Đề cương môn học động cơ đốt trong

- kì nén : Diễn ra sau kì nạp, ở kỳ nén piston đi từ ĐCD đến ĐCT cả 2 xupap đều đóng thực hiện nén khí trong xilanh, khí làm nén làm cho áp suất và nhiệt độ tăng lên.. Nhiệt độ khí

Đề cương môn học động cơ đốt trong

Câu 2: Trình bày các khái niệm: Động cơ đốt trong, điểm chết trên,

điểm chết dưới, thể tích buồng cháy, thể tích toàn phần, thể tích công tác, kì?

Trả lời:

- Là đông cơ nhiệt mà quá trình đốt cháy nhiên liệu sinh nhiệt và

quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng diễn ra trong xilanh

động cơ

- Điểm chết trên là điểm chết mà pít tơng ở xa trục khuỷu nhất

- Điểm chết dưới là điểm chết mà pít tơng ở gần trục khuỷu nhất

- Thể tích buồng cháy: thể tích còn lại nhỏ nhất trong xilanh khi piston

ở ĐCT ký hiệu

- Thể tích toàn phần: tổng thể tích công tác và thể tích buồng cháy

= +

-Thể tích công tác: thể tích xilanh giới hạn từ ĐCT đến ĐCD kí hiệu

- Kỳ: là một phần của chu trình công tác piston chạy từ điểm chết này đến điểm chết kia

Câu 3: Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ 2 kỳ? Động cơ 4 xi

lanh thư tự làm việc 1-3-4-2 Hãy tính góc lệch công tác và diễn giải trình tự làm việc của động cơ đó

Trả lời:

• Nguyên lý làm việc của động cơ 2 kỳ :

- Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 2 kì :

+ Kì 1: Pittông đi từ ĐCT xuống ĐCD diễn ra các quá trình cháy - dãn

nở, thải tự do, quét - thải khí

Quá trình cháy - dãn nở diễn ra khi pittông ở ĐCT cho đến khi pittông bắt đầu mở cửa thải ở quá trình này nhiên liệu bị cháy có áp suất rất cao đẩy pittông đi xuống làm quay trục khuỷu sinh công

Quá trình thải tự do diễn ra từ khi pittông mở cửa thải cho đến khi bắt đầu mở cửa quét ở quá trình này khí thải có áp suất cao được thải tự

do ra ngoài qua cửa thải

Quá trình quét - thải khí diễn ra từ khi pittông mở cửa quét cho đến khitới ĐCD ở quá trình này cửa nạp đóng hỗn hợp xăng và không khí trong cacte bị nén, qua đường thông và cửa quét đi vào xilanh và đẩy khí thải ra ngoài

+ Kì 2: Pittông đi từ ĐCD lên ĐCT diễn ra các quá trình quét - thải khí lọt khí, nén và cháy

Quá trình quét - thải khí diễn ra khi pittông ở ĐCD cho đến khi đóng cửa quét ở quá trình này cửa nạp đóng hỗn hợp xăng và không khí trong cacte có áp suất cao, qua đường thông và cửa quét đi vào xilanh

và đẩy khí thải ra ngoài

Quá trình lọt khí diễn ra từ khi đóng cửa quét cho đến khi đóng cửa thải ở quá trình này một phần xăng và không khí bị lọt ra ngoài qua cửa thải

Quá trình nén diễn ra từ khi pittông đóng cửa thải cho đến khi pittông đến ĐCT ở qúa trình này hỗn hợp bị nén có áp suất cao Cuối quá trình này bugi bật tia lửa điện châm cháy hỗn hợp xăng và không khí

Quá trình cháy diễn ra từ khi bugi bật tia lửa điện cho đến khi pittông đến ĐCT ở quá trình này hỗn hợp bị cháy có áp suất rất cao.

