intTypePromotion=3

Bài giảng Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 2: Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

0
224
lượt xem
91
download

Bài giảng Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 2: Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 gồm có những nội dung chính sau: Định nghĩa các danh từ kỹ thuật cơ bản, nguyên lý làm việc của động cơ xăng và động cơ diesel bốn kỳ không tăng áp, nguyên lý làm việc của động cơ xăng và động cơ diesel 2 kỳ, hợp lực và moment tác dụng lên cơ cấu piston - trực khuỷu - thanh truyền.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Chương 2: Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

  1. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong 12
  2. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Chöông 2 NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG I. ÑÒNH NGHÓA CAÙC DANH TÖØ KYÕ THUAÄT CÔ BAÛN I.1. Ñieåm cheát Ñieåm cheát laø vò trí cuoái cuøng cuûa piston khi di chuyeån moät haønh trình trong xylanh. Taïi vò trí naøy vaän toác cuûa piston baèng khoâng vaø piston baét ñaàu ñoåi chieàu chuyeån ñoäng. Nhö vaäy, theo ñònh nghóa naøy ñieåm cheát seõ coù hai vò trí: Ñieåm cheát treân (ÑCT): laø vò trí maø piston naèm xa ñöôøng taâm truïc khuyûu nhaát. Ñieåm cheát döôùi (ÑCD): laø vò trí maø piston naèm gaàn ñöôøng taâm truïc khuyûu nhaát. I.2. Haønh trình cuûa piston (S) Haønh trình cuûa piston laø khoaûng caùch dòch chuyeån cuûa piston giöõa hai ñieåm cheát, kyù hòeäu laø S. S = 2.R Vôùi R laø baùn kính quay cuûa truïc khuyûu. Hình 2.1. Sô ñoà ñoäng cô ñoát trong. a) Piston ôû ñieåm cheát treân ; b) Piston ôû ñieåm cheát döôùi. I.3. Theå tích coâng taùc (Vh) Theå tích coâng taùc laø khoaûng khoâng gian trong xylanh ñöôïc giôùi haïn bôûi hai maët caét vuoâng goùc vôùi ñöôøng taâm xylanh qua hai ñieåm cheát, kyù hieäu laø Vh. Ñoái vôùi ñoäng cô chæ coù moät xylanh thì theå tích coâng taùc ñöôïc tính nhö sau: .D 2 Vh  .S 4 13
  3. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Ñoái vôùi ñoäng cô coù i xylanh thì theå tích coâng taùc cuûa ñoäng cô laø Vh = Vh.i Trong ñoù: D – ñöôøng kính cuûa xylanh. S – haønh trình cuûa piston. i – soá xylanh cuûa ñoäng cô. I.4. Theå tích buoàng chaùy (Vc) Theå tích buoàng chaùy laø khoaûng khoâng gian trong xylanh ñöôïc giôùi haïn bôûi ñænh piston, xylanh vaø naép xylanh khi piston ôû ñieåm cheát treân, kyù hieäu laø Vc. I.5. Theå tích toaøn boä (Va) Theå tích toaøn boä laø khoaûng khoâng gian trong xylanh ñöôïc giôùi haïn bôûi ñænh piston, xylanh vaø naép xylanh khi piston ôû ñieåm cheát döôùi, kyù hieäu laø Va. Va = Vh + Vc I.6. Tæ soá neùn ( ) Tyû soá neùn laø tæ soá giöõa theå tích toaøn boä vaø theå tích buoàng chaùy cuûa ñoäng cô. Va VC  Vh    1 h V Vc Vc Vc I.7. Kyø (thì) Kyø (hay thì) laø haønh trình thöïc hieän ñöôïc cuûa piston giöõa hai ñieåm cheát. Khi ñoäng cô hoaït ñoäng, trong xylanh phaûi dieãn ra tuaàn töï caùc quaù trình: naïp, neùn, chaùy giaõn nôû vaø thaûi taïo neân chu trình coâng taùc (laøm vieäc) cuûa ñoäng cô ñoát trong. Neáu chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô ñöôïc hoaøn thaønh trong boán haønh trình cuûa piston, coù nghóa laø sau hai voøng quay cuûa truïc khuyûu thì ñoäng cô ñoù goïi laø ñoäng cô boán kyø. Neáu ñoäng cô hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc chæ trong hai haønh trình cuûa piston, töông öùng vôùi moät voøng quay cuûa truïc khuyûu thì ñoäng cô ñoù goïi laø ñoäng cô hai kyø. I.8. Chu trình coâng taùc (chu trình laøm vieäc) Chu trình coâng taùc laø taäp hôïp toaøn boä caùc quaù trình: naïp, neùn, chaùy giaõn nôû vaø thaûi ñöôïc dieãn ra trong xylanh laëp ñi laëp laïi coù tính chu kyø ñöôïc goïi laø chu trình coâng taùc hay chu trình laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong. II. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA ÑOÄNG CÔ XAÊNG VAØ ÑOÄNG CÔ DIESEL BOÁN KYØ, KHOÂNG TAÊNG AÙP Ñoái vôùi ñoäng cô 4 kyø, ñeå hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc piston ñoäng cô phaûi thöïc hieän 4 haønh trình töông öùng vôùi caùc quaù trình dieãn ra trong xylanh goàm: naïp, neùn, chaùy giaõn nôû vaø thaûi. Trong ñoù coâng coù ích chæ do quaù trình chaùy giaõn nôû sinh ra. Do caùc quaù trình dieãn ra laäp ñi laäp laïi coù tính chu kyø neân khi khaûo saùt nguyeân lyù laøm vieäc ta chæ khaûo saùt moät chu trình coâng taùc trong toaøn boä quaù trình laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Trong moät chu trình coâng taùc cuûa ñoäng cô 4 kyø ñöôïc thöïc hieän nhö sau: II.1. Quaù trình naïp, quaù trình neùn, quaù trình chaùy – giaõn nôû vaø quaù trình thaûi II.1.1. Quaù trình naïp 14
