Chương I nguyên lý động cơ

MỞ ĐẦU

- Học phần Nguyên lý và cấu tạo động cơ ôtô nhằm giới thiệu cho học
viên hiểu và nắm chắc được các nội dung về khái niệm và phân loại động cơ đốt
trong, nguyên lý làm việc của động cơ, nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ,
quá trình làm việc thực tế của động cơ, những thơng số cơ bản đặc trưng cho
chu trình cơng tác của ĐCĐT, đặc tính của động cơ đốt trong và động cơ ô tô
- Bài: Nguyên lý động cơ đốt trong và động cơ ôtô nằm trong chương I
học phần Nguyên lý và cấu tạo động cơ
- Nội dung gồm:
+ Khái niệm và phân loại động cơ đốt trong
+ Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong
+ Nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ
+ Quá trình làm việc thực tế của động cơ đốt trong
+ Những thông số cơ bản đặc trưng cho chu trình cơng tác của ĐCĐT
+ Đặc tính của động cơ đốt trong
+ Động cơ ô tô
- Trọng tâm của bài: Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong
- Thời gian giảng dạy: 16 tiết.
NỘI DUNG
I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1. KHÁI NIỆM

- Động cơ nhiệt là một loại máy biến đổi nhiệt năng của nhiên liệu thành cơ
năng. Sự làm việc của nó có thể phân thành hai quá trình cơ bản như sau:
+ Đốt cháy nhiên liệu để biến hoá năng của nhiên liệu thành nhiệt năng.
+ Biến đổi một phần nhiệt năng thành cơ năng.
Trên cơ sở đó có thể phân loại động cơ nhiệt thành hai loại chính: động cơ
đốt ngồi và động cơ đốt trong.
+ Q trình đốt cháy nhiên liệu xẩy ra ở ngồi động cơ thì được gọi là động
cơ đốt ngồi. Loại này có: Động cơ hơi nước kiểu piston và tuốc bin hơi nước.

+ Quá trình đốt cháy nhiên liệu xẩy ra bên trong đơng cơ thì được gọi là
động cơ đốt trong loại này có động cơ đốt trong kiểu piston, động cơ tua bin khí
và động cơ phản lực.
2. PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Nguyên tắc chung để phân loại động cơ là dựa vào đặc điểm, tính chất, hoạt
động của động cơ và các tác nhân liên quan khác để phân loại:
2.1. Theo cách thực hiện chu trình cơng tác
- Động cơ bốn kỳ: Chu trình cơng tác của động cơ được hồn thành trong
bốn hành trình piston hay trong hai vòng quay của trục khuỷu.
- Động cơ hai kỳ: Chu trình cơng tác của động cơ được hồn thành trong
hai hành trình piston hay trong một vịng quay của trục khuỷu.
2.2. Theo nhiên liệu dùng cho động cơ
- Động cơ dùng nhiên liệu lỏng (loại nhẹ) như: xăng, cồn, dầu thực vật....
1


- Động cơ dùng nhiên liệu lỏng (loại nặng) như: dầu diezen.
- Động cơ dùng nhiên liệu thể khí (khí ga,khí hyđrơ...).
- Động cơ dùng được nhiều loại nhiên liệu gọi là động cơ đa nhiên liệu,
thường chỉ dùng nhiên liệu lỏng nhẹ và lỏng nặng.
2.3. Theo phương pháp hình thành khí hỗn hợp
- Động cơ hình thành khí hỗn hợp bên ngồi (động cơ xăng, động cơ khí
ga).
- Động cơ hình thành khí hỗn hợp bên trong do phun nhiên liệu vào xi lanh
(Động cơ Diezen hay động cơ phun xăng trực tiếp).
2.4. Theo phương pháp đốt cháy khí hỗn hợp
- Động cơ đốt cháy cưỡng bức bằng tia lửa điện (động cơ xăng, động cơ khí ga).
- Động cơ tự cháy (Động cơ Diezen).
2.5. Theo phương pháp nạp của chu trình cơng tác

- Động cơ khơng tăng áp: việc nạp khí hỗn hợp là do chênh lệch áp suất
giữa khí trời và trong xi lanh động cơ.
- Động cơ tăng áp : khí nạp mới được thiết bị nén khí làm áp suất tăng lớn
hơn áp suất khí trời trước khi vào xi lanh động cơ.
2.6. Theo cấu tạo động cơ
- Theo số xi lanh động cơ: Động cơ một xi lanh, động cơ nhiều xi lanh.
- Theo cách bố trí xi lanh: Động cơ xi lanh đặt thẳng đứng, nằm ngang,
động cơ chữ V, động cơ hình sao v v...
2.7. Theo đặc điểm tốc độ của động cơ
- Động cơ tốc độ thấp: Vận tốc trung bình của piston nhỏ hơn 6,5 m/s.
- Động cơ tốc độ trung bình: Vận tốc trung bình của piston từ 6,5 m/s đến 9
m/s.
- Động cơ tốc độ cao : Vận tốc trung bình của piston lớn hơn 9 m/s.
2.8. Theo công dụng của động cơ
- Động cơ tĩnh tại, động cơ tàu thủy, động cơ tàu hỏa, động cơ ôtô, máy
kéo, động cơ máy bay, v v...
II. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1. NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN CỦA ĐCĐT
1. Đáy dầu;
2. Khuỷu trục;
3. Hộp trục khuỷu;
4. Thanh truyền;
5. Xi lanh;
6.Piston;
7. Nắp xi lanh ;
8. Cửa nạp;
9. Xu páp nạp;
10. Nến điện (hoặc vòi phun);
11. Xu páp xả; 12. Cửa xả .

9
8
7
6
5
4
3
2
1

1
0

1
1

1
2
đct
đcd

2


Dựa vào sơ đồ động chúng ta đưa ra một số khái niệm và định nghĩa cơ
bản để làm cơ sở để xét nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong.
1.1. Chu trình cơng tác
Tập hợp các q trình (nạp, nén, cháy giãn nở và thải) có tính chu kỳ tạo
nên chu trình cơng tác của động cơ đốt trong.
1.2. Kỳ

Là một phần của chu trình cơng tác xảy ra trong thời gian của một hành
trình píttơng.
1.3. Điểm chết
Là điểm mà tại đó piston có vận tốc bằng 0, có hai điểm chết.
- Điểm chết trên của piston là điểm chết mà piston cách xa đường tâm trục
khuỷu nhất.
- Điểm chết dưới của piston là điểm chết mà piston ở cách gần đường tâm
trục khuỷu nhất.
1.4. Hành trình của piston (S)
Là khoảng dịch chuyển của piston từ điểm chết này đến điểm chết kia.
1.5. Thể tích buồng cháy (Vc)
Là thể tích phần khơng gian giới hạn bởi: Mặt trong của xi lanh, mặt dưới
của nắp xi lanh, mặt trên của piston, khi piston ở điểm chết trên.
1.6. Thể tích cơng tác của xi lanh (Vh)
Là thể tích giới hạn bởi mặt trong của xi lanh và hai mặt phẳng vng góc
với đường tâm xi lanh đi qua hai điểm chết.
D 2
Vh =
(m3)
S
4
Trong đó: D - Đường kính xi lanh (m), S - Hành trình piston (m).
1.7. Thể tích tồn phần của xi lanh (Va)
Là thể tích phần khơng gian giới hạn bởi: Mặt trong của xi lanh, mặt dưới
của nắp xi lanh, mặt trên của piston, khi piston ở điểm chết dưới.
1.8. Tỷ số nén của động cơ ()
Là đại lượng được xác định bằng tỷ số giữa thể tích tồn phần và thể tích
buồng cháy của động cơ:



Va Vc  Vh
V

1  h
Vc
Vc
Vc

1.9. Môi chất công tác
Môi chất cơng tác dùng để thực hiện chu trình cơng tác thực tế của động
cơ. Môi chất công tác gồm: Chất ôxy, nhiên liệu và sản vật cháy. Chất ôxy
thường là khơng khí.
Ở q trình nạp, tuỳ thuộc vào loại động cơ mà khơng khí hoặc hỗn hợp
giữa khơng khí với hơi nhiên liệu đi vào xi lanh và ở đó cho tới lúc bắt đầu nén,
gọi là khí nạp mới.
3


Ở q trình nén, hỗn hợp giữa khí nạp mới với khí sót gọi là khí hỗn hợp
cơng tác.
Ở q trình giãn nở và thải, mơi chất cơng tác được gọi là sản vật cháy của
nhiên liệu.
Lượng sản vật cháy còn lại trong xi lanh chưa được đẩy hết ra ngồi sau
q trình thải gọi là khí sót.
1.10. Hệ số dư lượng khơng khí ()
Hệ số dư lượng khơng khí dùng để đánh giá tỷ lệ giữa nhiên liệu và khơng
khí trong hỗn hợp. Nó là tỷ số giữa lượng khơng khí thực tế được nạp vào xi
lanh, để đốt cháy 1 Kg nhiên liệu và lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt
cháy hoàn toàn 1 Kg nhiên liệu.



