công c h c t ộ ộ
ạ đ ng c nhi là m t lo i ơ ộ ộ ạ ộ ơ ể ạ ố
ơ ọ b ng cách ằ ả ti ngế ư turbin khí (tua-bin ư máy h iơ ụ ộ
không thu c v đ ng c đ t trong. ệ t o ra Đ ng c đ t trong ạ ơ ố đ tố nhiên li uệ bên trong đ ng c . Các lo i đ ng c s d ng dòng ch y ( ơ ử ụ Anh: Fluid flow engine) đ t o công thông qua đ t cháy nh khí) và các đ ng c đ t bên ngoài cylinder (xi-lanh) ví d nh ơ ố cướ hay đ ng c Stirling n ộ ề ộ ơ ố ộ ơ
M c l c ụ ụ
[ nẩ ] • ạ ộ ắ
1.1 1 Nguyên t c ho t đ ng c b n ơ ả Các thì trong m t đ ng c piston đ y 4 ộ ộ ẩ ơ
o kì
•
ơ ố ạ ộ
•
o
o
ươ
o
3.1 3.2 3.3
2 Phân lo i đ ng c đ t trong t đ ng l c h c 3 Theo quy trình nhi ự ọ ệ ộ Theo cách th c ho t đ ng ạ ộ ứ Theo ph ng th c làm mát Theo nhiên li u s d ng ơ
ứ ệ ử ụ So sánh đ ng c 2 kì và 4 kì ộ ng d ng 3.3.1 3.3.2 Ứ
o
ủ ộ
3.4 3.5 ụ Theo cách chuy n đ ng c a piston ể Theo cách t o h n h p không khí và ỗ ạ ợ
o nhiên li uệ
o
o
ươ ươ
o
ng pháp đ t Theo ph ố Theo ph ng pháp làm mát Theo hình dáng đ ng c và s cylinder ộ
•
ơ ấ ạ
o
ố ơ ng 4 Các đ ng c có c u t o khác th ườ ơ ộ
o
3.6 3.7 3.8 ộ 4.1 4.2 Đ ng c Wankel (Đ ng c piston tròn) ơ Đ ng c Stelzer ơ
•
•
ế ạ ộ ơ ọ
•
•
ọ ộ ộ 5 Nhiên li uệ 6 M t s nhà ch t o đ ng c quan tr ng ộ ố 7 Đ c thêm 8 Liên k t ngoài ế
[s aử ]Nguyên t c ho t đ ng c b n ơ ả ạ ộ ắ
hoà khí đ c đ t trong ệ ượ
ố cylinder c aủ t đ tăng làm cho khí đ t giãn n t o nên áp ở ạ ố ố
H n h p không khí và nhiên li u (g i là ỗ ợ đ ng c đ t trong. Khi đ t cháy nhi ơ ố ộ su t tác d ng lên m t ụ ấ ọ ệ ộ ẩ ộ piston (pít-tông) đ y piston này di chuy n đi. ể
ề ạ ộ ầ ử ụ
ầ ộ t c các đ ng c đ t trong đ u l p l ơ ố ướ ệ ộ ả ả
ộ ồ ả ằ ướ ớ
ổ
nhi ơ ợ ệ
(áp su t) thành c năng ( ọ t đ ) và ệ ộ đ ng năng ộ ế ấ ơ
ầ Có nhi u lo i đ ng c đ t trong khác nhau, m t ph n s d ng các chu kì tu n ơ ố hoàn khác nhau. Tuy v y t i trong m t chu ề ặ ạ ậ ấ ả c: n p, nén, n (đ t) và x . X và trình tu n hoàn chu kì làm vi c bao g m 4 b ổ ố ạ ở ộ đ ng n p là hai b c dùng đ thay khí th i b ng nhiên li u m i (ví d hoà khí ụ ệ ể ạ đ ng c diesel, ...). Nén và n dùng đ bi n đ i năng c xăng, không khí ở ộ ổ ể ế ơ l tệ ng hóa h c (đ t h n h p không khí và nhiên li u) thông qua ố ỗ ượ trong chuy nể th năng năng (nhi đ ng quay). ộ
ợ ỗ ả ẩ ạ
ấ c "n p" vào cylinder trong lúc piston chuy n đ ng t ộ ể Trong kì th nh t (n p – van n p m , van x đóng), h n h p không ừ
i (ĐCD). ể ể ơ ạ ạ ố
ứ
ĐCD lên ĐCT. ệ ừ ỗ ợ Ở ố
ể i ĐCT), h n h p khí và nhiên li u đ ỗ ượ ố
t ở ạ ộ ế ướ Trong kì th hai (nén – hai van đ u đóng), piston nén h n h p khí và ề ứ ộ ơ ơ c đ t trong ệ ợ ử g i là bougie (bu-gi), trong cu i kì th đ ng c ộ đ ng c ộ ọ
b c cháy.
