BÀI GIẢNG ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THUỶ - PHẦN 2 LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC - CHƯƠNG 5

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

243
lượt xem 56
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI KHÍ Ở ĐỘNG CƠ HAI KỲ 5.1 Các đặc điểm của quá trình Mục đích của quá trình trao đồi khí trong động cơ diesel nói chung và hai kỳ nói riêng là thải hết khí cháy trong xy lanh và thay thế bằng không khí sạch. Động cơ diesel hai kỳ không có các hành trình thải và hút cưỡng bức; do đó, không khí nạp phải được nén bằng thiết bị phụ để đạt được áp suất lớn hơn áp suất khí cháy ở giai đoạn quét khí trong xy lanh động cơ. Để...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: BÀI GIẢNG ĐỘNG CƠ DIESEL TÀU THUỶ - PHẦN 2 LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC - CHƯƠNG 5

CHƯƠNG 5 QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI KHÍ Ở ĐỘNG CƠ HAI KỲ 5.1 Các đặc điểm của quá trình Mục đích của quá trình trao đồi khí trong động cơ diesel nói chung và hai kỳ nói riêng là thải hết khí cháy trong xy lanh và thay thế bằng không khí sạch. Động cơ diesel hai kỳ không có các hành trình thải và hút cưỡng bức; do đó, không khí nạp phải được nén bằng thiết bị phụ để đạt được áp suất lớn hơn áp suất khí cháy ở giai đoạn quét khí trong xy lanh động cơ. Để đảm bảo tốt nhất quá trình trao đổi khí, động cơ hai kỳ cần phải được đảm bảo các yêu cầu sau đây: - Đóng mở hợp lý các cửa nạp và cửa xả. - Các cửa nạp và cửa xả phải có hình dạng hợp lý đối với dòng chảy khí động học. - Các thiết bị cung cấp khí xả và tận dụng nhiệt khí xả phải đảm bảo đủ khả năng lưu lượng với yêu cầu cần thiết. 5.2 Các giai đoạn của quá trình trao đổi khí Toàn bộ diễn biến quá trình trao đổi khí được chia thành ba giai đoạn (hình 5.1) Hình 5.1 Các giai đoạn của quá trình trao đổi khí - Giai đoạn 1: bg được gọi là giai đoạn xả tự do, trong đó b là thời điểm mở cơ cấu xả, còn g là thời điểm áp suất khí cháy trong xy lanh động cơ đạt giá trị thấp nhất. Trong giai đoạn này, khí xả tự thoát ra khỏi xy lanh nhờ năng lượng ban đầu và quán tính của dòng chảy với tốc độ khoảng 1000 m/s. Giai đoạn này diễn ra rất thuận lợi và được chia làm hai pha: pha xả trên tới hạn bk và pha xả dưới tới hạn kg. Điểm phân biệt giữa hai pha là k mà tại đó áp suất trong xy lanh đạt tới giá trị tới hạn: http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 76
βk = pk/pb Trong đó: βk = 0,528 với khí hai nguyên tử, βk = 0,546 với khí ba nguyên tử, Còn tốc độ tức thời của dòng khí tại điểm k là tốc độ âm thanh. - Giai đoạn 2: g-e-f được gọi là giai đoạn quét khí trong đó f là thời điểm đóng cơ cấu nạp. Trong giai đoạn này, không khí nạp với áp suất pk lớn hơn áp suất khí cháy trong xy lanh bắt đầu tràn vào để nạp và quét khí cháy còn chưa thoát ra khỏi xy lanh trong giai đoạn 1. Vào cuối giai đoạn 2, khi mà cửa quét