Bài giảng Nguyên lý hoạt động của động cơ Điêden 4 kỳ

+ Khâu tĩnh : chia ra 2 loại; 	* Giá máy cố định gồm những chi tiết đứng yên .	* Giá máy vận hành là những chi tiết gắn với vỏ máy. KIểM TRA BàI cũ Đã Học:Về một số khái niệm và định nghĩa phục vụ cho môn họcCâu hỏi 1. Hãy định nghĩa thế nào là: Cơ cấu, Máy, Chi tiết máy, Khâu ?- Cơ cấu: là một hệ cơ học dùng để biến đổi chuyển động của một hay vài vật thể khác theo yêu cầu chuyển động của một vài vật thể khác.- Máy: là sự tập hợp của một hay nhiều cơ cấu trong đó có sự truyền và biến đổi công cơ học bao gồm cả lực và chuyển động - Chi tiết máy : Bộ phận nhỏ nhất có thể tháo rời riêng biệt ra trong cơ cấu và máy gọi là chi tiết máy. - Khâu: là những bộ phận có chuyển động tương đối với nhau, có hai loại khâu:+ Khâu động : là những khâu có chuyển động được so sánh nghiên cứu với một hệ quy chiếu nào đấy (mốc nào đấy)- Hành trình pít tông ( S ) là khoảng cách giữa 2 điểm chết. 	S = 2R ; R : là bán kính quay của trục khuỷu. Câu hỏi 2. Thế nào gọi là Kỳ ( Thì ) ? Điểm chết ? Hành trình pít tông ?- Thì là một phần của chu trình làm việc xảy ra giữa hai vị trí của cơ cấu biên khuỷu có thể tích xy lanh lớn nhất và nhỏ nhất (là thời gian thực hiện một hành trình của pít tông).- Điểm chết là điểm giới hạn sự chuyển động của pít tông tại điểm đó pít tông ngừng chuyển động và đổi chiều.- Đối với một pít tông gồm có một điểm chết trên viết tắt là ĐCT và điểm chết dưới viết là ĐCD.	+ ĐCT là điểm mà pit tông cách xa tâm trục khuỷu nhất. 	+ ĐCD là điểm mà pit tông gần tâm trục khuỷu nhất. - Nếu trong trường hợp động cơ xy lanh có hai pit tông thì ta có pít tông trong và pít tông ngoài.Trường hợp này đối với pít tông ngoài thì ĐCT là vị trí pít tông gần tâm trục khuỷu nhất và ĐCD là vị trí pít tông xa tâm trục khuỷu nhất.Chương II Nguyên lý hoạt động của động cơ ĐI êdenĐ1 - Nguyên lý hoạt động của động cơ Điêden 4 kỳ.I/ Nguyên lý hoạt động của động cơ Điêden 4 kỳ. Dựa vào chu trình công tác mà người ta chia động cơ Điêden ra làm 2 loại : Động cơ 4 kỳ và động cơ 2 kỳ.1 . Định nghĩa: Động cơ điêden 4 kỳ là động cơ đốt trong, để hoàn thành một chu trình công tác phải thực hiện 4 hành trình của pit tông tương ứng với 2 vòng quay của trục khuỷu ( 720o góc quay của trục khuỷu ) trong đó, có một hành trình sinh công.2 . Điều kiện để động cơ Điêden hoạt động liên tục cần phải có như sau: - Cung cấp nhiên liệu liên tục và đảm bảo cháy đều trong xy lanh (buồng đốt) của động cơ. - Nhiệt năng sinh ra phải biến thành cơ năng tốt Có thể điều chỉnh công suất phát ra theo yêu cầu phụ tải bên ngoài bằng cách tăng giảm lượng cung cấp nhiên liệu. 3 . Nguyên lý hoạt động lý thuyết của động cơ Điêden 4 kỳ: Để hoàn thành một chu trình công tác động cơ cần phải thực hiện 4 giai đoạn: Nạp không khí mới - Nén khí - Phun nhiên liệu cháy sinh công – Thải sản phẩm cháy xong trong xy lanh ra ngoài; 4 giai đoạn này tương ứng với 4 kỳ (4 hành trình của pit tông). Sau đây ta hãy xét từng kỳ (từng hành trình của pít tông): Hướng dẫn vẽ đơn giản mặt cắt ngang 4 kỳ làm việc của động cơ Điêden :- Kẻ đường tâm ngang kéo dài hết trang giấy.