Giáo trình đào tạo thuyền trưởng hạng ba môn Máy tàu thủy - Cục Đường thủy nội địa Việt Nam

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

158
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Giáo trình đào tạo thuyền trưởng hạng ba môn Máy tàu thủy" còn được gọi là “Giáo trình máy tàu thủy” do Cục Đường thủy nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn gồm 5 chương: Chương I: Những khái niệm và định nghĩa cơ bản - Chương II: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong, động cơ xăng - Chương III: Kết cấu động cơ - Chương IV: Các hệ thống trên tàu thủy - Chương V: Chăm sóc và bảo quản động cơ. Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu, giảng dạy, học tập.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình đào tạo thuyền trưởng hạng ba môn Máy tàu thủy - Cục Đường thủy nội địa Việt Nam

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM GIÁO TRÌNH ĐÀO TẠO THUYỀN TRƯỞNG HẠNG BA MÔN MÁY TÀU THỦY 1
Năm 2014 LỜI GIỚI THIỆU Thực hiện chương trình đổi mới nâng cao chất lượng đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa quy định tại Thông tư số 57/2014/TTBGTVT ngày 24 tháng 10 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải. Để từng bước hoàn thiện giáo trình đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa, cập nhật những kiến thức và kỹ năng mới. Cục Đường thủy nội địa Việt Nam tổ chức biên soạn “Giáo trình máy tàu thủy”. Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu, giảng dạy, học tập. Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi những thiếu sót, Cục Đường thủy nội địa Việt Nam mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý bạn đọc để hoàn thiện nội dung giáo trình đáp ứng đòi hỏi của thực tiễn đối với công tác đào tạo thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa. CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM 2
Chương I NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN 1.1. Khái niệm về động cơ 1.1.1. Định nghĩa chung về động cơ : Động cơ là một tổ hợp các chi tiết, thiết bị dùng để chuyển đổi một dạng năng lượng bất kỳ thành cơ năng. Tuỳ theo dạng năng lượng được chuyển đổi thành cơ năng mà động cơ được chia làm các loại như sau: Động cơ điện : Điện năng được chuyển đổi thành cơ năng. Động cơ nhiệt : Nhiệt năng được chuyển đổi thành cơ năng. 1.1.2. Động cơ nhiệt : Động cơ nhiệt là động cơ mà ở đó nhiệt năng được chuyển đổi thành cơ năng. Động cơ nhiệt được chia làm hai loại chính là: Động cơ đốt ngoài : là động cơ nhiệt mà ở trong đó các quá trình đốt cháy nhiên liệu thành nhiệt và sự chuyển đổi từ nhiệt sang cơ được xảy ra ở hai nơi khác nhau. Động cơ đốt trong : là động cơ nhiệt mà ở trong đó các quá trình đốt cháy nhiên liệu thành nhiệt và sự chuyển đổi từ nhiệt sang cơ được xảy ra ở một nơi duy nhất ngay bên trong bản thân động cơ. 1.1.3. So sánh động cơ đốt trong với các loại động cơ nhiệt khác : 1.1.3.1. Ưu điểm: Hiệu suất có ích cao, có thể đạt 40 ÷52%, trong khi đó hiệu suất của tua bin hơi nước chỉ đạt 22 ÷28%, của máy hơi nước đạt không quá 16% và của tua bin khí không quá 30%. Kết cấu gọn, trọng lượng, kích thước nhỏ so với các loại động cơ khác cùng công suất. Khởi động nhanh và luôn ở trạng thái chuẩn bị khởi động.Tính cơ động cao, có thể điều chỉnh kịp thời công suất theo phụ tải bên ngoài. Dễ tự động hoá và có thể điều khiển được từ xa. 3
