Tiểu luận động cơ đốt trong nâng cao quá trình trao đổi khí

Hình 6-1: Quá trình nạp và thảy cho động cơ bốn kỳ đánh lửa cưỡng bức Hình 6-2: Quá trình nạp và thảy của động cơ bốn kỳ dùng turbo tăng áp... 6.2 HIỆU SUẤT THỂ TÍCHHiệu suất thể tích t

TIỂU LUẬN MÔN HỌC ĐÔNG CƠ ĐỐT TRONG NÂNG CAO

INTERNAL COMBUSTION ENGINE

FUNDAMENTALS

(CHƯƠNG 6: QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI KHÍ)

GVHD: PGS.TS PHẠM XUÂN MAI HVTH: VÕ VĂN QUỐC

MSHV: 01307723 LỚP: CH ÔTÔ 2007

ĐỀ TÀI

NỘI DUNG TIỂU LUẬN

 CHƯƠNG 6 : QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI KHÍ

6.1 QUÁ TRÌNH NẠP VÀ THẢI TRONG CHU TRÌNH 4 KỲ

6.2 HIỆU SUẤT THỂ TÍCH

6.3 DỊNG KHÍ QUA CÁC VAN

6.4 PHẨN KHÍ DƯ.

6.5 TỐC ĐỘ DỊNG KHÍ THẢI VÀ SỰ BIẾN THIÊN NHIỆT ĐỘ 6.6 SỰ QUÉT KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ HAI KỲ

6.7 DỊNG CHẢY XUYÊN QUA CÁC CỬA

 CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ THÔNG MINH (VVTI)

1 Tổng quan:

2 Cấu tạo:

• 2.1 Bộ điều khiển VVT-i:

• 2.2 Van dầu điều khiển trục cam:

Hình 6-1: Quá trình nạp và thảy cho

động cơ bốn kỳ đánh lửa cưỡng bức Hình 6-2: Quá trình nạp và thảy của động cơ bốn kỳ dùng turbo tăng áp

6.2 HIỆU SUẤT THỂ TÍCH

Hiệu suất thể tích thì được sử dụng như một dụng cụ đo tổng quát hiệu suất của một động cơ bốn kỳ và các hệ thống nạp và thảy như là một thiết bị bơm khí Nó được xác định :

Hình 6-3: Aûnh hưởng của nhiên liệu (hơi)

đến mộtphần áp suất không khí trong

quá trình nạp

Hình 6-4 :Aûnh hưởng của tỷ số áp suất thảy trên áp suất nạp trong chu trình thực của hiệu suất thể tích.

6.2.2 Kết hợp các ảnh hưởng thuận nghịch và

khí động học

Hình 6-5: T n th t áp su t trong h th ng n p ổn thất áp suất trong hệ thống nạp ất áp suất trong hệ thống nạp ất áp suất trong hệ thống nạp ệ thống nạp ống nạp ạp

c a m t ủa một động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ ột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ đột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ ng c áánh l a c ơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ đ ửa cưỡng bức bốn kỳ ưỡng bức bốn kỳ ng b c b n k ức bốn kỳ ống nạp ỳ

c o d i i u ki n dịng khơng i.

được đo dưới điều kiện dịng khơng đổi đ ưới điều kiện dịng khơng đổi đ ều kiện dịng khơng đổi ệ thống nạp đổn thất áp suất trong hệ thống nạp

Hình 6-6: Aùp suất cổ gốp thảy như một Chức năng của tải và tốcđộ,động cơ đánh lửa cưỡng bức bốn xylanh chu trình bốn kỳ.

Hình 6-8: Hi u su t th tích ch ng l i t c ệ thống nạp ất áp suất trong hệ thống nạp ể tích chống lại tốc độ ống nạp ạp ống nạp đột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ

pit-tơng trung bình cho m t ột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ đột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ ng c diesel ơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ

phun tr c ti p b n xylanh và ực tiếp bốn xylanh và động cơ đánh lửa ếp bốn xylanh và động cơ đánh lửa ống nạp đột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ ng c ánh l a ơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ đ ửa cưỡng bức bốn kỳ

c ưởng bức 6 xylanh ng b c 6 xylanh ức bốn kỳ

Hình 6-9: nh h Ảnh hưởng vào hiệu suất thể tích ưởng bức 6 xylanh ng vào hi u su t th tích ệ thống nạp ất áp suất trong hệ thống nạp ể tích chống lại tốc độ

c a phenomena khác mà nh h ủa một động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ ảnh hưởng tốc độ ưởng bức 6 xylanh ng t c ống nạp đột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ dịng khí nh m t ch c n ng c a t c ư ột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ ức bốn kỳ ăng của tốc độ ủa một động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ ống nạp đột động cơ đáánh lửa cưỡng bức bốn kỳ Solid line is final versus speed curve.