  4. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Laø quaù trình naïp moâi chaát môùi vaøo trong loøng xylanh ñoäng cô (hoaø khí ñoái vôùi ñoäng cô xaêng, khoâng khí ñoái vôùi ñoäng cô Diesel). Vaøo ñaàu kyø moät, piston ôû vò trí ñieåm cheát treân. Toaøn boä theå tích buoàng chaùy Vc chöùa ñaày saûn vaät chaùy do haønh trình tröôùc ñeå laïi vôùi aùp suaát cao hôn aùp suaát khí trôøi, aùp suaát naøy coøn goïi laø aùp suaát khí soùt. Khi truïc khuyûu quay theo chieàu muõi teân, thoâng qua thanh truyeàn laøm cho piston dòch chuyeån töø ÑCT xuoáng ÑCD, cô caáu phaân phoái khí ñieàu khieån supap naïp môû thoâng ñöôøng oáng naïp vôùi khoâng gian trong xylanh. Vôùi chuyeån ñoäng ñi xuoáng cuûa piston, ñoä chaân khoâng trong xylanh hình thaønh laøm cho aùp suaát trong loøng xylanh nhoû hôn aùp suaát treân ñöôøng oáng naïp. Möùc ñoä cheânh leäch aùp suaát naøy khoaûng 0,01  0,03 MPa, taïo neân quaù trình naïp moâi chaát môùi töø ñöôøng oáng naïp vaøo xylanh (hình 2.2a). 4 a b c d Hình 2.2. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô xaêng boán kyø. a) quaù trình naïp ; b) quaù trình neùn ; c) quaù trình chaùy giaõn nôû ; d) quaù trình thaûi. 1 – supap naïp; 2 – supap thaûi; 3 – piston; 4 – bougie. II.1.2. Quaù trình neùn Piston di chuyeån töø ÑCD leân ÑCT (hình 2.2b), cô caáu phaân phoái khí ñieàu khieån laøm cho supap naïp vaø supap thaûi ñoùng laïi, moâi chaát ñöôïc neùn trong xylanh. Vaøo cuoái quaù trình naïp, khi piston ôû vò trí ðÑCD aùp suaát trong xylanh pa coøn nhoû hôn aùp suaát treân ñöôøng oáng naïp pk. Taän duïng ñieàu naøy, ñeå hoaøn thieän quaù trình naïp, cô caáu phaân phoái khí ñieàu khieån supap naïp ñoùng muoän sau khi piston qua khoûi ÑCD. Vieäc ñoùng muoän supap naïp nhö treân coù taùc duïng naïp theâm moâi chaát môùi vaøo xylanh, ñieàu naøy coù ñöôïc laø do taùc duïng cuûa ñoäng naêng vaø cheânh leäch aùp suaát cuûa doøng moâi chaát ñi vaøo. Sau khi supap naïp ñoùng, piston chuyeån ñoäng leân phía ÑCT laøm cho aùp suaát vaø nhieät ñoä moâi chaát trong xylanh taêng daàn. Giaù trò aùp suaát cuoái quaù trình neùn phuï thuoäc vaøo: tæ soá neùn , ñoä kín khít cuûa khoâng gian chöùa moâi chaát möùc ñoä taûn nhieät cuûa thaønh xylanh vaø aùp suaát ñaàu quaù trình neùn. Ñeå taïo ñieàu kieän toát cho moâi chaát chaùy moät caùch kòp thôøi vaø nhieät löôïng sinh ra ñöôïc taän duïng trieät ñeå thì vieäc ñoát chaùy hoãn hôïp phaûi ñöôïc thöïc hieän tröôùc khi piston tôùi ÑCT. Cuï theå, ñoái vôùi ñoäng cô xaêng (ñoát chaùy cöôõng böùc baèng tia löûa ñieän) thì bougie phaûi taïo ra tia löûa tröôùc khi piston ñeán ÑCT, ñoái vôùi ñoäng cô Diesel thì nhieân lieäu phun vaøo töø voøi phun tröôùc khi pison ñeán ÑCT. 15
  5. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong II.1.3. Quaù trình chaùy giaõn nôû Vaøo kyø ba moâi chaát bò neùn trong xylanh ôû cuoái kyø neùn ñöôïc boác chaùy vôùi toác ñoä raát nhanh. Toác ñoä gia taêng aùp suaát vaø nhieät ñoä cuûa moâi chaát raát cao, taïo aùp löïc sinh coâng ñaåy piston dòch chuyeån veà phía ÑCD thöïc hieän quaù trình giaõn nôû moâi chaát trong xylanh. Chính vì vaäy kyø ba coøn goïi laø kyø sinh coâng, trong quaù trình naøy caû hai supap ñeàu ñoùng (hình 2.2c). 1 2 3 4 a b c d Hình 2.3. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô Disel boán kyø. a) quaù trình naïp ; b) quaù trình neùn ; c) quaù trình chaùy giaõn nôû ; d) quaù trình thaûi. 1 – supap naïp; 2 – supap thaûi ; 3 – piston; 4 – voøi phun. II.1.4. Quaù trình thaûi Piston dòch chuyeån töø ÑCD leân ÑCT ñaåy saûn vaät chaùy ra khoûi xylanh ñoäng cô qua supap thaûi ñang môû. Do aùp suaát moâi chaát trong xylanh vaøo cuoái kyø chaùy giaõn nôû coøn khaù cao neân supaùp xaû phaûi môû sôùm tröôùc khi piston xuoáng ñeán ÑCD khoaûng 40 ÷ 60o töông öùng vôùi goùc quay truïc khuyûu. Nhôø ñoù laøm giaûm ñöôïc löïc caûn ñoái vôùi chuyeån ñoäng cuûa piston vaø taïo ñieàu kieän toát nhaát cho saûn vaät chaùy thaûi saïch ra khoûi xylanh ñoäng cô. Khi kyø boán keát thuùc thì ñoäng cô ñaõ thöïc hieän ñöôïc moät chu trình coâng taùc, tieáp theo nhôø quaùn tính quay cuûa baùnh ñaø giuùp ñoäng cô thöïc hieän chu trình coâng taùc tieáp theo. Chính vì vaäy