Tải bản đầy đủ

đề cương động cơ đốt trong

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
************

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Huy Chiến
Sinh viên thực hiện : Chu Văn Chiến
Lớp :Ô Tô 4
Mã Sinh Viên : 1041030391

0


Câu 1 : So sánh ưu và nhược điểm của động cơ đốt trong với động cơ
đốt ngoài ?
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

*Ưu điểm :
+Hiệu xuất có ích cao. Đối với động cơ diezen tăng áp tua bin khí hiện đại có
thể đạt tới 40 -52%, trong khi đó hiệu xuất của các thiết bị động lực chỉ đạt từ
22-28%
+Kích thước, trọng lượng nhỏ gọn
+Khởi động nhanh, và luôn ở trạng thái chuẩn bị khởi động

+Tương đối an toàn trong vận hành
+Tiêu thụ nhiên liệu ít
+Nhiệt độ làm việc của thiết bị thấp
+Không cần phải xử lý chất thải trong quá trình cháy nhiên liệu như tro, sỉ
+Dễ dàng bảo dưỡng chỉ cần 1 người…

*Nhược điểm :
+Khả năng quá tải kém, không quá 10% công suất quy định trong 1 giờ liên
tục
+Khó khởi động khi có tải.
+Đặc tính kéo của động cơ không tốt lắm
+Công suất lớn nhất của thiết bị không cao, công suất hiện nay không vượt
quá 40-50 nghìn mã lực
+Nhiên liệu có chất lượng cao, giá thành đắt
+Chế tạo phức tạp, đòi hỏi chính xác, nhiều chi tiết chi phí đầu vào tương đối
đắt. thợ máy phải qua đào tạo.
+Kén nhiên liệu
+Ô nhiễm môi trường, khí thải độc hại.

ĐỘNG CƠ ĐỐT NGOÀI
*Ưu điểm :

1


+Buồng đốt đặt ngoài, việc đốt diễn ra liên tục, có thể kiểm soát không để dư
thừa nhiên liệu, nên hạn chế phát thải độc hại so với việc đốt theo chu trình
trong buồng bên trong.
+Tận dụng bất cứ nguồn nhiệt nào.
+Nhiều thiết kế có piston nằm bên phần lạnh nên giảm vấn đề bôi trơn, tăng
tuổi thọ, độ tin cậy. Không cần van, hệ thống cơ học đơn giản, hệ thống cung
cấp chất đốt đơn giản và tùy chọn cũng là những yếu tố tăng độ tin cậy cho
động cơ.
+Hoạt động được ở áp suất thấp
+Không cần nguồn cung cấp không khí (nếu nguồn nhiệt không lấy từ việc
đốt nhiên liệu) nên có thể hoạt động dưới tàu hay trong vũ trụ.
+Có thể hoạt động dễ dàng hơn trong thời tiết giá lạnh so với các động cơ đốt
trong.
*Nhược điểm :
+Cần có bộ phận trao đổi nhiệt ở phần nóng và phần lạnh có hiệu suất cao.

+Bộ phận làm mát (tản nhiệt) ở buồng lạnh có thể phức tạp và choán nhiều
không gian.
+Công suất và tốc độ khó thay đổi nhanh.
Câu 2 :Trình bày khái niệm động cơ đốt trong. Phân loại động cơ đốt
trong ?
1 ,Khái niệm
Là 1 dạng động cơ nhiệt, nó chuyển hóa nhiệt năng sinh ra do quá trình đốt
cháy nhiên liệu trong xilanh thành cơ năng.Mọi quá trình đều diễn ra trong
buồng cháy. Nó tạo ra công cơ học dạng moment xoắn nhờ đốt nhiên liệu
2 ,Phân loại
a. Theo số kỳ làm việc:
- Động cơ 2 kỳ
- Động cơ 4 kỳ
b. Theo số xilanh:
- Động cơ 1 xilanh
- Động cơ 2 xilanh
- Động cơ nhiều xilanh
c. Theo cách bố trí xilanh:
- 1 hàng
- Hình chữ V
- Hình sao
d. Theo phương pháp làm mát:
- Sử dụng không khí
- Sử dụng chất lỏng
- Dùng cả hai loại
e. Theo phương pháp nạp của chu trình công tác:
2


- Động cơ tăng áp
- Động cơ không tăng áp
f. Theo phương pháp hình thành hòa khí:
- Hình thành bên trong
- Hình thành bên ngoài
g. Theo phương pháp đốt cháy nhiên liệu:
- Tự cháy
- Cháy cưỡng bức
h. Theo chu trình công tác:
- Động cơ cấp nhiệt đẳng áp
- Động cơ cấp nhiệt đẳng tích
- Động cơ cấp nhiệt hỗn hợp
i. Theo khả năng thay đổi chiều quay trục khuỷu:
- Động cơ chỉ quay trái
- Động cơ chỉ quay phải
- Động cơ quay cả 2 chiều
j. Theo chiều lực khí thể tác dụng lên pistong:
- Tác dụng đơn
- Tác dụng kép
k. Theo tốc độ trung bình:
- Tốc độ thấp Cm<=6.5 m/s
- Tốc độ cao Cm>6.5 m/s
l. Theo công dụng động cơ
Câu 3 : So sánh động cơ sử dụng nhiên liệu xăng với động cơ sử dụng
nhiên liệu diezel ?
Giống nhau:
- Đều là động cơ đốt trong
- Chu trình khép kín :nạp-nén-nổ-xả.cần 2 vòng quay trục khuỷu để thực
hiện xong quá trình
- Gây ô nhiễm môi trường :không khí, khói bụi, tiếng ồn
- Sinh công nhờ đốt cháy nhiên liệu
Khác nhau
Động cơ xăng