L
G
 K
LO Gnl LO

Trong đó:
L : Lượng khơng khí thực tế nạp vào động cơ để đốt cháy 1 Kg nhiên liệu
nạp vào động cơ.
L0 : Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 Kg nhiên
liệu (Được xác định dựa vào tỷ lệ ô xy có trong khơng khí và phương trình phản
ứng giữa ơ xy và nhiên liệu).
GK -Lưu lượng khơng khí thực tế nạp vào động cơ.
Gnl- Lưu lượng nhiên liệu đưa vào động cơ.
2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ BỐN KỲ

2.1. Sơ đồ
Chu trình cơng tác của động cơ bốn kỳ được thực hiện trong bốn hành trình
của píttơng (ứng với hai vòng quay của trục khuỷu). Sơ đồ nguyên lý làm việc
của động cơ bốn kỳ.
2.2. Nguyên lý làm việc
2.2.1. Hành trình thứ nhất
Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Thể tích trong xi lanh tăng, áp suất giảm. Xu
páp nạp mở xu páp thải đóng, mơi chất qua cửa nạp nạp vào xi lanh của động
cơ.
2.2.2. Hành trình thứ hai
Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Các xu páp nạp và thải đều được đóng kín. Thể
tích trong xi lanh giảm dần, môi chất trong xi lanh bị nén, nhiệt độ và áp suất

tăng dần. Khi piston gần đến ĐCT, nến điện bật tia lửa (động cơ xăng) hoặc vòi
phun phun nhiên liệu (động cơ Diezen) bắt đầu thực hiện q trình cháy.
2.2.3. Hành trình thứ ba
Píttơng đi từ ĐCT xuống ĐCD. Hành trình này gồm hai q trình đó là quá
trình cháy và quá trình giãn nở. Khi piston đến ĐCT ở cuối hành trình nén, quá
trình cháy đã được tiến hành, nhiệt độ và áp suất trong xi lanh tăng cao, tạo áp
lực lớn, piston được đẩy đi xuống thực hiện q trình giãn nở sinh cơng.
4


2.2.4. Hành trình thứ tư
Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Thể tích trong xi lanh giảm dần, xu páp nạp
đóng, xu páp thải mở. Môi chất công tác (sản vật cháy) được đẩy ra ngoài qua
cửa thải. Khi piston lên đến ĐCT thì kết thúc chu trình, chuẩn bị cho hành trình
thứ nhất của chu trình tiếp theo.
3. SO SÁNH ĐỘNG CƠ XĂNG VÀ ĐỘNG CƠ DIEZEN.

Trong chu trình cơng tác, động cơ xăng và động cơ Diezen có các điểm
khác nhau cơ bản như sau:
- Động cơ xăng hỗn hợp cơng tác được tạo thành ở bên ngồi xi lanh nhờ bộ
chế hồ khí hoặc nhờ thiết bị phun xăng vào đường ống nạp. Động cơ Diezen
hỗn hợp công tác được tạo ra ngay trong xi lanh nhờ thiết bị bơm cao áp và vòi
phun.
- Động cơ xăng, hỗn hợp được đốt cháy cưỡng bức bằng tia lửa điện, còn ở
động cơ Diezen, nhiên liệu phun vào tự bốc cháy nhờ nhiệt độ và áp suất cao ở
cuối kỳ nén.
III. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ HAI KỲ
1. SƠ ĐỒ

Động cơ hai kỳ là động cơ có chu trình cơng tác được thực hiện trong hai

hành trình của piston (ứng với một vòng quay trục khuỷu). Tùy theo phương
pháp nạp mà động cơ hai kỳ được chia thành hai loại: Động cơ hai kỳ quét vòng
và động cơ hai kỳ quét thẳng. Động cơ hai kỳ quét vòng dùng ở động cơ xăng cỡ
nhỏ 1 xi lanh có cửa nạp và thải đều đặt ở thân xi lanh, được đóng mở bằng
piston, lợi dụng buồng trục khuỷu làm buồng tăng áp. Động cơ hai kỳ quét thẳng
thường dùng cho động cơ Diezen, cửa nạp đặt trên thân xi lanh đóng mở bằng
piston, cửa thải đặt trên nắp xi lanh đóng mở bằng xu páp và phải có thêm thiết
bị tăng áp riêng. Nguyên lý làm việc của hai loại tương tự như nhau:
1

7
2

2

e
n

d
3
4
5
6

(a)
a. Động cơ 2 kỳ quét vòng

(
(3K
KW

4
)
(W
)K5
(
6
W
K
(
)W
(
)K
K
W
)W
)

e
8

(b)

(n
((K
K
KW
W
9)
d )W
)

( (
K K
W W
) )

b. Động cơ 2 kỳ quét thẳng

1. Nến điện; 2. Xi lanh; 3.Piston; 4. Thanh truyền; 5. Trục khuỷu; 6. Buồng trục khuỷu;

5


7. Vòi phun; 8. Xu páp thải; 9.Máy nén tăng áp; e. Cửa xả; d. Cửa quét; n. Cửa nạp.

2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

2.1. Hành trình thứ nhất
Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Khi piston ở ĐCT quá trình cháy đã xẩy ra,
nhiệt độ và áp suất trong xi lanh đã tăng cao đẩy piston đi xuống sinh công,
đồng thời khi piston đi xuống, nó nén hỗn hợp trong buồng trục khuỷu. Áp suất
trong xi lanh tăng đến giá trị cực đại tại điểm z trên đồ thị. Sau đó piston càng đi
xuống, áp suất càng giảm. Khi mép trên của piston mở của thải e, áp suất trong
xi lanh vẫn lớn hơn áp suất khí trời nên khí thải thốt tự do ra ngồi qua cửa
thải, áp suất trong xi lanh giảm nhanh. Piston tiếp tục đi xuống, khi nó mở cửa
quét d, hỗn hợp có áp suất cao hơn áp suất khí trời từ buồng trục qua cửa d vào
xi lanh. Giai đoạn này có cả nạp và thải đồng thời nên gọi là giai đoạn quét khí.
Khi piston đến ĐCD, q trình qt khí vẫn tiếp tục.
Như vậy ở hành trình này thực hiện các quá trình: Cháy, giãn nở, thải tự do,
qt khí.
2.2. Hành trình thứ hai

Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Lúc đầu quá trình qt khí vẫn tiếp tục. Khi
mép trên của piston đóng kín cửa qt (d) thì q trình qt khí chấm dứt (đoạn
0-d’ trên đồ thị), nhưng quá trình thải vẫn được thực hiện. Do có cả khí nạp mới
bị lọt ra ngồi nên giai đoạn này cịn gọi là giai đoạn lọt khí nạp mới (đoạn d’-a).
Khi piston đóng kín cửa thải (e), quá trình thải kết thúc, quá trình nén bắt đầu
(điểm a). Piston càng đi lên, nhiệt độ và áp suất trong xi lanh càng tăng, đồng
thời thể tích buồng trục khuỷu tăng, áp suất giảm. Khi mép dưới của piston mở
cửa nạp (n) hỗn hợp qua cửa nạp nạp vào buồng trục. Lúc piston gần đến ĐCT
(điểm c), nến điện bật tia lửa đốt cháy hỗn hợp cơng tác. Khi piston đến gần
ĐCT q trình cháy bắt đầu để sau đó tiếp tục thực hiện hành trình thứ nhất của
chu trình tiếp theo.
Như vậy ở hành trình thứ hai thực hiện các q trình: qt khí, thải, nén và
bắt đầu quá trình cháy.
3. SO SÁNH ĐỘNG CƠ BỐN KỲ VỚI ĐỘNG CƠ HAI KỲ

3.1. Công suất
Nếu cùng các thơng số: Đường kính xi lanh (D), hành trình piston (S), vận
tốc góc (n), số xi lanh (i) thì công suất của động cơ hai kỳ gấp hai lần của động
cơ bốn kỳ. Nhưng thực tế, công suất của động cơ hai kỳ chỉ lớn hơn động cơ bốn
kỳ từ 1,6 đến 1,8 lần, vì các lý do sau:
- Quá trình nạp và thải của động cơ bốn kỳ hoàn hảo hơn động cơ hai kỳ do
thời gian thực hiện các q trình đó dài hơn. Mặt khác ở động cơ bốn kỳ dễ chọn
góc phối khí tốt nhất, nên hệ số nạp cũng cao hơn.
- Góc quay của trục khuỷu ứng với q trình giãn nở sinh cơng của động cơ
bốn kỳ lớn hơn (động cơ bốn kỳ khoảng 140 0 còn động cơ hai kỳ chỉ từ 100 0 đến
1200).
- Động cơ hai kỳ phải tốn một phần cơng suất dẫn động máy nén khí để
thực hiện quét khí.
6

- Khi muốn tăng công suất của động cơ bằng cách tăng áp thì động cơ bốn
kỳ thực hiện dễ dàng hơn, vì ứng suất nhiệt của nó nhỏ hơn của động cơ hai kỳ.
3.2. Hiệu suất
Hiệu suất của động cơ xăng hai kỳ nhỏ hơn của động cơ bốn kỳ. Riêng với
động cơ Diezen hai kỳ có hiệu suất gần bằng động cơ Diezen bốn kỳ.
3.3. Cấu tạo
Động cơ xăng hai kỳ có cấu tạo đơn giản hơn động cơ bốn kỳ vì khơng có
các xu páp và cơ cấu dẫn động xu páp.
IV. QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC THỰC TẾ CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1. KHÁI NIỆM VỀ CHU TRÌNH LÝ TƯỞNG, CHU TRÌNH THỰC TẾ

