Bài giảng - Cơ điện nông nghiệp-chương 2

Chia sẻ: Norther Light | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:35

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 46
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. 2.1.1 Đại cương về động cơ nhiệt. Ngày nay năng lượng do động cơ nhiệt phát ra chiếm khoảng 80% tổng số năng lượng dùng trên toàn thế giới. Các nhà máy thủy điện, các loại động cơ chạy bằng sức gió và thiết bị dùng năng lượng nguyên tử, năng lượng mặt trời....chỉ chiếm khoảng 20% tổng số năng lượng đang sử dụng mà thôi. Nguyên lý làm việc của động cơ nhiệt là: Nhiên liệu như than, xăng, dầu hỏa, điêden...được đốt cháy sinh ra nhiệt...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng - Cơ điện nông nghiệp-chương 2

Chương 2 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ NG CƠ Đ Ố T TRONG. 2.1.1 Đ ại cương về động cơ nhi ệt. Ngày nay năng lượng do động c ơ nhiệt phát ra chiếm khoảng 80% tổng số năng lượng d ùng trên toàn thế giới. Các nh à máy th ủy điện, các loại động cơ c hạy bằng sức gió và thiết bị d ùng năng lượng nguyên t ử, năng l ượng mặt trời....chỉ chiếm khoảng 20% tổng số năng lư ợng đang sử dụng m à thôi. Nguyên lý làm việc của động cơ nhiệt là: Nhiên liệu như than, xăng, dầu hỏa, điêden...được đốt cháy sinh ra nhiệt năng. Nhiệt năng làm giãn nở môi chất nh ư hơi nước, hỗn hợp khí v.v...Sự gi ãn nở của môi chất gây ra một áp lực lớn đẩy pít tông của động cơ chuyển động, sản ra một công cơ học cần thiết. C ăn cứ vào vị trí của quá trình đốt cháy nhiên liệu để tạo ra nhiệt năng, người ta chia động c ơ nhiệt ra làm hai lo ại: Động cơ đ ốt ngo ài và đ ộng cơ đ ốt trong. Động cơ đốt ngo ài là loại động cơ mà nhiên liệu (than) đ ược đốt cháy trong lò đốt, bên ngoài xi lanh động cơ sinh ra nhiệt. Nhiệt làm nước trong nồi hơi sôi lên cho ta hơi nư ớc. Hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao đ ược đưa vào trong xi lanh của động cơ, đẩy pít tông, sinh công. Động cơ đốt ngoài bao gồm các loại máy hơi nước, tua bin hơi nước v.v... . Động cơ đốt trong là lo ại động cơ mà nhiên liệu đ ược đ ốt cháy ngay trong lòng xi lanh động cơ. Môi chất là các ch ất cháy gồm không khí và các ch ất chứa nhiều năng lượng như xăng, điêden v.v.., khi cháy t ạo ra nhiệt độ và áp su ất rất cao, đẩy pít tông sinh công. Động cơ đ ốt trong gồm nhiều loại: Động c ơ đ ốt trong kiểu pít tông, đ ộng cơ ph ản lực, động c ơ tua bin khí, đ ộng cơ pít tông tự do, động cơ Wankel, v.v... Nhưng phổ biến nhất là động cơ đốt trong kiểu pít tông. So với động cơ đ ốt ngoài, động cơ đ ốt trong có nhiều ưu điểm hơn, như hiệu suất nhiệt cao hơn, kết cấu gọn nhẹ, khởi động nhanh, sử dụng và chăm sóc đơn giản, thuận tiện....Vì vậy trong lĩnh vực công nghiệp, vận tải đ ường biển, động cơ đốt trong được sử dụng song h ành với các động cơ nhiệt khác. Nh ưng trên ô tô, máy kéo, máy xây dựng, máy bay, tàu thu ỷ, các trạm phát điện di động... thì động cơ đ ốt trong vẫn l à động lực duy nhất. 2.1.2 P hân loại động cơ đốt trong Động cơ đ ốt trong ra đời từ năm 1860 và liên tục phát triển với tốc độ rất nhanh. S ản lư ợng h àng năm của to àn thế giới hiện nay trên 40 triệu chiếc, với rất nhiều kích cỡ, chủng loại khác nhau. Việc phân loại động c ơ đ ốt trong chủ yếu dựa theo những đặc trưng cơ bản của nó. 17
 Phân loại theo công dụng Theo công dụng, động cơ đốt trong được phân ra các loại: - Động cơ tĩnh tại (dùng làm nguồn động lực cho các trạm phát điện, các máy công tác như bơm nước, xay xát, nghiền thức ăn gia súc, v.v...) - Động cơ ô tô (lắp trên các lo ại xe ô tô) - Động cơ máy kéo (lắp trên các loại máy kéo) - Động cơ máy bay (bao gồm động cơ đ ốt trong kiểu pittông d ùng cho máy bay cánh quạt và động cơ phản lực dùng cho máy bay ph ản lực) - Động cơ tàu thủy (lắp trên các loại t àu thủy) - Động cơ xe lửa (th ường gọi l à đầu máy điêden), v.v...  Phân loại theo chu trình làm việc Theo chu trình làm việc, động cơ đốt trong được phân ra hai loại chính: - Động cơ 2 kỳ ( chu trình làm việc của loại động c ơ này được ho àn thành trong 2 hành trình chuyển động qua lại của pít tông, tương ứng với một vòng quay của trục khuỷu). - Động cơ 4 k ỳ ( chu trình làm việc củ a loại động cơ này được ho àn thành trong 4 hành trình chuyển động qua lại của pít tông, tương ứ ng với hai vòng quay của trục khuỷu).  Phân loại theo nhiên liệu dùng cho động cơ Theo nhiên liệu, động cơ đốt trong được phân ra các loại: - Động cơ xăng ( nhiên liệu l à xăng). - Động cơ điêden (nhiên liệu là điêden). - Động cơ ga (nhiên liệu là khí ga)  Phân loại theo số lượng xy lanh Theo số lượng xi lanh, động cơ đốt trong đ ược phân ra các loại: - Động cơ 1 xy lanh. - Động cơ 2 xy lanh. - Động cơ nhiều xy lanh (hiện nay đ ã có loại động cơ 54 xy lanh)  Phân loại theo phương pháp làm mát động cơ Theo phương pháp làm mát, động cơ đốt trong đư ợc phân ra các loại: - Động cơ làm mát bằng nước. - Động cơ làm mát bằng không khí. 2.1.3. Những khái niệm chung và chỉ ti êu cơ b ản của động cơ đốt trong 2.1.3.1. N hững khái niệm chung. Trong quá trình động cơ làm việc, pít tông chuyển động tịnh tiến qua lại trong xy lanh, nhưng nó có hai vị trí giới hạn, đó là thế chết trên và thế chết dưới. 18