ế ụ ượ
Trong kì th ba (sinh công – các van v n ti p t c đ ố ượ ệ ẫ
ẫ c đ t cháy. Vì nhi ệ ộ ộ ể
ợ ộ ế ị
ỗ c đóng), h n ấ t đ tăng d n đ n áp su t ế ĐCT xu ng ĐCD. ố ừ ằ thanh truy nề (còn c chuy n b ng ể ộ c bi n đ i thành chuy n đ ng ượ ượ ụ ế ể ổ
ạ
ứ ư ả ĐCD lên ĐCT đ y khí t trong cylinder qua ng x (th ộ (x - van n p đóng, van x m ) piston chuy n đ ng ể ả ở ố ng g i là ng ọ ố ườ ừ ả
[s aử ]Các thì trong m t đ ng c piston đ y 4 kì ộ ộ ở ứ 1. khí và nhiên li u đ ệ ượ đi m ch t trên (ĐCT) xu ng đi m ch t d ế 2. nhiên li u trong cylinder khi chuy n đ ng t hai (piston xăng b ngằ b ph n đánh l a ậ diesel b ng cách t ự ố ằ ứ 3. h p khí và nhiên li u đ ợ c a h n h p khí tăng và làm cho piston chuy n đ ng t ủ ỗ Chuy n đ ng t nh ti n c a piston đ ủ ể g i làọ ỷ và đ tay biên) đ nế tr c khu u quay. 4. t ừ bô) th i ra môi tr Trong thì th t ẩ ng. ườ ả
năng l ơ ứ ủ đ ng c Otto ấ ngượ đ ờ
ố ứ ỷ
ủ ụ ộ
ử ụ
ượ ư ề
Nguyên t c ho t đ ng c a ộ ạ ộ ắ kì th nh t, hai và b n là nh vào cượ Chuy n đ ng c a piston ở ủ ộ ể ộ ộ tr c khu u trong kì th ba (thì sinh công). M t đ ng ữ ở bánh đà g n tích tr b i ắ ở ụ c b n kì vì th có góc đánh l a là 720 đ tính theo góc quay c a tr c khu u t c ỷ ứ ế ử ơ ố là khi tr c khu u quay 2 vòng thì m i có m t l n đánh l a. Có thêm nhi u ề ớ ỷ cylinder thì góc đánh l a s nh đi, năng l ơ c đ a vào nhi u h n ỏ trong hai vòng quay c a tr c khu u s làm cho đ ng c ch y êm h n. ỷ ẽ ủ ộ ầ ng đ t đ ộ ố ượ ơ ạ ử ẽ ụ ơ
ụ ỷ
ộ ở ộ ư t b kh i đ ng nh dây ( ở ộ ừ ở ộ ế ị ư
c quay t ả ượ ở máy c aư , ca nô), c n kh i đ ng ( ầ ế ) hay m tộ đ ng c đi n ở ô tô cổ, xe c i ti n bên ngoài ở xe ơ ệ nhỏ ả ộ
Do trong lúc kh i đ ng ch a có đà nên tr c khu u ph i đ b ng m t thi ằ máy), tay quay kh i đ ng ( (ở xe máy và ô tô hi n đ i. ở ộ ạ ệ
ợ ỗ ề ể
ắ ệ ụ ế ượ c đi u khi n b ng ố ở ỷ
ụ ơ ờ ở ỷ
ộ ộ ờ ỉ
ủ ộ ạ ả ề ắ ở ả ẽ
ể ừ ồ ằ ạ ớ ớ
