Xây dựng bài giảng điện tử học phần lý thuyết động cơ ô tô

MỤC LỤCNHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN1MỤC LỤC2LỜI NÓI ĐẦU6PHẦN I: CƠ SỞ SƯ PHẠM ĐỂ XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐỘNG CƠ Ô TÔ.71. Mục tiêu của đề tài72. Đối tượng và khách thể nghiên cứu.73. Nhiệm vụ nghiên cứu.7CHƯƠNG 1: NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN SƯ PHẠM81. Mục tiêu giáo dục và đào tạo.81.1. Quan điểm mới về giáo dục, đào tạo.82. Cơ sở sư phạm để xây dựng và biên soạn nội dung môn học.92.1. Theo yêu cầu xã hội.92.2. Theo mục tiêu đào tạo.92.3. Các nguyên tắc giáo dục.102.4. Tính thống nhất.112.5. Vị trí môn học.132.6. Đối tượng học.13CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP HỌC PHẦN.14PHẦN II: XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC16CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG161.1. Động cơ đốt trong161.2. So sánh động cơ đốt trong với các loại động cơ nhiệt khác161.3. Phân loại động cơ đốt trong171.4. Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong loại trục khuỷu – thanh truyền201.4.1. Sơ đồ nguyên lý và cấu trúc cơ bản201.4.2. Các khái niệm và thông số cơ bản của động cơ đốt trong211.4.3. Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kỳ không tăng áp221.4.3.1. Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 1 xylanh221.4.3.2. Nguyên lí làm việc của động cơ diesel 1 xylanh241.4.2. Nguyên lí làm việc của động cơ 2 kì241.4.3. Nguyên lí làm việc của động cơ nhiều xylanh261.4.3.1 Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kì 4 xylanh thẳng hàng271.4.3.2. Nguyên lí làm việc của động cơ 6 xylanh thẳng hàng271.4.4. Nguyên lí làm việc của động cơ có tăng áp281.5. Nguyên lí làm việc của động cơ piston quay (đông cơ Walken)30CHƯƠNG II: CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG322.1. Chu trình lý tưởng322.1.1. Khái niệm chu trình lý tưởng322.1.2. Các loại chu trình lí tưởng332.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chu trình lí tưởng342.1.4. Khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt và áp suất trung bình của chu trình352.1.4.1. Chu trình đẳng tích352.2. Chu trình thực tế của động cơ đốt trong382.2.1. Quá trình nạp382.2.1.1. Diễn biến quá trình nạp382.2.1.2. Các thông số của quá trình nạp392.1.2.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến hệ số nạp452.2.2. Quá trình nén472.2.2.1. Diễn biến và các thông số của quá trình nén482.2.1.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến n1482.2.3. Quá trình cháy502.2.3.1. Khái quát về quá trình cháy502.2.3.2. Diễn biến quá trình cháy và giãn nở512.2.3.3. Các hiện tượng cháy không bình thường trong động cơ xăng552.2.3.4. Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cháy562.2.3.5. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giãn nở592.2.4. Quá trình thải602.3. Các thông số của chu trình công tác của động cơ đốt trong612.3.1. Công chỉ thị612.3.2. Áp suất chỉ thị612.3.2.1. Chu trình hỗn hợp612.3.2.2. Chu trình đẳng tích622.3.3. Công suất622.3.4. Hiệu suất chỉ thị622.4.5. Suất tiêu thụ nhiên liệu chỉ thị63CHƯƠNG III: MÔI CHẤT CÔNG TÁC643.1. Khái quát về môi chất công tác643.2. Nhiên liệu643.2.1. Các loại nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong643.2.1.1. Nhiên liệu khí643.2.1.2. Nhiên liệu lỏng653.2.2. Tính chất cơ bản của nhiên liệu lỏng663.2.2.1. Tính chất vật lý của nhiên liệu lỏng663.2.2.2. Tính chất hoá học của nhiên liệu lỏng693.2.2.3. Đánh giá tính tự cháy của nhiên liệu diesel703.2.2.4. Đánh giá tính chống kích nổ của nhiên liệu xăng71CHƯƠNG IV: HÌNH THÀNH HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG734.1. Sự hình thành hòa khí trong động cơ đốt trong734.1.1. Khái niệm sự hình thành hòa khí734.1.2. Phân loại sự hình thành hòa khí744.2. Hình thành hòa khí trong động cơ xăng744.2.1. Yêu cầu thành phần khí hỗn hợp động cơ xăng744.2.2. Hình thành hỗn hợp trong bộ chế hòa khí754.2.2.1. Nguyên lí tạo hỗn hợp754.2.2.2. Đặc tính của bộ chế hòa khí lí tưởng774.2.3.3. Các tuyến xăng trong bộ chế hòa khí784.2.3. Hình thành hỗn hợp trong động cơ phun xăng794.2.3.1. Hệ thống phun xăng đơn điểm804.2.3.2. Hệ thống phun xăng đa điểm804.2.3.3. Hệ thống phun xăng trực tiếp814.2.3.4. Lý thuyết chung về phun xăng834.2.4. So sánh hệ thống phun xăng và hệ thống dùng chế hòa khí934.3. Hình thành hỗn hợp trong động cơ Diezel934.3.1. Chất lượng tia phun và các nhân tố ảnh hưởng944.3.2. Cấu trúc và sự phát triển của tia phun nhiên liệu964.2.3. Các phương pháp hình thành hòa khí trong động cơ diezel974.2.3.1. Buồng cháy thống nhất974.2.3.2. Hỗn hợp thể tích màng994.2.3.3. Hỗn hợp màng1004.2.3.4. Buồng cháy ngăn cách1014.2.3.4. Hình thành khí hỗn hợp đồng nhất và cháy do nén1044.3.3. Điều khiển động cơ diezel Hệ thống CDI105CHƯƠNG V: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG1085.1. Vai trò của các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của ĐCĐT1085.2. Các chỉ tiêu1085.2.1. Áp suất trung bình có ích1085.2.2. Tổn thất cơ khí1095.2.3. Công suất1095.2.4. Hiệu suất1095.2.5. Suất tiêu hao nhiên liệu có ích1095.2.6. Tuổi thọ và độ tin cậy1105.2.7. Khối lượng động cơ1105.2.8. Kích thước bao110CHƯƠNG VI: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG1116.1. Các chế độ làm việc của động cơ đốt trong1116.1.1. Khái niệm chế độ làm việc của động cơ1116.1.2. Chế độ làm việc ổn định và không ổn định1116.2. Đặc tính của động cơ1136.2.2. Các đặc tính của động cơ1136.2.2.1. Đặc tính tốc độ1136.2.2.2. Đặc tính điều chỉnh1236.2.2.3. Đặc tính tải1296.2.2.4. Đặc tính điều tốc1316.3.2 Các biện pháp cải thiện và điều chỉnh đặc tính động cơ1336.3.2.1. Điều khiển pha phối khí1336.3.2.2. Điều khiển hành trình xupap1356.2.3.3. Hệ thống thay đổi chiều dài đường nạp ACIS135KẾT LUẬN137

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1 MỤC LỤC 2 LỜI NÓI ĐẦU 6 PHẦN I: CƠ SỞ SƯ PHẠM ĐỂ XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC LÝ THUYẾT ĐỘNG CƠ Ô TÔ 7

CHƯƠNG 1: NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN SƯ PHẠM 8

2 Cơ sở sư phạm để xây dựng và biên soạn nội dung môn học 9

1.2 So sánh động cơ đốt trong với các loại động cơ nhiệt khác 16

1.4 Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong loại trục khuỷu – thanh truyền 20

1.4.2 Các khái niệm và thông số cơ bản của động cơ đốt trong 21 1.4.3 Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kỳ không tăng áp 22 1.4.3.1 Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 1 xylanh 22 1.4.3.2 Nguyên lí làm việc của động cơ diesel 1 xylanh 24

1.4.3.1 Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kì 4 xylanh thẳng hàng 27 1.4.3.2 Nguyên lí làm việc của động cơ 6 xylanh thẳng hàng 27

1.5 Nguyên lí làm việc của động cơ piston quay (đông cơ Walken) 30 CHƯƠNG II: CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 32

2.1.4 Khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt và áp suất trung bình của chu trình

35

2.2.3.3 Các hiện tượng cháy không bình thường trong động cơ xăng 55 2.2.3.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cháy 56 2.2.3.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giãn nở 59

CHƯƠNG III: MÔI CHẤT CÔNG TÁC 64

3.2 Nhiên liệu 64 3.2.1 Các loại nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong 64

3.2.2.3 Đánh giá tính tự cháy của nhiên liệu diesel 70 3.2.2.4 Đánh giá tính chống kích nổ của nhiên liệu xăng 71 CHƯƠNG IV: HÌNH THÀNH HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 73

4.2.4 So sánh hệ thống phun xăng và hệ thống dùng chế hòa khí 93

4.3.2 Cấu trúc và sự phát triển của tia phun nhiên liệu 96 4.2.3 Các phương pháp hình thành hòa khí trong động cơ diezel 97