Động cơ diezel

Xăng.các loại thường
Dầu diezel.loại dầu thường dùng
dùng :xăng A95, A92, xăng sinh
DO 0.05%S
học
Kì nạp:nạp hỗn hợp nhiên liệu
Kỳ nạp:chỉ nạp không khí
xăng và không khí
Nguyên
lý hoạt Kỳ nén:cuối kỳ nén bugi đánh
Kỳ nén: nhiên liệu được nén đến
động
lửa.hỗn hợp nhiên liệu cháy
áp suất cao tự cháy
cưỡng bức
Loại
nhiên
liệu

3


Tính
kinh tế

Hiệu suất động cơ thấp

Hiệu suất động cơ cao

Giá thành cao

Giá thành thấp

Mức tiêu hao nhiên liệu cao

Mức tiêu hao nhiên liệu thấp

Khó vận chuyển, dễ gây hỏa
hoạn

Dễ vận chuyển, an toàn hơn xăng

Tỷ số nén thấp (6>12)

Tỷ số nén cao (15>23)

Dễ hư hỏng, trục trặc

Ít hư hỏng

Khả năng chịu tải kém

Khả năng chịu tải tốt

Câu 4 : So sánh động cơ 4 kỳ với động cơ 2 kỳ ?
Giống nhau
- Là động cơ đốt trong
- Lượng khí thải ra môi trường lớn
Khác nhau
Động cơ 4 kỳ

Động cơ 2 kỳ
- Cần 1 vòng quay trục khuỷu để
hoàn thành chu trình
- Không có cơ cấu phân phối khí
- Cấu tạo đơn giản,dễ bảo dưỡng
- Hiệu suất thấp,công suất lớn
- Gây ô nhiễm nặng
- Không có hệ thống bôi trơn

- Cần 2 vòng quay trục khuỷu
để hoàn thành chu trình
- Có cơ cấu phân phối khí
- Có cấu tạo tương đối phức tạp
- Hiệu suất cao,công suất nhỏ
- Ít ô nhiễm hơn
- Có hệ thống bôi trơn

Câu 5 : Trình bày các kí hiệu trong hình vẽ bên dưới.Tỉ số nén của
động cơ xăng và động cơ diezel có giống nhau không, tại sao?

4


1.
2.
3.
4.

Trục khuỷu
Thanh truyền
Pistong
Xupap thải

5. Bugi
6. Xupap nạp
ĐCT: điểm chết trên
ĐCD: điểm chết dưới

Động cơ diezel có tỷ số nén cao hơn động cơ xăng. Xăng(613);
diezel(1523)
Lí do:
+ Dầu diezel dễ cháy hơn khi ở dạng khí nên cần tỷ số nén cao để có thể
tự cháy
+ Xăng khi cháy sinh ra công lớn nên khi gặp áp suất lớn sẽ làm gãy trục
khuỷu
Câu 6 : So sánh cơ cấu phân phối khí dạng đặt với cơ cấu phân phối
khí dạng treo ?
Giống nhau: đóng nạp cửa nạp –thải đung slucs để động cơ thực hiện quá
trình nạp khí mới vào xilanh và thải khí cháy ra ngoài
Cơ cấu phân phối khí dạng
Cơ cấu phân phối khí dạng đặt
treo
Cấu tạo Trục cam và cam, con đội, lò xo Trục cam và cam, con đội, lò xo
xpap, xupap, nắp máy, trục
xupap, xupap, nắp máy, trục
khuỷu, đũa đẩy, trục cò mổ, cò
khuỷu.
mổ, bánh răng phân phối
Ưu
- Kết cấu buồng đốt gọn do vậy - Kết cấu dẫn động cam đơn
điểm
tỷ lệ nén e có thể lớn
giản, chiều cao máy nhỏ
- Khả năng thải khí cháy nhanh, - Khoảng cách truyền động cam
ít gây kích nổ
ngắn
- Xupap khó có thể chạm pistong
Nhược - Kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết - Thể tích buồng cháy lớn => tỷ
điểm
- K?hoảng cách truyền động cam lệ nén e nhỏ
5