- Thế chết trên ( viết tắt l à TCT) là vị trí của đỉnh pít tông trong xy lanh khi kho ảng cách giữa pít tông đến đường tâm của trục khuỷu l à lớn nhất. - Thế chết d ưới ( viết tắt là TCD) là vị trí của đỉnh pít tông trong xy lanh khi kho ảng cách giữa pít tông đến đường tâm của trục khuỷu l à nhỏ nhất. - Đường chạy của pít tông (ký hiệu bằng chữ S) là kho ảng cách giữa TCT và TCD. Khi pít tông dịch chuyển đ ược một khoảng cách S thì trục khuỷu quay đ ược một góc 180 0. - Thể tích buồng đốt của xy lanh (ký hiệu Vđ) là kho ảng không gian trong xy lanh giới hạn bởi nắp xy lanh và đỉnh pít tông ở TCT. 7 Hình 2.1. Sơ đ ồ động cơ đ ốt trong 6 TCT 1- Tr ục khuỷu 5 2- Tay quay S 3- Biên (thanh truyền) 4 TCD 4- P ít tông TCT 5- Xy l anh 3 6- Xu páp nạp 7- Xu páp xả 2 8- Đáy các te 8 1 - Thể tích làm việc của xy lanh ( ký hiệu Vlv) là dung tích c ủa xy lanh giữa hai thế chết của pít tông. Thể tích l àm việc của xi lanh đ ư ợc tính bằng công thức: D 2  S VLV 4 Trong đó: D là đường kính xi lanh. Thể tích l àm việc của xy lanh thể hiện sức mạnh của động c ơ. Đối với động cơ nhiều xy lanh thì thể tích làm việc của động c ơ (Vđc) bằng tổng số thể tích làm việc của tất cả các xy lanh. Vđc= Vlv i (trong đó i l à số lượng xy lanh) - Thể tích toàn ph ần của xy lanh (ký hiệu Vtp) là tổng thể tích buồng đốt và thể tích làm việc của xy lanh: Vtp= Vđ + Vlv - Độ nén của động cơ ( ký kiệu  ) là tỷ số của thể tích to àn phần và thể tích buồng đốt: 19
Vtp Vd  Vlv   Vd Vd Độ nen của động cơ cho ta th ấy thể tích to àn ph ần của xy lanh đ ã gi ảm bao nhiêu lần, tức l à bị ép nhỏ bao nhiêu lần khi pít tông đi từ TCD lên TCT. Thông thường đối với động cơ xăng thì độ nén  = 6,5 - 11, còn đối với động cơ điêden thì  = 16 - 22. - Hỗn hợp đốt: Là hỗn hợp nhiên liệu trộn đều với không khí theo một tỷ lệ nhất định, được tạo th ành từ bên ngoài đ ộng cơ (đ ộng cơ bộ chế hòa khí) ho ặc đ ược tạo thành ngay trong lòng xy lanh động cơ (đ ộng cơ điêden). - Mồi mới nạp : Là sản phẩm được nạp vào xy lanh đ ộng cơ ở quá trình nạp. Đối với động cơ xăng, mồi mới nạp là là hỗn hợp đốt. Đối với động c ơ điêden, mồi mới nạp l à không khí. - Khí còn lại: Là sản phẩm còn lại trong xy lanh của động cơ sau quá trình xả. - Hỗn hợp làm việc: Là hỗn hợp đ ược đốt cháy trong xy lanh động cơ. - Khí đ ã làm việc (còn g ọi là khí xả ): Là sản phẩm đ ã đốt cháy đ ược thoát ra ngoài xy lanh ở quá trình xả. 2.1.3.2. N hững chỉ tiêu cơ bản của động cơ - Công suất chỉ thị trung b ình ( ký hiệu N i ) L à công suất do hỗn hợp làm việc đ ược đốt cháy tạo ra truyền cho pít tông. PiVlv ni Ni  ( KW ) 30 Trong đó: P i là áp suất chỉ thị trung bình (MN/m2) Vlv l à thể tích l àm việc của xi lanh (lít) n l à số vòng quay của trục khuỷu (vòng/phút) i là số lượng xy lanh là hệ số thời kỳ, đối với động cơ 2 kỳ  =1, đối với động cơ 4 kỳ  =2 - Công suất hiệu dụng của động cơ (ký hiệu Ne) là công su ất đo được ở trục khuỷu động cơ: PVlv ni i N e  N i m   m ( KW ) 30 Trong đó m là hiệu suất cơ học của động c ơ. Do một phần công suất phải chi phí để thắng ma sát trong động cơ và để dẫn động cho cơ c ấu phân phối khí, làm chuyển động các bộ phận khác nh ư quạt gió, bơm nước, .... nên m luôn luôn nhỏ hơn 1. Thông thường m = 0,65 - 0,93. 20
Nhìn vào công thức tính Ne t a th ấy, với mọi điều kiện nh ư nhau (tức là cùng một giá trị P i , Vlv , n , i ) t hì công su ất động cơ 2 k ỳ gấp đôi công suất động c ơ 4 kỳ. - Mức chi phí nhiên liệu riêng (ký hiệu ge ) là t ỷ số giữa mức nhiên liệu m à động cơ tiêu th ụ trong một giờ với công suất hiệu dụng của động c ơ (tức là khối lượng nhiên liệu cần thiết để động cơ tạo ra được một KW, trong một giờ): 1000Gm (g/KWh) ge= Ne Trong đó: Gm là mức chi phí nhiên liệu trong một giờ ( Kg /giờ). Đối với động cơ xăng: ge = 270 - 400 g/kWh Đối với động cơ điêden: ge = 220- 310 g/kWh So sánh mức chi phí nhiên liệu riêng ta th ấy động cơ điêden tiết kiệm hơn nhiều so với động cơ xăng. 2.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆ C CỦ A ĐỘ NG CƠ Đ Ố T TRONG. Động cơ đ ốt trong muốn làm việc đ ược phải có các quá trình sau đ ây x ẩy ra liên tục theo một trình t ự nhất định ở trong xy lanh động cơ: - Nạp đầy mồi mới nạp vào trong xy lanh. - Nén mồi mới nạp trong xy lanh và đ ốt cháy hỗn hợp . - Giãn khí trong xy lanh ( sinh công). - Xả sạch khí đ ã làm việc ra khỏi xy lanh. Toàn bộ các quá trình đó gọi là chu trình làm việc của động c ơ. Nếu chu trình làm việc của động c ơ được thực hiện trong hai vòng quay c ủa trục khuỷu, tức là 4 lần chuyển động tịnh tiến qua lại của pít tông thì gọi là động cơ 4 kỳ. Nếu chu trình làm việc của động cơ được thực hiện trong một vòng quay của trục khuỷu, tức là 2 lần chuyển động tịnh tiến qua lại của pít tông gọi l à động cơ 2 kỳ. 2.2.1. Chu trình làm vi ệc của động c ơ 4 kỳ Để nghiên cứu chu trình làm việc của động c ơ 4 kỳ được dễ dàng ta xây dựng đồ thị chỉ thị biểu diễn các quá trình làm việc của động c ơ với sự t ương quan giữa áp suất và thể tích trong xy lanh của các quá trình đó. Trên đ ồ thị, trục ho ành biểu diễn thể tích làm việc (Vlv), trục tung biểu diễn áp suất trong xy lanh (P). Đường thẳng nằm ngang P o là áp suất khí quyển (Hình 2.2).  