GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Công suất tiêu hao P f Công suất tiêu hao là công suất mất đi để khắc phục ma sát giữa các bề mặtlàm việc của những chi tiết xi lanh và pit tông, trục khuỷu và ổ trục..., giữa những ch

Bé LAO §éNG - TH¦¥NG BINH Vµ X HéI· HéI

114-2008/CXB/29-12/LĐXH Mã số:

0122

1229





Tuyên bố bản quyền :

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình.

Cho nên các nguồn thông tin có thể đợc

phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho

các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi

mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử

dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành

mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách để

bảo vệ bản quyền của mình.

Tổng cục Dạy nghề cám ơn và hoan nghênh

các thông tin giúp cho việc tu sửa và ho

Chứng chỉ nghề

Lời nói đầu

Giáo trình môn học Kỹ thuật động cơ đốt trong đợc xây dựng và biên soạn trên cơ sở chơng trình khung đào tạo nghề Sửa chữa ôtô đã đợc Giám đốc Dự án Giáo dục

kỹ thuật và Dạy nghề quốc gia phê duyệt dựa vào năng lực thực hiện của ngời kỹ thuật viên trình độ lành nghề.

Trên cơ sở phân tích nghề và phân tích công việc (theo ph ơng pháp DACUM) của các cán bộ, kỹ thuật viên có nhiều kinh nghiệm, đang trực tiếp sản xuất cùng với các chuyên gia đã tổ chức nhiều hoạt động hội thảo, lấy ý kiến.v.v …, đồng thời căn

cứ vào tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của nghề để biên soạn Ban giáo trình môn học Nhiệt kỹ thuật do tập thể cán bộ, giảng viên, kỹ s của Trờng Cao đẳng Công nghiệp Huế và các kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm biên soạn Ngoài ra có sự đóng góp tích cực của các giảng viên Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội và cán bộ kỹ thuật thuộc Công ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ô tô Thống Nhất, Công ty sản xuất vật liệu xây dựng Long Thọ.

Ban biên soạn xin chân thành cảm ơn Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Trung tâm kiểm định ô tô Thừa Thiên Huế, Công ty ô tô Thống Nhất, Trờng Cao đẳng Công nghệ Đà Nẵng và trờng Trung học Giao thông Vận tải Thừa Thiên Huế, Ban quản lý

dự án GDKT&DN và các chuyên gia của Dự án đã công tác, tạo điều kiện giúp đỡ trong việc biên soạn giáo trình Trong quá trình thực hiện, Ban biên soạn đã nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học và trách nhiệm của nhiều chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh vực nghề Sửa chữa ô tô Song do điều kiện về thời gian, mặt khác đây là lần đầu tiên biên soạn giáo trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp để giáo trình môn học Nhiệt kỹ thuật đợc hoàn thiện hơn, đáp ứng đợc yêu cầu của thực tế sản xuất của các doanh nghiệp hiện tại và trong tơng lai.

Giáo trình môn học Kỹ thuật động cơ đốt trong đợc biên soạn theo các nguyên tắc: Tính định hớng thị trờng lao động; Tính hệ thống và khoa học; Tính ổn định và linh hoạt; Hớng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực và thế giới; Tính hiện đại và sát thực với sản xuất.

Giáo trình môn học Kỹ thuật động cơ đốt trong cấp trình độ Lành nghề đã đợc Hội

đồng thẩm định Quốc gia nghiệm thu và nhất trí đa vào sử dụng và đợc dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo ngắn hạn hoặc cho công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và ngời sử dụng nhân lực tham khảo.

Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đợc hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức trong hệ thống dạy nghề.

Ngày 15 tháng 4 năm 2008

Hiệu trởng

Bùi Quang Chuyện

Giới thiệu về mô đun

Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun:

Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, là nguồn động lực chocác phơng tiện vận tải nh ô tô, máy kéo, tàu thuỷ, máy bay cũng nh các máy côngtác nh máy phát điện, máy bơm nớc

Do tính phổ biến của động cơ đốt trong nên việc tìm hiểu về kết cấu chung và chutrình làm việc của động cơ là nhu cầu đang đợc nhiều đối tợng quan tâm trong quátrình sử dụng động cơ Đặc biệt đối với học viên của ngành cơ khí ô tô, ”Kỹ thuật độngcơ đốt trong” là mảng kiến thức đầu tiên, là cơ sở giúp học viên hoàn thành tốt yêu cầucủa công tác sủa chữa động cơ.