dài, dẫn động xupap xa
- xupap dễ bị chạm đỉnh pistong

- khả năng thải khí cháy chậm và
sót lại nhiều

Câu 7 : Tại sao lại có góc đánh lửa sớm? Định nghĩa góc trùng điệp.
Tại sao lại có góc trùng điệp ?
Góc đánh lửa sớm:do thời gian đốt cháy hòa khí trong buồng cháy rất
nhỏ, để tận dụng lượng nhiệt lượng sinh ra thì điểm bắt đầu và kết thúc quá
trình cháy cần phải nằm sát ĐCT. Do đó việc đốt cháy hòa khí cần được thực
hiện trước khi pistong đến ĐCT. Hay cuối kỳ nén bugi sẽ đánh lửa sớm để
tăng hiệu quả
Góc trùng điệp: là góc mà tại đó cả 2 xupap đều mở,
Có góc trùng điệp vì:
 Góc mở sớm xupap nạp mở, bắt đầu nạp nhiên liệu. góc đóng muộn
xupap thải mở để thải toàn bộ sản phẩm cháy của quá trình cháy ra
ngoài
 Khi có góc trùng điệp thì bên trong buồng cháy hình thành dòng áp
giúp thải sạch sản phẩm cháy từ quá trình trước hơn
Câu 8 :Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ không
tăng áp ?
Quá trình nạp
+ Pistong đi từ ĐCT xuống ĐCD, xupap nạp mở nạp nhiên liệu, xupap
thải đóng
+ Khí nạp đưa vào là hỗn hợp nhiên liệu xăng và không khí
+ Xuất hiện góc trùng điệp
Quá trình nén
+ pistong đi từ ĐCD đến ĐCT, 2 xupap đóng kín
+ khi pistong đến gần ĐCT, bugi đánh tia lửa điện
Quá trình cháy giãn nở:diễn ra trong thời gian cực ngắn
+ gồm các giai đoạn: chuẩn bị cháy  cháy trễ  cháy chính  cháy rớt
+ giãn nở: nhiên liệu cháy sinh công.đẩy pistong đi từ ĐCT xuống ĐCD
 kết thúc quá trình cháy.coi quá trình là quá trình đa biến với chỉ số giãn nở
đa biến n2
Quá trình xả
+ pistong đi từ ĐCD đến ĐCT, xupap thải mở xả toàn bộ sản phẩm cháy
ra ngoài
+ xuất hiện góc trùng điệp để thải sạch hơn
Câu 9 :Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ diezel 4 kỳ không
tăng áp ?
Quá trình nạp
6


+ Pistong đi từ ĐCT xuống ĐCD, xupap nạp mở nạp nhiên liệu, xupap
thải đóng
+ Khí nạp đưa vào là không khí
+ Xuất hiện góc trùng điệp
Quá trình nén
+ pistong đi từ ĐCD đến ĐCT, 2 xupap đóng kín
+ khi pistong đến gần ĐCT, vòi xả xả nhiên liệu vào buồng cháy
Quá trình cháy giãn nở:diễn ra trong thời gian cực ngắn
+ gồm các giai đoạn: cháy trễ  cháy nhanh  cháy chính  cháy rớt
+ giãn nở: nhiên liệu cháy sinh công.đẩy pistong đi từ ĐCT xuống ĐCD
 kết thúc quá trình cháy.coi quá trình là quá trình đa biến với chỉ số giãn nở
đa biến n2
Quá trình xả
+ pistong đi từ ĐCD đến ĐCT, xupap thải mở xả toàn bộ sản phẩm cháy
ra ngoài
xuất hiện góc trùng điệp để thải sạch hơn
Câu 10 : Trình bày các kí hiệu trong hình I-4 bên dưới ?

Hình a
- ĐCT: điểm chết trên
- ĐCD: điểm chết dưới
- Pk: áp suất trên đường ống
nạp
- Tk: nhiệt độ trên đường ống
nạp

- Pth: áp suất trên đường thải
- r: điểm chết trên
- r’:điểm đóng muộn xupap
thải
- a: điểm chết dưới
- z: đầu kỳ cháy
- b’:điểm mở sớm xupap thải
7


- b”: cuối kỳ cháy
- c’:điểm trước ĐCT
- d1: điểm mớ sớm xupap nạp
mở sớm xupap nạp

-

Hình b
- φ1: góc mở sớm zupap nạp
- φ2: góc đóng muộn xupap
nạp
- φ3: góc mở sớm xupap thải

d2: điểm đóng muộn xupap
nạp

- φ4: góc đóng muộn xupap
thải
- φs: góc phum sớm(góc đánh
lửa sớm)

Câu 11 : Trình bày những tính chất của nhiên liệu xăng. Trình bày
hiện tượng kích nổ trong động cơ xăng và biện pháp chống hiện
tượng kích nổ ?
Tính chất của xăng
- Có khối lương riêng thấp
- Khó bay hơi
- Dễ cháy khi ở dạng lỏng, khó cháy khi ở dạng hơi
- Khi cháy sinh nhiệt lớn và phát sáng
Hiện tượng cháy kích nổ
Khi sản phẩm cháy của quá trình trước còn đọng lại. Nhiên liệu mới được
đưa vào, áp suất, nhiệt độ buồng cháy tăng cao=>hiện tượng cháy sớm.khi
bugi đánh lửa điện sẽ tạo ra các sóng xung kích trong khắp xilanh. Các dòng
sóng xung đột tạo nên vùng giao thoa gây nên hiện tượng cháy kích nổ.
Cách khác phục hiện tượng cháy kích nổ
- Sử dụng nguyên liệu sạch, ít tạp chất
- Thiết kế quá trình thải đạt hiệu suất cao nhất( có thể thải sạch)
- Vệ sinh bề mặt trong lòng xilanh
- Giảm tải động cơ, giảm thời gian cháy hỗn hợp
- Thay đổi tỷ lệ nhiên liệu với không khí
Câu 12 : Trình bày những yêu cầu đối với nhiên liệu dùng cho động
cơ đốt trong ?
- Nhiên liệu dễ hòa trộn với không khí để tạo hòa khí
- Nhiên liệu sau khi cháy hoàn toàn k tạo ra tro
- Nhiên liệu ở dạng lỏng hoặc khí.
Câu 13 : Phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu xăng ?
Tính chống kích nổ:xác định bằng cách dùng 2,2,4 izooctan C8H18 vào
làm nhiên liệu chuẩn. chỉ số octan càng cao, tính chống kích nổ càng tốt
Loại
nhiên