. ằ tr c cam Vi c thay th khí th i b ng h n h p khí m i đ ụ ớ ượ ả ằ c g n v i tr c khu u, quay có gi m t c 1:2, đóng và m các van Tr c này đ ả ớ ụ ượ trên đ u cylinder c a đ ng c . Th i gian tr c khu u đóng và m các van đ c ầ c m cùng m t lúc trong m t th i gian đi u ch nh sao cho van n p và van x đ ả ượ kì x sang kì n p. Khí th i thoát ra v i v n t c cao s hút ng n khi chuy n t ớ ậ ố ạ khí m i vào bu ng đ t nh m n p khí m i vào cylinder t ấ t h n và tăng áp su t ố ơ ố đ t.ố
[s aử ]Phân lo i đ ng c đ t trong ạ ộ ơ ố
ng án đ ử ươ ề ả ơ
ư ệ ợ
Trong l ch s ch t o đ ng c đã có r t nhi u ph ị ộ hi n th c nh ng l ự như đ ng c Otto c phác th o và ế ạ ượ ụ i đây, ví d i không phù h p v i các cách phân lo i d ạ ướ ạ ạ v i b phun nhiên li u tr c ti p hay các lo i đ ng c ho t ơ ạ ộ ế ớ ộ ấ ớ ệ ự ộ ơ
ắ ủ đ ng c diesel ạ ậ
ộ i có th đ ơ ể ượ ạ
ế ạ ạ ỏ ớ nh ng l ư ế ợ ấ ể ử ư ộ ắ
ộ c k t h p r t đa d ng, ví d nh đ ng c ở ề ớ ớ ộ ề ộ ơ
ủ
i có b ph n đánh l a. Các đ ng theo nguyên t c c a ộ ơ ph ng pháp ch t o l ụ ươ có dung tích nh v i piston tròn và đi u khi n qua khe h theo nguyên t c Otto ể ) hay đ ng c diesel 2 thì có dung tích l n v i b đi u khi n (đ ng c Wankel ơ ộ b ng van (đ ng c diesel c a tàu th y). Ph n phân lo i t ng quát này không li ệ t ơ ằ kê nh ng tr ể ợ ữ ạ ổ ầ t nh m đ tránh s khó hi u. ể ủ ng h p đ c bi ệ ộ ườ ự ặ ằ
[s aử ]Theo quy trình nhi ệ ộ t đ ng l c h c ự ọ
ơ ơ ộ ộ
[s aử ]Theo cách th c ho t đ ng
ễ ộ
ộ ầ ể ộ
ạ ộ ỗ ộ ẩ ủ ộ ụ ỷ
ượ ớ ỗ
ợ ự ế ế
ắ ộ ờ
ả : Trong ph ả ố
ề ầ ạ ộ ủ
ng pháp 2 kì ươ ỉ ư ạ ươ ể ế ụ
ạ ộ ệ
• Đ ng c otto • Đ ng c diesel ứ ng pháp 4 kì • Ph : M i m t giai đo n ho t đ ng di n ra trong m t kì. ạ ộ ạ ươ đây là m t l n đ y c a piston, t c là m t l n chuy n đ ng lên hay M t kì ứ ộ ầ ở ộ ầ xu ng c a piston. Trong m t chu ki ho t đ ng 4 kì, tr c khu u quay 2 l n. ố ạ ộ ủ Vi c thay đ i khí đ c đóng kín có nghĩa là h n h p khí – nhiên li u m i và ổ ệ ệ c tách hoàn toàn ra kh i nhau. Trong th c t hai khí này ti p xúc khí th i đ ỏ ả ượ v i nhau trong m t kho ng th i gian ng n. ớ • Ph ạ ng pháp hai kì c b n giai đo n đ u ho t ủ đ ng nh ng ch trong 2 l n chuy n đ ng c a piston (2 kì) vì m t ph n c a ộ ầ ộ c ti n hành ra bên ngoài cylinder. Tr c khu u hai giai đo n n p và nén đ ỷ ượ ch quay m t vòng trong m t chu kì làm vi c. Thay đ i khí m t c là hai h n ỗ ổ ộ ỉ h p khí – nhiên li u m i và khí th i b tr n l n v i nhau m t ph n. ả ị ộ ẫ ợ