Mục tiêu của mô đun

Nhằm trang bị cho học viên có đầy đủ kiến thức cơ bản và nguyên tắc hoạt độngcủa động cơ đốt trong Đồng thời rèn luyện cho học viên có khả năng nhận dạng đợccác cơ cấu, các hệ thống, chu trình làm việc thực tế và sự phối hợp làm việc nhịpnhàng giữa các cơ cấu hệ thống của động cơ đốt trong, với việc sử dụng dụng cụ đúng

kỹ thuật và đảm bảo an toàn

Mục tiêu thực hiện của mô đun

1 Trình bày đúng các khái niệm và cấu tạo chung của động cơ đốt trong

2 Phát biểu đúng các thuật ngữ và đầy đủ các thông số kỹ thuật của động cơ

3 Trình bày đúng cấu tạo, chu trình hoạt động của động cơ một xi lanh dùngnhiên liệu xăng, diesel thuộc loại bốn kỳ, hai kỳ

4 Phân tích đúng các u nhợc điểm của từng loại động cơ

5 Trình bày đúng cấu tạo và chu trình hoạt động của động cơ nhiều xi lanh

6 Lập đợc bảng thứ tự nổ của động cơ nhiều xi lanh

7 Nhận dạng đúng các cơ cấu, hệ thống trên động cơ và nhận dạng đúng cácloại động cơ

8 Xác định đúng ĐCT của pit tông

9 Xác định đúng chu trình hoạt động thực tế của các loại động cơ

Nội dung chính của mô đun

Bài 1 Khái niệm chung về động cơ đốt trong 03 04

Các hoạt động học tập chính trong mô đun

A Thuyết trình có minh hoạ tại phòng học chuyên môn hoá về

B Thực tập tại xởng trờng về

1 Nghe giới thiệu và xem trình diễn về :

2 Thực hành về

Yêu cầu về đánh giá hoàn thành mô đun

Kiến thức

1 Phát biểu đúng các khái niệm, về thuật ngữ trong động cơ đốt trong

2 Phát biểu đúng các thông số kỹ thuật của động cơ đốt trong

3 Mô tả đúng cấu tạo tổng quát của động cơ động cơ xăng, động cơ dieselbốn kỳ, hai kỳ

4 Trình bày đúng chu trình làm việc lý thuyết của động cơ xăng, động cơdiesel bốn kỳ, hai kỳ một xi lanh và nhiều xi lanh

5 Phân tích đúng u nhợc điểm của các loại động cơ

6 Trình bày đúng chu trình làm việc thực tế của động cơ đốt trong

Kỹ năng

1 Nhận dạng các loại động cơ

2 Nhận dạng các cơ cấu và hệ thống của động cơ

3 Xác định điểm chết trên của pit tông

4 Chuẩn bị, bố trí và sắp xếp nơi làm việc hợp lý, đảm bảo an toàn và vệ sinhcông nghiệp

Thái độ

1 Chấp hành nghiêm túc các quy định về kỹ thuật và an toàn lao động

2 Cẩn thận, chu đáo trong công việc, không để xảy ra h hỏng thiết bị, dụng cụ

HAR 01 01

Điện kỹ

thuật

HAR 01 19 SC-BD phần cố

cơ khí

HAR 01 11

D Sai lắp ghép,ĐLKT

HAR 01 21 SC-BD Cơ cấu phân phối khí

HAR 01 22 SC-BD Hệ thống bôi trơn

HAR 01 23 SC-BD Hệ thống làm mát

HAR 01 24 SC-BD

HT khởi động

HAR 01 27 SC-BD

HT truyền lự c

HAR 01 30 SC-BD Cầu chủ động

HAR 01 31 SC-BD

HT di chuyển

HAR 01 32 SC-BD

Hệ thống lái

HAR 01 33 SC-BD

HT phanh

HAR 01 35

SC Pan ô tô

HAR 01 34 K.tra tình trạng

KT Đ cơ và ôtô

HAR 01 36 nâng cao hiệu quả công việc

Bằng công nhận

lành nghề ( II)

HAR 02 08

Vẽ Auto CAD

HAR0219

Chứng chỉ nghề bậc cao

HAR 02 11

Chẩn đoán

HAR 02 12 Chẩn đoán HAR 02 14SC-BD bộ SC-BD HT HAR 0215

HAR 02 16 SC-BD BCA HAR 02 17 công Bằng

Chứng chỉ nghề

HAR 01 09 Cơ kỹ thuật

HAR 02 13

C nghệ phục hồi chi tiết trong SC

HAR 02 09

CN khí nén Thuỷ lực ứng dụng

HAR 02 10 Nhiệt kỹ thuật

HAR 0218

Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề

Bài 1

Giới thiệu chung về động cơ đốt trong

M bàiã bài : HAR 01 17 01

Mục tiêu thực hiện:

