Đề cương bài giảng kỹ thuật động cơ ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ
SỐ TÍN CHỈ: 03
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Hưng Yên - 2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG
HỌC PHẦN: KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ Ô TÔ
SỐ TÍN CHỈ: 03
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Hưng Yên, năm 2015


CHƢƠNG 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 pít tông và
kiểu tuabin theo sơ đồ dưới đây, hình 1-1.
Động cơ nhiệt
Động cơ đốt ngoài
Kiểu pít tông
iston

Kiểu tuabin

Động cơ đốt trong
Kiểu pít tông

Kiểu tuabin

Kiểu rô to

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 pít tông 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


1.2. So sánh động cơ đốt trong với các loại động cơ nhiệt khác
Ƣu điểm
Nhƣợc điểm
- Hiệu suất có ích e

- Khả năng quá tải kém, cụ thể không quá 10%

lớn nhất, có thể đạt tới 50% trong 1 giờ.
hoặc hơn nữa. Trong khi đó,
- Tại chế độ tốc độ vòng quay nhỏ, mô men sinh
máy hơi nước cổ điển kiểu ra không lớn. Do đó, động cơ không thể khởi động
pít tông chỉ đạt khoảng 16%, được khi có tải và phải có hệ thống khởi động riêng.
tuabin hơi nước từ 22 đến
- Công suất cực đại không lớn. Ví dụ, một trong
28%, còn tuabin khí cũng chỉ
những động cơ lớn nhất thế giới là động cơ của hãng
tới 30%.
MAN B&W có công suất 68.520 kW (số liệu 1997),
- Kích thước và trọng trong khi tuabin hơi bình thường cũng có công suất tới
lượng nhỏ, công suất riêng vài chục vạn kW.
lớn. Do đó, động cơ đốt
- Cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao.
trong rất thích hợp cho các
- Nhiên liệu cần có những yêu cầu khắt khe như
phương tiện vận tải với bán
hàm lượng tạp chất thấp, tính chống kích nổ cao, tính
kính hoạt động rộng.

tự cháy cao... nên giá thành cao. Mặt khác, nguồn
- Khởi động, vận hành
nhiên liệu chính là dầu mỏ ngày một cạn dần. Theo dự
và chăm sóc động cơ thuận
đoán, trữ lượng dầu mỏ chỉ đủ dùng cho đến giữa thế
tiện, dễ dàng.
kỷ 21.
- Ô nhiễm môi trường do khí thải và ồn.

1.3. Phân loại động cơ đốt trong
§éng c¬ ®èt trong cã thÓ ®-îc ph©n lo¹i theo nhiÒu tiªu chÝ kh¸c nhau:
Tiêu chí phân
loại

Các loại động cơ

Động cơ bốn kỳ: Là động cơ có chu trình công tác thực hiện sau bốn
Theo cách thực hành trình của pít tông hay hai vòng quay của trục khuỷu.
hiện chu trình Động cơ hai kỳ: Là động có chu trình công tác thực hiện sau hai hành
công tác
trình của pít tông hay một vòng quay của trục khuỷu.
Động cơ nhiên liệu lỏng: như xăng, điêzen (diesel), cồn pha xăng
2


hoặc điêzen (diesel), dầu thực vật...
Theo nhiên liệu

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
+ điêzen (diesel)…
Động cơ đa nhiên liệu (Multi Fuel) như động cơ có thể dùng được cả
điêzen (diesel) và xăng, hoặc động cơ dùng cả xăng và khí đốt.

Theo
phương Hình thành hỗn hợp bên ngoài xy lanh như động cơ xăng dùng bộ
pháp hình thành chế hòa khí hoặc hệ thống phun xăng gián tiếp (phun vào đường nạp).
khí hỗn hợp

Hình thành hỗn hợp bên trong xy lanh như động cơ điêzen (diesel)
hay động cơ phun xăng trực tiếp (Gasoline Direct Injection - GDI)
vào xy lanh.