đóng gần hết, cửa xả vẫn còn mở, áp suất (của hỗn hợp không khí và khí cháy) trong xy lanh giảm. - Giai đoạn 3: f-i được gọi là giai đoạn tổn thất nạp trong đó i là thời điểm đóng cửa xả. Trong giai đoạn này, không khí nạp không còn cấp vào xy lanh nhưng cửa xả vẫn mở, nên không khí nạp thoát ra ngoài qua cửa xả. Các pha trao đổi khí liên quan chặt chẽ với nhau và phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Chất lượng của toàn bộ các quá trình trao đổi khí sẽ quyết định các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của động cơ. 5.3 Thời gian tiết diện trao đổi khí 5.3.1 Khái niệm đồ thị thời gian tiết diện Đồ thị về sự thay đổi tiết diện cửa quét và cửa xả theo vị trí của piston hoặc góc quay trục khuỷu hoặc thời gian gọi là đồ thị thời gian tiết diện. Về trị số, thời gian tiết diện được tính theo công thức: F = ∫ f (t )d (t ) [m .s] 2 (5.1) Đồ thị được biểu diễn trên hệ tọa độ Đê-các với trục tung là trị số tiết diện cửa quét hoặc cửa xả f(m2), trục hoành là thời gian τ (s) hoặc góc quay trục khuỷu φ. 5.3.2 Xây dựng đồ thị thời gian tiết diện Đồ thị thời gian tiết diện được xây dựng theo phương pháp Brica, hình 5.2 Giả sử động cơ có bán kính khuỷu là R, chiều dài tay biên là L, chiều cao cửa xả là h1 và cửa nạp là h2: Vẽ đường tròn bán kính R, tâm O theo tỷ lệ xích đã chọn. Từ điểm O lấy OO’ với độ dài OO’ = R2/(2L) để hiệu chỉnh ảnh hưởng của chiều dài tay biên đến mối quan hệ giữa vị trí piston và góc quay trục khuỷu. Vẽ bán kính OA5 theo phương thẳng đứng trong đó A5 được xem như điểm chết dưới. Từ A5 lấy về phía O một đoạn có độ dài hi (hi = h1 hoặc h2), qua đó kẻ đường nằm ngang song song với tiếp tuyến của đường tròn tại A5 cắt nửa đường tròn tại A1 và A1’ (hình 5.2 a). Nối các điểm A1 và A1’ với điểm O’ rồi từ O kẻ các đường OA0 và OA0’ song song với O’A1 và O’A1’. Góc φ = A0OA0’ = A1O’A1’ chính là góc mở toàn bộ cơ cấu nạp hoặc xả, điểm A0 tương ứng với vị trí piston bắt đầu đóng cửa xả (nếu hi =h1). Tiếp tục chia góc φ thành các giá trị trung gian φi rồi từ các giá trị này, kẻ các đường song song với A1A1’. Khoàng cách hx chính là chiều cao cửa xả tương ứng với góc quay trục khuỷu http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 77
φi, từ giá trị này ta tính được diện tích tiết diện cửa xả tương ứng với góc quay trục khuỷu φi. Đặt các giá trị này lên trục toạ độ có trục tung là diện tích (m2), trục hoành là góc quay trục khuỷu (độ g.q.tr.kh). Tương tự nếu h1 =h2 ta vẽ được đồ thị thời gian tiết diện của cửa quét. Hình5.2 Đồ thị thời gian thiết diện 5.3.3 Các pha trao đổi khí trên đồ thị thời gian tiết diện Các pha trao đổi khí trên đồ thị thời gian tiết diện, bao gồm: - F1 pha xả tự do, quyết định làm giảm áp suất khí cháy trong xy lanh thấp hơn áp suất không khí nạp vào thời điểm mở xupap nạp. - F2 pha nạp, cùng với F3 pha xả cưỡng bức, quyết định lượng không khí nạp vào xy lanh, chất lượng quét