Bài giảng Nguyên lý động cơ đốt trong Chương 3 Chu trình thực tế dùng trong động cơ đốt trong

CHU TRÌNH THỰC TẾ
DÙNG TRONG Đ.C.Đ.T
A-QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI KHÍ
B-QUÁ TRÌNH NÉN
C-QUÁ TRÌNH CHÁY

D-QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ


QUÁ TRÌNH TRAO
ĐỔI KHÍ

A-QUÁ TRÌNH NẠP

B-QUÁ TRÌNH THẢI
C-DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH QUÉT THẢI
CỦA ĐỘNG CƠ HAI KỲ
D-HỆ THỐNG QUÉT THẢI CỦA ĐỘNG
CƠ HAI KỲ
E-HỆ THỐNG NẠP THẢI CỦA ĐỘNG
CƠ TĂNG ÁP


A-QUÁ TRÌNH NẠP
Quay về quá trình trao đổi khí

I-DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH NẠP

1-Diễn biến quá trình nạp
động cơ 4 kỳ không tăng áp
2-Diễn biến quá trình nạp

động cơ 4 kỳ tăng áp
3-Diễn biến quá trình nạp
động cơ 2 kỳ


1-Diễn biến quá trình nạp động cơ 4 kỳ
không tăng áp Quay về quá trình nạp
*3 r : Góc mở sớm của
SN  giảm tổn thất áp
suất trên đường ống nạp.
*r 2 : (r  r’) : quá trình
khí sót giản nở (góc đóng
muộn ST)
*2  a (r’  a) : khí nạp
mới đi vào nhờ chênh
lệch áp suất
*a  4 : góc đóng muộn SN


Cuối quá trình thải
khí sót chiếm toàn bộ
thể tích xi lanh (lúc
này = VC) có áp suất
Pr, Tr. QT Nạp lý
thuyết được xẩy ra ở
ĐCT (QTNạp về lý
thuyết : ĐCT 
ĐCD), nhưng tại r thì
Pr > Po khí sót giản
nở đến r’ thì quá

trình nạp thực sự
được tiến hành.


2-Diễn biến quá trình nạp động cơ 4 kỳ
tăng áp Quay về quá trình nạp
*2  r : góc mở sớm của SN
*r  a : áp suất luôn luôn tăng
và quét khí sót ra khỏi xi lanh,
đồng thời khí nạp đi vào xi lanh
(PK > Po, PK > Pr )
*a  4 : góc đóng trể của SN
1.Nếu không làm mát khí nén thì
: PK = Ptăng áp
Ptăng áp là áp suất tại cửa ra của
máy nén khí, phụ thuộc vào mức
độ tăng áp suất của máy nén.
*m = chỉ số nén (m = 1,6  1,8)


2.Nếu có làm mát

PK = Ptăng áp - Pm
*Pm = Trở lực của
két làm mát khí
*

 Ptăngáp 

TK  TO 

 PO 

m 1
m

 Tm

*Tm = độ giảm nhiệt
của khí nén trong két
làm mát


3-Diễn biến quá trình nạp động cơ 2 kỳ
Quay về quá trình nạp

*m’am = hành trình nạp

*ma’ = góc lọt khí nạp mới
*Động cơ 2 kỳ quá trình nạp
được tiến hành với quá trình
quét khí thải ra khỏi xi lanh.
*Khi piston đi xuống tại l cửa
thải mở  SVC thải ra ngoài
tự do. Đến điểm m’ cửa nạp
mở, áp suất trong xi lanh < PK
 khí nạp mới đi vào xi lanh
quét khí thải ra ngoài và chiếm
đầy thể tích xi lanh
*p suất khí quét đi vào cửa
quét cũng bò giảm một lượng

*p suất khí quét đi vào cửa quét cũng bò
giảm một lượng P.
p suất trong xi lanh
khí đóng cửa quét (d)
vẫn > áp suất khí thải
trong đường thải. Giai
đoạn đóng cửa quét d
tới khi đóng cửa thải e
( đoạn ma’) là giai
đoạn lọt khí nạp mới.
*Động cơ 2 kỳ bao giờ
cũng được tăng áp để
thực hiện quét khí


4-Nhận xét
Trong cả 3 loại động cơ đều:
1-Khí nạp mới đi vào xi lanh phải
khắc phục sức cản lưu động
Pa
2-Khí nạp mới không thể gạt hết

sản vật cháy ra ngoài
có r
3-Khí nạp mới đi vào xi lanh tiếp
xúc với các chi tiết nóng và hòa trộn
với khí sót Ta > TK

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA
QUÁ TRÌNH NẠP
*p suất cuối quá trình nạp Pa
*Pr, Tr, Mr

*Hệ số khí sót
*Nhiệt độ sấy nóng khí nạp mới
*Nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta

*Hệ số nạp


II -TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA
QUÁ TRÌNH NẠP
Quay về Các thông số

1-p suất cuối quá trình nạp (Pa)
Pa = Po - PK Đ/cơ 4 kỳ không tăng áp
Pa = Po - PK Đ/cơ 4 kỳ tăng áp
Tính toán:
Giả thiết: * Khối lượng của khí là
không đổi tại tất cả các tiết diện  =
K = const


*Quá trình đưa dòngkhí nạp mới đi
vào xi lanh là quá trình lưu động
liên tục và ổn đònh
Hệ quả: Tại tất cả các tiết diện,

lưu lượng dòng khí không đổi.

*Tất cả các đường ống nạp đều có
góc lượn rất lớn


Pot air WK, K , Pk

K

0
x
Wx, x,fx

BCHK

ĐCT

K

ZK

0 Mặt chuẩn
x

Za

a
a
Wa, a,fa,Pa ĐCD

= khối lïng riêng, Wx = tốc độ
của dòng khí


*Phương trình Bernoillie cho 2 tiết
diện: Pot air (K-K) và ĐCD (a-a)
(PK/K)+(W2K/2)+(g.ZK) = (Pa/a) +
(W2a/2)+ [o(W2x/2)]+(g.Za) (1)
Do tiết diện K-K lớn xem Wk=0, chọn
mặt chuẩn (0-0) sao cho: ZK= Za
 K =  a .(1) được viết lại như sau:
(PK/K) = (Pa/K) +(W2a/2)+ [o(W2x/2)]
 = (Wa/Wx)<1: hệ số bóp dòng chảy
PK = PK- Pa= (W2x/2)(2+ o)  K





THÔNG SỐ Pr, Tr, Mr
Quay về Các thông số

1-ÁP SUẤT KHÍ SÓT(Pr):
a- Pr = Pth + Pr
Trong đó: Pr = K2.(n2/f2th)
b-Chọn Pr theo kinh nghiệm:
Không tăng áp:
Tốc độ thấp:Pr= (1,03-1,06)Po
Cao tốc:
Pr= (1,05-1,25)Po

Tăng áp: Pr= (0,75-0,98)Pk


c-Tính Pr thay đổi theo n, áp dụng
công thức:
Pr = Po( 1,035 + Ap. 10-8.n2 )
Trong đó:
Ap=[PrN - 1,035 Po).108.(1/Po.nN2)]
+PrN = p suất khí sót ở chế độ
đònh mức.
PrN = 1,18 Po = 0,118 MN/m2
nN =
số vòng quay trục khuỷu ở
chế độ đònh mức (v/p).


2-LƯNG KHÍ SÓT(Mr):
Mr= r.M1 hoặc Mr = PrVc/RTr
3-NHIỆT ĐỘ KHÍ SÓT(Tr):
Tr phụ thuộc vào:  ,sự trao đổi
trong QTGN và thải, mức độ giãn
nở của SVC.
Động cơ xăng:  thay đổi trong
phạm vi nhỏ nên khi giảm tải Tr
thay đổi rất ít.


Động cơ diesel:Muốnthay đổi phụ
tải phải thay đổi trực tiếp  , nên
khi giảm tải, Trthay đổi nhiều.

*Động cơ diesel: có  cao hơn xăng
mức độ giãn nở khí thải lớn,
nhiệt độ trong QTGN tương đối
thấp
Hai yếu tố trên:
trò số Tr diesel< Tr xăng
*Xăng: Tr = ( 900 - 1100 )0K
*Diesel: Tr = ( 600 - 900 )0K


HỆ SỐ KHÍ SÓT (r)
Quay về Các thông số

*Đánh giá mức độ mức độ thải sạch bằng r,
r là tỉ số giữa số kmole khí sót Mr và số
kmole khí nạp mới M1. r = Mr / M1.
* Phương trình trạng thái khí sót:
Pr.Vr = Mr.R.Tr  Mr= (Pr.Vr)/ (R.Tr)
r= (Pr.Vr)/ (R.Tr.M1). (1)
*Gọi: 2 = Vr/Vc = Hệ số quét buồng cháy.
Khi không quét:2 = 1 Vr=Vc=Vh/(-1)

r= [Pr/(R.Tr.M1)].[Vh/ /(-1)]


Chú ý: muốn nạp
đầy khí thì r Mr
Mr
 Pr   hoặc
 phụ tải.

 Vr dùng biện
pháp quét sạch b/c
 Tr, biện pháp này
không có lợi vì  t


Chú ý: r xăng > r diesel
vì  xăng <  diesel

Động cơ 2 kỳ chất
lượng quét sạch khí
thải ra khỏi xi lanh
còn được đánh giá
bằng hệ số thải sạch
t = M1/(M1+Mr)
t = 1/(1+ r)