intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo trình đào tạo thuyền trưởng hạng ba môn Máy tàu thủy - Cục Đường thủy nội địa Việt Nam

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:65

132
lượt xem
39
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Giáo trình đào tạo thuyền trưởng hạng ba môn Máy tàu thủy" còn được gọi là “Giáo trình máy tàu thủy” do Cục Đường thủy nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn gồm 5 chương: Chương I: Những khái niệm và định nghĩa cơ bản - Chương II: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong, động cơ xăng - Chương III: Kết cấu động cơ - Chương IV: Các hệ thống trên tàu thủy - Chương V: Chăm sóc và bảo quản động cơ. Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu, giảng dạy, học tập.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình đào tạo thuyền trưởng hạng ba môn Máy tàu thủy - Cục Đường thủy nội địa Việt Nam

  1. BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM   GIÁO TRÌNH ĐÀO TẠO THUYỀN TRƯỞNG HẠNG BA MÔN MÁY TÀU THỦY       1
  2.            Năm 2014 LỜI GIỚI THIỆU Thực hiện chương trình đổi mới nâng cao chất lượng đào tạo thuyền viên,  người lái phương tiện thủy nội địa quy định tại  Thông tư số 57/2014/TT­BGTVT  ngày 24 tháng 10 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải.  Để từng bước hoàn thiện giáo trình đào tạo thuyền viên, người lái phương  tiện thủy nội địa, cập nhật những kiến thức và kỹ  năng mới. Cục Đường thủy  nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn “Giáo trình máy tàu thủy”.  Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu,   giảng dạy, học tập. Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi những thiếu sót, Cục Đường thủy   nội địa Việt Nam mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý bạn đọc để  hoàn   thiện nội dung giáo trình đáp ứng đòi hỏi của thực tiễn đối với công tác đào tạo   thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa.                                   CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM 2
  3. Chương I NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN         1.1. Khái niệm về động cơ 1.1.1. Định nghĩa chung về động cơ : Động cơ là một tổ hợp các chi tiết, thiết  bị dùng để chuyển đổi một dạng năng lượng bất kỳ thành cơ năng. Tuỳ  theo dạng năng lượng được chuyển đổi thành cơ  năng mà động cơ  được   chia làm các loại như sau: Động cơ điện : Điện năng được chuyển đổi thành cơ năng. Động cơ nhiệt : Nhiệt năng được chuyển đổi thành cơ năng. 1.1.2. Động cơ  nhiệt :  Động cơ  nhiệt là động cơ  mà  ở  đó nhiệt năng được  chuyển đổi thành cơ năng. Động cơ nhiệt được chia làm hai loại chính là: Động cơ đốt ngoài : là động cơ nhiệt mà ở trong đó các quá trình đốt cháy nhiên  liệu thành nhiệt và sự  chuyển đổi từ  nhiệt sang cơ  được xảy ra  ở  hai nơi khác   nhau. Động cơ đốt trong : là động cơ nhiệt mà ở trong đó các quá trình đốt cháy nhiên   liệu thành nhiệt và sự  chuyển đổi từ  nhiệt sang cơ  được xảy ra  ở  một nơi duy   nhất ngay bên trong bản thân động cơ. 1.1.3. So sánh động cơ đốt trong với các loại động cơ nhiệt khác : 1.1.3.1. Ưu điểm: ­  Hiệu suất có ích cao, có thể  đạt 40 ÷52%, trong khi đó hiệu suất của tua bin   hơi nước chỉ đạt 22 ÷28%, của máy hơi nước đạt không quá 16% và của tua bin  khí không quá 30%. ­  Kết cấu gọn, trọng lượng, kích thước nhỏ so với các loại động cơ  khác cùng   công suất.  ­  Khởi động nhanh và luôn ở trạng thái chuẩn bị khởi động.Tính cơ động cao, có  thể điều chỉnh kịp thời công suất theo phụ tải bên ngoài.  ­  Dễ tự động hoá và có thể điều khiển được từ xa. 3
  4. ­  Ít nguy hiểm khi vận hành, ít có khả năng gây ra hoả hoạn như nổ vỡ thiết bị.   Nhiệt độ  xung quanh động cơ  tương đối thấp, tạo điều kiện làm việc tốt cho   thợ máy. ­  Sử dụng nhiên liệu lỏng nên dễ dự trữ và vận chuyển. Suất tiêu hao nhiên liệu  theo công suất thấp, nên lượng dự trữ  ít.  ­  Không cần khử xỉ và tro. Không cần nhiều người bảo dưỡng và phục vụ.  1.1.3.2. Nhược điểm: ­  Khả năng quá tải kém (thường không quá 10% trong thời gian một giờ). ­  Hoạt động không ổn định khi làm việc ở tốc độ thấp.  ­  Rất khó khởi động khi động cơ có tải.  ­  Công suất lớn nhất của thiết bị không cao. ­  Cấu tạo phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao. ­  Dùng nhiên liệu lỏng rất đắt tiền và yêu cầu tương đối khắt khe. ­  Thợ máy yêu cầu phải có trình độ kỹ thuật cao. ­  Chi phí về chế tạo ban đầu tương đối đắt.  ­  Động cơ làm việc có tiếng ồn lớn (nhất là những động cơ cao tốc). 1.2. Các bộ phận cơ bản trên động cơ 1.2.1. Bộ phận tĩnh: Là những chi tiết, bộ phận mà khi động cơ làm việc nó  không thay đổi vị trí so với vị trí đặt động cơ ( không dịch chuyển so với bệ  máy ), bao gồm: 4
  5. ­ Nắp xi lanh ­ Sơ mi xi lanh ( ống lót ) ­ Thân máy ( blốc xi lanh ) ­ Bệ đỡ trục khuỷu ­ Bệ máy ( các te )  1.2.2. Bộ  phận động: Là những chi tiết, bộ  phận mà khi động cơ  làm việc nó  thay đổi vị  trí so với vị trí đặt động cơ  ( dịch chuyển so với bệ  máy ), bao  gồm:  ­ Piston ­ Xéc măng ­ Chốt piston ­ Thanh truyền ­ Trục khuỷu ­ Bánh đà 1.2.3. Các hệ thống phục vụ: ­ Hệ thống phân phối khí ­ Hệ thống tăng áp ­ Hệ thống cung cấp nhiên liệu ­ Hệ thống bôi trơn ­ Hệ thống làm mát ­ Hệ thống khởi động ­  Đảo chiều – Điều tốc 1.3. Các định nghĩa cơ bản 1.3.1. Chu trình công tác: Là tổng cộng tất cả  những phần của quá trình xảy ra  trong   thời  gian của một giai  đoạn (thời kì)  trong một xylanh của  động cơ.   Khoảng thời gian đó được tính từ  khi nạp khí mới vào cho đến khi kết thúc thải   khí cũ đã cháy trong xylanh ra. Chu trình công tác có tính chu kì. Từ tính chu kì   của chu trình công tác mà người ta chia động cơ đốt trong ra làm hai loại là động  cơ 4 kì và động cơ 2 kì. 1.3.2. Kì : Là một phần của chu trình công tác xảy ra trong khoảng thời gian giữa   hai vị trí của cơ cấu  thanh truyền­ trục khuỷu mà ở đó xylanh có thể tích là lớn  nhất và nhỏ nhất.  5
  6. 1.3.3. Điểm chết  :Là những vị  trí của piston trong xylanh mà tại đó piston đổi  chiều chuyển động.  Có hai điểm chết là điểm chết trên (Đ C T) và  điểm chết dưới (Đ C D) Đ C T: Là vị  trí của piston trong xylanh mà tại đó khoảng cách từ   đỉnh piston  đến đường tâm trục khuỷu là lớn nhất trong một chu trình công tác. Đ C D: Là vị  trí của piston trong xylanh mà tại đó khoảng cách từ   đỉnh piston   đến đường tâm trục khuỷu là nhỏ nhất trong một chu trình công tác. 1.3.4. Hành trình piston : Là khoảng cách giữa hai điểm chết. Kí hiệu (S) đơn vị  tính (mm).  1.3.5. Thể  tích buồng đốt : Là thể  tích nhỏ  nhất của xylanh trong một chu trình  công tác.  Kí hiệu (Vc), đơn vị tính ( cm3 ) 1.3.6. Thể  tích công tác  : Là hiệu số  giữa thể  tích lớn nhất và nhỏ  nhất của   xylanh trong một chu trình công tác. Kí hiệu Vh, Đơn vị tính (cm3 ). Vh = Vmax – Vc Thể tích công tác của xylanh chính là thể tích phần không gian trong xylanh giới  hạn giữa hai điểm chết.        Vh = Vmax – Vmin 1.3.7. Tỉ số nén : là tỉ số giữa thể tích lớn nhất và nhỏ nhất của xylanh trong một  chu trình công tác . Kí hiệu là     V max                  Vc 6
  7. Chương II SƠ ĐỒ CẤU TẠO V NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG, ĐỘNG CƠ XĂNG 2.1. Nguyên lý hoạt động của đông cơ diesel 4 kì  2.1.11.Định nghĩa : Động cơ diesel 4 kì là động cơ đốt trong, sử dụng nhiên liệu  là dầu diesel và khi thực hiện   một chu trình công tác   cần 4 hành trình piston  (ứng với 2 vòng quay trục khuỷu ) 2.1.2.Nguyên lý hoạt động của  động cơ diesel 4 kì: 2.1.2.1.Sơ đồ cấu tạo : Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo động cơ diesel 4 kì 1­ Trục khuỷu 2­ Thanh truyền 3­ Piston 4- Xylanh 5­ Vòi phun 6­ Xupap nạp 7­ Xupap thải 8­ Đường ống nạp 9­ Đường ống thải 2.1.2.2.Nguyên lý làm việc : Một   chu   trình   công   tác   của   động   cơ  được thực hiện sau 4 hành trình của piston  như sau: Hành trình I: Hành trình nạp.       Khi piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD xupap thải đóng, xupap nạp   mở. Thể  tích trong xylanh động cơ  tăng, dẫn đến áp suất giảm, nhờ  sự  chênh  lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài xylanh, không khí ở bên ngoài có áp suất  lớn hơn tự động tràn qua đường ống hút và xupap nạp vào xylanh động cơ trong   suốt hành trình này. Vì vậy hành trình này được gọi là hành trình nạp. Piston  xuống tới ĐCD thì chấm dứt hành trình thứ nhất.  7
  8.    Thực tế để  tăng thêm lượng không khí nạp vào trong xylanh động cơ  thì  xupap nạp được mở  sớm một góc  1   và đóng muộn một góc  2   .Vì vậy thời  gian thực tế của quá trình nạp lớn hơn hành trình:  1 + 1800 +  2 > 1800  ­  Hành trình II: Hành trình nén.      Khi piston đi từ  dưới lên cả  hai xupap nạp và thải đều đóng. Thể  tích trong   xylanh giảm, không khí bị  nén trong xylanh dẫn đến áp suất và nhiệt độ  tăng.  Khi pis ton lên gần tới điểm chết trên áp suất và nhiệt độ của không khí đủ điều   kiện cho nhiên liệu cháy (p= 30÷45 at; T = 400÷600 0C ) nhiên liệu được phun  vào buồng đốt với góc phun sớm  3.  Piston lên tới điểm chết trên thì chấm dứt  hành trình thứ hai, hành trình nén.  Thực tế thời gian quá trình nén chỉ được tính khi các xupap đã đóng hoàn  toàn. Vì vậy thời gian thực tế quá trình nén nhỏ hơn hành trình: 1800  ­   2 
