Giáo trình Bảo dưỡng động cơ đốt trong (Nghề: Vận hành máy thi công nền) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

Chia sẻ: Calliope09 Calliope09 | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:101

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Bảo dưỡng động cơ đốt trong cung cấp cho người học những kiến thức: Giới thiệu chung về động cơ đốt trong; Bảo dưỡng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền; Bảo dưỡng cơ cấu phân phối khí; Bảo dưỡng hệ thống bôi trơn;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Bảo dưỡng động cơ đốt trong (Nghề: Vận hành máy thi công nền) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG NGÀNH/NGHỀ: VẬN HÀNH MÁY THI CÔNG NỀN VẬN HÀNH MÁY THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG VẬN HÀNH CẦN, CẦU TRỤC TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐTCGNB ngày...tháng... năm 2017 của Trường cao đẳng Cơ giới Ninh Bình Ninh bình, năm 2017 1
2
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 3
LỜI GIỚI THIỆU Để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập theo xu hướng phát triển của đất nước, trên cơ sở chương trình khung đào tạo đã được Bộ LĐTB & XH ban hành, tập thể giáo viên khoa Máy thi công – Trường Cao đẳng cơ giới Ninh Bình với kinh nghiệm giảng dạy, kết hợp với các tài liệu trong và ngoài trường đã biên soạn giáo trình mô đun: Bảo dưỡng động cơ đốt trong. Nội dung của giáo trình đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung đã được giảng dạy ở các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiếu, bổ xung nhiều kiến thức mới và đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về động cơ đốt trong phục vụ cho việc rèn luyện kỹ năng nghề để ứng dụng vào sản xuất. Trong quá trình biên soạn giáo trình, các tác giả đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến xây dựng của bạn đọc và các nhà chuyên môn, để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ninh Bình, ngày 20 tháng 4 năm 2017 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Ngọc Giang 2: Hoàng Văn Thắng 3: Trương Đình Điệp MỤC LỤC 4
TRANG 1. Lời giới thiệu 4 2. Giới thiệu chung về động cơ đốt trong 7 3. Bảo dưỡng cơ cấu trục khuỷu thanh truyền 24 4. Bảo dưỡng cơ cấu phân phối khí 40 5. Bảo dưỡng hệ thống bôi trơn 51 6. Bảo dưỡng hệ thống làm mát 62 7. Bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu 73 8. Tài liệu tham khảo 100 5
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN TÊN MÔ ĐUN: BẢO DƯỠNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG MÃ MÔ ĐUN: MĐ 14 VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT, Ý NGHĨA VÀ VAI TRÒ CỦA MÔ ĐUN: Vị trí: Mô đun được giảng dạy sau các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở và song song với các mô đun bảo dưỡng khác. . Tính chất: là mô đun chuyên môn nghề. Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Mô đun bảo dưỡng động cơ đốt trong cung cấp cho người học những kiến thức về cấu tạo, nguyên lý làm việc chung của các loại động cơ xăng, Diesel; động cơ hai kỳ, bốn kỳ; động cơ một, nhiều xi lanh đồng thời trang bị cho người học nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý làm việc và kỹ năng chăm sóc, bảo dưỡng cho các cơ cấu, hệ thống nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và tuổi thọ của các loại của động cơ đốt trong. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN: Về kiến thức: + Trình bày được khai niêm, phân loai va câu tao chung cua đông c ́ ̣ ̣ ̀ ́ ̣ ̉ ̣ ơ đôt́ trong; ̉ + Giai thich đ ́ ược cac cac thuât ng ́ ́ ̣ ữ va thông s ̀ ́ ố ky thuât c ̃ ̣ ơ ban cua ̉ ̉ ̣ đông c ơ đốt trong; + Trình bày được sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ và 2 kỳ; + Lập được bảng thứ tự làm việc và trình bày nguyên lý làm việc của động cơ nhiều xy lanh; + Trình bày đúng nhiệm vụ, cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cơ cấu, hệ thống của động cơ đốt trong; + Trình bày được nội dung và quy trình bảo dưỡng các cơ cấu, hệ thống của động cơ đốt trong. Về kỹ năng ̣ ̣ + Nhân dang đ ược chung loai, cac c ̉ ̣ ́ ơ câu, các hê thông cua đông c ́ ̣ ́ ̉ ̣ ơ và ́ ̣ xac đinh đ ược ĐCT cua piston; ̉ + Phân tích được một số ưu, nhược điểm của từng loại động cơ; + Thực hiện được các công việc kiểm tra, bảo dưỡng các cơ cấu, hệ thống của động cơ đốt trong; + Sử dụng đúng, hợp lý các dụng cụ kiểm tra và bảo dưỡng. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Thường xuyên cập nhật kiến thức mới về kỹ năng bảo dưỡng, có khả năng làm việc độc lập và giải quyết được những tình huống trong thực tế; + Chấp hành đúng nội quy, quy định về công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp; + Rèn luyện tính cẩn thận, kỷ luật, tỉ mỉ của học sinh. 6
NỘI DUNG CỦA MÔ ĐUN: BÀI 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Mã bài: BDĐC – 01 GIỚI THIỆU: Bài học giới thiệu chung về động cơ đốt trong trang bị cho người học khái niệm, phân loại, các thuật ngữ và các thông số kỹ thuật cơ bản, cấu tạo, nguyên lý làm việc chung của các loại động cơ xăng, Diesel, hai kỳ, bốn kỳ, một, nhiều xi lanh và những ưu, nhược điểm của chúng để khi ra trường người học có thể sử dụng tốt các loai động cơ trên. MỤC TIÊU: Trình bày được khai niêm, phân loai va câu tao chung cua đông c ́ ̣ ̣ ̀ ́ ̣ ̉ ̣ ơ đôt́ trong; ̉ ́ ược cac cac thuât ng Giai thich đ ́ ́ ̣ ữ va thông s ̀ ố ky thuât c ̃ ̣ ơ ban cua đông ̉ ̉ ̣ cơ đốt trong; ̣ Nhân dang đ̣ ược chung loai, cac c ̉ ̣ ́ ơ câu, các hê thông cua đông c ́ ̣ ́ ̉ ̣ ơ; Trình bày được sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ và 2 kỳ; Lập được bảng thứ tự làm việc và trình bày nguyên lý làm việc của động cơ nhiều xy lanh; Chấp hành đúng nội quy, quy định về công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp. NỘI DUNG CHÍNH: ́ ̣ ̣ 1. Khai niêm, phân loai đông c ̣ ơ đôt trong ́ ́ ̣ 1.1. Khai niêm vê đông c̀ ̣ ơ đôt trong ́ Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, trong đó quá trình đốt cháy nhiên liệu và quá trình giãn nở sinh công đều được thực hiện ngay bên trong xi lanh của động cơ. ̣ 1.2. Phân loai đông c ̣ ơ đôt trong ́ a, Phân loại theo nhiên liệu tiêu thụ: động cơ xăng, động cơ Diesel và động cơ khí gas hay còn gọi động cơ chạy khí. b, Phân loại theo cách đốt cháy nhiên liệu trong buồng cháy: đốt cưỡng bức bằng tia lửa điện như trong động cơ xăng và động cơ chạy bằng khí, động cơ đốt do tự cháy như ở động cơ Diesel. c, Phân loại theo số xilanh: động cơ 1 xilanh và động cơ nhiều xilanh. d, Phân loại theo cách bố trí xilanh: động cơ một hàng xilanh, động cơ hai hàng xilanh hình chữ V, động cơ xilanh xếp hình sao. Hình 1.1. a động cơ một hàng xilanh; b động cơ 2 hàng xilanh hình chữ V; 7
c động cơ xilanh xếp thành hình sao e, Phân loại theo chuyển động của piston: động cơ piston chuyển động tịnh tiến hay còn gọi là động cơ piston và động cơ piston quay hay còn gọi là động cơ rôto như động cơ Walkel. f, Phân loại theo số hành trình của piston: động cơ 2 kỳ, động cơ 4 kỳ. g, Phân loại theo điều kiện nạp: động cơ tăng áp và động cơ không tăng áp. ̣ 2. Cac thuât ng ́ ư c̃ ơ ban cua đông c ̉ ̉ ̣ ơ 2.1. Điểm chêt: ́ là vị trí của piston trong xilanh mà tại đó piston đổi chiều chuyển động. Có hai điểm chết: Điểm chết trên (ĐCT): là vị trí của piston trong xilanh khi đỉnh piston cách xa đường tâm trục khuỷu nhất. Điểm chết dưới (ĐCD): là vị trí của piston trong xilanh khi đỉnh piston gần đường tâm trục khuỷu nhất. Hình 1.2. Sơ đồ đơn giản của động cơ đốt trong 1 Trục khuỷu; 2 Thanh truyền; 3 Pittông; 4 Xupáp hút; 5 Bugi (động cơ xăng) hoặc vòi phun (động cơ Diesel); 6 Xupáp xả. 2.2. Hanh trinh piston (S): ̀ ̀ là khoảng cách giữa hai điểm chết. ̉ ́ ́ c): là thể tích khoảng không gian được giới hạn bởi 2.3. Thê tich buông chay (V ̀ xilanh, nắp máy, đỉnh piston khi piston ở ĐCT. ̉ ́ ̣ ̉ 2.4. Thê tich lam viêc cua xilanh (V ̀ h): là thể tích khoảng không gian trong xilanh được tạo thành khi piston dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD. Với D đường kính xilanh S hành trình piston ̉ ́ ̀ ủa xilanh (Va): là thể tích khoảng không gian trong 2.5. Thê tich toan phân c ̀ xilanh được giới hạn bởi nắp máy, xilanh và đỉnh piston khi piston ở ĐCD. 8
̉ ́ ̣ ̉ ̣ 2.6. Thê tich lam viêc cua đông c ̀ ơ (Vđc): bằng tổng thể tích làm việc của tất cả các xilanh Vđc = n.Vh (với n là số xilanh của động cơ) ̀ kỳ là một phần của chu trình công tác diễn ra trong thời gian piston 2.7. Ky: dịch chuyển một hành trình. Theo số kỳ người ta phân động cơ ra hai loại: động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ. Động cơ 2 kỳ là động cơ có chu trình công tác được thực hiện sau 2 hành trình của piston hay 1 vòng quay của trục khuỷu. Động cơ 4 kỳ là động cơ có chu trình công tác được thực hiện sau 4 hành trình của piston hay 2 vòng quay của trục khuỷu. ̣ ̉ ̣ 2.8. Chu ky lam viêc cua đông c ̀ ̀ ơ: là các quá trình gồm nhiều kỳ liên tiếp nhau để biến đổi nhiệt năng thành cơ năng (thực hiện một lần sinh công) ̣ ơ ban cua đông c 3. Cac thông sô ky thuât c ́ ́ ̃ ̉ ̉ ̣ ơ ̉ ́ ́ ε): Là tỷ số giữa thể tích toàn phần của xilanh và thể tích 3.1. Ty sô nen ( buồng cháy. Động cơ Xăng: ε = 6 ÷ 11 Động cơ Desel: ε = 15 ÷ 24 ́ ̉ ̣ 3.2. Công suât chi thi (Ni): Công suất chỉ thị của động cơ là công chỉ thị của các xilanh tạo ra trong thời gian một giây (1s) Công thức tính công suất chỉ thị của động cơ nhiều xilanh có dạng: ( KW) Trong đó: Pt: là áp suất chỉ thị trung bình ( N/m2) L: công sinh ra trong một chu trình Vh: thể tích làm việc của một xilanh (m3) n: số vòng quay của động cơ τ: số kỳ của động cơ i: số xilanh của động cơ 3.3. Công suât tiêu hao: ́ là phần công suất dùng để khắc phục những tổn thất cơ học như ma sát giữa các bề mặt làm việc, giữa những chi tiết chuyển động và không khí, một phần khác để dẫn động những cơ cấu phụ ( bơm, quạt gió, máy phát điện, máy nén khí...) ( KW) Pm: áp suất tổn thất cơ học trung bình, là một phần của áp suất chỉ thị trung bình được tiêu hao cho tổn thất cơ học ( N/m2) ́ ực tê (công su 3.4. Công suât th ́ ất có ích Ne): là công suất đo được trên đuôi trục khuỷu của động cơ để kéo các máy công tác. Trong kỹ thuật người ta thường xác định Ne trên băng thử công suất trên cơ sở đo mô men và tốc độ vòng quay. 9
(mã lực – cv; kW) Trong đó: 3.5. Mưc tiêu thu nhiên liêu (su ́ ̣ ̣ ất tiêu hao nhiên liệu có ích ge): suất tiêu hao nhiên liệu là lượng nhiên liệu tiêu thụ tính theo gam cho một đơn vị công suất của động cơ trong một đơn vị thời gian. (g/mã lực.h; g/kW.h) Gnl : Là lượng nhiên liệu đo được trong một đơn vị thời gian. Nó đặc trưng cho tính kinh tế của động cơ, động cơ có tính kinh tế càng cao thì ge càng nhỏ Động cơ xăng: ge khoảng 210 280 (g/mã lực giờ) Động cơ Điezen: ge khoảng 160 200 (g/mã lực giờ) 3.6. Hiệu suất có ích: là tỷ số giữa nhiệt lượng chuyển thành công có ích chia cho nhiệt lượng sinh ra do nhiên liệu cháy trong xilanh được tính trong cùng một đơn vị thời gian Trong đó: Ne công suất có ích của động cơ Gnl lượng nhiên liệu cấp cho động cơ trong một giây (kg/s) Qnl Nhiệt trị của nhiên liệu (J/kg) Động cơ xăng: ηe = 0.18 0.30 Động cơ Diezen: ηe = 0.27 0.42 (động cơ tăng áp có thể lớn hơn 0.5) ́ ̣ ̉ 4. Câu tao chung cua đông c ̣ ơ đôt trong ́ Động cơ đốt trong bao gồm các cơ cấu và các hệ thống sau: ́ ơ câu: 4.1. Cac c ́ Cơ cấu là tập hợp các chi tiết có sự liên kết tạo thành phục vụ một nhiệm vụ nào đó của động cơ. Trên động cơ đốt trong gồm các cơ cấu sau Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền Cơ cấu phân phối khí ́ ̣ 4.2 Cac hê thông ́ : Hệ thống là tập hợp các bộ phận tạo thành, mỗi bộ phận có một nhiệm vụ riêng biệt. Khi hợp thành hệ thống chúng đảm bảo cho một nhiệm vụ nào đó của động cơ. Trên động cơ đốt trong gồm các hệ thống sau Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống cung cấp nhiên liệu Hệ thống khởi động Hệ thống đánh lửa (Động cơ xăng). ̣ ̣ ̣ ̣ 5. Nhân dang cac loai đông c ́ ơ va nhân dang cac c ̀ ̣ ̣ ́ ơ câu, hê thông trên đông c ́ ̣ ́ ̣ ơ Động cơ 4 kỳ: Một chu trình làm việc trải qua 2 vòng quay trục khuỷu, trục cam quay một vòng, xu páp hút và xu páp xả đều mở đóng một lần và có một lần sinh công. Động cơ 2 kỳ: Một chu trình làm việc trải qua 1vòng quay trục 10
khuỷu. Động cơ 2 kỳ thường do piston phân phối khí hoặc kết hợp piston và xu páp để phân phối khí. Động cơ xăng: Thường nhận biết động cơ xăng bằng cách nhận biết các bộ phận của hệ thống đánh lửa hoặc hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng, có bộ chế hoà khí, có bugi, bô bin,... Động cơ Diesel: Thường nhận biết bằng cách nhận biết các bộ phận của hệ thống cung cấp nhiên liệu, có bơm cao áp và vòi phun cao áp, … Động cơ điện: Chạy bằng điện hoặc ắc quy. Động cơ phun xăng điện tử: nhận biết bằng cách quan sát hệ thống cung cấp nhiên liệu có vòi phun và có hệ thống đánh lửa, có bugi… Động cơ phun nhiên liệu Diesel điện tử: nhận biết bằng cách quan sát hệ thống cung cấp nhiên liệu có vòi phun Diesel điện tử,… Động cơ thẳng hàng: Thường có hình dáng hình hộp chữ nhật có bugi hoặc vòi phun xếp thành một hàng thẳng. Động cơ hình chữ V: Hình dáng động cơ hình chữ V, bugi hoặc vòi phun thường bố trí làm hai hàng. Nhận dạng các cơ cấu, hệ thống như phần 4. ́ ̣ ̉ 6. Xac đinh ĐCT, ĐCD cua piston Khi điều chỉnh khe hở nhiệt của động cơ ta thường phải tìm điểm chết trên cuối kỳ nén của máy 1, cách tìm điểm chết trên máy 1 như sau: Đối với động cơ có dấu điểm chết trên như động cơ: D108, P23, P46.... Lắp thiết bị đo áp suất vào lỗ bu gi hoặc lỗ vòi phun máy 1, quay trục khuỷu đến khi áp suất tăng (hoặc nhìn xu páp hút máy 1 mở ra, đóng lại), rồi quay tiếp để dấu BMT1 ho ặ c BMT 1 4 trên vành bánh đà trùng với dấu trên cửa sổ vỏ bánh đà là piston máy 1 ở điểm chết trên. Nếu muốn tìm điểm chết trên của máy kế tiếp, theo thứ tự nổ chỉ việc quay trục khuỷu đi một góc bằng góc lệch công tác o của động cơ đó.Ví dụ góc loệch công tác của động cơ 4 kỳ 4 xilanh là 180 , động cơ 4 kỳ 6 xilanh là 120 ... hoặc dựa vào cặp máy song hành: quay trục khuỷu động cơ khi thấy xu páp hút của máy 4 chớm đi xuống đồng thời dấu BMT 1 4 trên vành bánh đà trùng với dấu trên cửa sổ vỏ bánh đà là piston máy 1 ở điểm chết trên. Muốn tìm điểm chết trên của máy k o ế tiếp, theo thứ tự nổ chỉ việc quay trục khuỷu động cơ đi một góc 180 (đối với động cơ 4 kỳ 4 xilanh) khi thấy xu páp hút máy 2 chớm đi xuống và dấu BMT23 trên vành bánh đà trùng với dấu trên cửa sổ vỏ bánh đà thì piston máy 3 cũng ở điểm chết trên, tương tự với các máy còn lại. Đối với động cơ chỉ có dấu thời điểm đánh lửa, hoặc thời điểm phun, cách tìm điểm chết trên cuối kỳ nén ban đầu tương tự như trên, quay trục khuỷu để thiết bị đo áp suất có áp suất tăng (hoặc nhìn xu páp hút máy một mở ra, đóng lại), rồi quay tiếp để dấu trên puly trùng với dấu thời điểm đánh lửa hoặc thời điểm phun trên vách máy thì dừng lại, khi đó piston đang ở thời điểm phun hoặc thời điểm đánh lửa. Muốn tìm ĐCT của piston ta dựa vào góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm để tính góc quay của trục khuỷu tương ứng với piston lên đến điểm chết trên. Ví dụ động cơ 11
o D240 có góc phun sớm là 20 , quay trục khuỷu đi 1 độ tương ứng với 1,6 mm trên chu vi pu ly trục khuỷu. Như vậy, muốn tìm điểm chết trên sau khi tìm được thời điểm đánh lửa hoặc thời điểm phun, ta chỉ việc quay trục khuỷu đi một góc bằng 20 x 1,6 = 32 mm trên chu vi pu ly trục khuỷu. Đối với động cơ không có dấu: có thể xác định điểm chết trên cuối kỳ nén bằng cách dùng một que cắm vào lỗ bugi hoặc lỗ vòi phun (hình 1.3) quay trục khuỷu nhìn xu páp hút mở, đóng, rồi quay tiếp khi nào que đó bị đẩy lên cao nhất tức là piston đó ở điểm chết trên cuối kỳ nén. Hình 1.3 . Xác định ĐCT ́ ̣ 7. Khai niêm, sơ đô câu tao, nguyên ly hoat đông c ̀ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ủa động cơ 4 kỳ 7.1. Khái niệm Động cơ 4 kỳ là động cơ có chu trình công tác được thực hiện sau 4 hành trình của piston hay 2 vòng quay của trục khuỷu. ̣ 7.2. Đông c ơ xăng 4 kỳ 1 xilanh: a) Sơ đồ cấu tạo Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 4 kỳ b) Nguyên lý làm việc 12
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ a Kỳ hút; b Kỳ nén; c Kỳ nổ; d Kỳ xả + Kỳ hút (hình a) Xupáp xả đóng, xupáp hút mở, piston đi từ ĐCT xuống ĐCD tạo độ chân không trong xilanh. Hỗn hợp được tạo thành nhờ bộ chế hoà khí dưới tác dụng của sự chênh áp, hỗn hợp qua đường ống hút và qua xupáp hút nạp vào xilanh. Khi piston xuống đến ĐCD thì xupáp hút đóng lại kết thúc kỳ hút. Trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ nhất (0 ÷ 1800). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ hút khoảng: Áp suất: 0,7 ÷ 0,85 KG/cm2. Nhiệt độ: 70 ÷ 900C. + Kỳ nén (hình b) Trục khuỷu tiếp tục quay, piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT lúc này cả hai xupáp đều đóng, hỗn hợp trong xilanh bị nén lại làm cho nhiệt độ và áp suất trong xilanh tăng lên rất cao. Khi piston lên đến ĐCT kết thúc kỳ nén. Trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ hai (180 ÷ 3600). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nén vào khoảng: Áp suất: 10 ÷ 15 KG/cm2. Nhiệt độ: 250 ÷ 3000C. + Kỳ nổ (hình c) Khi piston ở ĐCT cả hai xupáp đều đóng kín bugi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp. Hỗn hợp cháy giãn nở sinh ra áp lực tác dụng lên đỉnh piston đẩy pitson từ ĐCT xuống ĐCD qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Khi pitston đến ĐCD kết thúc kỳ nổ. Trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ ba (360 ÷ 5400). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nổ vào khoảng: Áp suất: 2 ÷ 4 KG/cm2. Nhiệt độ: 1000 ÷ 12000C. + Kỳ xả (hình d) Khi piston đến ĐCD ở cuối kỳ sinh nổ, thì xupáp xả mở ra piston đi từ điểm chết ĐCD lên ĐCT đẩy cưỡng bức khí cháy ra ngoài. Khi piston lên đến ĐCT kết thúc kỳ xả. Trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ tư (540 ÷ 7200). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ xả vào khoảng: Áp suất: 1,1 ÷ 1,2 KG/cm2. Nhiệt độ: 600 ÷ 8000C. 13
̣ 7.3. Đông cơ Diesel 4 kỳ 1 xilanh: a) Sơ đồ cấu tạo Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo động cơ Diesel b) Nguyên lý làm việc Hình 1.7. Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ Diesel 4 kỳ a Kỳ hút; b Kỳ nén; c Kỳ nổ; d Kỳ xả + Kỳ hút (hình a) Xupáp xả đóng, xupáp hút mở, piston đi từ ĐCT xuống ĐCD tạo độ chân không trong xilanh, không khí từ bên ngoài dưới tác dụng của sự chênh áp, không khí qua bầu lọc qua đường ống hút và qua xupáp hút nạp vào xilanh. Khi piston xuống đến ĐCD xupáp hút đóng lại, quá trình hút kết thúc. Trục 14
khuỷu quay được nửa vòng quay thứ nhất (0 ÷ 1800). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ hút khoảng: Áp suất: 0,8 ÷ 0,9 KG/cm2. Nhiệt độ: 40 ÷ 700C. + Kỳ nén (hình b) Trục khuỷu tiếp tục quay, piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT lúc này cả hai xupáp đều đóng kín, không khí trong xilanh bị nén lại làm cho nhiệt độ và áp suất trong xilanh tăng lên rất cao. Khi piston lên đến ĐCT kết thúc kỳ nén. Trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ hai (180 ÷ 3600). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nén vào khoảng: Áp suất: 35 ÷ 50 KG/cm2. Nhiệt độ: 350 ÷ 5000C. + Kỳ nổ (hình c) Khi piston ở ĐCT cả hai xupáp đều đóng kín, nhiên liệu Diesel được phun qua vòi phun vào xilanh dưới dạng sương mù hoà trộn với không khí nén trong xilanh tạo thành hỗn hợp và tự bốc cháy. Hỗn hợp cháy giãn nở sinh ra áp lực tác dụng lên đỉnh piston đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Khi piston đến ĐCD kết thúc kỳ nổ. Trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ ba (360 ÷ 5400). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nổ vào khoảng: Áp suất: 2 ÷ 4 KG/cm2. Nhiệt độ: 700 ÷ 9000C. + Kỳ xả (hình d) Khi piston đến ĐCD ở cuối kỳ sinh nổ thì xupáp xả mở ra, piston đi từ điểm chết ĐCD lên ĐCT đẩy cưỡng bức khí cháy ra ngoài. Khi piston lên đến ĐCT kết thúc kỳ xả. Trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ tư (540 ÷ 7200). Áp suất và nhiệt độ cuối kỳ xả vào khoảng: Áp suất: 1,1 ÷ 1,2 KG/cm2. Nhiệt độ: 600 ÷ 8000C. ́ ̣ 8. Khai niêm, sơ đô câu tao, nguyên ly hoat đông c ̀ ́ ̣ ́ ̣ ̣ ủa động cơ 2 kỳ 8.1. Khái niệm: Động cơ 2 kỳ là động cơ có chu trình công tác được thực hiện sau 2 hành trình của piston hay 1 vòng quay của trục khuỷu. ̣ 8.2. Đông c ơ xăng 2 kỳ 1 xilanh: a) Sơ đồ cấu tạo 15
Hình 1.8. Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 2 kỳ b) Nguyên lý làm việc + Kỳ thứ nhất (hút nén) Piston đi từ ĐCD lên ĐCT sẽ đóng kín cửa quét và cửa xả đồng thời mở cửa hút, khi piston đi lên tạo độ chân không trong buồng trục khuỷu khi cửa hút mở hỗn hợp được nạp vào buồng trục khuỷu. Đồng thời hỗn hợp phía trên đỉnh piston bị nén lại. Khi piston đi lên ĐCT kết thúc kỳ thứ nhất trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ nhất (0 ÷ 1800). + Kỳ thứ hai (nổ xả) Khi piston gần tới ĐCT bugi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp, hỗn hợp cháy giãn nở tác dụng lên đỉnh piston đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Khi piston đi xuống sẽ lần lượt mở cửa xả và cửa quét, đóng cửa hút. Khí cháy được xả ra ngoài đồng thời hỗn hợp ở buồng trục khuỷu bị nén qua cửa quét lên phía trên đỉnh piston nạp vào xilanh và đẩy khí xả ra ngoài. Khi piston đến ĐCD kết thúc kỳ thứ hai trục khuỷu quay được một vòng, sau đó chu kỳ của động cơ lại được lặp lại từ đầu. ̣ 8.3. Đông c ơ diesel 2 kỳ 1 xilanh: a) Sơ đồ cấu tạo Hình 1.9. Sơ đồ cấu tạo động cơ Diesel 2 kỳ b) Nguyên lý làm việc 16
Hình 1.10. Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ Diesel hai kỳ + Kỳ thứ nhất (hút nén) Piston ở ĐCD, vòng lỗ nạp ở thành xilanh và xupáp xả trên nắp máy cùng mở, bơm Roots (quạt tăng áp) đẩy không khí qua vòng lỗ nạp vào xilanh và quét khí thải của chu kỳ trước qua xupáp xả thoát ra ngoài. Khi piston chuyển động lên ĐCT xupáp xả đóng trước các lỗ nạp, piston tiếp tục đi lên đóng các lỗ nạp, không khí trong xilanh bị nén lại. Do bị nén nên áp suất và nhiệt độ của không khí trong xilanh tăng lên rất cao. Khi piston đi lên ĐCT kết thúc kỳ thứ nhất trục khuỷu quay được nửa vòng quay thứ nhất (0 ÷ 1800). + Kỳ thứ hai (nổ xả) Khi piston lên gần đến ĐCT, nhiên liệu được phun vào trong xilanh dưới dạng sương mù hoà trộn với không khí nén có nhiệt độ và áp suất cao, tạo thành hỗn hợp và tự bốc cháy. Hỗn hợp cháy giãn nở tác dụng lên đỉnh piston đẩy piston từ ĐCT xuống ĐCD qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Khi piston đi xuống khoảng 3/4 hành trình thì xupáp xả mở ra cho khí thải thoát tự do ra ngoài. Sau đó piston mở lỗ nạp không khí đi vào tiếp tục quét khí thải ra ngoài. ́ ưu nhược điểm giưa đông c 9. So sanh ̃ ̣ ơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ, động cơ xăng và động cơ Diesel 9.1. So sánh ưu nhược điểm giữa động cơ Diesel và động cơ xăng Ưu điểm: + Động cơ Diesel có tỷ số nén cao hơn nên công suất của động cơ Diesel cao hơn công suất của động cơ xăng nếu chúng có cùng đường kính xilanh và hành trình piston + Động cơ Diesel kinh tế hơn động cơ xăng vì nhiên liệu Diesel rẻ hơn xăng và mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ Diesel ít hơn động cơ xăng khoảng (20 25)% Nhược điểm: + Động cơ Diesel có kích thước và trọng lượng lớn hơn, làm việc rung động hơn động cơ xăng (vì áp lực của khí cháy lớn) + Do tỷ số nén lớn, việc tạo hỗn hợp khó khăn vì nhiên liệu tự bốc cháy khi được phun vào xilanh trong khoảng thời gian rất ngắn nên động cơ Diesel khó khởi động hơn động cơ xăng. 9.2. So sánh ưu nhược điểm giữa động cơ 2 kỳ và động cơ 4 kỳ 17
Ưu điểm: + Nếu cùng đường kính xilanh D và hành trình piston S (cùng thể tích làm việc) và số vòng quay n thì về mặt lý thuyết công suất của động cơ 2 kỳ gấp 2 lần công suất của động cơ 4 kỳ. Trong thực tế do tổn thất trong các quá trình nạp, thải và quét khí nên chỉ gấp 1,6 – 1,8 lần + Động cơ 2 kỳ có cấu tạo đơn giản, hành trình phụ ít, trục khuỷu quay đều và êm hơn động cơ 4 kỳ vì mỗi vòng quay của trục khuỷu có một hành trình sinh công Nhược điểm: + Động cơ 2 kỳ xả không sạch nên cháy không tốt và nạp không đầy + Động cơ 2 kỳ nóng hơn động cơ 4 kỳ vì số lần sinh công nhiều hơn và khó làm mát hơn + Động cơ 2 kỳ không thể thay đổi được góc độ phân phối khí còn động cơ 4 kỳ thì thay đổi được nhờ cách bố trí các cam trên trục cam. ̣ ̉ ̣ 10. Nguyên ly lam viêc cua đông c ́ ̀ ơ nhiêu xi lanh ̀ 10.1. Góc lệch công tác Đối với động cơ nhiều xilanh kỳ nổ của các xilanh trong động cơ được bố trí đảm bảo sao cho mô men của động cơ trong một chu trình là đồng đều nhất, không để tải trọng tập trung quá nhiều vào một hoặc một số cổ trục nào đó để trục có sức bền đồng đều. Vì những nguyên tắc trên việc bố trí kỳ nổ ở các xilanh được quyết định bởi sự sắp đặt các cổ thanh truyền trên trục khuỷu tức là giữa hai cổ thanh truyền lệch nhau một góc gọi là góc lệch công tác và được xác định bởi công thức sau: =360/n (Động cơ 2 kỳ) =720/n (Động cơ 4 kỳ) 10.2. Các hình thức bố trí xy lanh Động cơ 1 hàng xilanh: Là loại động cơ thường thấy trên ô tô, máy kéo, máy xây dựng... có thể đặt xilanh thẳng đứng hoặc nằm ngang Động cơ 2 hàng xilanh: Động cơ 2 hàng xilanh có dạng hình chữ V, góc giữa hai hàng xilanh thường là 900, có khi là 550, 600, 750, 1350, 1800. Động cơ nhiều hàng xi lanh: Động cơ có dạng hình chữ W hoặc hình sao... 10.3. Thứ tự làm việc của động cơ nhiều xilanh 10.3.1. Động cơ 4 kỳ 4 xilanh thẳng hàng a) Kết cấu trục khuỷu và thứ tự làm việc của các xilanh Trục khuỷu có 4 cổ thanh truyền nằm trên cùng một mặt phẳng, cổ 1 và cổ 4 hướng lên trên cổ 2 và 3 hướng xuống dưới, hai cặp cổ này lệch nhau một góc 1800. Với kết cấu trục khuỷu như vậy thì góc lệch công tác là 1800 và thứ tự nổ của các xilanh là 1342 hoặc 1243. 18
Hình 1.11. Sơ đồ bố trí trục khuỷu của động cơ 4 kỳ 4 xilanh b) Bảng thư tự làm việc của động cơ 4 kỳ 4 xilanh (thứ tự nổ 1342) Qua bảng, ta thấy ở nửa vòng quay thứ nhất trục khuỷu (00 1800) piston của xilanh số 1 đi từ ĐCT xuống ĐCD thực hiện kỳ nổ, cùng thời gian này piston của xilanh số 4 cũng đi từ ĐCT xuống ĐCD nhưng thực hiện kỳ hút, piston của xilanh số 2 và số 3 đi từ ĐCD lên ĐCT trong đó xilanh số 2 thực hiện kỳ xả, xilanh số 3 thực hiện kỳ nén. Tương tự như vậy ở ba nửa vòng quay tiếp theo của trục khuỷu các xilanh lần lượt thực hiện các kỳ còn lại. Như vậy sau hai vòng quay của trục khuỷu cả 4 xilanh đều thực hiện sinh công một lần và trong mỗi xilanh đều trải qua bốn quá trình: hút, nén, nổ, xả. 10.3.2. Động cơ 4 kỳ 6 xilanh xếp thẳng hàng a) Kết cấu trục khuỷu và thứ tự làm việc của các xilanh 19
Hình 1.12. Sơ đồ bố trí trục khuỷu của động cơ 4 kỳ 6 xilanh Trục khuỷu có 6 cổ thanh truyền, cổ 1,6 hướng lên trên, cổ 2,5 hướng sang trái, cổ 3,4 hướng sang phải. Các cặp cổ này nằm trong 3 mặt phẳng và lệch với nhau một góc 1200. Với kết cấu như vậy thì góc lệch công tác là 1200, thứ tự nổ là 153624 hoặc 123654. b) Bảng thứ tự làm việc của động cơ 4 kỳ 6 xilanh xếp thẳng hàng (thứ tự nổ 153624) Qua bảng, ta thấy ở nửa vòng quay thứ nhất trục khuỷu (00 1800) piston của xilanh số 1 đi từ ĐCT xuống ĐCD thực hiện kỳ nổ, piston của xilanh 6 cũng chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD nhưng thực hiện kỳ hút. Piston của xilanh số 2 và số 5 chuyển động hết 2/3 hành trình lên ĐCT xilanh số 5 kết thúc kỳ nén, xilanh số 2 kết thúc kỳ xả sau đó chuyển động 1/3 hành trình xuống ĐCD xilanh số 2 bắt đầu kỳ hút, xilanh số 5 bắt đầu kỳ nổ. Pittông của xilanh số 3 và số 4 chuyển động 1/3 hành trình xuống ĐCD và tiếp tục 2/3 hành trình lên ĐCT, xilanh số 3 kết thúc kỳ hút và bắt đầu kỳ nén, xilanh số 4 kết thúc kỳ nổ và bắt đầu kỳ xả. Tương tự như vậy ở ba nửa vòng quay tiếp theo của trục khuỷu các xilanh lần lượt thực hiện các kỳ còn 20