Học xong bài này học viên có khả năng:

1 Phát biểu đúng khái niệm, phân loại và cấu tạo chung của động cơ đốt trong

2 Giải thích đợc các các thuật ngữ và thống kỹ thuật cơ bản của động cơ

3 Nhận dạng đợc chủng loại, các cơ cấu và hệ thống của động cơ và xác định

A Thuyết trình có minh hoạ tại phòng học chuyên môn hoá

1 Khái niệm động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, hoạt động nhờ quá trình biến đổi từhoá năng sang nhiệt năng do nhiên liệu đợc đốt cháy, rồi sang dạng cơ năng Quátrình này đợc thực hiện trong xi lanh động cơ.

Hình 18 -1 Các loại động cơ nhiệt

2 Lịch sử phát triển

Trong lịch sử phát triển động cơ có một vài mốc đáng ghi nhớ sau:

- 1860 : Động cơ đốt trong đầu tiên đợc ra đời do ông Lenoir là một ngời hầu bàn

và một nhà kỹ thuật nghiệp d ở Paris chế tạo Động cơ chạy bằng khí đốt, có hiệu suất

- 1897 : Động cơ diesel đầu tiên ra đời có hiệu suất khá cao: ηc = 26 %

- 1954 : Động cơ pit tông quay do hã bàing NSU- Wankel chế tạo

Ngành chế tạo động cơ đốt trong phát triển rất mạnh Hiện nay sản lợng hàngnăm ớc tính khoảng 40 triệu chiếc với dải công suất từ 0,1 đến khoảng 70.000 kw chocác lĩnh vực kinh tế nh giao thông vận tải, xây dựng, nông nghiệp, lâm nghiệp, năng l-ợng và dân dụng

II Phân loại động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong đợc phân loại nh sau :

1 Theo nhiên liệu sử dụng

- Động cơ xi lanh nằm ngang hoặc một hàng (kiểu chữ V)

Hình 18 2 – Cách bố trí xi lanh

4 Theo phơng pháp tạo hoà khí và đốt cháy nhiên liệu

Động cơ tạo hoà khí bên ngoài, tức là loại động cơ mà hỗn hợp hơi nhiên liệu vàkhông khí đợc tạo thành ở bên ngoài xi lanh, nhờ một bộ phận có cấu tạo đặc biệt (bộchế hoà khí) sau đó đợc đa vào xi lanh và đợc đốt cháy ở đây bằng tia lửa điện (độngcơ xăng)

Động cơ tạo hoà khí bên trong, tức là loại động cơ mà mà hỗn hợp nhiên liệu vàkhông khí đợc tạo thành ở bên trong xi lanh, nhờ một bộ phận có cấu tạo đặc biệt(bơm cao áp, vòi phun ) và hỗn hợp này tự cháy do không khí bị nén ở nhiệt đọ cao(động cơ diesel)

5 Theo số lợng hành trình của pit tông

6 Theo kiểu chuyển động của pit tông

7 Theo điều kiện nạp

8 Theo phơng pháp làm mát

Ngoài ra còn có thể phân loại động cơ theo công dụng, theo tốc độ của pit tông III u nhợc điểm của động cơ đốt trong

Khi so sánh với những động cơ khác, động cơ đốt trong có những u, nhợc điểmnổi bật sau:

Công suất cực đại không cao

Nhiên liệu đắt và cạn dần trong thiên nhiênKhi làm việc ồn và ô nhiễm môi trờng do khí xả

Tuy nhiên, hiện nay động cơ đốt trong vẫn loại động cơ cha thể thay thế

IV Cấu tạo chung của động cơ đốt trong

Động cơ đốt trong bao gồm các cơ cấu và các hệ thống chính theo sơ đồ sau

Hệ thống đánh lửa (động cơ xăng)

Hệ thống khởi

động

Hệ thống làm mát

 Điểm chết dới (ĐCD)

Điểm chết dới là vị trí của đỉnh pit tông trong xi lanh mà tại đó đỉnh pit tông gần

tâm trục khuỷu nhất

Thể tích làm việc của xi lanh là không gian giới hạn bởi trong một hành trình củapit tông