Trong tính tốn nhiệt của động cơ, để đơn giản cho q trình tính tốn,
người ta dựa vào chu trình lý tưởng sau đó dùng các hệ số hiệu chỉnh bằng thực
nghiệm.
1.1. Chu trình lý tưởng
- Mơi chất cơng tác trong chu trình lý tưởng có tỷ nhiệt và số lượng khơng
thay đổi (nghĩa là khơng có q trình nạp, thải mơi chất cơng tác).
- Cấp nhiệt cho chu trình là từ nguồn nhiệt bên ngồi. Như vậy khơng có
q trình cháy và tỏa nhiệt của nhiên liệu. Thành phần môi chất của chu trình
khơng đổi.
- Các q trình nén và giãn nở là các q trình đoạn nhiệt, khơng có tổn
thất nhiệt do lọt khí.
- Với những đặc điểm nêu trên: Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong là
chu trình kín, thuận nghịch và duy nhất chỉ có tổn thất nhiệt cho nguồn lạnh theo
định luật nhiệt động II.
1.2. Chu trình thực tế
Chu trình thực tế của động cơ đốt trong là chu trình hở, khơng thuận
nghịch. Ngồi thải nhiệt cho nguồn lạnh cịn có tổn thất do trao đổi nhiệt với
mơi trường, do đó nó có các đặc điểm:

- Mơi chất cơng tác là khí thực, có tỷ nhiệt thay đổi theo áp suất và nhiệt
độ. Trong chu trình có sự thay đổi môi chất công tác qua việc nạp, thải.
- Thực hiện việc cấp nhiệt bằng cách đốt cháy nhiên liệu trong xi lanh do
đó làm thay đổi tính chất lý, hóa của mơi chất cơng tác.
- Có trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh nên các quá trình nén và
giãn nở khơng phải là đoạn nhiệt.
- Vì có thêm tổn thất nhiệt cho mơi trường nên hiệu suất nhiệt của chu trình
thực tế nhỏ hơn của chu trình lý tưởng.
2. Q TRÌNH NẠP

Để thực hiện chu trình công tác của động cơ, cần phải thải hết sản vật cháy
của chu trình trước và nạp vào xi lanh khí nạp mới. Cả hai q trình nạp thải có
liên quan mật thiết với nhau, vì vậy khi phân tích q trình nạp cần xét đến cả
những thơng số đặc trưng cho quá trình thải.

7


2.1. Q trình nạp của động cơ bốn kỳ khơng tăng áp
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất (p) và thể tích (V) trong xi lanh
của quá trình nạp.
p
r

pK
pa

b

d1

d2
a

ro
0

Pk

Vc

Va

V

a
Đồ thị biểu diễn quá trình nạp của động cơ bốn kì khơng tăng áp
a. Đồ thị cơng p -V; b. Đồ thị trịn pha phối khí.
Q trình nạp được bắt đầu từ cuối hành trình thải, khi piston gần đến ĐCT
(điểm d1) xu páp nạp bắt đầu mở. Áp suất trong xi lanh lúc đó (pđ1) lớn hơn áp
suất trước xu páp nạp (pK) nên khí nạp chưa vào được xi lanh. Tuy vậy khí thải
cũng khơng lên đường nạp (nếu góc mở sớm khơng lớn q) vì: Xu páp nạp mở
cịn nhỏ và khí thải đang đi ra cửa thải với qn tính lớn. Góc quay được của
trục khuỷu ứng với đoạn (d1 - r) trên đồ thị gọi là góc mở sớm xu páp nạp.
Việc mở sớm xu páp nạp nhằm làm giảm va đập cho xu páp mà vẫn tăng
được tiết diện lưu thông tại cửa nạp ở thời điểm cần thiết. Lúc piston đến ĐCT
(điểm r), áp suất khí sót trong xi lanh (pr) vẫn lớn hơn áp suất trước xu páp nạp
(pK). Khi piston đi xuống, áp suất trong xi lanh giảm dần, nhưng phải sau (r o) khi
nó nhỏ hơn áp suất (pK) thì khí nạp mới vào được xi lanh. Piston đến ĐCD (điểm
a), áp suất trong xi lanh (pa) nhỏ hơn áp suất trước xu páp nạp một lượng là PK

do có tổn thất tại cửa nạp. Chỉ sau khi piston đã qua ĐCD (điểm d 2) xu páp mới
đóng kín. Góc quay được của trục khuỷu ứng với đoạn (a - d 2) gọi là góc đóng
muộn của xu páp nạp. Đóng muộn xu páp nạp ngồi việc làm giảm va đập cho
xu páp mà vẫn tăng được tiết diện lưu thơng, cịn lợi dụng độ chênh áp (pK > pa)
để nạp tiếp và lợi dụng quán tính của dịng khí nạp đang đi vào để nạp thêm. Khi
xu páp nạp đã đóng kín (điểm d2) được coi là kết thúc q trình nạp.
Nếu tính theo góc quay của trục khuỷu :
n = 1 + 1800 + 2
Với: n - Góc quay ứng với q trình nạp
1 - Góc mở sớm xu páp nạp
2 - Góc đóng muộn xu páp nạp
Thơng thường trị số các góc phối khí của một loại động cơ cụ thể được xác
định bằng thực nghiệm:
8


2..2. Quá trình nạp của động cơ bốn kỳ tăng áp
Đồ thị P-V biểu diễn quá trình nạp của động cơ bốn kỳ tăng áp
p

d2

pk

Δ pk

a

r

pr
pth
po
0

b

d1

Δl

V

Va

Vc

Đồ thị P-V biểu diễn quá trình nạp của động cơ bốn kỳ tăng áp
Do có thiết bị tăng áp nên áp suất trước xu páp nạp (pK) lớn hơn áp suất khí
trời (po) và thường lớn hơn áp suất khí sót (pr). Vì vậy ngay sau khi xu páp nạp
mở (điểm d1), khí nạp đã vào xi lanh để thực hiện quét buồng cháy. Q trình
qt khí chấm dứt khi xu páp thải đóng kín (điểm r). Đến cuối hành trình nạp
(điểm a). áp suất trong xi lanh (pa) vẫn nhỏ hơn áp suất Pk một lượng là pK. Để
lợi dụng độ chênh áp vẫn cịn và lợi dụng qn tính của dịng khí nạp để nạp
thêm, xu páp nạp được bố trí đóng muộn sau ĐCD (điểm d2).
2.3. Quá trình nạp của động cơ hai kỳ
Quá trình nạp của động cơ hai kỳ đồng thời là q trình qt khí thải khỏi
xi lanh. Sự thay đổi khí này được thực hiện từ cuối hành trình giãn nở đến đầu
hành trình nén.
p

b
Δpk

p

k

a

p

a

d
d/

pth

0

p

o

0

Vc

Va

V

Phần đồ thị cơng của q trình thải và qt khí trong động cơ hai kỳ
9


Gần cuối hành trình giãn nở (điểm b) cửa thải bắt đầu mở, sản vật cháy
được thải tự do ra đường ống thải, áp suất trong xi lanh giảm nhanh. Khi piston
mở cửa quét (điểm d ) áp suất trong xi lanh (pd) đã nhỏ hơn áp suất ở cửa qt
(pK,),khí nạp vào xi lanh để thực hiện q trình quét khí (đoạn d- 0 trên đồ thị).
Khi piston đến ĐCD (điểm 0), áp suất trong xi lanh đã giảm nhưng vẫn lớn hơn
áp suất trong ống thải (pth). Trong q trình qt khí, khí nạp mới vào xi lanh
đồng thời vơí việc thải sản vật cháy có lẫn cả khí nạp mới ra ngồi. Khi cửa qt
được đóng kín q trình qt khí kết thúc nhưng q trình thải vẫn tiếp tục. Khi
cửa thải đóng hồn tồn (điểm a), quá trình nén bắt đầu. Áp suất trong xi lanh
lúc đó (pa) vẫn lớn hơn áp suất khí thải pr.
2.4. Những thơng số cơ bản của q trình nạp
- Áp suất cuối quá trình nạp (pa)
Trị số của pa phụ thuộc vào pK và pK (tổn thất áp suất tại cửa nạp).
Khi tính tốn nhiệt, áp suất pa thường được xác định bằng số liệu thực
nghiệm. Với động cơ 4 kỳ không tăng áp: pa = (0,8  0,9) pK . Động cơ 4 kỳ có
tăng áp:
pa = (0,9  0,96) pK.
- Hệ số khí sót (r)
Ở cuối q trình thải, sản vật cháy thường không được đẩy hết ra ngồi mà
vẫn cịn một lượng nào đó nằm lại trong xi lanh goị là khí sót. Do có khí sót mà
làm giảm lượng khí nạp. Số lượng khí sót đó được xác định bằng một trị số
tương đối gọi là hệ số khí sót (r). Nó là tỷ số giữa số mol khí sót (M r) với số
mol khí nạp mới (M1).  r  M r

M1
Trị số của r đối với động cơ bốn kỳ không tăng áp:
+ Động cơ xăng khi toàn tải r = (0,08  0,25)
+ Động cơ Diezen r = (0,08  0,25)
Với động cơ hai kỳ số lượng khí sót phụ thuộc vào chất lượng của q trình
qt khí. r có thể thay đổi trong phạm vi rộng, tuỳ thuộc kiểu động cơ khác
nhau.
Quét vòng: r = (0,08  0,25)
Quét thẳng: r = (0,06  0,15)
Quét khí bằng hộp trục khuỷu: r = (0,25  0,40)
- Nhiệt độ cuối q trình nạp (Ta)
Khí nạp mới vào xi lanh, nó được sấy nóng bởi nhiệt truyền từ vách xi
lanh và được trộn với khí sót có nhiệt độ cao hơn, làm cho nhiệt độ của khí nạp
cuối q trình nạp (Ta) cao hơn nhiệt độ khi ở trước cửa nạp và thấp hơn nhiệt
độ của khí sót: TK < Ta < Tr
Dựa trên cơ sở cân bằng nhiệt lượng của khí nạp mới và khí sót, trước và
sau khi chúng trộn lẫn với nhau và giả thiết rằng q trình trộn đó tiến hành ở áp
suất khơng đổi. Người ta tính được:
10


