Bài giảng chế độ và đặc tính của động cơ đốt trong

Khái quát về động cơ đốt trongƯu nhược điểm và lĩnh vực sử dụng ĐCĐTPhân loại ĐCĐTĐại cương về nguyên lý hoạt động của ĐCĐTKhái quát về động cơ đốt trongƯu nhược điểm và lĩnh vực sử dụng ĐCĐTPhân loại ĐCĐTĐại cương về nguyên lý hoạt động của ĐCĐT

Chương IX

CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH

CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Các chế độ làm việc và phân loại đặc tính của động cơ đốt trong Đặc tính tốc độ

Đặc tính chân vịt

Đặc tính tải

Đặc tính hỗn hợp của động cơ

Đặc tính khác

Tính ổn định về chế độ làm việc của động cơ

Cỏc chế độ làm việc và phõn loại đặc tớnh của động cơ đốt trong

- Cỏc chế độ làm việc

Là tổ hợp các thông số làm việc nh công suất Ne hay mô men Me và tốc độ − vòng quay n

Trong miền làm việc của động cơ, tốc độ thay đổi từ nmin

ứng với giới hạn ổn định của động cơ đến nmax ứng với

giới hạn ứng suất cơ

Chế độ làm việc ổn định khi các thông số làm việc nh Me, n −

không đổi trong thời gian khảo sát (ch ế độ ừ d ng)

Chế độ dừng thay đổi với cụng suất, số vũng quay khỏc với

chế độ cũ khi thay đổi tải hoặc tỏc động điều khiển

- Cỏc điều kiện hoạt động

Để cho động cơ hoạt động ổn định khi thay đổi tải cần

tỏc động cơ cấu điều khiển (bộ điều tốc)

Điểm A là giới hạn trờn của động cơ tĩnh tại, cụng suất

đạt max tại số vũng quay định mức

Cụng suất thiết kế Nen là cụng suất cho phộp động cơ

chạy quỏ tải khoảng 10-20% trong 1 giờ

Động cơ tĩnh tại chỉ hoạt động ở số vũng quay thiết kế,

cỏc chế độ khỏc là chế độ chuyển tiếp, khụng dừng

Cụng suất sử dụng:

- Phân loại đặc tính động cơ đốt trong

Đặc tính tốc độ

Đặc tính tải

Đặc tính tổng hợp

Đặc tính không tải

Đặc tính điều tốc

Đặc tính chân vịt

Đặc tính điều chỉnh

- Biểu thức phân tích đặc tính động cơ

Là các mối qua hệ toán học giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ (Ne, Me, pe, ge…) với các thông sô của chu trình (η, α )

Đặc tính tốc độ

Thể hiện biến thiên của công suất, mô men, suất tiêu hao nhiên liệu…của động

cơ theo số vòng quay, khi giữ tay điều khiển động cơ ở vị trí nhất định

Đặc tính tốc độ biểu thị công suất cực đại với số vòng quay là đặc tính ngoài

Đặc tính ngoài động cơ diesel bao gồm:

Đặc tính ngoài tuyệt đối: là tập hợp các thông số đạt giá trị max tại mỗi số vòng quay Đặc tính giới hạn bơm cao áp: là đặc tính ngoài mà tay điều khiển bơm cao áp đặt ở

vị trí giới hạn lớn nhất

Đặc tính ngoài theo công suất thiết kế: là đặc tính tốc độ trong cơ cấu điều khiển

Được giữ ở vị trí đạt công suất thiết kế tại số vòng quay thiết kế

Đặc tính ngoài sử dụng: là đặc tính tốc độ mà cơ cấu điều khiển được giữ ở

vị trí ứng với công suất sử dụng

Đặc tính khói đen: là đặc tính tốc độ trong đó với mỗi số vòng quay, cơ cấu điều

khiển bơm nằm ở vị trí bắt đầu nhả khói đen

Đặc tính tốc độ động cơ xăng

Đặc tính ngoài: xây dựng từ thực nghiệm trên băng thử khi van tiết lưu mở hoàn

toàn Đặc tính xây dựng ở các mức ga khác là các đặc tính bộ phận

Đặc tính chân vịt

Đặc trung cho sự biến thiên của các thông số (Ne, pe, ge ) của động cơ theo tốc độ khi trục động cơ nố trực tiếp với chân vịt tàu thủy Khi xây dựng đặc tính chân vịt cần phối hợp với đặc tính ngoài và đặc tính bộ phận của động cơ, xuất phát từ chế

độ định mức

Sử dụng chân vịt biến bước

cho phép động cơ hoạt động

theo đặc tính ngoài ở mọi số

vòng quay

H, D: bước và đường kính

chân vịt

Đặc tính tải

Là các đặc tính đánh giá chất lượng hoạt động của động cơ khi không thay đổi tốc độ Thông số chính là suất tiêu hao nhiên liệu

Động cơ chạy theo đặc tính tải, nhan tố tác động từ bên ngoài tới chu trình công tác

Là lượng nhiên liệu hoạc hòa khí cấp cho xilanh trong 1 chu trình

Đặc tính tải của động cơ diesel

Diểm 2 là giới hạn của công suất lớn Nhất tại tốc độ thử, động cơ làm việc tói điểm 2 thường bị nóng, nhiên liệu cháy không hết, đóng muội than

Đường tiếp tuyến vói ge qua 1 là giới hạn nhả khói đen

Đặc tính hỗn hợp của động cơ (đặc tính vạn năng, nhiều tham số)

Xây dựng trên tọa độ pe-n, Ne, ge

được dùng làm tham số

Đường đặc tính được xây dựng

dựa trên nhiều đặc tính tải ở các

tốc độ khác nhau

Các đặc tính khác

- Đặc tính điều chỉnh

Sử dụng trong hiệu chỉnh, thử nghiệm

động cơ, bao gồm các ảnh hưởng góc đốt sớm,

thành phần hòa khí, áp suất, thời gain cấp nhiên

Liệu, nhiệt độ làm mát tới tính kinh tế động cơ

- Đặc tính điều tốc

Điều tốc 1 chế độ và điều tốc giới hạn: hạn chế tốc độ max

Điều tốc 2 chế độ: đảm bảo tính ổn định động cơ khi chạy ở tốc độ thấp Điều tốc nhiều chế độ: thực hiện điều chỉnh tự động ở mọi số vòng quay

- Đặc tính đầu máy diesel truyền động điện

Thể hiện quan hệ giữa công suất đầu máy diesel

dùng để dẫn động máy phát điện và số vòng quay

Ở vị trí nhất định của cơ cấu điều khiển, động cơ

hoạt động theo đặc tính điều tốc

Đường 1: đặc tính ngoài động cơ

Đường 2: đặc tính máy phát điện

Bộ điều khiển có 8 vị trí, thực hiện chức năng

thay đổi gct Quá trình chuyển tiếp khi thay đổi

đặc tính tải sẽ thực hiện theo đường ngang a-b

- Đặc tính không tải

Là trường hợp đặc biệt của đặc tính tốc độ, thể hiện quan hệ giữa khối lượng tiêu hao nl giờ với tốc độ n Dựa trên đặc tính không tải có thể phán đoán tính kinh tế, đánh giá chất lượng hiệu chỉnh động cơ, kiểm tra chất lượng bơm cao áp, hiệu suất

cơ khí

Chuyển đổi các đặc tính về điều kiện tiêu chuẩn

- Động cơ xăng (chế hòa khí)

Ne, Me, pe: thông số có ích trung bình ở điều kiện áp suất 760 mmHg, t = 15 độ Ne’, Me’, pe’: thông số có ích tb ở điều kiện áp suất, nhiệt độ khảo sát

Động cơ diesel chưa có công thức thống nhất để đưa các chỉ tiêu công tác

của động cơ về điều kiện tiêu chuẩn

Tính ổn định về chế độ làm việc của động cơ

Là khả năng phản ứng của động cơ đối với sự thay đổi chế độ làm việc của máy công tác

Để nâng cao tính ổn định cần giảm áp suất có ích

trung bình khi tăng tốc độ động cơ

Tính ổn định được đánh giá qua hệ số thích ứng K

Phạm vi tốc độ ổn định

Khi chạy theo đặc tính ngoài, chế độ làm việc của động

cơ xăng ổn định ơn động cơ diesel

Chyển từ đặc tính ngoài sang đặc tính bộ phận, tính ổn định động cơ xăng tăng dần, động cơ diesel không thay đổi nhiều

Động cơ diesel tăng áp có tính kém ổn định do không có cơ cấu điều chỉnh máy nén Âp suất pk càng tăng ở tốc độ định mức, phạm vi tốc độ ổn định giảm