- Nguyên lý làm việc của đọng cơ diezen 2 kì: Tương tự như động cơ xăng 2 kì chỉ khác ở 2 điểm

+ Khi nạp vào các te là nạp không khí

+ Cuối kì nén có vòi phun, phun tơi nhiên liệu vào buồng cháy

Câu 4: Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ? Động cơ 6 xi

lanh thư tự làm việc 1-5-3-6-2-4 Hãy tính góc lệch công tác và diễn giải trình tự làm việc của động cơ đó

Trả lời:

* Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ:

Chu trình làm việc của động cơ 4 kỳ được thực hiện trong 4 hành trìnhcủa piston ứng với quá trình nạp, nén, cháy dãn nở và thải khí

Kì nạp : Diễn ra sau khi khí cháy trong xilanh đượcthải sạch, piston từ ĐCT đến ĐCD xupap nạp mở xupap thải đóng, tạo ra chênh áp hút khí nạp mới vào xilanh qua cửa nạp Đối với động cơ xăng khí nạp là hỗn hợp của hơi xăng và không khí, còn với động cơ diezen khí nạp mới là không khí Người ta mong muốn nạp được càng nhiều càng tốt

để động cơ làm việc khoẻ nên xupap nạp được mở sớm hơn một chút trước khi bắt đầu hành trình nạp để đến khi bắt đầu hành trình nạp thì xupap đã mở to

- kì nén : Diễn ra sau kì nạp, ở kỳ nén piston đi từ ĐCD đến ĐCT cả

2 xupap đều đóng thực hiện nén khí trong xilanh, khí làm nén làm cho

áp suất và nhiệt độ tăng lên Nhiệt độ khí cuối đối với kì nén của động

cơ đạt khoảng 350- 400 còn với động cơ diezen đạt khoảng 600-650 Gần cuối kì nén bugi bật tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp không khí vàhơi nhiên liệu trong xilanh đối với động cơ xăng hoặc vói phun dầu diezen dưới dạng xương mù vào không khí nén ở nhiệt độ cao trong xilanh và tự bốc cháy đối với động cơ diezen Quá trình cháy diễn ra ở cuối kì nén và tiếp diễn sang kì tiếp theo

- Kì cháy và giản nở: Diễn ra sau kì nén, Ở kì này các xupap vẫn đóng,quá trình cháy hỗn hợp và nhiên liệu và không khí diễn ra rất mãnh liệt

ở đầu hành trình khi piston đã qua ĐCT, làm tăng nhiệt độ và áp suất khí cháy lên rất cao Nhiệt độ và áp suất khí cháy có thể đạt đến 2200-

2500 và 35-50at đối vớ động cơ xăng , 1800-2000 và 60-100at đối vớiđộng cơ diezen Áp suất khí cháy lên rất cao gây áp lực lên piston và đấy piston xuống ĐCD thông qua thanh chuyền làm trục khuỷu , khi piston đã xuống thì áp suất trong xilanh giảm dần

- kì thải: diễn ra sau kì cháy, ở kì này xupap nạp vẫn đóng xupap thải

mở, piston di chuyển từ ĐCD lên ĐCT đẩy khí đã cháy ra ngoài qua cửa thải.Vì áp suất trong xilanh ở cuối kì cháy dãn nở vẫn còn khá cao nên xupap thải bắt đầu mở ở cuối kì dãn nở khi trục khuỷu còn cách 40-60 góc quay để khí đã cháy Kết thúc kỳ thải là kết thúc 1 chu trìnhlàm việc của động cơ, sau đó piston sẽ lăp

Câu 5: Trình bày cách phân loại động cơ đốt trong? Động cơ đốt trong

có ưu nhược điểm gì ?

cưỡng bức

+ Động cơ Diesel : là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý nhiên liệu tự phát hoả khi được phun vào buồng đốt chứa không khí bị nén đến áp suất và nhiệt độ đủ cao

+ Động cơ 4 kỳ : là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành sau 4 hành trình của piston

+ Động cơ 2 kỳ : là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn thành sau 2 hành trình của piston

* Ưu nhược điểm của động cở đốt trong:

-Hiệu suất có ích cao đối với động cơ diezen hiện đại hiệu suất

có thể đạt tới 45%

- Kích thước và trọng lượng động cơ đốt trong không lớn vì chu trình toàn bộ công tác được thực hiện trong 1 thiết bị duy nhất mà không cần các thiết bị cồng kềnh như nồi hơi ống dẫn

- Vận hành an toàn, khả nawg gây hoả hoạn cũng như nổ vỡ ít

- luôn ở trạng thái khởi động và khởi động dễ

- Điều kiện làm việc của thể máy tốt hơn, cần ót người bảo hành

và bảo dưỡng chưm sóc

*Nhược điểm:

- Khả năng quá tải lớn

- Rất khó khởi động khi động cơ có tải trog khi đó máy hơi nước

có khả nawg khởi động khi tải đầy

- Các chi tiết của động cơ tương đối phức tạp, giá thành chế tạo cao

- Sử dụng nhiên liệu đắt tiền, yêu cầu nhiên liệu khá khắt khe

- Đòi hỏi công nhân vận hành sữa chữa có tay nghề cao

- Đặc tính kéo của động cơ đốt trong không tốt lắm không thể phát ra 1 mo men lớn ở tốc độ nhở vì vậy ở ô tô xe máy phải dùng hộp số

Câu 6: Trình bày vai trò và kết cấu của piston? Đỉnh piston có mấy

loại? phân tích ưu nhược điểm của từng loại? cho ví dụ minh họa

Piston thường được chia làm ba phần:

- Đỉnh piston: Được tính từ mép trên của rãnh xéc măng khí thứ nhất trở lên

- Đầu piston: là phần có xẻ rãnh để lắp các xéc măng khí và xéc măng dầu

- Thân piston: là phần dẫn hướng khi piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh Trên thân piston có lỗ chốt piston Một số động cơ còn

có thêm xéc măng dầu ở cuối phần dẫn hướng

* Đỉnh piston có 3 loại

+ Đỉnh bằng

Ưu điểm: phổ biến dễ chế tạo, S chịu nhỏ

Nhược điểm: phải dùng thêm bộ hoà khí, hoặc các động cơ có buồng đốt phụ

Nhược điểm: S chịu nhiệt lớn

Ví dụ: máy nén khí piston 2 chiều, 1 cấp

1.xilanh, 2.piston, 3.cần đẩy, 4.con trượt,5.thanh truyền, 6.tay quay, 7.van nạp, 8.van xả, 9.phớt

Câu 7: Trình bày vai trò của chốt piston và các kiểu lắp ghép chốt

piston?

Trả lời:

- Vai trò của chốt piston là chi tiết nối piston với thanh truyền

- Các kiểu lắp ghép chốt piston: Lắp ghép chốt piston thường có 3 loạ sau :

+ Cố định chốt trên bệ chốt piston: khi lắp ghép kiểu này , chốt piston được cố định trên bệ chốt bằng một hoặc nhiều bu lông

+ Cố định chốt trên đầu nhỏ thanh truyền : khi lắp ghép kiểu này chốt piston được bắt chặt trên đầu nhỏ thanh truyền bằng bu lông

+ Chốt piston lắp lắp động: với phương pháp này chốt piston không cốđịnh trên đầu nhỏ thanh truyền mà cũng không bệ chốt piston, vì vậy trong quá trình làm việc chốt piston có thể xoay tự do quanh đường tâm chốt

Câu 8: Trình bày vai trò của xéc măng khí, xéc măng dầu? Thế nào là

hiện tượng tự bơm dầu của xéc măng khí?

Trả lời:

* Vai trò của xéc măng khí, xéc măng dầu:

- Xec măng dầu : Dùng để ngăn không cho dầu bôi trơn dư trên mặt gương xilanh lọt vào buồng đốt.

- Xec măng khí :Dùng để ngăn ngừa việc lọt khí từ buồng đốt xuống các te, đồng thời truyền một phần nhiệt từ phần đỉnh ra piston làm mát

*Hiện tượng tự bơm dầu của xéc măng khí: Là khi khe hở giữa xéc mang và rãnh xec mang quá lớn so với tiêu chuẩn sẽ xảy ra hiện

tượng dầu tràn vào rãnh xec mang khi piston đi xuống , rồi bị đẩy qua rãnh xục lên buồng đốt khi piston đi lên đó là hiện tương bơm dầu khi xec mang mòn quá

Câu 9: Trình bày công dụng và kết cấu của hệ thống phối khí dùng xu

páp đặt và xu páp treo?

Trả lời:

* Công dụng : Thực hiện đóng mở các cửa nạp và xả đúng thời điểm đảm bảo nạp đầy hỗn hợp khí cháy hoặc không khí sạch vào xilanh và xả sạch khí đã cháy ra ngoài

* Kết cấu : 1 Trục cam và cam, 2.con đội, 3.lò xo xupap, 4.xupap, 5.nắp máy, 6.trục khuỷu, 7 Đũa đẩy, 8.trục cò mổ, 9.cò mồ, 10.Cặp bánh răng phân phối

- Cơ cấu phân phối khí dùng cáp treo:

+ Xupap đóng mở được dẫn động bằng một cam, con đội, đũa đẩy, cò

mổ, lò xo xupap

+Trục cam được dẫn động nhờ trục khuỷu, nhờ cặp bánh răng phân phối

Cơ cấu phân phối khí xupap đặt: Mỗi xu pap được dẫn động bằng 1 cam, con đội, lò xo xupap

Câu 10: Hệ thống bôi trơn trong động cơ đốt trong có vai trò gì ?

Trình bày cách phân loại hệ thống bôi trơn?

Trả lời: *Vai trò của hệ thống bôi trơn trong động cơ đốt trong

- Đưa dầu bôi trơn liên tục và tản nhiệt cho các bề mặt ma sát để giảm mài mòn,

tăng tuổi thọ của chi tiết và giảm tổn thất công suất động cơ

- Rửa sạch bề mặt ma sát của các chi tiết khỏi mạt kim loại bong tách trong quá

trình hoạt động của động cơ Đưa các mạt này về các-te sau đó được các phần tử

lọc giữ lại, tránh cào xước bề mặt chi tiết

- Bao kín khe hở giữa các chi tiết hoặc cụm chi tiết chính xác ví dụ

giữa piston

và xi lanh công tác…bảo vệ chi tiết khỏi oxi hóa (kết gỉ) bề mặt

- Làm mát động cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khởi động động cơlạnh

* phân loại hệ thống bôi trơn:

♦ Bôi trơn bằng vung té:

- Là phương pháp bôi trơn nhờ tác dụng quay và va đập vào dầu của một số chi tiết làm cho dầu vung ra, rơi vào các bề mặt làm việc

của động cơ

♦ Phương pháp hứng dầu:

- Là phương pháp dầu nhờn được bơm cưỡng bức lên cao, khi chảy xuống được hứng vào các về mặt ma sát

♦ Phương pháp bôi trơn cưỡng bức:

- Là phương pháp bôi trơn dùng bơm dầu để đẩy dầu bôi trơn đi khắp

hệ thống với một áp suất nhất định

♦ Phương pháp bôi trơn hỗn hợp:

- Là phương pháp bôi trơn kết hợp tất cả các phương pháp trên, nó được dùng trong động cơ đốt trong là chủ yếu

Câu 11: So sánh hệ thống bôi trơn các te khô và hệ thống bôi trơn các

+ Hệ thống xoa trơn các te ướt là hệ thống mà toàn bộ thiết bị của hệ thống như bơm, sinh hàn làm mát, phin lọc dầu, oil sump tổ hợp lên một chiếc động cơ trong đó người ta biến khoang chứa trục khuỷ thànhmột sump chứa dầu nhờn (còn gọi là các-te).

+ Dầu nhờn sau khi đi xoa trơn hoặc làm mát xong rơi xuống ngay các

te để rồi bơm dầu nhờn xoa trơn hút dầu ở các te đó đẩy qua sinh hàn

để làm mát dầu trước khi dầu được cấp tới các bề mặt ma sát để xoa trơn hoặc đi làm mát (piston)

+ Bơm dầu nhờn xoa trơn là do động cơ lai trực tiếp thông qua hệ thống bánh răng Mỗi một máy chỉ có một bơm xoa trơn

+ Hệ thống các te ướt là dành cho các máy có công suất thấp và áp dụng cho máy đèn ở trên tàu

- Các te khô: + Hệ thống bôi trơn máy chính bao giờ cũng có hai bơm xoa trơn, một bơm hoạt động thì bơm kia nằm đó để dự phòng

+ Hệ thống này hầu hết các thiết bị của hệ thống như bơm dầu nhờn, sinh hàn, bầu lọc sơ cấp và thứ cấp đều nằm ngoài và tách bạch với động cơ

+ Hệ thống các te khô là áp dụng cho máy chính tàu thuỷ

Câu 12: Vai trò của hệ thống làm mát? So sánh ưu khuyết điểm của

động cơ làm mát bằng nước và bằng không khí

Trả lời:

* Vai trò của hệ thống làm mát:

- Hệ thống làm mát giữ cho động cơ ở nhiệt độ làm việc hiệu quả nhấtphù hợp với mọi chế độ tải trọng của động cơ

- Khi động cơ vừa khởi động lúc này động cơ đang lạnh hệ thống làm mát giữ nhiệt độ cho động cơ.

- Khi động cơ nóng hệ thống sẽ tản nhiệt cho động cơ

* sánh ưu khuyết điểm của động cơ làm mát bằng nước và bằng khôngkhí :

Xuất phát từ những yêu cầu kĩ thuật ta nhận thấy rằng động cơ làm mát so với động cơ làm bằng không khí có những ưu điểm sau:

- Hiệu quả làm mát của hệ thống làm mát bằng nước cao hơn so với trạng thái nhiệt của các chi tiết động cơ làm mát bằng nước thấp Vì vậy nếu các điều kiện phụ tải như nhau thì đối vơi động cơ xăng phải giảm tỉ số nén để tránh hiện tượng kích nổ

- Độ dài thân động cơ làm mát ngắn hơn khoảng 10-15, trọng lượng nhỏ hơn 8-10 so với động cơ làm mát bằng không khí Được như vậy

là ta có thể đúc xilanh liền 1 khối nên khoảng cách xialnh có thể giảm mức tối thiểu

- Do giảm được độ dài của thân động cơ nên có thể tăng độ cứng vững của thân động cơ trục khuỷu và trục cam

- Khi làm việc bằng động cơ làm mát bằng nước có tiếng ồn nhỏ hơn

- Tổn thất công suất để dẫn động quạt gió của động cơ làm mát bằng nước nhỏ hơn động cơ làm mát bằng khí

Tuy vậy hệ thống làm mát cũng có những nhược điểm sau:

- Kết cấu thân máy và nắp xialnh rất phức tạp và khó chế tao

- Phải dùng két nước có cánh tản nhiệt bằng đồng Kết cấu két nước cũng rất phức tạp khó chế tạo và dùng vật liệu quý như đồng, thiếc

- Dễ rò rỉ xuống các te nên có ảnh hưởng xấu tới chất lượng dầu bôi trơn dưới các te.

- Khi trời lạnh có thể bị đóng băng trong áo nước và két nước có thể làm vỡ hệ thống làm mát Vì vậy khi động cơ làm việ ở vùng có nhiệt

độ thấp thường phải dùng hôn hợp nước có trộn glyxêrin hay glycôn

để hạ thấ nhiệt độ đông đặc của nước làm mát

Câu 13: Vẽ sơ đồ, trình bày nguyên lí làm việc của hệ thống làm mát

tuần hoàn cưỡng bức một vòng kín, ưu nhược điểm của hệ thống này?Trả lời:

Sơ đồ:

Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn kín một vòng

1- Thân máy; 2- Nắp xilanh; 3- Đường nước ra khỏi động cơ; 4- Ống dẫn bọt nước; 5-

Nhiệt kế; 6-Van hằng nhiệt; 7- Nắp rót nước; 8- Két làm mát; 9- Quạt gió; 10- Puly;

11- Ống nước nối tắt vào bơm; 12- Đường nước vào động cơ; 13- Bơ

dòng đi qua két (7) để tản nhiệt

Nếu nhiệt độ của nước làm mát nhỏ hơn nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệt

đóng lại không cho đi qua két mà theo đường tắc để đi vào làm mát động cơ Nếu nhiệt

độ của nước lớn hơn nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệt mở cho nước đi qua két Tại