy trễ rất ngắn
quá trình cháy sẽ xảy ra


• So sánh động cơ
+ Động cơ 4 kỳ và 2 kỳ
• Động cơ hai kỳ có số hành trình sinh công gấp đôi ( khi cùng số vòng quay
n) và có công suất lớn hơn khoảng (50-70)% (khi cùng thể tích làm việc Vh
và số vòng quay n) so với động cơ 4 kỳ.
• Động cơ hai kỳ chạy đều và êm hơn động cơ 4 kỳ, vì mỗi vòng quay của

động cơ diesel (trọng lượng trên một đơn vị công suất tính bằng kW) lớn
hơn trọng lượng riêng của động cơ xăng (40-70)%.
•
Động cơ diesel, đặc biệt là hệ thống nhiên liệu, chế tạo khó hơn động cơ
xăng. Do đó, giá thành của động cơ diesel thường cao hơn động cơ xăng.
• Động cơ diesel dùng nhiên liệu nặng khó cháy và phương pháp tạo hoà khí
giữa nhiên liệu phun sương với không khí không tốt nên khó khởi động
hơn động cơ xăng.
+ Động cơ nhiều xi lanh