Quá trình nạp (còn gọi là quá trình hút): P ít tông chuyển động từ TCT đến TCD, tương ứ ng trục khuỷu quay một góc từ 0 - 180 0. Thể tích trong xy lanh tăng lên và áp suất từ từ giảm xuống, đến mức nhỏ h ơn áp suất khí quyển P o . X u páp nạp dưới tác dụng của cơ cấu phân phối khí mở ra (xu páp xả vẫn đóng). Do áp suất bên trong xy lanh đ ộng cơ nhỏ hơn áp suất bên ngoài nên mồi mới nạp qua cửa nạp đư ợc nạp vào trong xy lanh đ ộng cơ. Trên đ ồ thị quá trình n ạp được biểu diễn bằng đường cong a - b. 21
 Quá trình nén ch áy: Pít tông chuyển động từ TCD đến TCT, tương ứng với trục khuỷu quay một góc từ 180 - 360 0. Xu páp nạp đóng lại, mồi mới nạp và một phần khí còn l ại trong xy lanh bắt đầu bị nén. Thể tích trong xy lanh giảm và áp su ất tăng dần lên. Khi pít tông đ ến gần TCT thì đối với động cơ xăng, hỗn hợp làm việc đ ược đốt cháy bằng tia lửa điện xuất hiện ở bugi. Còn đối với động c ơ điêden, vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào dưới dạng như sương mù, trộn đều với không khí nén, t ạo th ành hỗn hợp đốt và tự bốc cháy dư ới áp suất và nhiệt độ cao. Khi đốt cháy, áp suất và nhiệt độ trong xy lanh tăng vọt lên. Trên đ ồ thị, quá trình nén cháy được biễu diễn bằng đ ường cong b - c - d. Điểm c đối với động c ơ xăng là thời điểm bugi bật tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp, đối với động c ơ điêden, đó là thời điểm vòi phun phun nhiên liệu vào xy lanh động cơ.  Quá trình giãn (còn g ọi là quá trình sinh công): Dưới tác dụng của áp suất cao do hỗn hợp làm việc bị đốt cháy, đẩy pít tông đi từ TCT đến TCD và nhờ cơ cấu biên tay quay, chuyển đ ộng tịnh tiến của pít tông biến th ành chuyển động quay của trục khuỷu, tương ứ ng góc quay từ 360 - 540 0. Thời kỳ này, năng lư ợng nhiệt biến th ành năng lượng cơ học nên gọi là thời kỳ sinh công. Trên đ ồ thị, quá trình sinh công đư ợc biễu diễn bằng đường cong d - e.  Quá trình xả (còn gọi là quá trình thoát): P ít tông chuyển động từ TCD đến TCT, t ương ứng với trục khuỷu quay một góc từ 540 - 7200. Ở thời kỳ này, xu páp nạp vẫn đóng nh ưng xu páp x ả mở ra, pít tông đẩy khí đ ã làm việc ra ngo ài. Trên đồ thị, quá trình xả được biễu diễn bằng đ ường cong e - a. Sau quá trình x ả, pít tông lại chuyển động từ TCT đến TCD, khi đó xu páp nạp lại mở và quá trình n ạp lại tiếp tục thực hiện cho chu trình tiếp theo. Nói chung trong bốn quá P d trình: nạp, nén cháy, sinh công, xả của động cơ 4 kỳ trình bày ở trên, chỉ có quá trình sinh công là quá c trình có ích (tạo ra năng l ương cơ học), còn lại ba quá trình khác là các quá trình c ản, được thực hiện nhờ động năng của bá nh đà và của e các chi tiết quay khác, hoặc nhờ a công của các xi lanh khác trong P0 động cơ nhiều xi lanh. b vlv 0 TCD TCT Hình 2.2 2.2.2. Chu trình làm vi ệc của động c ơ 2 kỳ Đồ thị chỉ thị của động cơ 4 kỳ 22
TCT Chu trình làm việc của động cơ TTT 2 kỳ cũng có các quá trình n ạp, nén Cửa xả cháy, sinh công và x ả nhưng chỉ thực Cửa nạp hiện trong một vòng quay của trục TCD khuỷu (360 0) tức là pít tông chỉ chuyển động tịnh tiến qua lại 2 lần. Trong mỗi lần (hay nói cách khác là trong mỗi kỳ) chuyển động tịnh tiến của pít tông có nhiều quá trình cùng xẩy ra. Đó là điểm đặc biệt của động cơ 2 kỳ. Hình 2.3 S ơ đồ động cơ 2 kỳ Đa số các loại động c ơ 2 kỳ có đặc điểm cấu tạo là ở thành xy lanh có c ửa nạp để nạp mồi mới nạp và cửa xả để xả khí đ ã làm việc ra ngo ài. Pít tông của động cơ làm luôn nhiệm vụ đóng, mở cửa nạp và cửa xả. Cũng có một số động cơ 2 k ỳ (chủ yếu là động cơ điêden) có c ửa nạp trên thành xy lanh nhưng c ửa xả lại ở trên nắp xy lanh và được đóng mở bằng xu páp. Trong giáo tr ình này chỉ trình bày chu trình làm việc của loại động c ơ 2 kỳ có cửa nạp và cửa xả nằm trên thành xy lanh (hìn h 2.3). Để nghiên cứu chu trình làm việc của động cơ 2 kỳ được dễ d àng ta cũng xây dựng đồ thị chỉ thị biễu diễn các quá trình làm việc của động c ơ với sự t ương quan giữa áp suất và thể tích trong xy lanh. Trên đồ thị trục ho ành biểu diễn thể tích làm việc (Vlv), trục tung biểu diễn áp suất trong xy lanh (P). Đường thẳng nằm ngang P o là áp suất khí quyển. * Kỳ thứ nhất: P ít tông chuyển động từ TCD lên TCT, tương ứ ng trục khuỷu quay một góc từ 0 - 1800. Lúc đầu cửa nạp mở nên mồi mới nạp đ ược nạp vào xy lanh, đ ồng thời cửa xả cũng mở nên một phần mồi mới nạp bị xả ra ngo ài. Sau khi pít tông đi lên đóng kín cửa nạp thì quá trình n ạp kết thúc còn lại quá trình xả và khi pít tông đóng kín cửa xả thì quá trình x ả cũng kết thúc và quá trình nén bắt đầu. Ap suất trong xy lanh dần dần tăng lên. Khi pít tông đ ến gần TCT thì đối với động cơ xăng, hỗn hợp làm việc đ ược đốt cháy bằng tia lửa điện xuất hiện ở bugi. Còn đối với động c ơ điêden, vòi phun phun nhiên liệu vào trộn đều với không khí nén, tạo th ành hỗn hợp đốt và tự bùng cháy dưới áp suất và nhiệt độ cao. 23
