Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng quy trình tháo lắp hệ thống trao đổi khí, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát động cơ diesel, chương 4 pps

Chương 4:
Hệ thống trao đổi khí quét
thẳng
Dòng không khí chuyển động dọc theo tâm xylanh và
đẩy sản vật cháy
ra
ngoài, không khí ít hòa trộn với khí cháy. Nhờ trao đổi khí tốt,
các
động cơ tàu
t
hủy
2 kỳ quét thẳng có hệ số khí sót thấp ( 
r
= 0,05
 0,09 ). Dựa
vào k
ết cấu của
cơ cấu
điều khiển xả, sơ đồ hệ thống thay đổi
khí quét th
ẳng được phân ra: quét
t
hẳng
qua xupap và quét
th
ẳng qua
cửa.
+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua xupap thải (hình
2.6)
Hình 2.6. Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng
qua xupap

t
hả
i
1. xupap xả; 2.
c
ửa
qué
t
Các cửa quét 2 trong tất cả các trường hợp đều nằm phía
d
ưới lót xylanh
và
bố trí đều theo chu vi. Nhờ vậy đảm bảo
tiết diện lưu thông khi chiều cao các
cửa
quét không lớn, đồng
th
ời phân bố đều không khí theo tiết diện ngang của
xy
l
anh.
Tất cả các cửa sổ được chế tạo đều nhau về hình dáng và chiều
cao.
Việc phân bố các cửa kiểu tiếp tuyến ( hình cắt A-A )
đảm bảo xoáy
dòng
khí nạp vào xylanh và chuyển động hình
vít từ cửa quét đến cửa xả 1. Vận
động
xoáy kiểu tiếp tuyến

của không khí được giữ nguyên cho đến cuối hành trình nén
sẽ
tạo điều kiện hòa trộn tốt hỗn
hợp.
Sản vật cháy từ xylanh xả qua các xupap bố trí ở nắp
xylanh.
Đối với
các
động cơ khác nhau, số xupap thay đổi từ
1 đến 4. Các xupap được đẫn động
bằng
trục phối khí thông
qua cơ cấu cam hoặc dẫn động thủy lực. Khi piston dịch
chuyển
xuống điểm chết dưới, các xupap xả được mở ra trước,
từ thời điểm này đến
t
hờ
i
điểm mở cửa quét diễn ra xả tự do.
Trong thời kỳ mở cửa, diễn ra đồng thời
qué
t
xylanh và xả
cưỡng bức. Các xupap xả được đóng muộn hơn các cửa quét,
nhưng
tổn thất khí nạp không đáng kể, do đó có thể coi kết
thúc quá trình trao đổi khí
và
bắt đầu quá trình nén tương ứng

với thời điểm đóng các cửa
qué
t
.
Việc sử dụng xupap xả cho phép lựa chọn pha phối khí
có l
ợi nhất khi
chế
tạo động cơ. Để giảm tổn thất khí nạp, một
số động cơ dùng pha đóng mở các
xupap
không đối xứng so với
điểm chết dưới: góc mở sớm lớn hơn góc đóng muộn (so
vớ
i
điểm chết dưới). Trong đó các động cơ thấp tốc hiện đại, nhờ
tính kinh tế của
chúng
và hiệu quả cao của hệ thống tăng áp mà
không thể dùng các pha phối khí đối
xứng
làm giảm ứng suất
nhiệt xupap xả và không cần đảo chiều cơ cấu dẫn động
các
xupap
xả.
+ Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa
thả
i
Sơ đồ hệ thống được dùng trong các loại động cơ piston

đối đỉnh được
t
hể
hiện trên hình 2.7. Sơ đồ trao đổi khí kiểu
này có cửa xả 1 và cửa quét 2 được bố
t
r
í
ở 2 phía của xylanh.
M
ột piston đóng mở cửa xả, một piston đóng mở cửa
qué
t
.
Để đảm bảo mở sớm các cửa xả và xả khí tự do thì cơ cấu
tr
ục
khuỷu-
t
hanh
truyền-piston đóng mở cửa xả được đặt sớm
hơn (6  12) góc quay trục
khuỷu so
với cửa quét, theo chiều
quay c
ủa trục khuỷu. Nhờ vậy lúc bắt đầu trao đổi
kh
í
,
các cửa

x
ả mở sớm hơn các cửa quét, đảm bảo xả tự
do.
Hình 2.7. Sơ đồ trao đổi khí quét thẳng qua cửa
t
hả
i
1. cửa xả; 2.
c
ửa
qué
t
Cuối thời kỳ thay đổi khí, các cửa quét đóng muộn hơn
các cửa xả nên có
t
hể
nạp thêm. Các cửa được bố trí đều
xung quanh lót xylanh, các cửa quét được bố
t
r
í
theo hướng
ti
ếp tuyến, đảm bảo vận tốc xoáy lốc dòng khí trong xylanh
giống như
ở
sơ đồ thay đổi khí quét thẳng qua xupap. Hệ
thống này có nhược điểm là kết
cấu
phức tạp, ứng suất

nhiệt của piston đóng mở cửa xả cao, làm xấu quá trình
thay
đổ
i
khí đối với động cơ tự đảo chiều khi làm việc ở
hành trình
l
ù
i
.
Để hướng dòng khí theo hướng xác định khi nạp vào
xylanh thì các c
ửa
qué
t
được chế tạo có góc nghiêng với trục
và tâm c
ủa
nó.