Hình 18 - 4 Pit tông ở điểm chết trên và điểm chết dới

5 Thể tích toàn phần (thể tích chứa hoà khí hoặc không khí) (Va)

Thể tích toàn phần là không gian đợc giới hạn bởi nắp máy, xi lanh và đỉnh pit tông khipit tông ở ĐCD

Va = Vc + Vs

6 Thể tích làm việc của động cơ (V h )

Thể tíh làm việc của động cơ là tổng thể tích làm việc của các xi lanh trong động cơ

Vh = Vs iTrong đó: Vs - Thể tích làm việc của xi lanh

C S C

a

V

V V

V V V V

Tỷ số nén biểu thị mức độ hoà khí (động cơ xăng) hoặc không khí (động diesel)

bị nén nhỏ lại bao nhiêu lần khi pit tông dịch chuyển từ điểm chết dới lên điểm chếttrên Tỷ số nén có ảnh hởng lớn tới công suất cũng nh hiệu suất của động cơ

Mỗi động cơ có một tỷ số nén nhất định và thờng có trị số sau đây:

 Động cơ xăng: ε = 3,5 ữ 11

8 Chu trình công tác

Chu trình công tác là sự tiếp diễn các quá trình bao gồm (nạp, nén, nổ, xả) để

động cơ thực hiện biến đổi nhiệt năng thành cơ năng

9 Kỳ

Kỳ là một phần của chu trình công tác ứng với pit tông chuyển động từ điểm chếtnày đến điểm chết kia trong xi lanh của động cơ

VI các thông số kinh tế - kỹ thuật cơ bản của động cơ

Những thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ, bao gồm: công suất, hiệu suất vàsuất tiêu thụ nhiên liệu Những thông số này đợc chia làm hai loại: thông số chỉ thị haythông số tính toán, đặc trng cho chu trình công tác của động cơ và thông số hữu íchhoặc thông số sử dụng đặc trng cho khả năng làm việc thực tế của động cơ

1 Công suất chỉ thị ( P j )

Công suất chỉ thị (dùng để đánh giá sức mạnh của động cơ) là công suất do hỗnhợp cháy giã bàin nở thực hiện đợc ở trong xi lanh của động cơ trên một đơn vị thời gian

2 Công suất tiêu hao ( P f )

Công suất tiêu hao là công suất mất đi để khắc phục ma sát giữa các bề mặtlàm việc của những chi tiết (xi lanh và pit tông, trục khuỷu và ổ trục , giữa những chitiết chuyển động và không khí (trục khuỷu, thanh truyền, bánh đà ) Một phần khác

để dẫn động các cơ cấu, hệ thống phụ (bơm, quạt gió, máy phát điện, máy nén khí )

3 Công suất thực tế ( P e)

Công suất thực tế của động cơ là công suất đợc xác định ngay tại bánh đà của

động cơ Công suất thực tế nhỏ hơn công suất chỉ thị vì phải trừ đi công suất tiêu hao

Pe = Pi - Pf

4 Suất tiêu thụ nhiên liệu

Để so sánh chính xác tính năng kinh tế của các loại động cơ phải dùng thông sốsuất tiêu thụ nhiên liệu

Suất tiêu thụ nhiên liệu là lợng nhiên liệu (tính theo gam) tiêu thụ cho một mã bài lựccủa động cơ trong thời gian một giờ

Để đánh giá tính kinh tế của ô tô ngời ta thờng dùng thông số kỹ thuật là lợngnhiên liệu động cơ tiêu thụ trong một giờ (tính theo km / h) Tuy vậy, trong thực tế ng ời

ta thờng quen tính lợng nhiên liệu tiêu thụ theo lít / 100 km (ở tay số lớn nhất)

B Thực tập tại xởng trờng

I Mục đích, yêu cầu

1 Mục đích:

Rèn luyện kỹ năng xác định ĐCT của pit tông có dấu

Rèn luyện kỷ năng xác định ĐCT của pit tông đối với động cơ không có dấu

2 Yêu cầu:

Nhận biết đợc dấu ĐCT của động cơ có dấu

Xác định ĐCT không dấu đúng phơng pháp

Sử dụng dụng cụ hợp lý, chính xác

Đảm bảo an toàn trong quá trình quay máy

Tổ chức nơi làm việc khoa học, ngăn nắp, gọn gàng

II Các bớc tiến hành

1 Nghe giới thiệu và xem trình diễn về cách xác định điểm chết trên (ĐCT)

Xác định đúng điểm chết của pit tông trong xi lanh là một yêu cầu rất quan trọng,

nó liên quan đến nhiều công tác khác trong quá trình sử dụng sửa chữa và bảo dỡng