maø ñoäng cô coù theå laøm vieäc ñöôïc lieân tuïc. Nhaän xeùt ñoái vôùi ñoäng cô boán kyø – Chu trình coâng taùc ñöôïc hoaøn thaønh trong boán haønh trình cuûa piston hay trong hai voøng quay cuûa truïc khuyûu. – Trong boán kyø thì chæ coù kyø chaùy giaõn nôû (kyø ba) laø kyø sinh coâng, caùc kyø coøn laïi thöïc hieän ñöôïc laø nhôø quaùn tính quay cuûa baùnh ñaø vaø caùc chi tieát chuyeån ñoäng hoaëc nhôø coâng cuûa caùc xylanh khaùc (ñoái vôùi ñoäng cô nhieàu xylanh). Ñoái vôùi ñoäng cô boán kyø, ñeå naâng cao ñöôïc coâng suaát vaø hieäu suaát cuûa ñoäng cô phaûi ñaûm baûo ñöôïc hai ñieàu sau: thaûi caøng saïch saûn vaät chaùy ra khoûi xylanh vaø naïp caøng nhieàu moâi chaát môùi vaøo ñoäng cô. Ñieàu naøy ñöôïc thöïc hieän baèng caùch phoái hôïp môû sôùm vaø ñoùng muoän caùc supap naïp, supap thaûi hình thaønh neân quy luaät phoái khí nhaát ñònh tuyø thuoäc vaøo töøng loaïi ñoäng cô. Chuùng ta coù theå tham khaûo goùc ñoä phaân phoái khí, vaø goùc phun daàu sôùm cuûa ñoäng cô Diesel boán kyø, thöôøng naèm trong phaïm vi sau (baûng 1). 16
  6. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Baûng 1 Ñoäng cô khoâng taêng aùp Ñoäng cô taêng aùp Cô caáu phaân phoái khí Môû tröôùc ÑCT Ñoùng sau ÑCT Môû tröôùc ÑCT Ñoùng sau ÑCT 15  30 10  30 0  80 2 0  400 0 0 0 Supap naïp 35  450 10  200 4 0  55o 4 0  500 Supap thaûi 10  300 tröôùc ÑCT 10  200 tröôùc ÑCT Goùc phun daàu II.2. Ñoà thò coâng P – V vaø giaûn ñoà pha phoái khí P pmax 6 5 4 7 1 8 r pr 3 2 p0 9 ÐCT ÐCD V Vc Vh Va Hình 2.5. Ñoà thò coâng P – V cuûa ñoäng cô 4 kyø khoâng taêng aùp. Ñoà thò coâng P –V theå hieän bieán thieân cuûa aùp suaát theo söï thay ñoåi cuûa theå tích trong loøng xylanh ñoäng cô, trong ñoù: P – aùp suaát trong loøng xylanh. V – theå tích cuûa moâi chaát trong xylanh. p0 – aùp suaát khí trôøi (p0 = 0,1 MN/m2). pr – aùp suaát khí soùt. r – ñieåm khí soùt. Nhö ñaõ ñeà caäp ôû phaàn treân, caùc supap naïp vaø thaûi khoâng ñoùng môû taïi vò trí cuûa ñieåm cheát maø thöïc hieän vieäc môû sôùm vaø ñoùng muoän nhaèm naâng cao hieäu quaû cuûa quaù trình naïp thaûi töø ñoù naâng cao ñöôïc coâng suaát vaø hieäu suaát cuûa ñoäng cô. Theo ñoà thò treân hình 2.5, ta coù: 17
  7. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Supap naïp:  Môû sôùm taïi vò trí 1, tröôùc khi piston leân tôùi ÑCT.  Ñoùng muoän taïi vò trí 3, sau khi piston qua khoûi ÑCD. Supap thaûi:  Môû sôùm taïi vò trí 7, tröôùc khi piston tôùi ÑCD.  Ñoùng muoän taïi vò trí 9, sau khi piston qua khoûi ÑCT. Nhö vaäy, trong moät chu trình coâng taùc coù moät khoaûng thôøi gian nhaát ñònh caû supap naïp vaø thaûi cuøng môû ôû laân caän vò trí ÑCT vaøo ñaàu quaù trình naïp vaø cuoái quaù trình thaûi. Goùc quay cuûa truïc khuyûu töông öùng vôùi thôøi ñieåm caû hai supap cuøng môû goïi laø goùc truøng ñieäp cuûa supap. Ngoaøi ñoà thò coâng P –V, ñeå bieåu dieãn moái quan heä giöõa aùp suaát trong loøng xylanh theo goùc quay truïc khuyûu cuûa ñoäng cô boán kyø, ngöôøi ta coøn duøng ñoà thò coâng trieån khai P –  nhö sau: P pmax p0 r  0o 180o 360o 540o 720o ÑCT ÑCD ÑCT ÑCD ÑCT Hình 2.6. Ñoà thò coâng trieån khai P – . * Giaûn ñoà phaân phoái khí cuûa ñoäng cô boán kyø, cho bieát qui luaät phaân phoái khí hay qui luaät ñoùng môû caùc supap cuûa 6 cô caáu phaân phoái khí. Treân (hình 2.7) coù O laø taâm quay cuûa truïc khuyûu ñoäng cô vaø chieàu quay cuûa ñoäng cô cuøng chieàu 4 3 1 kim ñoàng hoà nhö hình veõ. 01 – vò trí môû supap naïp. 0 02 – vò trí ñoùng supap naïp. 1  2 – toaøn boä goùc môû cuûa supap naïp. 2 2  3 – toaøn boä goùc cuûa quaù trình neùn. 5 04 – vò trí baät tia löûa ñieän (ñoäng cô xaêng) hoaëc phun nhieân lieäu (ñoäng cô Diesel). Hình 2.7. Giaûn ñoà phaân phoái khí cuûa 4  5 – toaøn boä goùc cuûa quaù trình chaùy giaõn nôû. ñoäng cô boán kyø. 18
