intTypePromotion=3

Giáo trình Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Võ Văn Nhuận, ThS. Nguyễn Văn Trạng

Chia sẻ: 124357689 124357689 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:210

0
607
lượt xem
320
download

Giáo trình Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Võ Văn Nhuận, ThS. Nguyễn Văn Trạng

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

Ebook Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong do Võ Văn Nhuận và ThS. Nguyễn Văn Trạng biên soạn có nội dung giới thiệu khái quát về động cơ đốt trong, nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong, các bộ phận chính của động cơ đốt trong, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, yêu cầu nhiên liệu động cơ xăng, hệ thống nhiên liệu động cơ Diezel và các nội dung khác.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Nguyên lý kết cấu động cơ đốt trong - Võ Văn Nhuận, ThS. Nguyễn Văn Trạng

  1. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP.HOÀ CHÍ MINH KHOA CÔ KHÍ ÑOÄNG LÖÏC _______ oo0oo _______ BOÄ MOÂN ÑOÄNG CÔ (KCN vaø caùc ngaønh lieân quan ) Ngöôøi bieân soaïn: GVC. VOÕ VAÊN NHUAÄN ThS. NGUYEÃN VAÊN TRAÏNG Thaùng 12/2006
  2. Muïc luïc MUÏC LUÏC Trang Chöông 1 GIÔÙI THIEÄU KHAÙI QUAÙT VEÀ ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG I. Khaùi nieäm . ................................................................................................................................... 7 II. Ñònh nghóa vaø phaân loaïi ñoäng cô................................................................................................. 7 II.1. Ñònh nghóa..................................................................................................................... 7 II.1.1. Ñoäng cô nhieät .................................................................................................... 7 II.1.2. Ñoäng cô ñoát trong.............................................................................................. 7 II.1.3. Ñoäng cô ñoát ngoaøi ............................................................................................. 7 II.2. Phaân loaïi ñoäng cô ñoát trong .......................................................................................... 8 II.2.1. Theo phöông phaùp thöïc hieän chu trình coâng taùc. .............................................. 8 II.2.2. Theo nhieân lieäu söû duïng. .................................................................................. 8 II.2.3. Theo phöông phaùp naïp cuûa chu trình coâng taùc. ................................................ 8 II.2.4. Theo toác ñoä ñoäng cô.......................................................................................... 9 II.2.5. Theo ñaëc ñieåm caáu taïo ñoäng cô........................................................................ 9 III. Öu ñieåm, khuyeát ñieåm cuûa ñoäng cô ñoát trong – ñoäng cô ñoát ngoaøi ........................................... 10 III.1. Ñoäng cô ñoát trong ........................................................................................................ 10 III.2. Ñoäng cô ngoaøi.............................................................................................................. 11 IV. Caùc loaïi ñoäng cô trong töông lai ................................................................................................ 11 Chöông 2 NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG I. Ñònh nghóa caùc danh töø kyõ thuaät cô baûn ....................................................................................... 13 I.1. Ñieåm cheát ....................................................................................................................... 13 I.2. Haønh trình cuûa piston ..................................................................................................... 13 I.3. Theå tích coâng taùc ............................................................................................................ 13 I.4. Theå tích buoàng chaùy ....................................................................................................... 14 I.5. Theå tích toaøn boä ............................................................................................................. 14 I.6. Tyû soá neùn........................................................................................................................ 14 I.7. Kyø (thì) ........................................................................................................................... 14 I.8. Chu trình coâng taùc .......................................................................................................... 14 II. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel 4 kyø khoâng taêng aùp .......................... 14 II.1. Quaù trình naïp, quaù trình neùn, quaù trình chaùy – giaõn nôû vaø quaù trình thaûi..................... 14 II.2. Ñoà thò coâng P-V vaø giaõn ñoà phaân phoái khí.................................................................... 17 III. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel 2 kyø................................................. 19 III.1. Quaù trình chaùy – giaõn nôû vaø quaù trình naïp .................................................................. 19 III.2. Ñoà thò coâng P-V vaø giaõn ñoà pha phoái khí .................................................................... 21 III.3. Caùc heä thoáng queùt thaûi cuûa ñoäng cô hai kyø ................................................................. 22 IV. Hôïp löïc vaø moâmen taùc duïng leân cô caáu piston – khuyûu truïc – thanh truyeàn ............................ 25 V. So saùnh söï khaùc nhau cuûa ñoäng cô 2 kyø vaø ñoäng cô 4 kyø ........................................................... 26 VI. So saùnh söï khaùc nhau cuûa ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel...................................................... 27 VI.1. Veà nguyeân lyù laøm vieäc ................................................................................................ 27 VI.2. Veà tính hieäu quaû .......................................................................................................... 27 VII. Giôùi thieäu ñoäng cô Wankel vaø ñoäng cô tuabin ......................................................................... 27 Chöông 3 CAÙC BOÄ PHAÄN CHÍNH CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG I. Nhöõng chi tieát coá ñònh cuûa ñoäng cô ñoát trong............................................................................... 31 1
  3. Muïc luïc I.1. Khaùi nieäm chung ............................................................................................................ 31 I.2. Thaân maùy ....................................................................................................................... 31 I.2.1. Nhieäm vuï............................................................................................................ 31 I.2.2. Keát caáu thaân maùy ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel ............................................ 32 I.2.3. Loùt xylanh .......................................................................................................... 34 I.3. Naép maùy ......................................................................................................................... 35 I.3.1. Nhieäm vuï............................................................................................................ 35 I.3.2. Keát caáu naép maùy ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel.............................................. 36 I.3.3. Caùc daïng buoàng ñoát ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel ....................................... 41 I.4. Gioaêng naép maùy, carter, Goujon. ................................................................................... 44 II. Nhöõng chi tieát di ñoäng cuûa ñoäng cô ñoát trong ............................................................................. 47 II.1. Nhoùm Piston.................................................................................................................. 47 II.1.1. Piston................................................................................................................. 47 II.1.2. Choát piston ........................................................................................................ 53 II.1.3. Xeùc-maêng ......................................................................................................... 55 II.2. Nhoùm thanh truyeàn. ...................................................................................................... 58 II.2.1. Nhieäm vuï .......................................................................................................... 58 II.2.2. Ñieàu kieän laøm vieäc ........................................................................................... 58 II.2.3. Vaät lieäu cheá taïo ................................................................................................ 58 II.2.4. Keát caáu thanh truyeàn, buloâng thanh truyeàn vaø baïc loùt thanh truyeàn ................ 58 II.3. Truïc khuyûu.................................................................................................................... 63 II.3.1. Nhieäm vuï .......................................................................................................... 63 II.3.2. Ñieàu kieän laøm vieäc ........................................................................................... 63 II.3.3. Vaät lieäu cheá taïo ................................................................................................ 63 II.3.4. Keát caáu truïc khuyûu............................................................................................ 63 II.4. Baùnh ñaø. ........................................................................................................................ 67 II.4.1. Nhieäm vuï .......................................................................................................... 67 II.4.2. Ñieàu kieän laøm vieäc ........................................................................................... 67 II.4.3. Vaät lieäu cheá taïo ................................................................................................ 67 II.4.4. Keát caáu baùnh ñaø................................................................................................ 68 III. Cô caáu phaân phoái khí ................................................................................................................. 69 III.1. Nhieäm vuï, phaân loaïi vaø yeâu caàu. ................................................................................ 69 III.2. Caùc phöông aùn boá trí supap vaø daãn ñoäng cô caáu phoái khí. .......................................... 70 III.2.1. Caùc phöông aùn boá trí supap vaø daãn ñoäng supap. ............................................. 70 III.2.2. Phöông aùn daãn ñoäng truïc cam. ........................................................................ 72 III.3. Keát caáu caùc chi tieát chính trong cô caáu phaân phoái khí................................................. 73 III.3.1. Supap. .............................................................................................................. 73 III.3.2. Ñeá supap, loø xo supap vaø oáng daãn huôùng supap.............................................. 77 III.3.3. Truïc cam, con ñoäi, coø moå vaø ñuõa ñaåy. ............................................................ 79 Chöông 4 HEÄ THOÁNG BOÂI TRÔN I. Nhieäm vuï . .................................................................................................................................... 84 II. Daàu laøm trôn vaø caùc ñaëc tính cô baûn........................................................................................... 84 II.1. Coâng duïng cuûa daàu boâi trôn.......................................................................................... 84 II.2. Moät soá thoâng soá söû duïng cuûa daàu boâi trôn.................................................................... 84 II.3. Caùc ñaëc tính cô baûn cuûa daàu boâi trôn............................................................................ 85 2
  4. Muïc luïc III. Caùc loaïi heä thoáng boâi trôn. ........................................................................................................ 86 III.1. Boâi trôn baèng vung toeù. ............................................................................................... 86 III.2. Boâi trôn baèng daàu pha trong nhieân lieäu....................................................................... 87 III.3. Boâi trôn cöôõng böùc....................................................................................................... 87 IV. Keát caáu moät soá boä phaän chính. .................................................................................................. 90 IV.1. Maïch daàu laøm trôn cho ñoäng cô xaêng – ñoäng cô Diesel. ............................................ 90 IV.2. Bôm daàu. ..................................................................................................................... 90 IV.3. Loïc daàu........................................................................................................................ 92 IV.4. Caùc ñoàng hoà cuûa heä thoáng boâi trôn. ............................................................................ 96 IV.5. Ñeøn baùo nguy. ............................................................................................................. 97 Chöông 5 HEÄ THOÁNG LAØM MAÙT I. Nhieäm vuï cuûa heä thoáng laøm maùt .................................................................................................. 99 I.1. Coâng duïng cuûa heä thoáng laøm maùt .................................................................................. 99 I.1. Nhieät ñoä laøm vieäc toái öu cuûa ñoäng cô ............................................................................ 99 II. Phaân loaïi heä thoáng laøm maùt. ....................................................................................................... 100 II.1. Heä thoáng laøm maùt baèng khoâng khí ............................................................................... 100 II.2. Heä thoáng laøm maùt baèng chaát loûng................................................................................. 101 II.3. So saùnh heä thoáng laøm maùt baèng nöôùc vaø heä thoáng laøm maùt baèng khoâng khí............... 104 III. Caùc boä phaän cuûa heä thoáng laøm maùt baèng chaát loûng. ................................................................. 105 III.1. Keùt nöôùc. ..................................................................................................................... 105 III.2. Naép keùt nöôùc. .............................................................................................................. 106 III.3. Van ñieàu nhieät vaø phöông phaùp boá trí. ........................................................................ 107 III.4. Bôm nöôùc ..................................................................................................................... 111 Chöông 6 HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄU ÑOÄNG CÔ XAÊNG I. Giôùi thieäu heä thoáng cung caáp nhieân lieäu treân ñoäng cô xaêng ........................................................ 113 I.1. Yeâu caàu cuûa heä thoáng .................................................................................................... 113 I.2. Caáu taïo heä thoáng cung caáp nhieân lieäu duøng boä cheá hoaø khí.......................................... 113 II. Yeâu caàu cuûa hoãn hôïp................................................................................................................... 115 II.1. Yeâu caàu cuûa boä cheá hoaø khí.......................................................................................... 115 II.2. Heä thoáng chính (maïch chính)........................................................................................ 116 II.2.1. Heä thoáng chính ñieàu chænh ñoä chaân khoâng sau giclô chính............................... 116 II.2.2. Heä thoáng chính coù giclô boå sung....................................................................... 117 II.2.3. Heä thoáng chính ñieàu chænh ñoä chaân khoâng ôû hoïng ........................................... 117 II.2.4. Heä thoáng chính ñieàu chænh tieát dieän giclô chính ............................................... 118 II.3. Heä thoáng phuï ................................................................................................................ 120 II.3.1. Heä thoáng khoâng taûi (caàm chöøng) ...................................................................... 120 II.3.2. Heä thoáng laøm ñaäm ............................................................................................ 121 II.3.3. Heä thoáng taêng toác.............................................................................................. 122 II.3.4. Heä thoáng khôûi ñoäng .......................................................................................... 123 II.3.5. Cô caáu caàm chöøng nhanh .................................................................................. 123 II.3.6. Cô caáu haïn cheá soá voøng quay cöïc ñaïi............................................................... 124 III. Caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa boä cheá hoaø khí 3A / 4A ..................................................... 124 IV. Giôùi thieäu heä thoáng phun xaêng .................................................................................................. 131 IV.1. Phaân loaïi heä thoáng nhieân lieäu phun xaêng.................................................................... 132 3
  5. Muïc luïc IV.2. Caáu truùc vaø nguyeân lyù laøm vieäc (caûm bieán, ECU, ñieàu kieån phun nhieân lieäu)........... 132 Chöông 7 HEÄ THOÁNG NHIEÂN LIEÄU ÑOÄNG CÔ DIEZEL I. Nhieäm vuï vaø yeâu caàu cuûa heä thoáng.............................................................................................. 164 II. Sô ñoà cuûa heä thoáng...................................................................................................................... 164 III. Caáu taïo vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc boä phaän chính ............................................................. 165 III.1. Bôm cao aùp .................................................................................................................. 165 III.1.1. Bôm cao aùp caù nhaân – Bôm thaúng haøng.......................................................... 166 III.1.2. Bôm cao aùp (VE) ............................................................................................. 170 III.1.3. Kim bôm lieân hôïp ............................................................................................ 171 III.2. Bôm tieáp vaän ............................................................................................................... 176 III.3. Voøi phun ...................................................................................................................... 177 III.3.1. Nhieäm vuï vaø phaân loaïi voøi phun ..................................................................... 177 III.3.2. Nguyeân lyù laøm vieäc vaø keát caáu voøi phun......................................................... 177 III.4. Loïc nhieân lieäu.............................................................................................................. 179 III.5. Giôùi thieäu thieát bò saáy noùng khoâng khí naïp ................................................................. 180 IV. Cô caáu ñieàu toác .......................................................................................................................... 180 IV.1. Tính caàn thieát phaûi laép boä ñieàu toác treân ñoäng cô Diesel. ............................................ 180 IV.2. Phaân loaïi boä ñieàu toác................................................................................................... 181 IV.2.1. Boä ñieàu toác cô khí (boä ñieàu toác 2 cheá ñoä, nhieàu cheá ñoä). ............................... 181 IV.2.2. Boä ñieàu toác chaân khoâng................................................................................... 183 IV.2.3. Boä ñieàu toác thuûy löïc. ....................................................................................... 185 V. Sô ñoà vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng EDC ........................................................................ 186 V.1. Sô ñoà heä thoáng EDC ..................................................................................................... 186 V.1. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng EDC........................................................................ 189 VI. Sô ñoà vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa heä thoáng phun commom-rail ................................................. 190 VI.1. Sô ñoà heä thoáng............................................................................................................. 190 VI.2. Keát caáu vaø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa moät soá chi tieát chính ........................................... 191 Chöông 8 HEÄ THOÁNG ÑAÙNH LÖÛA TRONG ÑOÄNG CÔ XAÊNG I. Nhieäm vuï, yeâu caàu vaø phaân loaïi heä thoáng ñaùnh löûa. ................................................................... 197 I.1. Nhieäm vuï........................................................................................................................ 197 I.2. Phaân loaïi......................................................................................................................... 197 I.3. Yeâu caàu. ......................................................................................................................... 197 II. Heä thoáng ñaùnh löûa ñoäc laäp. ......................................................................................................... 197 II.1. Heä thoáng ñaùnh löûa vít ................................................................................................... 197 II.2. Heä thoáng ñaùnh löûa duøng Transitor (khoâng tieáp ñieåm) .................................................. 198 III. Heä thoáng ñaùnh löûa duøng ECU.................................................................................................... 200 III.1. Heä thoáng ñaùnh löûa coù boä chia ñieän .............................................................................. 200 III.2. Heä thoáng ñaùnh löûa khoâng coù boä chia ñieän ................................................................... 201 III.3. Heä thoáng ñaùnh löûa tröïc tieáp ......................................................................................... 201 Chöông 9 HEÄ THOÁNG KHÔÛI ÑOÄNG ÑOÄNG CÔ I. Nhieäm vuï vaø yeâu caàu heä thoáng khôûi ñoäng. .................................................................................. 205 I.1. Nhieäm vuï........................................................................................................................ 205 I.2. Yeâu caàu .......................................................................................................................... 205 II. Phaân loaïi heä thoáng khôûi ñoäng treân oâ toâ. ...................................................................................... 205 4
  6. Muïc luïc II.1. Caáu taïo chung. .............................................................................................................. 207 II.2. Nguyeân lyù laøm vieäc....................................................................................................... 207 III. Caùc thieát bò hoã trôï khôûi ñoäng. .................................................................................................... 208 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO ................................................................................................................ 210 5
  7. Chöông 1 – Giôùi thieäu khaùi quaùt veà ñoäng cô ñoát trong 6
  8. Chöông 1 – Giôùi thieäu khaùi quaùt veà ñoäng cô ñoát trong Chöông 1 GIÔÙI THIEÄU KHAÙI QUAÙT VEÀ ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG I. KHAÙI NIEÄM Ñoäng cô ñoát trong laø nguoàn ñoäng löïc chính ñeå daãn ñoäng cho caùc phöông tieän giao thoâng vaän taûi, trong ñoù phoå bieán nhaát laø daãn ñoäng cho oâtoâ chuyeån ñoäng. Ñoäng cô ñoát trong hieän nay goàm coù: ñoäng cô ñoát trong piston, tua bin khí vaø ñoäng cô phaûn löïc. Hieän nay veà cô baûn ñoäng cô söû duïng treân oâtoâ laø ñoäng cô ñoát trong kieåu piston, nhieân lieäu söû duïng chính laø xaêng hoaëc Diesel. Veà hoaït ñoäng thì hai loaïi ñoäng cô naøy coù nguyeân lyù gaàn gioáng nhau, chuùng chæ khaùc nhau veà phöông phaùp ñoát chaùy hoãn hôïp (khoâng khí – nhieân lieäu). Ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel laø hai loaïi cuûa ñoäng cô nhieät, chuùng bieán ñoåi hoaù naêng do ñoát chaùy nhieân lieäu thaønh nhieät naêng vaø töø nhieät naêng bieán thaønh cô naêng ñeå truyeàn coâng suaát cho ñoäng cô hoaït ñoäng. Ñoäng cô xaêng coù toác ñoä cao, raát cô ñoäng, coâng suaát phaùt ra khaù lôùn, buoàng ñoát goïn, ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû caùc xe con vaø xe taûi nhoû,... Ñoäng cô Diesel coù hieäu suaát nhieät lôùn, coâng suaát cao hôn, tieát kieäm nhieân lieäu vaø toác ñoä ñoäng cô nhoû hôn ñoäng cô xaêng. Chính vì vaäy noù thöôøng ñöôïc duøng ñeå daãn ñoäng treân caùc loaïi oâtoâ buyùt, oâtoâ taûi, caùc loaïi phöông tieän thöông maïi,... II. ÑÒNH NGHÓA VAØ PHAÂN LOAÏI ÑOÄNG CÔ II.1. Ñònh nghóa II.1.1. Ñoäng cô nhieät Laø loaïi thieát bò thöïc hieän vieäc ñoåi naêng löôïng ôû daïng hoaù naêng thaønh nhieät naêng (baèng caùch ñoát chaùy nhieân lieäu) vaø töø nhieät naêng chuyeån thaønh cô naêng ñeå sinh coâng daãn ñoäng maùy coâng taùc. Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô nhieät: HOÙA NAÊNG NHIEÄT NAÊNG Ñoát chaùy giaõn nôû CÔ NAÊNG (nhieâu lieäu ôû daïng (hôi nöôùc, khí coù (sinh coâng) raén, loûng, khí) nhieät ñoä cao) II.1.2. Ñoäng cô ñoát trong Ñoäng cô ñoát trong laø moät loaïi ñoäng cô nhieät vôùi caùc quaù trình ñoát chaùy nhieân lieäu vaø chuyeån bieán nhieät naêng thaønh cô naêng ñöôïc thöïc hieän cuøng moät nôi ngay beân trong ñoäng cô. Ñoäng cô ñoát trong goàm coù: ñoäng cô ñoát trong kieåu piston, tua bin khí, ñoäng cô phaûn löïc vaø tua bin phaûn löïc (hình 1.1). II.1.3. Ñoäng cô ñoát ngoaøi Ñoäng cô ñoát ngoaøi laø moät loaïi ñoäng cô nhieät vôùi caùc quaù trình ñoát chaùy nhieân lieäu vaø chuyeån bieán nhieät naêng thaønh cô naêng ñöôïc thöïc hieän ôû hai nôi khaùc nhau. 7
  9. Chöông 1 – Giôùi thieäu khaùi quaùt veà ñoäng cô ñoát trong Nhieân lieäu ñöôïc ñoát chaùy beân ngoaøi ñoäng cô (cuûi, than ñaù...) ñeå laøm noùng nöôùc, nöôùc boác hôi (coù nhieät ñoä vaø aùp suaát cao) laøm chuyeån ñoäng caùc tuabin hay ñaåy piston sinh coâng, daãn ñoäng ñöôïc maùy coâng taùc. Ñoäng cô ñoát ngoaøi goàm coù: maùy hôi nöôùc, tuabin hôi nöôùc... Hình 1.1. Sô ñoà caáu taïo cuûa ñoäng cô ñoát trong. a – Ñoäng cô piston. b – T uabin khí. c – Ñoäng cô phaûn löïc. d – T uabin phaûn löïc. Chuù thích: 1 – cacte; 2 – xylanh; 3 – naép xylanh; 4- piston; 5 – thanh truyeàn; 6 – truïc khuyûu ; 7 – bôm nhieân lieäu; 8 – buoàng ñoát ; 9 – loã phun vaøo caùnh tua bin; 10 – tuabin; 11- maùy neùn; 12 – bình chöùa nhieân lieäu; 13 – bình chöùa chaát oxy hoaù; 14 – bôm; 15 – mieäng phun phaûn löïc; 16 – voøi phun nhieân lieäu. II.2. Phaân loaïi ñoäng cô ñoát trong II.2.1. Theo phöông phaùp thöïc hieän chu trình coâng taùc Ñoäng cô boán kyø: ñeå hoaøn thaønh moät chu trình coâng taùc thì piston thöïc hieän 4 haønh trình hoaëc truïc khuûyu phaûi quay 2 voøng. Ñoäng cô 2 kyø: ñeå hoaøn thaønh moät chu kyø coâng taùc thì piston thöïc hieän 2 haønh trình hoaëc truïc khuyûu phaûi quay moät voøng. II.2.2. Theo nhieân lieäu söû duïng Ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu loûng, loaïi nheï (xaêng, benzen, coàn...). Ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu loûng, loaïi naëng (daàu mazut, Diesel...). Ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu khí (khí thieân nhieân, khí hoaù loûng,...). Ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu khí keát hôïp vôùi nhieân lieäu loûng (trong ñoù nhieân lieäu khí laø chính, coøn nhieân lieäu loûng ñoùng vai troø laø nhieân lieäu moài). Ñoäng cô chaïy baèng nhieàu loaïi nhieân lieäu, töùc laø loaïi ñoäng cô coù theå chaïy baèng nhieàu loaïi nhieân lieäu loûng khaùc nhau, töø nheï tôùi naëng (loaïi ñoäng cô naøy raát hieám). II.2.3. Theo phöông phaùp naïp cuûa chu trình coâng taùc Ñoäng cô khoâng taêng aùp: laø loaïi ñoäng cô döïa vaøo söï cheânh leäch aùp suaát ngoaøi vaø trong xylanh ñeå naïp hoøa khí vaøo xylanh. 8
  10. Chöông 1 – Giôùi thieäu khaùi quaùt veà ñoäng cô ñoát trong Ñoäng cô taêng aùp: laø loaïi ñoäng cô duøng maùy neùn ñeå naïp khoâng khí hoaëc hoøa khí vaøo xylanh, laøm taêng khoái löôïng moâi chaát môùi qua ñoù laøm taêng coâng suaát ñoäng cô. II.2.4. Theo toác ñoä ñoäng cô Toác ñoä cuûa ñoäng cô ñöôïc ñaùnh giaù qua moät thoâng soá trung gian laø toác ñoä trung bình cuûa piston. Toác ñoä trung bình cuûa piston kyù hieäu laø Cm C m  S. n (m/s) 30 Trong ñoù: S – haønh trình cuûa piston (m) n – toác ñoä cuûa ñoäng cô (voøng/phuùt) - Ñoäng cô coù toác ñoä thaáp (ñoäng cô thaáp toác):Cm < 6,5 m/s. - Ñoäng cô coù toác ñoä trung bình: 6 m/s < Cm < 9 m/s. - Ñoäng cô coù toác ñoä cao (ñoäng cô cao toác): Cm > 9 m/s. II.2.5. Theo ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa ñoäng cô (hình 1.2) Hình 1.2. Sô ñoà veà ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa ñoäng cô ñoát trong a) Ñoäng cô moät xylanh (1 – caùn piston, 2 – guoác tröôït); b) Ñoäng cô chöõ V (1 – truïc khuyûu, 2 – thanh truyeàn chính, 3 – thanh truyeàn phuï); c) Ñoäng cô hình sao; d,e) Ñoäng cô piston ñoái ñænh; f) Ñoäng cô taùc duïng keùp xylanh naèm ngang; g) Ñoäng cô chöõ V nhieàu haøng xylanh. 9
  11. Chöông 1 – Giôùi thieäu khaùi quaùt veà ñoäng cô ñoát trong Theo soá xylanh ñoäng cô - Ñoäng cô moät xylanh. - Ñoäng cô nhieàu xylanh (soá xylanh töø hai trôû leân). Theo caùch boá trí xylanh - Ñoäng cô coù xylanh ñaët thaúng ñöùng. - Ñoäng cô coù xylanh ñaët naèm ngang. - Ñoäng cô coù moät haøng xylanh, ñöôøng taâm cuûa caùc xylanh song song vôùi nhau vaø cuøng naèm trong moät maët phaúng. - Ñoäng cô coù 2 haøng xylanh ñaët song song hay kieåu chöõ V. - Ñoäng cô coù xylanh boá trí hình sao, moät haøng hoaëc nhieàu haøng caùc ñöôøng taâm xylanh ñaët höôùng kính vaø cuøng naèm treân moät maët phaúng. - Ñoäng cô coù piston ñoái ñænh, coù theå coù moät hoaëc nhieàu truïc khuyûu. III. ÖU ÑIEÅM, KHUYEÁT ÑIEÅM CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑOÁT TRONG, ÑOÄNG CÔ ÑOÁT NGOAØI III.1. Ñoäng cô ñoát trong III.1.1. Öu ñieåm Hieäu suaát coù ích e cao, vì nhieät ñoä cöïc ñaïi trong quaù trình chaùy coù theå ñaït 1.800  2.800oK, coøn nhieät ñoä khí xaû chæ 900  1.500oK. Ñoäng cô Diesel taêng aùp tua bin khí coù theå ñaït e = 40 ÷ 52%. Neáu coù cuøng coâng suaát thì ñoäng cô ñoát trong goïn nheï hôn ñoäng cô ñoát ngoaøi vì toaøn boä chu trình laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong ñöôïc thöïc hieän ngay trong baûn thaân ñoäng cô, khoâng coù caùc thieát bò phuï nhö: noài hôi, buoàng ñoát,... nhö ôû ñoäng cô ñoát ngoaøi. Ñoäng cô ñoát trong khôûi ñoäng nhanh hôn (töø 3 ÷ 5 giaây), ñieàu ñoù coù yù nghóa lôùn trong quaân söï vaø