Ta 

TK  T   t . r . Tr (0K)
1r

(1.9)
Trong đó:
TK - Nhiệt độ khí nạp trước xu páp nạp
Tr - Nhiệt độ khí sót

r - Hệ số khí sót
T - Độ sấy nóng khí nạp mới
t - Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt (hiệu đính tỷ nhiệt mol đẳng áp của khí
sót so với khí nạp mới)
Động cơ bốn kỳ không tăng áp: Ta = (310  350)0K
Động cơ bốn kỳ tăng áp và động cơ hai kỳ: Ta = (320  400)0K
2.5. Hệ số nạp và những yếu tố ảnh hưởng.
- Hệ số nạp (V)
Để đánh giá mức độ hồn thiện của q trình nạp người ta dùng hệ số nạp.
Hệ số nạp là tỷ số giữa lượng khí nạp mới (M 1) có trong xi lanh ở đầu quá
trình nén thực tế (mol hoặc Kg).Với lượng khí nạp mới có thể nạp đầy vào thể
tích công tác (Vh) của xi lanh ở điều kiện áp suất và nhiệt độ trước cửa nạp (P K,
TK), được gọi là lượng nạp lý thuyết (Mh).

v 

M1
G
V
 K  K
M h  K .Vh Vh

Trong đó:
VK - Thể tích mà khí sót mới chiếm chỗ quy dẫn về điều kiện áp
suất và nhiệt độ trước xu páp nạp.
K - Khối lượng riêng của khí nạp mới ở điều kiện áp suất và nhiệt
độ trước xu páp nạp.
- Những yếu tố ảnh hưởng đến hệ số nạp
+ Tỷ số nén ()
+ Áp suất cuối quá trình nạp (pa)

+ Áp suất và nhiệt độ trước xu páp nạp (pK, TK)
+ Áp suất và nhiệt độ khí sót (pr, Tr)
+ Độ sấy nóng khí nạp mới (T)
+ Ảnh hưởng của phụ tải động cơ (Mq)
+ Ảnh hưởng của góc phối khí.
3. Q TRÌNH NÉN

11


Mơi chất trong q trình nén ở động cơ xăng là hỗn hợp, động cơ Diezen là
khơng khí. Diễn biến quá trình nén trong cả hai loại động cơ này tương tự như
nhau.
3.1. Diễn biến của quá trình nén
Quá trình nén trong chu trình thực tế ln có sự trao đổi nhiệt giữa môi
chất công tác với vách xi lanh, giữa môi chất với bộ phận nhiên liệu đã bốc hơi
và chưa bốc hơi...làm cho diễn biến của quá trình nén rất phức tạp. Đồ thị p-V
biểu diễn quá trình nén.
Ở hành trình nén, piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Lúc bắt đầu hành trình (điểm
a), nhiệt độ khí nạp (Ta) thấp hơn nhiệt độ trung bình của các chi tiết nhóm
piston- xi lanh nên giai đoạn đầu của quá trình nén diễn ra trong điều kiện mơi
chất được cấp nhiệt. Đường cong nén thực tế (a-2) dốc hơn so với đường cong
nếu nén đoạn nhiệt (a-1) chỉ số nén đa biến (n 1') lớn hơn chỉ số nén đoạn nhiệt
(k1).
Khi piston tiếp tục đi lên, nhiệt độ của môi chất công tác tăng dần làm cho
hiệu số nhiệt độ giữa nó và vách xi lanh giảm dần, sự trao đổi nhiệt giảm. Chỉ số
nén đa biến (n1') cũng giảm.
Trong thời điểm nào đó, nhiệt độ của mơi chất bằng với nhiệt độ trung bình
của nhóm piston- xi lanh sẽ có những điểm đoạn nhiệt tức thời khi đó n 1' = k1
điểm (2)

Sau thời điểm đoạn nhiệt, nhiệt độ của mơi chất cao hơn nhiệt độ trung
bình của nhóm piston - xi lanh. Đường cong nén thực tế (đoạn 2-c) thoải hơn so
với đường cong nếu nén đoạn nhiệt (đoạn 2-3) và n 1' < k1. Càng về cuối quá
trình nén, chênh lệch nhiệt độ càng nhiều và n,1 càng giảm.
c 3
p

Đồ thị biểu diễn quá trình
nén của động cơ
Quá trình nén thực tế trong
động cơ là quá trình đa
biến, với chỉ số nén đa biến
(n1,) luôn thay đổi.

2

1

p
a

0

Vc

k1 ; n1'
k
1

0

n1'<
Vc k
1

a
n1'>
k1

V
+

V

a

V
a

V

Trong tính tốn q trình nén, nếu dùng chỉ số nén đa biến sẽ gặp rất nhiều
khó khăn. Để đơn giản người ta dùng chỉ số nén đa biến trung bình n 1 thay cho
n1.' Chỉ số n1 phải chọn sao cho: ở những thông số đã xác định tại đầu và cuối
q trình. Cơng thu được khi tính với n1 phải bằng cơng của q trình khi tính
theo chỉ số nén đa biến thực tế n1'.
12


Như vậy chỉ số nén n1 là chỉ số giả định có giá trị khơng đổi. Tuỳ loại động

cơ mà n1 biến động từ 1,32 đến 1,4.
3.2. Một số thông số chủ yếu của quá trình nén
- Nhiệt độ và áp suất cuối quá trình nén
+ Áp suất cuối quá trình nén (pC)
Từ phương trình trạng thái đa biến có:

V
p c  p a  a
 Vc





n1

 p a .

n1

(0K)

Giá trị của pc thường nằm trong giới hạn sau:
Động cơ xăng: pc= (0,7  2,0) MN/m2
Động cơ Diezen: pc= (3,5  5,5) MN/m2
+ Nhiệt độ cuối quá trình nén (Tc)
Từ các phương trình đặc tính sẽ có:

V
Tc Ta  a

 Vc





n1  1

0
Ta . n1  1 ( K)

Giá trị của Tc thường nằm trong giới hạn sau:
Động cơ xăng: Tc= (550  750) 0K
Động cơ Diezen: Tc= (700  900) 0K
- Chỉ số nén đa biến (n1)
Khi cùng các thơng số ở đầu q trình nén, nếu n 1 càng tăng thì giá trị của
các thơng số ở cuối quá trình càng lớn. Chỉ số nén đa biến phụ thuộc vào một
loạt các yếu tố như: Vận tốc góc trục khuỷu, phụ tải động cơ, kích thước xi lanh,
trạng thái nhiệt của động cơ v v... Sau đây xét ảnh hưởng của một số yếu tố đến
n1
+ Vận tốc góc của trục khuỷu (n)
Khi n tăng, số chu trình trong một đơn vị thời gian tăng làm tăng trạng thái
nhiệt của động cơ, nhưng thời gian tiếp xúc giữa môi chất với xi lanh lại giảm,
đồng thời giảm sự lọt khí. Q trình gần với q trình đoạn nhiệt, n 1 biến đổi tuỳ
theo loại động cơ:
Ở động cơ Diezen mơi chất trong q trình nén là hỗn hợp giữa khơng khí
và khí sót nên khi tăng vận tốc góc trục khuỷu sẽ làm n1 tăng.
Với động cơ xăng cịn có ảnh hưởng của việc thu nhiệt làm bay hơi các hạt
nhiên liệu. Nếu làm tăng vận tốc góc với các chế độ bướm ga mở nhỏ n 1 tăng
tương đối nhanh. Càng mở lớn bướm ga, n1 tăng càng chậm lại. Khi bướm ga

mở hoàn toàn, n1 hầu như không tăng nữa.
+ Phụ tải động cơ (Mq)
Khi Mq tăng, nhiệt độ trung bình của xi lanh tăng. Nhiệt lượng mà môi chất
truyền cho xi lanh giảm làm cho n 1 tăng, nhưng khi đó lọt khí cũng tăng nên n 1
tăng rất ít.
+ Kích thước xi lanh
13


Khi thể tích cơng tác (Vh) khơng đổi, nếu giảm tỷ số giữa hành trình piston
và đường kính xi lanh (tỷ số

S
) làm cho diện tích làm mát tương đối quy cho
D

một đơn vị thể tích mơi chất cơng tác sẽ giảm. Làm giảm trao đổi nhiệt, n 1 sẽ
tăng.
+ Tình trạng kỹ thuật
Khi nhóm piston xi lanh bị mịn, hiện tượng lọt khí tăng làm n1 giảm.
Khi có kết muội than trong buồng cháy hay hệ thống làm mát động cơ
khơng tốt sẽ làm nhiệt độ trung bình của nhóm piston xi lanh tăng, n1 sẽ tăng.
- Tỷ số nén ()
Tỷ số nén là một trong những thông số quan trọng. Nó khơng chỉ ảnh
hưởng tới các thơng số ở cuối q trình nén mà cịn ảnh hưởng rất lớn đến các
chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của động cơ.
Khi tăng  làm cho công suất và hiệu suất của động cơ lúc đầu tăng nhanh,
sau đó tăng chậm dần. Nhưng đồng thời tổn thất cơ giới lại tăng nhanh dần. Nên
trong thực tế, việc tăng tỷ số nén chỉ có lợi trong một phạm vi nhất định ( = 11
 12). Giá trị của tỷ số nén được xác định căn cứ vào kiểu, loại động cơ.