CHƯƠNG V: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 108

5.1 Vai trò của các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của ĐCĐT 108

CHƯƠNG VI: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 111

6.3.2 Các biện pháp cải thiện và điều chỉnh đặc tính động cơ 133

6.2.3.3 Hệ thống thay đổi chiều dài đường nạp ACIS 135 KẾT LUẬN 137

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế thì nền công nghiệp nói chung và đặc biệt là công nghiệp ôtô đã có những bước phát triển nhảy vọt Ôtô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đối với sự phát triển của nền kinh tế – xã hội hiện nay

Môn “Lý thuyết động cơ ô tô” là một trong những môn học đóng vai trò quan trọng trong việc thiết lập những cơ sở khoa học để nghiên cứu, thiết kế động cơ Nó

đã đề ra được những phương hướng nghiên cứu, thí nghiệm động cơ, tìm ra những phương hướng, giải pháp điều khiển tối ưu nhất cho động cơ ô tô để nâng cao chất lượng cũng như hiệu suất động cơ

Môn học này làm nền tảng cơ bản của ngành kỹ thuật ôtô, nó biểu hiện rõ hơn về

lý thuyết tổng quát của động cơ

Môn lý thuyết động cơ ôtô này xây dựng nhằm hai nhiệm vụ chính:

+ Giới thiệu tổng quan về động cơ đốt trong dùng trên xe ô tô

+ Nghiên cứu về chu trình làm việc của động cơ ô tô, quá trình hình thành hòa khí trong động cơ

+ Nghiên cứu về đặc tính của động cơ qua đó đưa ra các giải pháp nhằm cải thiện đặc tính của động cơ ô tô

Qua quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

Hưng Yên, em được khoa tin tưởng giao cho đề tài tốt nghiệp: Xây dựng bài giảng điện tử học phần Lý thuyết động cơ ô tô Đây là một đề tài rất thiết thực nhưng còn

gặp phải nhiều khó khăn Sau một thời gian làm việc khẩn trương và nghiêm túc với sự

cố gắng của bản thân và dưới sự hướng dẫn tận tình của các thầy trong bộ môn Công

nghệ ô tô, đặc biệt là TS Đinh Ngọc Ân, em đã hoàn thành đề tài đáp ứng được yêu

cầu đưa ra Song trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với khả năng và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong sự góp ý của các thầy cô trong khoa và các bạn trong lớp cũng như các bạn có sự đam mê về đề tài này để đề tài được hoàn thiện hơn nữa và đó cũng chính là những kinh nghiệm nghề nghiệp cho chúng em sau khi ra trường

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, đặc biệt là TS Đinh Ngọc

Ân đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài của em được hoàn thành

Em xin trân trọng cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:

Phạm Văn Hoàng

PHẦN I: CƠ SỞ SƯ PHẠM ĐỂ XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC LÝ

THUYẾT ĐỘNG CƠ Ô TÔ

1 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá thực trạng dạy và học tập học phần “ Lý thuyết động cơ ôtô” tại khoa

Cơ Khí Động Lực trường ĐHSPKT Hưng Yên đặc biệt quan tâm đến vấn đề tiếp thu

kiến thức phía người học

- Đánh giá kết quả nghiên cứu, cải tiến phương pháp giảng dạy, học tập học phần

“Lý thuyết động cơ ôtô” áp dụng cho sinh viên đại học, cao đẳng tại khoa Cơ Khí Động Lực trường ĐHSPKT Hưng Yên

- Xây dựng hệ thống đề cương học tập học phần “lý thuyết động cơ ôtô” dùng cho việc đào tạo sinh viên tại khoa Cơ Khí Động Lực trường ĐHSPKT Hưng Yên

- Đề xuất các giải pháp nhằm đổi mới phương pháp dạy học học phần “ Lý thuyết động cơ ôtô” áp dụng cho sinh viên Đại học, Cao đẳng tại khoa Cơ Khí Động Lực trường ĐHSPKT Hưng Yên

2 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Học phần “Lý thuyết động cơ ôtô”

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình giảng dạy và học tập học phần “Lý thuyết động cơ ôtô”

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu thực trạng tình hình giảng dạy và học tập học phần “ Lý thuyết động

cơ ôtô” cho đối tượng sinh viên ĐH-CĐ

- Tổng hợp tài liệu trong nước vào nước ngoài cùng tài liệu của các hãng xe để xây dựng lên hệ thống đề cương học tập học phần “ Lý thuyết động cơ ôtô”

- Đề xuất phương pháp nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập học phần “Lý thuyết động cơ ôtô”

CHƯƠNG I NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN SƯ PHẠM

1 Mục tiêu giáo dục và đào tạo

- Mục tiêu giáo dục và đào tạo là cơ sở định hướng cho toàn bộ hoạt động tổ chức và quản lý đào tạo ở mọi loại hình thức và phương thức đào tạo Đồng thời là cơ

sở để thiết kế nội dung chương trình đào tạo cho các ngành nghề cụ thể phù hợp với từng loại hình khác nhau

- Mục tiêu đào tạo không chỉ là cơ sở định hướng mà điều quan trọng hơn là chuẩn đánh giá toàn bộ quá trình đào tạo nghề nghiệp ở các mức độ khác nhau Dựa vào mục tiêu đào tạo từng phần hoặc từng môn học bài giảng chúng ta có cơ sở để đáng giá chất lượng và hiệu quả của quá trình đào tạo và trên cơ sở đó đánh giá trình

độ tổ chức đào tạo của nhà trường, trình độ nghiệp vụ sư phạm của mỗi giáo viên

1.1 Quan điểm mới về giáo dục, đào tạo

- Trong những năm gần đây, để đáp ứng nhu cầu mới của xã hội hiện đại với những biến đổi nhanh chóng về mọi lĩnh vực chính trị, kinh tế văn hóa - xã hội và khoa học công nghệ …hàng loạt các quan điểm, ý tưởng mới về một nền giáo dục hiện đại đã ra đời và có hảnh hưởng sâu sắc đến quá trình phát triển giáo dục - đào tạo ở nhiều nước Nhà trường ngày nay được chuyển từ hệ thống khép kín, cô lập trong xã hội sang hệ thống mở, hòa nhập tích cực với các biến đổi của đời sống xã hội Nó có vai trò to lớn không chỉ trong việc truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm xã hội mà còn có tác dụng trực tiếp phát triển những thái độ, khả năng cần thiết để đảm bảo cho người học nắm vững, phát triển kiến thức và đặc biệt là sử dụng vốn kiến thức đó vào trong các hoạt động thực tiễn Bộ ba kiến thức - kỹ năng - thái độ có mối liên hệ chặt chẽ với nhau trong cuộc sống vừa lao động vừa học tập của mỗi các nhân Những ưu tiên về mục đích giáo dục cũng có những thay đổi cơ bản Mục tiêu giáo dục ngày càng được định hướng gắn bó chặt chẽ hơn với đời sống hiện thực của xã hội và các nhân như: học để lao động và hoàn thiện nhân cách, học cách sống và thích ứng với những biến đổi, học tập tích cực và tự học, độc lập sáng tạo…

- Mối quan hệ thầy trò cũng có những biến đổi quan trọng, ngày nay mối quan hệ này đang chuyển dần từ quan hệ phụ thuộc, người thầy luôn đóng vai trò chủ đạo với chức năng cơ bản là tổ chức, hướng dẫn, chỉ đạo toàn bộ quá trình dạy - học và người học có vị trí trung tâm, tham gia tích cực, chủ động và sáng vào quá trình dạy - học Những nhu cầu, lợi ích và khả năng của người học được quan tâm thích đáng trong quá trình dạy - học Đặt người học vào vị trí trung tâm quá trình dạy học có nghĩa là làm cho người học làm chủ mình hơn, có khả năng lựa chọn, tìm hiểu, sáng tạo những phương pháp học tập tích cực trong quá trình tiếp thu kiến thức

2 Cơ sở sư phạm để xây dựng và biên soạn nội dung môn học

2.1 Theo yêu cầu xã hội

- Đất nước ta đang bước vào thời kỳ đổi mới - thời kỳ quá độ lên Chủ nghĩa xã hội, sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đất nước trong quá trình công nghiệp hoá- hiện đại hoá cần một nguồn nhân lực có trình độ văn hoá, có kỹ năng nghề nghiệp, luôn làm chủ được những tiến bộ của khoa học kỹ thuật Vấn đề này đang được Nhà nước ta quan tâm và có những chính sách thích hợp đối với ngành giáo dục nói chung

và lĩnh vực đào tạo nghề nói riêng Về cơ bản nguồn nhân lực qua đào tạo đã đáp ứng được yêu cầu cơ bản về nhu cầu của nền kinh tế đất nước

Ngày nay, khoa học kỹ thuật - công nghệ phát triển không ngừng và được ứng dụng ngày càng rộng rãi vào trong lao động sản xuất, điều đó là nhân tố thúc đẩy nền kinh tế nước ta cũng như các nước khác trên thế giới phát triển mạnh mẽ Để theo kịp nhịp độ phát triển của nền kinh tế thì giáo dục đào tạo nghề phải lấy yêu cầu thực tế của nền kinh tế xã hội làm cơ sở để xây dựng mục tiêu đào tạo và thời gian đào tạo từ