Ít nguy hiểm khi vận hành, ít có khả năng gây ra hoả hoạn như nổ vỡ thiết bị. Nhiệt độ xung quanh động cơ tương đối thấp, tạo điều kiện làm việc tốt cho thợ máy. Sử dụng nhiên liệu lỏng nên dễ dự trữ và vận chuyển. Suất tiêu hao nhiên liệu theo công suất thấp, nên lượng dự trữ ít. Không cần khử xỉ và tro. Không cần nhiều người bảo dưỡng và phục vụ. 1.1.3.2. Nhược điểm: Khả năng quá tải kém (thường không quá 10% trong thời gian một giờ). Hoạt động không ổn định khi làm việc ở tốc độ thấp. Rất khó khởi động khi động cơ có tải. Công suất lớn nhất của thiết bị không cao. Cấu tạo phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao. Dùng nhiên liệu lỏng rất đắt tiền và yêu cầu tương đối khắt khe. Thợ máy yêu cầu phải có trình độ kỹ thuật cao. Chi phí về chế tạo ban đầu tương đối đắt. Động cơ làm việc có tiếng ồn lớn (nhất là những động cơ cao tốc). 1.2. Các bộ phận cơ bản trên động cơ 1.2.1. Bộ phận tĩnh: Là những chi tiết, bộ phận mà khi động cơ làm việc nó không thay đổi vị trí so với vị trí đặt động cơ ( không dịch chuyển so với bệ máy ), bao gồm: 4
Nắp xi lanh Sơ mi xi lanh ( ống lót ) Thân máy ( blốc xi lanh ) Bệ đỡ trục khuỷu Bệ máy ( các te ) 1.2.2. Bộ phận động: Là những chi tiết, bộ phận mà khi động cơ làm việc nó thay đổi vị trí so với vị trí đặt động cơ ( dịch chuyển so với bệ máy ), bao gồm: Piston Xéc măng Chốt piston Thanh truyền Trục khuỷu Bánh đà 1.2.3. Các hệ thống phục vụ: Hệ thống phân phối khí Hệ thống tăng áp Hệ thống cung cấp nhiên liệu Hệ thống bôi trơn Hệ thống làm mát Hệ thống khởi động Đảo chiều – Điều tốc 1.3. Các định nghĩa cơ bản 1.3.1. Chu trình công tác: Là tổng cộng tất cả những phần của quá trình xảy ra trong thời gian của một giai đoạn (thời kì) trong một xylanh của động cơ. Khoảng thời gian đó được tính từ khi nạp khí mới vào cho đến khi kết thúc thải khí cũ đã cháy trong xylanh ra. Chu trình công tác có tính chu kì. Từ tính chu kì của chu trình công tác mà người ta chia động cơ đốt trong ra làm hai loại là động cơ 4 kì và động cơ 2 kì. 1.3.2. Kì : Là một phần của chu trình công tác xảy ra trong khoảng thời gian giữa hai vị trí của cơ cấu thanh truyền trục khuỷu mà ở đó xylanh có thể tích là lớn nhất và nhỏ nhất. 5
1.3.3. Điểm chết :Là những vị trí của piston trong xylanh mà tại đó piston đổi chiều chuyển động. Có hai điểm chết là điểm chết trên (Đ C T) và điểm chết dưới (Đ C D) Đ C T: Là vị trí của piston trong xylanh mà tại đó khoảng cách từ đỉnh piston đến đường tâm trục khuỷu là lớn nhất trong một chu trình công tác. Đ C D: Là vị trí của piston trong xylanh mà tại đó khoảng cách từ đỉnh piston đến đường tâm trục khuỷu là nhỏ nhất trong một chu trình công tác. 1.3.4. Hành trình piston : Là khoảng cách giữa hai điểm chết. Kí hiệu (S) đơn vị tính (mm). 1.3.5. Thể tích buồng đốt : Là thể tích nhỏ nhất của xylanh trong một chu trình công tác. Kí hiệu (Vc), đơn vị tính ( cm3 ) 1.3.6. Thể tích công tác : Là hiệu số giữa thể tích lớn nhất và nhỏ nhất của xylanh trong một chu trình công tác. Kí hiệu Vh, Đơn vị tính (cm3 ). Vh = Vmax – Vc Thể tích công tác của xylanh chính là thể tích phần không gian trong xylanh giới hạn giữa hai điểm chết. Vh = Vmax – Vmin 1.3.7. Tỉ số nén : là tỉ số giữa thể tích lớn nhất và nhỏ nhất của xylanh trong một chu trình công tác . Kí hiệu là V max Vc 6
