Bài giảng Lý thuyết động cơ ô tô Đại học chính quy

Khoa cơ khí động lực
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
1.1. ng c t trongĐộ ơđố 4
Hình 1-1. Động cơ đốt trong thuộc họ động cơ nhiệt 5
1.2. So sánh ng c t trong v i các lo i ng c nhi t khácđộ ơđố ớ ạ độ ơ ệ 5
1.3. Phân lo i ng c t trongạ độ ơđố 5
1.4. Nguyên lý l m vi c c a ng c t trong lo i tr c khu u – thanh truy nà ệ ủ độ ơđố ạ ụ ỷ ề 8
1.4.1. S nguyên lý v c u trúc c b nơđồ à ấ ơ ả 8
1.4.2. Các khái ni m v thông s c b n c a ng c t trongệ à ố ơ ả ủ độ ơđố 9
1.4.3. Nguyên lí l m vi c c a ng c 4 k không t ng ápà ệ ủ độ ơ ỳ ă 10
1.4.3.1. Nguyên lí l m vi c c a ng c x ng 1 xylanhà ệ ủ độ ơ ă 10
1.4.3.2. Nguyên lí l m vi c c a ng c diesel 1 xylanhà ệ ủ độ ơ 12
1.4.2. Nguyên lí l m vi c c a ng c 2 kìà ệ ủ độ ơ 12
1.4.3. Nguyên lí l m vi c c a ng c nhi u xylanhà ệ ủ độ ơ ề 14
1.4.3.1 Nguyên lí l m vi c c a ng c 4 kì 4 xylanh th ng h ngà ệ ủ độ ơ ẳ à 15
1.4.3.2. Nguyên lí l m vi c c a ng c 6 xylanh th ng h ngà ệ ủ độ ơ ẳ à 15
1.4.4. Nguyên lí l m vi c c a ng c có t ng ápà ệ ủ độ ơ ă 16
1.5. Nguyên lí l m vi c c a ng c piston quay ( ông c Walken)à ệ ủ độ ơ đ ơ 17
CHƯƠNG II: CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 19
2.1. Chu trình lý t ngưở 19
2.1.1. Khái ni m chu trình lý t ngệ ưở 19
2.1.2. Các lo i chu trình lí t ngạ ưở 21
2.1.3. Các ch tiêu ánh giá chu trình lí t ngỉ đ ưở 22
2.1.4. Kh o sát nh h ng n hi u su t nhi t v áp su t trung bình c a chu trìnhả ả ưở đế ệ ấ ệ à ấ ủ 24
2.1.4.1. Chu trình ng tíchđẳ 24
2.2. Chu trình th c t c a ng c t trongự ế ủ độ ơđố 27
2.2.1. Quá trình n pạ 27
2.2.1.1. Di n bi n quá trình n pễ ế ạ 27
2.2.1.2. Các thông s c a quá trình n pố ủ ạ 28
2.1.2.3. Nh ng nhân t nh h ng n h s n pữ ốả ưở đế ệ ố ạ 34

2.2.2. Quá trình nén 36
2.2.2.1. Di n bi n v các thông s c a quá trình nénễ ế à ố ủ 37
2.2.1.2 Nh ng nhân t nh h ng n n1ữ ốả ưở đế 37
2.2.3. Quá trình cháy 40
2.2.3.1. Khái quát v quá trình cháyề 40
2.2.3.3. Các hi n t ng cháy không bình th ng trong ng c x ngệ ượ ườ độ ơ ă 44
2.2.3.4. Nh ng nhân t nh h ng n quá trình cháyữ ốả ưở đế 45
2.3.2. Áp su t ch thấ ỉ ị 51
2.3.2.1. Chu trình h n h pỗ ợ 51
2.3.2.2. Chu trình ng tíchđẳ 51
2.3.3. Công su tấ 51
2.3.4. Hi u su t ch thệ ấ ỉ ị 52
2.4.5. Su t tiêu th nhiên li u ch thấ ụ ệ ỉ ị 52
3.1. Khái quát v môi ch t công tácề ấ 53
3.2. Nhiên li uệ 53
3.2.1. Các lo i nhiên li u dùng trong ng c t trongạ ệ độ ơđố 54
3.2.1.1. Nhiên li u khíệ 54
3.2.1.2. Nhiên li u l ngệ ỏ 54
3.2.2. Tính ch t c b n c a nhiên li u l ngấ ơ ả ủ ệ ỏ 57
3.2.2.1. Tính ch t v t lý c a nhiên li u l ngấ ậ ủ ệ ỏ 57
3.2.2.3. ánh giá tính t cháy c a nhiên li u dieselĐ ự ủ ệ 61
3.2.2.4. ánh giá tính ch ng kích n c a nhiên li u x ngĐ ố ổ ủ ệ ă 62
CHƯƠNG IV: HÌNH THÀNH HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 64
4.1. S hình th nh hòa khí trong ng c t trongự à độ ơđố 64
4.1.1. Khái ni m s hình th nh hòa khíệ ự à 64
Đồ án tốt nghiệp Trang 1
Khoa cơ khí động lực
4.1.2. Phân lo i s hình th nh hòa khíạ ự à 65
4.2. Hình th nh hòa khí trong ng c x ngà độ ơ ă 65
4.2.1. Yêu c u th nh ph n khí h n h p ng c x ngầ à ầ ỗ ợ độ ơ ă 65