đó làm cơ sở để xây dựng chương trình môn học

2.2 Theo mục tiêu đào tạo

- Khi xây dựng nội dung chương trình cho một môn học ta cần phải dựa vào mục tiêu của môn học, mục tiêu được hiểu là cái đích cần đạt tới sau mỗi môn học Mục tiêu được cụ thể hoá qua từng chương, từng bài học Sự kết hợp nhiều mục tiêu cụ thể trong từng nội dung học tập sẽ tạo thành mục tiêu lớn - mục tiêu tổng quát Mục tiêu tổng quát này phải tiêu biểu điển hình Ta có thể phân ra ba mục tiêu cơ bản sau:

- Mục tiêu kiến thức: Đây là mục tiêu thuộc thành phần lý thuyết, là hoạt động cơ bản của đa số các chương trình giáo dục, đó là những kiến thức người học tiếp thu được sau một quá trình học tập Nó được biểu hiện ở ba mức độ:

+ Nhớ lại: Tái hiện được những kiến thức đã học để có thể trình bày lại được + Lý giải: Giải thích được các hiện tượng, dữ kiện, số liệu đã học được …bằng ngôn ngữ của chính mình

+ Vận dụng: Tìm được các giải pháp tối ưu nhất với từng công việc, và luôn sáng tạo trong công việc

- Mục tiêu kỹ năng: Mục tiêu này thuộc thành phần “làm - thực hành”, gồm các hoạt động đòi hỏi sự điều hợp giữa trí óc và cơ bắp Đó là những thao tác mà người học cần đạt được sau quá trình luyện tập Mục tiêu này là mục tiêu cơ bản của chương trình đào tạo chuyên nghiệp và được thể hiện ở các mức độ dưới đây:

+ Bắt chước: Làm lại đúng thao tác mẫu đã được quan sát, song chưa ý thức được đầy đủ việc mình làm

+ Chủ động: Lặp lại các thao tác một cách có ý thức với độ chính xác và hiệu quả nhất định

+ Tự động hoá: Lặp lại các thao tác một cách nhuần nhuyễn, thành thạo, ít có sự tham gia của ý thức, có thể vận dụng sáng tạo để đạt hiệu quả công việc cao nhất Đây

là mức độ cao nhất mà người học có thể đạt được

- Mục tiêu thái độ: Nhìn dưới góc độ của các Nhà giáo dục, đây là mục tiêu để người học đạt tới một trạng thái tâm lý tương đối ổn định, sẵn sàng phản ứng với các tác động của người khác hoặc của các tình huống trong công việc Nó được thể hiện ra ngoài bằng những hành vi, qua ứng xử, sự giao tiếp Nội dung của mục tiêu này có ba mức độ:

+ Tiếp nhận: Nhận ra được sự xuất hiện của một trạng thái tâm lý của đối tượng đang tiếp xúc

+ Sẵn sàng phản ứng: Ứng xử một cách cụ thể nhằm thoả mãn nhu cầu của đối tượng mình đang tiếp xúc

+ Nội tâm hoá: Cảm thông, đưa vào bên trong ý thức của bản thân một hiểu biết, một nhận định, tình cảm… về đối tượng tiếp xúc

- Ở mỗi một bậc học đều có mục tiêu đào tạo và chương trình môn học riêng, để xác định được mục tiêu của môn học ta cần phải căn cứ vào mục tiêu đào tạo chung của bậc học đó Mục tiêu đào tạo của bậc học cao đẳng và đại học trong trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên là đào tạo ra một đội ngũ lao động phát triển toàn diện có đạo đức, có sức khoẻ, nâng cao chất lượng tay nghề gắn liền với nâng cao ý thức kỷ luật và tác phong hiện đại trong lao động, đáp ứng được những yêu cầu của sự phát triển kinh tế xã hội và sự nghiệp giáo dục đào tạo nghề của đất nước

2.3 Các nguyên tắc giáo dục

- Qua nghiên cứu các Nhà giáo dục đã tổng kết về các nguyên tắc giáo dục là:

“Học đi đôi với hành - Giáo dục kết hợp với lao động sản xuất - Nhà trường gắn liền với xã hội”

- Về nguyên tắc thứ nhất “ Học đi đôi với hành”: Theo chủ nghĩa Mác - Lênin

“từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng là quá trình duy vật biện chứng” Như vậy, mối tương quan giữa “học” và “hành” phải tương hỗ, bổ sung cho nhau, thúc đẩy nhau phát triển trong quá trình tư duy Ta biết rằng bản chất của sự học là quá trình truyền thụ và lĩnh hội các kinh nghiệm lịch sử xã hội Từ kinh nghiệm lịch sử của người đi trước truyền lại, qua sự “học”, con người tìm ra các cách thức giải quyết công việc Ngược lại, phải từ thực tế, trong thực tế, qua thực tế sinh động con người mới rút

ra kinh nghiệm lịch sử Đây là quá trình “hành” Có nghĩa là qua “hành” bổ sung, hoàn thiện cho “ học”, từ “ học” con người tìm ra cách thức “ hành” nhanh nhất Hai quá trình này luôn song song, tương hỗ nhau

- Về nguyên tắc thứ hai “Giáo dục kết hợp với lao động sản xuất”: Ta thấy rằng nhân cách của một con người được thể hiện qua lao động, trong lao động và bằng lao động Như vậy là quá trình giáo dục không chỉ dạy nghề mà còn phải dạy người - tức

là rèn đức cho người học Một điểm cần quan tâm nữa là yếu tố tự giáo dục ở người học Đây là yếu tố tham gia xuyên suốt sự học của bất cứ ai Yếu tố này đóng góp chủ yếu cho sự thành công của bất cứ quá trình - nguyên lý giáo dục nào Thiếu nó mọi quá trình khác đều trở nên vô nghĩa Nguyên tắc giáo dục nêu trên sẽ củng cố, bồi đắp, xây dựng một thế giới quan, niềm tin, lý tưởng cho người học, giúp cho sự tự giáo dục thêm hiệu quả

- Nguyên tắc thứ ba: “ Nhà trường gắn liền với xã hội” Chúng ta biết rằng có ba lực lượng tham gia vào quá trình giáo dục, đó là Gia đình, Nhà trường và Xã hội Trong đó giáo dục Gia đình là nền tảng của giáo dục đạo đức, giáo dục Nhà trường và giáo dục xã hội là cốt lõi của quá trình giáo dục nói chung Nhà trường là sự cụ thể hoá thể chế giáo dục của Nhà nước - giai cấp thống trị, phục vụ lợi ích của giai cấp thống trị Xã hội cần con người như thế nào thì nhà trường đào tạo ra con người như thế…

- Tóm lại là việc vận dụng các nguyên tắc này giúp cho sự nghiệp giáo dục đáp ứng yêu cầu về chất lượng của nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp cách mạng trong thời đại mới

2.4 Tính thống nhất

- Trong quá trình giáo dục nói chung, quá trình dạy và học nói riêng phải đảm bảo tính thống nhất giữa mục tiêu - nội dung - phương pháp - phương tiện

- Về nội dung: Việc xây dựng, biên soạn nội dung phải đáp ứng được mục tiêu

đề ra Cụ thể là phải đổi mới nội dung dạy và học cho phù hợp với thực tế xã hội Nội dung phải liên tục cập nhật; Dạy học kỹ thuật cần định hướng mạnh vào sản xuất; Đi tắt đón đầu - nắm bắt khoa học công nghệ hiện đại; Mềm hoá nội dung chương trình (tức là trong nội dung của môn học có học phần cố định, bắt buộc - “phần cứng” và học phần tự chọn - “phần mềm”)

- Về phương pháp: Phương pháp dạy học là tổng hợp các cách thức làm việc của người dạy và người học để đạt được những mục đích nhất định Trong quá trình ấy, người dạy giữa vai trò chủ đạo, định hướng hành động cho người học, người học tích cực, chủ động trong các hoạt động Việc xây dựng phương pháp dạy học cần phải dựa vào nội dung dạy học vào đối tượng học, phải đảm bảo mối quan hệ giữa “mục tiêu - nội dung - phương pháp - phương tiện” có như vậy mới đạt được hiệu quả như mục tiêu đã đề ra

- Ta biết rằng, dù là phương pháp nhận thức hay phương pháp sản xuất cũng bao gồm trong bản thân nó sự nhận thức những qui luật khách quan Trên cơ sở những qui luật này mới xuất hiện những thủ thuật hay hệ thống thủ thuật để nhận thức và để hành

động Những qui luật khách quan mà con người nhận được tạo nên mặt khách quan của phương pháp, những thủ thuật hay thao tác nảy sinh ra trên cơ sở những qui luật

đó mà con người sử dụng nhận thức và cải biến các hiện tượng, thúc đẩy các quá trình tiến lên tạo nên mặt chủ quan của phương pháp Bản thân các quy luật khách quan không trực tiếp tạo nên phương pháp nhưng nó lại là yếu tố không thể thiếu được đối với phương pháp Nó là cơ sở chỉ ra cho con người biết rằng nên dùng những thủ thuật, thao tác gì trong trường hợp nào để đạt được mục đích đã dự định, làm thế nào