  8. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong 05 – vò trí môû sôùm cuûa supap thaûi. 06 – vò trí ñoùng muoän cuûa supap thaûi. 5  6 – toaøn boä goùc môû cuûa supap thaûi. * – goùc truøng ñieäp cuûa caùc supap naïp vaø xupap thaûi. III. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA ÑOÄNG CÔ XAÊNG VAØ ÑOÄNG CÔ DIESEL HAI KYØ Trong ñoäng cô hai kyø, ñeå hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc piston thöïc hieän hai haønh trình vaø truïc khuyûu cuûa ñoäng cô phaûi quay moät voøng. Khaùc vôùi ñoäng cô boán kyø, treân ñoäng cô hai kyø quaù trình thay ñoåi moâi chaát coâng taùc (quaù trình naïp moâi chaát môùi vaø thaûi saûn vaät chaùy) ñöôïc thöïc hieän khi piston ôû laân caän ÑCT, khoâng coù quaù trình naïp vaø xaû rieâng bieät. Khi ñoù vieäc thaûi saûn vaät chaùy ra khoûi xylanh ñöôïc thöïc hieän nhôø khoâng khí (ñoäng cô Diesel) hoaëc hoaø khí (ñoäng cô xaêng) ñöôïc neùn tröôùc tôùi moät aùp suaát nhaát ñònh, khoâng nhôø vaøo söùc ñaåy cöôõng cuûa piston nhö ñoäng cô boán kyø. Chính vì ñieàu naøy ñaõ laøm cho quaù trình thay ñoåi moâi chaát cuûa ñoäng cô hai kyø xaûy ra toån thaát do moâi chaát môùi chöa tham gia vaøo quaù trình chaùy cuøng vôùi khí xaû ñi ra ngoaøi theo ñöôøng oáng thaûi. Treân ñoäng cô hai kyø, ngöôøi ta duøng maùy neùn khí ñaët beân ngoaøi ñoäng cô (hình 2.9) hoaëc duøng khoâng gian caùc-te keát hôïp vôùi cô caáu piston truïc khuyûu thanh truyeàn ñeå laøm bôm queùt khí (hình 2.8). Treân (hình 2.8) giôùi thieäu sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô xaêng hai kyø töông öùng vôùi hai haønh trình cuûa piston ñoäng cô, bao goàm: III.1. Quaù trình chaùy – giaõn nôû vaø quaù trình naïp III.1.1. Kyø moät Töông öùng vôùi haønh trình piston töø ÑCT veà ÑCD. Sôû dó piston dòch chuyeån ñöôïc laø do trong xylanh vöøa môùi thöïc hieän quaù trình chaùy giaõn nôû moâi chaát coâng taùc, sinh coâng vaø taùc duïng leân piston. Khi piston saép môû cöûa queùt 1 thì cöûa thaûi 2 ñöôïc môû tröôùc, saûn vaät chaùy coù aùp suaát töông ñoái cao töø trong xylanh thoaùt ra ngoaøi qua oáng thaûi, aùp suaát trong xylanh giaûm daàn. Piston tieáp tuïc ñi xuoáng ñeå môû cöûa queùt, khi aùp suaát trong xylanh xaáp xæ vaø thaáp hôn aùp suaát moâi chaát trong bôm queùt khí. Do moâi chaát môùi qua cöûa queùt vaøo xylanh neân saûn vaät chaùy tieáp tuïc ñaåy ra ngoaøi qua cöûa xaû 2, vì vaäy quaù trình naøy coøn goïi laø quaù trình thay ñoåi moâi chaát trong xylanh ñoäng cô. Hình 2.8. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô xaêng hai kyø duøng cöûa queùt vaø cöûa thaûi. 1 – cöûa queùt; 2 – cöûa thaûi; 3 – cöûa naïp; 4 – voøi phun cuûa boä cheá hoaø khí; 5 – bougie. 19
  9. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Nhö vaäy ôû kyø moät, trong xylanh ñoäng cô thöïc hieän caùc quaù trình: chaùy giaõn nôû cuûa moâi chaát coâng taùc, xaû khí thaûi, queùt vaø naïp ñaày moâi chaát môùi vaøo xylanh ñoäng cô. III.1.2. Kyø hai Töông öùng vôùi haønh trình piston ñi töø ÑCD leân ÑCT. Vaøo ñaàu kyø hai quaù trình thay ñoåi moâi chaát vaãn tieáp tuïc thöïc hieän trong xylanh. Ñeán khi cöûa queùt vaø cöûa xaû ñöôïc ñoùng kín thì quaù trình neùn ñöôïc baét ñaàu, cöûa queùt coù theå ñoùng ñoàng thôøi hoaëc sôùm hôn so vôùi cöûa thaûi (hoaëc supap thaûi). Tröôùc khi piston leân ñeán ÑCT khoaûng 10  30o töông öùng vôùi goùc quay truïc khuyûu nhieân lieäu ñöôïc phun qua voøi phun vaøo xylanh ñoäng cô (ñoäng cô Diesel) hoaëc bougie baät tia löûa ñieän ñeå ñoát chaùy hoãn hôïp (ñoäng cô xaêng). Saûn vaät chaùy Khoâng khí Khoâng khí Khoâng khí a – Queùt khí b – neùn c – phun nhieân lieäu d – thaûi saûn vaät chaùy Hình 2.9. Sô ñoà laøm vieäc cuûa ñoäng cô Diesel hai kyø queùt thaúng qua supap thaûi . Nhö vaäy ôû kyø hai, trong xylanh thöïc hieän caùc quaù trình: keát thuùc caùc quaù trình thaûi, queùt - naïp ñaày moâi chaát môùi vaø xylanh vaø thöïc hieän quaù trình neùn. Khi truïc khuyûu quay ñöôïc moät voøng, luùc naøy ñoäng cô ñaõ thöïc hieän xong moät chu trình coâng taùc. Naêng löôïng töø baùnh ñaø vaø caùc chi tieát chuyeån ñoäng khaùc laøm cho piston tieáp tuïc dòch chuyeån töø ÑCT veà ÑCD vaø baét ñaàu moät chu trình coâng taùc tieáp theo, cöù nhö vaäy giuùp cho ñoäng cô laøm vieäc ñöôïc lieân tuïc. Nhaän xeùt ñoái vôùi ñoäng cô hai kyø – Chu trình coâng taùc ñoäng cô hai kyø ñöôïc thöïc hieän trong moät voøng quay cuûa truïc khuyûu vaø hai haønh trình cuûa piston. – Trong hai haønh trình chæ coù moät haønh trình sinh coâng, haønh trình coøn laïi tieâu thuï löôïng coâng dö cuûa haønh trình sinh coâng. – Trong quaù trình queùt khí coù moät löôïng moâi chaát môùi theo saûn vaät chaùy ra ngoaøi xylanh (ñoái vôùi ñoäng cô Diesel laø khoâng khí, ñoäng cô xaêng laø hoaø khí), laøm toån thaát daãn ñeán hieäu suaát ñoäng cô hai kyø thaáp hôn ñoäng cô boán kyø. – Ñoái vôùi ñoäng cô hai kyø duøng khoâng gian caùc-te keát hôïp cô caáu piston, truïc khuyûu, thanh truyeàn laøm bôm queùt khí thì khoâng gian naøy phaûi ñaûm baûo ñoä kín khít toát ñeå ñoäng cô coù theå laøm vieäc bình thöôøng. 20