ở ứ ầ ệ ớ ộ
ớ ng th c làm mát ứ
[s aử ]Theo ph ươ Không khí. N c.ướ
[s aử ]Theo nhiên li u s d ng ệ ử ụ
• Đ ng c ộ • Đ ng c ộ
ơ xăng. ơ diesel. [s aử ]So sánh đ ng c 2 kì và 4 kì ơ ộ
ơ ớ ỗ ạ ượ ộ ng l n h n vì t o ra công trong m i m t
ế ạ ượ c ơ
ộ ẻ ề ề ả ộ ậ
ơ ộ ể ị ấ ệ ề ả
ạ ộ ố ỗ ầ ộ ố
ả ắ
ệ ậ
ượ
ượ ơ
ộ ớ ộ ơ ệ ẩ ố
Nguyên t c đ ng c 2 kì ơ ắ ộ có m t đ năng l • Đ ng c 2 kì ậ ộ ơ ộ vòng quay c a tr c khu u. ỷ ụ ủ • Các đ ng c 2 kì có th đ c ch t o đ n gi n và r ti n h n vì ng ơ ể ượ ơ ộ , lo i đ ng c này không c n có b ph n đi u khi n van. v iớ đ ng c 4 kì ầ ơ • Dùng đ ng c 2 kì t n nhiên li u nhi u h n và khí th i có tr x u h n vì ơ ơ ơ c đ t trong b m t đi m t ph n h n h p không khí và nhiên li u không đ ị ấ ượ ệ ợ ờ ộ c kh c ph c nh b lúc đ y khí th i thoát ra ngoài. Đi u này có th đ ề ụ ể ượ ẩ đ ng c diesel). ph n phun nhiên li u tr c ti p (ví d nh ụ ư ở ộ ơ ự ế c công su t nh đ ng c 4 kì ngày nay vì • Các đ ng c 2 kì không có đ ơ ư ộ ấ ơ ị c ti p t c c i ti n n a và đã b khác v i đ ng c 4 kì chúng đã không đ ữ ế ụ ả ế đ ng c 4 kì đ y lùi do t n nhiên li u h n và vì có khí th i x u h n. ộ ơ ả ấ ơ Ứ ụ
ụ ứ
ầ ớ ở ượ ề ủ ộ ụ
ng và ượ ử ụ ả b o v môi tr ệ ơ ả ướ ữ
ơ các ng d ng mà giá ti n c a đ ng c ng cao quan tr ng h n là tiêu th năng ỏ đua ư ở ạ ọ c tiên là cho nh ng đ ng c có dung tích nh ộ ộ ỏ máy c aư , mô hình có đ ng c , trong th thao ơ ơ ơ ể
[s aử ] ng d ng c s d ng ph n l n Đ ng c 2 kì đ ộ ơ (c u t o đ n gi n) và m t đ năng l ậ ộ ấ ạ l ườ , tr ng ượ các lo i xe g n máy nh , nh ắ mô tô và các đ ng c cho tàu thu . ỷ ơ ộ
[s aử ]Theo cách chuy n đ ng c a piston
ỷ ) ớ thanh truy nề và tr c khu u ụ
)
ộ ộ ộ ộ
ể ộ ủ (hay k t h p v i • Đ ng c piston đ y ế ợ ẩ ơ • Đ ng c Wankel (Đ ng c piston tròn ộ ơ ơ • Đ ng c piston quay ơ do • Đ ng c piston t ự ơ [s aử ]Theo cách t o h n h p không khí và nhiên li u ạ ỗ ợ ệ
: Nhiên li u và không khí đ ệ ạ ỗ
ạ ệ
ộ ạ ặ ế c đ a vào cylinder và nén l ộ
ỗ
ả
c nén l ơ ệ
ấ ấ ơ ậ ử