Thành phần khối
lượng

Phân
tử

Khối
lượng

Độ
nhớt

8

Nhiệt độ
trung cất

Nhiệt
ẩm

Không
khí lý

Nhiệt
trị thấp


lượng

riêng
15°C

20°C

(°C)
(kJ/kg) thuyết
Qtk
Vo
(MJ/kg)
Bắt Kết
(m3/kg)
đầu thúc

-

95100

0.70.72

0.60.75

4050

180

-

11.6

44.17

-

110120
130140

0.710.75
0.750.78

0.650.85
0.91.2

3555
80100

205

314

11.5

43.96

230

-

11.4

43.55

liệu
C

H

Xăng 0.853 0,147
máy
bay
Xăng 0.855 0.145
ô tô
Xăng 0.86 0.14
thô

Onl

-

Câu 14 : Phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu diezel ?
Loại
nhiên
liệu

Thành phần khối
lượng
C

H

Phân
tử
lượng

Khối
lượng
riêng
15°C

Độ
nhớt
20°C

170200

0.840.88

220280

0.90.95

2.58.5 ở
50°C
3665 ở
50°C

Onl

Dầu 0.877 0.126 0.004
diezel
nhẹ
Dầu
0.87 0.125 0.005
diezel
nặng

Nhiệt độ
trung cất
(°C)
Bắt Kết
đầu thúc
185200

Nhiệt
ẩm
(kJ/kg)

Nhiệt
trị thấp
Qtk
(MJ/kg)

-

Không
khí lý
thuyết
Vo
(m3/kg)
11.2

Trước
250°C
lượng
trưng cất
<15%

-

11.1

41.87

42.5

Câu 15 : Trình bày khái niệm chu trình lý tưởng. Trình bày các chỉ
tiêu đánh giá chu trình lý tưởng ?
Chu trình lý tưởng:là 1 chu trình kín, thuận nghịch trong đó không có sự tổn
thất năng lượng nào ngoài sự tổn thất do nhả nhiệt cho nguồn lạnh
Các chỉ tiêu đánh giá:
- Tính kinh tế
Thể hiện qua hiệu suất nhiệt

𝜂𝑡 =

𝐿𝑡 𝑄1 − 𝑄2
=
𝑄1
𝑄1

Trong đó:
- Lt (J/chu trình) công do môi chất tạo ra
- Q1 (J/chu trình) nhiệt do nguồn nóng cấp cho môi chất
- Q2 (J/chu trình) nhiệt do môi chất nhả cho nguồn lạnh
- Lt =Q1-Q2
- Tính hiệu quả của chu trình
Thể hiện qua áp suất trung bình của chu trình

𝑃𝑡 =

𝐿𝑡

𝑉ℎ

,(N/m2)

Trong đó:
- Vh = Vmax –Vmin (m3):thể tích công tác của chu trình
9


- Vmax (m3) thể tích lớn nhất của chu trình (thể tích toàn phần)
- Vmin (m3) thể tích nhỏ nhất chu trình (thể tích buồng cháy)

Chu trình lý tưởng gồm 3 loại
- Chu trình đẳng tích V=const
- Chu trình đẳng áp P=const
- Chu trình hỗn hợp
Câu 16 : Trình bày diễn biến của chu trình lý tưởng tổng quát của
động cơ đốt trong ?

- Đoạn oc: nén đoạn nhiệt, đặc trưng cho động cơ đốt trong và máy nén
khí
- Đoạn cy: cấp nhiệt đẳng tích, đặc trưng cho động cơ xăng và một phần
của động cơ diezel hiện đại
- Đoạn yz: cấp nhiệt đẳng áp, đặc trưng cho động cơ tăng áp và tuabin
khí
- Đoạn zd: giãn nở đoạn nhiệt, đặc trưng cho động cơ đốt trong và tuabin
khí
- Đoan df: nhả nhiệt đẳng tích, đực trưng cho động cơ đốt trong pistong
- Đoạn fo: nhả nhiệt đẳng áp, đặc trưng cho tuabin khí.
Câu 17 : Trình bày khái niệm nhiệt trị. So sánh nhiệt trị đẳng áp và
nhiệt trị đẳng tích.So sánh nhiệt trị thấp và nhiệt trị cao ?
Nhiệt trị:là nhiệt lượng nhiên liệu sinh ra khi đốt cháy 1kg nhiên liệu
10


 Nhiệt trị đẳng áp:lượng nhiệt thu được sau khi đốt cháy 1kg nhiên liệu
trong điều kiện áp suất môi chất trước và sau khi cháy không đổi
 Nhiệt trị đẳng tích:được xác định trong điều kiện thể tích môi chất
trước và sau khi cháy không đổi
- Nhiệt trị cao:nhiệt lượng thu được sau khi đốt cháy 1kg nhiên liệu trong
đó có cả nhiệt lượng do hơi nước tạo thành.trên thực tế lượng khí thải
ra ngoài có nhiệt đọ cao nên hơi nước chưa ngưng tụ đã bị thải ra ngoài
nên không thể sử dụng công do hơi này sinh ra. Do đó người ta sử dụng
nhiệt trị thấp nhỏ hơn nhiệt trị cao 1 lượng nhiệt vừa bằng nhiệt ẩn của
hơi nước tạo ra khi cháy
Câu 18 : Trình bày các tính chất vật lý của nhiên liệu động cơ đốt
trong ?
 Nhiên liệu xăng
- Độ bốc hơi hợp lý
Xác định khả năng bốc hơi của xăng. Xăng phải có bốc hơi nhanh sau khi
pha với không khí trong bộ chế hòa khí. Nếu không bốc hơi các giọt xăng sẽ
đi vào xilanh làm loãng dầu bôi trơntốc độ ăn mòn ở thành xilanh, pistong
tăng lên. Xăng chưa bốc hơi kh vào xilanh sẽ theo khí xả đi ra ngoài
Xăng phải có đọ bốc hơi phù hợp với khí hậu. độ bốc hơi thấp khiến động
cơ khó khởi động, độ bốc hơi quá cao gây nghẹt xăng làm động cơ chết máy
- Khả năng chống kích nổ
Xác định sứ cháy bình thường hay bất thường của đ/c. khắc phục sự kích nổ
gây hư hại cho động cơ
Khả năng chống kích nổ xác định bằng chỉ số octan.chỉ số octan càng cao
thì khả năng chống kích nổ càng lớn
- Các chất chống oxy hóa, ngăn chặn sự hình thành các cặn trong hệ
thống nhiên liệu
- Các chất chống ăn mòn, ngăn chặn sự ăn mòn các bộ phận kim loại
trong hệ thống nhiên liệu
- Các chất chống đóng băng, làm chậm qá trình đóng băng bộ chế hòa
khí và đường dẫn nhiên liệu
- Các chất tẩy rửa, duy trì bộ chế hòa khí hoặc các bộ phun nhiên liệu
luôn sạch
- Chất nhuộm màu để nhận biết chất lượng xăng
 Nhiên liệu diezel:
Là một loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ. có nhiệt độ bốc hơi
cao
Các thông số kỹ thuật của dầu diezel
Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu
Diesel