động cơ nh: cân cam, điều chỉnh khe hở xu páp, cân bơm (động cơ diesel), cân lửa(động cơ xăng) v.v

Các phơng pháp xác định điểm chết trên:

a Loại động cơ có dấu điểm chết trên (hình 18 – 5)

Có nghĩa là nhà chế tạo đã bài xác định điểm chết trên của pit tông trong xi lanh và

đánh dấu chỉ thị

Hình 18 – 5 Dấu điểm chết trên của pit tông

- Trên những động cơ bánh đà không bị bịt kín, phía ngoài bánh đà có một dấubằng chữ hoặc khoan lỗ, trên thân máy có dấu cố định Khi quay trục khuỷu đến vị trí

mà dấu trên thân máy trùng với chữ hoặc dấu trên bánh đà, thì tại đó pit tông xi lanh

số 1 (động cơ nhiều xi lanh) ở điểm chết trên Trên động cơ ôtô, các dấu chỉ ĐCT củapit tông số 1 thờng đợc biểu thị ở nắp đậy bộ phận truyền động trục khuỷu, trục cam

b Loại động cơ không có dấu

Nhiều trờng hợp dấu điểm chết trên không rõ ràng nên buộc phải xác định lại

ĐCT của máy 1 làm chuẩn cho việc kiểm tra, điều chỉnh Sơ đồ 18 6 giới thiệu dụng– 6 giới thiệu dụng

cụ xác định ĐCT

Dụng cụ là một ống trụ trong có lồng kim chỉ thị, đợc đẩy bằng lò xo Kim dòxuyên qua lỗ lắp bu gi hay lỗ lắp vòi phun để luôn tỳ lên một điểm cố định của đỉnh pittông Khi kim dò di chuyển sẽ làm quay kim chỉ thị trên vành chia độ Ph ơng pháp xác

Chia đôi khoảng cách giữa hai điểm a và c ta sẽ có một tâm điểm của cung ab.Quay trục khuỷu cho tâm điểm của cung ab ứng (với điểm d) trên thân máy ta có

ĐCT cần tìm

Hình 18 – 6 Xác định ĐCT bằng dụng cụ chuyên dùng

Trong trờng hợp không có dụng cụ xác định điểm chết trên, có thể dùng que dòqua lỗ lắp bu gi hoặc lỗ lắp vòi phun để xác định Trong trờng hợp này, vị trí của kim

Vị trí bẩy bánh đà d

Kim chỉ thị

Lò xo ống trụ

Đế Vành chia độ

Kim dò

chỉ thị trên vành chia độ đợc thay bằng (dấu R) trên que dò ngay mặt tiếp xúc của lỗvới bu gi hoặc lỗ lắp vòi phun

Hình 18 - 7 Phơng pháp tìm điểm chết trên bằng que dò

2 Thực hành

a Nhận dạng các loại động cơ

Học viên dựa vào các thông tin đã bài đợc nghe giới thiệu ở trên lớp để xác định

đúng loại động cơ bố trí trong xởng thực tập bằng cách ghi các thông tin vào các ôtrống trong phiếu thực tập sau:

Nội dung phiếu thực tập về nhận dạng các loại động cơ

Học viên phải xác định đúng các loại động cơ, nếu cha đạt yêu cầu phải thực tập lại

b Xác định điểm chết của pít tông đối với động cơ không có dấu.

Học viên xác định điểm chết trên của pit tông trên các động cơ trong xởng dogiáo viên chỉ định và đợc đánh giá kết quả qua các tiêu chuẩn của hoạt động

Tiêu chuẩn đánh giá kết quả thực tập

5 An toàn Không để xẩy ra tai nạn, không làm h hỏng

thiết bị, dụng cụ

Các câu hỏi và bài tập kiểm tra đánh giá

Câu hỏi Lý thuyết

1 Trắc nghiệm lựa chọn: Đánh dấu (X) vào trớc câu trả lời đúng nhất cho câu hỏi:Thế nào là động cơ đốt trong?

a Là động cơ mà quá trình tạo hoà khí đợc thực hiện trong xi lanh

b Là động cơ quá trình đốt cháy nhiên liệu đợc thực hiện trong xi lanh

c Cả hai điều kiện trên

2 Trắc nghiệm ghép đôi: Cột bên trái là danh mục các thuật ngữ cơ bản của độngcơ, bên phải là các khái niệm của các thuật ngữ Hã bàiy ghép phù hợp từng thuật ngữ vớicác các khái niệm bằng cách ghi chữ cái tơng ứng bên cạnh chữ số chỉ thuật ngữ đó