: Ch có không khí đ c đ a vào và nén l ượ ư ạ ỉ
ượ ệ ệ
ệ ự ế ộ
ử ơ ộ
ằ ơ ự ử
ế ượ ể ề ạ
ậ ố ể ố ấ ị ế ộ ờ ơ
ử (bougie) trong các ậ ộ
ượ ệ t nh t là ngay tr c hoà vào nhau ở • T o h n h p bên ngoài ượ ợ i. Đ i di n đ c tr ng ư ngoài cylinder, sau đó đ ạ ượ ư b ch hoà khí ệ hay đ ng c hai kì. N u nhi t cho lo i này là đ ng c Otto có ơ ộ ế ơ ợ b c cháy h n h p đ đ ng c quá cao, th i đi m đánh l a quá s m hay vì t ơ ự ố ớ ử ể ờ ộ ộ ư c làm gi m công su t và gây h này có th gây ra n không ki m soát đ ể ượ ể ổ ầ i nhiên li u ph i b c h i m t ph n h i cho đ ng c . Trong lúc đ ộ ộ ả ố ạ ượ ạ ạ v n t c vòng đ có th cháy r t nhanh ngay sau khi đánh l a, t o ố ể ể quay nhanh. i trong • T o h n h p bên trong ợ ạ ỗ c phun vào sau đó. Do không có nhiên li u nên không cylinder, nhiên li u đ cháy vì th mà có th tăng hi u su t b ng cách tăng đ nén x y ra vi c t ệ ấ ằ ể ả ộ b c cháy (đ ng c diesel) hay b ng b nhi u h n. Đánh l a b ng cách t ự ố ề ằ ơ các ph n đánh l a (đ ng c Otto có b ph n phun nhiên li u tr c ti p hay ở ệ ậ ộ ộ ậ đ ng c có th dùng nhi u lo i nhiên li u khác nhau). Sau khi đ c phun vào ơ ệ ộ nhiên li u c n m t th i gian nh t đ nh đ b c h i vì th mà v n t c vòng ầ ệ i h n. quay b gi ị ớ ạ [s aử ]Theo ph ng pháp đ t ố ươ H n h p khí và nhiên li u đ ợ ỗ đ ng c Otto, t ơ ộ c đ t b ng ố ằ b ph n đánh l a c ĐCT. ướ ấ ố
ơ ợ
b c cháy. Không khí đ c phun vào. Vì nhi ạ ở c ượ ệ t
ự ố ố ằ ỗ c đi m ch t trên nhiên li u đ ệ ượ ế b c cháy. Trong các đ ng c diesel h n h p đ t b ng cách t ộ nén r t m nh và ngay tr ướ ấ đ r t cao nên nhiên li u t ộ ấ ể ệ ự ố
[s aử ]Theo ph ươ
ng pháp làm mát cướ .
). ầ ớ (đ ng c Elsbett ơ
• Làm mát b ngằ n • Làm mát b ngằ không khí. • Làm mát b ngằ d u nh t ộ • K t h p gi a làm mát b ng ữ
ế ợ ầ
ng cylinder đ ng c Otto và đ ng c diesel có th đ ố ượ ớ . ằ không khí và d u nh t ơ ộ ố ơ ộ ơ ể ượ ế ạ c ch t o
[s aử ]Theo hình dáng đ ng c và s cylinder ộ Tuỳ theo s l thành:
2, 3, 4, 5, 6 hay 8 cylinder (đ ng c I2, I3, I4, I5, I6 ộ ộ ộ ơ
2, 4, 5, 6, 8, 10, 12 hay 16 cylinder (đ ng c V2, V4, V6, ơ ữ ộ ộ ơ
6 hay 8 cylinder.