- Chia đường tâm ngang thành 5 phần bằng nhau.- Qua mỗi điểm chia dựng 1 đường tâm vuông góc với đường ngang (4 đường ). Qua 4 vị trí tâm vẽ 4 hình lục giác (đối cạnh 24) để hở 1 cạnh về phía trên (không nối kín). Kẻ đường thẳng đứng (30mm) nối tiếp với các đầu hở của hình lục giác. Kẻ nét đứt cách đầu trên của các đường đứng vừa kẻ 3 mm đánh dấu vị trí ĐCT. Kẻ tiếp nét đứt thứ 2 cách nét đứt ĐCT về phía dưới 16 mm. Kẻ nét ngang nắp xy lanh = 8 mm vuông góc và nằm ở vị trí đối xứng của tâm xy lanh. Vẽ mũi tên vòng chỉ chiều quay của trục khuỷu theo chiều quay phải. Đánh dấu vị tên hình a; b; c; d (từ trái sang phải ).- Hình (a) vẽ bán kính quay của khuỷu trục về phía dưới (vẽ 2 vòng tròn  2 cách nhau 8 mm nối liền nhau bằng nét rất đậm ).Vẽ pít tông đỉnh trên trùng ĐCD ( hình vuông 12x12 hở cạnh dưới điểm giữa hình vuông khoanh vòng tròn  2 làm chốt pít tông, nối chốt pít tông với đầu dưới của khuỷu trục,đó là thanh truyền). Vẫn hình (a) vẽ su páp hút ở vị trí mở,su páp xả ở vị trí đóng(Su páp vẽ đơn giản là hình chữ T lật ngược cao 14 mm rộng 3 mm). Vẽ vòi phun là 1 hình chữ nhật có 1 đầu dưới nhọn góc  60o vào vị trí giữa của nắp xy lanh như hình vẽ. Vẽ ống hút và ống xả của nắp xy lanh như hình vẽ. Như vậy hình (a) đã vẽ xong .- Hình (b) vẽ tương tự hình a : Mặt đỉnh pít tông ở vị trí ĐCT. 2 su páp ở vị trí đóng kín ( xem hình )Hình (c) vẽ giống hình b nhưng vòi phun đang ở thời điểm phun nhiên liệu.Hình (d) Vẽ giống hình a nhưng su páp xả vẽ ở vị trí mở còn su páp hút ở vị trí đóng kín. Việc vẽ hình 4 kỳ làm việc của động cơ đã xong chúng ta cùng nhau nghiên cứu từng kỳ của nó (từng quá trình):ĐCTĐCDabcdHình vẽ đơn giản 4 kỳ làm việc lý thuyết của động cơ điêden tàu thuỷ Hình trên – Quá trình nạp khí của động cơ Điêden 4 kỳ. 1.Bệ máy; 2.Trục khuỷu; 3. Thanh truyền; 4.Pít tông;5.Chốt Pít tông; 6.Thân động cơ; 7. Su páp nạp; 8. Su páp xả; 9. Vòi phun nhiên liệu; 10. Nắp xy lanh; 11. ống góp không khí nạp; 12. ống góp khí thải.635471121191082a)a/ Quá trình nạp khí (thời kỳ hút): hình bên (a) Lúc bắt đầu cho pít tông đi xuống để nạp khí, người ta dùng một ngoại lực bên ngoài quay trục khuỷu, pít tông được nối liên kết với trục khuỷu qua thanh truyền đi từ ĐCT xuống ĐCD su páp nạp mở ra. Không khí bên ngoài chảy qua lỗ đế su páp nạp vào xy lanh, khi pít tông đến ĐCD su páp nạp đóng kín lại. Kết thúc quá trình nạp khí.b . Quá trình nén khí (kỳ nén) Hình bên (b) Hai su páp hút và xả đều đóng. Pít tông đi từ ĐCD lên ĐCT không khí trong xy lanh bị nén dần lại, khi pit tông đến ĐCT thì thể tích không khí bị nén lại chỉ bằng 1/16 đến 