Câu hỏi ôn thi cuối kì NGUYÊN LÍ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ( có lời giải )

- Nguyên lí làm việc của động cơ diezen 4 kì không tăng áp:+ Kì 1: Nạp: piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, xupap nạp mở, xupap thải đóng.. Kết thúc kì nạp trục khuỷu quay được 180 độ + Kì 2: Pi

CÂU HỎI ÔN TẬP

NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

( DESIGN BY GROUP “ AETT ” 13C4B )

( 27-12-2015 )

1 Cho đồ thị P-V và đồ thị tròn hãy giải thích nguyên lý làm việc của động cơ xăng và diesel 4 kỳ, không tăng áp

- Nguyên lí làm việc của động cơ diezen 4 kì không tăng áp:

+ Kì 1: Nạp: piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, xupap nạp mở, xupap thải đóng Áp suất xilanh giảm, không khí vào xilanh qua cửa nạp Kết thúc kì nạp trục khuỷu quay được 180 độ

+ Kì 2: Piston được trục khuỷu dẫn động đi từ ĐCD lên ĐCT, hai xupap đều đóng,

áp suất và nhiệt độ trong xilanh tăng Vòi phun phun nhiên liên với áp suất cao vào buồng cháy Trục khuỷu quay được 360 độ

+ Kì 3: Cháy- dãn nở: Piston đang ở ĐCT, 2 xupap vẫn đóng kín, nhiên liệu được phun vào buồng cháy hòa trộn với khí nóng tạo thành hòa khí Hòa khí tự bốc cháy sinh công đẩy piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền làm trục khuỷu quay, trục khuỷu quay được 540 độ

+ Kì 4: Thải: Piston được trục khuỷu dẫn động đi từ ĐCD lên ĐCT, xupap nạp đóng , xupap thải mở Thải khí ra ngoài qua cửa thải, kết thục kỳ này, trục khuỷu quay được 720 độ

2 Cho đồ thị P-V và đồ thị tròn hãy giải thích nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ, cỡ nhỏ

- Kì 1: Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, trong xi lanh diễn ra các quá trình

+ Cháy dãn nở: Khi cháy có áp suất cao dãn nở đẩy piston đi xuống, làm quay trục khuỷu và sinh công Quá trình này kết thúc khi piston bắt đầu mở cửa thải

+ Thải tự do: Khi piston mở cửa thải cho tới khi bắt đầu mở cửa quét, khí thải trong xi lanh có áp suất cao sẽ tự do qua cửa thải ra ngoài

+ Quét – thải khí: Khi piston mở cửa quét tới ĐCD, hòa khí trong cacte đã có áp suất cao, qua đường thông và cửa quét đi vào xilanh, đẩy khí thải trong xilanh qua cửa thải ra ngoài

- Kì 2: Piston đi từ ĐCD – ĐCT, trong xilanh diễn ra các quá trình

+ Quét-thải khí: Do cửa quét và cửa thải vẫn còn mở, hòa khí có áp suất cao từ cacte qua đường thông và cửa quét tiếp tục đi vào xilanh, đẩy khí thải trong xilanh qua cửa thải ra ngoài Quá trình kết thúc khi piston đóng kín cửa quét

+ Lọt khí: Khi piston đóng cửa quét, tuy nhiên cửa thải vẫn mở, một phần hòa khí trong xilanh bị lọt qua cửa thải ra ngoài Quá trình kết thúc khi piston đóng kín cửa thải

+ Khi piston đóng cửa thải và tới ĐCT, quá trình nén mới xảy ra, làm cho áp suất và nhiệt độ trong xilanh tăng cao Cuối kỳ, bugi bật tia lửa ddienj châm hòa khí và quá trình cháy bắt đầu

3 So sánh động cơ 2 kỳ và 4 kỳ khi cùng D, S cùng số vòng quay

- Công suất động cơ hai kỳ lớn hơn công suất động cơ 4 kỳ, thường thì công suất độg

cơ 2 kỳ gấp 1.5 -1.7 lần công suất động cơ 4 kỳ cùng D,S và n

Vì ở động cơ 2 kỳ, cứ mỗi một vòng quay trục khuỷu lại có một hành trình sinh công,

ở đọng cơ 4 kỳ, cứ 2 vòng quay trục khuỷu mới có 1 hành trình sinh công

- Động cơ 2 kỳ chạy êm hơn động cơ 4 kỳ vì động cơ 4 kỳ có quá trình mở đóng các supap nạp và thải nên rung hơn

Hơn nữa, nếu muốn cùng công suất với động cơ 2 kỳ thì động cơ 4 kỳ phải có số vòng tăng gấp đôi so với động cơ 2 kỳ, khi đó lực quán tính lí tâm của trục khuỷu rất lớn, gây rung lắc động cơ