Loại nhiên liệu
Diesel
DO

11

DO

Phương pháp
thử


0,5% S
1.

Chỉ số cetan

2.

Thành phần chưng cất, t °C

1,0% S

≥ 50

≥ 45

ASTM D 976

50% được chưng cất ở

280 °C

280 °C

TCVN

90% được chưng cất ở

370 °C

370 °C

2693–95

3.

Độ nhớt động học ở 20 °C
(đơn vị cSt: xenti-Stock)

1,8 ÷ 5,0

1,8 ÷ 5,0

ASTM D 445

4.

Hàm lượng S (%)

≤ 0,5

≤ 1,0

ASTM D 2622

5.

Độ tro (% kl)

≤ 0,01

≤ 0,01

TCVN 2690–95

6.

Độ kết cốc (%)

≤ 0,3

≤ 0,3

TCVN6 324–97

7.

Hàm lượng nước, tạp chất cơ học (% V)

≤ 0,05

≤ 0,05

TCVN 2693–95

9.

Ăn mòn mảnh đồng ở 50 °C trong 3 giờ

N0 1

N0 1

TCVN 2694–95

10.

Nhiệt độ đông đặc, t °C

≤5

≤5

TCVN 3753–95

11.

Tỷ số A/F

14,4

14,4



Câu 19 : So sánh ưu và nhược điểm của động cơ sử dụng hệ thống
phun xăng điện tử và động cơ sử dụng bộ chế hòa khí ?
Động cơ sử dụng hệ thống phun Động cơ sử dụng bộ chế hòa khí
xăng điện tử
Ưu
- Không cần hiệu chỉnh
- Dễ dàng sửa chữa do có
điểm
bướm gió khi khởi động
cấu tạo đơn giản, không
máy
cần trình độ chuyên môn
- Được hiệu chỉnh khả năng
cao.chi phí thấp khi sửa
sử dụng nhiên liệu hoàn
chữa
toàn bằng máy nên không
làm tốn nhiên liệu mà vẫn
đạt hiệu quả tốt
Nhược
- Cấu tạo phức tạp, độ chính
- Khó khởi động khi ở nhiệt
điểm
xác cao nên cần thợ có
độ thấp do nhiên liệu bị
trình độ cao để sửa chữa
ngưng tụcần 1 giai đoạn
bảo dưỡng. do đó chi phí
trung gian để làm nóng
bảo dưỡng cao
động cơ để hệ thống hoạt
12


động như bình thường
- Tốn nhiên liệu do cần 1
lượng nhiên liệu để làm
nóng động cơ. Mặt khác
do hoạt động bằng cơ học
nên hiệu suất sử dụng
nhiên liệu k cao

13


Câu 20 : So sánh quá trình cháy của động cơ xăng và quá trình cháy
của động cơ diezel ?
Giống nhau:
- sử dụng nhiên liệu hóa lỏng
- diễn ra trong thời gian cực ngắn
Khác nhau:
Động cơ xăng
Động cơ diezel
GĐ.I.cháy Kể từ khi bugi đánh lửa và kết Kể từ khi phun nhiên liệu đến
trể
thúc tại điểm đường áp suất do khi đường áp suất do cháy tách
cháy bắt đầu tách ra khỏi đường ra khỏi đường áp do nén. Giai
áp do nén. Khi vừa bật tia lửa
đoạn này áp suất tăng chậm do
lượng nhiên liệu tham gia ít,
nhiên liệu bay hơi và cháy với
chưa có sự biến đổi nhiệt độ áp lượng nhỏ
suất
GĐ.II
Cháy chính: từ khi áp suất
Cháy nhanh: các màng lửa
cháy lớn hơn áp suất nén tới khi nhanh chóng hình thành. Sự tự
áp suất trong xilanh đạt cực đại. bốc cháy trong buồng cháy làm
quá trình oxy hóa diễn ra
áp suất tăng đến cực đại. phần
nhanh, lửa lan khắp buồng
lớn nhiên liệu đã cháy trong
cháy, nhiệt độ áp suất tăng cao GĐ.I, nhiệt lượng tỏa ra = 1/3
nhiệt toàn quát rình. Cuối GĐ
này phun nhiên liệu kết thúc
GĐ.III
Cháy rớt: bắt đầu từ khi áp
Cháy chính: bắt đầu từ khi áp
suất cực đại đến khi nhiệt độ
suất cực đại đến khi nhiệt độ
trong xilanh đạt cực đại, cháy
trong xilanh đạt cực đại, hỗn
nốt phần nhiên liệu còn lại.tốc
hợp nhiên liệu cháy chủ yếu ở
độ - áp suất tb giảm nhưng
GĐ này. Tốc độ cháy và áp
nhiệt độ tb tăng.ở GĐ này phần suất giảm, nhiệt độ tăng.
lớn nhiệt được truyền đến các
chi tiết của động cơ
GĐ.IV
Cháy rớt: là GĐ cháy các phần
còn lại, tính từ khi nhiệt độ
trong xilanh đạt cực đại đến khi
kết thúc quá trình cháy. Tốc độ
cháy chậm.nhiệt độ áp suất
giảm nhưng sinh ra nhiều sản
phẩm cháy
Yếu tố
- tỷ số nén
- góc phun nhiên liệu
ảnh
- hình dạng buồng cháy và
- tính chất nhiên liệu
hưởng tới
phân bố bugi
- chật lượng phun và thời
quá trình
- góc đánh lửa sớm
gian cấp nhiên liệu
- thành phần hỗn hợp
- tỷ số nén
- số vòng quay
- kết cấu buồng cháy …
14