sạch xy lanh và chi phí không khí cho việc quét sạch khí cháy trong xy lanh động cơ. - F4 pha tổn thất nạp, làm mất một phần không khí nạp theo đường xả. Cần hạn chế hoặc loại bỏ pha này. 5.3.4 Đánh giá chất lượng quá trình trao đổi khí Chất lượng quá trình trao đổi khí được đánh giá bằng các thông số sau đây: - Lượng khí cháy tức thời còn sót lại trong xy lanh động cơ ở thời điểm góc quay trục khuỷu φ: Gks(φ) và khi kết thúc trao đổi khí Gks [kg]; - Lượng không khí nạp (sạch) đi qua cửa quét vào xy lanh động cơ ở thời điểm góc quay trục khuỷu φ: Gk(φ) và khi kết thúc trao đổi khí Gkq [kg]; - Lượng không khí nạp (sạch) còn lại trong xy lanh động cơ ở thời điểm góc quay trục khuỷu φ: Gk(φ) và khi kết thúc trao đổi khí Gkk[kh]; Hình 5.3 minh hoạ sự thay đổi tương đối các thành phần khí nói trên trong xy lanh động cơ khi diễn ra quá trình trao đổi khí trong động cơ. Đồ thị cho phép đánh giá lượng chi phí không khí cho việc quét khí ở bất kỳ thời điểm nào bằng hiệu Gkq(φ) và Gk(φ). Trên đồ thị cũng cho thấy sự thay đổi lượng khí cháy trong xy lanh động cơ từ lúc bắt đầu mở cửa xả đến khi đóng hoàn toàn cửa xả. Sau giai đoạn xả tự do, mới chỉ có khoảng một nửa lượng khí xả được xả ra ngoài. Không khí nén bắt đầu cấp vào xy lanh động cơ, chiếm chỗ và thực hiện chức năng quét khí, đẩy khí cháy ra khỏi xy lanh động cơ, làm cho lượng khí cháy tiếp tục giảm xuống. Trong giai đoạn đầu cấp khống khí quét, không khí quét chỉ http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 78
chiếm chỗ trong xy lanh mà chưa ra theo đường khí cháy. Bắt đầu từ điểm k, một phần không khí quét ra ngoài xy lanh theo khí xả và lượng [Gkq(φ) – Gk(φ)] cho phép đánh giá lượng chi phí không khí sạch cho việc quét khí. Như vậy trong khoảng giá trị góc quay trục khuỷu từ lúc bắt đầu mở cửa quét đến thời điểm k, ta có [Gkq(φ) = Gk(φ)] Hình 5.3 Sự thay đổi các thành phần không khí, khí cháy khi trao đổi khí Trị số lớn nhất Gk cho thấy toàn bộ lượng không khí chi phí cho việc quét khí và nạp. Trong giai đoạn từ thời điểm gần đóng cửa quét đến khi đóng cửa xả, lượng khí sạch còn lại trong xy lanh động cơ Gk(φ) giảm xuống do ảnh hưởng cùa tổn thất nạp. Tổn thất nạp là pha không có lợi cho quá trình trao đổi khí. Các biện pháp được áp dụng để hạn chế ảnh hưởng của pha này như chọn phương án tăng áp, quét khí, đặt các thiết bị phụ như bướm chắn … Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình trao đổi khí: - Hệ số quét khí φa là tỷ số giữa lượng không khí nạp đã đi qua cửa quét vào xy lanh động cơ Gkq với lượng không khí nạp còn lại trong xy lanh động cơ Gkk tính đến thời điểm kết thúc quá trình trao đổi khí. Gkq σa = ; (5.2) Gkk Trị số φa càng lớn có ý nghĩa là mất mát cho quá trình trao đổi khí càng lớn. Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với bài toán cân bằng công suất của tổ hợp TBK-MN khi tăng áp cho động cơ hai kỳ. Tuy nhiên cũng phải thừa nhận rằng trị http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 79