Do quá trình đốt cháy m à P áp suất và nhiệt độ trong xy lanh d tăng vọt lên. Trên đ ồ thị chỉ thị, đđddđgsđong đóng quá trình n ạp được biễu diễn Cửa nạp đóng bằng đ ường a - b, quá trình x ả Cửa xả đóng c được biễu diễn bằng đ ường a- b', quá trình nén cháy được biễu diễn bằng đ ường cong b' - c - d . Điểm c đối với động c ơ xăng là e' thời điểm bugi bật tia lửa điện để e đốt cháy hỗn hợp, còn đối với b' a b P0 động cơ điêden, đó là thời điểm vòi phun phun nhiên liệu vào xy Vlv lanh động cơ. TCD 0 TCT Hình 2.4 Đồ thị chỉ thị của động cơ 2 kỳ * Kỳ thứ hai: Dưới tác dụng của áp suất cao do hỗn hợp l àm việc bị đốt cháy đẩy pít tông đi từ TCT xuống TCD, tương ứ ng với trục khuỷu quay một góc từ 180 - 360 0. Ở thời kỳ n ày, năng lượng nhiệt biến th ành năng lượng cơ học nên gọi là thời kỳ sinh công. Khi pít tông đi xuống để hở cửa xả thì khí đã làm việc đ ược xả ra ngo ài (quá trình x ả) và khi pít tông đ ể hở cửa nạp thì quá trình n ạp cưỡng bức mồi mới nạp cũng đ ược diễn ra. Trên đ ồ thị chỉ thị, quá trình sinh công được biễu diễn bằng đường cong d - e , quá trình xả là đường e' - a, quá trình n ạp l à đường e - a. Sau đó, pít tông l ại đi từ TCD lên TCT đ ể thực hiện các quá trình nạp, nén cháy của chu trình thứ hai....Như vậy đối với động cơ 2 kỳ, trong kỳ thứ nhất có các quá trình n ạp, xả, nén cháy. Kỳ thứ hai có các quá trình sinh công, x ả, nạp. Trên đồ thị, quá trình nạp đư ợc biễu diễn bằng đ ường cong e - a - b, quá trình nén cháy là b' - c - d, quá trình sinh công là d - e', quá trình xả là e' - a - b'. Cửa xả Cửa thổi Cửa xả Cửa nạp Bơm th ổi 24
Hình 2.5 Hình 2.6 Sơ đồ động cơ 2 kỳ dùng bơm thổi Sơ đồ động cơ 2 kỳ buồng thổi tay quay Một điểm đáng lưu ý đối với động cơ đ ốt trong 2 kỳ nói chung l à trong quá trình nạp, mồi mới nạp cũng bị thoát ra ngo ài qua cửa xả, gây ra hiện t ượng lảng phí mồi mới nạp, đặc biệt là đối với động cơ xăng. Đồng thời trong quá trình x ả lại có quá trình n ạp cùng x ẩy ra nên có hiện tượng trộn lẫn khí đ ã làm việc với mồi mới nạp, dẫn đến tình trạng nạp không đầy, xả không sạch. Mặt khác, chúng ta thấy ở động c ơ 4 kỳ, mồi mới nạp đ ược nạp vào trong xy lanh động cơ là nhờ áp suất trong xy lanh nhỏ hơn áp su ất bên ngoài (P b P o), còn đối với động cơ 2 k ỳ thì áp suất trong xi lanh luôn luôn lớn hơn áp su ất bên ngòai. Do đó phải tạo cho mồi mới nạp một áp suất ban đầu mới có thể nạp vào trong xy lanh được. Hiện nay thường sử dụng hai phương pháp đ ể tạo cho mồi mới nạp một áp suất ban đầu. Đối với động cơ công suất lớn (th ường là động cơ điêden) thì dùng bơm thổi để thổi. Mồi mới nạp (không khí) đ ược bơm thổi vào xy lanh (hình 2.5). Còn đối với động c ơ 2 kỳ công suất nhỏ (thường là đ ộng cơ xăng) thì lợi dụng buồng tay quay (buồng các te động c ơ) đ ể tạo cho mồi mới nạp một áp suất ban đầu. Đặc điểm cấu tạo của loại động cơ này là ở th ành xy lanh có 3 cửa: cửa nạp để nạp mồi mới nạp vào buồng tay quay; cửa thổi để thổi mồi mới nạp từ buồng tay quay lên xy lanh đ ộng cơ; c ửa xả để xả khí đ ã làm việc ra ngo ài (hình 2.6). Quá trình mồi mới nạp vào xy lanh của loại động cơ này diễn ra như sau: Khi pít tông đi từ TCD lên TCT, thể tích trong buồng tay quay tăng lên và áp su ất giảm dần, tạo ra độ chân không ở trong buồng tay quay. Pít tông lần lượt đóng kín cửa thổi, cửa xả để nén mồi mới nạp trong xy lanh, đồng thời mở cửa nạ p để mồi mới nạp nạp vào buồng tay quay (nhờ sự chênh lệch áp suất giữa buồng tay quay và bên ngoài). Khi pít tông đi xuống, thể tích trong buồng tay quay giảm dần và áp suất từ từ tăng lên. Khi pít tông đ ể hở cửa thổi thì mồi mới nạp có áp suất cao ở trong buồng tay quay được thổi lên xy lanh thay thế khí đ ã làm việc đ ã xả ra ngo ài. Sau đó pít tông l ại đi lên, cửa nạp lại mở, mồi mới nạp lại đ ược nạp vào buồng tay quay....Chúng ta có thể hiểu rằng, d ưới tác dụng của pít tông, buồng tay quay hoạt động như một cái bơm để nạp và thổi mồi mới nạp vào trong xy lanh động cơ . 2.2.3. Chu trình làm vi ệc của động c ơ nhi ều xi lanh P hần trên đã giới thiệu chu trình làm việc của hai loại động c ơ 4 k ỳ và 2 k ỳ có một xy lanh. Trong thực tiễn để nâng cao công suất và đ ảm bảo tính kinh tế người ta chế tạo động cơ nhiều xy lanh. Đối với động cơ nhiều xy lanh, thứ tự l àm việc của các xy lanh là tùy ý lựa chọn, nhưng phải đảm bảo tính phân bố đều các thời kỳ sinh công và sự cân bằng động cơ trong quá trình ho ạt động. 25
Ở mỗi loại động c ơ, theo số lượng các xy lanh, nó có một trật tự làm việc nhất định sao cho các quá trình nạp, nén cháy, sinh công, xả không tiến h ành cùng một lúc trong tất cả các xy lanh mà cách nhau những khoảng cách góc ( ) b ằng nhau. Khoảng cách góc củ a động cơ 4 kỳ và động cơ 2 kỳ l à: 720 0 3600 = = và i i Trong đó i là số lượng xy lanh .  càng nhỏ và máy nổ càng đều. Động cơ càng nhiều xy lanh thì Trong các lo ại động cơ nhiều xy lanh hiện nay, phổ biến l à các lo ại động cơ có 2, 4, 6, 8, 12, 24, ..., 54 xy lanh và phần lớn l àm việc theo chu trình 4 kỳ. Đối với loại động cơ 4 xy lanh 4 kỳ: 720 0 = 1800 = 4 Khi đ ộng cơ làm việc, trục khuỷu quay, từng pít tông c ủa từng xy lanh sẽ chuyển động lên xuống để thực hiện các quá trình nạp, nén cháy, sinh công, xả và tuân theo một trật tự làm việc của động c ơ. Thông thường trật tự l àm việc của loại động cơ này là 1 - 3- 4- 2, nghĩa l à xy lanh thứ nhất thực hiện quá trình sinh công, sau 180 0 đến xy lanh thứ 3 rồi đến xy lanh thứ 4 và sau cùng là xy lanh th ứ 2 sinh công. Trật tự l àm việc của động cơ 4 xy lanh 4 k ỳ được trình bày trong b ảng 2.1 Các quá trình làm việc của động cơ 4 xi lanh 4 kỳ B ảng 2.1 Góc quay tr ục khuỷu Xy lanh 1 Xy lanh 2 Xy lanh 3 Xy lanh 4 0 - 180o Xả Nạp Sinh công Nén 180 o - 360o Xả Nạp Sinh công Nén 360 o - 540o Nạp Xả Nén Sin h công 540 o - 720o Nạp Xả Nén Sinh công 2.2.4. So sánh động cơ điêden với động cơ xăng, đông cơ 2 kỳ vơi động cơ 4 k ỳ Hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta dùng nhiều loại động cơ đ ốt trong khác nhau, nhưng phần lớn là đ ộng cơ điêden và đ ộng cơ xăng. Trong nh ững động cơ điêden hay đ ộng cơ xăng l ại có loại l àm việc theo chu trình 2 kỳ, có loại làm việc theo chu trình 4 kỳ. Mỗi loại có những ưu, nhược điểm khác nhau, ở đây ta chỉ so sánh những ư u, nhược điểm cơ b ản.  So sánh đ ộng cơ điêden với động cơ xăng Động cơ điêden so sánh với động cơ xăng có những ư u điểm cơ bản là: 26
- Hiệu suất nhiệt cao hơn, thường hiệu suất nhiệt của động c ơ điêden kho ảng 35-45%, còn động cơ xăng kho ảng 30-35%. - Động cơ điêden tiết kiệm đ ư ợc 15 -20% nhiên liệu so với động cơ xăng (bởi vì chi phí nhiên liệu riêng của động cơ điêden thấp hơn). Nhiên liệu điêden l ại rẻ tiền hơn xăng, nên việc sử dụng động cơ điêden có lợi về mặt kinh tế. - Động cơ điêden làm việc chắc chắn, bền vững, ít hư hỏng vặt, bởi vì hệ thống cung cấp nhiên liệu điêden tuy c ấu tạo tinh vi, chính xác nhưng có đ ộ bền cao, dễ sử dụng. Còn ở động cơ xăng có bộ chế hòa khí và hệ thống đốt cháy bằng tia lửa điện thường hay hư hỏng, phải sửa chữa. - Động cơ điêden có khối lượng quán tính của các bộ phận chuyển động lớn hơn động cơ xăng nên kh ả năng vượt tải cũng tốt h ơn. Nhưng động cơ điêden có như ợc điểm là: - Ap su ất trong xy lanh của động c ơ r ất cao nên khó khởi động, động cơ làm việc nặng nề hơn động cơ xăng. - Cấu tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu phức tạp, đ òi hỏi chế tạo chính xác, giá thành cao. Thông thường động cơ điêden có kích thước và trọng lượng lớn hơn động cơ xăng có cùng công su ất. Xuất phát từ những ưu, nhược điểm trên mà ph ạm vi sử dụng của động c ơ điêden và đ ộng cơ xăng có sự khác nhau. Động cơ điêden thường đ ư ợc lắp nhiều trên máy kéo và ôtô khách, ôtô tải cỡ lớn. Còn động cơ xăng thường được lắp nhiều trên mô tô, xe máy, các loại ôtô du lịch, ôtô tải cỡ nhỏ.  So sánh đ ộng cơ 2 kỳ với động cơ 4 kỳ Động cơ 2 kỳ so sánh với động cơ 4 kỳ có những ư u điểm cơ b ản là: - Nếu hai loại động cơ có số xy lanh và số vòng quay như nhau thì động cơ 2 kỳ chạy đều hơn, ít rung đ ộng hơn (bởi vì muốn ho àn thành một chu trình làm việc, trục khuỷu của động cơ 4 kỳ phải quay 2 vòng, trong khi đó ở động cơ 2 kỳ chỉ cần quay một vòng) - Động cơ 2 k ỳ (loại buồng thổi tay quay) có cấu tạo gọn nhẹ hơn đ ộng cơ 4 kỳ khi có c ùng công su ất (bởi vì động cơ 2 kỳ không cần hệ thống phân phối khí loại xu páp để đóng mở cửa nạp và cửa xả) - Khi hai động cơ có cùng thể tích làm việc, cùng số vòng quay, cùng tỉ số nén và cùng loại nhiên liệu thì công su ất của động cơ 2 k ỳ thường bằng 1,5 đến 1,7 lần động cơ 4 kỳ. Nhưng động cơ 2 kỳ có nhược điểm là: Tính toán theo lý thuyết, công suất động cơ 2 kỳ gấp 2 l ần công suất động cơ 4 kỳ. Nhưng trong thực tế chỉ bằng 1,5 - 1,7 công suất động cơ 4 k ỳ ( nghĩa là giảm 27
mất 15 - 25%). Nói cách khác, hiệu suất nhiệt của động cơ 2 kỳ thấp hơn động cơ 4 kỳ, nguyên nhân là do: - Ở động cơ 2 kỳ, khí đã làm việc sót lại trong xy lanh còn nhiều (xả không sạch) nên nạp không đầy đủ. - Trong quá trình n ạp bị l ãng phí mất một phần mồi mới nạp. - P hải chi phí một phần công suất để tạo cho mồi mới nạp một áp suất ban đầu để nạp vào trong xy lanh đ ộng cơ. - Động cơ 2 kỳ có cửa nạp và cửa xả nằm trên thành xy lanh nên hành trình nén bị rút ngắn, l àm cho áp su ất trong xy lanh giảm và công suất động cơ giảm. Ngoài ra đ ối với động c ơ xăng 2 kỳ buồng thổi tay quay, do phải trộn dầu nhờn với xăng trước khi nạp để kết hợp bôi trơn cho các chi tiết của hệ thống biên tay quay nên chi phí d ầu nhờn lớn hơn và khả năng bôi trơn kém hơn, vì vậy tuổi thọ của động cơ 2 kỳ thường thấp hơn động cơ 4 kỳ. Do vậy, động cơ 2 kỳ th ường đ ược lắp trên một số ít mô tô, xe máy và động cơ khởi động cho động cơ điêden. Còn hầu hết các động cơ khác là đ ộng cơ 4 kỳ. 2.3. C ẤU TẠO CỦ A ĐỘ NG CƠ Đ Ố T TRONG Động cơ đ ốt trong nói chung có sáu hệ thống: hệ thống bi ên tay quay, hệ thống phân phối khí, hệ thống bôi trơn, hệ thống l àm mát, hệ thống cung cấp hỗn hợp đ ốt và hệ thống khởi động. Riêng đ ộng cơ xăng có thêm hệ thống đốt cháy bằng tia lửa điện. Dư ới đây trình bày đặc điểm cấu tạo từng hệ thống của động cơ. 2.3.1. Hệ thống bi ên tay quay  Nhiệm vụ: Hệ thống biên tay quay là ph ần chính để thực hiện chu trình làm việc của động cơ và biến chuyển động tịnh tiến qua lại của pít tông th ành chuyển động quay của trục khuỷu. Hệ thống biên tay quay bao gồm cơ cấu biên tay quay và một số chi tiết không chuyển động của động c ơ, cụ thể là: thân đ ộng cơ và xy lanh, nắp xy lanh, pít tông cùng với vòng găng và trục pít tông, biên, trục khuỷu và bánh đà.  Thân động cơ và xy lanh Thân đ ộng cơ là bộ phận chính của hệ thống biên tay quay, có nhiệm vụ như một cái "giá" để lắp ráp tất cả các chi tiết của c ơ cấu biên tay quay và các chi tiết của các hệ thống khác trong động cơ. Xy lanh cùng với nắp xy lanh và pít tông t ạo th ành buồng đốt và thể tích l àm việc của động cơ, đồng thời nó hướng dẫn sự chuyển động tịnh tiến qua lại của pít tông và vòng g ăng. Xy lanh có thể đ ư ợc đúc liền với thân động c ơ, nhưng cũng có thể là những chi tiết riêng biệt gọi là ống xy lanh. Mặt trong của ống xi lanh đ ược 28
gia công cẩn thận, còn m ặt ngo ài chỉ cần gia công hai vành tròn phía trên và phía dưới để lắp xy lanh đ ược chính xác vào trong lỗ đ ặt của thân động cơ  Nắp xy lanh Nắp xy lanh dùng đ ể đậy kín thân động c ơ, nó cùng với xy lanh và đ ỉnh pít tông hình thành kho ảng không gian làm việc của động c ơ. Ngoài ra nó còn làm giá đỡ để lắp ráp các chi tiết khác.  Pít tông: P ít tông chuyển động tịnh tiến qua lại trong xy lanh để thực hiện các quá trình nạp, nén cháy, sinh công, xả và trực tiếp nhận áp lực của khí cháy truyền qua biên đến trục khuỷu. Ngo ài ra ở một số động c ơ 2 kỳ, pít tông còn làm nhiệm vụ đóng mở cửa nạp và cửa xả. Cấu tạo chung của pít tông gồm 3 phần: đỉnh, phần ép sát và ph ần hư ớng dẫn (hình 2 - 7). 1 2 3 4 Hình 2.7. Pít tông 1- Đỉnh pít tông, 2-Phần ép sát, 3-Phần hướng dẫn, 4- Hông pít tông  Vòng găng Vòng g ăng là những vòng không khép kín, được lắp trên rãnh pít tông có nhiệm vụ l àm cho buồng đốt đ ược kín sát, không cho khí nén lọt xuống các te động cơ và không cho d ầu nhờn lọt lên buồng đốt hình thành muội than và làm tăng mức tiêu thụ dầu nhờn. Đồng thời vòng g ăng còn có nhiệm vụ truyền nhiệt từ pít tông sang xy lanh. Vòng g ăng có hai lo ại: vòng găng hơi và vòng g ăng dầu. Vòng găng hơi lắp vào các rãnh phía trên của pít tông, ép sát lên m ặt gương xy lanh và nhờ một lớp dầu nó sẽ làm cho xy l anh đư ợc kín sát. Vòng g ăng dầu dùng để gạt dầu thừa trên mặt gương xy lanh đưa trở về các te động c ơ, không cho dầu nhờn lọt lên buồng đốt tạo th ành muội than bám vào nắp xy lanh, đỉnh pít tông... 29
Hình 2.8. V òng găng a,b - Vòng găng hơi; c,d - Vòng găng dầu  Trục pít tông Tr ục pít tông d ùng đ ể nối khớp pít tông với đầu trên biên và nh ận lực từ pít tông truyền cho biên. C ấu tạo trục pít tông là một ống hình tr ụ, mặt ngo ài được gia công và nhiệt luyện cẩn thận. Phần giữa của trục đặt trong đầu tr ên biên, hai đ ầu trục đặt trong hông pít tông.  Biên Biên (còn gọi là thanh truyền) dùng đ ể nối pít tông với trục khuỷu, nó có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pít tông t hành chuyển động quay của trục khuỷu. C ấu tạo của biên gồm 3 phần: đầu trên, thân biên và đ ầu dưới Đầu trên biên là phần có khoan lỗ để lắp trục pít tông. Để giảm ma sát với trục pít tông, người ta ép vào đ ầu trên biên ống bạc bằng đồng hoặc ổ lăn. Ống b ạc thường có lỗ để dẫn dầu đến bề mặt l àm việc của trục pít tông. Thân biên phần lớn có tiết diện hình chữ I để tăng độ cứng và giảm trọng lượng của biên. Đầu d ưới của biên dùng đ ể nối với cổ biên của trục khuỷu, th ường được cắt ra l àm hai nửa. N ửa trên nối liền với biên, nửa dư ới gọi là n ắp biên đư ợc ghép ch ặt lại bằng hai bu lông, th ường đ ược h ãm bằng đai ốc hoa và chốt chẻ. Ngoài ra, đ ối với loại động c ơ 1 xy lanh có trục khuỷu kiểu tháo rời, dùng gối đỡ kiểu con lăn thì đầu dưới của biên khô ng cắt đôi. 30
Hình 2. 9. Biên 1- Đầu trên 2- Thân biên 3- Đầu dưới 4- Nắp biên 5- Bạc đầu trên biên 6- Bu lông biên 7- Đai ốc 8- Chốt chẻ 9- Bạc lót cổ biên  Trục khuỷu Trục khuỷu nhận lực lực từ biên chuyển tới và biến lực đó thành mômen quay truyền cho máy công tác hoặc truyền cho hệ thống truyền lực của ôtô, máy kéo. Hình 2.10. Trục khuỷu và bánh đà a - Động cơ 1 xy lanh; b - Động cơ 4 xy lanh 1- Đ ầu trước, 2- Cổ chính, 3- M á trục khuỷu, 4- Cổ biên 5- Đầu sau, 6- B ánh đà, 7- Đối trọng Cấu tạo chung của trục khuỷu gồm có các phần: các cổ chính, các cổ biên, các má trục, đầu trước, đầu sau và đối trọng (hình 2.12). 31
Nói chung hình dáng c ủa trục khuỷu phụ thuộc vào số lượng và sự lắp đặt các xy lanh của động cơ, tính chất phân phối đều các thời k ỳ sinh công và việc cân bằng động cơ.  Bánh đà Bánh đà dùng đ ể tích lũy năng lượng trong quá trình sinh công nh ằm đ ưa cơ cấu biên tay quay vư ợt qua các thế chết, điều hòa tốc độ quay của trục khuỷu và khắc phục các hiện tượng quá tải bất ngờ. Ở những động cơ nhiều xy lanh, tốc độ quay của trục khuỷu tương đ ối đều, do đó kích thước và trọng lượng của bánh đà giảm đi nhiều so với động cơ ít xy lanh. 2.3.2. Hệ thống phân phối khí  Nhiệm vụ và phân loại Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ kịp thời mở và đóng cửa nạp và cửa xả để nạp đầy mồi mới vào trong xy lanh và x ả sạch khí đ ã làm việc ra ngo ài theo trật tự làm việc của động cơ. Để mở và đóng cửa nạp và cửa xả, ở động c ơ 4 kỳ thường d ùng xu páp điều khiển bằng một cơ cấu riêng, còn đối với động c ơ 2 k ỳ buồng thổi tay quay thì thường dùng pít tông. Hệ thống phân phối khí d ùng xu páp có hai lo ại: xu páp hông và xu páp treo. Hầu hết các loại động c ơ hiện nay d ùng lo ại xu páp treo, vì lo ại này có ưu điểm: buồng đốt gọn, tỉ số nén và hiệu suất nhiệt cao.  Sơ đồ và hoạt động của hệ thống phân phối khí loại xu páp treo Sơ đồ hệ thống phân phối khí loại xu páp treo đ ược trình bày trên hình 2.11 và ho ạt động như sau: Khi đ ộng cơ làm việc, trục khuỷu quay, qua bộ phận truyền động (xích hoặc các bánh răng) làm cho trục cam quay. Con đội trượt trên vú cam, làm cho cần đẩy dịch chuyển lên phía trên, qua vít điều chỉnh sẽ đẩy đ òn gánh quay quanh trục, tác dụng lên đuôi xu páp, nén lò xo làm cho xu páp mở ra. Khi con đội lên đỉnh của vú cam thì xu páp được mở ho àn toàn. Tr ục cam tiếp tục quay, dưới tác dụng của lò xo, con đội dần dần hạ xuống và xu páp đóng lại. Lúc con đội ở trên ph ần hình trụ của cam thì xu páp đóng hoàn toàn. 32
6 4 5 7 8 9 Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống phân phối khí 10 1- Tr ục cam 02 2- Con đội 3- C ần đẩy 4- Vít điều chỉnh 5- Tr ục đòn gánh 3 6- Đòn gánh 7- Đĩa giữ lò xo xu páp 8- Lò xo xu páp 9- B ạc hướng dẫn 2 10 - X u páp 11 - Bộ phận truyền động 12 - Tr ục khuỷu 11 1 12 Để đảm bảo cho xu páp đặt khít trên ổ đặt, ngư ời ta chừa một khe hở giữa đuôi xu páp và mỏ đ òn gánh. Khe hở n ày nh ằm khắc phục hiện tượng gi ãn nở vì nhiệt khi bị nóng lên c ủa các chi tiết mà ch ủ yếu là của xu páp. Vì thế người ta gọi khe hở này là khe h ở nhiệt (hay khe hở xu páp). Độ lớn của khe hở nhiệt xu páp t ùy thuộc vào t ừng loại động cơ.  Các bộ phận chính của hệ thống phân phối khí d ùng xu páp Hệ thống phân phối khí có xu páp treo gồm có 4 bộ phận chính: bộ phận đóng kín, bộ phận truyền lực, trục cam và bộ phận truyền động. Bộ phận đóng kín dùng để trực tiếp đóng mở cửa nạp và cửa xả. Bộ phận đóng kín gồm có: xu páp, lò xo xu páp, bạc hướng dẫn xu páp. Bộ phận truyền lực dùng đ ể liên kết và truyền lực từ trục cam cho bộ phận đóng kín. Bộ phận truyền lực gồm có con đội, cần đẩy, đ òn gánh và vít điều chỉnh khe hở xu páp. Nếu xu páp đặt bên hông xi lanh thì không c ần cần đẩy, đòn gánh. Trục cam: (còn g ọi là trục phân phối) dùng đ ể điều khiển việc đóng mở các xu páp phù hợp với trật tự l àm việc của động cơ. Trên trục cam có các cổ trục để lắp trục vào thân đ ộng cơ, có các cam nạp và cam xả. Số lượng các cam tương ứ ng với số lượng xu páp và được bố trí theo đúng trật tự làm việc của động c ơ. Ngoài ra ở 33
các đ ộng cơ điêden có thể còn có cam điều khiển bơm đ ẩy nhiên liệu, ở động c ơ xăng còn có cam điều khiển bơm xăng và bộ chia điện. Bộ phận truyền động có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ trục khuỷu động cơ đ ến trục cam và một số bộ phận khác, theo một tỷ số truyền n hất định. Bộ phận truyền động có thể bằng xích, các bánh răng hoặc đai răng. 2.3.3 Hệ thống bôi trơn  Nhiệm vụ và phân loại Hệ thống bôi trơn của động cơ đ ốt trong có nhiệm vụ không ngừng cung cấp dầu bôi trơn sạch với một số lượng cần thiết ở một nhiệt độ và áp suất nhất định cho các bề mặt ma sát của các chi tiết máy khi động c ơ làm việc, nhằm làm gi ảm hao tổn công ma sát và giảm độ hao mòn các chi tiết máy; làm nguội các bề mặt bị nóng lên do ma sát; làm s ạch muội than và mạt kim loại do các chi tiế t máy bị m ài mòn sinh ra ở trên các bề mặt l àm việc; đồng thời bảo vệ cho các chi tiết máy không bị oxy hóa và làm tăng độ kín sát giữa các cặp lắp ghép. Động cơ đ ốt trong sử dụng nhiều loại hệ thống bôi tr ơn khác nhau, đó là bôi trơn theo phương pháp vun g d ầu, bôi trơn b ằng cách pha dầu nhờn trong xăng và bôi trơn theo phương pháp cưỡng bức. Tùy thuộc vào loại động cơ, điều kiện làm việc ...mà trang bị cho động cơ hệ thống bôi trơn thích hợp. Bôi trơn theo phương pháp vung d ầu: K hi động cơ làm việc, dầu nhờn ở đáy các te bị các chi tiết máy chuyển động (như biên, tr ục khuỷu...) vung lên bám vào các bề mặt l àm việc của các chi tiết máy cần được bôi trơn như xi lanh, pit tông, vòng g ăng..... Phương pháp bôi trơn theo kiểu vung dầu rắt đ ơn gi ản, nhưng nó có nhược điểm là lượng dầu bôi trơn ph ụ thuộc rất nhiều vào mức dầu nhờn chứa trong các te, vị trí của động c ơ khi chuyển động lên, xuống dốc và số vòng quay của trục khuỷu, cho nên khó đ ảm bảo bôi trơn an toàn cho động cơ. Bôi trơn bằng cách pha dầu nhờn trong xăng: P hương pháp này được sử dụng ơ động cơ xăng hai k ỳ buồng thổi tay quay. Việc bôi trơn cho các chi tiết ma sát đ ược thực hiện bằng cách pha dầu nhờn vào trong xăng với một tỉ lệ thích hợp, thường là 2 - 5 % . Hỗn hợp của dầu nhờn và xăng được nạp vào xi lanh, các hạt dầu lẫn trong hỗn hợp ngưng đ ọng bám lên bề mặt ma sát của các chi tiết máy. Cách bôi trơn này đơn giản, và thực tế không cần đến “hệ thống bôi trơn”, Nhưng nó có nhược điểm là chế độ bôi trơn không hoàn hảo và dễ tạo th ành muội than. Đa số các động cơ xăng 2 kỳ hiện nay, người ta chứa dầu nhờn vào một thùng riêng và có bộ phận tự động pha dầu nhờn vào trong xăng theo một tỉ lệ chuẩn xác phù hợp với các chế độ l àm việc của động cơ. Bôi trơn theo phương pháp cưỡng bức: 34