Các thuật ngữ Các khái niệm

1 Hành trình pit tông a Vị trí đỉnh pit tông xa tâm trục khuỷu nhất

2 Điểm chết b Không gian trong xi lanh khi pit tông khi ở ĐCT3 Thể tích làm việc của xi lanh c Giới hạn từ ĐCT và ĐCD

4 Điểm chết trên d Vị trí đỉnh pit tông gần tâm trục khuỷu nhất

5 Thể tích làm việc của động cơ e Không gian trong xi lanh khi pit tông ở ĐCD6 Thể tích buồng cháy g Không gian trong xi lanh từ ĐCT đến ĐCD

7 Thể tích chứa hoà khí i Tổng thể tích làm việc của các xi lanh

8 Điểm chết dới f Vị trí đỉnh pit tông thay đổi hớng chuyển động

Mục tiêu thực hiện:

Học xong bài này học viên có khả năng:

1 Phát biểu đúng khái niệm về động cơ bốn kỳ

2 Gọi đúng tên các chi tiết chính trên sơ đồ cấu tạo của động cơ

3 Trình bày đúng chu trình làm việc của động cơ xăng và động diesel bốn kỳ

4 Phân tích đúng u nhợc điểm giữa động cơ diesel và động cơ xăng

5 Xác định đúng chu trình làm việc thực tế của động cơ

1 Nghe giới thiệu và xem trình diễn xác định chu trình làm việc thực tế của động cơ

2 Thực hành xác định chu trình làm việc thực tế của động cơ

A Nghe thuyết trình trên lớp

I Khái niệm động cơ bốn kỳ

Động cơ bốn kỳ là động cơ có chu trình làm việc bao gồm (nạp, nén, nổ và xả)

đ-ợc hoàn thành sau bốn hành trình của pit tông tơng ứng với hai vòng quay của trụckhuỷu

te và dùng để chứa dầu bôi trơn.

Cơ cấu phân phối khí dùng để nạp đầy hoà khí vào xi lanh và xả sạch khí cháy

ra khỏi xi lanh

Cơ cấu phân phối khí gồm: xu páp nạp và xu páp xả, lò xo, ống dẫn hớng xupáp, ống dẫn hớng xu páp, con đội, đũa đẩy, cần đẩy xu páp, trục cam đặt trong các ổ

đỡ của cácte, các bánh răng truyền chuyển động quay từ trục khuỷu tới trục cam

Hệ thống làm mát có bơm nớc, dùng để toả nhiệt từ xi lanh và nắp xi lanh

Hệ thống bôi trơn gồm bơm dầu nhờn và các bầu lọc dùng để đa dầu nhờn đếncác bề mặt chi tiết có ma sát

Hệ thống nhiên liệu dùng để chuẩn bị hoà khí cung cấp cho động cơ Ngoài bộchế hoà khí, hệ thống nhiên liệu còn bao gồm thùng nhiên liệu, bơm nhiên liệu, cácbầu lọc nhiên liệu và bầu lọc không khí, các đờng ống nạp, ống xả và ống tiêu âm

Hệ thống đánh lửa dùng để đốt cháy hoà khí trong xi lanh động cơ Nó bao gồm:nguồn điện, ống tăng điện, bộ chia điện, dây dẫn và bu gi đánh lửa

2 Chu trình làm việc lý thuyết:

Khi động cơ làm việc, trục khuỷu quay (theo chiều mũi tên), còn pit tông nối bản

lề với trục khuỷu qua thanh truyền, sẽ chuyển động tịnh tiến trong xi lanh

Nắp máy

Xu páp xả

Xu páp nạp

Bộ chế hoà khí

Cần mở

Bơm nớc Bánh đà

Bơm dầu

Trục cam Các te

Trục khuỷu Thanh truyền Pit tông

Mỗi chu trình làm việc của động cơ xăng bốn kỳ (bao gồm bồn hành trình nạp,nén, nổ và xả) có một lần sinh công (nổ), pit tông dịch chuyển lên xuống bốn lần vàtrục khuỷu phải quay hai vòng (từ 00 đến 7200) Mỗi lần pit tông lên hoặc xuống gọi làmột hành trình hay một kỳ Chu trình làm việc của động cơ xăng bốn kỳ nh sau:

Hình 18 – 9 Chu trình làm việc của động cơ xăng bốn kỳ

a Kỳ nạp

Trong hành trình này (hình 18 – 9a), khi trục khuỷu quay từ (00 đến 1800), pittông sẽ dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, xu páp nạp mở, Xu páp xả đóng, thể tíchcông tác trong xi lanh tăng, áp suất trong xi lanh giảm, hoà khí gồm hơi xăng và khôngkhí từ bộ chế hoà khí, qua ống nạp đợc hút vào xi lanh

Cuối hành trình nạp, áp suất và nhiệt độ của hoà khí trong xi lanh là:

Cuối hành trình nén, áp suất và nhiệt độ của hoà khí bị nén trong xi lanh là:

p = 1,0 – 1,5 MPa

t = 350 – 4000 C

c Kỳ nổ (cháy gi n nở, sinh công) ã bài

Trong hành trình này (hình 18 - 9c), xu páp nạp và xu páp xả vẫn đóng, khi pittông đến ĐCT bu gi của hệ thống đánh lửa sẽ phóng tia lửa điện đốt cháy hoà khítrong xi lanh, khí cháy giã bàin nở tác dụng lên đỉnh pit tông và đẩy pit tông từ ĐCT xuống

ĐCD, qua thanh truyền làm trục khuỷu quay từ (3600 đến 5400)sinh công

Cuối hành trình cháy và bắt đầu quá trình giã bàin nở, áp suất và nhiệt độ của khícháy trong xi lanh là:

Cuối hành trình xả, áp suất và nhiệt độ của khí xả trong xi lanh là:

t = 700 – 8000 C

Khi pit tông đến ĐCT xu páp xả đóng lại, hoàn thành một chu trình làm việc của độngcơ

III động cơ diesel bốn kỳ một xi lanh

Hình 18 - 10 Sơ đồ cấu tạo động cơ diesel bốn kỳ

2 Chu trình làm việc lý thuyết

Chu trình làm việc của động cơ diesel bốn kỳ cũng giống nh động cơ xăng bốn

kỳ, nghĩa là pit tông cũng thực hiện bốn hành trình nạp, nén, nổ và xả, nhng trong

động cơ diesel bốn kỳ quá trình nạp và nén là không khí (mà không phải hoà khí) vànhiên liệu tự cháy khi tiếp xúc với không khí có nhiệt độ cao (mà không dùng tia lửa

Cuối hành trình nạp, áp suất và nhiệt độ của không khí trong xi lanh là:

Trong hành trình này (hình 18 – 11b), trục khuỷu quay (từ 180 đến 360), pittông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT, xu páp nạp và xu páp xả đều đóng, thể tích côngtác trong xi lanh giảm dần, không khí trong xi lanh bị nén và áp suất, nhiệt độ của nótăng lên.

Cuối hành trình nén, áp suất và nhiệt độ của không khí bị nén trong xi lanh là:

P = 4 – 5 MPa

T = 450 – 6500 C

c Kỳ nổ (cháy gi n nở, sinh công) ã bài

Trong hành trình này (hình 18 – 11c), xu páp nạp và xu páp xả vẫn đóng, khi pittông đến ĐCT vòi phun nhờ bơm cao áp sẽ phun nhiên liệu vào xi lanh để hỗn hợpvới không khí có nhiệt độ cao, rồi tự cháy, khí cháy giã bàin nở tác dụng lên đỉnh pit tông

Cuối hành trình xả, áp suất và nhiệt độ của khí xả trong xi lanh là:

3 Chu trình làm việc thực tế của động cơ xăng và diesel bốn kỳ

Chu trình làm việc lý thuyết của động cơ xăng và động cơ diesel bốn kỳ là một

Nghĩa là các xu páp nạp và xu páp xả đợc đóng, mở khi pit tông tại các điểm chết,

nh-ng chu trình làm việc thực tế của độnh-ng cơ khác với chu trình làm việc lý thuyết là các

xu páp nạp và xu páp xả mở sớm, đóng muộn và bu gi sẽ đánh lửa sớm hoặc vòiphun phun sớm nhiên liệu Mục đích để tăng công suất của động cơ