- Động cơ 2 kỳ có hiệu suất có công suất nhỏ hơn động cơ 4 kì, máy nóng hơn động cơ

4 kỳ vì cứ 1 vòng quay trục khuỷu của động cơ 2 kỳ , động cơ lại đốt hỏa khí 1 lần, ở động cơ 4 kì phải hai vòng quay trục khuỷu thì động cơ mới đốt hỏa khí 1 lần

- Thiết kế phối khí khó khăn hơn động cơ 4 kì

- Quá trình cháy của động cơ 2 kỳ kém hơn động cơ 4 kỳ vì hòa khí không đồng nhất

= động cơ 4 kỳ, động cơ phải dùng thêm tua bin khí

- Đc 2 kỳ khó tăng áp hơn, thường nén ở cacte

- Tuổi thọ của động cơ 2 kỳ thường kém hơn

4 So sánh các chu trình lý tưởng khi cùng lượng nhiệt cấp vào Q1, cùng tỷ số nén  và cùng điều kiện ban đầu

5 So sánh các chu trình lý tưởng khi cùng lượng nhiệt cấp vào

Q1, cùng áp suất cực đại Pz và cùng điều kiện ban đầu

6 Vẽ đồ thị P-V và T-S các loại chu trình lý tưởng (Chu trình đẳng tích, chu trình đẳng áp và chu trình hỗn hợp) Tính hiệu suất nhiệt của chu trình đẳng tích và đẳng áp Ảnh hưởng của

tỉ số nén của động cơ đến hiệu suất nhiệt của chu trình đẳng tích Cho hiệu suất nhiệt của chu trình hỗn hợp:

 1 k ( 1)

1

1 k 1

k t

- Chu trình đẳng áp:

- Tính hiệu suất nhiệt của chu trình đẳng tích và đẳng áp Ảnh hưởng của tỉ số nén của động cơ đến hiệu suất nhiệt của chu trình đẳng tích.

7 Cho hệ số nạp:

m m

r

a r r t k

k k

a v

P

P T T

T

T P

P

1 1

) (

1

r

a r r t k

k k

a v

P

P T T

T

T P

P

1 1

) (

1

o Pa : Áp suất môi chất cuối quá trình nạp

o Pk : Áp suất môi chất trên ống nạp

o Tk : Nhiệt độ môi chất trên đường ống nạp

o ΔT: Nhiệt độ sấy nóng khí nạp mới

8  T là gì? Giải thích  T =  Ttn -  Tbh Các yếu tố ảnh hưởng đến  T (hệ số truyền nhiệt, thời gian

tiếp xúc, mức độ truyền nhiệt).

- Các yếu tố ảnh hưởng đến ΔT:

+ Phụ thuộc mức độ truyền nhiệt: Độ chênh lệch giữa chi tiết nóng với khí nạp, chế độ tải của động cơ, tải càng lớn thì động cơ càng nóng, độ chênh lệch càng cao , ΔT càng lớn và ngược lại

+ Hệ số truyền nhiệt: Tốc độ lưu động của dòng khí nạp so với vật nóng + Thời gian tiếp xúc của khí nạp: Với chi tiết nóng, tgian này phụ thuộc vào tốc độ quay n ( vòng/ phút )

- Chú ý: ΔT tăng thì hiệu suất Nv giảm nên cần thiết phải giảm ΔT để tăng ηv

P  

Các yếu tố: hệ số trở lực trên đường ống nạp, tiết diện supap nạp, số vòng quay động cơ n, tiết diện lưu thông của supap nạp fn ảnh hưởng đến  Pk



+ ζ : Hệ số trở lực trên đường ống nạp ΔPk tỉ lệ thuận với ζ Giảm ζ bằng cách chế tạo ống nạp có bề mặt trơn nhẵn bóng, ít nhấp nhô Tại góc khuỷu nên làm cung lượn

+ n : Tốc độ quay trục khuỷu, ΔPk tỉ lệ thuận với n2

+ fn : Tiết diện lưu thông qua xupap nạp ΔPk tỉ lệ nghịch với fn2 Muốn giảm

ΔPk ta tăng fn lên , nhưng fn lại phụ thuộc vào D, vì tỉ số fn/D có sẵn, D phải cao thì fnmới cao

Do đó phải chọn S/D = const Tăng S, D thì mới tăng được fn Và cũng có thể tăng fnbằng cách đặt nghiên xupap

10 Diễn biến quá trình cháy trong động cơ xăng (đồ thị P-  ) Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm đ đến quá trình cháy?

- Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm:

11 Diễn biến quá trình cháy trong động cơ Diesel (đồ thị

P- ) Ảnh hưởng của góc phun sớm s đến quá trình cháy?