để tìm ra cái mới trong nhận thức… Trong thực tiễn, phương pháp không phải là bản thân sự hoạt động mà là các cách thức, tính chất, phương hướng và trình tự tiến hành các hoạt động đó Vì vậy phương pháp là hệ thống các hoạt động có mục đích rõ rệt của người dạy, đảm bảo cho người học nắm vững kiến thức, hình thành kỹ năng và tạo

ra kỹ xảo, từ đó phát triển hơn nữa năng lực nhận thức và trau dồi thêm phẩm chất đạo đức

- Các phương pháp dạy học được các nhà sư phạm đưa ra gồm:

+ Nhóm phương pháp dạy học bằng lời:

* Phương pháp thuyết trình: Giảng thuật, giảng diễn, giảng giải)

* Phương pháp đàm thoại: Đàm thoại tái hiện, đàm thoại giải thích, minh hoạ

+ Nhóm các phương pháp dạy học trực quan ( sử dụng mô hình, vật thật, sử dụng phương tiện kỹ thuật hỗ trợ: máy chiếu – phim chiếu, máy vi tính…)

+ Nhóm phương pháp luyện tập

+ Phương pháp ôn tập, phương pháp dạy học chuyên biệt

+ Phương pháp làm việc với sách giáo khoa và tài liệu tham khảo…

- Về phương tiện: Phương tiện là toàn bộ các dụng cụ, các thiết bị kỹ thuật và tài liệu hướng dẫn dùng để trang bị cho quá trình dạy học Việc sử dụng phương tiện dạy học vừa là phương pháp giảng dạy vừa là công cụ hỗ trợ cho người dạy, trợ giúp đắc lực cho quá trình nhận thức đối với người học Nó là nhu cầu tất yếu của quá trình dạy học để đảm bảo phép biện chứng của quá trình nhận thức đi từ cái cụ thể đến cái trừu tượng và ngược lại

- Việc lựa chọn phương tiện giúp cho người dạy truyền đạt nội dung bài học một cách nhanh nhất, hiệu quả nhất, chính xác, chất lượng nhất, bài giảng phong phú, hấp dẫn mang tính khoa học cao Mặt khác giúp người học lĩnh hội bài giảng một cách nhanh và vững chắc, kích thích hứng thú và phát huy khả năng tư duy của người học tốt nhất

- Tuy nhiên, nói như vậy không có nghĩa là con người có một phương pháp, phương tiện vạn năng duy nhất để sử dụng trong mọi trường hợp Điều đó yêu cầu người dạy phải có khả năng vận dụng sáng tạo, linh hoạt trong việc sử dụng phương pháp, phương tiện dạy học Tức là phải kể đến sự phù hợp cả về nội dung và hình thức

trong mối quan hệ giữa các yếu tố mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện Mục tiêu nào nội dung phải tương xứng, phương pháp phải chính xác, chuẩn mực, phương tiện phải thích hợp Ngược lại, với các phương tiện kỹ thuật thực tế của cơ sở đào tạo cần phải có phương pháp tương đương, lựa chọn nội dung chọn lọc, tiêu biểu để đạt được mục đích đặt ra

2.5 Vị trí môn học

- Để xây dựng được nội dung môn học ta cần phải dựa vào vị trí, chương trình

và thời lượng môn học trong chương trình đào tạo Với mỗi một môn học nó có những nội dung và đặc trưng riêng Do đó khi xây dựng chương trình môn học ta cần phải quan tâm đến nhưng đặc trưng đó để nội dung môn học ta biên soạn ra phù hợp với đặc trưng của môn học, cô đọng, ngắn gọn nhưng vẫn phải đảm bảo đầy đủ kiến thức cần thiết cho quá trình đào tạo Nội dung môn học khi biên soạn phải phù hợp với thời lượng của môn học và đảm bảo cho người học có thể nắm bắt được những kiến thức cần thiết và có những khái niệm cơ bản làm tiền đề cơ sở để học các môn chuyên ngành khác

2.6 Đối tượng học

- Như chúng ta đã biết mỗi ngành nghề trong một trường đào tạo đều tuyển sinh nhiều đối tượng khác nhau điều đó có nghĩa là mặt bằng kiến thức và khả năng nhận thức của từng đối tượng là khác nhau Do đó khi xây dựng chương trình môn học ta cũng cần chú ý đến đặc điểm này Ta cần phải biết mình đang xây dựng chương trình môn học đối tượng nào.Từ đó ta có những định hướng cần thiết để nội dung môn học

ta biên soạn phù hợp với yêu cầu và khả năng nhận thức của đối tượng đó nhằm nâng cao hiệu quả trong đào tạo

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP HỌC PHẦN

1 Thực trạng giảng dạy và học tập học phần “lý thuyết động cơ ôtô” tại khoa cơ khí động lực trường ĐH SPKT Hưng Yên

- Đội ngũ cán bộ giảng dạy học phần “Lý thuyết động cơ ôtô” còn thiếu so với yêu cầu, dẫn đến tình trạng quá tải giờ dạy của giảng viên, thiếu thời gian đầu tư cho nghiên cứu khoa học

- Trong khi giảng dạy hầu hết giảng viên sử dụng phương pháp truyền thống, diễn giảng, thuyết trình, độc thoại là chủ yếu Cách thức giảng dạy còn thiên về lý luận, chưa tìm ra những phương thức hiệu quả giúp sinh viên chủ động hơn trong tiếp thu kiến thức và sử dụng những kiến thức lĩnh hội được để luận giải các vấn đề thực tiễn

- Các phương tiện dạy học tiên tiến chưa có nhiều về cả mặt chất lượng cũng như

số lượng Việc ứng dụng các phương tiện đó phục vụ cho quá trình giảng dạy chưa mang lại hiệu quả cao

- Về người học phần lớn sinh viên ít đọc tài liệu tham khảo Phần lớn chỉ học trong giáo trình viết, những điều thầy đã nói, mục đích học tập của sinh viên mang nặng tính thi cử Điều này dẫn đến hậu quả là chất lượng học tập của sinh viên thấp, khả năng nắm bắt kiến thức bài học không sâu, từ đó dẫn đến những nhận thức không đúng Đa số sinh viên chưa có ý thức cao với môn học, ỷ lại, thụ động, thiếu tích cực Sinh viên hầu như không có phương pháp và hình thức học tập sáng tạo

- Phương thức tổ chức học tập và kiểm tra vẫn mang tính truyền thống, không đem lại được hiệu quả cao đối với việc tiếp thu kiến thức của sinh viên

- Về chương trình của các môn học cũng còn có những bất cập nhất định Thời gian phân phối giảng dạy môn học chưa phù hợp, giáo trình lan man, nội dung có nhiều vấn đề chưa được cập nhật với thực tiễn yêu cầu, vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của người học

2 Các giải pháp đề ra để nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập

- Nâng cao hơn nữa nhận thức của giảng viên và sinh viên về vị trí, vai trò môn học trong chương trình đào tạo Tổ chức theo định kỳ những cuộc hội nghị, trò chuyện bàn về các ứng dụng khoa học kỹ thuật mới trong ngành, các yêu cầu của xã hội… nhằm kích thích sự yêu thích ngành nghề trong sinh viên, tạo tâm lý hứng thú phấn đấu nghiên cứu học tập

- Tăng cường về số lượng và chất lượng đội ngũ giảng viên: Như đã nêu ở trên, đội ngũ giảng viên vẫn còn thiếu về số lượng Do vậy trong thời gian tới cần nhanh chóng phát triển đội ngũ giảng viên, tránh tình trạng giảng viên phải đảm nhận số giờ

vượt chuẩn quá cao Để đạt mục tiêu này một mặt cần chú trọng vào đối tượng sinh viên đang được đào tạo chuyên ngành tại khoa, mặt khác cần tạo điều kiện thu hút tuyển dụng lưc lượng giảng viên từ bên ngoài Đủ giảng viên là điều kiện tiên quyết đảm bảo cho việc nâng cao chất lượng giảng dạy

- Song song với việc chú ý số lượng, việc chú trọng chất lượng của đội ngũ cán

bộ giáo viên là vô cùng quan trọng Phải không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn cũng như nâng cao trình độ lý luận sư phạm, khả năng nghiên cứu khoa học cho đội ngũ giáo viên Để giảng dạy tốt, giảng viên trước hết cần có kiến thức sâu rộng cho nên việc có ý thức tự trau dồi, tích lũy kiến thức qua việc tự học, tự nghiên cứu, nhằm làm giàu tri thức phục vụ chuyên môn phải được coi trọng Ngoài ra, việc cập nhật thông tin qua các phương tiện thông tin đại chúng đóng vai trò hết sức quan trọng, giúp cho giảng viên có nhiều kiến thức mới phong phú

- Đổi mới mạnh mẽ sâu rộng phương pháp dạy và học, phương pháp kiểm tra, đánh giá

