1
MỤC LỤC
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN .................................................................................................. 4
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................................... 5
BẢNG VIẾT TẮT ................................................................................................................ 7
Phần A. NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ........................................................... 8
Chƣơng 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .................................. 8
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ............................................. 8
1.2. ĐỊNH NGHĨA – PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ........................................................... 12
1.2.1. Định nghĩa ........................................................................................................ 12
1.2.2. Phân loại ........................................................................................................... 12
1.2.3. Ƣu, nhƣợc điểm và phạm vi sử dụng ĐCĐT ................................................ 13
1.3. ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PI T TÔNG (ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG) ...... 14
1.3.1. Sơ đồ nguyên lý (Hình 1.2) .............................................................................. 14
1.3.2. Các thuật ngữ cơ bản ....................................................................................... 14
1.3.3. Trình tự các quá trình (hình 1.3) .................................................................... 16
1.3.4. Phân loại: .......................................................................................................... 17
1.4. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .............................. 18
1.4.1. Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ ............................................................. 18
1.4.2. Nguyên lý làm việc của động cơ 2 kỳ ............................................................. 28
1.4.3. So sánh động cơ 2 kỳ với động cơ 4 kỳ ........................................................... 32
1.4.4. So sánh động cơ diesel với động cơ xăng (dng bộ bộ ch ha khi) ............ 33
1.5. ĐỘNG CƠ NHIỀU XI LANH ............................................................................... 33
1.5.1. Khái niệm chung .............................................................................................. 33
1.5.2. Bảng sinh công ................................................................................................. 34
1.6. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC ĐỘNG CƠ ĐẶC BIỆT .......................... 36
1.6.1. Động cơ Wankel ............................................................................................... 36
1.6.2. Động cơ tua bin ................................................................................................ 38
Chƣơng 2. NHIÊN LIỆU VÀ MÔI CHẤT CÔNG TÁC ............................................... 40
2.1. NHIÊN LIỆU ........................................................................................................... 40
2.1.1. Khái niệm chung .............................................................................................. 40
2.1.2. Nhiên liệu thể khí ............................................................................................. 40
2.1.3. Nhiên liệu thể lỏng ........................................................................................... 42
2.1.4. Các tính chất cơ bản của nhiên liệu ............................................................... 43
2.2. MÔI CHẤT CÔNG TÁC ....................................................................................... 50
2.2.1. Lƣợng không khí cần để đốt cháy nhiên liệu ................................................ 50
2.2.2. Ha khí mới ...................................................................................................... 53
2.2.3. Sản phẩm cháy ................................................................................................. 54
2.2.4. Thay đổi môi chất khi cháy ............................................................................. 58
2.2.5. Hệ số thay đổi phân tử thực t ........................................................................ 61
CHƢƠNG 3. CHU TRÌNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ........................................ 63
3.1. CHU TRÌNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .................................................... 63
3.1.1. Các loại chu trình ............................................................................................. 63
3.1.2. Các chỉ tiêu đánh giá ....................................................................................... 65
3.1.3. Chu trình lý tƣởng của động cơ đốt trong ..................................................... 66
3.2. QUÁ TRÌNH NẠP .................................................................................................. 70
3.2.1. Diễn bin của quá trình nạp của động cơ 4 kỳ pk < pO .................................. 71
3.2.2. Các thông số ảnh hƣởng đn quá trình nạp .................................................. 73
3.2.3. Định nghĩa – công thức hệ số nạp v .............................................................. 80
2
3.3. QUÁ TRÌNH NÉN .................................................................................................. 82
3.3.1. Diễn bin của quá trình nén ............................................................................ 82
3.3.2. Các thông số ảnh hƣởng đn quá trình nén .................................................. 84
3.3.3. Công nén ........................................................................................................... 85
3.3.4. Những yu tố ảnh hƣởng đn chỉ số nén đa bin trung bình n1 ................... 87
3.3.5. Chọn tỷ số nén .................................................................................................. 88
3.4. QUÁ TRÌNH CHÁY ............................................................................................... 90
3.4.1. Quá trình cháy trong động cơ xăng ............................................................... 90
3.4.2. Quá trình cháy trong động cơ diesel ............................................................ 101
3.4.3. Các thông số trong quá trình cháy ............................................................... 109
3.5. QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ SINH CÔNG ............................................................... 112
3.5.1. Diễn bin của quá trình giãn nở ................................................................... 112
3.5.2. Các thông số quá trình giãn nở ..................................................................... 114
3.5.3. Công trong quá trình giãn nở ....................................................................... 115
3.5.4. Những nhân tố ảnh hƣởng đn chỉ số giãn nở đa bin trung bình n2 ....... 116
3.6. QUÁ TRÌNH XẢ ................................................................................................... 118
3.6.1. Diễn bin của quá trình xả ............................................................................ 118
3.6.2. Các thông số quá trình xả ............................................................................. 119
Chƣơng 4. CÁC CHỈ TIÊU VỀ TÍNH NĂNG KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG
CƠ ĐỐT TRONG ............................................................................................................ 120
4.1. CÁC CHỈ TIÊU CHÍNH ...................................................................................... 120
4.1.1. Công suất động cơ .......................................................................................... 120
4.1.2. Hiệu suất có ích của động cơ ......................................................................... 120
4.1.3. Tuổi thọ và độ tin cậy trong hoạt động của động cơ .................................. 120
4.1.4. Khối lƣợng động cơ ........................................................................................ 121
4.1.5. Kích thƣớc bao ............................................................................................... 121
4.2. CÁC THÔNG SỐ CHỈ THỊ ................................................................................. 122
4.2.1. Công chỉ thị Li và áp suất chỉ thị trung bình pi ........................................... 122
4.2.2. Công suất chỉ thị của động cơ ....................................................................... 126
4.2.3. Hiệu suất chỉ thị và suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị .................................... 127
4.3. TỔN HAO CƠ GIỚI VÀ CÁC THÔNG SỐ CÓ ÍCH ...................................... 129
4.3.1. Tổn hao cơ giới ............................................................................................... 129
4.3.2. Hiệu suất cơ giới . ........................................................................................... 130
4.3.3. Công suất có ích Ne ........................................................................................ 131
4.3.4. Hiệu suất có ích
e và suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge ............................. 132
4.3.5. Công suất lít và công suất pi t tông ............................................................... 133
Chƣơng 5: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH ....................................................... 136
5.1. CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ........................... 136
5.1.1. Các ch độ làm việc ........................................................................................ 136
5.1.2. Điều kiện làm việc .......................................................................................... 138
5.2. ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ...................................................... 139
5.2.1. Khái niệm ........................................................................................................ 139
5.2.2. Các biểu thức dng để phân tích đặc tính của động cơ .............................. 139
5.2.3. Mối quan hệ giữa
i
và
i
với
............................................................ 142
5.2.4. Đặc tính tốc độ và đặc tính ngoài ................................................................. 144
5.2.5. Đặc tính tải ..................................................................................................... 147
5.2.6. Các đặc tính khác ........................................................................................... 151
5.2.7. Chuyển đổi các đặc tính về điều kiện tiêu chuẩn ........................................ 153
Chƣơng 6. TĂNG ÁP CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ................................................ 155
3
6.1. MỤC ĐÍCH CỦA TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ ................................................. 155
6.1.1. Tăng áp để nâng cao công suất động cơ ....................................................... 155
6.1.2. Tăng áp để tit kiệm năng lƣợng .................................................................. 156
6.2. CÁC BIỆN PHÁP TĂNG ÁP CHỦ YẾU ........................................................... 157
6.2.1. Tăng áp dẫn động bằng cơ khí (Supercharger) .......................................... 157
6.2.2. Tăng áp nhờ năng lƣợng khí thải ................................................................. 159
6.2.3. Tăng áp hỗn hợp ............................................................................................ 163
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... 165
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... 1666
Tài liệu tham khảo ......................................................................................................... 1677
4
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Giáo trình “Động cơ đốt trong” do chúng tôi biên soạn là tài liệu 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.
5
LỜI NÓI ĐẦU
Biên soa n gia o tri nh la mô t hoa t đô ng thuô c Tiểu hợp phần 3.1: Tăng cường năng lực
quản lý, giảng dạy và cải tiến giáo trình - trong khuôn khổ Dự án Khoa học công nghệ
Nông nghiệp - vay vốn ADB. Cuô n giáo trình “ Động cơ đốt trong” la mô t sa n phâ m cu a
Dư a n được chúng tôi biên soạn dùng cho việc gia ng da y va ho c tâ p ngành Công nghệ k
thuâ t ô tô - hệ cao đẳng.
Giáo trình cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về nguyên lý động cơ đốt
trong; về kết cấu của động cơ đốt trong; về động học, động lực học của cơ cấu trục khuỷu –
thanh truyền và sự cân bằng động cơ.
Cuốn giáo trình này được biên soạn dựa theo đề cương chi tiết hai học phần ( Nguyên
lý động cơ đốt trong và kết cấu động cơ đốt trong); dựa trên cơ sở đổi mới phương pháp
giảng dạy theo hướng tăng thời gian tự học, tự nghiên cứu của sinh viên. Trong quá trình
biên soạn giáo trình, chúng tôi đã tham khảo nhiều giáo trình tài liệu liên quan, tìm hiểu
các thông tin trên báo, trên mạng internet về động cơ đốt trong, kết hợp với kinh nghiệm
thực tế.
Cấu trúc cuốn giáo trình “Động cơ đốt trong” gồm 2 phần với 13 chương:
Phần A. Nguyên lý động cơ đốt trong, gồm 6 chƣơng:
Chương 1. Khái niệm chung về động cơ đốt trong
Chương 2. Nhiên liệu và môi chất công tác
Chương 3. Các quá trình của chu trình công tác
Chương 4. Các chỉ tiêu về tính năng kinh tế k thuật của động cơ đốt trong
Chương 5. Chế độ làm việc và đặc tính của động cơ đốt trong
Chương 6. Tăng áp cho động cơ.
Phần B. Kt cấu động cơ đốt trong, gồm 7 chƣơng:
Chương 1. Cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền
Chương 2. Cơ cấu phân phối khí
Chương 3. Hệ thống bôi trơn
Chương 4. Hệ thống làm mát
Chương 5. Hệ thống cung cấp động cơ xăng
Chương 6. Hệ thống cung cấp động cơ diesel
Chương 7. Động học, động lực học cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền và cân bằng
động cơ.