Với động cơ xăng, giới hạn trên của tỷ số nén được xác định bởi hiện tượng
kích nổ. Hiện tượng kích nổ phần lớn phụ thuộc vào tính chất chống kích nổ của
nhiên liệu mà đặc trưng bằng trị số ốc tan. Khi muốn tăng  lên 1 đơn vị thì trị
số ốc tan phải tăng tương ứng từ 11 đến 12 đơn vị.
Với cùng một loại nhiên liệu,  còn phụ thuộc vào các yếu tố: Vận tốc góc
của động cơ, phương pháp hình thành khí hỗn hợp, vật liệu chế tạo piston và nắp
xi lanh, hình dạng buồng cháy, kích thước xi lanh v v... thông thường tỷ số nén
của động cơ xăng trong khoảng 5,5 đến 10
Ở động cơ Diezen, tỷ số nén được quyết định chủ yếu bởi phương pháp
hình thành khí hỗn hợp. Nó được chọn sao cho nhiệt độ của mơi chất ở cuối q
trình nén đủ để làm hỗn hợp nhiên liệu tự bốc cháy ngay cả khi khởi động động
cơ ở trạng thái khởi động lúc nguội. Để đảm bảo điều kiện đó thường  >13.
4. Q TRÌNH CHÁY

4.1. Khái niệm
Q trình cháy là q trình chuyển từ hố năng của nhiên liệu sang nhiệt
năng do kết quả của những phản ứng ơ xy hố nhiên liệu.
Một số thơng số đặc trưng cho q trình cháy là:
- Sự lan tràn màng lửa
Là sự di động của khu vực phản ứng. Có thể có những vận tốc khác nhau
phụ thuộc vào các yếu tố hoá học của nhiên liệu và các yếu tố vật lý của môi
chất.
- Tốc độ cháy
Là số lượng nhiên liệu tham gia phản ứng trong một đơn vị thời gian.
14


Do phản ứng hố học nên tính chất lý, hố của mơi chất cơng tác trước và
sau khi cháy có thay đổi.
4.2. Quá trình cháy trong động cơ xăng

4.2.1. Diễn biến của quá trình cháy bình thường
Trong động cơ xăng, hỗn hợp cơng tác được hình thành bên ngồi xi lanh
của động cơ, ngay khi trộn nhiên liệu với không khí đã xẩy ra q trình ơ xy hố
nhiên liệu nhưng chưa mạnh, hiện tượng này còn tiếp tục trong suất quá trình
nạp và nén. Đồ thị biểu diễn biến thiên áp suất P theo góc quay trục khuỷu 
trong quá trình cháy.
Cuối quá trình nén, khi piston cách ĐCT ứng với góc quay trục khuỷu một
góc S thì nến điện bật tia lửa. Q trình cháy bắt đầu. Góc S gọi là góc đánh
lửa sớm. Có thể chia quá trình cháy của động cơ xăng thành ba giai đoạn .
+ Giai đoạn (I): Hình thành những trung tâm cháy ban đầu (từ c, đến c)
Giai đoạn này rất ngắn bắt đầu từ lúc xuất hiện tia lửa ở nến điện (điểm c' ) đến
khi áp suất bắt đầu tăng rõ rệt so với khi nén không cháy (điểm c). Nó bao gồm
thời gian hình thành những trung tâm cháy ban đầu và thời gian màng lửa đã lan
tràn, nhưng lượng hỗn hợp tham gia cịn ít. Nhiệt lượng chưa đủ để phản ứng
tiến hành được nhanh nên chưa có sự tăng áp suất rõ ràng. Do vậy còn được
gọi là giai đoạn cháy trễ (cháy chậm). Thời gian là i ứng với góc quay của trục
khuỷu i.

i 

i
6n

(s)

Với n: Vận tốc góc của trục khuỷu tính bằng vịng/phút
Nếu hỗn hợp càng đều, nhiệt độ và áp suất cuối quá trình nén càng cao thì
i càng giảm.
p z
S

Đồ thị p- biểu diễn quá
trình cháy của động cơ
xăng

x
i
c, c


0
I

II

III

+ Giai đoạn (II): Cháy chính (từ điểm c đến điểm z)
Bắt đầu từ lúc có sự tăng áp suất rõ ràng (điểm c) đến khi đạt được áp suất
cực đại (điểm z). Trong giai đoạn này, quá trình phản ứng xẩy ra rất mãnh liệt,
trong điều kiện thể tích cháy thay đổi rất ít nên nhiệt độ và áp suất trong xi lanh
tăng lên rất nhanh. áp suất đạt được giá trị lớn nhất sau khi màng lửa hầu như đã
15


lan tràn hết thể tích buồng cháy (điểm z). Khi cháy bình thường, vận tốc lan tràn
màng lửa trong buồng cháy về mọi hướng từ 15 m/s đến 45 m/s.
Đặc trưng cho giai đoạn này là tốc độ tăng áp suất trung bình (W). Nó được
đánh giá bằng trị số tăng áp suất trên một độ góc quay của trục khuỷu.
P  PC
P

(MN/m2độ)
W 
 Z
  Z   C
Trong đó:
p = pZ - pC. Hiệu số giữa áp suất cực đại và áp suất lúc bắt đầu cháy.
 = Z - C Hiệu số giữa góc quay trục khuỷu khi ở điểm ứng với áp
suất cực đại và lúc bắt đầu cháy.
Với động cơ xăng có tỷ số nén  = (6  10) thì trị số tốt nhất: W = (0,1 
0,2) MN/m2độ. Nếu W nhỏ động cơ làm việc êm nhưng công suất và hiệu suất
đều giảm, nhưng nếu W lớn quá động cơ rung giật, tăng hao mòn của các chi tiết
trong cơ cấu khuỷu trục thanh truyền, làm giảm tuổi thọ của động cơ. Nếu điểm
có áp suất cực đại (điểm z) xuất hiện sau ĐCT khoảng từ 10 0 đến 15o góc quay
trục khuỷu thì động cơ làm việc êm và có tính năng động lực tốt.
+ Giai đoạn (III): Cháy rớt trên đường giãn nở (Từ điểm z đến điểm x).
Khi áp suất trong xi lanh đạt giá trị cực đại tại điểm z. ở giai đoạn này vẫn
còn một phần hỗn hợp chưa cháy hết và tiếp tục cháy nốt. Tuy tốc độ cháy đã
giảm nhưng việc cấp nhiệt cho môi chất vẫn tăng nên nhiệt độ trong xi lanh
tăng, đến khi nhiệt độ đạt giá trị cực đại (điểm x). Sự cháy ở giai đoạn này
không triệt để do trong hỗn hợp đã có nhiều sản vật cháy và thiếu ơ xy. Sự cháy
kéo dài trên đường giãn nở làm tăng sự truyền nhiệt cho thành xi lanh và tăng
nhiệt độ khí thải. Nếu giai đoạn này càng kéo dài thì hiệu suất của động cơ càng
giảm. Tuy nhiệt độ trong xi lanh tăng nhưng áp suất lại giảm vì thể tích tăng.
4.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình cháy
+ Tỷ số nén ()
Khi tăng , nhiệt độ và áp suất cuối quá trình nén tăng, tạo điều kiện tốt cho
các phản ứng oxy hoá của hỗn hợp, làm giảm giai đoạn chuẩn bị cháy và làm
tăng
tốc độ cháy. Tốc độ tăng áp suất trung bình và áp suất cháy cực đại đều tăng.
+ Hình dạng buồng cháy và vị trí của nến điện