1/22 thể tích ban đầu. Nói cách khác, tỷ số nén ký hiệu  (ép si lon) nằm trong phạm vi từ 16/ 1 đến 22 / 1 nên áp suất trong xy lanh tăng lên rất cao, có thể lên tới 40 đến 50 at và nhiệt độ có thể lên tới 600 đến 700 0 C. Với nhiệt độ như thế nhiên liệu phun vào sẽ cháy ngay (nhiên liệu điêden thường tự cháy ở 360 đến 450 0 C dưới áp suất khí quyển ).Hình trên – Quá trình nén khí của động cơ Điêden 4 kỳ 1.Bệ máy; 2.Trục khuỷu; 3. Thanh truyền; 4.Pít tông;5.Chốt Pít tông; 6.Thân động cơ; 7.Su páp nạp; 8.Su páp xả; 9.Vòi phun nhiên liệu; 10.Nắp xy lanh; 11.ống góp không khí nạp;12.ống góp khí thải.635471121191082b)C . Quá trình cháy nhiên liệu và giãn nở (kỳ nổ) Hình bên (c) Hai su páp hút và xả vẫn đóng kín. Cuối hành trình nén nhiên liệu được phun vào buồng cháy, nhờ bơm cao áp và vòi phun. Thời điểm phun nhiên liệu phun vào buồng cháy ở cuối quá trình nén trước khi pít tông đến ĐCT trong khoảng từ 10o đến 30o góc quay của trục khuỷu (o,0030,009 s ). Nhiên liệu phun vào xy lanh nhờ vòi phun với những hạt rất nhỏ (dạng sương mù ) liền bốc hơI rồi bốc cháy và bốc cháy mãnh liệt khi gặp không khí có nhiệt độ cao. Khi cháy nhiệt độ trong xy lanh lên tới 2000o C và áp suất tới 120 at. Động cơ có tiếng nổ gọn. Hỗn hợp nhiên liệu + không khí cháy giãn nở đẩy pit tông đi xuống đến ĐCD, kết thúc kỳ sinh công.Hình trên – Quá trình cháy (nổ) của động cơ Điêden 4 kỳ 1.Bệ máy; 2.Trục khuỷu; 3. Thanh truyền; 4.Pít tông;5.Chốt Pít tông; 6.Thân động cơ; 7.Su páp nạp; 8.Su páp xả; 9.Vòi phun nhiên liệu; 10.Nắp xy lanh; 11.ống góp không khí nạp;12.ống góp khí thải.635471121191082c)d . Quá trình thải khí (kỳ xả) hình bên (d) Su páp hút vẫn đóng, su páp xả mở dần. Pit tông đi từ ĐCD lên ĐCT. Khí đã cháy bị pít tông đẩy qua lỗ su páp xả theo ống thoát ra ngoài, cho đến lúc pit tông đến ĐCT mới thôi. Như vậy là kết thúc một chu trình công tác của động cơ Điêden 4 kỳ. Nhờ quán tính chuyển động quay tròn của trục khuỷu vởi bánh đà, pit tông lại tiếp tục đi xuống, su páp hút lại mở, và tiến hành quá trình nạp khí của chu trình mới, cứ như thế tiếp diễn liên tục, khiến cho động cơ làm việc liên tục và sinh công. Hình trên – Quá trình thải khí (xả) của động cơ Điêden 4 kỳ 1.Bệ máy; 2.Trục khuỷu; 3. Thanh truyền; 4.Pít tông;5.Chốt Pít tông; 6.Thân động cơ; 7. Su páp nạp; 8. Su páp xả; 9. Vòi phun nhiên liệu; 10.Nắp xy lanh; 11. ống góp không khí nạp; 12. ống góp khí thải.625471121191083d) * Trong bốn quá trình trên, thì quá trình thứ ba là quá trình quan trọng hơn cả, vì đấy là quá trình sinh công. Ba quá trình kia để phục vụ cho quá trình 3. Công suất và hiệu suất của động cơ phụ thuộc vào quá trình 3 .Nội dung chính về nhà học: 1. Vẽ thuộc và học thuộc nguyên lý làm việc lý thuyết của động cơ điêden 4 kỳ ? Xin cảm ơn các Thày giáo, Cô giáo!Đã chú ý theo dõi tiết giảng thử nghiệmVà góp ý kiến xây dựngXin mời100%