Chương II SƠ ĐỒ CẤU TẠO V NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG, ĐỘNG CƠ XĂNG 2.1. Nguyên lý hoạt động của đông cơ diesel 4 kì 2.1.11.Định nghĩa : Động cơ diesel 4 kì là động cơ đốt trong, sử dụng nhiên liệu là dầu diesel và khi thực hiện một chu trình công tác cần 4 hành trình piston (ứng với 2 vòng quay trục khuỷu ) 2.1.2.Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel 4 kì: 2.1.2.1.Sơ đồ cấu tạo : Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo động cơ diesel 4 kì 1 Trục khuỷu 2 Thanh truyền 3 Piston 4- Xylanh 5 Vòi phun 6 Xupap nạp 7 Xupap thải 8 Đường ống nạp 9 Đường ống thải 2.1.2.2.Nguyên lý làm việc : Một chu trình công tác của động cơ được thực hiện sau 4 hành trình của piston như sau: Hành trình I: Hành trình nạp. Khi piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD xupap thải đóng, xupap nạp mở. Thể tích trong xylanh động cơ tăng, dẫn đến áp suất giảm, nhờ sự chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài xylanh, không khí ở bên ngoài có áp suất lớn hơn tự động tràn qua đường ống hút và xupap nạp vào xylanh động cơ trong suốt hành trình này. Vì vậy hành trình này được gọi là hành trình nạp. Piston xuống tới ĐCD thì chấm dứt hành trình thứ nhất. 7
Thực tế để tăng thêm lượng không khí nạp vào trong xylanh động cơ thì xupap nạp được mở sớm một góc 1 và đóng muộn một góc 2 .Vì vậy thời gian thực tế của quá trình nạp lớn hơn hành trình: 1 + 1800 + 2 > 1800 Hành trình II: Hành trình nén. Khi piston đi từ dưới lên cả hai xupap nạp và thải đều đóng. Thể tích trong xylanh giảm, không khí bị nén trong xylanh dẫn đến áp suất và nhiệt độ tăng. Khi pis ton lên gần tới điểm chết trên áp suất và nhiệt độ của không khí đủ điều kiện cho nhiên liệu cháy (p= 30÷45 at; T = 400÷600 0C ) nhiên liệu được phun vào buồng đốt với góc phun sớm 3. Piston lên tới điểm chết trên thì chấm dứt hành trình thứ hai, hành trình nén. Thực tế thời gian quá trình nén chỉ được tính khi các xupap đã đóng hoàn toàn. Vì vậy thời gian thực tế quá trình nén nhỏ hơn hành trình: 1800 2
thực hiện quá trình giãn nở sinh công. Pis on xuống tới điểm chết dưới thì chấm dứt hành trình thứ ba. Thực tế để giảm bớt công cản trong quá trình thải và nhằm thải được sạch khí cháy thì xupap thải được mở sớm một góc 4 và đóng muộn một góc 5. Như vậy thời gian thực tế quá trình cháy giãn nở nhỏ hơn hành trình: 180 0 4 1800 Hình 2.3. Các quá trình làm việc thực tế của động cơ diesel 4 kì theo góc quay trục khuỷu. a. Điểm mở xupap nạp b. Điểm đóng xupap nạp 1 : Góc mở sớm xupap nạp 2 : Góc đóng muộn xupap nạp c. điểm phun nhiên liệu 9
3 : Góc phun sớm nhiên liệu d.Điểm mở sớm xupap thải. 4 : Góc mở sớm xupap thải e. Điểm đóng muộn xupap thải 5 : Góc đóng muộn xupap thải 2.1.3.Kết luận: Qua phân tích nguyên lý làm việc của động cơ diesel 4 kì như trên ta có thể đưa ra một số kết luận sau : +Toàn bộ một chu trình công tác của động cơ được thực hiện sau bốn hành trình, trong bốn hành trình đó chỉ có hành trình thứ ba là sinh công, còn ba hành trình (nạp, nén, thải) không sinh công mà phải tiêu hao công mới thực hiện được. Năng lượng để phục vụ cho ba hành trình này là nhờ năng lượng dự trữ của trục khuỷu, bánh đà và của các xylanh khác. +Thời điểm mở, đóng của các xupap nạp và thải cũng như thời điểm phun nhiên liệu không trùng với các điểm chết, được gọi là thời điểm phân phối khí của động cơ. 2.2. Nguyên lý hoạt động của đông cơ diesel 2 kì 2.2.1.Định nghĩa, đặc điểm của động cơ diesel hai kì 2.2.1.1.Định nghĩa: Động cơ diesel 2 kì là động cơ đốt trong, sử dụng nhiên liệu là dầu diesel và khi thực hiện một chu trình công tác cần hai hành trình piston (ứng với một vòng quay trục khuỷu ) 2.2.1.2.Đặc điểm của động cơ diesel hai kì : Động cơ diesel 2 kì về nguyên tắc làm việc trong một chu trình cũng phải thực hiện các quá trình: nạp, nén (cuối nén phun nhiên liệu), cháy giãn nở, thải. Nhưng tất cả các quá trình này chỉ thực hiện sau hai hành trình piston, do đó về mặt kết cấu cần có những đặc điểm khác biệt so với động cơ 4 kì: Động cơ diesel hai kì muốn làm việc được bắt buộc phải có bơm khí quét (hoặc máy nén) hút khí ngoài trời tạo áp suất cao thổi vào xylanh qua các hàng cửa nạp, dùng khí mới đuổi khí cũ đi và khí mới chiếm chỗ luôn trong đó; thực hiện việc vừa nạp vừa thải gọi là quét khí . Động cơ hai kì có thể không có xupap hoặc chỉ có xupap thải. Tuỳ theo hình dạng của dòng khí quét và việc bố trí các cửa khí mà ở động cơ diesel hai kì có rất nhiều kiểu quét khí khác nhau. Dưới đây ta xét nguyên lí 10
làm việc của động cơ diesel 2 kì quét thẳng qua xupap. Đó là loại động cơ diesel hai kì khá phổ biến dưới tàu thuỷ. 2.2.2. Nguyên lý làm việc động cơ diesel hai kì quét thẳng qua xupap: 2.2.2.1.Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.4. Sơ đồ cấu tạo động cơ diesel 2 kì quét thẳng qua xupap. 1. Bơm khí quét 2. Xylanh 3. Vòi phun 4. Xupap thải 5. Cửa nạp 6. Piston 7. Thanh truyền 2.2.2.2.Nguyên tắc làm việc Trên sơ đồ như hình vẽ các cửa nạp được bố trí xung quanh thành xylanh ở về phía dưới, xupap thải được bố trí trên nắp xylanh. Việc đóng, mở xupap cũng thông qua một hệ thống cơ cấu cam, con đội… như động cơ bốn kì, còn các cửa nạp đóng, mở là nhờ piston đảm nhiệm. Bơm khí quét 1 nén không khí vào không gian chính, sau đó vào xylanh quét sạch khí xả ra ống thải và nạp đầy khí mới vào xylanh. Một chu trình công tác được thực hiện như sau: Hành trình I: Thải nạp – nén. Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Khi piston ở ĐCD lúc này cả cửa nạp và xupap thải đều mở, không khí ở bên ngoài được bơm quét đưa vào qua hàng cửa nạp đi lên phía trên đuổi khí cháy ra ngoài qua xupap thải, đồng thời khí mới chiếm chỗ trong đó (thực hiện quá trình vừa nạp, vừa thải ), piston đi lên, để tránh hiện tượng dò lọt khí nạp và góp phần nạp thêm khí nạp vào trong xylanh động cơ thì xupap thải được đóng trước khi piston đóng cửa nạp một góc từ 3 ÷ 5 o góc quay trục khuỷu. Khi piston đóng kín hàng cửa nạp thì bắt đầu quá trình nén khí, áp suất và nhiệt độ của không khí trong lòng xylanh tăng lên. Khi piston lên gần tới điểm chết trên áp suất và nhiệt độ trong lòng xylanh đủ điều kiện cho nhiên liệu cháy (áp suất đạt 30 ÷ 45 at; nhiệt độ đạt 400 ÷ 600 oC), nhiên liệu được phun vào buồng đốt. Piston lên tới ĐCT thì chấm dứt hành trình thứ nhất. Như vậy ở 11
hành trình thứ nhất trong lòng xylanh động cơ đã xảy ra các quá trình nạp, thải, nén và phun nhiên liệu. Hành trình II: Cháy giãn nở – thải nạp Ở cuối hành trình thứ nhất khi nhiên liệu được phun vào buồng đốt. Do gặp áp suất và nhiệt độ cao của khí nén trong buồng đốt, nhiên liệu tự bốc cháy. Quá trình cháy xảy ra mãnh liệt nhất khi pis ton ở ĐCT, nhiệt độ có thể đạt tới 1600 ÷ 2000 oC; áp suất có thể đạt 90 ÷ 120 at. Ap lực của khí cháy tác động lên đỉnh piston đẩy piston đi xuống thực hiện quá trình giãn nở sinh công. Piston xuống gần mở cửa nạp thì xupap thải được mở trước, khí cháy trong lòng xylanh có áp suất lớn hơn khí trời tự động thoát ra ngoài (giai đoạn thải tự do). Khi piston mở cửa nạp áp suất trong lòng xylanh đã giảm xuống xấp xỉ bằng áp suất do bơm quét tạo ra, không khí ở bên ngoài được bơm quét đưa vào qua hàng cửa nạp, đuổi khí cháy ra ngoài qua xupap thải và khí mới chiếm chỗ trong đó (thực hiện việc vừa nạp, vừa thải). Piston xuống tới điểm chết dưới thì chấm dứt hành trình thứ hai, chấm dứt một chu trình công tác của động cơ. Như vậy ở hành trình thứ hai trong lòng xylanh động cơ đã xảy ra các quá trình cháy giãn nở, thải tự do, quét khí và nạp khí mới. Khi piston tiếp tục đi lên thì chu trình tiếp theo được lặp lại giống như thứ tự đã nói ở trên. Quét Nén Cháy giãn nở Quét Hình 2.5. Các qúa trình làm việc của động cơ diesel 2 kì 2.2.3. Kết luận : Qua phân tích nguyên lý làm việc của động cơ diesel 2 kì như trên ta có thể đưa ra một số kết luận sau : +Toàn bộ một chu trình công tác của động cơ được thực hiện trong hai hành trình của piston. Trong hai hành trình đó chỉ có một hành trình là sinh công, còn hành trình kia dùng để nén khí nạp, do đó không sinh công mà phải tiêu hao công mới thực hiện được . 12
+Ap suất không khí qúet phải lớn hơn áp suất khí trời. Do đó phải có bơm qúet khí (hoặc máy nén khí) do trục khuỷu dẫn động. +Có một phần hành trình của piston dùng vào việc thải và qúet khí. +Khi qúet khí, có một bộ phận khí nạp mới bị hao hụt do có lẫn trong sản vật cháy đi theo ra ở đường thải. 2.3 Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kì 2.3.1.Định nghĩa : Động cơ xăng 4kì là động cơ đốt trong, sử dụng nhiên liệu lỏng nhẹ(xăng) và khi thực hiện một chu trình công tác cần 4 hành trình piston (ứng với 2 vòng quay trục khuỷu ) 2.3.2.Sơ đồ, nguyên lý làm việc Khác với động cơ diêzen đông cơ xăng là loại động cơ mà khí hỗn hợp được hình thành ở bên ngoài và môi chất đưa vào xi lanh trong quá trình nạp không phải thuần là không khí mà là một hỗn hợp khí gồm không khí và hơi nhiên liệu nhe. Để tránh hiện tượng cháy kích nổ của nhiên liệu nhẹ thì hỗn hợp khí này không được nén tới mức độ có thể tự bốc cháy ,vì vậy ở động cơ xăng cần thiết phải sử dụng phương pháp đốt cháy cưỡng bức. Đối với động cơ xăng cũng như đối với tất cả các loại động cơ mà khí hỗn hợp được hình thành ở bên ngoài ,hiện nay đều dùng phương pháp đốt cháy bằng tia lửa điện phát ra giữa hai cực của nến điện (bugi) 2.3.2.1.Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 4 kì 1 Ống hút 2 Họng các buya ratơ 3 Ziclơ 4 Buồng phao 5 Bướm ga 6 Bugi 2.3.2.2.Nguyên lý làm việc : Ta xét chuẩn piston đang ở điểm chết trên. Như vậy một chu trình công tác của động cơ được thực hiện sau 4 hành trình của piston như sau: 13
Hành trình I: Hành trình nạp. Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, ở hành trình này suppap nạp mở, suppap thải đóng. Khi piston chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới thể tích trong xi lanh động cơ tăng dẫn đến áp suất giảm, dưới sự chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài xi lanh, không khí ở bên ngoài có áp suất lớn hơn tự động tràn vào xi lanh qua ống hút 1 và qua ống khuếch tán 2 (họng các buya ratơ), ziclơ 3 đặt ở chỗ tiết diện nhỏ nhất của ống khuyếch tán .Tốc độ không khí qua ống khuyếch tán càng nhanh (số vòng quay n của động cơ càng lớn ) thì áp suất trước lỗ phun của ziclơ 3 càng thấp. Ap suất trong buồng phao 4 của cac buya –ratơ bằng áp suất khí trời và nhờ có phao nên mức xăng không thay đổi. Do sự chênh lệch áp suất nên xăng phụt ra khỏi ziclơ và bị luồng không khí thổi thành từng hạt nhỏ, bốc hơi nhanh hoà trộn với không khí đi vào xilanh của động cơ trong suốt hành trình này. Vì vậy hành trình này được gọi là hành trình nạp (nạp hỗn hợp nhiên liệu và không khí ) . Piston xuống tới điểm chết dưới thì chấm dứt hành trình thứ nhất. Nhưng thực tế để tăng thêm lượng không khí nạp vào trong xi lanh động cơ thì suppap nạp được mở sớm một góc 1 và đóng muộn một góc 2. Vì vậy thời gian thực tế của quá trình nạp lớn hơn hành trình. a) b) c) d) Hình 2.7.các quá ttình làm việc của động cơ xăng 4 kì. a.Quá trình nạp b.Quá trình nén c.Quá trình cháy giãn nở d.Quá trình thải 14
Hành trình II:Hành trình nén. Ở hành trình này piston đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, cả hai suppap nạp và thải đều đóng . Khi piston đi từ dưới lên trên thể tích trong xi lanh giảm dẫn đến áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp khí trong xi lanh tăng. Khi pis ton lên gần tới điểm chết trên áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp đạt giá trị (p= 7 20 at; T=350 4500C ) bugi đánh lửa với góc đánh lửa sớm trước ĐCT một góc 3. Piston lên tới điểm chết trên thì chấm dứt hành trình thứ hai, hành trình nén (nén khí hỗn hợp) . Nhưng thực tế thời gian quá trình nén chỉ được tính khi các suppap đã đóng hoàn toàn. Vì vậy thời gian thực tế quá trình nén nhỏ hơn hành trình . Hành trình III: Cháy giãn nở sinh công. Ở cuối hành trình thứ hai khi bugi bật tia lửa điện đốt cháy khí hỗn hợp quá trình cháy bắt đầu xảy ra. Quá trình cháy xảy ra mãnh liệt nhất khi piston ở ĐCT, nhiệt độ trong buồng đốt có thể đạt tới 2000 – 25000C ;áp suất có thể đạt tới 30 50 at. Ap lực của khí cháy trực tiếp tác động lên đỉnh pis ton đẩy pis ton đi xuống làm quay trục khuỷu thực hiện qu trình giãn nở sinh công. Pis ton xuống tới điểm chết dưới thì chấm dứt hành trình thứ ba. Nhưng thực tế để giảm bớt công cản trong quá trình thải và nhằm thải được sạch khí cháy thì suppap thải được mở sớm một góc 4 và đóng muộn một góc 5. Như vậy thời gian quá trình cháy giãn nở nhỏ hơn hành trình . Hành trình IV:Hành trình thải. Ở hành trình này pis ton đi từ ĐCD lên ĐCT suppap thải mở, suppap nạp đóng. Ở cuối hành trình thứ ba khi suppap thải mở khí cháy ở trong lòng xi lanh có áp suất lớn hơn bên ngoài tự động thoát ra ngoài, phần còn lại của sản vật cháy sẽ được pis ton khi đi từ dưới lên trên đẩy nốt ra ngoài qua suppap thải. Piston lên tới điểm chết trên thì chấm dứt hành trình thứ tư, chấm dứt một chu trình công tác của động cơ, chu trình tiếp theo được lặp lại y như vậy . Trên thực tế do suppap thải được mở sớm một góc 4 và đóng muộn một góc 5, vì vậy thời gian thực tế của quá trình thải lớn hơn hành trình. 15
Naïp Neùn Chaùy giaõn nôû Thaûi Hình 2.8. Các quá trình làm việc thực tế của động cơ xăng 4 kì theo góc quay trục khuỷu. a. Điểm mở xupap nạp 3 : Góc đánh lửa sớm b. Điểm đóng xupap nạp d.Điểm mở sớm xupap thải. 1 : Góc mở sớm xupap nạp 4 : Góc mở sớm xupap thải 2 : Góc đóng muộn xupap nạp e. Điểm đóng muộn xupap thải c. Điểm đánh lửa 5 : Góc đóng muộn xuppap thải 2.3.2.3.Kết luận: Qua phân tích nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kì như trên ta có thể đưa ra một số kết luận sau: +Toàn bộ một chu trình công tác của động cơ được thực hiện trong bốn hành trình của piston, trong bốn hành trình đó chỉ có hành trình thứ ba là sinh công, còn ba hành trình kia (nạp, nén, thải) không sinh công mà phải tiêu tốn công mới thực hiện được. Năng lượng để phục vụ cho ba hành trình này là nhờ năng lượng dự trữ của trục khuỷu, bánh đà và của các xi lanh khác. +Các điểm đóng, mở suppap và điểm bật tia lửa điện đốt cháy khí hỗn hợp không trùng với các điểm chết. Sự lệch do với điểm chết này gọi là pha phân phối khí của động cơ, mỗi một động cơ có một pha phân phối khí riêng do nhà chế tạo qui định, khi sử dụng người thợ phải tuân thủ pha phân phối khí này. +Do không nén khí hỗn hợp tới mức tự bốc cháy cho nên tỉ số nén của động cơ xăng nhỏ hơn so với động cơ diêzen, và kết quả là hiệu suất của động cơ xăng thấp hơn hiệu suất của động cơ diêzen. 16
Chương III KẾT CẤU ĐỘNG CƠ Cấu tạo chung động cơ được chia ra làm 2 bộ phận chính là: Bộ phận tĩnh và bộ phận động 3.1 Phần tĩnh 3.1.1.Nắp xylanh 3.1.1.1.Vị trí, công dụng: Nắp xylanh nằm trên thân xylanh. Cùng với xylanh và piston tạo thành thể tích làm việc của động cơ. Lắp các chi tiết như vòi phun, xupap, cơ cấu giảm áp, các thiết bị đo lường, một số chi tiết của hệ thống phân phối khí … 3.1.1.2.Điều kiện công tác: Chịu nhiệt độ và áp suất cao của khí cháy. Chịu ăn mòn của sản phẩm cháy và nước làm mát. Chịu ứng suất nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ. Chịu lực nén khi xiết đai ốc nắp xylanh 3.1.1.3.Đặc điểm kết cấu : Nắp xylanh của động cơ rất phức tạp, tuỳ theo kết cấu buồng đốt mà nắp xylanh có kết cấu khác nhau sao cho phù hợp với loại buồng đốt đó. Nắp xylanh của động cơ thường được chế tạo thành từng cụm hoặc riêng mỗi xylanh một nắp. Trên hình 3.1, 3.2 giới thiệu nắp xylanh của động cơ có buồng cháy thống nhất. 17
Hình 3.1. Nắp xylanh động cơ 2 kì quét thẳng qua xupap. 1 Đệm kín 2 Ống nước làm mát 3 Nắp xi lanh 4 Lỗ xupap 5 Khoang nước làm mát 6 Lỗ vòi phun 18
Hình 3.2. Nắp xylanh động cơ 4 kì 3.1.2.Thân máy: 3.1.2.1.Vị trí, công dụng: Nằm phía trên bệ máy, dưới nắp xylanh. Lắp các chi tiết, bộ phận của các hệ thống phục vụ động cơ. Lắp bàn trượt (đối với động cơ có bàn trượt). Là nơi bố trí các cửa xả, cửa nạp, bầu góp khí quét đối với động cơ 2 kì. Tạo thành hộp trục và giữ kín dầu trong cácte. 3.1.2.2.Điều kiện công tác: Chịu ăn mòn do nước làm mát. Chịu lực kéo của các gujông, chịu nén do trọng lượng của các chi tiết lắp trên nó. Chịu ứng suất nhiệt. 19
3.1.2.3.Đặc điểm kết cấu : Thân máy có nhiều loại, thường được đúc làm 2 phần: phần thân xylanh và phần thân máy, sau đó được ghép với nhau bằng các gu jông; hoặc đúc liền thành một khối rồi bắt với bệ máy bằng bulông. Hình giới thiệu một loại thân máy đúc liền khối, bao gồm: Hình 3.3 .Thân máy Hai cầu dọc 1 để lắp bu lông cố định thân máy với bệ máy. Các lỗ 2 để lắp lót xylanh. Các gu jông 3 để cố định thân máy với nắp xylanh. 3.1.3.Lót xylanh (sơ mi xylanh): 3.1.3.1.Vị trí, công dụng: Nằm trong thân máy (blôc). Cùng với piston, nắp xylanh tạo thành thể tích làm việc của động cơ. Làm bàn trượt cho piston. Bố trí các cửa khí trong động cơ hai kì. 3.1.3.2.Điều kiện công tác: Chịu ma sát trong điều kiện bôi trơn khó khăn. 20