Bài giảng chế độ và đặc tính của động cơ đốt trong

Chương IX
CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH
CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
. Các chế độ làm việc và phân loại đặc tính của động cơ đốt trong
. Đặc tính tốc độ
. Đặc tính chân vịt
. Đặc tính tải
. Đặc tính hỗn hợp của động cơ
. Đặc tính khác
. Tính ổn định về chế độ làm việc của động cơ
Cỏc ch lm vic v phõn loi c tớnh ca ng c t trong
- Cỏc ch lm vic
L tổ hợp các thông số làm việc nh công suất Ne hay mô men Me và tốc độ
vòng quay n
Trong miền làm việc của động cơ, tốc độ thay đổi từ nmin
ứng với giới hạn ổn định của động cơ đến nmax ứng với
giới hạn ứng suất cơ
Chế độ làm việc ổn định khi các thông số làm việc nh Me, n
không đổi trong thời gian khảo sát (ch d ng)
Ch dng thay i vi cụng sut, s vũng quay khỏc vi
ch c khi thay i ti hoc tỏc ng iu khin
- Cỏc iu kin hot ng
cho ng c hot ng n nh khi thay i ti cn
tỏc ng c cu iu khin (b iu tc)
im A l gii hn trờn ca ng c tnh ti, cụng sut
t max ti s vũng quay nh mc
Cụng sut thit k Nen l cụng sut cho phộp ng c
chy quỏ ti khong 10-20% trong 1 gi.
ng c tnh ti ch hot ng s vũng quay thit k,
cỏc ch khỏc l ch chuyn tip, khụng dng
Cụng sut s dng:

- Phân loại đặc tính động cơ đốt trong
. Đặc tính tốc độ
. Đặc tính tải
. Đặc tính tổng hợp
. Đặc tính không tải
. Đặc tính điều tốc
. Đặc tính chân vịt
. Đặc tính điều chỉnh
- Biểu thức phân tích đặc tính động cơ
Là các mối qua hệ toán học giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ (Ne, Me, pe,
ge…) với các thông sô của chu trình (η, α )
Đặc tính tốc độ
Thể hiện biến thiên của công suất, mô men, suất tiêu hao nhiên liệu…của động
cơ theo số vòng quay, khi giữ tay điều khiển động cơ ở vị trí nhất định.
Đặc tính tốc độ biểu thị công suất cực đại với số vòng quay là đặc tính ngoài
Đặc tính ngoài động cơ diesel bao gồm:
. Đặc tính ngoài tuyệt đối: là tập hợp các thông số đạt giá trị max tại mỗi số vòng quay
. Đặc tính giới hạn bơm cao áp: là đặc tính ngoài mà tay điều khiển bơm cao áp đặt ở
vị trí giới hạn lớn nhất.
. Đặc tính ngoài theo công suất thiết kế: là đặc tính tốc độ trong cơ cấu điều khiển
Được giữ ở vị trí đạt công suất thiết kế tại số vòng quay thiết kế
. Đặc tính ngoài sử dụng: là đặc tính tốc độ mà cơ cấu điều khiển được giữ ở
vị trí ứng với công suất sử dụng
. Đặc tính khói đen: là đặc tính tốc độ trong đó với mỗi số vòng quay, cơ cấu điều
khiển bơm nằm ở vị trí bắt đầu nhả khói đen.
Đặc tính tốc độ động cơ xăng
. Đặc tính ngoài: xây dựng từ thực nghiệm trên băng thử khi van tiết lưu mở hoàn
toàn. Đặc tính xây dựng ở các mức ga khác là các đặc tính bộ phận

Đặc tính chân vịt
Đặc trung cho sự biến thiên của các thông số (Ne, pe, ge ) của động cơ theo tốc độ
khi trục động cơ nố trực tiếp với chân vịt tàu thủy. Khi xây dựng đặc tính chân vịt
cần phối hợp với đặc tính ngoài và đặc tính bộ phận của động cơ, xuất phát từ chế
độ định mức.
Sử dụng chân vịt biến bước
cho phép động cơ hoạt động
theo đặc tính ngoài ở mọi số
vòng quay
H, D: bước và đường kính
chân vịt
Đặc tính tải
Là các đặc tính đánh giá chất lượng hoạt động của động cơ khi không thay đổi tốc độ
Thông số chính là suất tiêu hao nhiên liệu.
Động cơ chạy theo đặc tính tải, nhan tố tác động từ bên ngoài tới chu trình công tác
Là lượng nhiên liệu hoạc hòa khí cấp cho xilanh trong 1 chu trình
Đặc tính tải của động cơ diesel
Diểm 2 là giới hạn của công suất lớn
Nhất tại tốc độ thử, động cơ làm việc
tói điểm 2 thường bị nóng, nhiên liệu
cháy không hết, đóng muội than
Đường tiếp tuyến vói ge qua 1 là giới
hạn nhả khói đen
Đặc tính hỗn hợp của động cơ (đặc tính vạn năng, nhiều tham số)
Xây dựng trên tọa độ pe-n, Ne, ge
được dùng làm tham số
Đường đặc tính được xây dựng
dựa trên nhiều đặc tính tải ở các
tốc độ khác nhau
Các đặc tính khác

- Đặc tính điều chỉnh
Sử dụng trong hiệu chỉnh, thử nghiệm
động cơ, bao gồm các ảnh hưởng góc đốt sớm,
thành phần hòa khí, áp suất, thời gain cấp nhiên
Liệu, nhiệt độ làm mát tới tính kinh tế động cơ
- Đặc tính điều tốc
. Điều tốc 1 chế độ và điều tốc giới hạn: hạn chế tốc độ max
. Điều tốc 2 chế độ: đảm bảo tính ổn định động cơ khi chạy ở tốc độ thấp
. Điều tốc nhiều chế độ: thực hiện điều chỉnh tự động ở mọi số vòng quay
- Đặc tính đầu máy diesel truyền động điện
Thể hiện quan hệ giữa công suất đầu máy diesel
dùng để dẫn động máy phát điện và số vòng quay.
Ở vị trí nhất định của cơ cấu điều khiển, động cơ
hoạt động theo đặc tính điều tốc
. Đường 1: đặc tính ngoài động cơ
. Đường 2: đặc tính máy phát điện
Bộ điều khiển có 8 vị trí, thực hiện chức năng
thay đổi gct. Quá trình chuyển tiếp khi thay đổi
đặc tính tải sẽ thực hiện theo đường ngang a-b
- Đặc tính không tải
Là trường hợp đặc biệt của đặc tính tốc độ, thể hiện quan hệ giữa khối lượng tiêu
hao nl giờ với tốc độ n. Dựa trên đặc tính không tải có thể phán đoán tính kinh tế,
đánh giá chất lượng hiệu chỉnh động cơ, kiểm tra chất lượng bơm cao áp, hiệu suất
cơ khí
Chuyển đổi các đặc tính về điều kiện tiêu chuẩn
- Động cơ xăng (chế hòa khí)
Ne, Me, pe: thông số có ích trung bình ở điều kiện áp suất 760 mmHg, t = 15 độ
Ne’, Me’, pe’: thông số có ích tb ở điều kiện áp suất, nhiệt độ khảo sát
Động cơ diesel chưa có công thức thống nhất để đưa các chỉ tiêu công tác
của động cơ về điều kiện tiêu chuẩn

Tính ổn định về chế độ làm việc của động cơ
Là khả năng phản ứng của động cơ đối với sự thay đổi chế độ làm việc của máy công
tác .
Để nâng cao tính ổn định cần giảm áp suất có ích
trung bình khi tăng tốc độ động cơ.
Tính ổn định được đánh giá qua hệ số thích ứng K
Phạm vi tốc độ ổn định
. Khi chạy theo đặc tính ngoài, chế độ làm việc của động
cơ xăng ổn định ơn động cơ diesel
. Chyển từ đặc tính ngoài sang đặc tính bộ phận, tính ổn định động cơ xăng tăng dần,
động cơ diesel không thay đổi nhiều
. Động cơ diesel tăng áp có tính kém ổn định do không có cơ cấu điều chỉnh máy nén
. Âp suất pk càng tăng ở tốc độ định mức, phạm vi tốc độ ổn định giảm