Câu 21 : Trình bày những thông số có ích của động cơ đốt trong ?
a. Tốc độ quay động cơ
 Tốc độ quay định mức:(nn)
Là tốc độ quay do nhà chế tạo định ra, ứng với công suất định mức chịu tải
bằng momen định mức
 Tốc độ quay sử dụng nd
3

𝑛𝑑 = 3𝑛𝑛 √𝑒
e-mức độ sử dụng công suất động cơ
 Tốc độ quay cực đại nmax :tốc độ lớn nhất cho phép động cơ
làm việc trong 1 khoảng thời gian nhất định
 Tốc độ quay cực tiểu nmin tốc độ nhỏ nhất mà động cơ làm
việc ổn định
b. Công suất động cơ
 Công suất chỉ thị Ni

𝑁𝑖 =
Li -công chỉ thị chu trình

𝐿𝑖 . 𝑖
𝑧
𝑣ớ𝑖 𝑡 =
𝑡
𝑛

i- thời gian thực hiện 1 chu trình công tác
n-tốc độ quay của động cơ
 Công suất có ích Ne

𝑁𝑒 =

𝑝𝑒 . 𝑣ℎ . 𝑖. 𝑛
𝑧

 Công suất định mức Nn :công suất có ích của động cơ phát ra
trong các điều kiện quy ước
 Công suất sử dụng Nd :công suất có ích lớn nhất mà động cơ sinh
ra trong điều kiện làm việc có tải trọng không đổi và không giới
hạn thời gian
 Công suất cực đại:Nmax công suất có ích lớn nhất động cơ sinh ra
trong khoảng thời gian nhất định khi có tải không đổi
 Công suất quy đổi: Ner là 1 chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ,
chịu ảnh hưởng của môi trường đặc biệt là áp suất, nhiệt độ

746 273 − 𝑡
.
𝐵 − 𝑝𝑛 293
B-áp suất khí quyển trong thí nhiệm
Pn –áp suất cục bộ của hơi nước trong không khí ẩm trong phòng
thí nghiệm
Ne – công suất thu được khi thí nghiệm
𝑁𝑒𝑟 = 𝑁𝑒 .

c. Momen quay của động cơ Me

𝑀𝑒 =

𝑁𝑒
2. 𝜋. 𝑛

15


Me:-momen quay của động cơ
Ne –công suất có ích
n- tốc độ quay động cơ
d. Hiệu suất
 Hiệu suất nhiệt

𝜂𝑡 =

𝐿𝑡
𝑄1

𝜂𝑒 =

𝐿𝑒
𝑄1

 Hiệu suất có ích

 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích

𝑔𝑒 =

𝐺𝑒
𝑁𝑒

Câu 22 : Phân tích diễn biến quá trình cháy của động cơ xăng 4 kỳ ?
-cháy trễ
Kể từ khi bugi bật lửa điện và kết thúc tại điểm đường áp suất do cháy bắt đầu
tách khỏi đường áp do nén. Khi vừa bật lửa lượng nhiên liệu tham gia quá
trình ít,chưa có sự thay đổi rõ về nhiệt độ áp suất.giá trị của giai đoạn cháy
tính theo góc quay trục khuỷu sẽ thay đổi theo góc quay động cơ. Góc quay
trục khuỷu tương ứng giai đoạn này là góc cháy trễ
Giai đoạn cháy trễ phụ thuộc vào:năng lượng và nhiệt độ giữa 2 cực bugi;
khả năng tự cháy của nhiên liệu; nhiệt độ và áp suất trong xilanh; hòa khí; tỷ
số nén và số vòng quay truch khuỷu
-cháy chính
Kể từ khi áp suất do cháy lớn hơn áp suất do nén tới khi áp suất trong xilanh
đạt cực đại. quá trình oxy hóa diễn ra nhanh, lửa lan khắp buồng cháy, nhiệt
độ áp suất tăng cao.
-cháy rớt
Bắt đầu khi áp suất trong xilanh đạt cực đại, cháy nốt phần nhiên liệu còn lại
trong buồng cháy. Tốc độ cháy, áp suất tb giảm nhưng nhiệt độ tăng.nhiệt
không biến thành công mà truyền cho các chi tiết máy khác.
Câu 23 : Phân tích diễn biến quá trình cháy của động cơ diezel 4 kỳ ?
-cháy trễ
Là giai đoạn chuẩn bị các trung tâm tự cháy. Kể từ kucs phun nhiên liệu đến
khi đường áp do cháy tách khỏi đường áp do nén. Tại đây, áp suất tăng chậm
do mất nhiệt vì nhiên liệu bay hơi, tốc độ cháy chậm
-cháy nhanh
Các trung tâm cháy phát triển và lan nhanh tạo thành các màng lửa. sự tự bốc
cháy trong toàn bộ buồng cháy làm áp suất trong xilanh đạt cực đại. phần lớn
nhiên liệu phun vào ở giai đoạn trước đã cháy hết, lượng nhiệt lượng tạo ra
nhỏ
16


-cháy chính
Bắt đầu từ khi áp suất trong xilanh đạt cực đại tới khi nhiệt độ xilanh đạt cực
đại, hỗn hợp nhiên liệu cháy chủ yếu trong giai đoạn này, tốc độ cháy giẩm
dần do cạn oxy, nhiệt đô tăng áp suất giảm. tại gia đoạn này nhiệt lượng sinh
ra chiếm khoảng 40% của cả quá trình. Tuy nhiên do cháy thiếu oxy nên
thường tạo ra nhiều sản phẩm cháy
-cháy rớt
Là giai đoạn đốt cháy phần nhiên liệu còn dư trong xilanh, tính từ khi nhiệt độ
đạt cực đại đến khi kết thúc quá trình. Tốc độ cháy giảm do hết oxy và nhiên
liệu.

17


BÀI TẬP
Bài 1:
Chu trình động cơ đốt trong cháy đẳng
tích, môi chất coi là không khí. Thể tích
công tác Vh= 0,006 m3, nhiệt độ vào t1=
200C, áp suất vào P1= 1 bar. Thể tích
buồng cháy V1=V2 = 0,001m3. Áp suất
lớn nhất của chu trình P3=25 bar. Hãy
xác định:
1. Các thông số cơ bản tại các điểm đặc
trưng của chu trình.
2. Nhiệt cấp và thải ra của chu trình.
3. Công và hiệu suất nhiệt của chu trình
1,

Bài làm
- Điểm 1

P1=1bar, t1=20̊C→T1=293̊K
V1 = Vc+Vh =0.007 m3

- Điểm 2

V2= Vc =0.001 m3
Nén đoạn nhiệt

V1 k
0.007 1.4
Ps = Pt. ( ) = 1 ∗ (
) = 15.24 bar
V2
0.001
P2 k−1

T2 = T1 ( )
P1

- Điểm 3

k

= 293 ∗ 15.240.4 = 369°K

V3=V2=0.001
P3= 25 bar
𝑅𝑇
PV=RT →𝑉 = = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡


𝑇𝑡
𝑃𝑡

=

𝑇𝑠
𝑃𝑠

- Điểm 4
- V4 =V1 =0.007
Đoạn nhiệt

𝑃

𝑇3 =

𝑃3
𝑃𝑠

𝑇4
𝑇3

∗ 𝑇2 = 1048°𝐾

=

𝑇1

𝑃4

𝑇2

𝑃3

18

=

𝑃1
𝑃2


→𝑃4 =

𝑃1
𝑃2

∗ 𝑃3 = 1.64

2, Nhiệt cấp và thoát ra của quá trình :

Qv = G*Cv*(T3-T2)
G=

𝑃1∗𝑉1
𝑅∗𝑇1

=

100000∗0.007
287∗293

Q =0.00828 ∗ (

20.9
29

= 0.00832 𝑘𝑔

) ∗ 105 ∗ (775 − 336) = 2.45 𝑘𝐽

Nhiệt thải ra trong quá trình 4-1
20.9

Q2 = G*Cv*(T1-T4)=0.00832 ∗ (

29

) ∗ 105 ∗ (20 − 2.8) = 1.13 𝑘𝐽

Công của quá trình L0 =Q1-|Q2|=2.45-1.13=1.32 kJ
Hiệu suất nhiệt của quá trình ŋt =1-

1
𝜀𝑘−1

= 0.54=54%

Bài 2
Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp có
P1=1bar, t1= 270C, P4= 3,5 bar, P3= 55 bar. Xác
định nhiệt cấp và thải, công và hiệu suất nhiệt của
chu trình, nếu coi chất môi giới là 1kg không khí.
Bài làm
Vì 1-2 là quá trình nén đoạn nhiệt

T2
P2
=( )
T1
P1
T2 = T1 ∗ (
Tại điểm 1

V1 =

R∗T1
P1

=

287∗300
10^5

k−1
k

P3
)
P1

=(
k−1
k

P3
)
P1

k−1
k

= 944°K

= 0.816 m3

Tại điểm 4

P4 ∗ v4 P4 ∗ v1 3.5 ∗ 105 ∗ 0.816
T4 =
=
=
= 1050°K
R
R
287
19


Quá trình giãn nở đoạn nhiệt 3-4

T3
P3
=( )
T4
P4
p3
T3 = T4 ∗ ( )
p4
Nhiệt cấp cho chu trình 2-3
29.3

Q1=Cp*(T3-T2)=

29

Q2 = Cv*(T1-T4) =

k−1
k

k−1
k

= 2309°K

∗ (23.9 − 944) = 1379 𝑘𝐽

20.9
29

∗ (300 − 1050) = −540 𝑘𝐽

Công của chu trình : I0 = Q1-|Q2| =1379-540=839 kJ
Hiệu suất của chu trình : ŋt=

𝐼0
𝑄1

=

839
13379

= 0.61 = 61%

Bài 3.
Chu trình động cơ đốt trong cấp
nhiệt hỗn hợp, có P1= 0,9 bar, t1 =
67 0C,  = 10, P3 = 45 bar. Nhiệt
cấp cho chu trình q1= 1090 KJ/Kg.
Chất môi giới là không khí. Xác
định nhiệt cấp qv,,qp của chu trình
và nhiệt độ t4


Quá trình 1-2:nén đoạn nhiệt

𝑣1 𝑘−1
𝑇2 = 𝑇1 ∗ ( )
= 𝑇1 ∗ 𝜀 𝑘−1 = (67 + 273) ∗ 101.4−1 = 854°𝐾
𝑣2
𝑣1 𝑘−1
𝑝2 = 𝑝1 ∗ ( )
= 𝑝1 ∗ 𝜀 𝑘 = 0.9 ∗ 101.4 = 22.6 𝑏𝑎𝑟
𝑣2

Quá trình 2-3:nén đẳng tích

𝑇3 = 𝑇2 ∗

𝑝3
45
= 854 ∗
= 1700°𝐾
𝑝2
22.6

Nhiệt cấp cho quá trình đẳng tích 2-3

20


𝑝𝑣 = 𝑐𝑣 ∗ (𝑇3 − 𝑇2 ) =

20.9
𝐾𝐽
∗ (1700 − 854) = 609 ⁄𝐾𝑔
29

Nhiệt cấp cho quá trình đẳng áp 3-4

𝑞𝑝 = 𝑞1 − 𝑞𝑣 = 1090 − 609 = 481
𝑇4 =

𝑞𝑝
𝑐𝑝

+ 𝑇3 =

481
1.01

𝑞𝑝 = 𝑐𝑝 ∗ (𝑇4 − 𝑇3 )

𝐾𝐽
⁄𝐾𝑔

+ 1700 = 2176°𝐾 = 1903℃

21


Bài 4. Trình bày qui trình điều chỉnh khe hở nhiệt của động cơ 4 máy theo
thứ tự nổ là:1-3-4-2
Quy tắc điều chỉnh khe hở nhiệt
- Điều chỉnh khi động cơ nguội
- Điều chỉnh ở trạng thái xupap không làm việc

Máy
Góc 𝜑
1

2

3

4

180°

Nổ

Xả

Nén

Nạp

360°

Xả

Nạp

Nổ

Nén

540°

Nạp

Nén

Xả

Nổ

720°

Nén

Nổ

Nạp

Xả

Bước 1
Bước 2

Nạp

Xả

Nạp

Xả
Xả

Nạp

Nạp

Xả

Bước 1.quay trục khuyursao cho piston máy 1 lên đúng ĐCT ở cuối
kỳ nén đầu kỳ nổ. lúc này xupap nạp –xả ở máy 1, xupap nạp máy
2, xupap xả máy 3 ở trạng thái không làm việc nên ta tiến hành điều
chỉnh các xupap này trước
Bước 2.quay trục khuỷu 1 góc 360°, lúc này xupapxar máy 2, xupap
nạp máy 3, xupap nạp-xả máy 4 đều ở trạng thái không làm việc nên
ta tiến hành chỉnh những xupap này
Vậy qua 2 lần quay trục khuỷu ta có thể điều chỉnh xong các xupap

22


Bài 5. Trình bày qui trình điều chỉnh khe hở nhiệt của động cơ 6 máy theo
thứ tự nổ là: 1-5-3-6-2-4

máy

góc
1

2

60°
120°

Nén

Nén

Xả

Nạp

Nổ
Nén

Xả
Nổ

420°

Nạp

Nén

Xả

Nạp

Nổ

540°

Xả

600°

720°

Nổ

6

Nạp

360°

660°

Nạp

5

Nổ

240°

480°

4

Xả

180°

300°

3

Nén

Nổ

Nạp

Nén

Xả
Nạp
Xả

Nổ

Nén

Bước 1.quay trục khuỷu sao cho piston máy 1 lên đến ĐCT ở cuối
kỳ nén đầu kỳ nổ. lúc này xupap nạp-xả may1, xupap nạp máy 2,
xupap xả máy 3, xupap nạp-xả máy 4,xupap nạp –xả máy 5, xupap
xả máy 6 đều ở trạng thái nghỉ nên ta điều chỉnh những máy này
trước
Bước 2.quay trục khuỷu 1 góc 360°.ta điều chỉnh được xupap xả
máy 2,xupap nạp máy 6
Bước 3.quay tiếp trục khuỷu góc 360°, ta điều chỉnh được xupap
nạp máy 3
23


Bài 6. Một động cơ xăng có công suất lớn nhất Nemax= 180 (HP) tại số
vòng quay ne = 4000( vòng/phút), ne max= 5000(vòng/phút). Hãy xây dựng
đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ theo công thức S. R. Lây Đéc Man,
biết hệ số thực nghiệm a = b = c = 1
Ta có bảng số liệu ne-Ne-Me
ne
Ne
Me

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
14,44 30,74 48,09 65,71 82,80 98,57 112,21 122,94 129,96 132,48
275,84 293,56 306,21 313,80 316,33 313,80 306,21 293,56 275,84 253,07

140.00

350.00

120.00

300.00

100.00

250.00

80.00

200.00

60.00

150.00

40.00

100.00

20.00

50.00

0.00

0

1000

2000

3000

4000

5000

0.00
6000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

ne (vòng/phút)
Ne

24

Me

Me (Nm)

Ne (KW)

đường đặc tính ngoài của động cơ xăng


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×