Chu trình làm việc thực tế của động cơ xăng và động cơ diesel bốn kỳ nh sau:Trên đồ thị phối khí (hình 18 - 12), biểu thị góc quay của trục khuỷu tơng ứng vớicác hành trình làm việc thực tế của động cơ

a Kỳ nạp

Trong hành trình này, khi pit tông lên gần tới ĐCT cuối kỳ xả của chu trình trớc,

xu páp nạp mở để khi pit tông vừa tới ĐCT, tức là lúc bắt đầu nạp, thì xu páp nạp đã bài

mở tơng đối lớn làm cho tiết diện lu thông trên đờng ống nạp tăng, bảo đảm hoà khíhoặc không khí vào xi lanh nhiều hơn, Góc quay của trục khuỷu tơng ứng với thời điểm

Đồng thời xu páp nạp cũng đợc đóng muộn hơn một chút sau khi pit tông đã bài qua ĐCD

để lợi dụng độ chân không còn lại trong xi lanh và quán tính của dòng khí, làm tăngthêm lợng hoà khí hoặc không khí vào xi lanh Góc quay của trục khuỷu tơng ứng vớithời điểm pit tông tại ĐCD cho tới khi xu páp nạp đóng gọi là góc đóng muộn của xupáp nạp (α)

Kỳ nạp thực tế trục khuỷu quay một góc là: α1 + 1800 + α2

Kỳ nén thực tế, trục khuỷu quay một góc: 1800 - α2 - γ)

c Kỳ nổ

Trong hành trình này, do hoà khí (động cơ xăng) hoặc nhiên liệu (động cơ diesel)

đã bài đợc đốt cháy ở cuối quá trình nén, nên khi pit tông vừa tới ĐCT, thì tốc độ cháy củahoà khí hoặc nhiên liệu càng nhanh, làm cho áp suất của khí cháy tăng lên rất lớn.Quá trình cháy sẽ kết thúc và quá trình giã bàin nở của khí cháy cũng bắt đầu, pit tông bị

đẩy đi xuống và sinh công

Trớc khi kết thúc hành trình nổ hay sinh công, xu páp xả đã bài đợc mở sớm mộtchút trớc khi pit tông tới ĐCD, góc quay của trục khuỷu tơng ứng với thời điểm xu páp

Kỳ nổ thực tế trục khuỷu quay một góc là: 1800 + γ) - α3

Hình 18 - 12 Sơ đồ pha phối khí của động cơ bốn kỳ

d Kỳ xả

Do xu páp xả mở sớm trớc khi pit tông tới ĐCD nên áp suất trong xi lanh giảmnhanh, do đó giảm đợc công tiêu hao để đẩy khí cháy ra khỏi xi lanh và lợng khí cháytrong xi lanh đợc đẩy sạch ra, nhờ đó tăng đợc lợng hoà khí hoặc không khí vào xilanh Đồng thời để xả sạch khí cháy ra khỏi xi lanh, xu páp xả cũng đ ợc đóng muộnhơn một ít sau khi pit tông đã bài đi qua ĐCT Góc quay của trục khuỷu ứng với thời điểm

Kỳ xả thực tế, trục khuỷu quay tơng ứng với góc 1800 + α3 + α4

Trên đồ thị biểu thị thời kỳ trùng điệp của xu páp nạp và xu páp xả, tức là thời kỳcả hai xu páp này cùng mở, góc ứng với góc (α1+ α4 ) gọi là ”góc trùng điệp ” của xupáp nạp và xu páp xả

IV so sánh động cơ diesel và động cơ xăng bốn kỳ

Nếu hai động cơ diesel và động cơ xăng có cùng số xi lanh, cùng kích thớc đờngkính xi lanh, cùng một chu kỳ công tác, cùng tốc độ vòng quay trục khuỷu động cơdiesel so với động cơ xăng sẽ có những u, nhợc điểm sau:

1 Ưu điểm

Hiệu suất của động cơ diesel lớn hơn động cơ xăng, do hao phí nhiên liệu và tỷ

240 g/kw-h, thì động cơ diesel là ge = 110 – 150 g/kw-h, nghĩa là lợng nhiên liệu tiêuhao ở động cơ diesel ít hơn động cơ xăng là 30 – 35%

Nhiên liệu dùng trong động cơ diesel rẻ tiền, ít gây cháy và ít độc hại hơn nhiênliệu dùng trong động cơ xăng

Hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel (bơm cao áp, vòi phun) ít h hỏng và dễdùng hơn hệ thống nhiên liệu động cơ xăng (bộ chế hoà khí)