Hình dạng của buồng cháy và vị trí của nến điện sẽ ảnh hưởng đến hình
dạng, diện tích bề mặt màng lửa nên ảnh hưởng đến tốc độ toả nhiệt.
Nếu buồng cháy càng gọn, nến điện càng đặt gần trung tâm buồng cháy thì
tốc độ cháy tăng, thời gian cháy giảm, giai đoạn cháy rớt cũng giảm. Nếu buồng
cháy tạo được xoáy lốc tốt cũng sẽ làm giảm thời gian cháy.
+ Góc đánh lửa sớm (S)
Vận tốc lan tràn màng lửa và tốc độ toả nhiệt đều có một giới hạn nhất định. Do
vậy để phần lớn nhiên liệu cháy ở gần ĐCT làm tăng hiệu suất của chu trình, cần
16


phải bật tia lửa điện sớm trước khi piston đến ĐCT một góc S theo góc quay
của trục khuỷu.
Trên đồ thị cho thấy đường (3) với S = 220 cho cơng của chu trình lớn
nhất. Các đường (2), (1) cho độ tăng áp trung bình (W) nhỏ dần, Cơng của chu
trình cũng nhỏ dần. Đường (4) có độ tăng áp trung bình lớn nhất nhưng lại có
phần cơng nằm trước ĐCT (cơng âm) lớn, nên cơng của chu trình cũng giảm.
Như vậy, ứng với mỗi chế độ làm việc của động cơ chỉ có một giá trị góc
đánh lửa sớm cho cơng của chu trình cao nhất. Nghĩa là động cơ có hiệu suất
cao nhất, gọi là góc đánh lửa sớm tốt nhất. Góc đánh lửa sớm tốt nhất phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như: Tỷ số nén, tính chất nhiên liệu, hệ số dư lượng khơng khí,
vận tốc góc trục khuỷu, phụ tải động cơ, chế độ nhiệt vv...việc tính tốn để góc
đánh lửa sớm tốt nhất cho từng chế độ làm việc cũng rất phức tạp, thường được
xác định bằng thực nghiệm.
+ Thành phần của khí hỗn hợp cơng tác
Hệ số dư lượng khơng khí () có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ cháy và
lượng nhiệt cấp cho chu trình. Khi  = 0,85  0,95 mức độ toả nhiệt mãnh liệt
nhất. Khi đó hệ số tăng áp suất trung bình cũng cao nhất, cơng suất có thể đạt
giá trị lớn nhất và góc đánh lửa sớm tốt nhất tương ứng lại ở giá trị nhỏ nhất.
Khi < 0,85 tốc độ lan truyền màng lửa giảm, công suất giảm, lượng nhiên liệu

không cháy hết tăng lên làm giảm hiệu suất của động cơ. Nếu  < 0,3 do thiếu
ơxy trầm trọng, hỗn hợp
có thể sẽ khơng cháy được. Khi > 0,95, tốc độ lan truyền màng lửa cũng giảm,
công suất giảm nhưng nhiên liệu cháy kiệt hơn (vì có đủ ơxy hơn) nên hiệu suất
cao hơn. Khi  = 1,05  1,1, nhiên liệu được cháy hoàn toàn, hiệu suất đạt cao
nhất. Nếu  càng tăng tốc độ lan truyền màng lửa càng giảm, thời gian cháy rớt
càng kéo dài. Nếu  >1,4, màng lửa có thể khơng lan tràn được.
+ Vận tốc góc trục khuỷu (n)
Khi tăng n sẽ làm vận động xoáy lốc trong buồng cháy tăng, nếu hệ số nạp
khơng đổi thì nhiệt độ và áp suất cuối quá trình nén cũng tăng, thời gian cháy
giảm. Nhưng sự giảm đó khơng tỷ lệ nghịch với việc tăng góc quay do tăng vận
tốc góc nên góc quay của trục khuỷu ứng với từng giai đoạn của q trình cháy
đều tăng. Nếu giữ ngun góc đánh lửa sớm, giai đoạn cháy rớt có thể kéo dài
đến cuối thời kỳ giãn nở. Vì vậy, để quá trình cháy được tốt, cần phải tăng góc
đánh lửa sớm.
4.2.3. Những hiện tượng cháy khơng bình thường
+ Cháy kích nổ
Khi q trình cháy đã bắt đầu, nếu có sự hình thành những trung tâm tự
cháy ở phần hỗn hợp công tác chưa bốc cháy, nó phá hoại giai đoạn hồn thành
q trình cháy gọi là cháy kích nổ.
Q trình cháy bình thường, vận tốc lan tràn màng lửa khoảng (15  45)
m/s. Các phản ứng ơ xy hố và toả nhiệt được xẩy ra ở màng lửa, cịn phía sau
màng lửa là hỗn hợp đã cháy (gọi là sản vật cháy). Sự di động của màng lửa làm
17


cho hỗn hợp phía trước màng lửa bị nén thêm. Nhiệt độ và áp suất của nó tăng
tạo điều kiện tốt cho sự lan tràn của màng lửa.
Khi nến điện đã bật tia lửa nếu vì một nguyên nhân nào đó, ở vị trí mà
màng lửa chưa lan tràn tới có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu

trong hỗn hợp, thì tại đó sẽ xuất hiện một trung tâm tự cháy. Trung tâm tự cháy
này phát triển rất nhanh làm cho hỗn hợp chưa cháy được bốc cháy với tốc độ
cực lớn. Kết quả là áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp tăng lên mãnh liệt, tạo ra
sóng áp suất lan truyền về mọi hướng, sóng này đập vào thành xy lanh tạo nên
tiếng gõ kim loại. Hiện tượng cháy như trên gọi là cháy kích nổ.
+ Cháy sớm.
Cháy sớm là sự bốc cháy của hỗn hợp không phải do tia lửa điện mà do sự
xuất hiện của trung tâm tự cháy trước thời điểm đánh lửa. Trung tâm tự cháy
được hình thành khi hỗn hợp tiếp xúc với những chi tiết quá nóng trong buồng
cháy như: Tán xu páp xả, cực của nến điện bị quá nóng, muội than nóng đỏ
v.v...Bản thân sự lan tràn màng lửa trong cháy sớm cũng tương tự như khi đốt
cháy bằng tia lửa điện nhưng sự cháy bắt đầu sớm hơn và phát triển với tốc độ
tương đối lớn. Thời điểm bốc cháy của nó cũng thay đổi nhiều trong các chu
trình tiếp theo và có xu hướng ngày càng sớm hơn.
Tác hại của cháy sớm: Cháy sớm làm giảm công suất và hiệu suất của động
cơ do tiêu hao cơng cho q trình nén tăng và làm tăng rất mạnh sự truyền nhiệt
của hỗn hợp cho vách xi lanh.
Cháy sớm thường phát triển không giống nhau ở từng xi lanh trong động
cơ nhiều xi lanh và khó nhận biết. Động cơ làm việc không ổn định. Nếu động
cơ làm việc lâu trong tình trạng cháy sớm, có thể làm hỏng piston, gãy trục
khuỷu hoặc gây ra nhiều sự cố khác.
Trong một số trường hợp có sự tác dụng tương hỗ giữa cháy kích nổ và
cháy sớm. Lúc đầu là các chu trình cháy kích nổ, sau đó chuyển
p
Z
thành các chu trình cháy sớm. Các chu trình cháy sớm lại tạo
điều kiện thuận lợi cho cháy kích nổ.

4.3. Quá trình cháy trong động cơ Diezen
S

Quá trình cháy trong động cơ Diezen là q trình cháy của
hỗn hợp khí khơng đồng nhất, vì thời gian hình thành khí hỗn
c i
hợp và chuẩn bị cho bốc cháy rất ngắn khoảng (0,04  0,001)
f
giây. Nhiên liệu được phun vào xi lanh trong mơi trường khơng
c,
0
0
c'
khí nén có nhiệt độ khoảng từ 1000 C đến 1300 C và áp suất (3 ,’
’
0
 4) MN/m2. Ở nhiệt độ đó, nhiên liệu tự bốc cháy khơng cần
o
I
II
III
nguồn lửa bên ngồi.
4.3.1. Diễn biến của q trình cháy
Có thể chia q trình cháy của động cơ Diezen thành bốn giai đoạn: Chuẩn
bị các trung tâm bốc cháy, phát triển những trung tâm bốc cháy và lan tràn
màng lửa, cháy chính khối hỗn hợp cơng tác, cháy rớt hỗn hợp. Đồ thị biểu diễn
quá trình cháy của động cơ Diezen
- Giai đoạn (I) chuẩn bị các trung tâm bốc cháy .
18

T
X


IV


Giai đoạn này từ lúc bắt đầu cung cấp nhiên liệu lý thuyết (điểm c”) đến
khi áp suất trong xi lanh bắt đầu tăng nhanh (điểm c).
Khi piston đến gần ĐCT ở cuối quá trình nén (điểm c”) bơm cao áp bắt đầu
nén nhiên liệu. Góc quay
Đồ thị cơng biểu diễn q trình
của trục khuỷu tính từ c” đến ĐCT gọi là góc phun
cháy của động cơ Điêden
giailiệu,
đoạnsựcủa quá
sớm (S) Nhưng do ảnh hưởng của các yếu tố: Tính chịuI,II,III,IV:
nén của Các
nhiên
trình
cháy
giãn nở của đường ống dẫn nhiên liệu cao áp...mà phải sau
một thời gian, nhiên liệu mới được phun vào xi lanh (điểm c’). Thời gian đó gọi
là thời gian chậm phun ứng với góc quay của trục khuỷu cf. Khi các hạt nhiên
liệu được phun vào xi lanh, chúng được sấy nóng, bốc hơi, hình thành những
sản vật ơ xy hố trung gian rồi hình thành những trung tâm tự cháy và bốc cháy.
Lúc đầu tốc độ toả nhiệt còn nhỏ nên áp suất chưa tăng rõ rệt. Thời gian tương
ứng (c/  c) gọi là thời gian chậm cháy, (i) góc quay tương ứng là góc chậm
cháy (i). Nhiên liệu được phun vào trong giai đoạn này chiếm khoảng (30 
40)% số nhiên liệu của chu trình (trong một số động cơ cao tốc có thể tới 100%).
Khi các trung tâm bốc cháy phát triển nhanh, bắt đầu quá trình toả nhiệt
mãnh liệt thì kết thúc giai đoạn (I).
+ Giai đoạn (II) phát triển những trung tâm bốc cháy và lan tràn màng lửa.

Bắt đầu từ điểm C và kết thúc tại Z:
Tốc độ toả nhiệt trong giai đoạn này rất lớn do kết quả của việc cháy lượng
nhiên liệu đã được chuẩn bị ở giai đoạn trước và một phần nhiên liệu được đưa
vào ở giai đoạn này, trong điều kiện áp suất và nhiệt độ đã tăng cao nên tốc độ
cháy lớn. Áp suất trong xi lanh tăng lên rất nhanh đến khi đạt giá trị cực đại
(điểm Z).
Để đánh giá chất lượng và mức độ cháy mãnh liệt, người ta dùng đại lượng
tốc độ tăng áp suất trung bình (W)
W 

P  PC (MN/m2độ)
P
 Z

Z  C

Thơng thường động cơ Diezen có W = (0,2  0,6) MN/m2độ. Nếu W càng
nhỏ động cơ làm việc càng êm, ngược lại khi W lớn động cơ làm việc rung giật
và có tiếng gõ.
Việc cung cấp nhiên liệu cho chu trình thường được kết thúc ngay trong
giai đoạn này. Nhiệt lượng toả ra chiếm khoảng 30% nhiệt lượng của chu trình.
+ Giai đoạn (III) cháy chính của hỗn hợp công tác.
Bắt đầu từ lúc đạt áp suất cực đại (điểm Z) đến khi nhiệt độ của môi chất có
giá trị lớn nhất (điểm T). Khí hỗn hợp công tác chủ yếu được cháy ở giai đoạn
này, nhiệt lượng toả ra chiếm khoảng (40 50)% tổng số nhiệt lượng của chu
trình. Do cháy trong điều kiện nồng độ ô xy đã giảm, tốc độ cháy giảm, nhưng
môi chất vẫn được cấp nhiệt nên nhiệt độ tăng đến khi đạt giá trị lớn nhất tại T.
Mặc dù nhiệt độ tăng nhưng áp suất lại giảm vì thể tích trong xi lanh đã tăng
lớn.
+ Giai đoạn (IV) cháy rớt phần hỗn hợp còn lại

19


Bắt đầu từ lúc nhiệt độ của khí trong xi lanh đạt đến giá trị cực đại (điểm
T),
đến khi kết thúc q trình cháy (điểm x). Có thể coi kết thúc quá trình cháy là
điểm ứng với lượng nhiệt toả ra đạt đến (95 97) % nhiệt lượng của chu trình.
Giai đoạn này cháy phần nhiên liệu chưa cháy hết ở giai đoạn trước. Do
cháy trong điều kiện thiếu ôxy và thể tích đã tăng lớn, áp suất giảm nên tốc độ
cháy giảm nhiều. Nếu giai đoạn này kéo dài sẽ làm cho nhiệt độ khí thải tăng,
tổn thất nhiệt cho nước làm mát và phụ tải nhiệt của các chi tiết tăng. Tính kinh
tế của động cơ giảm nhiều.
Muốn rút ngắn giai đoạn cháy rớt, cần tăng cường vận động xoáy lốc trong
buồng cháy. Rút ngắn thời gian cấp nhiên liệu ở các giai đoạn trước và có góc
phun sớm phù hợp.
4.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy
+ Tính chất của nhiên liệu.
Ảnh hưởng của nhiên liệu đến q trình cháy thơng qua tính chất hố học
và tính chất vật lý của nó.
Tính chất hố học: Thành phần hoá học của nhiên liệu ảnh hưởng đến q
trình cháy thơng qua trị số xê tan. Trị số xê tan càng lớn, thời giai cháy trễ càng
ngắn, động cơ làm việc càng êm.
Tính chất vật lý của nhiên liệu: Độ nhớt, sức căng mặt ngồi, tính bốc hơi
đều ảnh hưởng tới quá trình cháy. Độ nhớt và sức căng mặt ngoài càng nhỏ,
nhiên liệu phun ra càng tơi. Tính bốc hơi càng tốt thì hỗn hợp càng nhanh đều
làm cho thời gian cháy trễ càng ngắn.
+ Tỷ số nén ().
Tỷ số nén tăng làm nhiệt độ và áp suất trong xi lanh lúc bắt đầu phun nhiên
liệu tăng. Rút ngắn được giai đoạn chậm cháy, giảm được trị số tăng áp suất
trung bình (W), động cơ làm việc êm. Nhưng khi tăng tỷ số nén lại làm tăng tổn

thất cơ giới do áp suất trong xi lanh tăng.
+ Góc phun sớm (S).
Ứng với mỗi loại nhiên liệu và mỗi chế độ làm việc của động cơ, chỉ có
một giá trị góc phun sớm tốt nhất, cho cơng của chu trình lớn nhất.
Góc phun sớm tốt nhất phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Cấu tạo động cơ, chế
độ nhiệt của động cơ, tỷ số nén, tính chất nhiên liệu, vận tốc góc của trục khuỷu,
đặc tính phun nhiên liệu, áp suất và nhiệt độ khí nạp vv...
+ Vận tốc góc của trục khuỷu (n).
Khi tăng vận tốc góc của trục khuỷu, chuyển động xốy lốc của khơng khí
trong buồng cháy tăng, đồng thời thời gian phun cũng được rút ngắn ...những
yếu tố đó làm cho thời gian cháy giảm nhưng giảm ít so với sự tăng của n nên
các giai đoạn của q trình cháy tính theo góc quay trục khuỷu đều tăng. Quá
trình cháy sẽ kéo dài trên đường giãn nở. Vì vậy để quá trình cháy được tốt thì
khi tăng vận tốc góc n phải tăng góc phun sớm.
+ Chất lượng phun và thời gian phun nhiên liệu.
20


Nếu chất lượng phun tốt: Các hạt nhiên liệu trong tia phun nhỏ và phân bố
đều trong buồng cháy thì hỗn hợp sẽ nhanh đều. Phản ứng cháy dễ hoàn toàn
hơn. Chất lượng phun càng tốt khi áp suất phun càng cao lỗ phun càng nhỏ và
hình dạng các tia phun phù hợp với hình dạng buồng cháy.
Nếu cùng một lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình mà thời gian phun
càng ngắn thì thời gian của quá trình cháy cũng được rút ngắn.
Thời gian phun (khi vận tốc góc n khơng đổi) phụ thuộc vào các yếu tố:
Kích
thước và hình dạng cam của bơm cao áp, đường kính xi lanh của bơm.
+ Thành phần của khí hỗn hợp cơng tác.
Nếu hệ số dư lượng khơng khí () càng tăng, thời gian cháy càng giảm do
q trình hồ trộn và bốc hơi nhiên liệu nhanh hơn. Phản ứng cháy hoàn toàn

hơn và thời gian cháy được rút ngắn.
+ Điều kiện nạp
Nếu tăng nhiệt độ và áp suất khí nạp sẽ làm nhiệt độ và áp suất lúc bắt
đầu cháy tăng. Thời gian cháy giảm. Có thể tăng áp suất khí nạp bằng cách
tăng áp cho động cơ.
4.3.3. Những thông số chủ yếu của quá trình cháy
- Áp suất lớn nhất trong xi lanh (PZ)
2
pz = pc (MN/m
Trong đó:
pc - áp suất cuối quá trình nén
 - Hệ số tăng áp
Động cơ xăng :
Động cơ Diezen:
Với  z 

TZ
TC
 T
 Z. Z
 TC

  Z

Mz
gọi là hệ số biến đổi phân tử của môi chất công tác tại C và
Mc

Z.
MZ - Số mol môi chất tại Z; MC - Số mol môi chất tại C



VZ
gọi là tỷ số giãn nở lúc ban đầu.
VC

VZ, TZ; VC, TC - Thể tích và nhiệt độ tại C và Z.
- Nhiệt độ của môi chất trong xi lanh tại Z.
Muốn xác định nhiệt độ tại Z phải dùng phương pháp tính tốn nhiệt. Sau
khi tính tốn người ta có được kết quả như trong bảng sau:

21


Giá trị một số thơng số của q trình cháy
Loại động cơ



PZ (MN/m2)

TK (0K)

Động cơ xăng

34

1

35

2300  2800

Động cơ Diezen

1,2  2,4

1,2  1,7

5  10

1800  2300

5. QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ

Quá trình giãn nở trong động cơ đốt trong là q trình đa biến, nó diễn ra
tương đối phức tạp, vì trong thời gian dãn nở cịn có các hiện tượng khác đồng
thời phát sinh đó là: Q trình cháy của nhiên liệu, hiện tượng phân giải sản vật
cháy, sự truyền nhiệt từ môi chất công tác cho vách xi lanh trong điều kiện thay
đổi về nhiệt độ, hiện tượng lọt khí qua khe hở giữa piston- xi lanh...
5.1. Diễn biến của quá trình giãn nở.
Đồ thị biểu diễn q trình giãn nở với giả thiết điểm có áp suất cực đại (z)
ở ĐCT. Quá trình giãn nở bắt đầu từ điểm z và kết thúc tại điểm b.
Lúc đầu của quá trình, do hiện tượng cháy rớt của nhiên liệu và hồn
ngun các sản vật của q trình phân giải làm cho nhiệt độ của khí trong xi
lanh tăng lên và đạt đến trị số cực đại sau điểm z. Giai đoạn này của quá trình
diễn ra dưới hình thức mơi chất được cấp nhiệt, chỉ số giãn nở đa biến n 2/ nhỏ
hơn chỉ số giãn nở đoạn nhiệt k2.
Khi piston tiếp tục đi xuống, hiện tượng cháy rớt và hoàn nguyên sản vật

cháy giảm. Nhiệt truyền từ môi chất công tác cho vách xi lanh tăng nên chỉ số
n2’ tăng. Tại một vài vị trí nào đó của piston, khi sự cấp nhiệt từ cháy rớt và hoàn
nguyên sản vật cháy cân bằng với sự truyền nhiệt của mơi chất cho vách xi lanh,
thì tại đó có những điểm giãn nở đoạn nhiệt tức thời với n2/= k2.
p

Z

n/
/
2

2

k
2

pb

b
Vc

V

V

o

Vc

n =
k2
n/2<
k2

n/2>k2

Va

a

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi áp suất và chỉ số gin nở đa biến n2/
ë nh÷ng thêi kú gi·n në tiÕp theo, sù trun nhiƯt cđa môi
chất cho vách xi
lanh úng vai trũ ch yu nờn chỉ số n 2’ > k2, n2’ càng lớn hơn k2 khi piston
càng gần ĐCD.
22

V


Như vậy, quá trình giãn nở thực tế là quá trình đa biến, với chỉ số đa biến
n ln thay đổi làm cho việc tính tốn gặp nhiều khó khăn. Để thuận lợi trong
tính tốn, người ta thay q trình giãn nở với chỉ số giãn nở n 2’ bằng một quá
trình giả định với chỉ số giãn nở đa biến trung bình n2 khơng đổi.
n2 được xác định bằng phương pháp gần đúng dựa vào phương trình cân
bằng nhiệt lượng trong quá trình giãn nở. Hoặc được chọn theo các đặc điểm về
cấu tạo và sử dụng động cơ.
5.2. Các thơng số cơ bản của q trình giãn nở.
- Áp suất và nhiệt độ cuối quá trình giãn nở (Pb, Tb).

Từ các phương trình trạng thái đa biến và các phương trình đặc tính của
khí. Sau khi tính tốn ta có:
’
2

+ Động cơ xăng:
pZ
T
Tb  n2Z 1
;
n2


Trong đó: PZ, TZ - Áp suất, nhiệt độ của môi chất công tác ở đầu quá trình
giãn nở.
 - Tỷ số nén
n2 - Chỉ số giãn nở đa biến trung bình.
+ Động cơ Diezen:
pb 

pb 
Trong đó:

pZ
;
 n2

 

Tb 

Vb
VZ

TZ
 n2  1

gọi là tỷ số giãn nở sau

Vz; Vb: thể tích môi chất trong xi lanh ở đầu và cuối quá trình giãn nở.
- Chỉ số giãn nở đa biến trung bình (n2).
Giá trị của n2 có ảnh hưởng rất lớn đến các thơng số khác của q trình giãn
nở. n2 càng gần với k2 hiệu suất của chu trình càng lớn. Trị số của n 2 bị ảnh
hưởng bởi các yếu tố: Vận tốc góc của trục khuỷu, phụ tải của động cơ, kích
thước xi lanh, trạng thái nhiệt, diễn biến của q trình cháy vv...
+ Vận tốc góc trục khuỷu (n).
Khi n tăng làm cho thời gian của quá trình giãn nở giảm, làm giảm thời
gian tiếp xúc của mơi chất với vách xi lanh và giảm lọt khí. Giai đoạn cháy rớt
tăng. Các nguyên nhân trên làm giảm nhiệt lượng bị mất của môi chất nên n 2 sẽ
tăng.
+ Phụ tải của động cơ (Mq).
Mq ảnh hưởng đến n2 bởi hai nguyên nhân sau:
Khi tăng Mq, làm tăng áp suất và nhiệt độ của khí trong xi lanh nên làm
tăng truyền nhiệt cho vách xi lanh và tăng lọt khí nên n2 tăng.
Khi tăng Mq, làm tăng hiện tượng cháy rớt nên n2 giảm.
Với động cơ Diezen, ảnh hưởng của hiện tượng cháy rớt chiếm ưu thế, nên
khi Mq tăng làm n2 giảm.
23


Động cơ xăng thường chịu ảnh hưởng cùng một lúc của hai nguyên nhân

trên. nếu tăng Mq thì n2 hầu như không đổi khi bướm ga mở trên 50 %. Khi
bướm ga mở từ 20% đến 50% thì n 2 tăng lên chút ít. Cịn khi bướm ga mở nhỏ
hơn 20% thì n2 lại giảm.
+ Kích thước xi lanh.
Khi thể tích cơng tác (Vh) khơng đổi mà tăng đường kính xi lanh (D), nghĩa
là làm giảm tỷ số

S
D

, bề mặt làm mát tương đối của xi lanh giảm, n2 giảm.

6. Q TRÌNH THẢI

6.1. Diễn biến của q trình thải.
Q trình thải bắt đầu từ khi cửa thải bắt đầu mở và kết thúc khi cửa thải
đóng kín. Đồ thị P-V biểu diễn q trình thải.
Với động cơ bốn kỳ Có thể chia quá trình thải thành 3 giai đoạn:
- Giai đoạn thải tự do
Từ lúc xu páp thải bắt đầu mở (điểm e) đến khi piston đến ĐCD (điểm b).
Khi piston đến gần ĐCD (điểm e), chêch lệch áp suất trong xi lanh và bên ngồi
cịn tương đối lớn nên sản vật cháy được thải tự do với vận tốc khá cao (600 
700) m/s, gây ra tiếng ồn lớn. Giai đoạn này đã thải được (60  70)% lượng khí
thải, khi piston đến ĐCD, áp suất trong xi lanh đã giảm nhiều.
- Giai đoạn thải cưỡng bức
Từ lúc piston ở ĐCD (điểm b) đến khi piston lên đến ĐCT (điểm r). Thể
tích trong xi lanh giảm dần. Khí thải được đẩy cưỡng bức ra ngoài với vận tốc
(200  250) m/s. Cơng tiêu hao cho việc đẩy khí thải ra ngoài cũng như mức độ
quét sạch buồng cháy phụ thuộc chủ yếu vào góc phối khí.

Đồ thị q trình thải của động cơ bốn kỳ
a. Đồ thị công p - V; b. Đồ thị trịn pha phối khí.
+ Nếu xu páp mở sớm quá (điểm e1).
Phần tổn thất công giãn nở thể hiện bằng diện tích e 1 b/ b1 e1 sẽ quá lớn,
mặc dù công tuyệt đối tiêu hao cho q trình đẩy khí (cơng âm) thể hiện bằng
diện tích; giữa đường b1r1 với trục hồnh có giảm, lượng công thu được do giảm
24


công âm vẫn nhỏ hơn công bị mất ở giai đoạn trên, nên cơng của chu trình vẫn
giảm
+ Nếu xu páp mở muộn quá (điểm e2)
Phần tổn thất của công giãn nở thể hiện bằng diện tích e 2 b/ b2 e2 có nhỏ đi,
nhưng cơng tiêu hao cho việc đẩy khí thải thể hiện bằng diện tích giữa đường
b2r2 với trục hồnh lại lớn q, cơng của chu trình cũng giảm.
Như vậy chỉ có một thời điểm mở xu páp thải cho cơng của chu trình là lớn
nhất (điểm e). Góc quay của trục khuỷu tương ứng với đoạn e - b trên đồ thị gọi
là góc mở sớm tốt nhất.
Góc mở sớm tốt nhất của xu páp thải thường được xác định bằng thực
nghiệm.
- Giai đoạn thải thêm
Từ lúc piston ở điểm ĐCT (điểm r) đến khi xu páp thải đóng hồn tồn
(điểm r’). Cuối hành trình thải (điểm r), áp suất trong xi lanh lúc đó (P r) vẫn lớn
hơn áp suất bên ngồi nên vẫn có thể lợi dụng độ chênh áp đó để thải tiếp (đoạn
r - r0). Sau đó tiếp tục lợi dụng quán tính của dịng khí thải đang đi ra để thải
thêm (đoạn r0 r’ ).
Góc quay của trục khuỷu ứng với đoạn r r’ gọi là góc đóng muộn xu páp
thải. Nếu góc đóng muộn thích hợp sẽ cho được lượng thải thêm lớn. Nếu góc
đóng muộn nhỏ lượng thải thêm sẽ ít, cịn nếu lớn q khí thải có thể bị hút
ngược trở lại vào xi lanh làm giảm hệ số nạp.

Thời gian của quá trình thải trong động cơ 4 kỳ lớn hơn thời gian của hành
trình thải. Khi tính theo góc quay của trục khuỷu:
th = 3 + 1800 + 4
Trong đó:
th - Góc quay của trục khuỷu ứng với q trình thải
3 - Góc mở sớm của xu páp thải
4 - Góc đóng muộn của xu páp thải.
6.2. Những thơng số cơ bản của q trình thải
Do sức cản khí động và vận tốc piston ln thay đổi nên áp suất trong ống
thải cũng không ổn định. Để dễ tính tốn, người ta coi thơng số tại r là đặc trưng
cho quá trình.
- Áp suất cuối quá trình thải.
pr = p0 + pr (MN/m2)
Trong đó: pr - Tổn thất áp suất trong đường ống thải. Nó bao gồm các tổn
thất tại: Xu páp thải, trong ống dẫn, thiết bị giảm âm, việc lợi dụng năng lượng
dịng khí thải ...
Thông thường pr = (0,1- 0,3) MN/m2
- Nhiệt độ cuối quá trình thải.
Coi quá trình thải là một quá trình đa biến, người ta tính được:

25