6.2.3- Sự thay đổi vận tốc và van

Hình 6-10: Ảnh hưởng của chiều dài ống dẫn trên hiệu suất thể tích chống lại tốc độ cho động cơ đánh lửa cưỡng bức bốnxylanh 2.3lít

Hình 6-11: Ảnh hưởng của (a) sự cân cam và (b) khoảng nâng xuppap trên hiệu suất thể

tích chống lại những đường cong tốc độ Động cơ đánh lửa cưởng bức bốn xylanh dung tích 1.6lít lúc bướm ga mở hồn tồn, các điều kiện đốt cháy, (A/F)=13 MBT thời điểm đánh lửa, số lần mở van nạp trước điểm chết trên, và đĩng sau điểm chết dưới, mở van xả trước điểm chết dưới và đĩng sau điểm chết trên

6.2.3 S thay ực tiếp bốn xylanh và động cơ đánh lửa đổn thất áp suất trong hệ thống nạp ận tốc tốc và van i v n t c tốc và van ống nạp

6.2.3 S thay ực tiếp bốn xylanh và động cơ đánh lửa đổn thất áp suất trong hệ thống nạp ận tốc tốc và van i v n t c tốc và van ống nạp

Van, hay van và cửa, thông thường là quan trọng nhất đến sự hạn chế luồng trong hệ thống nạp và xả của những động cơ 4 thì Những đặc trưng của các luồng khí xuyên qua những van đĩa bây giờ sẽ được xem lại:

6.3.1 Thời điểm nâng và hình dạng van đĩa

6.3.2 Dòng R và hệ số thải.

6.3 DÒNG KHÍ QUA CÁC VAN

Hình 6-12 : Thước đo danh nghĩa dạng hình học của đế van.

6.3.1 Thời điểm nâng và hình dạng van đĩa

• Hình 6-14: (a) biểu đồ loại van định thời cho động cơ đánh lửa cưỡng bức bốn

xylanh 2.2lit (b) biểu đồ chỉ ba giai đoạn của sự nâng van (c) đường cong nâng van và góc trùng điệp của vùng mở van thải và van nạp

6.3.1 Thời điểm nâng và hình dạng van đĩa

Hình 6-16: Hệ số xả của loại van nạp hình đĩa tiêu biểu (ảnh hưởng vùng dòng/ vùng ngăn cách van) như một chức năng của khoảng nâng xuppap Những đoạn khác tương ứng tới những chế độ luồng được chỉ

6.3.2 Dòng R và hệ số thải.

6.3.2 Dòng R và hệ số thải

Hình 6-17:Dạng dòng chảy xuyên qua van xả tại các khoảng nâng

thấp và cao Tại những khoảng nâng cao, Lv/Dv ≥ 0.2 sự đức

đoạn của luồng giảm bớt hệ số xả (tại Lv/Dv = 0.25 diện tích ảnh

hưởng là khoảng 90 phần trăm vùng hình học tối thiểu Cho Lv/Dv < 0.2

nó khoảng 95 phần trăm) sự thiết kế cửa quét ảnh hưởng đáng kể đến

CD ở những khoảng nâng xuppap cao, như chỉ báo theo số liệu từ

nhữngthiết kế bốn cửa quét trong hình 6-18 Những thiết kế tốt có

thể tiếp cận các hiệu suất riêng biệt.

Hình 6-19:

Phần nhỏ khí dư cho 2lít bốn xylanh động cơ đánh lửa cưỡng bức như một chức năng của

áp suất ống góp nạp cho một phạm vi các tốc độ, những hệ số nén, và van gối lên nhau: cũng như một chức năng của tỷ lệ không khí/nhiên liệu cho một phạm vi của những hiệu suất thể tích

Hình 6-21.

Đo áp suất xy lanh Pe, được tính toán nhiệt độ khí trong xy lanh

Te, tốc độ dòng chảy khối lượng me , và đo nhiệt độ khí tại cửa thải ra Ti Cho động cơ

đánh lửa cưỡng bức một xy lanh Tốc độ= 1000 v/p, imep=

414 kPa, tỷ số tương đương = 1.2, thời điểm đánh lửa = 10° BTC, re = 7.2

6.5 TỐC ĐỘ DÒNG KHÍ THẢI VÀ SỰ BIẾN THIÊN NHIỆT ĐỘ

6.6.1 Các hình dạng động cơ hai kỳ

Hình 6-25: Quá trình trao đổi khí trong sự quét khí một chiều chu trình hai kỳ của động cơ diezel: (a) Van và cửa quét và sơ đồ thể tích áp suất, (b) áp suất, cửa quét khí mở vùng Asc và khoảng nâng xuppap L0 như các chức năng của góc quay trục khuỷu.

6.6.2 Các kiểu và các thông số quét khí.

6.6.2 Các kiểu và các thông số quét khí.

Hình 6-27

Hệ số quét khí và hệ số thải chống lại tỉ lệ phân phối khí A cho

sự thải ra hoàn toàn và các kiểu hòa trộn phức tạp

6.6.3 Các quá trình quét khí thực.

6.6.3 Các quá trình quét khí thực.

Hình 6-30: Tỷ lệ phân phối khí A , hiệu suất thải , hiệu suất nạp Và hiệu suất quét , ở chế độ đầy tải, trong khi những chức năng của tốc độ cho động cơ đánh lửa cưỡng bức hai kỳ xy lanh đơn Đường nét đậm là động cơ thải ra 147 cm3 Đường gạch gạch vòng quét động cơ thải 246 cm3

Những sự đo mà xác định hình dạng của các cửa nạp và dạng hình học và sự nghiêng

cửa quét và Vùng tham khảo thích hợp nhất để ước lượng hệ số xả là vùng mở của cửa quét Cho chiều cao hp mởít hơn (Y – r) nhưng lớn hơn r

6.7 Dòng chảy xuyên qua các cửa quét

Hiệu ứng của những sự biến đổitrong hình học và những điều kiện làm việc trên hệ số

xả C

Trong những cửa thoát kiểm soát pit-tông, góc của tia từ một sự tăng cửa thoát có vách mỏng như được chỉ báo trong hình 6-35

6.7 Dòng chảy xuyên qua các cửa quét

1 Tổng quan:

Hệ thống VVT-i được thiết

kế để điều khiển trục cam nạp trong vùng 400 ( góc trục khuỷu) nhằm đạt được thời điểm phối khí tối ưu, thích hợp với các điều kiện hoạt động của động cơ

Bộ điều khiển này bao gồm: vỏ ngoài cùng được dẫn động bởi xích cam, các cánh được lắp vào một đầu trục cam nạp Dầu

áp lực được đưa vào khoang dầu phía sớm hoặc phía trễ khiến cho cánh của bộ điều khiển VVT-i xoay tròn để thay đổi thời điểm phối khí một

cách liên tục

2 Cấu tạo:

2.1 Bộ điều khiển VVT-i:

2.2 Van dầu điều khiển trục cam:

Van dầu điều khiển trục cam điều khiển vị trí của lõi van tuỳ theo tín hiệu điều khiển theo độ rộng xung từ ECM động cơ nhằm đưa áp suất thuỷ lực tác động vào phía sớm hoặc phía trễ của bộ điều khiển VVT-i

HOẠT ĐỘNG

• CHẾ ĐỘ MỞ SỚM

Khi van dầu điều khiển trục cam nhận được tín hiệu làm sớm từ

ECM (có vị trí như hình minh họa bên dưới), áp lực dầu được đưa vào buồng dầu phía bên sớm để xoay trục cam theo chiều tương ứng

Khi van dầu điều khiển trục cam nhận được tín hiệu làm trễ từ ECM (có vị trí như hình minh họa bên dưới), áp lực dầu được đưa vào buồng dầu phía bên trễ để xoay trục cam theo chiều tương ứng.

• Việc điều chỉnh thời điểm phối khí này để đạt được vị trí cần thiết như

mong muốn và tránh cho dầu động cơ chảy ra khỏi buồng chứa của bộ điều khiển VVT-i khi nó không làm việc

• MÔ PHỎNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

• Mặt dù bản thân đã có sự cố gắng rất nhiều Tuy nhiên, với thời gian ngắn và kinh nghiệm còn hạn chế nên rất khó tránh khõi những thiếu sót Rất mong được sự góp ý của giáo viên hướng dẫn và các bạn trong lớp.

• Xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Pham Xuân Mai đã rất tận tình giúp đỡ để em hoàn thành tiểu luận này.

• Xin cám ơn tất cả các bạn trong lớp có những ý kiến đóng gốp giúp mình hoàn thiện chương này.