Theo
phương Động cơ đốt cháy cưỡng bức như động cơ xăng.
pháp đốt cháy
Động cơ cháy do nén như động cơ điêzen (diesel).
hỗn hợp
Theo
phương Động cơ không tăng áp: không khí hay hỗn hợp được hút vào xy lanh
pháp nạp
bởi sự chênh áp giữa đường nạp và xy lanh.
Động cơ tăng áp: không khí hay hỗn hợp được nén trước khi nạp vào
xy lanh.
Theo tốc độ trung bình của pít tông
Gọi tốc độ trung bình của pít tông là cm. Dễ dàng tính được c m 

S.n

(m/s) với S là
30

hành trình pít tông (m) và n là tốc độ vòng quay của trục khuỷu (v/ph). Theo cm người ta
phân loại động cơ như sau:
Động cơ tốc độ thấp
Động cơ tốc độ trung
bình
Động cơ cao tốc

3,5 m/s  cm  6,5 m/s
6,5 m/s  cm  9 m/s
cm  9 m/s

Theo dạng chuyển động Động cơ pít tông tịnh tiến thường gọi ngắn gọn là động cơ pít
của pít tông
tông. Đa số động cơ đốt trong là động cơ pít tông.
3


Động cơ pít tông quay hay động cơ rôto do Wankel phát minh
năm 1954 nên còn gọi là động cơ Wankel.
Theo cách bố trí xy lanh

Thứ tự bố trí xy lanh

Động cơ thẳng hàng
Hình 1-2: Động cơ thằng hàng

Động cơ chữ V

Hình 1-3: Động cơ chữ V

Động cơ đối đỉnh
Hình 1-4: Động cơ đối đỉnh

Động cơ hình sao

Hình 1-5: Động cơ
hình sao

4


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: Xy lanh, cụm pít tông, 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 khác:
1. Cơ cấu phối khí: Cụm xuppap 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 điêzen (diesel).
5. Hệ thống điện động cơ: Hệ thống khởi động, hệ thống cung cấp điện…
Cấu trúc cơ bản

Lƣợc đồ

6

5

§CT

4

S

D

§CD

3
2

1

Hình 1-6: Cấu trúc động cơ 4 kỳ
1. Trục khuỷu
3. Xy lanh
5. Xuppap nap

2. Thanh truyền
4. Pít tông
6. Họng hút

7.Trục cam nạp

9. Xuppap xả
11. Đường ống xả

8.Trục cam xả
10.Nắp máy

Hình 1-7: Lược đồ động cơ bốn kỳ
1. Trục khuỷu
2. Thanh truyền,
3. Piston
4. Xuppáp thải(xả)
5. Vòi phun (động cơ diesel) hay bugi
(động cơ xăng),
6. Xuppáp nạp
ĐCT. Điểm chết trên
ĐCD. Điểm chết dưới
S. Hành trình piston
D. Đường kính xy lanh

5


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 xy
lanh của động cơ và trong các hệ thống gắn liền với xy lanh như hệ thống nạp - thải.
Chu trình công tác là tập hợp những biến đổi của môi chất công tác xảy ra bên
trong xy lanh của động cơ và diễn ra trong một chu kì.
Kỳ là một phần của chu trình công tác xảy ra khi pít tông dịch chuyển một hành trình.
Điểm chết: Trong hoạt động của cơ cấu sinh lực có hai khái niệm điểm chết: điểm

chết của pít tông và điểm chết của trục khuỷu.
Điểm chết của pít tông là điểm mà tại đó pít tông có vận tốc bằng 0, hoặc diễn giải
theo một cách khác: là điểm pít tông ở vị trí cao nhất hoặc thấp nhất trong lòng xy lanh.
Như vậy pít tông có 2 điểm chết (hình 1.8) là điểm chết trên (ĐCT) và điểm chết dưới
(ĐCD). Điểm chết trên của pít tông là điểm mà pít tông cách xa đường tâm trục khuỷu
nhất. Điểm chết dưới của pít tông là điểm mà pít tông cách tâm trục khuỷu một khoảng
ngắn nhất.