4.2.2. Hình th nh h n h p trong b ch hòa khíà ỗ ợ ộ ế 66
4.2.2.1. Nguyên lí t o h n h pạ ỗ ợ 66
4.2.2.2. c tính c a b ch hòa khí lí t ngĐặ ủ ộ ế ưở 68
4.2.3.3. Các tuy n x ng trong b ch hòa khíế ă ộ ế 69
4.2.3. Hình th nh h n h p trong ng c phun x ngà ỗ ợ độ ơ ă 70
4.2.3.1. H th ng phun x ng n i mệ ố ă đơ để 71
4.2.3.2. H th ng phun x ng a i mệ ố ă đ để 72
4.2.3.3. H th ng phun x ng tr c ti pệ ố ă ự ế 73
4.2.3.4. Lý thuy t chung v phun x ngế ề ă 75
4.2.4. So sánh h th ng phun x ng v h th ng dùng ch hòa khíệ ố ă à ệ ố ế 85
4.3. Hình th nh h n h p trong ng c Diezelà ỗ ợ độ ơ 86
4.3.1. Ch t l ng tia phun v các nhân t nh h ngấ ượ à ốả ưở 87
4.3.2. C u trúc v s phát tri n c a tia phun nhiên li uấ à ự ể ủ ệ 88
4.2.3. Các ph ng pháp hình th nh hòa khí trong ng c diezelươ à độ ơ 90
4.2.3.1. Bu ng cháy th ng nh tồ ố ấ 90
4.2.3.3. H n h p m ngỗ ợ à 93
4.2.3.4. Bu ng cháy ng n cáchồ ă 94
4.2.3.4. Hình th nh khí h n h p ng nh t v cháy do nénà ỗ ợ đồ ấ à 97
4.3.3. i u khi n ng c diezel- H th ng CDIĐề ể độ ơ ệ ố 98
CHƯƠNG V: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
101
5.1. Vai trò c a các ch tiêu kinh t - k thu t c a C Tủ ỉ ế ỹ ậ ủ Đ Đ 101
5.2. Các ch tiêuỉ 101
5.2.1. Áp su t trung bình có íchấ 101
5.2.2. T n th t c khíổ ấ ơ 102
5.2.3. Công su tấ 102
5.2.4. Hi u su tệ ấ 102
5.2.5. Su t tiêu hao nhiên li u có íchấ ệ 102
5.2.6. Tu i th v tin c yổ ọ àđộ ậ 103
5.2.7. Kh i l ng ng cố ượ độ ơ 103

5.2.8. Kích th c baoướ 103
CHƯƠNG VI: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 104
6.1. Các ch l m vi c c a ng c t trongếđộ à ệ ủ độ ơđố 104
6.1.1. Khái ni m ch l m vi c c a ng cệ ếđộ à ệ ủ độ ơ 104
6.1.2. Ch l m vi c n nh v không n nhếđộ à ệ ổ đị à ổ đị 104
6.2. c tính c a ng cĐặ ủ độ ơ 105
6.2.2. Các c tính c a ng cđặ ủ độ ơ 106
6.2.2.2. c tính i u ch nhĐặ đề ỉ 116
6.2.2.3. c tính t iĐặ ả 122
6.2.2.4. c tính i u t cĐặ đề ố 124
6.3.2 Các bi n pháp c i thi n v i u ch nh c tính ng cệ ả ệ àđề ỉ đặ độ ơ 126
6.3.2.1. i u khi n pha ph i khíĐề ể ố 126
6.2.3.3. H th ng thay i chi u d i ng n p ACISệ ố đổ ề à đườ ạ 129
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 130
Đồ án tốt nghiệp Trang 2
Khoa cơ khí động lực
LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế thì nền
công nghiệp nói chung và đặc biệt là công nghiệp ôtô đã có những bước phát triển
nhảy vọt. Ôtô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đối với sự
phát triển của nền kinh tế – xã hội hiện nay.
Môn “Lý thuyết động cơ ô tô” là một trong những môn học đóng vai trò quan
trọng trong việc thiết lập những cơ sở khoa học để nghiên cứu, thiết kế động cơ. Nó
đã đề ra được những phương hướng nghiên cứu, thí nghiệm động cơ, tìm ra những
phương hướng, giải pháp điều khiển tối ưu nhất cho động cơ ô tô để nâng cao chất
lượng cũng như hiệu suất động cơ.
Môn học này làm nền tảng cơ bản của ngành kỹ thuật ôtô, nó biểu hiện rõ hơn về
lý thuyết tổng quát của động cơ.
Môn lý thuyết động cơ ôtô này xây dựng nhằm hai nhiệm vụ chính:
+ Giới thiệu tổng quan về động cơ đốt trong dùng trên xe ô tô

+ Nghiên cứu về chu trình làm việc của động cơ ô tô, quá trình hình thành hòa
khí trong động cơ.
+ Nghiên cứu về đặc tính của động cơ qua đó đưa ra các giải pháp nhằm cải
thiện đặc tính của động cơ ô tô.
Đồ án tốt nghiệp Trang 3
Khoa cơ khí động lực
CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.1. Động cơ đốt trong
Động cơ đốt trong là một trong các loại động cơ nhiệt, biến đổi nhiệt năng của
nhiên liệu thành cơ năng. Động cơ nhiệt hoạt động với hai quá trình cơ bản như sau:
- Đốt cháy nhiên liệu, giải phóng hóa năng thành nhiệt năng và gia nhiệt cho môi
chất công tác. Trong giai đoạn này xảy ra các hiện tượng lý hoá rất phức tạp.
- Biến đổi trạng thái của môi chất công tác, hay nói cách khác, môi chất công tác
thực hiện chu trình nhiệt động để biến đổi một phần nhiệt năng thành cơ năng.
Trên cơ sở đó có thể phân loại động cơ nhiệt thành hai loại chính là động cơ đốt
ngoài và động cơ đốt trong.
Ở động cơ đốt ngoài, ví dụ máy hơi nước cổ điển trên tàu hỏa, hai giai đoạn trên
xảy ra ở hai nơi khác nhau. Giai đoạn thứ nhất xảy ra tại buồng đốt và nồi xúp-de, kết
quả được hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao. Còn giai đoạn thứ hai là quá trình giãn
nở của hơi nước trong buồng công tác và sinh công làm quay bánh xe.
Ở động cơ đốt trong, hai giai đoạn trên diễn ra tại cùng một vị trí, đó là bên trong
buồng công tác của động cơ.
Hai loại động cơ nói trên đều có hai kiểu kết cấu, đó là động cơ kiểu piston và
kiểu tuabin theo sơ đồ dưới đây, hình 1-1.
Đồ án tốt nghiệp Trang 4
Động cơ nhiệt
Động cơ đốt ngoài Động cơ đốt trong
Kiểu piston Kiểu tuabin
Kiểu piston Kiểu tuabin
Khoa cơ khí động lực