  10. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong III.2. Ñoà thò coâng P – V vaø giaûn ñoà phaân phoái khí Töông töï nhö ñoäng cô boán kyø, ñeå bieåu dieãn moái quan heä giöõa aùp suaát vaø theå tích trong xylanh cuûa ñoäng cô hai kyø ngöôøi ta duøng ñoà thò coâng P – V, ñöôïc bieåu dieãn treân (hình 2.10). P 6 pmax 5 4 7 8 pk 1 3 2 p0 Vc ÐCT ÐCD V Vh Va Hình 2.10. Ñoà thò P – V cuûa ñoäng cô hai kyø. Trong ñoù: P – aùp suaát trong loøng xylanh. V – theå tích cuûa moâi chaát trong xylanh. p0 – aùp suaát khí trôøi (P0 = 0,1 MN/m2). pk – aùp suaát treân ñöôøng oáng naïp (aùp suaát moâi chaát sau khi qua bôm queùt khí). Nhö chuùng ta ñaõ phaân tích, caùc quaù trình naïp vaø thaûi treân ñoäng cô hai kyø khoâng rieâng bieät vaø ñoäc laäp nhö ñoäng cô boán kyø maø chuùng coù moái quan heä laãn vaøo nhau. Cöûa naïp vaø cöûa thaûi (hay supap naïp) khoâng ñoùng môû ñuùng taïi vò trí caùc ñieåm cheát ñeå thöïc hieän quaù trình queùt khí nhaèm naâng cao hieän quaû cuûa quaù trình naïp thaûi töø ñoù naâng cao ñöôïc coâng suaát cuûa ñoäng cô. Theo ñoà thò treân hình 2.10, ta coù: Cöûa queùt:  Môû taïi vò trí 8.  Ñoùng taïi vò trí 2. Supap thaûi (ñoái vôùi ñoäng cô hai kyø queùt thaúng qua supap thaûi) hoaëc cöûa thaûi:  Môû taïi vò trí 7.  Ñoùng taïi vò trí 3. Nhö vaäy, trong moät chu trình coâng taùc coù moät khoaûng thôøi gian caû cöûa queùt vaø cöûa thaûi cuøng môû, giai ñoaïn naøy trong xylanh thöïc hieän quaù trình queùt khí, töông öùng treân ñoà thò laø ñoaïn 8 – 1 – 2. 21
  11. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Treân ñoäng cô hai kyø khoâng duøng supap naïp vaø supap thaûi nhö ñoäng cô boán kyø (neáu duøng supap thì ñoù laø supap thaûi), piston cuûa ñoäng cô ñoùng vai troø nhö moät van tröôït ñieàu khieån ñoùng môû cöûa queùt vaø cöûa thaûi. Giaûn ñoà phaân phoái khí cuûa ñoäng cô hai kyø, cho bieát quy luaät phaân phoái khí hay quy luaät ñoùng môû 6 5 cöûa queùt vaø cöûa thaûi cuûa ñoäng cô. Treân (hình 2.11) coù O laø taâm quay cuûa truïc khuyûu ñoäng cô vaø chieàu quay cuûa ñoäng cô cuøng chieàu kim ñoàng hoà nhö hình veõ. O 01 – vò trí môû cöûa queùt. 3 1 02 – vò trí ñoùng cöûa queùt. 4 2 03 – vò trí môû cöûa thaûi (supap thaûi). 04 – vò trí ñoùng cöûa thaûi (supap thaûi). 05 – vò trí baät tia löûa ñieän (ñoäng cô xaêng) hoaëc phun nhieân lieäu (ñoäng cô Diesel). Hình 2.7. Giaûn ñoà phaân phoái khí 1  2 – toaøn boä goùc môû cuûa cöûa queùt. cuûa ñoäng cô hai kyø 3  4 – toaøn boä goùc môû cuûa cöûa thaûi (supap thaûi). III.3. Caùc heä thoáng queùt thaûi cuûa ñoäng cô hai kyø Treân ñoäng cô hai kyø coù söï khaùc bieät cô baûn so vôùi ñoäng cô boán kyø laø khoâng coù quaù trình naïp vaø thaûi rieâng, hai quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän cuøng moät luùc ôû laân caän vò trí ñieåm cheát döôùi. Do thôøi gian thay ñoåi moâi chaát cuûa ñoäng cô hai kyø raát ngaén (khoaûng baèng 1 3 thôøi gian thaûi vaø naïp cuûa ñoäng cô boán kyø), neân phaûi duøng moâi chaát môùi ñaõ ñöôïc neùn tröôùc ñöa vaøo xylanh ñoäng cô taïo aùp löïc ñaåy saûn vaät chaùy ra ngoaøi taïo neân taùc duïng queùt khí thaûi ra khoûi xylanh. Chính ñieàu naøy ñaõ taïo neân söï thaát thoaùt moâi chaát qua cöûa thaûi aûnh höôûng ñeán coâng suaát, hieäu suaát vaø laøm oâ nhieãm moâi tröôøng. Qua treân ta thaáy, taùc duïng queùt khí cuûa ñoäng cô hai kyø quyeát ñònh bôûi heä thoáng queùt thaûi cuûa ñoäng cô gaây aûnh höôûng lôùn ñeán tính naêng hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô. Ñeå khaéc phuïc phaàn naøo nhöõng toàn taïi cuûa ñoäng cô hai kyø, trong quaù trình phaùt trieån ñaõ coù nhieàu heä thoáng queùt thaûi khaùc nhau, nhöng caùc heä thoáng ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát hieän nay bao goàm coù: III.3.1. Heä thoáng queùt voøng Trong heä thoáng queùt voøng, doøng khí queùt ñi theo ñöôøng voøng, ban ñaàu töø khu vöïc ÑCD men theo thaønh xylanh ñi leân phía ÑCT tôùi naép xylanh, ñoåi chieàu 180o roài ñi ngöôïc laïi chieàu ban ñaàu. Caùc cöûa queùt vaø cöûa thaûi cuûa heä thoáng queùt voøng ñeàu ñaët phía beân döôùi cuûa xylanh, taïi khu vöïc laân caän ÑCD vaø do piston ñieàu khieån quaù trình ñoùng, môû. Heä thoáng queùt voøng coù caùc loaïi sau: a) Heä thoáng queùt voøng ñaët naèm ngang theo höôùng song song Trong heä thoáng naøy coù cöûa queùt thöôøng ñaët xieân leân hoaëc phaûi taïo hình daïng ñaët bieät treân ñænh piston ñeå daãn höôùng khí queùt ñi vaøo xylanh moät caùch hieäu quaû, thöôøng ñöôïc söû duïng treân ñoäng cô hai kyø côõ nhoû, duøng caùc-te laøm maùy neùn taïo ra khí queùt (hình 2.8a). b) Heä thoáng queùt voøng ñaët naèm ngang theo höôùng leäch taâm Caùc cöûa queùt ñaët xieân leân taïo vôùi ñöôøng taâm xylanh moät goùc 30o, höôùng doøng khí queùt ñi leân tôùi naép xylanh sau ñoù voøng xuoáng ra cöûa thaûi. 22