- Tiến hành trang bị thêm số lượng các trang thiết bị dạy học tiên tiến, tiến hành ứng dụng rộng rãi, phổ biến các phương pháp, phương tiện giảng dạy hiện đại nhằm đánh thức sự đam mê nguyên cứu và học tập trong sinh viên

- Tiến hành ứng dụng các phương pháp học tập và giảng dạy mới lấy người học làm trọng tâm như: tiến hành học tập nhóm, dạy học theo mô đun, nghiên cứu khoa học… Bên cạnh đó kết hợp với những hình thức kiểm tra đánh giá kết quả tiên tiến nhằm kích thích người học chú tâm học tập, chủ động được những kiến thức đặt ra với người học

- Xây dựng lại hệ thống đề cương học tập học phần, sơ lược những nội dung đã

cũ không còn phù hợp với thực tiễn, cập nhật những nội dung mới đáp ứng nhu cầu đề

ra của xã hội cũng như đối với người học

PHẦN II: XÂY DỰNG NỘI DUNG MÔN HỌC CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

nở của hơi nước trong buồng công tác và sinh công làm quay bánh xe

Ở động cơ đốt trong, hai giai đoạn trên diễn ra tại cùng một vị trí, đó là bên trong buồng công tác của động cơ

Hai loại động cơ nói trên đều có hai kiểu kết cấu, đó là động cơ kiểu piston và

kiểu tuabin theo sơ đồ dưới đây, hình 1-1

Hình 1-1 Động cơ đốt trong thuộc họ động cơ nhiệt

Do giới hạn của giáo trình, chúng ta chỉ xét động cơ đốt trong kiểu piston và từ đây gọi vắn tắt là động cơ đốt trong (ĐCĐT) Trong thực tế, động cơ kiểu tuabin là đối tượng khảo sát của chuyên ngành máy tuabin

1.2 So sánh động cơ đốt trong với các loại động cơ nhiệt khác

Động cơ nhiệt

Động cơ đốt ngoài Động cơ đốt trong

Kiểu piston Kiểu tuabin Kiểu piston Kiểu tuabin

Ưu điểm Nhược điểm

- Hiệu suất có ích e lớn nhất,

có thể đạt tới 50% hoặc hơn nữa

Trong khi đó, máy hơi nước cổ điển

kiểu piston chỉ đạt khoảng 16%,

tuabin hơi nước từ 22 đến 28%, còn

tuabin khí cũng chỉ tới 30%

- Kích thước và trọng lượng

nhỏ, công suất riêng lớn Do đó,

động cơ đốt trong rất thích hợp cho

các phương tiện vận tải với bán kính

hoạt động rộng

- Khởi động, vận hành và chăm

sóc động cơ thuận tiện, dễ dàng

- Khả năng quá tải kém, cụ thể không quá 10% trong 1 giờ

- Tại chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, mô men sinh ra không lớn Do đó, động cơ không thể khởi động được khi có tải và phải có hệ thống khởi động riêng

- Công suất cực đại không lớn Ví dụ, một trong những động cơ lớn nhất thế giới là động

cơ của hãng MAN B&W có công suất 68.520

kW (số liệu 1997), trong khi tuabin hơi bình thường cũng có công suất tới vài chục vạn kW

- Cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao

- Nhiên liệu cần có những yêu cầu khắt khe như hàm lượng tạp chất thấp, tính chống kích nổ cao, tính tự cháy cao nên giá thành cao Mặt khác, nguồn nhiên liệu chính là dầu

mỏ ngày một cạn dần Theo dự đoán, trữ lượng dầu mỏ chỉ đủ dùng cho đến giữa thế kỷ 21

- Ô nhiễm môi trường do khí thải và ồn Tuy nhiên, với những ưu điểm nổi bật như trên, động cơ đốt trong hiện nay vẫn

là máy động lực chủ yếu, đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các lĩnh vực của đời sống con người như giao thông vận tải, xây dựng, khai thác mỏ, nông nghiệp, ngư nghiệp Theo các nhà khoa học, trong vòng nửa thế kỷ tới vẫn chưa có động cơ nào có thể thay thế được động cơ đốt trong

1.3 Phân loại động cơ đốt trong

Động cơ bốn kỳ: Là động cơ có chu trình công tác thực hiện

sau bốn hành trình của piston hay hai vòng quay của trục khuỷu

Động cơ hai kỳ: Là động có chu trình công tác thực hiện sau

hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu Theo nhiên liệu Động cơ nhiên liệu lỏng: như xăng, diesel, cồn pha xăng hoặc

diesel, dầu thực vật

Động cơ nhiên liệu khí: Nhiên liệu khí bao gồm: khí thiên

nhiên (Compressed Natural Gas - CNG), khí hoá lỏng (Liquidfied Petroleum Gas - LPG), khí lò ga, khí sinh vật (Biogas)

Động cơ nhiên liệu kép (Dual Fuel) ví dụ như động cơ gas+

xăng, ga + diesel…

Động cơ đa nhiên liệu (Multi Fuel) như động cơ có thể dùng

được cả diesel và xăng, hoặc động cơ dùng cả xăng và khí đốt

Theo phương pháp

hình thành khí hỗn

hợp

Hình thành hỗn hợp bên ngoài xylanh như động cơ xăng dùng

bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun xăng gián tiếp (phun vào

đường nạp)

Hình thành hỗn hợp bên trong xylanh như động cơ diesel hay

động cơ phun xăng trực tiếp (Gasoline Direct Injection - GDI)

vào xy lanh

Theo phương pháp

đốt cháy hỗn hợp

Động cơ đốt cháy cưỡng bức như động cơ xăng

Động cơ cháy do nén như động cơ diesel

Theo phương pháp

nạp

Động cơ không tăng áp: không khí hay hỗn hợp được hút vào

xy lanh bởi sự chênh áp giữa đường nạp và xylanh

Động cơ tăng áp: không khí hay hỗn hợp được nén trước khi

nạp vào xylanh

Theo tốc độ trung bình của piston

Gọi tốc độ trung bình của piston là cm Dễ dàng tính được

30

n S

cm  (m/s) với S

là hành trình piston (m) và n là tốc độ vòng quay của trục khuỷu (v/ph) Theo cm

người ta phân loại động cơ như sau:

Động cơ tốc độ trung bình 6,5 m/s  cm  9 m/s

Theo dạng chuyển động của

piston

Động cơ piston tịnh tiến thường gọi ngắn gọn là động

cơ piston Đa số động cơ đốt trong là động cơ piston

Động cơ piston quay hay động cơ rôto do Wankel

phát minh năm 1954 nên còn gọi là động cơ Wankel Theo cách bố trí xi lanh

1.4 Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong loại trục khuỷu – thanh truyền

1.4.1 Sơ đồ nguyên lý và cấu trúc cơ bản

Cấu tạo của động cơ đốt trong bao gồm:

a Cơ cấu sinh lực gồm:

1 Bộ hơi: Xylanh, cụm piston, nắp máy…

2 Bộ phận chuyển động và dự trữ năng lượng: Trục khuỷu, thanh truyền, bánh đà

b Các hệ thống và cơ cấu trong động cơ:

1 Cơ cấu phối khí: Cụm xupap hút và xả, trục cam, cơ cấu dẫn động trục cam

2 Hệ thống bôi trơn: Cácte dầu, bơm dầu, lọc dầu, các tuyến dầu, két làm mát dầu…

3 Hệ thống làm mát: Két nước, bơm nước, áo nước, van hằng nhiệt, đường ống nước…

4 Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí hoặc phun xăng, hệ thống nhiên liệu đông cơ diesel

5 Hệ thống điện động cơ: Hệ thống khởi động, hệ thống cung cấp điện…

Hình cấu trúc cơ bản Lược đồ

1.4.2 Các khái niệm và thông số cơ bản của động cơ đốt trong

Dựa vào lược đồ hình 1-7 Ta có thể đưa ra một số khái niệm cơ bản sau:

Quá trình công tác là tổng hợp tất cả biến đổi của môi chất công tác xảy ra trong xylanh của động cơ và trong các hệ thống gắn liền với xylanh như hệ thống nạp - thải Chu trình công tác là tập hợp những biến đổi của môi chất công tác xảy ra bên trong xylanh của động cơ và diễn ra trong một chu kì

Kỳ là một phần của chu trình công tác xảy ra khi piston dịch chuyển một hành trình

Điểm chết: Là điểm mà tại đó piston có vận tốc bằng 0 hay là vị trí mà đường tâm thanh truyền nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm trục khuỷu Có 2 điểm chết là điểm chết trên (ĐCT) và điểm chết dưới (ĐCD)

1

2 3

4 5

S Hành trình piston

D Đường kính xy lanh

Điểm chết trên của piston là điểm mà piston

cách xa đường tâm trục khuỷu nhất

Điểm chết dưới của piston là điểm mà piston

cách tâm trục khuỷu một khoảng ngắn nhất

Hành trình piston (S): Là khoảng cách giữa

hai điểm chết (m)