Hình 1-1. Động cơ đốt trong thuộc họ động cơ nhiệt
Do giới hạn của giáo trình, chúng ta chỉ xét động cơ đốt trong kiểu piston và từ
đây gọi vắn tắt là động cơ đốt trong (ĐCĐT). Trong thực tế, động cơ kiểu tuabin là đối
tượng khảo sát của chuyên ngành máy tuabin.
1.2. So sánh động cơ đốt trong với các loại động cơ nhiệt khác
Ưu điểm Nhược điểm
- Hiệu suất có ích η
e
lớn nhất,
có thể đạt tới 50% hoặc hơn nữa.
Trong khi đó, máy hơi nước cổ điển
kiểu piston chỉ đạt khoảng 16%,
tuabin hơi nước từ 22 đến 28%, còn
tuabin khí cũng chỉ tới 30%.
- Kích thước và trọng lượng
nhỏ, công suất riêng lớn. Do đó,
động cơ đốt trong rất thích hợp cho
các phương tiện vận tải với bán kính
hoạt động rộng.
- Khởi động, vận hành và chăm
sóc động cơ thuận tiện, dễ dàng.
- Khả năng quá tải kém, cụ thể không quá
10% trong 1 giờ.
- Tại chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, mô
men sinh ra không lớn. Do đó, động cơ không
thể khởi động được khi có tải và phải có hệ
thống khởi động riêng.
- Công suất cực đại không lớn. Ví dụ, một
trong những động cơ lớn nhất thế giới là động
cơ của hãng MAN B&W có công suất 68.520

kW (số liệu 1997), trong khi tuabin hơi bình
thường cũng có công suất tới vài chục vạn kW.
- Cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao.
- Nhiên liệu cần có những yêu cầu khắt
khe như hàm lượng tạp chất thấp, tính chống
kích nổ cao, tính tự cháy cao nên giá thành
cao. Mặt khác, nguồn nhiên liệu chính là dầu
mỏ ngày một cạn dần. Theo dự đoán, trữ lượng
dầu mỏ chỉ đủ dùng cho đến giữa thế kỷ 21.
- Ô nhiễm môi trường do khí thải và ồn.
Tuy nhiên, với những ưu điểm nổi bật như trên, động cơ đốt trong hiện nay vẫn
là máy động lực chủ yếu, đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các lĩnh vực của đời
sống con người như giao thông vận tải, xây dựng, khai thác mỏ, nông nghiệp, ngư
nghiệp Theo các nhà khoa học, trong vòng nửa thế kỷ tới vẫn chưa có động cơ nào có
thể thay thế được động cơ đốt trong.
1.3. Phân loại động cơ đốt trong
Tiêu chí phân Các loại động cơ
Đồ án tốt nghiệp Trang 5
Khoa cơ khí động lực
loại
Theo cách thực
hiện chu trình
công tác
Động cơ bốn kỳ: Là động cơ có chu trình công tác thực hiện
sau bốn hành trình của piston hay hai vòng quay của trục
khuỷu.
Động cơ hai kỳ: Là động có chu trình công tác thực hiện sau
hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu.
Theo nhiên liệu Động cơ nhiên liệu lỏng: như xăng, diesel, cồn pha xăng hoặc
diesel, dầu thực vật

Động cơ nhiên liệu khí: Nhiên liệu khí bao gồm: khí thiên
nhiên (Compressed Natural Gas - CNG), khí hoá lỏng
(Liquidfied Petroleum Gas - LPG), khí lò ga, khí sinh vật
(Biogas)
Động cơ nhiên liệu kép (Dual Fuel) ví dụ như động cơ gas+
xăng, ga + diesel…
Động cơ đa nhiên liệu (Multi Fuel) như động cơ có thể dùng
được cả diesel và xăng, hoặc động cơ dùng cả xăng và khí đốt.
Theo phương pháp
hình thành khí hỗn
hợp
Hình thành hỗn hợp bên ngoài xylanh như động cơ xăng dùng
bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun xăng gián tiếp (phun vào
đường nạp).
Hình thành hỗn hợp bên trong xylanh như động cơ diesel hay
động cơ phun xăng trực tiếp (Gasoline Direct Injection - GDI)
vào xy lanh.
Theo phương pháp
đốt cháy hỗn hợp
Động cơ đốt cháy cưỡng bức như động cơ xăng.
Động cơ cháy do nén như động cơ diesel.
Theo phương pháp
nạp
Động cơ không tăng áp: không khí hay hỗn hợp được hút vào
xy lanh bởi sự chênh áp giữa đường nạp và xylanh.
Động cơ tăng áp: không khí hay hỗn hợp được nén trước khi
nạp vào xylanh.
Theo tốc độ trung bình của piston
Gọi tốc độ trung bình của piston là c
m

. Dễ dàng tính được
30
n.S
c
m
=
(m/s) với S
là hành trình piston (m) và n là tốc độ vòng quay của trục khuỷu (v/ph). Theo c
m
người ta phân loại động cơ như sau:
Động cơ tốc độ thấp
3,5 m/s ≤ c
m
< 6,5 m/s
Động cơ tốc độ trung bình
6,5 m/s ≤ c
m
< 9 m/s
Đồ án tốt nghiệp Trang 6
Khoa cơ khí động lực
Động cơ cao tốc
c
m
≥ 9 m/s
Theo dạng chuyển động của
piston
Động cơ piston tịnh tiến thường gọi ngắn gọn là động
cơ piston. Đa số động cơ đốt trong là động cơ piston.
Động cơ piston quay hay động cơ rôto do Wankel
phát minh năm 1954 nên còn gọi là động cơ Wankel.

Theo cách bố trí xi lanh
Động cơ thẳng hàng
Động cơ chữ V
Động cơ đối đỉnh
Động cơ hình sao
Đồ án tốt nghiệp Trang 7
Hình 1-2: Động cơ
thằng hàng
Hình 1-3: Động cơ
chữ V
Hình 1-4: Động
cơ đối đỉnh
Hình 1-5: Động
cơ hình sao
Khoa cơ khí động lực
1.4. Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong loại trục khuỷu – thanh truyền
1.4.1. Sơ đồ nguyên lý và cấu trúc cơ bản
Cấu tạo của động cơ đốt trong bao gồm:
a. Cơ cấu sinh lực gồm:
1. Bộ hơi: Xylanh, cụm piston, nắp máy…
2. Bộ phận chuyển động và dự trữ năng lượng: Trục khuỷu, thanh
truyền, bánh đà.
b. Các hệ thống và cơ cấu trong động cơ:
1. Cơ cấu phối khí: Cụm xupap hút và xả, trục cam, cơ cấu dẫn động trục
cam.
2. Hệ thống bôi trơn: Cácte dầu, bơm dầu, lọc dầu, các tuyến dầu, két
làm mát dầu…
3. Hệ thống làm mát: Két nước, bơm nước, áo nước, van hằng nhiệt,
đường ống nước…
4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí

hoặc phun xăng, hệ thống nhiên liệu đông cơ diesel.
5. Hệ thống điện động cơ: Hệ thống khởi động, hệ thống cung cấp
điện…
Đồ án tốt nghiệp Trang 8
Khoa cơ khí động lực
Hình cấu trúc cơ bản Lược đồ
Hình 1-6: Cấu trúc động cơ 4 kỳ
1. Trục khuỷu 2. Thanh truyền
3. Xi lanh 4. Piston
5. Xupap nap 6. Họng hút
7.Trục cam nạp 8.Trục cam xả
9. Xupap xả 10.Nắp máy
11. Đường ống xả
1.4.2. Các khái niệm và thông số cơ bản của động cơ đốt trong
Dựa vào lược đồ hình 1-7. Ta có thể đưa ra một số khái niệm cơ bản sau:
Quá trình công tác là tổng hợp tất cả biến đổi của môi chất công tác xảy ra trong
xylanh của động cơ và trong các hệ thống gắn liền với xylanh như hệ thống nạp - thải.
Chu trình công tác là tập hợp những biến đổi của môi chất công tác xảy ra bên
trong xylanh của động cơ và diễn ra trong một chu kì.
Kỳ là một phần của chu trình công tác xảy ra khi piston dịch chuyển một hành
trình.
Điểm chết: Là điểm mà tại đó piston có vận tốc bằng 0 hay là vị trí mà đường tâm
thanh truyền nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm trục khuỷu. Có 2 điểm chết là
điểm chết trên (ĐCT) và điểm chết dưới (ĐCD).
Đồ án tốt nghiệp Trang 9
1
2
3
4
5

6
§CT
§CD
S
D
Hình 1-7: Lược đồ động cơ bốn kỳ
1. Trục khuỷu 2. Thanh truyền,
3. Piston 4. Xu páp thải,
5. Vòi phun (động cơ diesel) hay bugi (động
cơ xăng),
6. Xu páp nạp
ĐCT. Điểm chết trên
ĐCD. Điểm chết dưới
S. Hành trình piston
D. Đường kính xy lanh
Khoa cơ khí động lực
Điểm chết trên của piston là điểm mà piston
cách xa đường tâm trục khuỷu nhất.
Điểm chết dưới của piston là điểm mà piston
cách tâm trục khuỷu một khoảng ngắn nhất.
Hành trình piston (S): Là khoảng cách giữa
hai điểm chết (m).
Thể tích tại một vị trí của piston: Là không
gian giới hạn bởi nắp máy, vách xilanh và
đỉnh piston.
Thể tích công tác V
h
là khoảng không gian
trong lòng xilanh được tính từ vị trí piston ở
ĐCT tới vị trí piston ở ĐCD.

Thể tích buồng cháy V
c
là thể tích xilanh khi piston ở ĐCT.
Thể tích toàn phần V
a
là thể tích trong lòng xilanh khi piston ở ĐCD.
Tỷ số nén ε là tỷ số giữa thể tích lớn nhất và thể tích nhỏ nhất (thể tích buồng cháy):
c
h
c
ch
min
max
V
V
1
V
VV
V
V
+=
+
==ε
(1.1)
1.4.3. Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kỳ không tăng áp
Động cơ bốn kỳ có chu trình công tác được thực hiện sau bốn hành trình của
piston hay hai vòng quay của trục khuỷu.
1.4.3.1. Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 1 xylanh
Đồ án tốt nghiệp Trang 10
Hình 1-9: Đồ thị mô tả nguyên lý làm việc của động cơ bốn kỳ không tăng áp

a. Đồ thị công b. Đồ thị pha
Hình 1-8: Các vị trí
điểm chết của ĐCĐT
Khoa cơ khí động lực
Hành trình thứ nhất: hành trình nạp
Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD tạo nên độ chân không
trong xylanh. Hoà khí từ đường nạp gọi là khí nạp mới được
hút vào xylanh qua xupáp nạp đang mở và hoà trộn với khí
sót của chu trình trước tạo thành hỗn hợp công tác. Xupáp
nạp mở sớm một góc là ϕ
1
tại điểm d
1
trước khi piston đến
ĐCD để tăng tiết diện lưu thông của dòng khí nạp.
Hành trình thứ hai: hành trình nén
Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Xupáp nạp đóng muộn
một góc ϕ
2
tại điểm d
2
trước ĐCT nhằm tận dụng quán tính
của dòng khí nạp để nạp thêm. Hỗn hợp công tác bị nén khi
hai xupáp cùng đóng dẫn tới tăng áp suất và nhiệt độ trong
xylanh. Tại điểm c’gần ĐCT tương ứng với góc ϕ
s
, bugi bật
tia lửa điện. Góc ϕ
s
được gọi là góc đánh lửa sớm (động cơ

xăng). Sau một thời gian chuẩn bị rất ngắn, quá trình cháy
thực sự diễn ra làm cho áp suất và nhiệt độ trong xylanh
tăng lên rất nhanh.
Hành trình thứ ba: hành trình cháy- giãn nở.
Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Sau ĐCT, quá trình
cháy tiếp tục diễn ra nên áp suất và nhiệt độ tiếp tục tăng,
sau đó giảm do thể tích xylanh tăng nhanh. Khí cháy giãn
nở sinh công. Gần cuối hành trình, xupáp thải mở sớm một
góc ϕ
3
tại điểm b’ để thải tự do một lượng đáng kể sản vật
cháy ra khỏi xylanh vào đường thải.
Hành trình thứ tư: hành trình thải
Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, sản vật cháy bị thải cưỡng bức
do piston đẩy ra khỏi xylanh. Để tận dụng quán tính của
dòng khí nhằm thải sạch thêm, xupáp thải đóng muộn sau
ĐCT một góc ϕ
4
ở hành trình nạp của chu trình tiếp theo.
Đồ án tốt nghiệp Trang 11
Hình 1-12: Hành trình
cháy trong động cơ xăng
Hình 1-13: Hành trình
xả trong động cơ xăng
Hình 1-10. Hành
trình nạp của động
cơ xăng
Hình 1-11: Hành trình
nén trong động cơ xăng
Khoa cơ khí động lực

1.4.3.2. Nguyên lí làm việc của động cơ diesel 1 xylanh
- Nguyên lý làm việc của động cơ diesel cũng giống như động cơ xăng nhưng
có một số nét khác biệt: Động cơ diesel không có hệ thống đánh lửa, nhiên liệu được
nén tới áp suất cao và phun vào không khí có áp suất và nhiệt độ cao trong buồng cháy
để cho nhiên liệu tự bốc cháy.
Hành trình nạp
Piston đi từ ĐCT xuống
ĐCD, xupap nạp mở, xupap thải
đóng. Không khí được hút vào
trong xylanh qua xupap nạp.
Xupap nạp mở sớm 1 góc
ϕ
1
trước ĐCTđể tăng lượng
không khí nạp vào xylanh.
Hành trình nén
- Piston đi từ ĐCD lên
ĐCT, các xupap đóng kín,
không khí trong xylanh bị nén
lại tới nhiệt độ và áp suất cao,
nhiệt độ buồng cháy động cơ
diesel lúc này khoảng 500-
800
0
C. Cuối hành trình nén, vòi
phun phun nhiên liệu vào trong
buồng cháy của động cơ.
Hành trình cháy- giãn nở
- Nhiên liệu được phun vào trong buồng cháy kết hợp với không khí được nén ở
nhiệt độ và áp suất cao nên tự bốc cháy. Quá trình cháy sinh công đẩy piston đi xuống

ĐCD. Cuối hành trình cháy, xupap thải mở sớm 1 góc ϕ
2
trước ĐCT nhằm tận dụng
quán tính của dòng khí để thải 1 phần khí cháy.
Hành trình thải
- Piston đi từ ĐCD đến ĐCT, xupap thải mở, khí cháy được đẩy ra ngoài qua
xupap thải. Xupap thải đóng sau ĐCT 1 góc ϕ
3
nhằm mục đích thải hết sản vật cháy ra
ngoài
1.4.2. Nguyên lí làm việc của động cơ 2 kì
Động cơ hai kỳ, như đã nêu trong phần phân loại, có chu trình công tác thực hiện sau
hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu.
Đồ án tốt nghiệp Trang 12
Hình 1-14: Hành trình
hút trong động cơ diesel
Hình 1-15: Hành trình
nén trong động cơ diesel
Hình 1-17: Hành trình
xả trong động cơ diesel
Hình 1-16: Hành trình
cháy động cơ diesel
Khoa cơ khí động lực
Các hình vẽ Phân tích
Hành trình thứ nhất:
Piston đi chuyển từ ĐCT đến ĐCD, khí
đã cháy và đang cháy trong xylanh giãn
nở sinh công. Khi piston mở cửa thải A,
khí cháy có áp suất cao được thải tự do
ra đường thải. Từ khi piston mở cửa quét

B cho đến khi đến điểm chết dưới, khí
nạp mới có áp suất cao nạp vào xylanh
đồng thời quét khí đã cháy ra cửa A.
Như vậy trong hành trình thứ nhất
gồm các quá trình: cháy giãn nở, thải tự
do, quét khí và nạp khí mới.
Hành trình thứ hai:
Piston di chuyển từ ĐCD đến ĐCT,
quá trình quét nạp vẫn tiếp tục cho đến
khi piston đóng cửa quét B. Từ đó cho
đến khi piston đóng của thải A, môi chất
trong xylanh bị đẩy qua cửa thải ra
ngoài, vì vậy giai đoạn này gọi là giai
đoạn lọt khí. Tiếp theo là quá trình nén
bắt đầu từ khi piston đóng cửa thải A cho
tới khi nhiên liệu phun vào xylanh (động
cơ diesel) hoặc bugi (động cơ xăng) bật
tia lửa điện. Sau một thời gian cháy trễ
rất ngắn quá trình cháy sẽ xảy ra.
Như vậy trong hành trình thứ hai
gồm có các quá trình: quét và nạp khí, lọt
khí, nén và cháy.
Đồ án tốt nghiệp Trang 13
Hình 1-19: Hoạt động của động cơ 2 kì
Hình 1-18: Ngyên lí làm việc của động cơ
2 kì
Đồ thị công b. Đồ thị pha
Khoa cơ khí động lực
1.4.3. Nguyên lí làm việc của động cơ nhiều xylanh
- Trong thực tế, nhằm mục đích nâng cao công suất động cơ người ta ghép các

động cơ lại với nhau tạo thành động cơ nhiều xylanh. Thực tế, động cơ thường có từ 3
xylanh trở lên. Các xylanh được bố trí theo nhiều cách khác nhau (đã giới thiệu trong
phần phân loại động cơ)
- Trong động cơ nhiều xylanh, kích
thước các chi tiết của các xylanh như nhau
nên quá trình làm việc của các xylanh cũng
giống nhau, chỉ khác nhau về pha.
Điều này phụ thuộc vào việc bố trí vị
trí tương quan giữa các xylanh:
Việc bố trí này tuân theo những quy tắc sau:
- Đảm bảo mômen của động cơ trong một chu trình là đồng đều nhất. Theo
nguyên tắc này, ở động cơ đốt trong một hàng xylanh, người ta bố trí sao
cho góc công tác giữa 2 xylanh làm việc liên tiếp là như nhau.
- Không để tải trọng tập trung quá nhiều vào một hoặc một số cổ trục khuỷu
nào đó để trục có sức bền đồng đều.
- Trục khuỷu phải có hình dạng động lực hợp lý.
Từ các nguyên tắc đó sẽ quyết định hầu hết mọi bố trí và kết cấu của toàn động cơ.
Đồ án tốt nghiệp Trang 14
Hình 1-21: Kết cấu trục khuỷu của
một số động cơ
Động cơ 4 xy lanh thẳng hàng
Động cơ 6 xy lanh thẳng hàng
Động cơ 6 xy lanh chữ V
Động cơ 4 xy lanh chữ V
Hình 1-20: Động cơ nhiều xylanh
Khoa cơ khí động lực
1.4.3.1 Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kì 4 xylanh thẳng hàng
- Với dạng trục khuỷu như hình 1-15.1 có thể bố trí góc công tác giữa hai xylanh
liên tiếp nhau là
0

180
4
720
==
k
δ
, tức là cứ 180
0
có một lần sinh công do đó momen
của động cơ phát ra đều. Mặt khác, trục khuỷu có dạng đối xứng nên tính cân bằng
động lực tốt, với cấu trúc trục khuỷu trên có thể có các thứ tự làm việc là 1-3-4-2 hoặc
1-2-4-3.
Ta có bảng thứ tự nổ như sau:
a.Trình tự làm việc 1-3-4-2
Số vòng quay
trục khuỷu
Góc quay trục
khuỷu
Thứ tự xylanh
1 2 3 4
1/2 vòng thứ 1 0
o
-180
o
Hút Nén Xả Nổ
1/2 vòng thứ 2 180
o
-360
o
Nén Nổ Hút Xả

1/2 vòng thứ 3 360
o
-540
o
Nổ Xả Nén Hút
1/2 vòng thứ 4 540
o
-720
o
Xả Hút Nổ Nén
b. Thứ tự làm việc kiểu 1-2-4-3
Số vòng quay
trục khuỷu
Góc quay
trục khuỷu
Thứ tự xylanh
1 2 3 4
1/2 vòng thứ 1 0
o
-180
o
Hút Xả Nén Nổ
1/2 vòng thứ 2 180
o
-360
o
Nén Hút Nổ Xả
1/2 vòng thứ 3 360
o
-540

o
Nổ Nén Xả Hút
1/2 vòng thứ 4 540
o
-720
o
Xả Nổ Hút Nén
1.4.3.2. Nguyên lí làm việc của động cơ 6 xylanh thẳng hàng
- Động cơ loại này có cấu trúc trục khuỷu như hình 1-11.2. Loại này mỗi cổ khuỷu sẽ
đặt lệch nhau 120
0
. Với cấu trúc trục khuỷu như vậy, cứ sau 120
0
lại có một máy sinh
công. Để thứ tự nổ đều và máy chạy ổn định người ta xắp đặt trình tự công tác của các
xylanh hay thứ tự đánh lửa là : 1- 5 - 3 – 6 – 2 - 4, 1- 4 - 2- 6 – 3 - 5 hoặc 1 – 2 – 3 – 6
– 5 - 4.
Bảng thứ tự làm việc của động cơ 4 kì 6 xi lanh với thứ tự làm việc 1-5-3-6-2-4
Trình tự 1/2
vòng
quay trục
Góc quay
của
trục
Số xilanh
Đồ án tốt nghiệp Trang 15
Khoa cơ khí động lực
khuỷu khuỷu
1/2 vßng thø 1
60

o
120
o
180
o

1/2 vßng thø 2
240
o
300
o
360
o
1/2 vßng thø 3
420
o
480
o
540
o
1/2 vßng thø 4
600
o
660
o
720
o
1.4.4. Nguyên lí làm việc của động cơ có tăng áp
- Một phương pháp rất hiệu quả để tăng công suất động cơ là tăng lượng môi chất
nạp bằng cách nén môi chất trước khi nạp vào xylanh. Phương pháp này gọi là tăng áp

cho động cơ. Khi nén, áp suất, nhiệt độ của môi chất tăng. Một số động cơ được trang
bị bộ phận làm mát khí nén trước khi nạp vào động cơ để nạp được nhiều hơn. Sau đây
chúng ta tìm hiểu một số phương pháp tăng áp chủ yếu.
1.4.4.1 Tăng áp cơ khí
Hình 1-22: Tăng áp cơ khí
1. Động cơ 2. Đường thải
3. Máy nén 4. Bình làm mát trung gian
5. Đường nạp 6. Môi chất trước máy nén
7. Bộ truyền cơ khí
Với kiểu tăng áp này, máy nén 3
được truyền động từ trục khuỷu của động
cơ. Phương pháp này có ưu điểm là khi số
vòng quay của động cơ thay đổi đột ngột,
máy nén vẫn cung cấp cho động cơ lượng
môi chất cần thiết. Tuy nhiên, chính vì
được dẫn động từ động cơ nên lượng khí
nén phụ thuộc vào tốc độ động cơ nên có
nhược điểm là máy nén không cung cấp
đủ lượng khí nén phù hợp cho động cơ khi
tải trọng thay đổi.
1.4.4.2. Tăng áp kiểu tuabin- máy nén
Theo phương pháp này, khí thải của
động cơ dẫn vào tuabin 7, sinh công làm
quay máy nén 3. Tốc độ vòng quay của
Đồ án tốt nghiệp Trang 16
Hình 1-23: Tăng áp kiểu tuabin- máy nén
Động cơ
Đường xả
Máy nén
Bình làm mát trung gian

Đường nạp
Môi chất trước máy nén
Tua bin

1

2

3

4

5

6
Nén
Hút
Nổ
Nổ
Hút
Hút
Xả
Xả
Nén
Hút
Nén
Nổ
Xả
Nén
Nổ

Xả
Hút
Xả
Hút
Nén
Nổ
Nổ
Xả
Hút
Nén
Nén
Nổ
Xả
Khoa cơ khí động lực
tuabin máy nén có thể tới 100.000
vòng/phút. Phương pháp này tận dụng
được năng lượng của khí thải. Nhưng khi
tốc độ vòng quay của động cơ thay đổi đột
ngột, do quán tính của tuabin máy nén nên
máy nén không cung cấp được lượng
không khí cần thiết. Mặt khác, ở chế độ
tốc độ vòng quay nhỏ và tải nhỏ, công của
tuabin không đủ cho máy nén làm việc
bình thường.
1.4.4.3. Tăng áp hỗn hợp
Hình 1-24: Tăng áp hỗn hơp
1. Động cơ 2. Đường thải
3. Máy nén 4.tua bin
5. Bộ truyền cơ khí
6. BBình làm mát trung gian

7. Đường nạp
Với kiểu tăng áp này, máy nén được
dẫn động từ động cơ và tuabin. Phương
pháp này khắc phục nhược điểm của hai
phương pháp trên. Động cơ được cung cấp
khí nén phù hợp hơn tại các chế độ tải
trọng và tốc độ quay khác nhau, kể cả khi
thay đổi tốc độ đột ngột. Mặt khác, công
suất dư của tuabin được sử dụng như là
công có ích của cả hệ thống.
1.5. Nguyên lí làm việc của động cơ piston quay (đông cơ Walken)
Hình vẽ Nguyên lí hoạt động
Trục cơ quay theo chiều kim đồng hồ làm
bánh răng quay, bánh răng quay dẫn động
piston (rôto) quay làm thay đổi thể tích
các khoang AC, BC, AB.
Đồ án tốt nghiệp Trang 17
Hình 1-25: Sơ đồ nguyên lí động cơ
Valken
1. Rô to (piston quay) 2. Trục cơ
3. Vành răng rô to 4. Bánh răng trục
cơ
5. Xilanh 6. Buồng nạp
7. Cửa nạp 8. Bugi
9. Cửa thải
Khoa cơ khí động lực
Trên hình 1-25, piston quay theo chiều
kim đồng hồ, không gian AC có thể tích
tăng dần và thông với cửa nạp nên tại đây
quá trình nạp diễn ra. Khí nạp được hút

vào xylanh qua cửa nạp 7. Khi điểm A đi
qua cửa nạp thì quá trình nạp kết thúc.
Piston tiếp tục quay, không gian AC giảm
thể tích và thực hiện quá trình nén. Khi
môi chất bị nén tới áp suất cao (khoang
BC) bugi bật tia lửa điện đốt cháy nhiên
liệu (động cơ xăng) hoặc vòi phun phun
nhiên liệu (động cơ diesel). Sau một thời
gian cháy trễ, quá trình cháy thực sự diễn
ra. Áp suất trong khoang tăng lên tác dụng
lên bề mặt piston (mặt BC) làm piston
quay, qua vành răng và bánh răng làm
quay trục cơ.
Khi khoang BC diễn ra quá trình cháy-
giãn nở thì khoang AC diễn ra quá trình
nạp và khoang AB diễn ra quá trình thải.
Quá trình thải bắt đầu khi đỉnh A mở cửa
thải 9.
Nhận xét:
Khi rô to thực hiện 1 chu trình tương ứng với 3 vòng quay của trục cơ, cả 3 không
gian đều thực hiện 1 chu trình làm việc gồm 4 quá trình: Hút- nén- cháy, giãn nở- thải
tương đương với động cơ piston thường 4 kì, 3 xylanh.
Ưu điểm của động cơ Walken so với động cơ piston thông thường:
-Rô to quay nên cân bằng dễ dàng. Vì thế, tốc độ động cơ cao hơn động cơ
piston thường.
- Vì không dùng xupáp nên chất lượng nạp- thải tốt hơn do tiết diện lưu thông
lớn.
- Gọn và công suất cao.
Nhược điểm chủ yếu của động cơ Walken so với động cơ piston thường là các
chi tiết bao kín dạng thanh ở các đỉnh của rôto và bề mặt xylanh mòn rất nhanh do

Đồ án tốt nghiệp Trang 18
Khoa cơ khí động lực
vận tốc lớn và khó bôi trơn. Vì vậy tuổi thọ động cơ thấp.
Động cơ Walken ít được sử dụng trong ô tô.
( Một số xe dòng MAZDA hiện nay sử dụng động cơ piston quay)
CHƯƠNG II: CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
2.1. Chu trình lý tưởng
2.1.1. Khái niệm chu trình lý tưởng
- Chu trình thực tế của động cơ bao gồm các quá trình lý hoá rất phức tạp và chịu
ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau. Về thực chất, chu trình thực tế của động cơ là
chu trình hở, không thuận nghịch và không thể tính toán hoàn toàn chính xác được.
Chu trình thực tế được đơn giản hoá bằng một số giả thiết nhằm những mục đích cụ
thể được gọi là chu trình lý tưởng.
Những đặc điểm của chu trình lý tưởng và mục đích nghiên cứu
- Lượng môi chất không thay đổi tức là không có quá trình thay đổi khí.
- Nhiệt lượng cấp cho chu trình từ bên ngoài, như vậy không có quá trình cháy và
toả nhiệt của nhiên liệu cũng như tổn thất cho các quá trình này. Đồng thời, thành phần
môi chất cũng không đổi.
Đồ án tốt nghiệp Trang 19
Khoa cơ khí động lực
- Quá trình nén và giãn nở là đoạn nhiệt và không có tổn thất nhiệt do lọt khí.
- Tỷ nhiệt của môi chất trong suốt chu trình không đổi và không phụ thuộc vào
nhiệt độ.
Với những đặc điểm nêu trên, chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong sẽ là chu
trình kín, thuận nghịch và không có tổn thất nào khác ngoài tổn thất nhiệt cho nguồn
lạnh theo định luật nhiệt động II.
Nghiên cứu chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong nhằm các mục đích sau:
-Thấy rõ ảnh hưởng của những thông số chủ yếu đến sự hoàn thiện của việc
biến đổi nhiệt thành công.
- Tạo điều kiện so sánh các chu trình khác nhau một cách dễ dàng.

-Xác định được giới hạn cao nhất của chu trình thực tế của động cơ.
Đồ án tốt nghiệp Trang 20
Khoa cơ khí động lực
2.1.2. Các loại chu trình lí tưởng
Đồ án tốt nghiệp Trang 21
Khoa cơ khí động lực
2.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chu trình lí tưởng
Đồ án tốt nghiệp Trang 22
2.1.2.1. Chu trình hỗn hợp Trước hết, ta gọi:
-
c
a
V
V
=
ε
là tỷ số nén (2.1)
-
c
z
c
y
p
p
p
p
==λ
là tỷ số tăng áp suất (2.2)
-
c

z
V
V
=ρ
là tỷ số giãn nở sớm (2.3)
-
z
b
V
V
=
δ
là tỷ số giãn nở sau (2.4)
==>
δρ=ε
.

Q
1
: Nhiệt lượng cấp bởi nguồn nóng(J)
Q
2:
Nhiệt lượng nhả cho nguồn lạnh(J)
Q
1,v
: Nhiệt lượng của quá trình đẳng tích(J)
Q
2,v
: Nhiệt lượng của quá trình đẳng áp(J)
L

t
: Công của chu trình(J)
2.1.2.2. Chu trình đẳng tích
L: Công của chu trình(J)

2
Q
: Nhiệt lượng nhả cho nguồn lạnh(J)
1
Q
: Nhiệt lượng nhận từ nguồn nóng(J)
Hình 2-1a: Chu trình hỗn hợp
trên đồ thị p-V
Hình 2-1b: Chu trình hỗn hợp
trên đồ thị T-S
Hình 2-2a: Chu trình đẳng tích
trên đồ thị p-V
Hình 2-2b: Chu trình đẳng tích trên đồ thị T-S
Khoa cơ khí động lực
2.1.3.1. Hiệu suất nhiệt
- Hiệu suất nhiệt
t
η
đặc trưng cho
tính kinh tế của việc biến đổi nhiệt
thành công của chu trình lí tưởng.
Ta có:
1
2
1

21
1
1
Q
Q
Q
QQ
Q
L
t
t
−=
−
==
η
(2.5)
L
t
là công của chu trình.
Q
1
là nhiệt cấp từ nguồn nóng.
Q
2
là nhiệt nhả cho nguồn lạnh.
L
t
có thể tính theo công thức sau:
∫
= pdVL

t
Chu trình hỗn hợp:
Ta có:
1
2
1
Q
Q
t
−=
η
(2.6)
Biến đổi ta thu được:
)1(k1
11
1
k
1k
h,t
−ρλ+−λ
−λρ
ε
−=η
−
(2.7)
Chu trình đẳng tích
khi thay ρ = 1 vào các công thức (2.7) ta thu
được:
1
,

1
1
−
−=
k
vt
ε
η
(2.8)
(Tham khảo quá trình tính toán tại bảng
phụ lục 1)
2.1.3.2. Áp suất trung bình p
t
- Thực chất, p
t
là công riêng
của chu trình tính cho một đơn vị
thể tích công tác của xylanh. Do đó,
p
t
đặc trưng cho tính hiệu quả sử
dụng thể tích công tác của chu
trình. Cụ thể, p
t
càng lớn tức là tính
hiệu quả càng cao.
- Về ý nghĩa vật lí, p
t
là áp
suất giả định không đổi tác dụng

lên piston dịch chuyển một hành
trình từ ĐCT và sinh ra một công
Theo định nghĩa:
h
t
t
V
L
p
=
(2.9)
Đơn vị của p
t
là N/m
2
.
Chu trình hỗn hợp:
Ta có:
h
h,t
h,t
V
L
p =
(2.10)
Tính toán ta được:
[ ]
h,t
k
a

h,t
)1(k1
)1k)(1(
p
p
η−ρλ+−λ
−−ε
ε
=
(2.11)
Chu trình đẳng tích: khi thay ρ = 1 vào các
công thức (2.11) ta thu được:
av,t
k
v,t
p
)1k)(1(
1
p
ηε
−−ε
−λ
=
(2.12)
( Tham khảo quá trình tính toán các thông số
trong bảng phụ lục 1)
Về ý nghĩa hình học, p
t
chính là chiều
cao của hình chữ nhật có cạnh đáy là V

h
và
diện tích biểu thị công của chu trình L
t.
Đồ án tốt nghiệp Trang 23
Hình 2-3: Xác định áp suất trung
bình p
t
trên đồ thị công
Khoa cơ khí động lực
bằng công của chu trình L
t.
2.1.4. Khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt và áp suất trung bình của chu trình
2.1.4.1. Chu trình đẳng tích
a. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt
η
t,v
Tổng hợp ảnh hưởng của k và ε được thể hiện trên hình 2-4
-Từ
1
,
1
1
−
−=
k
vt
ε
η
,ta thấy η

t,v
chỉ phụ thuộc chỉ số
đoạn nhiệt k của môi chất công tác và tỷ số nén ε của
động cơ.
- Khi tăng k thì η
t,v
tăng. Tuy nhiên, k là một thông
số vật lý của môi chất phụ thuộc vào số nguyên tử chứa
trong một phân tử. Đối với khí 1 nguyên tử, k = 1,6; khí 2
nguyên tử (có thể coi không khí gần đúng là khí 2 nguyên
tử) k = 1,41 và khí 3 nguyên tử có k = 1,3.
- Khi tăng ε thì η
t,v
tăng. Vì vậy, một trong những
phương hướng chủ yếu để tăng hiệu suất của động cơ khi
thiết kế là sử dụng các biện pháp sao cho có thể có tỷ số
nén cao.
-Từ hình 2-4, ta có thể nhận thấy tốc độ tăng η
t,v
giảm dần khi tăng ε. Mặt khác cần lưu ý rằng, càng tăng ε động cơ càng dễ bị kích
nổ ,do đó ε bị giới hạn.
Cần phải lưu ý rằng, η
t,v
chỉ phụ thuộc vào ε và k mà không phụ thuộc vào lượng nhiệt
cấp cho chu trình Q
1
.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất trung bình p
t,v
- Từ công thức

avt
k
vt
p
k
p
,,
)1)(1(
1
ηε
ε
λ
−−
−
=
, ta thấy p
t,v
phụ thuộc vào ε, k và p
a
,
trong đó ảnh hưởng của ε và p
a
là rõ nét và có ý nghĩa thực tế hơn cả.
- p
t,v
tăng tỷ lệ với p
a
. Vì vậy trong thực tế cần áp dụng các biện pháp để tăng áp
suất quá trình nạp để nạp được nhiều khí nạp mới, do đó đốt được nhiều nhiên liệu dẫn
tới tăng áp suất trung bình và tăng công suất động cơ.

Đồ án tốt nghiệp Trang 24
k=1,41
k=1,30
η
v
0,6
0,5
0,7
10 12
ε
0,4
0,3
6
8
Hình 2-4: Các nhân tố
ảnh hưởng đến
η
t,v
: Hệ số nạp
k: Chỉ số đoạn nhiệt
: Tỉ số nén
Khoa cơ khí động lực
- Khi tăng ε,
1−
ε
ε
k
tăng do k > 1, do đó p
t,v
tăng. Ngoài ra, p

t,v
còn tăng là do η
t,v
như đã xét ở trên. Rõ ràng là tỷ số nén ε là một thông số ảnh hưởng rất quan trọng của
động cơ.
Ngoài ra, khác với η
t,v
, p
t,v
chịu ảnh hưởng rất lớn của nhiệt lượng cung cấp cho
chu trình Q
1
. Khi tăng Q
1
sẽ làm tăng nhiệt độ T
z
và áp suất p
z
(Cuối quá trình đẳng
tích c-z trên hình 2-3). Điều đó dẫn tới tăng tỉ số tăng áp theo công thức
c
z
c
y
p
p
p
p
==
λ

tăng nên p
t,v
theo công thức
avt
k
vt
p
k
p
,,
)1)(1(
1
ηε
ε
λ
−−
−
=
,cũng tăng, do đó tăng momen và
công suất động cơ.
2.1.4.2. Chu trình hỗn hợp
a. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt
η
t,h
Từ
)1(1
11
1
1
,

−+−
−
−=
−
ρλλ
λρ
ε
η
k
k
k
ht

ta thấy:
-
ε
tăng thì
h,t
η
tăng.
- Đối với
λ
và
ρ
thì ta phải xét ảnh hưởng tổng hợp.
Giả sử Q
1
, ε, k, T
a
, m, C

V
không thay đổi, ta có:
Q
1
= mC
v
[(T
y
- T
c
) + k(T
z
- T
y
)] = mC
v
ε
k - 1
T
a
[λ - 1 + kλ(ρ - 1)] = const.
Như vậy, ε
k - 1
T
a
[λ - 1 + kλ(ρ - 1)] = const.
Do đó, [λ - 1 + kλ(ρ - 1)] =const (2.13)
Điều đó có nghĩa là, khi λ tăng (Q
1V
tăng) thì ρ giảm

(Q
1p
giảm) và ngược lại.
h,t
η
nay có dạng đơn giản như sau:
A
1
1
k
h,t
−λρ
−=η
(2.14)
và chỉ phụ thuộc vào
k
λρ
mà thôi.
Khảo sát
k
λρ
, ta có nhận xét: khi λ tăng thì λρ
k
giảm,
theo (2.14) thì η
t,h
tăng.
( Khảo sát
k
λρ

, tham khảo phụ lục 2)
Tổng hợp ảnh hưởng của ρ và λ được thể hiện trên hình
2-5
Đồ án tốt nghiệp Trang 25
Hình 2-5. Ảnh hưởng
tổng hợp của
λ
và
ρ
đến
t
t,h
λ
ρ
ρ
ηt,h
3
2
1
0,7
0,65
0,6
4
3
2
1
: Tỉ số giãn nở sớm
: Tỉ số tăng áp suất
: Hiệu suất nhiệt