số lớn của φa ở một mức độ nào đấy sẽ làm giảm trạng thái nhiệt và do đó cả ứng suất nhiệt các chi tiết nhóm piston xy lanh. Với động cơ hai kỳ không tăng áp φa = 1,15 ÷ 1,25 Với động cơ hai kỳ có tăng áp φa = 1,6 ÷1,65 Với động cơ bốn kỳ φa = 1,0 ÷ 1,2 -Hệ số khí sót γr là tỷ số giữa lượng khí cháy còn sót lại trong xy lanh động cơ Gs với lượng không khí nạp còn lại trong xy lanh động cơ Gkk tính đến cuối thời điểm kết thúc quá trình trao đổi khí. Gs γr = (5-3) Gkk Trị số γr càng nhỏ thì chất lượng của quá trình quét khí càng cao, quá trình trao đổi khí càng hoàn thiện. Giá trị γr nhỏ cho thấy lượng khí sót còn lại trong xy lanh ít và lượng khí sạch nạp vào xy lanh càng nhiều. Giá trị γr ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy diễn ra sau đó. Mỗi loại động cơ có giá trị γr khác nhau: - Động cơ bốn kỳ không tăng áp: γr = 0,06 ÷ 0,04 - Động cơ bốn kỳ có tăng áp: γr = 0,02 ÷ 0,04 - Động cơ hai kỳ quét thẳng (B&W): γr = 0,04 ÷ 0,08 - Động cơ hai kỳ quét vòng (MAN): γr = 0,08 ÷ 0,09 - Động cơ hai kỳ quét vòng (SULZER): γr = 0,09 ÷ 0,12 - Động cơ hai kỳ quét ngang: γr = 0,12 ÷ 0,14 Các yếu tố ảnh hưởng đến toàn bộ tuyến nạp-thải cũng như việc giảm áp suất không khí quét đều ảnh hưởng trực tiếp đến γr. - Hệ số nạp ηn là tỷ số giữa lượng không khí nạp còn lại trong xy lanh động cơ Gkk với lượng không khí có thể chứa được trong thể tích công tác Vs với thông số của không khí trước cửa nạp P0 và T0 (đối với động cơ không tăng áp) hoặc Ps và Ts (đối với động cơ có tăng áp) Gkk ηn = (5-4) Gs Giá trị ηn đánh giá khả năng sử dụng thể tích xy lanh trong quá trình trao đổi khí. Khi ηn càng lớn thì hiệu quả sử dụng thể tích xy lanh trong quá trình trao đổi khí càng cao, lượng không khí mới nạp vào xy lanh càng nhiều. Giá trị ηn phụ thuộc vào từng loại động cơ. Đối với động cơ hai kỳ: ηn = 0,75 ÷ 0,90 Đối với động cơ bốn kỳ không tăng áp: ηn = 0,75 ÷ 0,903 Đối với động cơ bốn kỳ có tăng áp: ηn = 0,70 ÷ 0,85 -Hệ số dư lượng không khí nạp hình học φk là tỷ số giữa thể tích không khí nạp do máy nén cung cấpVk(mn) (ở điều kiện áp suất pk và nhiệt độ Tk) trong thời gian thực hiện một chu trình công tác của động cơ với thể tích công tác của các xy lanh động cơ i.Vs. Vk (mn ) ϕk = (5-5) i.Vs Hệ số lưu lượng không khí nạp hình học φk phụ thuộc chủ yếu vào hệ thống quét khí của động cơ và áp suất tăng áp pk. http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 80