12 Cháy kích nổ (cơ chế, đồ thị P-V, P-  , hiện tƣợng, nguyên nhân, hậu quả, cách khắc phục)

13 Các thông số chỉ thị và thông số có ích của động cơ đốt trong

14 Các phương pháp tăng công suất động cơ đốt trong Ưu nhược điểm của các phương pháp đó.

- Tăng đường kính D và hành trình S của piston Tăng D và tăng S sẽ làm cho ηe tăng lên Tuy nhiên, D và S càng lớn thì kích thước bên ngoài của động cơ càng lớn, cồng kềnh công nghệ chế tạo vật liệu khó khăn D càng lớn thì tản nhiệt càng ít, làm tăng ứng suật nhiệt

- Giảm số kỳ τ : Khi τ giảm thì Ne tăng lên, tuy nhiên, τ = 2 là tối thiểu, điều kiện làm việc của xilanh khắc khe, tuổi thọ động cơ giảm, ứng suất nhiệt tăng lên

- Tăng số xilanh i: Tăng i thì tăng ηe, có thể có loại động cơ một hàng 12 xilanh hay động cơ chữ V có 20 xilanh, hình sao có 56 xilanh, tuy nhiên càng nhiều xilanh thì chi tiết càng nhiều, dễ phát sinh hư hỏng

o Độ cứng vững của trục khuỷu giảm

o Độ tin cậy an toàn trong quá trình làm việc giảm, bảo dưỡng và sử dụng phức tạp

- Tăng số vòng quay n: ηe tỉ lệ thuận với n, tuy nhiên n tăng thì:

o Tải trọng quán tính và nhiệt tăng lên

o Tăng mài mòn, tăng ứng suất cơ nhiệt tác dụng lên cơ cấu trục khuỷu - truyền, làm giảm tuổi thọ động cơ

o Thời gian mỗi chu trình giảm, thời gian để cháy ngắn, dẫn tới chảy rớt diễn ra nhiều hơn

- Tăng Pe: Thiết kế cải tiến, điều chỉnh chính xác các thông số kết cấu và thông số điều chỉnh động cơ nhằm làm giảm α , tăng ηi , ηm, ηv

- Tăng ε : Làm ηi tăng nên tăng Pe ηe tăng ε đến một giới hạn nhất định, hạn chế kích nổ cũng như tăng quá cao gây giảm ηm, hoàn thiện quá trình cháy hình thành hỗn hợp và quá trình cháy, tạo điều kiện giảm α và tăng ηi

o Công suất tăng lên nhiều (2-3 lần ), giảm tiêu hao nhiên liệu trên 1

mã lực giờ , cả ηi , ηv đều tăng

- Nhược điểm: tự viết theo ưu điểm

15 Cho đường đặc tính của Bộ chế hòa khí đơn giản Tại sao đặc tính này không đáp ứng trong thực tế ?

16 Cho đường đặc tính lý tưởng của Bộ chế hoà khí Giải thích và phân tích

Đặc tinh bộ chế hòa khí lý tưởng

I – Giới hạn không tải

17 So sánh đường đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản và bộ chế hòa khí lý tưởng Yêu cầu của BCHK hiện đại lắp trên ô tô máy kéo

18 Bơm Bosch Cấu tạo, nguyên lý làm việc Cách điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình (gct)

- Cách điều chỉnh lượng chu trình Gct : Điều chỉnh lượng nhiên

liệu chu trình bằng cách xoay piston để thay đổi hành trình có ích ( He = var )

19 Đặc tính tốc độ của Bơm Bosch gct=f(nb) (tính chịu nén của nhiên liệu và sự đàn hồi của đường ống; sự rò rỉ nhiên liệu và hiện tượng tiết lưu qua cửa nạp và cửa xả)

20 Các chế độ làm việc có thể có của động cơ đốt trong (động cơ tĩnh tại, động cơ dẫn động chân vịt tàu thủy, động cơ lắp trên các phương tiện giao thông vận tải)

- Động cơ chân vịt:

- Đặc tính tải:

21 Cho đồ thị và quan hệ của các thông số theo số vòng quay

n Xây dựng đặc tính tốc độ ngoài của động cơ xăng

22 Cho đồ thị và quan hệ của các thông số theo số vòng quay n Đặc tính tốc độ ngoài của động cơ Diesel

23 Đặc tính tốc độ bộ phận của động cơ xăng

24 Đặc tính tốc độ bộ phận của động cơ Diesel

25 Đặc tính tải của động cơ xăng

26 Đặc tính tải của động cơ Diesel

27 Sự cần thiết phải lắp điều tốc trên động cơ đốt trong (xăng, diesel) trong trường hợp lắp trên các phương tiện giao thông vận tải

28 Sự cần thiết phải lắp điều tốc trên động cơ đốt trong (xăng, diesel) trong trường hợp nối với chân vịt tàu thủy

29 Sự cần thiết phải lắp điều tốc trên động cơ đốt trong (xăng, diesel) trong trường hợp động cơ tĩnh tại