  9. thực hiện quá trình giãn nở sinh công. Pis on xuống tới điểm chết dưới thì chấm   dứt hành trình thứ ba. Thực tế để giảm bớt công cản trong quá trình thải và nhằm thải được sạch   khí cháy thì xupap thải được mở sớm một góc  4 và đóng muộn một góc  5. Như  vậy thời gian thực tế  quá trình cháy giãn nở  nhỏ  hơn hành trình: 180 0   ­    4    1800  Hình 2.3.  Các quá trình làm việc thực tế của động cơ diesel 4 kì theo góc quay trục khuỷu. a. Điểm mở xupap nạp b. Điểm đóng xupap nạp 1 : Góc mở sớm xupap nạp  2 : Góc đóng muộn xupap nạp c. điểm phun nhiên liệu 9
  10. 3 : Góc phun sớm nhiên liệu d.Điểm mở sớm xupap thải. 4 : Góc mở sớm xupap thải e. Điểm đóng muộn xupap thải 5 : Góc đóng muộn xupap thải 2.1.3.Kết luận: Qua  phân tích nguyên lý làm việc của động cơ diesel 4 kì như trên ta có thể  đưa ra một số kết luận sau : +Toàn bộ    một chu trình công tác của động cơ  được thực hiện sau bốn hành  trình, trong bốn hành trình đó chỉ  có hành trình thứ  ba là sinh công, còn ba hành   trình   (nạp, nén, thải) không sinh công mà phải tiêu hao công mới thực hiện  được. Năng lượng để  phục vụ  cho ba hành trình này là nhờ  năng lượng dự  trữ  của trục khuỷu, bánh đà và của các xylanh khác. +Thời điểm mở, đóng của các xupap nạp và thải cũng như thời điểm phun nhiên  liệu không trùng với các điểm chết, được gọi là thời điểm phân phối khí của   động cơ.  2.2. Nguyên lý hoạt động của đông cơ diesel 2 kì  2.2.1.Định nghĩa, đặc điểm của động cơ diesel hai kì  2.2.1.1.Định nghĩa: Động cơ diesel 2 kì là động cơ đốt trong, sử dụng nhiên liệu   là dầu diesel và khi thực hiện một chu trình công tác  cần hai hành trình piston  (ứng với một vòng quay trục khuỷu ) 2.2.1.2.Đặc điểm của động cơ diesel hai kì :  Động cơ diesel 2 kì về nguyên tắc làm việc trong một chu trình cũng phải   thực hiện các quá trình: nạp, nén (cuối nén phun nhiên liệu), cháy giãn nở, thải.  Nhưng tất cả các quá trình này chỉ  thực hiện sau hai hành trình piston, do đó về  mặt kết cấu cần có những đặc điểm khác biệt so với động cơ 4 kì:   ­ Động cơ  diesel hai kì muốn làm việc được bắt buộc phải có bơm khí quét  (hoặc máy nén) hút khí ngoài trời tạo áp suất cao thổi vào xylanh qua các hàng   cửa nạp, dùng khí mới đuổi khí cũ đi và khí mới chiếm chỗ  luôn trong đó; thực  hiện việc vừa nạp vừa thải gọi là  quét khí .  ­ Động cơ hai kì có thể không có xupap hoặc chỉ có xupap thải.   Tuỳ theo hình dạng của dòng khí quét và việc bố trí các cửa khí mà ở động  cơ  diesel hai kì có rất nhiều kiểu quét khí khác nhau. Dưới đây ta xét nguyên lí  10
  11. làm việc của động cơ diesel 2 kì quét thẳng qua xupap. Đó là loại động cơ diesel   hai kì khá phổ biến dưới tàu thuỷ. 2.2.2. Nguyên lý làm việc động cơ diesel hai kì quét thẳng qua xupap: 2.2.2.1.Sơ đồ cấu tạo:   Hình 2.4.   Sơ  đồ  cấu tạo động cơ   diesel 2 kì quét thẳng qua xupap. 1. Bơm khí quét 2. Xylanh  3. Vòi phun 4. Xupap  thải 5. Cửa nạp 6. Piston 7. Thanh truyền 2.2.2.2.Nguyên tắc làm việc  Trên sơ  đồ  như  hình vẽ  các cửa  nạp   được   bố   trí   xung   quanh   thành  xylanh   ở   về   phía   dưới,   xupap   thải  được bố trí trên nắp xylanh. Việc đóng, mở xupap cũng thông qua một hệ thống   cơ  cấu cam, con đội… như  động cơ  bốn kì, còn các cửa nạp đóng, mở  là nhờ  piston đảm nhiệm. Bơm khí quét 1 nén không khí vào không gian chính, sau đó   vào xylanh quét sạch khí xả ra ống thải và nạp đầy khí mới vào xylanh. Một chu  trình công tác được thực hiện như sau:  Hành trình I: Thải ­  nạp – nén.  Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Khi piston ở ĐCD lúc này cả cửa nạp và xupap thải  đều mở, không khí ở bên ngoài được bơm quét đưa vào qua hàng cửa nạp đi lên  phía trên đuổi khí cháy ra ngoài qua xupap thải, đồng thời khí mới chiếm chỗ  trong đó (thực hiện quá trình vừa nạp, vừa thải ), piston đi lên, để  tránh hiện   tượng dò lọt khí nạp và góp phần nạp thêm khí nạp vào trong xylanh động cơ thì  xupap thải được đóng trước khi piston đóng cửa nạp một góc từ  3 ÷ 5 o góc quay  trục khuỷu. Khi piston đóng kín hàng cửa nạp thì bắt đầu quá trình nén khí, áp  suất và nhiệt độ của không khí trong lòng xylanh tăng lên. Khi piston lên gần tới  điểm chết trên áp suất và nhiệt độ trong lòng xylanh đủ điều kiện cho nhiên liệu   cháy (áp suất đạt 30 ÷ 45 at; nhiệt độ  đạt 400 ÷ 600  oC), nhiên liệu được phun  vào buồng đốt. Piston lên tới ĐCT thì chấm dứt hành trình thứ nhất. Như vậy ở  11
  12. hành trình thứ nhất trong lòng xylanh động cơ đã xảy ra các quá trình nạp, thải,   nén và phun nhiên liệu. Hành trình II: Cháy giãn nở – thải ­  nạp Ở cuối hành trình thứ nhất khi nhiên liệu được phun vào buồng đốt. Do gặp   áp suất và nhiệt độ cao của khí nén trong buồng đốt, nhiên liệu tự bốc cháy. Quá   trình cháy xảy ra mãnh liệt nhất khi pis ton ở ĐCT, nhiệt độ có thể đạt tới 1600  ÷ 2000 oC; áp suất có thể đạt 90 ÷  120 at. Ap lực của khí cháy tác động lên đỉnh   piston đẩy piston đi xuống thực hiện quá trình giãn nở  sinh công. Piston xuống  gần mở cửa nạp thì xupap thải được mở trước, khí cháy trong lòng xylanh có áp  suất lớn hơn khí trời tự động thoát ra ngoài (giai đoạn thải tự do). Khi piston mở  cửa nạp áp suất trong lòng xylanh đã giảm xuống xấp xỉ  bằng áp suất do bơm  quét tạo ra, không khí  ở  bên ngoài được bơm quét đưa vào qua hàng cửa nạp,   đuổi khí cháy ra ngoài qua xupap thải và khí mới chiếm chỗ trong đó (thực hiện   việc vừa nạp, vừa thải). Piston xuống tới điểm chết dưới thì chấm dứt hành  trình thứ  hai, chấm dứt một chu trình công tác của động cơ. Như  vậy  ở  hành   trình thứ   hai trong lòng xylanh động cơ  đã xảy ra các quá trình  cháy giãn nở,  thải tự  do, quét khí và nạp khí mới. Khi piston tiếp tục đi lên thì chu trình tiếp   theo được lặp lại giống như thứ tự đã nói ở trên.     Quét                            Nén                        Cháy giãn nở                 Quét Hình 2.5. Các qúa trình làm việc của động cơ diesel 2 kì 2.2.3. Kết luận : Qua  phân tích nguyên lý làm việc của động cơ diesel 2 kì như  trên ta có thể đưa ra một số kết luận sau : +Toàn bộ    một chu trình công tác của động cơ  được thực hiện trong hai hành  trình của piston. Trong hai hành trình đó chỉ có một hành trình  là sinh công, còn  hành trình kia dùng để nén khí nạp, do đó không sinh công mà phải tiêu hao công   mới thực hiện được . 12
  13. +Ap suất không khí qúet phải lớn hơn áp suất khí trời. Do đó phải có bơm qúet   khí (hoặc máy nén khí) do trục khuỷu dẫn động. +Có một phần hành trình của piston dùng vào việc thải và qúet khí. +Khi qúet khí, có một bộ  phận khí nạp mới bị  hao hụt do có lẫn trong sản vật   cháy đi theo ra ở đường thải. 2.3 Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kì   2.3.1.Định nghĩa : Động cơ  xăng 4kì là động cơ  đốt trong, sử  dụng nhiên liệu   lỏng nhẹ(xăng) và khi thực hiện  một chu trình công tác  cần 4 hành trình piston  (ứng với 2 vòng quay trục khuỷu )  2.3.2.Sơ đồ, nguyên lý làm việc  Khác với động cơ  diêzen đông cơ  xăng là loại động cơ  mà khí hỗn hợp   được hình thành  ở  bên ngoài và môi chất đưa vào xi lanh trong quá trình nạp   không phải thuần là không khí mà là một hỗn hợp khí gồm không khí và hơi  nhiên liệu nhe. Để tránh hiện tượng cháy kích nổ của nhiên liệu nhẹ thì hỗn hợp   khí này không được nén tới mức độ  có thể tự  bốc cháy ,vì vậy ở  động cơ  xăng  cần thiết phải sử dụng phương pháp đốt cháy cưỡng bức. Đối với động cơ xăng  cũng như đối với tất cả các loại động cơ mà khí hỗn hợp được hình thành ở bên   ngoài   ,hiện   nay   đều   dùng  phương pháp đốt cháy bằng  tia lửa điện phát ra giữa hai  cực của nến điện (bugi) 2.3.2.1.Sơ đồ cấu tạo: Hình   2.6.   Sơ   đồ   cấu   tạo   động cơ xăng 4 kì 1­ Ống hút 2­ Họng các buya­ ratơ 3­ Ziclơ 4­ Buồng phao 5­ Bướm ga 6­ Bugi 2.3.2.2.Nguyên lý làm việc : Ta xét chuẩn piston đang ở điểm chết trên. Như vậy một chu trình công tác  của động cơ được thực hiện sau 4 hành trình của piston như sau: 13
  14. ­ Hành trình I: Hành trình nạp. Piston đi từ  ĐCT xuống ĐCD,  ở  hành trình này  suppap nạp mở, suppap thải đóng. Khi piston chuyển động từ  điểm chết trên xuống điểm chết dưới thể  tích  trong xi lanh động cơ  tăng dẫn đến áp suất giảm, dưới sự  chênh lệch áp suất  giữa bên trong và bên ngoài xi lanh, không khí ở bên ngoài có áp suất lớn hơn tự  động tràn vào xi lanh qua  ống hút 1 và qua  ống khuếch tán 2 (họng các buya­  ratơ), ziclơ 3 đặt ở  chỗ  tiết diện nhỏ nhất của  ống khuyếch tán .Tốc độ  không  khí qua ống khuyếch tán càng nhanh (số vòng quay n của động cơ càng lớn ) thì  áp suất trước lỗ phun của ziclơ 3 càng thấp. Ap suất trong buồng phao 4 của cac   buya –ratơ  bằng áp suất khí trời và nhờ  có phao nên mức xăng không thay đổi.  Do sự chênh lệch áp suất nên xăng phụt ra khỏi ziclơ và bị luồng không khí thổi  thành từng hạt nhỏ, bốc hơi nhanh hoà trộn với không khí đi vào xilanh của động  cơ   trong suốt hành trình này. Vì vậy hành trình này được gọi là hành trình nạp  (nạp hỗn hợp nhiên liệu và không khí ) . Piston xuống tới điểm chết dưới thì chấm dứt hành trình thứ  nhất. Nhưng   thực tế để tăng thêm lượng không khí nạp vào trong xi lanh động cơ  thì suppap  nạp được mở sớm một góc  1 và đóng muộn một góc  2. Vì vậy thời gian thực  tế của quá trình nạp lớn hơn hành trình.      a)  b)  c)  d) Hình 2.7.các quá ttình làm việc của động cơ xăng 4 kì. a.Quá trình nạp  b.Quá trình nén c.Quá trình cháy giãn nở d.Quá trình thải 14
  15. ­ Hành trình II:Hành trình nén. Ở hành trình này piston đi từ điểm chết dưới lên  điểm chết trên, cả hai suppap nạp và thải đều đóng . Khi piston đi từ  dưới lên trên thể  tích trong xi lanh giảm dẫn đến áp suất và  nhiệt độ  của hỗn hợp  khí trong xi lanh tăng. Khi pis ton lên gần tới điểm chết  trên áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp đạt giá trị (p= 7­ 20 at; T=350­ 4500C ) bugi  đánh lửa với góc đánh lửa sớm trước ĐCT một góc  3. Piston lên tới điểm chết  trên thì chấm dứt hành trình thứ hai, hành trình nén (nén khí hỗn hợp) . Nhưng thực tế thời gian quá trình nén chỉ được tính khi các suppap đã đóng hoàn  toàn. Vì vậy thời gian thực tế quá trình nén nhỏ hơn hành trình . ­ Hành trình III: Cháy giãn nở sinh công. Ở cuối hành trình thứ hai khi bugi bật   tia lửa điện đốt cháy khí hỗn hợp quá trình cháy bắt đầu xảy ra. Quá trình cháy  xảy ra mãnh liệt nhất khi piston ở ĐCT, nhiệt độ trong buồng đốt có thể đạt tới   2000 – 25000C ;áp suất có thể đạt tới 30 ­ 50 at. Ap lực của khí cháy trực tiếp tác   động lên đỉnh pis ton đẩy pis ton đi xuống làm quay trục khuỷu thực hiện qu  trình giãn nở sinh công. Pis ton xuống tới điểm chết dưới thì chấm dứt hành trình  thứ ba. Nhưng thực tế  để  giảm bớt công cản trong quá trình thải và nhằm thải được   sạch khí cháy thì suppap thải được mở sớm một góc   4  và đóng muộn một góc  5. Như vậy thời gian quá trình cháy giãn nở nhỏ hơn hành trình . ­ Hành trình IV:Hành trình thải.  Ở  hành trình này pis ton đi từ  ĐCD lên ĐCT  suppap thải mở, suppap nạp đóng. Ở cuối hành trình thứ ba khi suppap thải mở khí cháy ở trong lòng xi lanh có   áp suất lớn hơn bên ngoài tự động thoát ra ngoài, phần còn lại của sản vật cháy   sẽ  được pis ton khi đi từ  dưới lên trên đẩy nốt ra ngoài qua suppap thải. Piston   lên tới điểm chết trên thì chấm dứt hành trình thứ  tư, chấm dứt một chu trình  công tác của động cơ, chu trình tiếp theo được lặp lại y như vậy . Trên thực tế do suppap thải được mở sớm một góc  4   và đóng muộn một  góc  5, vì vậy thời gian thực tế của quá trình thải lớn hơn hành trình. 15
  16. Naïp                             Neùn                       Chaùy  giaõn nôû                   Thaûi Hình 2.8. Các quá trình làm việc thực tế  của động cơ  xăng 4 kì theo góc quay   trục khuỷu. a. Điểm mở xupap nạp 3 : Góc đánh lửa sớm b. Điểm đóng xupap nạp d.Điểm mở sớm xupap thải. 1 : Góc mở sớm xupap nạp  4 : Góc mở sớm xupap thải 2 : Góc đóng muộn xupap nạp e. Điểm đóng muộn xupap thải c. Điểm đánh lửa 5 : Góc đóng muộn xuppap thải 2.3.2.3.Kết luận: Qua  phân tích nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kì như  trên ta có thể đưa ra một số kết luận sau: +Toàn bộ   một chu trình công tác của động cơ  được thực hiện trong bốn hành  trình của piston, trong bốn hành trình đó chỉ có hành trình thứ ba là sinh công, còn   ba hành trình kia (nạp, nén, thải) không sinh công mà phải tiêu tốn công mới thực  hiện được. Năng lượng để phục vụ cho ba hành trình này là nhờ năng lượng dự  trữ của trục khuỷu, bánh đà và của các xi lanh khác. +Các điểm đóng, mở  suppap và điểm bật tia lửa điện đốt cháy khí hỗn hợp  không trùng với các điểm chết. Sự  lệch do với điểm chết này gọi là pha phân  phối khí của động cơ, mỗi một động cơ có một pha phân phối khí riêng do nhà  chế tạo qui định, khi sử dụng người thợ phải tuân thủ pha phân phối khí này. +Do không nén khí hỗn hợp tới mức tự bốc cháy cho nên tỉ số nén của động cơ  xăng nhỏ hơn so với động cơ diêzen, và kết quả  là hiệu suất của động cơ  xăng   thấp hơn hiệu suất của động cơ diêzen. 16
  17. Chương III KẾT CẤU ĐỘNG CƠ Cấu tạo chung động cơ được chia ra làm 2 bộ phận chính  là: Bộ phận tĩnh  và bộ phận động  3.1 Phần tĩnh 3.1.1.Nắp xylanh 3.1.1.1.Vị trí, công dụng:  ­ Nắp xylanh nằm trên thân xylanh. ­ Cùng với xylanh và piston tạo thành thể tích làm việc của động cơ. ­ Lắp các chi tiết như  vòi phun, xupap, cơ  cấu giảm áp, các thiết bị  đo lường,   một số chi tiết của hệ thống phân phối khí … 3.1.1.2.Điều kiện công tác:  ­ Chịu nhiệt độ và áp suất cao của khí cháy.  ­ Chịu ăn mòn của sản phẩm cháy và nước làm mát.  ­ Chịu ứng suất nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ. ­ Chịu lực nén khi xiết đai ốc nắp xylanh 3.1.1.3.Đặc điểm kết cấu : Nắp xylanh của động cơ  rất phức tạp, tuỳ  theo kết cấu buồng  đốt mà nắp   xylanh có kết cấu khác nhau sao cho phù hợp với loại buồng đốt đó. Nắp xylanh của động cơ  thường được chế  tạo thành từng cụm hoặc riêng mỗi  xylanh một nắp.  Trên hình 3.1, 3.2 giới thiệu nắp xylanh của động cơ  có buồng cháy thống  nhất.  17
  18. Hình 3.1. Nắp xylanh động cơ 2 kì quét thẳng qua xupap. 1­ Đệm kín 2­ Ống nước làm mát 3­ Nắp xi lanh 4­ Lỗ xupap 5­ Khoang nước làm mát 6­ Lỗ vòi phun 18
  19. Hình  3.2. Nắp xylanh động cơ 4 kì 3.1.2.Thân máy: 3.1.2.1.Vị trí, công dụng: ­ Nằm phía trên bệ máy, dưới nắp xylanh. ­ Lắp các chi tiết, bộ phận của các hệ thống phục vụ động cơ. ­ Lắp bàn trượt (đối với động cơ có bàn trượt). ­ Là nơi bố trí các cửa xả, cửa nạp, bầu góp khí quét đối với động cơ 2 kì. ­ Tạo thành hộp trục và giữ  kín dầu trong cácte. 3.1.2.2.Điều kiện công tác: ­ Chịu ăn mòn do nước làm mát. ­ Chịu lực kéo của các gujông, chịu nén do trọng lượng của các chi tiết lắp trên  nó. ­ Chịu ứng suất nhiệt. 19
  20. 3.1.2.3.Đặc điểm kết cấu : Thân máy có nhiều loại, thường được đúc làm 2 phần: phần thân xylanh và  phần thân máy, sau đó được ghép với nhau bằng các gu jông; hoặc đúc liền thành  một khối rồi bắt với bệ máy bằng bulông. Hình  giới thiệu một loại thân máy  đúc liền khối, bao gồm: Hình  3.3   .Thân  máy ­ Hai cầu dọc 1 để lắp bu lông cố định thân máy với bệ máy.                                   ­ Các lỗ 2 để lắp lót xylanh. ­ Các gu jông 3 để cố định thân máy với nắp xylanh. 3.1.3.Lót xylanh (sơ mi xylanh): 3.1.3.1.Vị trí, công dụng: ­ Nằm trong thân máy (blôc). ­ Cùng với piston, nắp xylanh tạo thành thể tích làm việc của động cơ. ­ Làm bàn trượt cho piston. ­ Bố trí các cửa khí trong động cơ hai kì.  3.1.3.2.Điều kiện công tác: ­ Chịu ma sát trong điều kiện bôi trơn khó khăn. 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2