đề cương động cơ đốt trong

Phần I: lý thuyết
Câu 1: so sánh ưu điểm, nhược điểm của động cơ đốt trong với động cơ đốt ngoài.
❖ Ưu điểm
➢ Hiệu suất cao đến 50%
➢ Kích thước và trọng lượng nhỏ
➢ Công suất riêng lớn
➢ Thích hợp cho các phương tiện vận tải với điều kiện làm di động
➢ Khởi động, vận hành và chăm sóc dễ dàng
❖ Nhược điểm
➢ Khó khởi động khi có tải
➢ Khả năng quá tải kém
➢ Công suất cực đại không cao
➢ Nhiên liệu đắt và cạn dần trong thiên nhiên
➢ Ô nhiễm môi trường vì khí xả và ôn
Câu 2: trình bày khái niệm động cơ đốt trong. Phân loại động cơ đốt trong.
❖ Khái niệm
-Động cơ đốt trong là một dạng của động cơ nhiệt nó chuyển hóa nhiệt năng sinh ra do
quá trình đốt cháy nhiên liệu trong xilanh thành cơ năng.

1)

2)

3)

4)

❖ Phân loại:
Theo số kỳ làm việc:
a) Động cơ 2 kỳ.
b) Đông cơ 4 kỳ.

Theo loại nhiên liệu dùng cho động cơ:
a) Động cơ dùng nhiên liệu lỏng, nhẹ (xăng, benzen, dầu hỏa, cồn,...).
b) Động cơ dùng nhiên liệu lỏng, nặng (nhiên liệu ddieezen, dầu mazut, gazolin,...).
c) Động cơ dùng nhiên liệu khí (khí lò ga, khí thiên nhiên, khí hóa lỏng, nhiên liệu
khí nén).
d) Động cơ dùng nhiên liệu khí cộng với nhiên liệu lỏng (phần chính là nhiên liệu
khí, phần mồi là nhiên liệu lỏng).
e) Động cơ đa nhiên liệu (dùng các nhiên liệu lỏng từ nhẹ đến nặng).
Theo điều kiện nạp:
a) Động cơ không tăng áp.
b) Động cơ tăng áp.
Theo phương pháp hình thành hòa khí (hỗn hợp không khí và nhiên liệu):
a) Động cơ hình thành hòa khí bên ngoài: hơi nhiên liệu lỏng nhẹ (nhiên liệu thể
khí) và không khí được hòa trộn trước bên ngoài xilanh động cơ và được đốt cháy
bằng tia lửa điện.
b) Động cơ hình thành hòa khí bên trong: hòa khí được hình thành bên trong xilanh
là nhờ bơm cao áp cấp nhiên liệu cao áp để phun tơi vào khối không khí nóng


trong xilanh động cơ (động cơ diezen) hoặc nhờ phun nhiên liệu nhẹ trực tiếp vào
xilanh động cơ (động cơ phun xăng trực tiếp vào xilanh).
Hòa khí của động cơ ddieezen phụ thuộc vào loại buồng cháy:
- Động cơ diezen buồng cháy thống nhất.
- Động cơ diezen dùng buồng cháy dự bị.
- Động cơ diezen dùng buồng cháy xoáy lốc.
5) Theo phương pháp đốt cháy hòa khí:
a) Động cơ nhiên liệu tự cháy (diezen).
b) Động cơ đốt cháy cưỡng bức : dùng bugi (tia lửa điện).
c) Động cơ cháy tổ hợp (động cơ ga- diezen).
d) Động cơ cháy hỗn hợp.

6) Theo loại chu trình công tác:
a) Động cơ cấp nhiệt đẳng tích (V=const):gồm tất cả các động cơ có 𝜀 ≈ 5 ÷ 11 và
đốt nhiên liệu cưỡng bức.
b) Động cơ cấp nhiệt đẳng áp: (P=const) :gồm tất cả các động cơ có 𝜀 ≈ 11 ÷ 14,
phun tơi nhiên liệu nhờ không khí nén và nhiên liệu tự bốc cháy.
c) Động cơ cấp nhiệt hỗn hợp: gồm tất cả các động cơ diezen hiện đại với 𝜀 ≈ 12 ÷
16, phun nhiên liệu trược tiếp và nhiên liệu tự bốc cháy.
7) Theo đặc điểm cấu tạo của động cơ
a) Theo đặc điểm cơ cấu trục khuỷu thanh truyền:
- Động cơ có dạng hòm
- Động cơ có guốc trượt
b) Theo số xilanh:
- Động cơ 1 xilanh
- Động cơ nhiều xilanh
c) Theo cách đặt xilanh:
- Động cơ bố trí 1 hàng chữ I
- Động cơ bố trí 2 hàng chữ V
- Động cơ bố trí nhiều dãy hình sao
- Động cơ bố trí đối đỉnh
8) Theo khả năng đổi chiều quay của trục khuỷu:
a) Động cơ chỉ quay phải
b) Động cơ chỉ quay trái
c) Động cơ quay được cả hai chiều
9) Theo chiều lực khí thể tác dụng trên pittông:
a) Động cơ tác dụng đơn: chỉ có 1 phía của pittông có chu trình công tác.
b) Động cơ tác dụng kép: cả 2 phía của pittông có chu trình công tác.
𝑛
10) Theo tốc độ trung bình của pittông (∁𝑚 = 𝑆. ; m/s):
30

a) Động cơ tốc độ thấp (∁𝑚 ≤ 6,5 m/s).
b) Động cơ cao tốc (∁𝑚 > 6,5 m/s).


11) Theo công dụng của động cơ: động cơ hoạt động 1 chỗ, động cơ tàu thủy, động cơ xe
lửa, động cơ oto, động cơ máy bay, .....
Câu 4: So sánh động cơ 2 kỳ với động cơ 4 kỳ.
❖ Ưu điểm:
- Động cơ 2 kỳ có hành trình sinh công gấp 2 lần khi cùng số vòng quay và
công suất lớn hơn khoảng 50÷70% khi cùng thể tích công tác và số vòng
quay so với động cơ 4 kỳ.
- Động cơ 2 kỳ chạy đều và êm hơn động cơ 4 kỳ vì mỗi vòng quay của trục
khuỷu động cơ 2 kỳ có 1 lần sinh công.
- Động cơ 2 kỳ có cấu tạo đơn giản hơn, dễ sử dụng hơn vì cơ cấu khối khí
đơn giản.
- Động cơ 2 kỳ có 1 vòng quay trục khuỷu còn động cơ 4 kỳ có 2 vòng quay
trục khuỷu.
- Động cơ 2 kỳ đỡ ô nhiễm môi trường hơn động cơ 4 kỳ.
❖ Nhược điểm:
- Hiệu suất của động cơ 2 kỳ nhỏ hơn động cơ 4 kỳ do lọt khí.
- Nhiệt độ trong quá trình làm việc của động cơ 2 kỳ lớn hơn do số lần sinh
công nhiều hơn, do đó dễ bị muội than.
- Động cơ xăng 2 kỳ dùng cacte làm máy nén khí mức độ bôi trơn các chi
tiết kém → thường pha dầu nhớt vào nhiên liệu.
Câu 5: Trình bày các kí hiệu trong hình vẽ bên dưới
Tỉ số nén của động cơ
xăng và động cơ diezel có giống
nhau không, tại sao?

❖ Các kí hiệu trong hình:

-

1- là trục khuỷu

-

2- là thanh truyền

-

3- là pittông

-

4- là xupap xả

-

5- là bugi

-

6- là xupap nap

-

ĐCT- điểm chết
trên

-

ĐCD- điểm chết dưới

-

D- chiều rộng của xilanh

❖ Tỷ số nén của động cơ xăng (𝜀 = 5 ÷ 10) nhỏ hơn động cơ diezen (𝜀 = 15 ÷
18). Vì tỷ số nén liên quan đến tính tự cháy của nhiên liệu theo công thức 𝑇𝑐 =
𝜀 𝑛1−1 . 𝑇𝑎 . Tỷ số nén càng lớn thì nhiệt độ Tc càng lớn làm cho tính tự cháy càng
cao
Câu 8: Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ không tăng áp.
Một chu trình công tác gồm 4 quá trình gần tương ứng với 4 hành trình di chuyển của
pittông. Gồm 4 quá trình:
❖ Quá trình nạp:
-

Pisông di chuyển từ điểm chết trên đến điểm chết dưới.

-

Hỗn hợp không khí và xăng được đưa vào.

-

Góc mở sớm xuppap nạp mở 𝜑1 , góc đóng muộn xuppap nạp 𝜑2 .

-

Hệ nạp: 𝜂𝑣 =

𝐺𝑡𝑡
𝐺ℎ𝑡

=

𝐺𝑡𝑡
𝑃𝑘 .𝑉ℎ

❖ Quá trình nén:
-

Pistong đi từ điểm chết dưới đến điểm chết trên.

-

Cả hai xuppap đều đóng

-

Khi pistong lên đầu điểm chết trên thì bugi đánh lửa gọi là góc đánh lửa
sớm 𝜑3

❖ Quá trình cháy – giãn nở
-

Quá trình cháy (diễn ra rất ngắn)
+ bản chất là quá trình oxy hóa nhiên liệu
+ Thời gian cháy trễ: là quá trình cấp nhiệt đẳng tích

-

Quá trình giãn nở:
+ Khí cháy giãn nở sinh công
+ pistong di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới
+ Được coi như quá trình đa biến với chỉ số giãn nở đa biến n2.

❖ Quá trình xả:
-

Pistong di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên


-

Xuppap thải mở sớm góc 𝜑3 để thải tự do

-

Xuppap thải đóng muộn góc 𝜑4 để thải sạch hơn

-

Góc 𝜑1 + 𝜑4 : góc trùng điệp (cả hai xuppap đều mở)

Câu 9: Trình bày nguyên lý làm việc của động cơ diezen 4 kỳ không tăng áp.
Một chu trình công tác gồm 4 quá trình gần tương ứng với 4 hành trình di chuyển của
pittông. Gồm 4 quá trình:
❖ Quá trình nạp:

-

Pisông di chuyển từ điểm chết trên đến điểm chết dưới.

-

Không khí được đưa vào.

-

Góc mở sớm xuppap nạp mở 𝜑1 , góc đóng muộn xuppap nạp 𝜑2 .

-

Hệ nạp: 𝜂𝑣 =

𝐺𝑡𝑡
𝐺ℎ𝑡

=

𝐺𝑡𝑡
𝑃𝑘 .𝑉ℎ

❖ Quá trình nén:
-

Pistong đi từ điểm chết dưới đến điểm chết trên.

-

Cả hai xuppap đều đóng

-

Khi pistong lên đầu điểm chết trên thì phun diezen gọi là góc phun sớm 𝜑3

❖ Quá trình cháy – giãn nở
-

Quá trình cháy (diễn ra rất ngắn)
+ bản chất là quá trình oxy hóa nhiên liệu
+ Thời gian cháy trễ: là quá trình cấp nhiệt hỗn hợp

-

Quá trình giãn nở:
+ Khí cháy giãn nở sinh công
+ pistong di chuyển từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới
+ Được coi như quá trình đa biến với chỉ số giãn nở đa biến n2.

❖ Quá trình xả:
-

Pistong di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên

-

Xuppap thải mở sớm góc 𝜑3 để thải tự do

-

Xuppap thải đóng muộn góc 𝜑4 để thải sạch hơn

-

Góc 𝜑1 + 𝜑4 : góc trùng điệp (cả hai xuppap đều mở).


Câu 19: So sánh ưu và nhược điểm của động cơ sử dụng hệ thống phun xăng điện tử và
động cơ sử dụng bộ chế hòa khí.
❖ Ưu điểm:
-

Số lương và thành phần hòa khí vào các xilanh đều hơn nhờ đó trong điều
kiện sử dụng có thể dùng hòa khí nhạt hơn, đặc biệt là các hệ thống phun
xăng nhiều điểm.

-

Hệ số nạp của động cơ lớn hơn: không có họng trong đường nạp do không
có bộ chế hòa khí, giảm mức dộ sấy nóng trên đường nạp, khi phun nhiên
liệu vào xilanh động cơ khối lượng không khí nạp sẽ nhiều hơn.

-

Tỷ số nén 𝜀 lớn hơn vì giảm sấy nóng ống nạp khiến phần lớn xăng bay
hơi trong xilanh. Tỷ số nén lớn khoảng 1 đơn vị.

-

Tính hưởng ứng của động cơ được cải thiện vì không thấy rõ tính chậm
chạp lạc hậu của dòng xăng so với không khí trong các chế độ chuyển tiếp.

-

Định lượng xăng phun vào xilanh động cơ lúc khởi động chính xác hơn
làm cho động cơ khởi động lạnh dễ hơn.

-

Công suất động cơ cao hơn.

-

Dùng hệ thống phun xăng trong động cơ nhiều xilanh cho phép hiệu chỉnh
công suất động cơ ở chế đọ ít tải bằng cách ngừng cấp hòa khí cho một số
xilanh.

-

Quá trình cháy được thực hiện tối ưu nhờ điều khiển đánh lửa hợp lý.

-

Ô nhiễm môi trường do khí thải tạo ra là nhỏ nhất, đặc biệt trong hệ thống
có cảm biến lambda.

-

Động cơ hoạt động tốt ở mọi điều kiện thời tiết,địa hình, tư thế xe.

-

Dễ thực hiện biện pháp phân lớp hòa khí để khu vực gần cực bugi luôn
luôn có 𝛼 = 0,85 ÷ 0,95; các khu vực còn lại trong buồng cháy là hòa khí
nhạt.

-

Làm tăng công suất động cơ khoảng 10%, nhiên liệu giảm 10% - 16%,
giảm độc hại của khí thải.

❖ Nhược điểm:


-

Cấu tạo phức tạp, có độ nhạy cảm cao và yêu cầu cao đối với chất lượng
xăng và không khí. Khó bảo dưỡng sửa chữa, đòi hỏi người bảo dưỡng sửa
chữa phải có trình độ chuyên môn và tay nghề cao.

-

Giá thành cao.

Câu 11: Trình bày những tính chất của nhiên liệu xăng. Trình bày hiện tượng kích nổ
trong động cơ xăng và biện pháp chống hiện tượng kích nổ.
❖ Những tính chất của nhiên liệu xăng:
-

Xăng là loại nhiên liệu nhẹ.

-

Có tỷ trọng: 𝜌 = 0,65 − 0,8 g/cm3.

-

Dễ bay hơi, có tính tự cháy kém.

❖ Hiện kích nổ trong động cơ xăng:
-

Hiện tượng kích nổ là do kỳ cháy trước khi cháy xong còn để lại tạp chất
nên kì sau có 1 số điểm có nhiệt độ bốc cháy nhỏ hơn nhiệt độ tự bốc cháy
và kì sau khi nén nhiên liệu bugi đánh lửa kết hợp với 1 số điểm có tạp
chất cũng tự cháy nên tạo ra sóng giao thao với nhau gây ra hiện tượng
rung giật động cơ gọi là hiện tượng cháy kích nổ.

❖ Biện pháp chống hiện tượng cháy kích nổ: thêm một số chất có tính chống kích
nổ cao như ISOOCTAN (C8H18) và sau đó so sánh thông số OCTAN (O), thông
số OCTAN càng cao thì tính chống kích nổ càng tốt.
Câu 15: Trình bày khái niệm chu trình lý tưởng. Trình bày các chỉ tiêu đánh giá chu
trình lý tưởng.
❖ Khái niệm: chu trình lý tưởng là chu trình kín, thuận nghịch và không có tổn thất
nào khác ngoài tổn thất nhiên liệu cho nguồn lạnh theo định luật nhiệt động II.
❖ Chỉ tiêu đánh giá chu trình lý tưởng:
-

Hiệu suất nhiệt:
+ Hiệu suất nhiệt (𝜂𝑡 ) đặc trưng cho tính kinh tế của việc biến đổi nhiệt
thành công của chu trình lý tưởng:
𝜼𝒕 =

𝑳𝒕
𝑸𝟏

=

𝑸𝟏 −𝑸𝟐
𝑸𝟏

=𝟏−

𝑸𝟐
𝑸𝟏

Với Lt là công của chu trình


Q1 là nhiệt cấp từ nguồn nóng
Q2 là nhiệt cấp từ nguồn lạnh
Lt=𝜙.p.dv
-

Áp suất trung bình (Pt)
Pt=

𝐿𝑡

𝑉ℎ

Với Vh là thể tích công tác

Câu 6: So sánh cơ cấu phân phối khí dạng đặt với cơ cấu phân phối khí dạng treo.
Phân khối khí dạng đặt
-

-

Phân khối khí dạng treo

Chiều cao của động cơ giảm
xuống.
Kết cấu của nắp máy đơn giản.
Dẫn động xupap cũng dễ dàng hơn

-

Chiều cao của động cơ tăng.

-

Kết cấu của nắp máy phức tạp.
Dẫn động xupap khó.

Thể tích buồng đốt lớn, mất nhiệt
nhiều nên hao nhiên liệu, hiệu suất
động cơ thấp.
Hệ số nạp và tỉ số nén thấp.

-

Thể tích buồng cháy nhỏ gọn, giảm
được tổn thất năng lượng.

-

Có thể tăng tỷ số nén lên 0,5 - 2

Câu 7: Tại sao lại có góc đánh lửa sớm? Định nghĩa góc trùng điệp. Tại sao lại có góc
trùng điệp.
❖ Tại sao có góc đánh lửa sớm: vì muốn thu được công suất lớn nhất phải có 1
góc đánh lửa phù hợp.
❖ Góc trùng điệp: là góc cả xupap nạp (góc mở sớm) và xupap xả (góc đóng
muộn) đều mở.
❖ Tại sao có góc trùng điệp:
-

Góc mở sớm xupap nạp mở để nạp nhiên liệu sớm, bắt đầu quá trình nạp nhiên
liệu để đạt hiệu quả cao nhất.

-

Góc đóng muộn xupap xả mở để xả hết sản phẩm cháy của quá trình cháy ra
ngoài.

-

Ngoài ra khi có góc trùng điệp dòng nhiên liệu mới nạp vào cùng với sự di

chuyển của pitong từ ĐTD lên ĐCT tạo thành dòng áp lực giúp đẩy hết sản phẩm
cháy ra ngoài (xả sạch hợn) tránh hiện tượng cháy sớm, cháy kích nổ.


Câu 3: So sánh động cơ sử dụng nhiên liệu xăng với động cơ sử dụng nhiên liệu diezel.
❖ Ưu điểm:
-

Hiệu suất của động cơ diezel lớn hơn động cơ xăng do hao phí nhiên liêu ít và
tỷ số nén cao.

-

Nhiên liệu dùng cho động cơ diezel rẻ hơn, ít gay cháy kích nổ.

-

Hệ thống nhiên liệu cho động cơ diezel ít hư hỏng và dễ dàng hơn hệ thống
của động cơ xăng.

❖ Nhược điểm:
-

Kích thước và khối lượng của động cơ diezel lớn hơn.

-

Động cơ diezel dùng nhiên liệu nặng, khó cháy, khó khởi động.

-

Động cơ diezel có hệ thống nhiên liệu khó chế tạo.

Câu 10: Trình bày các kí hiệu trong hình I-4 bên dưới

❖ Hình a:
-

ĐCT: điểm chết trên

-

ĐCD: điểm chết dưới


-

Z: kì đầu cháy

-

C’: điểm trước ĐCT

-

b’ điểm mở xupap thải

-

b’’ :cuối kì cháy

-

d1 :điểm mở sớm xupap nạp

-

r :điểm chết trên

-

r’ :điểm đóng muộn xupap thải

-

d2 :điểm đóng sớm xupap nạp

-

a :điểm chết dưới

-

pth :áp suất trên đường thải

-

pk : áp suất khí trời

-

Tk :nhiệt độ trên đường ống nạp

❖ Hình b:
-

𝝋𝟏 : góc mở sớm xupap nạp

-

𝜑2 : góc đóng muộn xupap nạp

-

𝜑3 : góc mở sớm xupap thải

-

𝜑4 : góc đóng muộn xupap thải

-

𝜑𝑠 : góc phun sớm (góc đánh lửa sớm)

Câu 12 :Trình bày những yêu cầu đối với nhiên liệu dùng cho động cơ đốt
trong
- Nhiên liệu dễ hòa trộn với không khí để tạo hòa khí
- Nhiên liệu sau khi cháy hoàn toàn k tạo ra tro
- Nhiên liệu ở dạng lỏng hoặc khí.

Câu 13 :Phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu xăng
Tính chống kích nổ:xác định bằng cách dùng 2,2,4 izooctan C8H18 vào làm
nhiên liệu chuẩn. chỉ số octan càng cao, tính chống kích nổ càng tốt

Loại Thành phần khối Phân Khối Độ
nhiê
lượng
tử
lượn nhớt
n
lượn
g
20°
liệu
g
riêng
C
C
H
On

Nhiệt độ Nhiệt Không Nhiệt
trung cất
ẩm
khí lý trị thấp
(°C)
(kJ/kg thuyết
Qtk
)
Vo

(MJ/kg
Bắ Kết


15°C

l

Xăn
g
máy
bay
Xăn
gô
tô
Xăn
g
thô

t
thú
đầ
c
u
0.6- 40- 180
0.75 50

0.85
3

0,14
7

-

95100

0.70.72

0.85
5

0.14
5

-

110120

0.86

0.14

-

130140

0.71- 0.65 35- 205
0.75
55

0.85
0.75- 0.9- 80- 230
0.78 1.2 10
0

(m3/kg
)

)

-

11.6

44.17

314

11.5

43.96

-

11.4

43.55

Nhiệt
trị

thấp
Qtk
(MJ/k
g)

-

Khôn
g khí
lý
thuyết
Vo
(m3/k
g)
11.2

-

11.1

41.87

Câu 14 :Phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật của nhiên liệu diesel

Phân Khối Độ
tử
lượn nhớ
lượn
g
t

g
riên 20°
Onl
g
C
15°
C
0.00 170- 0.84 2.54
200
8.5
0.88
ở
50°
C
0.00 220- 0.9- 365
280 0.95 65 ở
50°
C

Loại
nhiê
n
liệu

Thành phần khối
lượng
C

H

Dầu
diez
el
nhẹ

0.87
7

0.12
6

Dầu 0.87
diez
el
nặng

0.12
5

Nhiệt độ Nhiệt
trung cất
ẩm
(°C)
(kJ/k
g)
Bắt Kết
đầu thú
c
185
200

-

Trước
250°C
lượng
trưng cất
<15%

42.5

Câu 17: Trình bày khái niệm nhiệt trị. So sánh nhiệt trị đẳng áp và nhiệt trị đẳng
tích.So sánh nhiệt trị thấp và nhiệt trị cao.
- Nhiệt trị: (còn gọi là năng suất tỏa nhiệt) là lượng nhiệt sinh ra khi đốt 1 đơn
vị nhiên liệu.
- Theo quy ước về dấu thông thường, nhiệt trị có giá trị âm (tỏa nhiệt). Tuy
nhiên, để việc sử dụng được thuận tiện người ta quy ước là nhiệt trị có giá trị
dương.


-

-

Đối với nhiệt trị, các đơn vị của lượng nhiên liệu thường dùng là kg, lít (cho
nhiên liệu lỏng), hay m3 tiêu chuẩn (cho nhiên liệu khí). Trong đó kg là đơn
vị phổ biến nhất vì có thể dùng cho cả 3 dạng rắn, lỏng, khí. Mặt khác, khối
lượng thay đổi theo điều kiện sử dụng (nhiệt độ, áp suất). Ta sử dụng đơn vị
kJ/kg cho nhiệt trị.
Nhiệt trị đẳng áp: là lượng nhiệt thu được khi đốt cháy kiệt 1 kg nhiên liệu

(1m3) trong đó có cả số nhiệt lượng do hơi nước dược tạo ra trong sản phẩm
vật cháy ngưng tụ lại thành nước nhả ra, khi sản vật cháy được làm lạnh tới
bằng nhiệt độ trước khi cháy được gọi là nhiệt ẩn trong hơi nước. Trên thực
tế khí thải ra từ động cơ ra ngoài thường có nhiệt độ rất cao, do đó hơi nước
trong khí xả chưa kịp ngưng tụ đã bị thải mất, vì vậy chu trình công tác của
động cơ khong thể sử dụng số nhiệt ẩn này để sinh công. Do đó khi tính chu
trình nhiệt của động cơ, người ta sử dụng nhiệt trị thấp nhỏ hơn nhiệt lượng
cao một lượng nhiệt vừa bằng lượng nhiệt ẩn của hơi nước được tạo ra khi
cháy.

Câu 18 : Trình bày các tính chất vật lý của nhiên liệu động cơ đốt trong.
Các tính chất vật lý của nhiên liệu động cơ đốt trong:
Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hóa thạch dầu mỏ và khí đốt, ngày nay có
thêm nhiên liệu hạt nhân. Trong nhóm nhiên liệu hóa thạch được sử dụng chủ yếu là
xăng và dầu diezel.

1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)

❖ Tính chất của xăng
Độ bốc hơi hợp lý, xác định khả năng bốc hơi của xăng.
Khả năng chống kích nổ
Các chất chống ức chế oxy, ngăn chặn sự hình thành các cặn trong hệ thống
nhiên liệu.
Các chất chống ăn mòn, ngăn chặn sự ăn mòn các bộ phận kim loại trong hệ

thống nhiên liệu.
Các chất chống đóng băng, làm chậm quá trình đóng băng trong bộ chế hòa khí
và các đường dẫn nhiên liệu.
Các chất tẩy rửa, duy trì bộ chế hòa khí hoặc bộ phun nhiên liệu luôn luôn sạch.
Chất nhuộm màu để nhận biết chất lượng xăng, chẳng hạn chất nhuộm màu đỏ
làm cho xăng pha chì có màu đỏ hoặc cam.
- Độ bốc hơi: xác định khả năng bốc hơi của xăng. Xăng phải bốc hơi nhanh
chóng sau khi được pha trộn với không khí trong bộ chế hòa khí hoặc bộ góp
nạp. Nếu không bốc hơi, các giọt xăng sẽ đi vào cylinder, làm cho loãng dầu
bôi trơn ở thành cylinder, do đó tốc độ mòn thành cylinder, piston, vòng
gioăng tăng lên.


Xăng (HC) chưa hóa hơi sẽ không bốc cháy, sẽ thoát ra khỏi cylinder cùng
cới khí xả. Bộ chuyển đổi xúc tác sẽ loại bỏ hầu hết HC ra khỏi khí xả, phần
còn lại đi ra khỏi ống xả và gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra điều này còn
tăng tiêu hao nhiên liệu.
Độ bốc hơi xác định tốc độ bốc hơi của xăng. Xăng phải có độ bốc hơi phù
hợp với khí hậu của vùng sử dụng xe hoặc động cơ xăng. Động cơ sẽ rất khó
khởi động nếu độ bốc hơi quá thấp. Độ bốc hơi quá cao sẽ gây ra sự nghẹt
hơi xăng. Trong hệ thống nhiên liệu động cơ, điều này cản trở dòng chảy
nhiên liệu, động cơ sẽ không khởi động hoặc bị dừng đột ngột. Trong quá
trình tinh luyện xăng được pha chế hợp lý để có độ bốc hơi phù hợp với các
điều kiện thời tiết, xăng thường bốc hơi nhiều trong điều kiện thời tiết lạnh
dễ khởi động ở nhiệt dộ thấp vào mùa đông.
- Khả năng chống kích nổ:
Khả năng chống kích nổ của xăng sẽ xác định sự cháy bình thường hay bất
bình thường.
Sự kích nổ, hoặc sự cháy quá sớm có thể gây ra sự cố nghiêm trọng cho động
cơ. Áp suất tăng đột ngột tác dụng lên piston, làm tăng tải lên ổ trược và các

bộ phận khác, gây hư hại các bộ phận này. Sự kích nổ có thể dấn đến sự bốc
cháy sớm không điều khiển được, gây ra sự quá nhiệt, thậm chí không thể
điều khiển động cơ.
- Chỉ số octane: chỉ khả năng chống kích nổ của xăng.
❖ Tính chất của dầu diezel
Dầu diesel, còn gọi là dầu gazole, là một loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh
chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm giữa dầu hỏa (kesosene) và dầu
bôi trơn (lubricating oil). Chúng thường có nhiệt độ bốc hơi từ 175 đến
370 độ C. Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc hơi 315 đến 425
độ C.
Dầu Diesel được đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel, và có thể được
dùng trong loại động cơ đốt trong mang cùng tên, động cơ Diesel.
Các thông số kỹ thuật của dầu Diesel
Loại nhiên liệu
Diesel
Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên
liệu Diesel

Phương pháp
thử
DO
0,5% S

1.

Chỉ số cetan

≥ 50

DO

1,0% S
≥ 45

ASTM D 976


2.

Thành phần chưng cất, t °C
50% được chưng cất ở

280 °C

280 °C

TCVN

90% được chưng cất ở

370 °C

370 °C

2693–95

3.

Độ nhớt động học ở 20 °C
(đơn vị cSt: xenti-Stock)

1,8 ÷ 5,0

1,8 ÷ 5,0

ASTM D 445

4.

Hàm lượng S (%)

≤ 0,5

≤ 1,0

ASTM D 2622

5.

Độ tro (% kl)

≤ 0,01

≤ 0,01

TCVN 2690–95

6.

Độ kết cốc (%)

≤ 0,3

≤ 0,3

TCVN6 324–97

7.

Hàm lượng nước, tạp chất cơ học (% ≤ 0,05
V)

≤ 0,05

TCVN 2693–95

9.

Ăn mòn mảnh đồng ở 50 °C trong 3
giờ

N0 1

N0 1

TCVN 2694–95

10. Nhiệt độ đông đặc, t °C

≤5

≤5

TCVN 3753–95

11. Tỷ số A/F

14,4

14,4

—

Câu 20: So sánh quá trình cháy của động cơ xăng và quá trình cháy của động
cơ diezel.
Giai
đoạn
I:
cháy
trễ

Động cơ xăng
Kể từ khi bugi bật lửa đánh điện
và kết thúc tại điểm đường áp suất
do cháy bắt đầu tách ra khỏi đường
áp suất do nén. Khi vừa bật tia lửa
lượng nhiên liệu tham gia phản
ứng ít khoảng 1,5%, chưa có sự

Động cơ diezel
Là giai đoạn chuẩn bị các trung tâm

tự cháy đầu tiên. Kể từ lúc bắt đầu
phun nhiên lieeujcho đến khi đường
áp suất do cháy tách ra khỏi dường áp
suất do nén. Giai đoạn này áp suất
tăng lên chậm vì mất nhiệt do nhiên


biến đổi rõ rệt về nhiệt độ và áp
suất.

Giai
đoạn
II:

Giai đoạn cháy chính: kể từ khi
áp suất do cháy lớn hơn áp suất do
nén tới khi áp suất trong xilanh đạt
cực đại. Quá trình oxy hóa diễn ra
nhanh, màng lửa lan tràn khắp thể
tích buồng cháy, nhiệt độ và áp
suất tăng cao.

Giai
đoạn
III

Giai đoạn cháy rớt: bắt đâu từ
khi áp suất trong xylanh đạt cực
đại tới khi nhiệt độ trong xylanh
dạt cực đại, cháy nốt phần nhiên

liệu còn lại trong buồng cháy. Tốc
độ cháy, áp suất trung bình giảm
nhưng nhiệt độ trung bình tăng. Là
quá trình cháy diễn ra trên đường
dãn nở nên nhiệt độ biến thành
công có ích, phần lớn truyền cho
các chi tiết trong buồng cháy. Cần
khống chế giai đoạn này vì làm
cho các chi tiết động cơ nóng lên,
không có ích cho động cơ

Giai
đoạn
IV

Yếu
tố ảnh
hưởng
tới
quá
trình

-

Tỉ số nén
Hình dạng buồng cháy và
phân bố bugi
Góc đánh lửa sớm
Thành phần hỗn hợp
Số vòng quay

liệu bay hơi, trung tâm cháy hình
thành tại nơi có dư lượng không khí
thích hợp nhưng cháy với vận tốc
chậm, lượng nhiên liệu phun vào giai
đoạn này chiếm khoảng 30-40%
lượng nhiên liệu toàn quá trình cháy.
Giai đoạn cháy nhanh: các trung
tâm cháy phát triển và lan nhanh tạo
thành các màng lửa. Sự bốc cháy
trong toàn bộ thể tích buồng cháy làm
áp suất trong xylanh đạt cực đại.
Phần lớn lượng nhiên liệu phun vào
giai đoạn trước đã cháy hết, nhiệt
lượng tỏa ra trong quá trình này bằng
1/3 lượng nhiệt toàn quá trình. Cuối
giai đoạn này phun nhiên liệu kết
thúc.
Giai đoạn cháy nhanh: bắt đầu từ
khi áp suất trong xylanh đạt cực đại
tới khi nhiệt đọ trong xylanh đạt cực
đại, hoonc hợp nhieenlieeuj cháy chủ
yếu trong giai đoạn này, tốc độ cháy
giảm dần . giai đoạn này chiếm
khoảng
40-50% nhiệt lượng. Sự tập chung
nhiên liệu và cháy có ý nghĩa quan
trọng vì khi đó tính êm dịu cho động
cơ được đảm bảo. Nhưng không nên
tập trung nhiều vì nồng độ oxy giảm,

tạo ra nhiều sản phẩm cháy.
Giai đoạn cháy rớt: là giai đoạn
cháy phần hỗn hợp còn lại, tính từ khi
nhiệt độ trong xylanh đạt cực đại đến
khi kết thúc quá trình cháy. Tốc độ
cháy chậm do thiếu oxy, thiếu nhiên
liệu... cần khống chế giai đoạn này vì
nhiệt độ và áp suất giảm, tạo ra nhiều
sản phẩm cháy.
- Góc phun nhiên liệu
- Tính chất nhiên liệu
- Chất lượng phun và thời gian
cung cấp nhiên liệu
- Tỉ số nén
- Kết cấu buồng cháy
- Số vòng quay trục khuỷu


- Điều kiện khí nạp mới
Câu 21: Trình bày những thông số có ích của động cơ đốt trong.
Các thông số có ích của động cơ đốt trong
1) Tốc độ quay của động cơ:
Được xác định bằng số vòng quay của trục khuỷu trong một đơn vị thời gian
(thường tính bằng phút). Người ta ký hiệu tốc độ quay của động cơ bằng chữ n.
Đơn vị của nó là vòng/phút (vg/ph) hoặc vòng/giây (vg/s).
a) Tốc độ quay định mức (nn)
Tốc độ quay định mức là tốc độ quay do nhà chế tạo định ra. Nó ứng với
trường hợp động cơ phát ra công suất định mức trong điều kiện chịu tải bằng
mômem định mức.
b) Tốc độ quay sử dụng (nd)

Trong điều kiện khai thác bình thường, động cơ thường làm việc với tốc độ
quay sử dụng có trị số nhỏ hơn tốc độ quay định mức. Trị số tốc độ quay sử
dụng của động cơ như sau:
3
𝑛𝑑 = 3𝑛𝑛 √𝑒
Trong đó: e- mức độ sử dụng công suất động cơ, 𝑒 =

𝑁𝑑
𝑁𝑒

Nd – công suất sử dụng
Nn – công suất định mức của động cơ.
c) Tốc độ quay cực đại (nmax) là tốc độ quay lớn nhất mà ở đó nhà chế tạo cho
phép động cơ làm việc trong một thời gian nhất định (khoảng 1 giờ). Thông
thường nmax=1,1*nn, (=110%nn)
d) Tốc độ quay cực tiểu (nmin) là tốc độ quay nhỏ nhất mà ở đó động cơ còn có
thể làm việc ổn định. Tốc độ quay cực tiểu được quyết định bởi điều kiện
bốc cháy của nhiên liệu hoặc bởi hiện tượng “ bơm” đối với động cơ tăng áp
bằng tuabin khí thải. Trong trường hợp thứ nhất tốc độ quay cực tiểu bằng
khoảng 30%nn còn trong trường hợp thứ hai nmin=(50-60%)nn.e. tốc độ quay
khởi động (nkđ) là tốc độ quay nhỏ nhất mà ở đó có thể khởi động được
động cơ.
2) Công suất của động cơ : là công do môi chất công tavs giãn nở sinh ra trong
một đơn vị thời gian. ở động cơ đốt trong, người ta phân biệt các khái niệm công
suất như sau.
a) Công suất chỉ thị Ni
Công suất chỉ thị Ni là công suất ứng với công chỉ thị. Theo định nghĩa ta có:
Ni =

𝐿𝑖 .𝑖

𝑡

với t=

𝑧
𝑛

Ta có: - Ni công suất chỉ thị của động cơ (W)


-Li công suất chỉ thị của chu trình (J)
-i số xylanh của động cơ
-t thời gian thực hiện một chu trình công tác (s)
-n tốc độ quay của động cơ (vg/ph). Hệ số phụ thuộc vào số chu kỳ
của động cơ ( động cơ 4 kỳ z=2, động cơ 2 kỳ z=1).
Thay các giá trị vào công thức Ni ta có
Ni =

𝑝𝑖 .𝑣ℎ .𝑖.𝑛
𝑧

b) Công suất có ích Ne
Công suất có ích Ne là công suất mà động cơ truyền cho bộ tiêu thụ công
suất, nó được do ở đầu ra của trục khuỷu. Nếu biết áp suất có ích trung bình pe có
thể tính được công suất có ích của đọng cơ theo công thức:
Ne=

𝑝𝑒 .𝑣ℎ .𝑖.𝑛
𝑧

c) Công suất định mức Nn
Công suất định mức Nn là công suất có ích của động cơ phát ra trong các
điều kiện quy ước. Các điều kiện quy ước khi xác định công suất định mức của
động cơ bao gồm: mômen quay định mức. Tốc dộ quay định mức. Điều kiện khí
quyển và điều kiện trang bị cho động cơ khi đó công suất do tiêu chuẩn của mỗi
nước quy định. Vấn đề trang bị cho động cơ khi đó công suất cũng không giống
nhau. Tiêu chuẩn của ĐỨC (DIN), của Ba Lan (PN) và nhiều nước châu âu khác
quy định: khi đo công suất động cơ phải được trang bị đầy đủ các bộ phận và các
thiết bị như bầu lọc không khí, bình tiêu âm, quạt gió,... Giống như khi nó làm việc
trong điều kiện thực tế.
d) Công suất sử dụng Nd
Công suất sử dụng Nd là công suất có ích ớn nhất mà động cơ phát ra trong
điều kiện làm việc có tải trọng không đổi và không giới hạn về thời gian. Thông
thường Nd=(0,85 ÷ 0,9)Nn.
e) Công suất cực đại Nmax
Công suất cực đại Nmax là công suất có ích lớn nhất mà động cơ có thể phát
ra trong một khoảng thời gian nhất định trong điều kiện làm việc có tải không đổi.
TCVN 1684-75 quy định công suất cực đại của động cơ phải đạt 110% Nn trong
khoảng thời gian 1 giờ. Tổng số thời gian làm việc ở chế dộ công suất cực đại


không quá 10% thời gian làm việc chung của động cơ. Thời gian lặp lại chế độ công
suất cực đại không được nhỏ hơn 6 giờ.
f) Công suất quy đổi Ner
Công suất quy đổi Ner là công suất cũng như một số tiêu chí kinh tế kỹ thuật
khác nhau của động cơ đốt trong nó ảnh hưởng đáng kể của điều kiện môi trường
xung quanh, đặc biệt là áp suất và nhiệt độ. Để có thể so sánh kết quả thí nghiệm
được tiến hành trong điều kiện môi trường khác nhau, càn phải quy đổi kết quả thu
được theo điều kiện khí quyển tiêu chuẩn. TCVN 1685-75 quy định cách quy đổi
công suất của động cơ diezel không tăng áp như sau:

Ner=Ne.

746
𝑏−𝑝𝑛

.

273−𝑡
293

Trong đó:
-Ner công suất quy đổi (kW)
-Ne công suất thu được khi thí nghiệm (kW)
-B công suất khí quyển trong thí nghiệm (mmHg)
-pn áp suất cục bộ của hơi nước trong không khí ẩm khi nhiệt độ và độ ẩm
tương đối của không khí đo được trong phòng thí nghiệm (mmHg).
3) Mô mem quay của động cơ
Trong điều kiện tải trọng bên ngoài thay đổi, mômen do các động cơ kiểu
piston sinh ra luôn biến đổi và dao động xung quanh trị số trung bình Me.
Mômen có trị số trung bình đó gọi là mô men quay của động cơ. Nếu biết công
suất và tốc độ quay của động cơ, có thể tính được mô men đó có giá trị theo
công thức sau:
Me=

𝑁𝑒
2𝜋.𝑛

Trong đó:
-Me mô men quay của động cơ (kN.m)
-Ne công suất có ích của động cơ (kW)

-n tốc độ quay của động cơ (vg/ph).
Thay Ne đồng thời Vh=const và z=const đối với một động cơ cụ thể, sau khi
rút gọn ta được:
Me=C.pe
với C là một hằng số.
Như vậy ở động cơ đốt trong, mô men quay có quy luật biến đổi hoàn toàn
giống quy luật biến đổi của áp suất có ích trung bình.
4) Hiệu suất
Chúng ta biết rằng, chỉ một phần năng lượng đưa vào động cơ biến đổi thành cơ
năng, phần còn lại bị tổn thất ở những giai đoạn khác nhau trong tiến trình thực hiện


chu trình công tác. Mức độ tận dụng năng lượng trong động cơ được đánh giá bằng
các chỉ tiêu gọi là hiệu suất. Người ta phân biệt các loại hiệu suất như sau:
a)

Hiệu suất lý thuyết (hiệu suất nhiệt)
Hiệu suất chỉ thị.
Hiệu suất cơ học.
Hiệu suất có ích.
Hiệu suất nhiệt 𝜼𝒕

Hiệu suất nhiệt 𝜂𝑡 là tỷ số giữa phần nhiệt lượng được biến thành công lý
thuyết (Lt) chia cho tổng nhiệt lượng đưa vào động cơ (Q1).
𝜂𝑡 =

𝐿𝑡
𝑄1

b) Hiệu suất có ích 𝜼𝒆

Hiệu suất có ích 𝜂𝑒 là tỷ số giữa phần nhiệt lượng được biến thành công có
ích (Le) chia cho tổng số nhiệt lượng đưa vào động cơ (Q1).
𝜂𝑒 =

𝐿𝑒
𝑄1

Từ các mối liên hệ trên ta có thể biểu diễn hiệu suất có ích dưới dạng như
sau:
𝜂𝑒 =

𝐿𝑒
𝑄1

=

𝐿𝑒 𝐿𝑖
.
𝐿𝑖 𝑄1

= 𝜂𝑚 . 𝜂𝑖 = 𝜂𝑡 . 𝜂𝑑 . 𝜂𝑚

Hiệu suất có ích (hiệu suất chung) là một chỉ tiêu quan trọng nó đánh giá
động cơ về phương diện hiệu quả sử dụng năng lượng. Nhìn vào biểu thức dễ dàng
nhận ra rằng có ba cách để tăng hiệu suất có ích của động cơ đốt trong là:
-

Tăng hiệu suất nhiệt (𝜂𝑡 ) bằng cách tăng tỷ số nén và tổ chức tốt quá trình
cháy.
Tổ chức thực hiện chu trình công tác sao cho nó tiến gần đến chu trình lý

tưởng (tăng 𝜂𝑑 ).
Chọn vật liệu thích hợp, sử dụng kết cấu hợp lý nhằm giảm tổn thất cơ học
trong động cơ (tăng 𝜂𝑚 ).

Hiệu suất có ích thay đổi theo tốc độ quay, phụ tải và tình trạng kỹ thuật của
động cơ. ở chế độ làm việc định mức, hiệu suất có ích có trị số nằm trong
khoảng (0,25÷0,35) đối với động cơ xăng và (0,3÷0,4) đối với động cơ diezel.
Nhờ ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực tính toán, thiết kế
và vật liệu mới, một số hãng đã cho ra đời những động cơ diezel có hiệu suất có
ích vượt quá 50%.


c) Suất tiêu hao nhiên liệu có ích
Suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge là lượng nhiên liệu do động cơ tiêu thụ để
phát ra một đơn vị công suất trong một đơn vị thời gian. Đơn vị thường dùng
của suất tiêu hao nhiên liệu là (g/kW.h) hoặc (g/ml.h). Nếu biết lượng nhiên liệu
do ddoogj cơ tiêu thụ trong một đơn vị thời gian Ge và công suát động cơ sinh ra
(Ne) có thể tính được suát tiêu hao nhiên liệu (ge) bằng công thức sau:
Ge=

𝐺𝑒
𝑁𝑒

Đơn vị thường dung của Ge la kg/h được gọi là lượng tiêu hao nhiên liệu giờ.
Cũng như hiệu suất có ích, suất tiêu hao nhiên liệu cơ bản đánh giá động cơ về
phương diện hiệu quả sử dụng năng lượng (nhiên liệu cung cấp). Suất tiêu hao
nhiên liệu và hiệu suất có ích của động cơ có liên quan với nhau bằng biểu thức
sau:
𝜂𝑒 = 106 .

3.6
𝑔𝑒 .𝑄𝐻

Trong đó:
-

𝜂𝑒 - hiệu suất có ích.
ge hiệu suất tiêu hao nhiên liệu (g/kW.h).
QH- nhiệt trị thấp của nhiên liệu (kJ/kgnl).

Câu 22 Phân tích diễn biến quá trình cháy của động cơ xăng 4 kỳ.
Bao gồm 3 giai đoạn:
1)

Giai đoạn cháy trễ
Giai đoạn cháy nhanh
Giai đoạn cháy rớt
Giai đoạn cháy trễ

Kể từ khi bugi bật lửa đánh điện và kết thúc tại điểm đường áp suất bắt đầu
tách ra khỏi đường áp suất do nén. Khi vừa bật tia lửa lượng nhiên liệu tham gia
phản ứng ít khoảng 1,5%, chưa có sự biến đổi rõ rệt về nhiệt độ và áp suất. Giá trị
của giai đoạn cháy tính theo góc quay trục khuỷu sẽ thay đổi theo góc quay động
cơ. Góc quay trục khuỷu tương ứng giai đoạn này là góc cháy trễ.
Giai đoạn cháy trễ dài hay ngắn phụ thuộc vào:
-

Nhiệt độ và năng lượng phóng giữa 2 điện cực của bugi.
Khả năng tự cháy của nhiên liệu.
Nhiệt độ va áp suất khi nén bên trong xylanh.

2)

Độ đồng nhất của hòa khí.
Tỉ lệ hòa khí giàu hay nghèo hoặc đúng.
Tỉ số nén.
Số vòng quay
Giai đoạn cháy chính

Kể từ khi áp suất do cháy lớn hơn áp suất do nén tới khi áp suất trong xylanh
đạt cực đại. Quá trình oxy hóa diễn ra nhanh, màng lửa tràn khắp thể tích buồng
cháy, nhiệt độ và áp suất tăng cao.
3) Giai đoạn cháy rớt
Bắt đầu từ khi áp suất trong xylanh đạt cực đại tới khi nhiệt độ trong xylanh
đạt cực đại, cháy nốt phần nhiên liệu còn lại trong buồng cháy. Tốc độ cháy, áp suất
trung bình giảm nhưng nhiệt độ trung bình tăng. Là quá trình cháy diễn ra trên
đường giãn nở nên nhiệt độ biến thành công ít, phần lớn truyền cho các chi tiết
trong buồng cháy. Cần khống chế giai đoạn này vì làm cho các chi tiết động cơ
nóng lên, không có ích cho động cơ.
Câu 23: Phân tích diễn biến quá trình cháy của động cơ diezel 4 kỳ.
Diễn biến quá trình cháy của động cơ 4 kỳ chạy bằng diezel
Là giai đoạn chuẩn bị các trung tâm tự cháy đầu tiên. Kể từ lúc bắt đầu phun
nhiên liệu cho đến khi đường áp suất do cháy tách ra khỏi đường áp suất do nén.
Giai đoạn này áp suất tăng lên chậm vì: mất nhiệt do nhiên liệu bay hơi, trung tâm
cháy hình thành tại nơi có dư lượng không khí thích hợp nhưng cháy với tốc độ
chậm, lượng nhiên liệu phun vào trong giai đoạn này chiếm khoảng 30-40% lượng
nhiên liệu toàn quá trình.
1) Giai đoạn cháy nhanh
Các trung tâm cháy phát triển và lan nhanh tạo thành các màng lửa. Sự tự

bốc cháy trong toàn bộ thể tích buồng cháy làm áp suất trong xylanh đạt cực đại.
Phần lớn lượng nhiên liệu phun vào ở giai đoạn trước đã cháy hết, lượng nhiệt tỏa
ra trong quá trình này bằng 1/3 lượng nhiệt trong toàn quá trình. Cuối giai đoạn này
phun nhiên liệu kết thúc.
2) Giai đoạn cháy chính
Bắt đầu từ khi áp suất trong xylanh đạt cực đại tới khi nhiệt độ trong xylanh
đạt cực đại, hỗn hợp nhiên liệu cháy chủ yếu trong giai đoạn này, tốc dộ cháy giảm
dần do lượng oxy giảm, nhiệt độ trong xylanh tăng và áp suất giảm dần. Giai đoạn
này chiếm khoảng 40-50% nhiệt lượng. Sự tập chung nhiên liệu và cháy có ý nghĩa


quan trọng vì khi đó tính êm dịu cho động cơ được đảm bảo. Nhưng không nên tập
trung nhiều vì nồng độ oxy giảm, tạo ra nhiều sản phẩm cháy.
3) Giai đoạn cháy rớt
Là giai đoạn cháy hỗn hợp còn lại, tính từ khi nhiệt độ trong xylanh đạt cực
đại đến khi kết thúc quá trình cháy. Tốc độ cháy chậm do thiếu oxy, thiếu nhiên
liệu,.... Cần khống chế giai đoạn này vì nhiệt độ và áp suất giảm, tạo ra nhiều sản
phẩm cháy.
Câu 16: Trình bày diễn biến của chu trình lý tưởng tổng quát của động cơ đốt
trong.

-

Đoạn oc: nén đoạn nhiệt, đặc trưng cho động cơ đốt trong và máy nén khí
Đoạn cy: cấp nhiệt đẳng tích, đặc trưng cho động cơ xăng và một phần của
động cơ diezel hiện đại
Đoạn yz: cấp nhiệt đẳng áp, đặc trưng cho động cơ tăng áp và tuabin khí
Đoạn zd: giãn nở đoạn nhiệt, đặc trưng cho động cơ đốt trong và tuabin khí
Đoan df: nhả nhiệt đẳng tích, đực trưng cho động cơ đốt trong pistong

Đoạn fo: nhả nhiệt đẳng áp, đặc trưng cho tuabin khí
Phần II: bài tập
Bài 1:
Chu trình động cơ đốt trong cháy đẳng tích, môi chất coi là không khí. Thể tích
công tác Vh= 0,006 m3, nhiệt độ vào t1= 200C, áp suất vào P1= 1 bar. Thể tích
buồng cháy V1=V2 = 0,001m3. Áp suất lớn nhất của chu trình P3=25 bar. Hãy xác
định:
1. Các thông số cơ bản tại các điểm đặc trưng của chu trình.
2. Nhiệt cấp và thải ra của chu trình.
3. Công và hiệu suất nhiệt của chu trình

Bài làm
a)
- Điểm 1:
P1=1 bar, t1=200C

T1=2930C

V1=Vc+Vh=0,007 m3
-Điểm 2:
V2=Vc=0,001m3
Nén đoạn nhiệt
𝑉

Ps=Pt.( 2)𝑘 =1*(
𝑉1

𝑃2

T2=T1*( )
𝑃1

𝑘−1
𝑘

0,007 1,4
) =15,24
0,001

=293*15,240,4 =369oC

-Điểm 3:
V3=V2=0,001m3
P3=25 bar
PV=RT

bar

𝑅𝑇

V= =const
𝑃


𝑇𝑡 𝑇𝑠

=

𝑃𝑡 𝑃𝑠

𝑃

T3= 3 ∗ 𝑇2 =1048oK
𝑃2

-Điểm 4:
-

V4 =V1 =0.007
Đoạn nhiệt
𝑇4
𝑇3

→𝑃4 =

𝑃1
𝑃2

=

𝑇1

𝑃4

𝑇2

𝑃3

=

𝑃1
𝑃2

∗ 𝑃3 = 1.64

2, Nhiệt cấp và thoát ra của quá trình :
Qv = G*Cv*(T3-T2)
G=

𝑃1∗𝑉1
𝑅∗𝑇1

=

100000∗0.007
287∗293

Q =0.00828 ∗ (

20.9
29

= 0.00832 𝑘𝑔

) ∗ 105 ∗ (775 − 336) = 2.45 𝑘𝐽

Nhiệt thải ra trong quá trình 4-1
Q2 = G*Cv*(T1-T4)=0.00832 ∗ (

20.9
29

) ∗ 105 ∗ (20 − 2.8) = 1.13 𝑘𝐽

Công của quá trình L0 =Q1-|Q2|=2.45-1.13=1.32 kJ
Hiệu suất nhiệt của quá trình ŋt =1-

1
𝜀𝑘−1

= 0.54=54%

Bài 2
Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt đẳng áp có P1=1bar, t1= 270C, P4= 3,5 bar, P3= 55 bar. Xác định nhiệt
cấp và thải, công và hiệu suất nhiệt của chu trình, nếu
coi chất môi giới là 1kg không khí.
Bài làm
Vì 1-2 là quá trình nén đoạn nhiệt

k−1
k

T2
P2
=( )
T1
P1

k−1

k

P3
=( )
P1


k−1
k

P3
T2 = T1 ∗ ( )
P1

= 944°K

Tại điểm 1
V1 =

R∗T1
P1

=

287∗300
10^5

= 0.816 m3

Tại điểm 4

P4 ∗ v4 P4 ∗ v1 3.5 ∗ 105 ∗ 0.816
=
=
= 1050°K
R
R
287
Quá trình giãn nở đoạn nhiệt 3-4
T4 =

k−1
k

T3
P3
=( )
T4
P4

k−1
k

p3
T3 = T4 ∗ ( )
p4
Nhiệt cấp cho chu trình 2-3
29.3

Q1=Cp*(T3-T2)=

29

Q2 = Cv*(T1-T4) =

= 2309°K

∗ (23.9 − 944) = 1379 𝑘𝐽

20.9
29

∗ (300 − 1050) = −540 𝑘𝐽

Công của chu trình : I0 = Q1-|Q2| =1379-540=839 kJ

Hiệu suất của chu trình : ŋt=

𝐼0
𝑄1

=

839
13379

Bài 3.
Chu trình động cơ đốt trong cấp nhiệt
hỗn hợp, có P1= 0,9 bar, t1 = 67 0C, 
= 10, P3 = 45 bar. Nhiệt cấp cho chu
trình q1= 1090 KJ/Kg. Chất môi giới

là không khí. Xác định nhiệt cấp qv,,qp
của chu trình và nhiệt độ t4

= 0.61 = 61%