  12. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Ñaây laø loaïi töông ñoái hoaøn haûo cuûa heä thoáng queùt voøng (heä soá khí soùt nhoû: r = 0,06  0,08), söû duïng nhieàu treân ñoäng cô hai kyø taêng aùp cuûa Thuïy Só, coâng suaát tôùi 13.700 kW (hình 2.8b). c) Heä thoáng queùt voøng ñaët naèm ngang, phöùc taïp Trong kieåu heä thoáng naøy coù hai haøng cöûa queùt, haøng treân ñaët cao hôn cöûa thaûi vaø ñöôïc laép van moät chieàu, sau khi ñoùng kín cöûa thaûi vaãn coù theå naïp theâm moâi chaát môùi nhôø vaøo haøng cöûa queùt phía treân. Do coù nhieàu van töï ñoäng neân heä thoáng töông ñoái phöùc taïp, chieàu cao cuûa cöûa queùt vaø thaûi töông ñoái lôùn neân laøm taêng toån thaát haønh trình piston. Chính ví vaäy, ñoäng cô duøng heä thoáng queùt voøng kieåu phöùc taïp coù coâng suaát khoâng lôùn laém, khoaûng 3.000 – 4.400 kW. (hình 2.8c) d)Heä thoáng queùt voøng ñaët moät beân Caùc cöûa ñöôïc ñaët veà moät beân cuûa thaønh xylanh theo höôùng leäch taâm, cöûa queùt hôi nghieâng xuoáng khoaûng 15o. Ban ñaàu khí queùt löôùt qua ñænh piston sau ñoù ñi voøng vaø löôùt doïc theo thaønh xylanh roài trôû veà cöûa xaû. Trong heä thoáng naøy ñoâi khi coøn ñaët van xoay ñeå ñoùng cöûa xaû sau khi keát thuùc quaù trình queùt khí, nhaèm laøm giaûm toån thaát khí queùt vaø thöïc hieän naïp theâm moâi chaát vaøo xylanh. (hình 2.8d) Heä thoáng naøy chæ duøng cho ñoäng cô tónh taïi vaø ñoäng cô taøu thuûy toác ñoä trung bình, do coù heä soá khí soùt töông ñoái lôùn (r = 0,1  0,2). 30o A A A A A–A A–A a) b) c) d) Hình 2.8. Caùc loaïi heä thoáng queùt voøng cuûa ñoäng cô hai kyø. a) – Queùt voøng ñaët naèm ngang theo höôùng song song. b) – Queùt voøng ñaët naèm ngang theo höôùng leäch taâm. c) – Queùt voøng ñaët naèm ngang, phöùc taïp. d) – Queùt voøng ñaët moät beân. 23
  13. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong III.3.2. Heä thoáng queùt thaúng Trong heä thoáng queùt thaúng, doøng khí queùt theo ñöôøng thaúng ñi töø döôùi leân, vì vaäy haønh trình cuûa noù trong xylanh chæ baèng moät nöûa so vôùi queùt voøng. Caùc cô caáu queùt thaûi cuûa heä thoáng queùt voøng ñöôïc ñaët ôû hai ñaàu xylanh. Ñieàu khieån ñoùng môû caùc cöûa queùt vaø cöûa thaûi do hoaëc supap. a) Heä thoáng queùt thaúng qua supap xaû Cöûa queùt ñaët xung quanh xylanh theo höôùng tieáp tuyeán, supap xaû ñaët treân naép xylanh. Do doøng khí queùt chæ ñi moät chieàu töø döôùi leân neân khí queùt ít hoaø troän vôùi saûn vaät chaùy, vì vaäy khí chaùy ñöôïc thaûi ra ngoaøi töông ñoái saïch (heä soá khí soùt nhoû, r = 0,05  0,08). Khi duøng supap thaûi deã löïa choïn pha phaân phoái khí toát nhaát, nhôø ñoù laøm taêng heä soá naïp cho ñoäng cô. Ñaây laø heä thoáng töông ñoái hoaøn haûo do höôùng tieáp tuyeán cuûa cöûa queùt taïo neân vaän ñoäng xoaùy loác moâi chaát giuùp hình thaønh hoaø khí vaø chaát löôïng chaùy toát hôn. b) Heä thoáng queùt thaúng qua cöûa thaûi Heä thoáng queùt thaúng qua cöûa thaûi duøng trong caùc loaïi ñoäng cô coù piston ñoái ñænh. Trong heä thoáng naøy cöûa queùt ñaët theo höôùng tieáp tuyeán vaø coù taùc duïng nhö ñoái vôùi phöông aùn queùt thaúng qua supap xaû. Piston chaén cöûa thaûi ñaët sôùm hôn piston chaén cöûa queùt khoaûng 10o  20o goùc quay truïc khuyûu, ñaûm baûo cöûa thaûi môû sôùm hôn vaø coù theå ñoùng ñoàng thôøi caùc cöûa queùt vaø cöûa thaûi (thaäm chí coù theå ñoùng cöûa thaûi sôùm hôn ñeå thöïc hieän naïp theâm). Ñaây laø heä thoáng hoaøn haûo nhaát trong caùc heä thoáng queùt thaûi cuûa ñoäng cô hai kyø (heä soá khí soùt r = 0,03  0,06), vaø ñöôïc söû duïng roäng raõi cho ñoäng cô thaáp toác, cao toác vaø toác ñoä trung bình. 2) 4) 1) 1) 1) 3) 3) a) b) Hình 2.8. Caùc loaïi heä thoáng queùt thaúng cuûa ñoäng cô hai kyø. 1 – cöûa queùt ; 2 – cöûa xaû ; 3 – piston ; 4 – supap xaû a) – Heä thoáng queùt thaúng qua supap thaûi. b) – Heä thoáng queùt thaúng qua cöûa thaûi. 24