Đối với động cơ thấp tốc không tăng áp: φk = 1,15 ÷ 1,25 Đối với động cơ diesel thấp tốc có tăng áp: φk = 1,40 ÷ 1,60 Đối với động cơ diesel cao tốc: φk = 1,40 ÷ 1,50 5.4 Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng tăng áp đến quá trình trao đổi khí trong động cơ hai kỳ: Do đặc điểm của động cơ hai kỳ, quá trình trao đổi khí diễn ra mà không có hành trình bơm riêng biệt như động cơ bốn kỳ, đồng thời quá trình diễn ra kèm theo điều kiện không khí nạp phải được nén sơ bộ. Vì thế, việc sử dụng phương pháp tăng áp cho động cơ hai kỳ có ảnh hưởng nhiều đến quá trình trao đổi khí. Chúng tăng áp xem xét ảnh hưởng này qua hai phương pháp tăng áp chủ yếu là tăng áp xung và tăng áp đẳng áp. 5.4.1 Trao đổi khí tăng áp xung. Trên hình vẽ trình bày đồ thị sự thay đổi áp suất của khí xả và khí nạp trong xy lanh động cơ và đồ thị thời gian tiết diện trong quá trình trao đổi khí. (Hình 5.1). a. Pha xả tự do Bắt đầu khi piston đi xuống đến điểm b, mở cửa xả, khí cháy trong xy lanh xả ra ống xả do sự chênh lệch áp suất. Vào thời điểm này, áp suất khí cháy trong xy lanh pb = 4,5 kG/cm2, còn áp suất khí xả trong ống xả sau xy lanh đang nhỏ hơn 1,4 kG/cm2. Sự chênh lệch các trị số này (4,5 – 1,4 kG/cm2) càng lớn bao nhiêu thì quá trình xả khí cháy từ xy lanh càng mãnh liệt bấy nhiêu. Áp suất khí cháy trong xy lanh giảm xuống rất nhanh, nhưng càng nhanh bao nhiêu thì áp suất khí xả trong đường ống xả trước tua bin lại tăng nhanh bấy nhiêu. Vì đường ống xả có thể tích nhỏ, do đó hình thành một xung áp suất và áp suất khí xả trong đó đạt tới 2,1 kG/cm2. Hiện tượng xung khí xả xuất hiện trong đường ống xả sẽ làm giảm nhanh chóng độ chênh lệch áp suất ban đầu. Đồng thời với sự giảm động chênh lệch áp suất ban đầu, lượng khí xả chảy từ xy lanh sang ống xả sẽ giảm đi nhanh chóng. Ngay bản thân tua bin, với khả năng thông qua không cao, nó sẽ hãm dòng chảy và làm áp suất khí xả trong đường ống trước nó giảm xuống từ từ. Trong khoảng thời gian nào đó, ngay trước khi mở cửa quét, sự chảy khí cháy từ xy lanh động cơ sau giai đoạn xả tự do (đoạn bd) không giảm kịp đến áp suất không khí nạp trong bình chứa Ps. Như vậy tại điểm d là điểm bắt đầu mở cửa quét (cửa nạp, trên đồ thị thời gian tiết diện), thực tế khí quét đã không cấp được vào trong xy lanh động cơ mà phải đợi đến điểm bắt đầu quét (điểm e) tương ứng với vị trí của piston mà tại đó áp suất không khí trong bình chứa và khí cháy trong xy lanh bắt đầu cân bằng (Ps = Pxl). Pha xả tự do kết thúc tại điểm e. Sự chênh lệch áp suất khí cháy trong xy lanh động cơ với áp suất không khí quét trong bầu nạp khi cửa quét đã mở cũng có thể gây ra hiện tượng khí xả đi ngược vào bầu nạp hoặc gây mở muộn ở cửa nạp. Khi thiết kế tính toán, người ta luôn cố gắng để hạn chế độ chênh lệch áp suất khi độ mở cửa nạp còn rất nhỏ để tránh trào ngược khí xả vào bầu nạp. http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 81
Tuy nhiên trong khai thác, sự thay đổi của áp suất khí nạp, tình trạng tổ hợp TBK-MN tăng áp cũng ảnh hưởng đến hiện tượng đó. b. Pha xả cưỡng bức và quét khí Pha trao đổi khí này diễn ra khi piston chuyển động từ vị trí ĐCT xuống ĐCD khi áp suất không khí nạp trong bầu góp cân bằng với áp suất khí cháy trong xy lanh (điểm e). Cửa quét và cửa xả lúc này đồng thời mở và trị số áp suất không khí nạp, áp suất khí cháy trong xy lanh, áp suất khí xả trong đường ống xả được sắp xếp theo thứ tự thuận lợi nhất cho việc quét khí trong xy lanh: Ps > Pxl > Pl. Không khí nạp từ bình chứa đi vào và đẩy khí cháy trong xy lanh ra đường xả và tất nhiên một phần không khí sạch trộn lẫn với nó cũng ra ngoài ống xả. Pha quét khí kết thúc khi đóng hoàn toàn các cửa quét. c. Pha tổn thất nạp Bắt đầu từ điểm d’, khi kết thúc cấp không khí nạp nào xy lanh, piston tiếp tục lên ĐCT và cửa xả còn đang mở. Một phần không khí nạp bị đẩy ra khỏi xy lanh trong quá trình này, và như vậy đoạn d’b’ là pha tổn thất nạp. Thực tế thì ở sơ đồ trao đổi khí mà chúng tăng áp đang xem xét, chỉ trong giai đoạn d’a0 là giai đoạn mà áp suất không khí nạp trong xy lanh động cơ cao hơn áp suất khí xả trong đường ống xả sau xy lanh và không khí nạp có thể bị đẩy ra đường xả. Bắt đầu từ điểm a0, xung áp suất khí xả trong đường ống xả cùa xy lanh nổ tiếp theo nối chung ống xả với xy lanh đang xem xét, sẽ làm cho áp suất khí xả trong đường ống xả bắt đầu cân bằng và cao hơn áp suất không khí nạp trong xy lanh. Không khí nạp trong xy lanh không có khả năng tràn ra ngoài đuựơc nữa vì đã hình thành một “rào chắn” khí xả bên ngoài cửa xả. Hình5.4 Quá trình trao đổi khí ở động cơ 2 kỳ tăng áp xung http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 82
Như thế, pha tổn thất nạp không phải là toàn bộ giai đoạn d’b’ mà chỉ chiếm một phần của nó là d’a0 < d’b’. Như vậy việc lựa chọn phương án tăng áp cho động cơ hai kỳ cũng có thể làm thay đổi thời gian tiết diện và có thể cải thiện được chất lượng quá trình trao đổi khí. 5.4.2 Trao đổi khí tăng áp đẳng áp Điểm đặc biệt của sơ đồ tăng áp này là ở chỗ khí xả được xả vào đường ống góp khí xả chung có thể tích khá lớn mà nhờ đó các xung khí xả bị triệt tiêu và áp suất khí xả trước tua bin sẽ ổn định. Trên hình 5.5 trình bày đồ thị sự thay đổi áp suất của khí xả và không khí nạp phối hợp với đồ thị thời gian tiết diện trong quá trình trao đổi khí. a. Pha xả tự do Giai đoạn này bắt đầu khi piston đi từ ĐCT xuống ĐCD và mở cửa xả (tại điểm b), khí cháy trong xy lanh có áp suất cao hơn khí xả ở đường ống xả sau xy lanh, tạo điều kiện cho nó tràn ra mãnh liệt. Tuy nhiên, sự thay đổi áp suất khí xả trong đường ống xả ở giai đoạn này rất nhỏ và xung áp suất của khí xả tạo thành gần như không có. Toàn bộ giai đoạn bd, khí xả liên tục chảy từ xy lanh sang đường ống xả và ở điểm d, vào thời điểm mở cửa quét, áp suất không khí bắt đầu cân bằng với áp suất khí cháy trong xy lanh động cơ. Hiện tượng trào ngược khí cháy vào bầu nạp là không có. Hình5.5 Quá trình trao đổi khí ở động cơ 2 kỳ tăng áp đẳng áp http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 83
b. Pha xả cưỡng bức và quét khí Bắt đầu tại điểm d khi piston đi xuống, mở cửa quét. Pha này diễn ra thuận lợi ngay từ đầu do độ chênh lệch áp suất Ps >Pxl >Pl. Tuy nhiên, so với kiểu tăng áp dạng xung, việc tổ chức tăng áp đẳng áp làm cho trị số trung bình của Pt cao hơn và vì thế quá trình trao đổi khí diễn ra không thuận lợi bằng sơ đồ tăng áp dạng xung. c. Pha tổn thất nạp Bắt đầu khi piston đóng hoàn toàn cửa quét ở điểm d’, một phần kkhi nạp bị đẩy ra cửa xả khi piston đi lên ĐCT lúc này cửa xả vẫn chưa bị đóng lại. Khác với kiểu tăng áp dạng xung, pha tổn thất nạp bắt đầu từ d’ và kết thúc ở điểm b khi piston hoàn toàn đóng cửa xả. Như vậy, sơ đồ tăng áp kiểu này không can thiệp làm thay đổi thời gian tiết diện trao đổi khí. 5.5 Một số hệ thống trao đổi khí ở động cơ hai kỳ: Các động cơ hai kỳ không tự thải khí cháy ra khỏi xy lanh và nạp khí mới vào xy lanh, do đó hệ thống trao đổi khí cần phải có máy nén để thực hiện việc quét khí và nạp khí mới vào trong xy lanh. Các động cơ diesel hai kỳ dưới tàu thuỷ hiện nay thường sử dụng một số dạng quét khí sau: Hình5.6 Sơ đồ trao đổi khí ở động cơ 2 kỳ http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 84
a. Quét vòng đặt ngang: (Hình 5.6a) ở các động cơ này cửa quét và cửa xả trên sơmi xy lanh nằm đối diện nhau. Khí quét sẽ đi ngang qua sơmi xy lanh từ cửa quét vòng lên trên và đi ra cửa xả ở phía đối diện. Hiệu suất của phương pháp quét khí này thấp vì có nhiều khí quét đi thẳng từ cửa quét ra cửa xả. b. Quét vòng đặt một bên: (Hình 5.6b) ở các động cơ này cửa quét và cửa xả nằm cùng một phía của sơmi xy lanh. Khí quét đi vào trong sơmi xy lanh qua cửa quét vòng lên trên đuổi khí cháy trong sơmi xy lanh ra ngoài qua cửa xả. Hiệu suất quét của phương pháp này cao hơn quét ngang. c. Quét thẳng qua xupáp: (Hình 5.6c) Ở các động cơ hai kỳ quét thẳng, các cửa quét nằm trên sơmi xy lanh và xu páp xả trên nắp sơmi xy lanh, các động cơ diesel hai kỳ thấp tốc cỡ lớn của hãng MAN-B&W và Sulzer thế hệ mới RTA là động cơ hai kỳ quét thẳng loại này. Khí quét đi vào sơmi xy lanh theo hướng tiếp tuyến nên không khí sẽ chuyển động xoáy dọc theo vách sơmi xy lanh quét khí cháy ra ngoài. Chuyển động xoáy cùa dòng khí quét trong sơmi xy lanh làm cho quá trình trao đổi khí hoàn thiện hơn. Hiệu suất quét của phương pháp này cao nhất trong các phương pháp trên. hiệu suất d. Quét thẳng qua cửa quét: (Hình 5.6d) phương pháp này áp dụng cho các động cơ piston đối đỉnh. Trong trường hợp này cửa quét nằm phía dưới, cửa xả nằm phía trên của sơmi xy lanh hoặc ngược lại. Câu hỏi ôn tập chương: 1. Caùc kieåu queùt khí söû duïng trong ñoäng cô diesel hai kyø. Trò soá thôøi gian tieát dieän laø gì? 2. .Neâu vaø phaân tích caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình trao ñoåi khí ôû ñoäng cô hai kyø? 3. Phaân tích caùc kieåu queùt khí söû duïng trong ñoäng cô Diesel hai kyø? 4. Trình bày diễn biến quá t ình quét k í trong động cơ 2 kỳ? Nêu khái niệm trò soá thôøi gian tieát dieän laø gì? http://www.ebook.edu.vn Động cơ Diesel tàu thủy - Đại học GTVT TP.HCM - 2008 85