Ch ỉ å n g 6
MẠY THÃ Ø TÊCH - BÅM PISTON
I - Khại ni ã û m chung vãư mạy thã ø têch - Båm piston :
Mạy th têch la m vi ûc theo nguy n l nẹn ch t lo ng trong 1ãø ì ã ã áú í
th têch kên d ïi tạc dủng cu a piston ãø ỉå í (chuy n â üng tënhãø ä
ti n cu a piston trong xilanh)ãú í hay roto (chuy n â üng quay cu ẫø ä í
roto trong stato). Do bë nẹn n n th nàng cu a do ng cha y tha ãú í ì í
â i co n â üng nàng thç h u nh kh ng â i, do âọ co n giäø ì ä áư ỉ ä äø ì
mạy th têch la mạy thu y ténh.ãø ì í
Cọ 3 loải mạy th têch âi n hçnh la mạy piston (v ût che nãø ãø ì á ì
cọ chuy n â üng tënh ti n) va mạy roto (v ût che n cọãø ä ãú ì á ì
chuy n â üng quay) va mạy piston roto (v ût che n cọ chuy nãø ä ì á ì ãø
â üng tënh ti n nh chuy n â üng quay cu a kh i roto). Vä ãú åì ãø ä í äú ãư
nguy n tà c, b t c ï mạy th têch na o cng cọ th la mã õ áú ỉ ãø ì ãø ì
â üc hai nhi ûm vủ b m va â üng c . Trong ch ng na y tå ã å ì ä å ỉå ì
kha o sạt b m piston. í å
I.1 Cá ú u tảo - Ngun l lm vi ã û c ca b å m piston:
Kha o sạt s â 1 b m piston : b ü ph ûn chu y u la piston 1í å äư å ä á í ãú ì
tënh ti n trong xilanh 2. Th têch la m vi ûc cu a b m la kh ngãú ãø ì ã í å ì ä
gian gi ïi hản b i xilanh, b màût piston va h üp van 5. Khiå åí ãư ì ä
piston 1 chuy n â üng qua trại, th têch bu ng la m vi ûc tàngãø ä ãø äư ì ã
l n, ạp su t trong bu ng la m vi ûc gia m tảo ra â ü ch nã áú äư ì ã í ä á
kh ng trong bu ng la m vi ûc, van hụt 6 m , ch t lo ng theộ äư ì ã åí áú í
ng hụt 7 â üc hụt va o bu ng la m vi ûc. Khi piston chuy näú ỉå ì äư ì ã ãø
â üng sang pha i, ch t lo ng bë nẹn, ạp su t trong bu ng la mä í áú í áú äư ì
vi ûc tàng, van hụt 6 âọng lải, khi ạp su t trong bu ng la mã áú äư ì
1
C
o
B
o

la nàng l üng â n vë cu a ch t lo ng tải màût cà tì ỉå å í áú í õ
va o cu a b mì í å
e
ra
la nàng l üng â n vë cu a ch t lo ng tải màût cà t r ỉå å í áú í õ
cu a b mí å
C üt ạp H cu a b m â üc âënh nghéa:ä í å ỉå
H = e
ra
- e
va
= z
ra
- z
vao
+
g2
vvpp
2
vao
2
ravaora
−
+
γ
−
(1)
Trong b m th têch th ng vå ãø ỉåì
1
= v

toaỡn vaỡo y ó u c ỏ ửu cuớa phu ỷ taới vaỡ co ù th ó ứ t ng õ ó ỳ n v ọ cuỡng. Trong
th ổ ỷ c tó ỳ , õ ó ỳ n 1 giaù tr ở naỡo õ o ù cuớa c ọ ỹ t aùp, ch ỏ ỳ t loớng seợ hoaỡn toaỡn
b ở m ỏ ỳ t maùt do roỡ r ố, ngh ộ a laỡ aùp su ỏ ỳ t laỡm vi ó ỷ c cuớa b ồ m b ở gi ồ ùi
ha ỷ n .

2) L u l ỹngổ ổồ :
Lổu l ổ ồ ỹ n g rió ng
q cu a b m la th tờch la m vi ỷc cu a b mớ ồ ỡ óứ ỡ ó ớ ồ
trong 1 chu ky (th tờch ch t lo ng v ỷn chuy n qua b m trongỡ óứ ỏỳ ớ ỏ óứ ồ
1 chu ky ).ỡ
Goỹi n la s chu ky la m vi ỷc cu a maùy (s vo ng quay) trongỡ ọỳ ỡ ỡ ó ớ ọỳ ỡ
1 phuùt.
L u l ỹng lyù thuy t cu a b m th tờch õ ỹc tờnh nh sau: ổ ổồ óỳ ớ ồ óứ ổồ ổ
60
n
. q Q
lt
=
(3)
L u l ỹng th ỷc t khi tờnh õ n ro rố:ổ ổồ ổ óỳ óỳ ỡ
Q = Q
lt
- Q
Q la l u l ỹng ro rố trong b m (t khoang aùp su t cao õ nỡ ổ ổồ ỡ ồ ổỡ ỏỳ óỳ
khoang aùp su t th p)ỏỳ ỏỳ va l u l ỹng ro rố ra ngoa i b m, ỡ ổ ổồ ỡ ỡ ồ Q
phuỷ thu ỹc ch t l ỹng õ ỷm loùt, ch t lo ng la m vi ỷc va aùpọ ỏỳ ổồ ó ỏỳ ớ ỡ ó ỡ
su t la m vi ỷc. Aùp su t la m vi ỷc ca ng l ùn, õ ỹ nh ùt ch tỏỳ ỡ ó ỏỳ ỡ ó ỡ ồ ọ ồ ỏỳ
lo ng la m vi ỷc ca ng nho thỗ l u l ỹng ro rố ca ng l ùn.ớ ỡ ó ỡ ớ ổ ổồ ỡ ỡ ồ
Do l u l ỹng cu a maùy th tờch dao õ ỹng theo th i gian n n taổ ổồ ớ óứ ọ ồỡ ó
seợ kha o saùt 2 loaỷi l u l ỹng :ớ ổ ổồ



=
Qp
QHQH
N
lv
cktlQ
tr
bao g m hi ỷu su t c khờ do t n th t c khờ gi ợa caùc b ỹọử ó ỏỳ ồ ọứ ỏỳ ồ ổ ọ
ph ỷn la m vi ỷc, hi ỷu su t l u l ỹng do ro rố va ỏ ỡ ó ó ỏỳ ổ ổồ ỡ ỡ hi ỷu su tó ỏỳ
thu y l ỷcớ ổ .
I.3 Khaớ n ng tổ ỷ huùt cuớa b ồ m th ó ứ tờch :
B m piston hay b m th tờch noùi chung õ u coù th t ỷ huùtồ ồ óứ óử óứ ổ
õ ỹc, nghộa la coù th t ỷ kh i õ ỹng ma kh ng c n m iổồ ỡ óứ ổ ồớ ọ ỡ ọ ỏử ọử
b m nh b m ly t m.ồ ổ ồ ỏ
Gia s th i õi m b t õ u la m vi ỷc piston vở trờ t ỷnớ ổớ ồớ ồỡ óứ ừ ỏử ỡ ó ồớ ỏ
cu ng v phờa pha i (vở trờ A-A). Trong bu ng la m vi ỷc, h ỹpỡ óử ớ ọử ỡ ó ọ
van va ng huùt õ u coù kh ng khờ chi m ch ự.ỡ ọỳ óử ọ óỳ ọ
Goỹi V
o
: th tờch kh ng khờ chi m ch ự trong h ỷ th ng luùcóứ ọ óỳ ọ ó ọỳ
piston vở trờ A-Aồớ
F : di ỷn tờch mỷt la m vi ỷc cu a pistonó ỡ ó ớ
S : ha nh trỗnh cu a piston ùng v ùi n a vo ng quayỡ ớ ổ ồ ổớ ỡ
cu a tay quayớ
Khi piston chuy n õ ỹng v vở trờ t ỷn cu ng phờa traùi ( ùngóứ ọ óử ỏ ỡ ổ
v ùi 1/2 vo ng quay cu a tay quay), kh ng khờ seợ daợn n vỗ thồ ỡ ớ ọ ồớ óứ
tờch bu ng la m vi ỷc tng, gia s quaù trỗnh daợn n la quaùọử ỡ ó ớ ổớ ồớ ỡ
trỗnh õoaỷn nhi ỷt, ph ng trỗnh c ba n cu a ch t khờ cho:ó ổồ ồ ớ ớ ỏỳ

Piston ti p tủc chuy n â üng v phêa pha i, kh ng khê s bëãú ãø ä ãư í ä
d n va o ng â y, l üng kh ng khê co n lải trong h û th ngäư ì äú áø ỉå ä ì ã äú
la Vì
o
’= V
o
-

h.
4
d
2
h
π
Piston chuy n â üng v phêa trại, l üng kh ng khê Vãø ä ãư ỉå ä
o
’ti p tủcãú
dn n , ạp su t gia m va ch t lo ng ti p tủc d ng l n trongåí áú í ì áú í ãú á ã
ng hụt. Quạ trçnh c ï ti p tủc cho â n khi ch t lo ng âie näú ỉ ãú ãú áú í ì
â y xilanh, khi âọ b m coi nh â t û m i xong , bà t â ư å ỉ ỉ äư õ áư
la m vi ûc v ïi ch t lo ng.ì ã å áú í
II Phán loa ûi bå m piston :
II.1 Ph n loải theo ph ng phạp d ùn â üngá ỉå á ä :
-- B m tay: (d ùn â üng bà ng tay)å á ä ò
-- B m d ùn â üng thà ng: c n piston n i tr ûc ti p v ïiå á ä ó áư äú ỉ ãú å
c n piston cu a â üng c d ùn â üng.áư í ä å á ä
-- B m d ùn â üng bà ng c c u tay quay thanh truy n: å á ä ò å áú ãư
II.2 Ph n loải theo k t c u pistoná ãú áú :
-- Piston dảng âéa: màût b n piston ti p xục v ïi tha nhã ãú å ì
xilanh, lọt kên bà ng cạc segment âàût tr n piston, ca piston v ã í ì


=
4
D
F
2
B

=
D: õ ng kờnh pistonổồỡ
d: õ ng kờnh c n pistonổồỡ ỏử
-- B m piston taùc duỷng ba:ồ
6
y chênh la ba b m tạc dủng â n ghẹp lải, trủc cu a ba b mÂá ì å å í å
â üc d ùn â üng bà ng 1 trủc khu yu v ïi gọc l ûch c khuy å á ä ò í å ã äø í
la 120ì
o
, ch t lo ng â üc â a va o va ra cạc xilanh bà ng 1áú í ỉå ỉ ì ì ò
â ng ng hụt chung va 1 â ng ng â y chungỉå ì äú ì ỉåì äú áø .
-- B m piston tạc dủng b n:å äú
La hai b m tạc dủng kẹp ghẹp v ïi nhau, trủc cu a hai b mì å å í å
â üc d ùn â üng bà ng 1 trủc khu yu v ïi gọc l ûch c khuy å á ä ò í å ã äø í
la 90ì
o
, ch t lo ng â üc â a va o va ra cạc xilanh bà ng 1áú í ỉå ỉ ì ì ò
â ng ng hụt chung va 1 â ng ng â y chung.ỉå ì äú ì ỉåì äú áø
II.4 Ph n loải theo ạp su t la m vi ûcá áú ì ã
D ûa va o ạp su t la m vi ûc, b m piston â üc chia ra:ỉ ì áú ì ã å ỉå
-- B m ạp su t th p: å áú áú p < 10 at
-- B m ạp su t trung bçnh: å áú p = (10 ÷ 20) at

-- B m tạc dủng ba å q
ba
= 3F.S
Trong âọ :
F =
πD
2
4
: di ûn têch b màût cu a piston ã ãư í
f =
πd
2
4
: di ûn têch c n piston ã áư
S = 2R
T
: ha nh trçnh piston ì
R
T
: chi u da i tay quay cu a c c u tay quay thanhãư ì í å áú
truy nãư
Do cọ ro rè n n l u l üng th ûc trung bçnh la :ì ã ỉ ỉå ỉ ì
Q = η
Q
.Q
lt
Hi ûu su t l u l üng phủ thu üc va o â ng kênh piston:ã áú ỉ ỉå ä ì ỉå ì
D < 150 mm η
Q
= 0,85 ÷ 0,90

(7)
8
Gi x : qung â ng dëch chuy n cu a piston ïng v ïiỉå ì ãø í ỉ å
gọc quay ϕ cu a tay qua
l : chi u da i thanh truy n : l >> Rãư ì ãư
T
(l > 5 R
T
)
β : gọc gi ỵa thanh truy n va â ng t m xilanh ïngỉ ãư ì ỉåì á ỉ
v ïi gọc quay å ϕ
Khi tay quay quay 1 gọc ϕ thç piston chuy n d i 1 âoản x la :ãø åì ì
x = BB
0
= OB
0
- OB = (R
T
+ l) - (R
T
.cos ϕ +l.cos β)
Th ng ỉåì β r t bẹ n n cos áú ã β ≅ 1
⇒ x = R
T
.(1- cos ϕ) (8)
= R
T
.(1- cos ωt)
V ûy á v
pis

ϕ = 0
o
÷ 180
o
: lỉu lỉ å ü n g trong quạ trçnh hụt
ϕ = 0
o
, 180
o
⇒ Q
min
= 0 ϕ = 90
o
⇒ Q
max
=
60
n2
RF
T
π
⋅⋅
ϕ = 180
o
÷ 360
o
, ⇒ Q
ϕ
hut
= 0