  14. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong IV. HÔÏP LÖÏC VAØ MOMENT TAÙC DUÏNG LEÂN CÔ CAÁU PISTON – TRUÏC KHUYÛU – THANH TRUYEÀN Trong quaù trình laøm vieäc cô caáu piston – truïc khuyûu – thanh truyeàn chòu caùc löïc sau:  Löïc quaùn tính cuûa caùc chi tieát coù khoái löôïng: chuyeån ñoäng tònh tieán (PJ) vaø chuyeån ñoäng quay (Pk).  Löïc khí theå (Pkt).  Troïng löïc.  Löïc ma saùt. Trong caùc löïc naøy, löïc quaùn tính vaø löïc khí theå coù trò soá lôùn hôn caû neân trong quaù trình tính toaùn ta cuõng chæ xeùt hai löïc naøy. Löïc taùc duïng leân choát piston P1 laø hôïp löïc cuûa löïc quaùn tính vaø löïc khí theå. Noù taùc duïng leân choát piston vaø ñaåy thanh truyeàn (hình 2.9). P1 = Pkt + PJ (MN) Nhöng trong quaù trình tính toaùn ñoäng löïc pkt hoïc, caùc löïc naøy thöôøng ñöôïc tính treân ñôn vò dieän tích ñænh piston (FP) neân sau khi chia 2 veá  N cuûa bieåu thöùc treân cho FP ta coù : p1 =pkt + pJ ptt p1 p1  P1 A l +  (MN/m2) FP pj  J P Pk  Z FP R T Phaân p1 thaønh 2 thaønh phaàn löïc : O ptt – Löïc taùc duïng treân phöông ñöôøng ptt taâm thanh truyeàn. N – Löïc taùc duïng treân phöông vuoâng goùc Hình 2.9. Hôïp löïc taùc duïng leân cô caáu ñöôøng taâm xylanh. piston – truïc khuyûu – thanh truyeàn giao taâm.    p1  p tt  N Töø quan heä löôïng giaùc, ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc trò soá cuûa ptt vaø N. p1 ptt = cos  N  p1 .tg Phaân löïc ptt thaønh 2 thaønh phaàn löïc: löïc tieáp tuyeán T, löïc phaùp tuyeán Z vaø ñöôïc xaùc ñònh döïa theo quan heä sau: sin(  ) T = ptt.sin(  ) = p1. cos  25
  15. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong cos(  ) Z = ptt.cos(  ) = p1. cos  Löïc quaùn tính Pk cuûa khoái löôïng chuyeån ñoäng quay laø löïc ly taâm, coù trò soá khoâng ñoåi: Pk = mr.R.2 = const Trong ñoù: mr – khoái löôïng cuûa caùc chi tieát chuyeån ñoäng quay. R – baùn kính quay cuûa truïc khuyûu.  – toác ñoä goùc cuûa truïc khuyûu.  - goùc hôïp bôûi ñöôøng taâm xylanh vaø ñöôøng taâm maù khuyûu.  - goùc hôïp bôûi ñöôøng taâm xylanh vaø ñöôøng taâm thanh truyeàn. Keát luaän Löïc khí theå do aùp suaát khí theå sinh ra taùc duïng leân naép xylanh, thaân xylanh, vaø leân piston. Hôïp löïc cuûa löïc quaùn tính vaø löïc khí theå taùc duïng leân choát piston saûn sinh ra löïc ñaåy thanh truyeàn, nhöng ñoàng thôøi cuõng taùc ñoäng leân oå truïc vaø treân thaân maùy. Phaân löïc tieáp tuyeán T taïo thaønh momen quay truïc khuyûu ñoäng cô. Momen naøy tính theo coâng thöùc: M = T.R Löïc quaùn tính chuyeån ñoäng tònh tieán taùc duïng leân oå truïc, choát khuyûu vaø choát piston. Löïc quaùn tính chuyeån ñoäng quay laø löïc luoân taùc duïng leân oå truïc cuûa truïc khuyûu. Löïc N taïo thaønh momen ngöôïc chieàu (momen laät). sin(   ) MN = N.A =N.(l.cos + R.cos) = p1.tg.(l.cos + R.cos) = p 1 . cos  Trong ñoù: A – khoaûng caùch töø löïc N ñeán taâm truïc khuyûu. Trò soá cuûa momen ngöôïc chieàu vöøa baèng trò soá cuûa momen quay truïc khuyûu nhöng traùi chieàu. Momen ngöôïc chieàu naøy taùc duïng leân thaân maùy vaø do thaân maùy chòu ñöïng. Trong quaù trình ñoäng cô laøm vieäc, momen quay truïc khuyûu M laøm quay truïc khuyûu vaø ñöa coâng suaát ra ngoaøi. V. SO SAÙNH SÖÏ KHAÙC NHAU CUÛA ÑOÄNG CÔ HAI KYØ VAØ ÑOÄNG CÔ BOÁN KYØ Neáu so saùnh ñoäng cô hai kyø vaø ñoäng cô boán kyø coù cuøng ñöôøng kính xylanh (D), cuøng toác ñoä ñoäng cô (n) thì veà maët lyù thuyeát coâng suaát ñoäng cô hai kyø coù theå gaáp hai laàn ñoäng cô boán kyø. Nhöng treân thöïc teá chæ lôùn hôn 1,6 1,8 laàn do coù toån thaát trong quaù trình thay ñoåi moái chaát vaø moät löôïng coâng ñeå daãn ñoäng bôm khí queùt. Hieäu suaát ñoäng cô boán kyø cao hôn ñoäng cô hai kyø, bôûi vì ñoäng cô hai kyø coù toån thaát xaûy ra trong quaù trình queùt khí. Quaù trình thay ñoåi moâi chaát cuûa ñoäng cô boán kyø hoaøn haûo hôn ñoäng cô hai kyø vì quaù trình naïp thaûi ñöôïc thöïc hieän moät caùch ñoäc laäp vaø thôøi gian dieãn ra daøi hôn. Veà caáu taïo ñoäng cô hai kyø ñôn giaûn vaø ít chi tieát hôn so vôùi ñoäng cô boán kyø. Moment xoaén cuûa ñoäng cô hai kyø ñeàu ñaën hôn so vôùi ñoäng cô boán kyø vì toaøn boä chu trình coâng taùc dieãn ra vôùi moät voøng quay cuûa truïc khuyûu. 26
  16. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong VI. SO SAÙNH SÖÏ KHAÙC NHAU CUÛA ÑOÄNG CÔ XAÊNG VAØ ÑOÄNG CÔ DIESEL V.1. Veà nguyeân lyù laøm vieäc THÌ ÑOÄNG CÔ DIESEL ÑOÄNG CÔ XAÊNG Naïp - Huùt khoâng khí vaøo xylanh - Huùt hoaø khí vaøo xylanh - Neùn khoâng khí - Neùn hoaø khí - Pc = (30 ÷ 35) kG/cm , tc = (500  600) C 2 0 - Pc = (8 ÷ 10) kG/cm2, tc = (250 ÷ 350)0C Neùn - Cuoái quaù trình neùn nhieân lieäu ñöôïc phun - Cuoái quaù trình neùn bougie baät tia löûa sôùm vaøo xylanh. ñieän ñeå ñoát chaùy hoãn hôïp. - Nhieân lieäu phun vaøo xylanh hoaø troän vôùi - Tia löûa ñieän baät ra ôû bougie ñoát chaùy Chaùy – khoâng khí vaø töï boác chaùy. cöôõng böùc hoaø khí. giaûn nôû - Caáp nhieät hoãn hôïp (ñaúng tích, ñaúng aùp). - Caáp nhieät trong ñieàu kieän ñaúng tích. - Thaûi saûn vaät chaùy ra ngoaøi qua supap - Thaûi saûn vaät chaùy ra ngoaøi qua supap Thaûi thaûi. thaûi. V.2. Veà tính hieäu quaû Hieäu suaát cuûa ñoäng cô Diesel lôùn hôn khoaûng 1,5 laàn so vôùi ñoäng cô xaêng. Nhieân lieäu duøng cho ñoäng cô Diesel reû tieàn hôn xaêng, 1 lít Diesel khi chaùy hoaøn toaøn nhaän ñöôïc khoaûng 8.755 calo trong khi 1 lít xaêng chaùy hoaøn toaøn cho khoaûng 8.140 calo. Suaát tieâu hao nhieân lieäu (ge) cuûa ñoäng cô Diesel nhoû hôn cuûa ñoäng cô xaêng: ge (Diesel) = 200 ÷ 285 (g/kW.h) ge (xaêng) = 260 ÷ 380 (g/kW.h) Nhieân lieäu Diesel khoâng boác chaùy ôû nhieät ñoä thöôøng neân ít nguy hieåmhôn nhieân lieäu xaêng. Ñoäng cô Diesel ít hö hoûng laët vaët vì khoâng coù heä thoáng ñaùnh löûa vaø boä cheá hoaø khí. Neáu so saùnh hai loaïi ñoäng cô xaêng vaø Diesel coù cuøng coâng suaát thì troïng löôïng ñoäng cô Diesel lôùn hôn ñoäng cô xaêng. Tæ soá neùn cuûa ñoäng cô Diesel lôùn, vaät lieäu vaø coâng ngheä cheá taïo heä thoâng nhieân lieäu treân ñoäng cô Diesel (bôm cao aùp) ñoøi hoûi cao hôn, do ñoù ñoäng cô Diesel ñaét tieàn hôn ñoäng cô xaêng. Toác ñoä ñoäng cô Diesel nhoû hôn ñoäng cô xaêng. VII. GIÔÙI THIEÄU ÑOÄNG CÔ WANKEL VAØ ÑOÄNG CÔ TUABIN VII.1. Ñoäng cô wankel Ñoäng cô Wankel ñöôïc phaùt trieån bôûi moät nhaø phaùt minh ngöôøi Ñöùc teân laø Felix Wankel, vaøo naêm 1920 ñoäng cô coøn trong giai ñoaïn thieát keá treân baûn veõ vaø taïo maãu. Phaùt minh ñaàu tieân cuûa OÂng veà ñoäng cô Wankel ñöôïc coâng nhaän vaøo naêm 1936. Ñeán naêm 1950, khi OÂng coäng taùc vôùi nhaø maùy saûn suaát oâ toâ cuûa Ñöùc NSU thì ñoäng cô naøy ñöôïc phaùt trieån hoaøn chænh vaø ñöôïc laép treân xe moâtoâ. Trong quaù trình laøm vieäc piston cuûa ñoäng cô chuyeån ñoäng quay, caùc ñænh cuûa noù queùt quanh thaønh cuûa xylanh coù daïng ñöôøng cong (hình 2.10). 27
  17. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong 6 1 2 5 3 4 Hình 2.10. Ñoäng cô Wankel. 1 – ñöôøng naïp. 4 – bougie. 2 – piston. 5 – baùnh raêng trung taâm. 3 – thaân maùy. 6 – ñöôøng thaûi. Ñoäng cô Wankel coù piston hình tam giaùc 2 chuyeån ñoäng haønh tinh quanh baùnh raêng trung gian 5. Moãi maët caïnh cuûa roâto töông ñöông vôùi moät piston cuûa ñoäng cô moät xylanh. Caùc ñænh cuûa roâto luoân luoân tieáp xuùc vôùi thaønh xylanh coù daïng ñöôøng cong nhö (hình 2.10). Ñoäng cô Wankel truyeàn coâng suaát ra ngoaøi baèng moät truïc coù baùnh leäch taâm laép trong loøng cuûa roâto tam giaùc. Khi piston quay moät voøng, moãi caïnh cuûa piston ñeàu thöïc hieän caùc quaù trình: naïp moâi chaát môùi, neùn, chaùy giaõn nôû sinh coâng vaø thaûi saûn vaät chaùy ra ngoaøi. Coù nghóa laø khi piston quay moät voøng thì ñoäng cô thöïc hieän 3 laàn sinh coâng. VII.2. Ñoäng cô tua bin Ngaøy nay, ñoäng cô tua bin ñöôïc söû duïng roäng raõi treân nhieàu loaïi maùy bay phaûn löïc (hình 2.11). Do treân thieát bò naøy chæ coù caùc chi tieát quay troøn, neân coù theå quay vôùi toác ñoä raát cao. Ngoaøi ra, caùc caùnh cuûa tua bin coù theå taän duïng trieät ñeå naêng löôïng cuûa doøng khí noùng. Khoâng khí töø moâi tröôøng beân ngoaøi ñöôïc ñöa vaøo maùy neùn, neùn vôùi aùp suaát töông ñoái lôùn sau ñoù ñi vaøo khoâng gian buoàng chaùy. Ñeán thôøi ñieåm thích hôïp, moät löôïng nhieân lieäu theo yeâu caàu ñöôïc phun vaøo buoàng chaùy qua caùc voøi phun ñeå ñoát chaùy hoãn hôïp giöõa nhieân lieäu vaø khoâng khí, khi moâi chaát ñöôïc ñoát chaùy seõ giaõn nôû sinh coâng taùc duïng leân caùc caùnh tua bin laøm quay truïc vaø daãn coâng suaát cuûa ñoäng cô ra ngoaøi. 28
  18. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong Hình 2.11. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô tuabin. Intake – khoâng khí naïp. Compressor – maùy neùn khí. Fuel injectors – caùc voøi phun nhieân lieäu. Combustion Area – khoâng gian buoàng chaùy. Turbines – caùc caùnh tuabin. Output Shaft – truïc coâng suaát ra. Exhaust – khí thaûi. ------------------------ 29

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản