Lý thuyết động cơ đốt trong - Chương 6

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

trao đổi môi chất trong động cơ hai kỳ Trong động cơ hai kỳ, các quá trình quét thải chỉ diễn ra trong khoảng 120 - 1500 góc quay trục khuỷu, chỉ bằng 1/3 - 1/3,5 so với động cơ bốn kỳ. Ngo i ra, một phần rất quan trọng của quá trình trao đổi khí l quá trình quét-nạp thực chất l dùng khí nạp mới để quét khí đ l m việc trong xy lanh (xem mục 1.4.3) nên rất phức tạp v khó quét sạch vì có nhiều vùng chết. Vì vậy trao đổi môi...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Lý thuyết động cơ đốt trong - Chương 6

Ch−¬ng VI. trao ®æi m«i chÊt trong ®éng c¬ hai kú Trong ®éng c¬ hai kú, c¸c qu¸ tr×nh quÐt th¶i chØ diÔn ra trong kho¶ng 120 - 1500 gãc quay trôc khuûu, chØ b»ng 1/3 - 1/3,5 so víi ®éng c¬ bèn kú. Ngo i ra, mét phÇn rÊt quan träng cña qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ l qu¸ tr×nh quÐt-n¹p thùc chÊt l dïng khÝ n¹p míi ®Ó quÐt khÝ ® l m viÖc trong xy lanh (xem môc 1.4.3) nªn rÊt phøc t¹p v khã quÐt s¹ch v× cã nhiÒu vïng chÕt. V× vËy trao ®æi m«i chÊt trong ®éng c¬ hai kú cã nh÷ng ®Æc ®iÓm riªng kh¸c víi ®éng c¬ bèn kú (chñ yÕu thùc hiÖn trao ®æi khÝ nhê c¬ cÊu phèi khÝ dïng xu p¸p). 6.1 C¸c hÖ thèng quÐt th¶i cña ®éng c¬ hai kú Tuú theo ®−êng ®i cña khÝ quÐt, ng−êi ta chia ra th nh hai lo¹i l quÐt vßng v quÐt th¼ng. 6.1.1 QuÐt vßng §ã l hÖ thèng quÐt th¶i víi ®−êng ®i cña khÝ quÐt tõ cöa n¹p lªn n¾p xy lanh vßng xuèng ®Èy khÝ ® l m viÖc qua cöa th¶i. ViÖc quÐt n¹p ®−îc thùc hiªn qua c¸c cöa nªn c¬ cÊu phèi khÝ rÊt ®¬n gi¶n. Cã nhiÒu lo¹i kÕt cÊu quÐt vßng ®−îc ph©n lo¹i theo vÞ trÝ cña c¸c cöa quÐt n¹p. • Theo vÞ trÝ t−¬ng quan gi÷a c¸c cöa, ng−êi ta chia th nh quÐt vßng víi c¸c cöa ®Æt ngang, h×nh 6-1.a, ®Æt bªn, h×nh 6-1.b v ®Æt xung quanh, h×nh 6-1.c. Theo c¸ch ph©n lo¹i n y th× ®éng c¬ hai kú dïng hép c¸c te- trôc khuûu l m m¸y nÐn khÝ - h×nh 1-6, l hÖ thèng quÐt vßng ®Æt ngang. a) c) b) H×nh 6-1. HÖ thèng quÐt vßng: a): ®Æt ngang, b) ®Æt bªn, c) ®Æt xung quanh • Theo h−íng c¸c cöa, v qua ®ã quyÕt ®Þnh ®Õn h−íng cña c¸c dßng khÝ, ng−êi ta chia th nh quÐt vßng h−íng song song - h×nh 6-2.a, h−íng kÝnh - h×nh 6-2.b, h−íng lÖch t©m - h×nh 6-2.c v h−íng tiÕp tuyÕn - h×nh 6-2.d.HÖ thèng quÐt vßng cã ®Æc ®iÓm l cã nhiÒu vïng chÕt trong xy lanh nªn khã quÐt s¹ch. Ngo i ra, víi viÖc quÐt th¶i ®¬n gi¶n qua c¸c cöa theo c¸c s¬ ®å trªn th× ch¾c ch¾n cã giai ®o¹n lät khÝ (xem môc 1.4.3) dÉn tíi tæn thÊt khÝ quÐt v t¨ng tæn thÊt h nh tr×nh. §Ó kh¾c phôc, ë mét sè ®éng c¬ ng−êi ta bè trÝ van xoay trªn cöa th¶i, xem 6.2.2 d−íi ®©y. http://www.ebook.edu.vn 78
a) b) c) d) H×nh 6-2. HÖ thèng quÐt vßng: a) h−íng song song, b) h−íng kÝnh, c) h−íng lÖch t©m, d) h−íng tiÕp tuyÕn 6.1.2 QuÐt th¼ng γ c) a) b) H×nh 6-3. HÖ thèng quÐt th¼ng: a): qua xu p¸p, b) qua piston ®èi ®Ønh, c) qua van tr−ît Trong hÖ thèng quÐt th¼ng ®−êng ®i cña khÝ quÐt tõ cöa quÐt trªn th nh xy lanh h−íng th¼ng lªn n¾p m¸y ®Èy khÝ ® l m viÖc ra ngo i. Theo kÕt cÊu cã nh÷ng lo¹i quÐt th¼ng qua xu p¸p - h×nh 6-3.a, quÐt th¼ng qua piston ®èi ®Ønh - h×nh 6-3.b v quÐt th¼ng qua van tr−ît - h×nh 6-3.c. Khi quÐt th¼ng qua xu p¸p - h×nh 6-3.a, ®éng c¬ cã xu p¸p th¶i víi kÕt cÊu v c¸ch dÉn ®éng gièng nh− ë ®éng c¬ bèn kú. Khi quÐt th¼ng qua piston ®èi ®Ønh - h×nh 6-3.b, ®éng c¬ cã hai trôc khuûu, mét trôc khuûu dÉn ®éng piston ®ãng më cöa n¹p cßn trôc kia ®ãng më cöa th¶i. Hai trôc khuûu ph¶i liªn kÕt víi nhau, quay víi cïng tèc http://www.ebook.edu.vn 79
®é nh−ng lÖch pha nhau kho¶ng 8 - 200. Cßn khi quÐt th¼ng qua van tr−ît - h×nh 6-3.c, cöa th¶i ®−îc ®ãng më bëi c¬ cÊu van tr−ît. 6.1.3 So s¸nh quÐt th¼ng v quÐt vßng Víi nh÷ng ph−¬ng ¸n ® tr×nh b y ë trªn, quÐt vßng cã −u ®iÓm næi bËt l ®¬n gi¶n v l m viÖc ch¾c ch¾n cßn quÐt th¼ng cã nh÷ng −u ®iÓm sau: - ChÊt l−îng qu¸ tr×nh quÐt th¶i tèt h¬n víi cïng mét l−îng khÝ quÐt, tøc l th¶i s¹ch v n¹p ®Çy h¬n. - Cã thÓ tæ chøc cho khÝ quÐt quay trßn trong xy lanh ®Ó quÐt s¹ch, ®ång thêi c¶i thiÖn ®−îc qu¸ tr×nh h×nh th nh hçn hîp v ch¸y sau n y. - Tæn thÊt h nh tr×nh cho qu¸ tr×nh quÐt th¶i nhá h¬n. Tãm l¹i, chÊt l−îng quÐt th¶i cña quÐt th¼ng tèt h¬n nh−ng kÕt cÊu phøc t¹p h¬n. 6.2 Pha phèi khÝ Nh− ® tr×nh b y trong ch−¬ng I, pha phèi khÝ ®ãng vai trß rÊt quan träng ®Õn viÖc n¹p ®Çy th¶i s¹ch v do ®ã ®Õn ®Æc tÝnh cña ®éng c¬. Trong ®éng c¬ hai kú, vai trß cña pha phèi khÝ cßn lín h¬n v× qu¸ tr×nh trao ®æi khÝ diÔn ra rÊt ng¾n v phøc t¹p nªn khã lùa chän pha phèi khÝ tèi −u h¬n. Trªn c¬ së nh÷ng vÊn ®Ò ® tr×nh b y trong môc 6.1 cã thÓ chia th nh hai lo¹i pha phèi khÝ sau ®©y. §CT 6.2.1 Pha phèi khÝ ®èi xøng lät ϕ Pha phèi khÝ ®èi xøng, h×nh 6-4, khÝ thuéc ®éng c¬ hai kú quÐt vßng qua cöa ϕn th¶i l lo¹i ®éng c¬ hai kú ®¬n gi¶n nhÊt, l m viÖc ch¾c ch¾n (xem môc 1.4.3). C¸c ϕth qu¸ tr×nh n¹p th¶i t−¬ng øng víi c¸c gãc ϕn v ϕth cã c¸c ®iÓm ®Çu v cuèi qu¸ tr×nh ®èi xøng nhau qua ®iÓm chÕt d−íi §CD nªn cã giai ®o¹n lät khÝ l m t¨ng tæn thÊt khÝ quÐt v tæn thÊt h nh tr×nh. H×nh 6-4. Pha phèi khÝ ®èi xøng 6.2.2 Pha phèi khÝ kh«ng ®èi xøng §Ó kh¾c phôc nh−îc ®iÓm cña pha §CT phèi khÝ ®èi xøng, ng−êi ta thiÕt kÕ pha ϕ phèi khÝ kh«ng ®èi xøng víi nh÷ng ph−¬ng ¸n sau. ϕn • §Æt van mét chiÒu trªn cöa quÐt Trªn cöa quÐt l¾p mét van mét ϕth chiÒu, h×nh 6-5, víi cöa quÐt cao h¬n cöa th¶i. Tuy nhiªn, van mét chiÒu sÏ l m t¨ng §CD tæn thÊt ë cöa quÐt. • §Æt van xoay trªn cöa th¶i H×nh 6-5. Pha phèi khÝ kh«ng ®èi xøng cã van mét chiÒu trªn cöa quÐt Van xoay l¾p trªn cöa th¶i, h×nh 6-6, http://www.ebook.edu.vn 80
®−îc thiÕt kÕ sao cho më tr−íc v ®ãng §CT sau cöa quÐt. ϕ • §Æt lÖch trôc khuûu Trong ®éng c¬ quÐt th¼ng dïng ϕn piston ®èi ®Ønh, h×nh 6-7, hai trôc khuûu ®Æt lÖch nhau mét gãc sao cho cöa th¶i më tr−íc v ®ãng tr−íc cöa n¹p. ϕth • Dïng xu p¸p th¶i víi c¸c gãc më v ®ãng thÝch hîp §CD §éng c¬ dïng quÐt th¼ng qua xu H×nh 6-6. Pha phèi khÝ kh«ng ®èi xøng cã p¸p th¶i cã c¸c gãc më v ®ãng thÝch hîp van xoay trªn cöa th¶i sÏ t¹o ra pha phèi khÝ kh«ng ®èi xøng t−¬ng tù nh− c¸c lo¹i trªn, h×nh 6-8. γ C¸c ph−¬ng ¸n pha phèi khÝ kh«ng ®èi xøng nªu trªn ®Òu kh«ng cã giai ®o¹n lät khÝ. Ngo i ra cßn cã mét −u ®iÓm n÷a §CT l tËn dông ®−îc qu¸n tÝnh cña khÝ quÐt ®Ó n¹p thªm v× cöa n¹p ®ãng sau cöa th¶i. ϕ 6.3 C¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ chÊt l−îng qu¸ tr×nh quÐt th¶i ϕn Trong ch−¬ng IV ta ® xÐt hÖ sè khÝ ϕth sãt γr v hÖ sè n¹p ηv l nh÷ng th«ng sè ®¸nh gi¸ chÊt l−îng qu¸ tr×nh n¹p th¶i cña ®éng c¬ nãi chung. ChÊt l−îng n¹p th¶i §CD c ng cao (th¶i s¹ch, n¹p ®Çy) khi γr c ng nhá, ηv c ng lín. §èi víi ®éng c¬ hai kú, do ®Æc ®iÓm dïng khÝ quÐt khÝ nªn ng−êi H×nh 6-7. Pha phèi khÝ kh«ng ®èi xøng ë ta cßn sö dông nh÷ng th«ng sè sau ®Ó ®éng c¬ piston ®èi ®Ønh ®¸nh gi¸ chÊt l−îng qu¸ tr×nh quÐt th¶i. • HÖ sè quÐt s¹ch §CT M1 1 (6-1) ηs = = ϕ M1 + M r 1 + γ r C¸c gi¸ trÞ kinh nghiÖm cña γr ® ϕn tr×nh b y trong môc 4.1.2.2. Cô thÓ h¬n ???? quÐt qua cöa, piston ®èi ®Ønh.... ϕth • HÖ sè tæn hao khÝ quÐt §CD Gq Mq (6-2) ϕ= = G1 M1 H×nh 6-8. Pha phèi khÝ kh«ng ®èi xøng ë Trong ®ã: Gq (kg), Mq (kmol/kgnl) ®éng c¬ th¶i qua xu p¸p v G1 (kg), M1 (kmol/kgnl) l l−îng khÝ http://www.ebook.edu.vn 81
quÐt ®i qua cöa quÐt v o xy lanh v l−îng khÝ quÐt gi÷ l¹i trong xy lanh trong mét chu tr×nh. §Ó ®¹t mét gi¸ trÞ γr nhÊt ®Þnh, hÖ sè khÝ quÐt ϕ c ng nhá c ng tèt tøc l tæn hao khÝ quÐt Ýt nhÊt. Trong mét sè tr−êng hîp ®Ó l m m¸t c¸c chi tiÕt trong buång ch¸y ng−êi ta cã thÓ t¨ng ϕ. Trong thùc tÕ ϕ = 1,3 - 1,9. • HÖ sè sö dông khÝ quÐt 1 M1 (6-3) ηq = = ϕ Mq • HÖ sè d− l−îng kh«ng khÝ quÐt V0 (6-4) ϕ0 = Vh víi Vh l thÓ tÝch c«ng t¸c v V0 l thÓ tÝch kh«ng khÝ ®−a v o trong xy lanh trong mét tr×nh qui vÒ ®iÒu kiÖn ¸p suÊt v nhiÖt ®é khÝ trêi p0, T0. HÖ sè ϕ0 ®−îc sö dông khi ¸p suÊt khÝ quÐt pk nhá. Cßn ®èi víi ®éng c¬ cã pk lín, ng−êi ta sö dông hÖ sè ϕk: Vk (6-5) ϕk = Vh víi Vk l thÓ tÝch kh«ng khÝ ®−a v o trong xy lanh trong mét tr×nh qui vÒ ®iÒu kiÖn ¸p suÊt v nhiÖt ®é ®−êng n¹p pk, Tk. Trong thùc tÕ ϕ0 = 1,4 - 2,4 cßn ϕk = 1,3 - 1,8. Khi t¨ng pk th× ph¶i t¨ng ϕ0 hay ϕk, nãi c¸ch kh¸c: c ng t¨ng ¸p th× c ng tèn kh«ng khÝ quÐt. HÖ sè d− l−îng kh«ng khÝ quÐt l mét th«ng sè quan träng ®Ó chän l−u l−îng m¸y nÐn cho ®éng c¬ hai kú. http://www.ebook.edu.vn 82
http://www.ebook.edu.vn 83