3, 8, 12 hay 16 culinder.
• Đ ng c 1 cylinder. ơ • Đ ng c th ng hàng ơ ẳ hay I8). • Đ ng c ch V V8, V10, V12 hay V16). • Đ ng c VR ơ • Đ ng c ch W ơ ữ
ộ ộ
2, 4, 6 hay 12 cylinder.
: radial engine) 5, 6, 7, 8, 9 hay 12 cylinder. ế
ộ ộ ộ
ng
• Đ ng c boxer ơ (ti ng Anh • Đ ng c to tròn ơ ả • Đ ng c piston đ i ố ế ơ ấ ạ
(ti ng Anh: [s aử ]Các đ ng c có c u t o khác th ộ ơ opposed piston engine) ườ
[s aử ]Đ ng c Wankel (Đ ng c piston tròn) ơ ộ ơ ộ
ơ ủ Đ ng c Wankel
. ho t đ ng c a ộ là m t lo i đ ng c piston tròn đ ạ ộ ạ ộ ạ ộ ộ ượ ủ ơ ọ
ộ ộ ơ
ộ ộ ủ ụ ỗ
ạ ộ ạ ạ ứ ớ ồ
ượ
Ho t hình mô t ả Đ ng c Wankel c g i theo tên c a nhà phát ơ minh Felix Wankel. Trong m t đ ng c Wankel piston có d ng hình tam giác có góc tròn quay trong m t h p máy hình b u d c. M i m t c nh c a tam giác ầ ố ng ng v i m t piston, trên m t c nh này có khoét lõm t o thành bu ng đ t. t ộ ươ Khi piston quay đ c 3 vòng. Do luôn luôn ộ ượ ch quay theo m t chi u nên đ ng c ch y r t êm. ộ ặ ạ c m t vòng thì tr c khu u quay đ ụ ề ỷ ơ ạ ấ ộ ỉ
ộ ơ ậ
ộ ầ ớ đ ng c Otto ấ ạ ơ ộ
ơ ộ ầ ể ổ
ủ ề ả ố
t đ đ a ra tr c khu u. Đ ng c piston tròn có c u t o nh g n và không c n có b ph n đi u khi n ể ề ỏ ọ , cũng có 4 kì n p,ạ ng ng v i van. Nguyên t c c a đ ng c này t ắ ủ ộ ươ ứ nén, n và x . T t c 4 kì thay vì ho t đ ng trong m t l n chuy n đ ng lên và ộ ạ ộ ả ấ ả xu ng c a piston đ u x y ra trong m t l n quay c a piston. Khi piston tam giác ủ ộ ầ quay thì truy n l c cho m t h th ng l ch tâm đ c bi ệ ộ ệ ố ệ ể ư ề ự ụ ặ ỷ
ơ
c đ t tên theo nhà phát minh ộ
ể ơ ỉ
Frank Stelzer, là m t lo i ạ . Trong đ ng c Stelzer ch có piston chuy n đ ng ộ ở ặ doự ạ ộ ộ ổ
[s aử ]Đ ng c Stelzer ộ , đ Đ ng c Stelzer ượ ơ ộ đ ng c hai kì có piston t ộ ơ ộ trong toàn b chu trình ho t đ ng. Đ ng kính piston thay đ i nên đóng và m ườ c a thân máy, qua đó mà đi u khi n vi c thay khí và nhiên li u. các l ể ỗ ủ ề ệ ệ
[s aử ]Nhiên li uệ
• Xăng • Khí đ tố
(hay các khí sinh
hoá
• Methane h cọ ) • R uượ • Hiđrô
ầ • D u diesel • Diesel sinh h cọ • Khí l ngỏ
[s aử ]M t s nhà ch t o đ ng c quan tr ng ế ạ ộ ố ộ ọ ơ
• Lebon d'Humbersim • Eugen Langen • Etienne Lenoir • Siegfried Marcus