Thể tích tại một vị trí của piston: Là không

gian giới hạn bởi nắp máy, vách xilanh và

đỉnh piston

Thể tích công tác Vh là khoảng không gian

trong lòng xilanh được tính từ vị trí piston ở

ĐCT tới vị trí piston ở ĐCD

Thể tích buồng cháy Vc là thể tích xilanh khi piston ở ĐCT

Thể tích toàn phần Va là thể tích trong lòng xilanh khi piston ở ĐCD

Tỷ số nén  là tỷ số giữa thể tích lớn nhất và thể tích nhỏ nhất (thể tích buồng cháy):

c h c

c h min

max

V

V1V

VVV

1.4.3 Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kỳ không tăng áp

Động cơ bốn kỳ có chu trình công tác được thực hiện sau bốn hành trình của

piston hay hai vòng quay của trục khuỷu

1.4.3.1 Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 1 xylanh

Hình 1-9: Đồ thị mô tả nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ không tăng áp

a Đồ thị công b Đồ thị pha

Hình 1-8: Các vị trí

điểm chết của ĐCĐT

Hành trình thứ nhất: hành trình nạp

Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD tạo nên độ chân không

trong xylanh Hoà khí từ đường nạp gọi là khí nạp mới được

hút vào xylanh qua xupáp nạp đang mở và hoà trộn với khí

sót của chu trình trước tạo thành hỗn hợp công tác Xupáp

nạp mở sớm một góc là 1 tại điểm d1 trước khi piston đến

ĐCD để tăng tiết diện lưu thông của dòng khí nạp

Hành trình thứ hai: hành trình nén

Piston đi từ ĐCD lên ĐCT Xupáp nạp đóng muộn

một góc 2 tại điểm d2 trước ĐCT nhằm tận dụng quán tính

của dòng khí nạp để nạp thêm Hỗn hợp công tác bị nén khi

hai xupáp cùng đóng dẫn tới tăng áp suất và nhiệt độ trong

xylanh Tại điểm c’gần ĐCT tương ứng với góc s, bugi bật

tia lửa điện Góc s được gọi là góc đánh lửa sớm (động cơ

xăng) Sau một thời gian chuẩn bị rất ngắn, quá trình cháy

thực sự diễn ra làm cho áp suất và nhiệt độ trong xylanh

tăng lên rất nhanh

Hành trình thứ ba: hành trình cháy- giãn nở

Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD Sau ĐCT, quá trình

cháy tiếp tục diễn ra nên áp suất và nhiệt độ tiếp tục tăng,

sau đó giảm do thể tích xylanh tăng nhanh Khí cháy giãn

nở sinh công Gần cuối hành trình, xupáp thải mở sớm một

góc 3 tại điểm b’ để thải tự do một lượng đáng kể sản vật

cháy ra khỏi xylanh vào đường thải

Hành trình thứ tư: hành trình thải

Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, sản vật cháy bị thải cưỡng bức

do piston đẩy ra khỏi xylanh Để tận dụng quán tính của

dòng khí nhằm thải sạch thêm, xupáp thải đóng muộn sau

ĐCT một góc 4 ở hành trình nạp của chu trình tiếp theo.

1.4.3.2 Nguyên lí làm việc của động cơ diesel 1 xylanh

- Nguyên lý làm việc của động cơ diesel cũng giống như động cơ xăng nhưng

có một số nét khác biệt: Động cơ diesel không có hệ thống đánh lửa, nhiên liệu được nén tới áp suất cao và phun vào không khí có áp suất và nhiệt độ cao trong buồng cháy

để cho nhiên liệu tự bốc cháy

Hành trình nạp

Piston đi từ ĐCT xuống

ĐCD, xupap nạp mở, xupap thải

đóng Không khí được hút vào

trong xylanh qua xupap nạp

Xupap nạp mở sớm 1 góc

1 trước ĐCTđể tăng lượng

không khí nạp vào xylanh

Hành trình nén

- Piston đi từ ĐCD lên

ĐCT, các xupap đóng kín,

không khí trong xylanh bị nén

lại tới nhiệt độ và áp suất cao,

nhiệt độ buồng cháy động cơ

diesel lúc này khoảng 500-

8000C Cuối hành trình nén, vòi

phun phun nhiên liệu vào trong

buồng cháy của động cơ

Hành trình cháy- giãn nở

- Nhiên liệu được phun vào trong buồng cháy kết hợp với không khí được nén ở

nhiệt độ và áp suất cao nên tự bốc cháy Quá trình cháy sinh công đẩy piston đi xuống ĐCD Cuối hành trình cháy, xupap thải mở sớm 1 góc 2 trước ĐCT nhằm tận dụng quán tính của dòng khí để thải 1 phần khí cháy

Hành trình thải

- Piston đi từ ĐCD đến ĐCT, xupap thải mở, khí cháy được đẩy ra ngoài qua xupap thải Xupap thải đóng sau ĐCT 1 góc 3 nhằm mục đích thải hết sản vật cháy ra ngoài

1.4.2 Nguyên lí làm việc của động cơ 2 kì

Động cơ hai kỳ, như đã nêu trong phần phân loại, có chu trình công tác thực hiện sau

hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu

Các hình vẽ Phân tích

Hành trình thứ nhất:

Piston đi chuyển từ ĐCT đến ĐCD, khí

đã cháy và đang cháy trong xylanh giãn

nở sinh công Khi piston mở cửa thải A, khí cháy có áp suất cao được thải tự do

ra đường thải Từ khi piston mở cửa quét

B cho đến khi đến điểm chết dưới, khí nạp mới có áp suất cao nạp vào xylanh đồng thời quét khí đã cháy ra cửa A Như vậy trong hành trình thứ nhất gồm các quá trình: cháy giãn nở, thải tự

do, quét khí và nạp khí mới

Hành trình thứ hai:

Piston di chuyển từ ĐCD đến ĐCT, quá trình quét nạp vẫn tiếp tục cho đến khi piston đóng cửa quét B Từ đó cho đến khi piston đóng của thải A, môi chất trong xylanh bị đẩy qua cửa thải ra ngoài, vì vậy giai đoạn này gọi là giai đoạn lọt khí Tiếp theo là quá trình nén bắt đầu từ khi piston đóng cửa thải A cho tới khi nhiên liệu phun vào xylanh (động

cơ diesel) hoặc bugi (động cơ xăng) bật tia lửa điện Sau một thời gian cháy trễ rất ngắn quá trình cháy sẽ xảy ra

Như vậy trong hành trình thứ hai gồm có các quá trình: quét và nạp khí, lọt

khí, nén và cháy

Hình 1-19: Hoạt động của động cơ 2 kì

Hình 1-18: Ngyên lí làm việc của động cơ

2 kì

a Đồ thị công b Đồ thị pha

1.4.3 Nguyên lí làm việc của động cơ nhiều xylanh

- Trong thực tế, nhằm mục đích nâng cao công suất động cơ người ta ghép các động cơ lại với nhau tạo thành động cơ nhiều xylanh Thực tế, động cơ thường có từ 3 xylanh trở lên Các xylanh được bố trí theo nhiều cách khác nhau (đã giới thiệu trong phần phân loại động cơ)

- Trong động cơ nhiều xylanh, kích

thước các chi tiết của các xylanh như nhau

nên quá trình làm việc của các xylanh cũng

giống nhau, chỉ khác nhau về pha

Điều này phụ thuộc vào việc bố trí vị

trí tương quan giữa các xylanh:

Việc bố trí này tuân theo những quy tắc sau:

- Đảm bảo mômen của động cơ trong một chu trình là đồng đều nhất Theo nguyên tắc này, ở động cơ đốt trong một hàng xylanh, người ta bố trí sao cho góc công tác giữa 2 xylanh làm việc liên tiếp là như nhau

- Không để tải trọng tập trung quá nhiều vào một hoặc một số cổ trục khuỷu nào đó để trục có sức bền đồng đều

- Trục khuỷu phải có hình dạng động lực hợp lý

Từ các nguyên tắc đó sẽ quyết định hầu hết mọi bố trí và kết cấu của toàn động cơ

Hình 1-21: Kết cấu trục khuỷu của

1.4.3.1 Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kì 4 xylanh thẳng hàng

- Với dạng trục khuỷu như hình 1-15.1 có thể bố trí góc công tác giữa hai xylanh

1804

1.4.3.2 Nguyên lí làm việc của động cơ 6 xylanh thẳng hàng

- Động cơ loại này có cấu trúc trục khuỷu như hình 1-11.2 Loại này mỗi cổ khuỷu sẽ

đặt lệch nhau 1200 Với cấu trúc trục khuỷu như vậy, cứ sau 1200 lại có một máy sinh công Để thứ tự nổ đều và máy chạy ổn định người ta xắp đặt trình tự công tác của các xylanh hay thứ tự đánh lửa là : 1- 5 - 3 – 6 – 2 - 4, 1- 4 - 2- 6 – 3 - 5 hoặc 1 – 2 – 3 – 6 – 5 - 4

Bảng thứ tự làm việc của động cơ 4 kì 6 xi lanh với thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4

1.4.4 Nguyên lí làm việc của động cơ có tăng áp

- Một phương pháp rất hiệu quả để tăng công suất động cơ là tăng lượng môi chất

nạp bằng cách nén môi chất trước khi nạp vào xylanh Phương pháp này gọi là tăng áp cho động cơ Khi nén, áp suất, nhiệt độ của môi chất tăng Một số động cơ được trang

bị bộ phận làm mát khí nén trước khi nạp vào động cơ để nạp được nhiều hơn Sau đây chúng ta tìm hiểu một số phương pháp tăng áp chủ yếu

1.4.4.1 Tăng áp cơ khí

Hình 1-22: Tăng áp cơ khí

1 Động cơ 2 Đường thải

3 Máy nén 4 Bình làm mát trung gian

5 Đường nạp 6 Môi chất trước máy nén

đủ lượng khí nén phù hợp cho động cơ khi tải trọng thay đổi

Nén

Nổ

Xả

1.4.4.2 Tăng áp kiểu tuabin- máy nén

Theo phương pháp này, khí thải của động cơ dẫn vào tuabin 7, sinh công làm quay máy nén 3 Tốc độ vòng quay của tuabin máy nén có thể tới 100.000 vòng/phút Phương pháp này tận dụng được năng lượng của khí thải Nhưng khi tốc độ vòng quay của động cơ thay đổi đột ngột, do quán tính của tuabin máy nén nên máy nén không cung cấp được lượng không khí cần thiết Mặt khác, ở chế độ tốc độ vòng quay nhỏ và tải nhỏ, công của tuabin không đủ cho máy nén làm việc bình thường

1.4.4.3 Tăng áp hỗn hợp

Hình 1-24: Tăng áp hỗn hơp

1 Động cơ 2 Đường thải

3 Máy nén 4.tua bin

Hình 1-23: Tăng áp kiểu tuabin- máy nén

1.5 Nguyên lí làm việc của động cơ piston quay (đông cơ Walken)

Trục cơ quay theo chiều kim đồng hồ làm bánh răng quay, bánh răng quay dẫn động piston (rôto) quay làm thay đổi thể tích các khoang AC, BC, AB

Trên hình 1-25, piston quay theo chiều

kim đồng hồ, không gian AC có thể tích tăng dần và thông với cửa nạp nên tại đây quá trình nạp diễn ra Khí nạp được hút vào xylanh qua cửa nạp 7 Khi điểm A đi qua cửa nạp thì quá trình nạp kết thúc Piston tiếp tục quay, không gian AC giảm thể tích và thực hiện quá trình nén Khi môi chất bị nén tới áp suất cao (khoang BC) bugi bật tia lửa điện đốt cháy nhiên liệu (động cơ xăng) hoặc vòi phun phun nhiên liệu (động cơ diesel) Sau một thời gian cháy trễ, quá trình cháy thực sự diễn

ra Áp suất trong khoang tăng lên tác dụng lên bề mặt piston (mặt BC) làm piston quay, qua vành răng và bánh răng làm quay trục cơ

Khi khoang BC diễn ra quá trình cháy- giãn nở thì khoang AC diễn ra quá trình nạp và khoang AB diễn ra quá trình thải Quá trình thải bắt đầu khi đỉnh A mở cửa thải 9

Nhận xét:

Khi rô to thực hiện 1 chu trình tương ứng với 3 vòng quay của trục cơ, cả 3 không gian đều thực hiện 1 chu trình làm việc gồm 4 quá trình: Hút- nén- cháy, giãn nở- thải tương đương với động cơ piston thường 4 kì, 3 xylanh

Ưu điểm của động cơ Walken so với động cơ piston thông thường:

-Rô to quay nên cân bằng dễ dàng Vì thế, tốc độ động cơ cao hơn động cơ piston thường

Hình 1-25: Sơ đồ nguyên lí động cơ

Valken

1 Rô to (piston quay) 2 Trục cơ

3 Vành răng rô to 4 Bánh răng trục

cơ

5 Xilanh 6 Buồng nạp

7 Cửa nạp 8 Bugi

9 Cửa thải

- Vì không dùng xupáp nên chất lượng nạp- thải tốt hơn do tiết diện lưu thông lớn

- Gọn và công suất cao

Nhược điểm chủ yếu của động cơ Walken so với động cơ piston thường là các chi tiết bao kín dạng thanh ở các đỉnh của rôto và bề mặt xylanh mòn rất nhanh do vận tốc lớn và khó bôi trơn Vì vậy tuổi thọ động cơ thấp

Động cơ Walken ít được sử dụng trong ô tô

( Một số xe dòng MAZDA hiện nay sử dụng động cơ piston quay)

CHƯƠNG II: CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 Chu trình lý tưởng

2.1.1 Khái niệm chu trình lý tưởng

- Chu trình thực tế của động cơ bao gồm các quá trình lý hoá rất phức tạp và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau Về thực chất, chu trình thực tế của động cơ là chu trình hở, không thuận nghịch và không thể tính toán hoàn toàn chính xác được Chu trình thực tế được đơn giản hoá bằng một số giả thiết nhằm những mục đích cụ thể được gọi là chu trình lý tưởng

Những đặc điểm của chu trình lý tưởng và mục đích nghiên cứu

- Lượng môi chất không thay đổi tức là không có quá trình thay đổi khí

- Nhiệt lượng cấp cho chu trình từ bên ngoài, như vậy không có quá trình cháy và toả nhiệt của nhiên liệu cũng như tổn thất cho các quá trình này Đồng thời, thành phần môi chất cũng không đổi

- Quá trình nén và giãn nở là đoạn nhiệt và không có tổn thất nhiệt do lọt khí

- Tỷ nhiệt của môi chất trong suốt chu trình không đổi và không phụ thuộc vào nhiệt độ

Với những đặc điểm nêu trên, chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong sẽ là chu trình kín, thuận nghịch và không có tổn thất nào khác ngoài tổn thất nhiệt cho nguồn lạnh theo định luật nhiệt động II

Nghiên cứu chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong nhằm các mục đích sau:

-Thấy rõ ảnh hưởng của những thông số chủ yếu đến sự hoàn thiện của việc biến đổi nhiệt thành công

- Tạo điều kiện so sánh các chu trình khác nhau một cách dễ dàng

-Xác định được giới hạn cao nhất của chu trình thực tế của động cơ

2.1.2 Các loại chu trình lí tưởng

2.1.2.1 Chu trình hỗn hợp Trước hết, ta gọi:

yp

p p

V



 là tỷ số giãn nở sau (2.4)

==>     Q1: Nhiệt lượng cấp bởi nguồn nóng(J)

Q2: Nhiệt lượng nhả cho nguồn lạnh(J) Q1,v: Nhiệt lượng của quá trình đẳng tích(J) Q2,v: Nhiệt lượng của quá trình đẳng áp(J) Lt: Công của chu trình(J)

2.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá chu trình lí tưởng

2.1.3.1 Hiệu suất nhiệt

- Hiệu suất nhiệt t đặc trưng cho

tính kinh tế của việc biến đổi nhiệt

thành công của chu trình lí tưởng

Ta có:

1 2 1

2 1

1

1

Q

Q Q

Q Q

Q2 là nhiệt nhả cho nguồn lạnh

Lt có thể tính theo công thức sau:

)1(k1

11

1

k 1

k h

1 ,

của chu trình tính cho một đơn vị

thể tích công tác của xylanh Do đó,

pt đặc trưng cho tính hiệu quả sử

dụng thể tích công tác của chu

trình Cụ thể, pt càng lớn tức là tính

hiệu quả càng cao

- Về ý nghĩa vật lí, pt là áp

suất giả định không đổi tác dụng

lên piston dịch chuyển một hành

Theo định nghĩa:

h

t t

V

L

p  (2.9) Đơn vị của pt là N/m2

Chu trình hỗn hợp:

Ta có:

h

h , t h , tV

)1k)(

1(

k v

,

) 1 k )(

1 (

Hình 2-3: Xác định áp suất trung

bình p t trên đồ thị công

trình từ ĐCT và sinh ra một công

bằng công của chu trình Lt

2.1.4 Khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt và áp suất trung bình của chu trình 2.1.4.1 Chu trình đẳng tích

a Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệtt,v

Tổng hợp ảnh hưởng của k và  được thể hiện trên hình 2-4

-Từ t,v 1 k11



 ,ta thấy t,v chỉ phụ thuộc chỉ số đoạn nhiệt k của môi chất công tác và tỷ số nén  của động cơ

- Khi tăng k thì t,v tăng Tuy nhiên, k là một thông

số vật lý của môi chất phụ thuộc vào số nguyên tử chứa trong một phân tử Đối với khí 1 nguyên tử, k = 1,6; khí 2 nguyên tử (có thể coi không khí gần đúng là khí 2 nguyên tử) k = 1,41 và khí 3 nguyên tử có k = 1,3

- Khi tăng  thì t,v tăng Vì vậy, một trong những phương hướng chủ yếu để tăng hiệu suất của động cơ khi thiết kế là sử dụng các biện pháp sao cho có thể có tỷ số nén cao

-Từ hình 2-4, ta có thể nhận thấy tốc độ tăng t,v giảm dần khi tăng  Mặt khác cần lưu ý rằng, càng tăng  động cơ càng dễ bị kích nổ ,do đó  bị giới hạn

Cần phải lưu ý rằng, t,v chỉ phụ thuộc vào  và k mà không phụ thuộc vào lượng nhiệt cấp cho chu trình Q1

b Các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất trung bình p t,v

1(

k=1,41 k=1,30

Ngoài ra, khác với t,v, pt,v chịu ảnh hưởng rất lớn của nhiệt lượng cung cấp cho

chu trình Q1 Khi tăng Q1 sẽ làm tăng nhiệt độ Tz và áp suất pz (Cuối quá trình đẳng

tích c-z trên hình 2-3) Điều đó dẫn tới tăng tỉ số tăng áp theo công thức

c z c

y

p

p p

1 (

và công suất động cơ

2.1.4.2 Chu trình hỗn hợp

a Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt t,h

Từ

)1(1

11

h

ta thấy:

- tăng thì ,htăng

- Đối với  và  thì ta phải xét ảnh hưởng tổng hợp

Giả sử Q1, , k, Ta, m, CV không thay đổi, ta có:

Q1 = mCv[(Ty - Tc) + k(Tz - Ty)] = mCvk - 1Ta[ - 1 + k( - 1)] = const

Như vậy, k - 1Ta[ - 1 + k( - 1)] = const

Do đó, [ - 1 + k( - 1)] =const (2.13) Điều đó có nghĩa là, khi  tăng (Q1V tăng) thì  giảm

(Q1p giảm) và ngược lại

k h

và chỉ phụ thuộc vào kmà thôi

Khảo sát k, ta có nhận xét: khi  tăng thì k giảm,

theo (2.14) thì t,h tăng

( Khảo sát k , tham khảo phụ lục 2)

Tổng hợp ảnh hưởng của  và  được thể hiện trên hình

tăng và Q1p giảm) hiệu suất nhiệt của chu trình hỗn hợp tăng Từ đó suy ra, t,h đạt

max khi  = 1 Nói cách khác, hiệu suất của chu trình đẳng tích cao hơn của chu trình

hỗn hợp nếu như cùng Q1, , k, Ta, m, CV Tuy nhiên, tăng  (tăng cường cho cháy

đẳng tích) sẽ làm tăng áp suất cực đại pz và tốc độ tăng áp suất





p dẫn tới tải trọng tác

dụng lên cơ cấu trục khuỷu thanh truyền tăng lên

b Các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất trung bình p t,v

h

- pa,  tăng sẽ làm cho pt,h tăng

-  tăng nếu Q1 = const thì  giảm và t,h tăng như đã xét xét ở trên Tuy nhiên,

t,h tăng chậm Mặt khác, tăng  sẽ làm tăng áp suất cực đại pz tác dụng lên cơ cấu

TK-TT

2.1.5 So sánh hiệu suất của chu trình hỗn hợp và đẳng tích

Để so sánh các chu trình hỗn hợp và đẳng tích đã xét ở trên một cách thuận tiện,

ta sử dụng đồ thị T-S

- Do cùng Q1 nên diện tích của các hình giới hạn bởi các đường gia nhiệt và trục hoành S(AaczVbB) = S(AacyzhbhC)

- Lượng nhiệt thải cho nguồn lạnh Q2 của mỗi chu trình tương ứng với các diện tích của đường thải nhiệt và trục hoành

z v

bhy

T

Hình 2-7: So sánh các chu

trình khi cùng Q 1 và p z

2.2 Chu trình thực tế của động cơ đốt trong

- Khác với chu trình lý tưởng, chu trình thực tế của động cơ đốt trong cũng giống như mọi chu trình thực tế của các máy công tác khác là chu trình hở, không thuận nghịch Cụ thể, chu trình thực tế có quá trình trao đổi khí và do đó có tổn thất khí nạp thải; các quá trình nén và giãn nở không phải đoạn nhiệt mà có tổn thất nhiệt cho môi trường xung quanh; quá trình cháy có tổn thất như cháy không hết, phân giải sản vật cháy Ngoài ra, môi chất công tác thay đổi trong một chu trình nên tỷ nhiệt của môi chất cũng thay đổi

Nghiên cứu chu trình thực tế nhằm những mục đích sau:

 Tìm qui luật diễn biến của các quá trình tạo nên chu trình thực tế và xác định những nhân tố ảnh hưởng Qua đó tìm ra phương hướng nâng cao tính kinh tế và hiệu quả của chu trình

 Xác lập những phương trình tính toán các thông số của động cơ khi thiết kế và kiểm nghiệm động cơ

2.2.1 Quá trình nạp

2.2.1.1 Diễn biến quá trình nạp

- Quá trình nạp được tiến hành chủ yếu do

piston chuyển động từ điểm chết trên đến điểm chết

dưới tạo ra sự chênh lệch áp suất, do đó môi chất

được hút vào xylanh

-Trong thực tế, quá trình nạp bắt đầu tại điểm

d1, tương ứng với vị trí góc 1 trước ĐCT, xupap

nạp mở Góc 1 gọi là góc mở sớm của xupap nạp

Từ thời điểm áp suất trong xylanh bằng áp suất

trên đường ống nạp pk trở đi, khí nạp mới thực sự đi

vào trong xylanh, cho đến khi piston tới ĐCD tại

điểm a

Tận dụng quán tính của dòng khí nạp để nạp

thêm, xupáp nạp chưa đóng tại ĐCD mà đóng sau đó

1 góc 2 tại điểm d2 Góc 2 gọi là góc đóng muộn

của xupáp nạp

Áp suất trong xylanh phụ thuộc vào tốc độ v

của piston, có giá trị nhỏ nhất tại vmax Tại điểm

ĐCD ĐCT

d 2

r '

Đối với động cơ không tăng áp, có thể coi gần đúng pk  p0 và Tk  T0

Từ phân tích diễn biến quá trình nạp trong các động cơ khác nhau ta có thể rút ra một vài nhận xét sau:

- Khí nạp mới đi vào trong xylanh phải khắc phục sức cản lưu động nên có tổn thất áp suất pk

- Trong tất cả các loại động cơ nêu trên không thể quét hết sản vật cháy ra khỏi xylanh Nói cách khác, trong xylanh vẫn còn một lượng khí sót hoà trộn với khí nạp mới

- Khí nạp mới đi vào xylanh tiếp xúc với các chi tiết trong buồng cháy và hoà trộn với khí sót có nhiệt độ cao nên được sấy nóng

-Tất cả những điều đó làm cho lượng khí nạp mới trong xylanh khi kết thúc quá trình nạp thông thường khác so với lượng khí nạp mới lý thuyết có thể chứa trong thể tích xy lanh Vh qui về điều kiện ở đường nạp với nhiệt độ Tk và áp suất pk Vì vậy, để đánh giá chất lượng quá trình nạp, người ta đưa ra thông số hệ số nạp v được định nghĩa như sau:

h h h v

V

V M

M G



 (2.15) G1 (kg/kgnl) và M1(kmol/kgnl) là lượng khí nạp mới thực tế trong xylanh khi kết thúc quá trình nạp và V1 là thể tích của lượng khí nạp mới đó qui về điều kiện nhiệt độ

Tk và áp suất pk

Gh (kg/kgnl) và Mh(kmol/kgnl) là lượng khí nạp mới lý thuyết chứa trong thể tích

Vh trong điều kiện nhiệt độ Tk và áp suất pk

Với: Gh  kVh

Hệ số nạp là một thông số đặc trưng cho chất lượng quá trình nạp, thông thường nhỏ

hơn 1 và sẽ được khảo sát kĩ lưỡng ở các phần sau

2.2.1.2 Các thông số của quá trình nạp

a Áp suất cuối quá trình nạp p a

-Áp suất cuối quá trình nạp pa là một thông số quan trọng để đánh giá chất lượng quá trình nạp Nếu pa càng lớn thì lượng khí nạp mới càng nhiều và ngược lại

-Để tìm hiểu mối quan hệ giữa pa với các thông số kết cấu và các thông số làm

việc của động cơ, ta dựa vào lược đồ tính toán trên hình 2-9 với những giả thiết đơn

giản hóa

Ta tìm giá trị tổn thất áp suất:

' 2

2 2 0

2 '

k k

k

F

n k F

n k p

p

(2.16) Trong đó:

k’ là hệ số

Fp: Diện tích tiết diện piston

S: Hành trình piston n: Số vòng quay của động cơ/phút

- Dựa vào 2.16 ta có thể phân tích những thông số ảnh hưởng đến tổn thất áp suất quá trình nạp Dễ dàng nhận thấy rằng khi ,0,n giảm và

Fn tăng thì '

k p

 giảm và ngược lại

Tại điểm a :

a k k

n n a

k k

F

n k p

Từ (2.17) ta có:

2 n

2 n k k k

a

f

n k p p p

p      (2.18)

Trong thực tế, muốn tăng pa ta áp dụng những biện pháp sau:

 Thiết kế đường nạp có hình dạng, kích thước hợp lý và bề mặt ống nạp phải

nhẵn để giảm sức cản khí động

Hình 2-9: Lược đồ tính toán áp

suất pa