giao thoâng. Coøn ñoäng cô ñoát ngoaøi phaûi khôûi ñoäng haøng giôø. Ít hao nöôùc, ñieàu ñoù coù yù nghóa khi söû duïng ôû vuøng sa maïc, nuùi röøng. Ñoäng cô ñoát trong deã chaêm soùc, baûo döôõng (chæ caàn 1 ñeán 2 ngöôøi). Khi ngöøng hoaït ñoäng, ñoäng cô ñoát trong khoâng caàn tieâu hao theâm nhieâu lieäu, coøn maùy hôi nöôùc vaãn phaûi toán nhieâu lieäu vì khoâng theå daäp loø than ngay ñöôïc. III.1.1. Khuyeát ñieåm Duøng nhieân lieäu loûng hoaëc khí saïch khoâng chöùa taïp chaát cô hoïc (ñaõ qua tinh cheá), daãn ñeán giaù thaønh cuûa nhieân lieäu cuõng cao. Coâng suaát bò giôùi haïn, coâng suaát ñoäng cô Diesel khoâng theå vöôït quaù 37.000kW (trong khi tua bin hôn nöôùc coù theå ñaït 200.000kW). Keát caáu phöùc taïp hôn vaø soá löôïng caùc chi tieát nhieàu hôn so vôùi ñoäng cô ñoát ngoaøi. Ñoäng cô ñoát trong phaûi duøng thieát bò rieâng ñeå khôûi ñoäng vaø khi khôûi ñoäng khoâng ñöôïc keùo taûi. Ñoäng cô ñoát trong laøm vieäc khaù oàn, nhaát laø ñoäng cô cao toác. Ñeå coù theå thay ñoåi moâmen cuûa ñoäng cô trong phaïm vi roäng, treân heä thoáng truyeàn ñoäng phaûi coù ly hôïp vaø hoäp soá. 10
  12. Chöông 1 – Giôùi thieäu khaùi quaùt veà ñoäng cô ñoát trong III.2. Ñoäng cô ñoát ngoaøi III.2.1 Öu ñieåm Duøng nhieân lieäu reû tieàn (than, cuûi, daàu caën,...) Coâng suaát cao, tua bin hôn nöôùc coù theå ñaït 200.000kW Ñoäng cô coù theå töï khôûi ñoäng ñöôïc, khi aùp suaát vaø nhieät ñoä moâi chaát ñuû lôùn vaø khoâng phaûi duøng thieát bò rieâng ñeå khôûi ñoäng. III.1.1. Khuyeát ñieåm Hieäu suaát coù ích e thaáp, hieäu suaát cuûa maùy hôi nöôùc e = 9 ÷ 14%, tua bin hôi nöôùc e = 22 ÷ 28% vaø cuûa tua bin khí e < 3%. ÔÛ ñoäng cô ñoát ngoaøi do coù caùc thieát bò phuï nhö: noài hôi, buoàng ñoát,... neân laøm cho thieát bò raát naëng vaø coàng keành. Thôøi gian khôûi ñoäng raát lôùn, ñoäng cô hôi nöôùc phaûi khôûi ñoäng haøng giôø. Phaûi tieâu thuï moät löôïng nöôùc lôùn. Baûo döôõng phöùc taïp, nhaát laø ñoái vôùi caùc thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc. So vôùi ñoäng cô ñoát ngoaøi, ñoäng cô ñoát trong coù nhieàu öu ñieåm hôn neân ngaøy nay noù ñöôïc söû duïng raát roäng raõi. Theo thoáng keâ thì hieän nay: ñoäng cô ñoát trong chieám ñeán 80% treân theá giôùi; 10% söû duïng naêng löôïng söùc gioù vaø maët trôøi, coøn 10% söû duïng caùc loaïi ñoäng cô khaùc. Chính vì vaäy maø ngaønh coâng nghieäp cheá taïo ñoäng cô ñoát trong luoân ñöôïc coi troïng vaø laø moät boä phaän taát yeáu cuûa ngaønh cô khí trong neàn kinh teá. Cho ñeán nay, ñoäng cô ñoát trong kieåu piston duøng nhieân lieäu truyeàn thoáng coù saün nhö ñoäng cô xaêng vaø ñoäng cô Diesel vaãn laø nguoàn ñoäng löïc chính cho oâtoâ. Tuy nhieân noù coù nhöõng nhöôïc ñieåm lôùn maø chuùng ta phaûi ñoái maët nhö: gaây oâ nhieãm cho moâi tröôøng soáng (oâ nhieãm khoâng khí, tieáng oàn, hieäu öùng nhaø kính,...) vaø söï leä thuoäc hoaøn toaøn vaøo nhieân hoaù thaïch, daãn ñeán nguy cô caïn kieät nguoàn daàu moû trong töông lai gaàn. Chính vì vaäy, haàu heát caùc nöôùc ñeàu quan taâm ñaøo taïo ñoäi nguõ kyõ thuaät cao ñeå sôùm giaûi quyeát caùc yeâu caàu veà thieát keá, gia coâng, cheá taïo, caûi tieán, baûo döôõng vaø söûa chöõa ñoäng cô ñoát trong cho quoác gia mình. IV. CAÙC LOAÏI ÑOÄNG CÔ TRONG TÖÔNG LAI Hieän nay ñoäng cô ñoát trong kieåu piston laø loaïi ñoäng cô ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát ñeå daãn ñoäng caùc phöông tieän giao thoâng vaän taûi, vôùi hai loaïi nhieân lieäu chính laø xaêng vaø Diesel. Tuy nhieân vôùi söï phuï thuoäc hoaøn toaøn vaøo nguoàn nhieân lieäu hoaù thaïch vaø söï bieán ñoäng khoâng ngöøng cuûa giaù daàu thoâ treân theá giôùi, caøng thuùc ñaåy caùc nhaø khoa hoïc höôùng ñeán vieäc nghieân cöùu ra nhöõng loaïi ñoäng cô coù hieäu suaát cao vaø caùc loaïi ñoäng cô khoâng söû nhieân lieäu hoaù thaïch. Trong töông lai seõ öu tieân cho söï phaùt trieån cuûa ñoäng cô ña nhieân lieäu, ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu töø daàu thöïc vaät, môõ ñoäng vaät hay ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu khí. Ngoaøi ñoäng cô ñoát trong, hieän nay ngöôøi ta coøn quan taâm ñeán ñoäng cô ñieän ñeå laøm nguoàn ñoäng löïc cho oâ toâ. Vôùi ñoäng cô ñieän khi söû duïng naêng löôïng maët trôøi, ngoaøi vieäc taän duïng nguoàn naêng löôïng voâ taän naøy thì ñoäng cô ñieän coøn coù öu ñieåm lôùn laø tieáng oàn raát thaáp. ------------------------ 11
  13. Chöông 2 – Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñoát trong 12
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản