Giáo trình nguyên lý cấu tạo động cơ (nghề công nghệ ô tô cao đẳng)

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP
KHOA CƠ KHÍ – XÂY DỰNG

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC: NGUN LÝ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ
NGHỀ: CƠNG NGHỆ Ơ TƠ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định Số:

ngày

tháng

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017
1

năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể đƣợc
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2

LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Mơn học Ngun lý cấu tạo động cơ đƣợc xây dựng và biên
soạn dựa trên cơ sở chƣơng trình khung trình độ cao đẳng nghề cơng nghệ ô tô.
Nội dung đƣợc biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, các kiến thức trong tồn bộ giáo
trình có mối quan hệ lơgíc chặt chẽ.
Để đáp ứng u cầu về tài liệu học tập của học sinh, sinh viên trong nhà
trƣờng và sự phát triển trong tƣơng lai của ngành cơng nghệ ơ tơ, nhà trƣờng
biên soạn giáo trình Mơn học “ Nguyên lý cấu tạo động cơ” làm tài liệu học tập
chính cho sinh viên hệ cao đẳng nghề và làm tài liệu tham khảo cho học sinh
trung cấp nghề và công nhân kỹ thuật ngành công nghệ ô tô.
Khi biên soạn, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới nhất có
liên quan đến mơ đun và phù hợp với đối tƣợng sử dụng nhƣng cố gắng gắn
những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế để giáo trình có tính thực
tiễn.
Giáo trình đƣợc biên soạn 75 tiết trong đó đề cập đến các nội dung sau:
Chƣơng 1. Khái quát về động cơ đốt trong
Chƣơng 2. Bộ phận cố định của động cơ đốt trong:
Chƣơng 3. Cơ cấu trục khuỷu – Thanh truyền
Chƣơng 4. Cơ cấu phân phối khí
Chƣơng 5. Hệ thống làm mát
Chƣơng 6. Hệ thống bôi trơn
Chƣơng 7. Hệ thống nhiên liệu xăng.
Chƣơng 8. Hệ thống nhiên liệu điesel
Giáo trình này đƣợc biên soạn lần đầu nên mặc dù đã hết sức cố gắng song
khó tránh khỏi những thiếu sót, chúng tơi mong nhận đƣợc các ý kiến đóng góp
của ngƣời sử dụng và các đồng nghiệp để giáo trình ngày càng đƣợc hoàn thiện
hơn.
Xin trân trọng giới thiệu!
Tham gia biên soạn

ThS. Mai Thanh Thi
3


MỤC LỤC

Chƣơng 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.Khái quát về động cơ đốt trong…………………………………………………7
2.Phân loại động cơ đốt trong……………………………………………………..8
3.Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong……………………………………..10

4.So sánh các loại động cơ đốt trong……………………………………………17
Chƣơng 2. BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.Thân máy……………………………………………………………………….19
2. Các-te…………………………………………………………………………...21
3. Joint nắp máy…………………………………………………………………..21
4.Nắp xylanh………………………………………………………………………22
Chƣơng 3. CÁC BỘ PHẬN DI ĐỘNG
1. Trục khuỷu………………………………………………………….........25
2. Thanh truyền…………………………………………………………………...28
3. Bánh đà…………………………………………………………………………28
4. Piston……………………………………………………………………………29
5. Xéc măng……………………………………………………………………….30
6. Trục Piston……………………………………………………………………...35
Chƣơng 4: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ
1. Phân loại………………………………………………………………….36
2. Cơ cấu OHV (OVERHEAD VALVE)…………………………………...36
3. Cơ cấu OHC (OVERHEAD CAMSHAFT)…………………………………37
4. Xuppap………………………………………………………………………….37
5. Lò xo xuppap…………………………………………………………………...39

6. Trục cam………………………………………………………………………...39
7. Con đội………………………………………………………………………….41
8. Đủa đẩy………………………………………………………………………….42
4


9. Cị mổ………………………………………………………………………42
10. Cam có thời điểm thay đổi………………………………………………42
Chƣơng 5: HỆ THỐNG BƠI TRƠN.
1 Chức năng…………………………………………………………….46
2 Ngun lý bơi trơn thủy động …………………………………………….43
3 Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống…………………………47
Chƣơng 6: HỆ THỐNG LÀM MÁT
1. Khái quát……………………………………………………………..57
2. Hệ thống làm mát bằng khơng khí…………………………………...57
3. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng…………………………………….57
Chƣơng 7: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG
1. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động……………………………………….67
2. Bộ chế hịa khí hai buồng hỗn hợp…………………………………..77
3. Hệ thống phun xăng điện tử………………………………………….94
Chƣơng 8: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊU LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL
1.Khái quát về hệ thống nhiên liệu động cơ Điesel……………………113
2.Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính………………………...115

5


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC
Tên mơn học: Ngun lý cấu tạo động cơ
Mã môn học: CMH 15

Thời gian thực hiện môn học: 75 giờ, (Lý thuyết: 72giờ; Kiểm tra: 2 giờ;
Thời gian thi: 1 giờ, hình thức: Tự luận/ trắc nghiệm)
I. Vị trí, tính chất của mơn học:
- Vị trí: mơn học này bố trí dạy song song với các mơn học: Trang bị điện ô
tô, dung sai đo lƣờng, kỹ thuật điện, điện tử cơ bản
- Tính chất: là mơn học lý thuyết chuyên môn
II. Mục tiêu môn học:
- Kiến thức:
+ Hiểu đƣợc các khái niệm cơ bản và nguyên lý làm việc của động
cơ đốt trong.
+ Hiểu đƣợc nhiệm vụ và cấu tạo của các bộ phận cơ bản của động
cơ đốt trong;
+ Hiểu đƣợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống cơ
bản của động cơ;
- Kỹ năng:
+ Nhận dạng đƣợc các chi tiết, bộ phận cơ bản của động cơ;
+ Nhận dạng đƣợc các chi tiết chính của các hệ thống cơ bản của
động cơ
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết cơng việc, vấn đề
phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi
Chấp hành nghiêm quy định về bảo hộ lao động, an tồn lao động và phịng
cháy chữa cháy;
Có ý thức học tập, rèn luyện để nâng cao trình độ chun mơn, kỹ
năng nghề nghiệp.
Nội dung của môn học:
6


Chƣơng 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Mã chƣơng MH 15-01
Giới thiệu
Ơtơ là loại phƣơng tiện vận tải đƣờng bộ, rất cơ động và phạm vi sử dụng
rất rộng. Ơtơ đóng một vai trị to lớn trong sự nghiệp phát triển nền kinh tế quốc
dân, quốc phòng. Động cơ là nguồn động lực để cho ơtơ chuyển động. Nó có thể
động cơ xăng, Diesel, động cơ ga, động cơ điện, động cơ sử dụng Hydro lỏng…
Động cơ sử dụng trên ôtô là động cơ đốt trong kiểu piston, nhiên liệu sử
dụng chính là xăng hoặc diesel. Về sự hoạt động, hai loại động cơ này có kết cấu
và nguyên lý hoạt động gần giống nhau, chúng khác nhau về phƣơng pháp đốt
cháy nhiên liệu.
Mục tiêu:
Học xong chƣơng này HS,SV hiểu và trình bày đƣợc các khái niệm cơ bản
và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong.
Nội dung
1.Khái quát về động cơ đốt trong
- Năm 1784 Jiêm – Oat chế tạo thành công máy hơi nƣớc.
- Năm 1860 Jăng Echien Lơ Noa, một ngƣời hầu bàn và một nhà kỹ thuật

nghiệp dƣ ở Paris chế tạo thành công động cơ hai kỳ đầu tiên chạy bằng khí thiên
nhiên, hiệu suất 4,65%.
- Năm 1877 Ơt tơ Nicolas và Langhen phát minh ra động cơ đốt trong bốn

kỳ chạy bằng khí thiên nhiên, hiệu suất 20%.
- Năm 1885 Dam Le chế tạo thành công động cơ xăng đầu tiên.
- Năm 1897 Rudolf Diezel chế tạo thành công động cơ chạy bằng nhiên

liệu nặng, phun nhiên liệu bằng khí nén, hiệu suất đạt 26%.
- Năm 1901 Robert và Bosh đề xuất và chế tạo bơm cao áp và vòi phun để

phun nhiên liệu vào xilanh. Đến đây động cơ điêzel đã cơ bản hoàn chỉnh.

Ở Việt nam:
- Từ năm 1960 nhà máy cơ khí Trần Hƣng Đạo – Hà Nội đã sản xuất động

cơ 2B10,5/13 và từ năm 1972 chế tạo động cơ 2B9,5/11.
- Công ty Diezel Sông Công đang sản xuất các loại động cơ D50, D80, TS 7


130,…
- Nhà máy cơ khí Dun Hải – Hải phịng sản xuất các loại động cơ D22T,

D23T, 1B9,5/11,5,…
- Động cơ xăng và Diesel là động cơ nhiệt, chúng biến đổi hóa năng của

nhiên liệu thành nhiệt năng và từ nhiệt năng biến thành cơ năng để truyền
công suất cho ôtô hoạt động.
- Động cơ xăng có tốc độ cao, rất cơ động, công suất phát ra lớn, buồng đốt

gọn, đƣợc sử dụng phổ biến ở các loại ôtô con và ôtô tải nhỏ.
- Động cơ Diesel có hiệu suất nhiệt lớn, tiết kiệm nhiên liệu, tốc độ động cơ

chậm hơn động cơ xăng. Nó có khuyết điểm là tốc độ động cơ thấp, trọng
luợng động cơ nặng, dao động mạnh và tiếng ồn lớn. Nó đƣợc dùng để dẫn
động trên các loại ôtô buýt, ôtô tải, các loại phƣơng tiện thƣơng mại…
2.Phân loại động cơ đốt trong
Động cơ nhiệt có hai loại lớn: 1/ Động cơ hơi nƣớc (động cơ đốt ngoài)
gồm: Động cơ kiểu piston và Turbin hơi; 2/ Động cơ đốt trong: là loại động
cơ nhiệt mà việc đốt cháy nhiên liệu, toả nhiệt và quá trình chuyển nhiệt
năng thành cơ năng đƣợc tiến hành ngay trong động cơ.
Động cơ đốt trong có: Động cơ đốt trong kiểu piston; Turbin nhiệt; Động
cơ phản lực; Động cơ rôto quay (động cơ valken).

Ƣu điểm của động cơ đốt trong:
+ Hiệu suất có ích cao: 40 – 45 %
+ Gọn nhẹ hơn các loại động cơ khác cùng công suất.
+ Khởi động nhanh và sẵn sàng khởi động.
+ ít nguy hiểm khi vận hành.
+ Không phải khử xỉ, tro.
+ Không cần nhiều ngƣời phục vụ.
+ Điều kiện làm việc của thợ máy tốt.
Nhƣợc điểm:

8


+ Khả năng quá tải kém.
+ Không phát đƣợc mô men cực đại ở số vịng quay thấp.
+ Khơng khởi động đƣợc khi có tải.
+ Cơng suất khơng lớn.
+ Nhiên liệu đòi hỏi khắt khe và đắt.
+ Cấu tạo phức tạp, đắt tiền.
+ Làm việc gây tiếng ồn
a) Dựa vào cách thực hiện chu trình cơng tác:

+ Động cơ bốn kỳ: động cơ hồn thành chu trình cơng tác sau bốn hành
trình của piston hay hai vịng quay của trục khuỷu.
+ Động cơ hai kỳ: động cơ hoàn thành chu trình cơng tác sau hai hành
trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu.
b) Dựa vào nhiên liệu dùng cho động cơ:

+ Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng: 1/ Nhẹ: xăng, benzen,…; 2/ Nặng: dầu
mazut, dầu điezel,…

+ Động cơ chạy bằng nhiên liệu khí: khí thiên nhiên, khí lị ga,…
+ Động cơ chạy bằng nhiên liệu khí và lỏng.
c) Dựa vào phƣơng pháp hình thành hỗn hợp:

+ Động cơ hình thành hỗn hợp bên ngồi: Nhiên liệu và khơng khí hồ trộn
với nhau bên ngồi và đƣợc hút vào xilanh. Hiện nay có động cơ dùng bộ chế
hồ khí và động cơ phun xăng.
+ Động cơ hình thành hỗn hợp bên trong: Nhiên liệu và khơng khí hồ trộn
và bốc cháy ngay trong xilanh động cơ. Hiện nay có động cơ diezel.
d) Dựa vào phƣơng pháp đốt cháy nhiên liệu:

+ Động cơ đốt cháy cƣỡng bức: dùng tia lửa điện để đốt cháy Nhiên liệu.
+ Động cơ tự bốc cháy: nhiên liệu đƣa vào và tự cháy trong xilanh.
e) Theo phƣơng pháp nạp:

+ Động cơ tăng áp: nạp khí vào xilanh ở áp suất cao hơn áp suất khí trời.
+ Động cơ khơng tăng áp: nạp khí vào xilanh ở áp suất bình thƣờng.
f) Theo cấu tạo của động cơ:
9


+ Theo số xilanh: Động cơ 1 xilanh và Động cơ nhiều xilanh.
+ Theo cách bố trí xilanh: Động cơ có xilanh bố trí một hàng; Động cơ có
xilanh bố trí hai hàng hình chữ V; Động cơ có xilanh bố trí nhiều hàng; Động cơ
có xilanh đối đỉnh. Tóm lại, trong chƣơng trình mơn học tập trung nghiên cứu
các loại động cơ sau:
Động cơ điezel bốn kỳ; Động cơ xăng bốn kỳ; Động cơ hai kỳ:
4.Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong
4.1.Cấu tạo chung của động cơ đốt trong

Hình 1.1 Tổng quan các cơ cấu cơ khí của động cơ
4.2.Các khái niệm và định nghĩa cơ bản
- Chu trình cơng tác: Tổ hợp các q trình liên tục kế tiếp nhau lặp đi, lặp
lại theo chu kỳ trong xilanh để thực hiện một q trình sinh cơng.
Điểm chết: Vị trí của piston trong xilanh, mà tại đó piston đổi chiều
chuyển động.
Trong động cơ có hai điểm chết là điểm chết trên (ĐCT) và điểm chết
10


dƣới (ĐCD).

Hình 1.2 ĐCT và ĐCD
- Hành trình của piston: khoảng chạy của piston trong xilanh giữa hai điểm
chết: S= 2 * R. Trong đó: R - bán kính quay của trục khuỷu.

Thể tích cơng tác: thể tích xilanh giới hạn từ ĐCT đến ĐCD, ký hiệu Vh.
D - đƣờng kính xilanh.
Thể tích buồng cháy: thể tích cịn lại nhỏ nhất trong xilanh khi piston ở ĐCT,
ký
hiệu Vc.
Thể tích tồn phần: tổng thể tích cơng tác và thể tích buồng cháy: Va = Vh +
Vc
Thể tích cơng tác động cơ là tích số giữa thể tích cơng tác của một xy lanh và
số xy lanh của động cơ.
11


Vi = Vh . i
Tỷ số nén: tỷ số giữa thể tích tồn phần và thể tích buồng cháy:

Tỷ số nén chỉ rõ thể tích xilanh phía trên piston bị giảm bao nhiêu lần, tức
là bị ép nhỏ bao nhiêu lần khi piston đi từ ĐCD lên ĐCT
Kỳ: một phần của chu trình cơng tác khi piston chạy từ điểm chết này đến
điểm chết
kia.
-Tỷ số tăng áp suất: tỷ số giữa áp suất cuối q trình cháy đẳng tích và áp

suất

cuối quá trình nén.

4.3.Nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ
a) Hoạt động của động cơ xăng bốn kỳ

Hình 1.3. Hoạt động của động cơ xăng 4 kỳ
1.

Kỳ nạp (hút)

Kỳ trình nạp đƣợc xem là kỳ thứ nhất của động cơ xăng 4 kỳ.Khi trục khuỷu
quay, qua thanh truyền piston di chuyển từ trên xuống dƣới. Xú pap nạp mở và
xú pap thải đóng. Khi piston chuyển động đi xuống, khơng khí và nhiên liệu từ
bên ngồi vào xy lanh động
cơ qua xú pap nạp do sự chênh áp giữa bên
12


ngoài và bên trong xy lanh.
2.

Kỳ nén

Khi piston từ điểm chết dƣới đi lên thì chấm dứt kỳ nạp và kỳ nén bắt
đầu, lúc này xú pap
nạp đóng, xú pap thải vẫn tiếp tục đóng. Chuyển
động quay của trục khuỷu làm cho piston đi lên điểm chết trên nén hỗn hợp
khơng khí và nhiên liệu trong xy lanh.Q trình nén là một quá trình quan
trọng. Khi áp suất nén càng cao, áp suất sinh ra trong quá trình cháy càng lớn,
công suất động cơ sinh ra lớn và động cơ tiết kiệm đƣợc nhiên liệu.
3.

Kỳ cháy - giãn nở

Khi piston lên gần đến điểm chết trên ở cuối quá trình nén, lúc này tia
lửa điện bu gi đƣợc
cung cấp từ hệ thống đánh lửa đốt cháy hỗn hợp
trong xy lanh. Khi cháy chất khí trong xy lanh giãn nở nhanh chóng và tạo
ra một áp suất rất cao tác dụng lên đỉnh của piston. Áp suất cháy trong xy lanh
đạt cực đại khi piston đi qua điểm chết trên khoảng 10°. Piston chuyển động đi
xuống bên dƣới làm cho trục khuỷu quay để sinh cơng. Trong q trình
này xú pap nạp và xú pap thải vẫn đóng.
Q trình cháy xảy ra vào khoảng hai phần nghìn giây. Khi phản ứng xảy
ra, liên kết giữa các nguyên tử Hydro và Carbon bị phá vỡ. Sự phá vỡ mối
liên kết này sẽ giải phóng nhiệt lƣợng trong buồng đốt, đẩy piston xuống làm
cho trục khuỷu chuyển động. Khi các nguyên tử Hydro và Carbon tách ra,
chúng sẽ kết hợp với ôxy của khơng khí để tạo thành
hơi nƣớc và khí
Diơxýt Carbon.
4.

Kỳ thải

13


Khi piston xuống gần tới điểm chết dƣới, xú pap nạp vẫn đóng và xú pap
thải mở, khí cháy từ trong xy lanh thốt ra bên ngồi do chênh lệch áp suất bên
trong xy lanh và môi
trƣờng.
Khi piston đến điểm chết dƣới, chuyển động quay của trục khuỷu làm
piston chuyển động đi lên, đầu piston đẩy khí cháy ra mơi trƣờng qua xú pap
thải. Khi piston đi qua điểm chết trên quá trình nạp của chu kỳ thứ hai tiếp diển.
Q trình thải và q trình nạp có quan hệ mật thiết với nhau, để nạp đầy
hịa khí vào lịng xy lanh thì phải thải sạch khí cháy ra khỏi xy lanh ở chu kỳ
trƣớc.
Động cơ xăng 4 kỳ, trong một chu kỳ piston phải thực hiện 4 hành trình
và trục khuỷu quay hai vòng tƣơng ứng 720°. Để điều khiển các xú pap nạp và
thải đóng mở một lần trong một chu kỳ, trục cam thực hiện đúng một vịng.
Đồ thị biểu thị góc đánh lửa sớm, góc đóng trễ mở sớm của các xú pap nạp
và thải đƣợc gọi là đồ thị phân phối khí.

Hình 1.3. Hoạt động của động cơ xăng 4 kỳ
b)

Hoạt động của động cơ Diesel bốn kỳ

Động cơ xăng, hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu bị nén và sau đó đƣợc đốt
cháy bởi năng lƣợng
của tia lửa điện bu gi. Còn ở động cơ Diesel, nhiên

liệu bị đốt cháy bởi nhiệt độ của khơng khí bị nén. Nhiệt độ khơng khí bị nén
trong buồng đốt của động cơ Diesel khoảng 500°C hoặc cao hơn, do tỉ số nén
của động cơ Diesel là rất lớn ( 15/1 – 22/1 ) .
14


Kỳ nạp
Khi trục khuỷu chuyển động, thanh truyền kéo piston dịch chuyển từ
trên xuống, xú pap nạp mở và xú pap thải đóng. Độ chân khơng trong xy lanh
hút khơng khí sạch từ bên ngồi đi qua xú pap nạp để nạp vào xy lanh động cơ.
Kỳ nén
Piston từ điểm chết dƣới di chuyển lên điểm chết trên. Xú pap nạp và thải
đều đóng. Khi piston đi lên khơng khí bên trong xy lanh bị nén áp suất đạt tới
30 kg/cm2 và nhiệt độ khoảng từ 500 - 800°C.
Kỳ cháy - giãn nở.
Khơng khí trong xy lanh bị đẩy vào buồng đốt phụ ở bên trong nắp máy.
Ở cuối quá trình nén, kim phun mở và nhiên liệu đƣợc phun vào buồng đốt
phụ với áp suất rất cao và nhiên liệu sẽ tự bốc cháy. Khi nhiên liệu cháy làm
cho áp suất và nhiệt độ trong buồng đốt phụ tăng nhanh và nó bị đẩy ra buồng
đốt chính. Tại buồng đốt chính, nhiên liệu hồ trộn với khơng khí và tiếp tục
cháy trong thời gian rất nhanh chóng.
Áp suất cháy sẽ đẩy piston di chuyển và qua trung gian của thanh truyền sẽ làm
cho trục khuỷu quay để truyền công suất cho ôtô.
Kỳ thải.
Piston từ điểm chết dƣới di chuyển lên điểm chết trên, xú pap nạp đóng và
xú pap thải mở. Khi piston đi lên đỉnh piston sẽ đẩy khí cháy trong xy lanh qua xú
pap thải thốt ra ngồi.
Khi piston dịch chuyển từ trên xuống q trình nạp đƣợc thực hiện và chu
kỳ thứ hai đƣợc tiếp diển.
4.5.Nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ

Động cơ hai kỳ là động cơ hồn thành một chu trình cơng tác sau hai hành
trình của piston hay một vịng quay của trục khuỷu.Có động cơ xăng, diesel hai
kỳ, nhƣng chúng có q trình chung là sử dụng dịng khí nạp mới để đẩy khí thải
ra khỏi xilanh mà ta gọi là q trình qt khí.
a)

Hoạt động của động cơ hai kỳ qt khí ngang (qt vịng).

Động cơ xăng 2 kỳ có các đặc điểm sau:
- Dùng các cửa thải và nạp để thay thế cho các xú pap.
- Hỗn hợp khơng khí nhiên liệu nạp vào xy lanh do sự nén hỗn hợp từ
các-te của động cơ.
15


- Để bôi trơn piston, xéc măng và xy lanh ngƣời ta dùng biện pháp pha
nhớt vào xăng.
- Các-te của động cơ dùng để chứa hỗn hợp khí.

Hình 1.4. Cấu tạo động cơ xăng 2 kỳ
Hành trình thứ nhất: Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD, trong xilanh thực
hiện các quá trình:

Hình 1.5 Hành trình thứ 1
Giả sử piston ở ngay thời điểm đánh lửa sớm, tia lửa điện bu gi nẹt ra đốt
cháy hỗn hợp khơng khí và nhiên liệu.
Khi nhiên liệu cháy, áp suất cháy đẩy piston di chuyển từ trên xuống.Khi
piston đi xuống đầu piston mở cửa thải và khí cháy từ trong xy lanh thốt ra
ngồi ống giảm thanh do sự chênh lệch áp suất. Giai đoạn này đƣợc gọi là thải tự
do.

Cũng trong giai đoạn này, khi piston đi xuống đi piston đóng cửa nạp
và bắt đầu nén hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu bên dƣới các-te. Khi đầu piston mở
cửa nối thông từ xy lanh đến
cater thì hỗn hợp sẽ đƣợc nạp vào xy lanh động
16


cơ và nó sẽ tiếp tục qt khí cháy từ trong xy lanh thốt ra ngồi. Giai đoạn này
đƣợc gọi là thải cƣỡng bức.
Hành trình thứ hai: piston đi từ ĐCD lên ĐCT nhờ quán tính các khối lƣợng
quay và cơ cấu thanh truyền - trục khuỷu, trong động cơ thực hiện các quá
trình:

Hình 1.5 Hành trình thứ 2
Năng lƣợng từ bánh đà làm piston tiếp tục chuyển động. Khi piston đi lên,
đầu piston đóng cửa thải, nó bắt đầu nén khơng khí và nhiên liệu trong xy lanh.
Trong thời kỳ này, khi đuôi piston bắt đầu mở cửa nạp, khơng khí và nhiên
liệu từ bên ngồi đƣợc nạp đầy vào các-te, do độ chân khơng bên trong các-te
đƣợc hình thành khi piston chuyển động đi lên.
Khi piston ở cuối kỳ nén ngay thời điểm đánh lửa sớm, tia lửa điện bu gi lại
nẹt ra đốt cháy hỗn hợp không khí – nhiên liệu và chu kỳ thứ hai tiếp diễn.
5.So sánh các loại động cơ đốt trong
5.1 Đối với động cơ bốn kỳ và động cơ hai kỳ:
Ƣu điểm của động cơ hai kỳ so với động cơ bốn kỳ:
Khi cùng kích thƣớc xilanh, hành trình của piston, số vịng quay của
trục khuỷu, động cơ hai kỳ có cơng suất gấp hai động cơ bốn kỳ (thực tế chỉ
gấp 1,6 - 1,8 lần).
-

-

Cấu tạo đơn giản hơn.

-

Mô men quay đều hơn.
17


Ƣu điểm của động cơ bốn kỳ so với động cơ hai kỳ:
-

Các q trình hồn hảo nên hiệu suất cao hơn động cơ 2 kỳ.

- Có thể tăng cơng suất dễ dàng bằng cách tăng áp.
- Tính kinh tế cao hơn.

5.2. Đối với động cơ 1 xy lanh và động cơ nhiều xilanh
Trục khuỷu động cơ quay không đều do 4 hành trình của piston mới có 1 lần
sinh công.
Ở động cơ một xilanh khi piston, thanh truyền, trục khuỷu chuyển động xuất
hiện lực qn tính lớn nên khó cân bằng và khả năng tăng tốc kém.
Động cơ thƣờng dùng cần công suất lớn. Chế tạo động cơ một xilanh có kích
thƣớc lớn rất khó khăn và phức tạp.
- Động cơ nhiều xilanh đƣợc coi nhƣ nhiều động cơ một xilanh ghép lại với
nhau,
ở đó có nhiều chi tiết làm liền thành khối nhƣ trục khuỷu, bloc xilanh.
- Để động cơ nhiều xilanh làm việc đƣợc đều và liên tục, tránh đƣợc nhƣợc
điểm của động cơ một xilanh, trục khuỷu, trục cam, phải đảm bảo cho các xilanh
làm việc theo thứ tự nhất định.

Câu hỏi thảo luận:
1. Trình bày cấu tạo chung của động cơ?
2. Thế nào là quá trình cơng tác, kỳ, ý nghĩa của tỷ số nén?
3. Nguyên lý làm việc của động cơ diesel 4 kỳ?
4. Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ?
5. Nguyên lý làm việc của động cơ hai kỳ quét khí ngang (qt vịng)?
6. Ngun lý làm việc của động cơ hai kỳ quét thẳng qua xupáp thải?
7. Tìm hiểu cách lập bảng diễn biến của các xylanh trong động cơ?

18


Chƣơng 2. BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Mã chƣơng MH 15-02
Giới thiệu
Thân máy là thành phần chính của động cơ, nó đƣợc chế tạo bằng gang
hoặc hợp kim nhơm.Thân máy có chức năng nhƣ một cái khung, nó dùng để bố
trí các chi tiết và để giải nhiệt. Thân máy chứa các xy lanh và piston chuyển
động lên xuống trong xy lanh.
Mục tiêu:
Học xong chƣơng này HS,SV hiểu và trình bày đƣợc nhiệm vụ, yêu cầu kỹ
thuật và cấu tạo các bộ phận cố định của động cơ đốt trong.
Nội dung
1.Thân máy

Hình 2.1 Cấu tạo thân máy
Thân máy là thành phần chính của động cơ, nó được chế tạo bằng gang
hoặc hợp kim nhơm.
Thân máy có chức năng nhƣ một cái khung, nó dùng để bố trí các chi tiết và để
giải nhiệt. Thân máy chứa các xy lanh và piston chuyển động lên xuống trong xy

lanh.
Thân máy đƣợc đậy kín bởi nắp máy, ở giữa chúng có một joint làm kín.
19


Hộp trục khuỷu đƣợc bố trí bên dƣới thân máy, nó chứa đựng trục khuỷu. Các-te
chứa nhớt đƣợc kết nối ở bên dƣới
thân máy. Mạch dầu làm trơn đƣợc bố
trí bên trong thân máy. Một số động cơ, thân máy còn
chứa trục cam, trục
cân bằng và một số chi tiết khác.
Thân máy có dạng thẳng hang, đối đỉnh hoặc chữ V tuỳ theo cách bố trí xy
lanh. Ở động cơ
chữ V các xy lanh đƣợc bố trí theo hai nhánh hình V nhƣng
chúng chỉ có một trục khuỷu. Ngƣời ta chế tạo động cơ chữ V với mục đích rút
ngắn chiều dài thân máy. Số xy lanh ở loại
này có thể là 6 hoặc 8 đơi khi có
tới 12…
ỐNG LĨT XY LANH
Động cơ xăng, xy lanh thƣờng đƣợc chế tạo liền với thân máy. Ở động cơ
Diesel thƣờng dùng ống lót xy lanh.
Ống lót xy lanh đƣợc chế tạo bằng thép cứng và đƣợc ép vào thân máy. Có
hai loại ống lót
xy lanh, đó là ống lót ƣớt và ống lót khơ.
Ống lót khơ khơng trực tiếp tiếp xúc với nƣớc làm mát. Nó đƣợc ép chặt
vào xy lanh.
Ống lót ƣớt đƣợc lắp tiếp xúc với nƣớc làm mát. Loại này phải làm kín tốt
để ngăn ngừa nƣớc làm mát rị rỉ xuống hộp trục khuỷu. Ống lót ƣớt rất dễ dàng
sửa chữa thay thế.

Hình 2.2. Ống lót xy lanh
HỘP ĐỠ TRỤC KHUỶU
Hộp đỡ trục khuỷu dùng để gá lắp trục khuỷu. Số lƣợng các ổ trục chính để
gá lắp trục khuỷu phụ thuộc vào chiều dài của trục khuỷu và sự bố trí xy lanh.
20


2. Các-te
Các-te đƣợc kết nối bên dƣới hộp trục khuỷu qua trung gian của một đệm
làm kín. Nó dùng để chứa nhớt làm trơn và che kín các chi tiết bên trong hộp
trục khuỷu.

Hình 2.3. Cấu tạo Các te
Các-te đƣợc làm bằng tơn, bên dƣới có bố trí nút xả nhớt, bên trong có bố
trí một vách ngăn. Vách ngăn để làm giảm sự dao động của nhớt khi xe chuyển
động, đồng thời bảo đảm đƣợc nhớt luôn ngập lƣới lọc khi xe chuyển động ở
mặt đƣờng nghiêng.
3. Đệm nắp máy
Đệm nắp máy đƣợc đặt giữa khối xy lanh và nắp máy. Nó dùng để làm kín
buồng đốt, làm kín đƣờng nƣớc làm mát và dầu nhớt làm trơn.
Đệm nắp máy chịu đƣợc nhiệt độ cao và áp suất lớn. Cấu trúc của nó gồm
một lớp thép mỏng đặt ở giữa , hai bề mặt của tấm thép đƣợc phủ một lớp
carbon và một lớp bột chì để ngăn cản đƣợc sự kết

Hình 2.4 Đệm nắp máy
Nắp xylanh
21


Nắp máy đƣợc bố trí trên thân máy, phần lõm bên dƣới nắp máy chính

là các buồng đốt của động cơ. Nắp máy chịu áp lực và nhiệt độ cao trong
suốt q trình động cơ hoạt động.
Nó đƣợc chế tạo bằng hợp kim gang hoặc bằng hợp kim nhôm. Trong
nắp máy có bố trí các đƣờng nƣớc làm mát. Các bu gi, xú pap, trục cam,
đƣờng ống nạp, đƣờng ống thải… đƣợc bố trí và gá lắp trên nắp máy.

Hình 2.5 Nắp máy
Tuỳ theo sự bố trí các xú pap và số lƣợng của chúng, buồng đốt trên nắp
máy có các dạng cơ bản sau:
Buồng đốt kiểu hình bán cầu
Loại này có đặc điểm là diện tích bề mặt buồng đốt nhỏ gọn. Trong buồng
đốt bố trí một xú pap nạp và một xú pap thải. Hai xú pap này bố trí về hai phía
khác nhau. Trục cam bố trí ở giữa nắp máy và dùng cò mổ để điều khiển sự đóng
mở của xú pap. Sự bố trí này rất thuận lợi cho việc nạp hỗn hợp khí và thải khí
cháy ra ngồi.
Buồng đốt kiểu hình nêm
Loại này có đặc điểm diện tích bề mặt tiếp xúc nhiệt nhỏ. Buồng đốt mỗi xy
lanh đƣợc bố trí một xú pap thải và một xú pap nạp, đồng thời hai xú pap bố trí
cùng một phía. Đối với loại này trục cam đƣợc bố trí ở thân máy hoặc bố trí trên
nắp máy. Sự điều khiển sự đóng mở của các xú pap qua trung gian của cò mổ

22


Hình 2.6 Buồng đốt kiểu bathtub
Kiểu này mỗi buồng đốt bố trí một xú pap thải và một xú pap nạp. Hai xú
pap bố trí lệch cùng một phía và các xú pap đặt thẳng đứng. Kiểu này có khuyết
điểm, đƣờng kính đầu xú pap bị hạn chế nên việc nạp và thải kém.

Hình 2.7 Buồng đốt kiểu pentroof

Ngày nay, loại buồng đốt này đƣợc sử dụng khá phổ biến, mỗi xy lanh động cơ
đƣợc bố trí hai xú pap nạp và hai xú pap thải. Bu gi đƣợc đặt thẳng đứng và ở giữa
buồng đốt giúp cho quá trình cháy đƣợc xảy ra tốt hơn. Hai trục cam bố trí trên nắp
23


máy, một trục điều khiển các xú pap nạp và trục cam cịn lại điều khiển các xú pap
thải.

Hình 2.8. Các kiểu buồng đốt
Buồng đốt động cơ diesel có 2 loại chính. Loại phun trực tiếp và loại gián tiếp. Cả
hai đều đƣợc thiết kế để thúc đẩy quá trình hịa trộn, để giúp khơng khí nén và
nhiên liệu phun vào hòa trộn tốt với nhau. Động cơ sử dụng phun trực tiếp có nắp
quy lát là một mặt phẳng. Buồng đốt đƣợc hình thành ở phía trên của pít tơng.
Trong loại phun gián tiếp, các pít tơng là tƣơng đối bằng phẳng, hay có một
khoang nơng. Buồng đốt chính là giữa nắp quy lát và đình của pít tơng, nhƣng có
một buồng đốt nhỏ hơn riêng biệt nằm ở nắp quy lát. Nhiên liệu đƣợc phun vào
buồng đốt này, buồng này có nhiều kiểu dáng khác nhau

Câu hỏi thảo luận:
1.

Trình bày nhiệm vụ cấu tạo chung của thân máy?

2.

Trình bày nhiệm vụ cấu tạo chung của nắp máy?

3.

Tìm hiểu các loại buồng đốt trong động cơ?

24


Chƣơng 3. CÁC BỘ PHẬN DI ĐỘNG
Mã chƣơng MH 15-03
Giới thiệu
Các bộ phận di động bao gồm: Piston, xéc măng, trục piston, thanh truyền,
trục khuỷu và bánh đà.
Mục tiêu
Học xong chƣơng này HS,SV hiểu và trình bày đƣợc nhiệm vụ, yêu cầu kỹ
thuật và cấu tạo của cơ cấu trục khuỷu- thanh truyền.
Nội dung.
1. Trục khuỷu
Trục khuỷu là chi tiết quan trọng và phức tạp của động cơ. Nó tiếp nhận lực
đẩy của thanh truyền và truyền cho bánh đà.
Trục khuỷu làm bằng thép rèn chất lƣợng cao để đảm bảo đƣợc độ cứng
vững và mài mòn tốt.
Trục khuỷu đƣợc đặt trong các ổ trục chính ở thân máy. Để dễ dàng tháo
lắp trục khuỷu, ổ trục chính chia làm hai nửa và đƣợc lắp ghép lại với nhau bằng
vít.
Đầu trục khuỷu đƣợc lắp bánh xích hoặc bánh đai răng để dẫn động cơ cấu
phân phối khí. Ngồi ra, nó còn dẫn động bơm trợ lực lái, máy nén hệ thống
điều hồ, bơm nƣớc, máy phát điện…

Hình 3.1 Cấu tạo trục khuỷu
Đi trục khuỷu có mặt bích để lắp bánh đà và để đỡ đầu trục sơ cấp hộp số.
25