P hươ ng pháp này được sử dụng ở hầu hết các động c ơ đ ốt trong hiện nay và còn có tên gọi là bôi trơn bằng áp suất. Dầu nhờn đ ược dẫn tới các bề mặt l àm việc bằng các ống dẫn dưới một áp suất nhất định do bơm dầu nhờn tạo ra. P hương pháp bôi trơn cưỡng bức rất thuận lợi cho việc bôi trơn các gối đỡ và một số chi tiết của hệ thống phân phối khí....Nh ưng phương pháp này l ại kém hiệu qủa khi bôi trơn m ặt gương xi lanh và nhóm pít tông. Vì vậy đa số các động c ơ đ ốt trong 4 kỳ hiện nay dùng hệ thống bôi trơn kiểu phối hợp, nghĩa l à đối với các chi tiết máy l àm việc trong điều kiện tải trọng nặng nề thì đư ợc bôi trơn b ằng phương pháp cưỡng bức, còn các chi tiết máy làm việc trong điều kiện tải trọng thấp hơn và các chi tiết máy khó thực hiện việc bôi trơn bằng cưỡng bức thì được bôi trơn b ằng phương pháp vung dầu.  Sơ đồ hệ thống bôi trơn cưỡng bức Sơ đ ồ hệ thống bôi trơn cưỡng bức đ ược trình bày trên hình 2. 12. Khi động cơ làm việc, Dầu nhờn trong đáy các te đ ược hút vào bơm qua phao hút d ầu. Phao hút dầu có lưới ch ắn để loại bỏ các tạp chất có kích th ước lớn. Sau khi dầu nhờn bơm lên được chia làm hai nhánh. Một nhánh dầu nhờn qua két dầu để làm mát, rồi trở về các te. Một nhánh dầu nhờn qua bình lọc sơ. Ở bình lọc sơ dầu nhờn đ ược làm s ạch các tạp chất tương đ ối lớn, s au đó được dẫn đến mạch dầu chính trong thân đ ộng cơ đi bôi trơn cho trục khuỷu, trục cam, các bánh răng truyền động. Từ trục cam thông thường dầu đ ược dẫn lên bôi trơn tiếp cho trục đ òn gánh, bạc hư ớng dẫn xu páp. Còn các chi tiết khác như bạc đầu trên biên, trục pít tông, xy lanh...thì thường đư ợc bôi trơn bằng phương pháp vung đ ầu. Nhưng cũng có một số động c ơ trong thân biên có khoan một rãnh dọc để dẫn dầu từ cổ biên của trục khuỷu lên bôi trơn cho các chi tiết này. Một phần dầu nhờn (khoảng 15 -20%) từ mạch dầu chính đ ược dẫn đến bình lọc tinh. Tại đây dầu được lọc sạch các tạp chất cơ học, d ù là r ất nhỏ rồi chảy trở về các te động cơ. Trong hệ thống bôi trơn lo ại này có ba cái van: van x ả, van an to àn và van nhiệt. Van xả của bơm dầu nhờn có tác dụng xả bớt dầu nhờn về các te khi áp suất vượt quá quy định, giữ cho áp suất dầu không đổi khi động c ơ làm việc với các tốc độ vòng quay khác nhau. Van an toàn cho phép dầu nhờn đi thẳng vào m ạch dầu chính khi bình lọc sơ bị tắc, đam bảo cung cấp liên tục d ầu nhờn cho các bề mặt làm việc của động c ơ. Van nhiệt khống chế lưu lượng dầu nhờn qua két dầu làm mát. Khi nhiệt độ dầu lên quá cao (kho ảng 80 0 C), độ nhớt sẽ giảm, van sẽ đóng hoàn toàn để dầu nhờn qua két dầu l àm mát rồi trở về các te. 35
Hình 2.12. S ơ đồ hệ thống bôi trơn cưỡng bức 1- Các te dầu nhờn, 2- P hao hút dầu, 3- Bơm dầu nhờn, 4- Van xả, 5-Bình lọc sơ, 6- Van an toàn, 7- Đồng hồ báo áp suất dầu, 8 - Mạch dầu chính, 9- Bình lọc tinh, 10- Két dầu, 11- Van nhiệt, 12- Đồng hồ báo nhiệt độ dầu, 13 - Thước thăm dầu.  Các bộ phận chính của hệ thống bôi trơn cưỡng bức Hệ thống bôi trơn cưỡng bức thư ờng có các bộ phận chính: b ơm d ầu nhờn, các bình lọc, két dầu, các ống và rãnh d ẫn dầu, các đồng hồ báo áp suất dầu và nhiệt độ dầu. Bơm dầu nhờn dùng để cung cấp dầu nhờn đến các bề mặt l àm việc của các chi tiết máy khi động c ơ làm việc với một số lượng và áp su ất cần thiết. Bơm dầu nhờn có nhiều loại: bơm bánh răng, bơm cánh g ạt, bơm rô to, bơm pít tông. Nhưng hiện nay hầu hết các loại động cơ đốt trong d ùng bơm bánh răng và bơm cánh g ạt vì cấu tạo đơn gi ản, l àm việc chắc chắn và cung cấp dầu được liên t ục. Bình lọc dầu nhờn dùng đ ể lọc sạch các tạp chất trong dầu nhờn tr ước khi đưa dầu nhờn đi bôi trơn, bởi vì nếu trong dầu nhờn có lẫn các tạp chất như m ạt kim loại, bụi bẩn, muội than...thì sẽ làm cho các bề mặt làm việc bị cào xước hoặc tắc ống dẫn dầu gây ra những hư hỏng đáng tiếc. Bình lọc dầu nhờn có hai loại: bình lọc sơ và bình lọc tinh. Bình lọc sơ phổ biến l à các cuộn lọc bằng lưới kim loại, chỉ lọc được các tạp chất lớn hơn 0,05 đến 0,10 mm. Còn bình lọc tinh có kh ả năng lọc các tạp chất có kích th ước nhỏ hơn, có thể nhỏ đến 0,1 µm. Do sức cản rất lớn, năng suất thấp, bình lọc tinh ở một số động cơ chỉ có tác dụng lọc một phần dầu bơm lên rồi lại trả về đáy các te, phần n ào hỗ trợ cho bình lọc sơ, làm cho dầu nhờn ở đáy các te hoặc ở thùng chứa sạch hơn. Bình lọc tinh có thể là bình 36