Hình 1-8: Các vị trí điểm
chết của ĐCĐT

Điểm chêt của trục khuỷu cũng có hai vị trí là điểm chết trên (ĐCT) và điểm chết dưới
(ĐCD), là các điểm mà tại đó đường tâm của má khuỷu trùng với đường tâm của thanh
truyền.
Hành trình pít tông (S): Là khoảng cách giữa hai điểm chết (m).
Thể tích công tác Vh là khoảng không gian trong lòng xilanh được tính từ mặt đỉnh pít
tông ở ĐCD tới mặt đỉnh pít tông ở ĐCT.
Thể tích buồng cháy Vc là khoảng không gian trong lòng xilanh được tính từ mặt đỉnh
pít tông ở ĐCT tới bề mặt của vòm nắp máy bao kín phía trên xy lanh.
Thể tích toàn phần Va là khoảng không gian trong lòng xilanh được tính từ mặt đỉnh
pít tông ở ĐCD tới bề mặt của vòm nắp máy bao kín phía trên xy lanh .

6


Tỷ số nén  là tỷ số giữa thể tích lớn nhất( thể tích toàn phần Va) và thể tích nhỏ nhất
(thể tích buồng cháy Vc ):


Vmax Vh  Vc

V

1 h
Vmin
Vc
Vc

(1.1)

1.4.3. Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 1 xy lanh
Động cơ bốn kỳ có chu trình công tác được thực hiện sau bốn hành trình của pít
tông hay hai vòng quay của trục khuỷu.

Hình 1-9: Đồ thị mô tả các quá trình làm việc của động cơ bốn kỳ không tăng áp
a. Đồ thị công
b. Đồ thị pha

Hành trình thứ nhất: hành trình nạp( HÚT), hình 1-10
Pít tông đi từ ĐCT xuống ĐCD tạo nên độ chân không trong xy lanh. Hoà khí từ
đường nạp gọi là khí nạp mới được hút vào xy lanh qua xuppáp nạp đang mở và hoà trộn
với khí sót của chu trình trước tạo thành hỗn hợp công tác. Xuppáp nạp mở sớm một góc
là 1 tại điểm d1 trước khi pít tông đến ĐCD để tăng tiết diện lưu thông của dòng khí nạp.

Hình 1-10. Hành
trình nạp của động
cơ xăng

Hình 1-11: Hành
trình nén trong động
cơ xăng

Hình 1-12: Hành trình
cháy trong động cơ
xăng

Hình 1-13: Hành
trình xả trong động
cơ xăng
7


Hành trình thứ hai: hành trình NÉN , hình 1-11
Pít tông đi từ ĐCD lên ĐCT. Xuppáp nạp đóng muộn một góc 2 tại điểm d2 trước
ĐCT nhằm tận dụng quán tính của dòng khí nạp để nạp thêm. Hỗn hợp công tác bị nén
khi hai xuppáp cùng đóng dẫn tới tăng áp suất và nhiệt độ trong xy lanh. Tại điểm c’ gần
ĐCT tương ứng với góc s, bugi bật tia lửa điện. Góc s được gọi là góc đánh lửa sớm.
Sau một thời gian chuẩn bị rất ngắn, quá trình cháy thực sự diễn ra làm cho áp suất và
nhiệt độ trong xy lanh tăng lên rất nhanh.
Hành trình thứ ba: hành trình cháy- giãn nở (NỔ ), hình 1-12
Pít tông 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 xy lanh tăng nhanh. Khí cháy giãn
nở sinh công. Gần cuối hành trình, xuppáp thải mở sớm một góc 3 tại điểm b’ để thải tự
do một lượng đáng kể sản vật cháy ra khỏi xy lanh vào đường thải.
Hành trình thứ tƣ: hành trình thải (XẢ), hình 1-13
Pít tông đi từ ĐCD lên ĐCT, sản vật cháy bị thải cưỡng bức do pít tông đẩy ra khỏi
xy lanh. Để tận dụng quán tính của dòng khí nhằm thải sạch thêm, xuppáp thải đóng
muộn sau ĐCT một góc 4 ở hành trình nạp của chu trình tiếp theo.

1.4.4. Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen (diesel) 1 xy lanh
Nguyên lý làm việc của động cơ điêzen (diesel) 4 kỳ cũng tương tự như động cơ

xăng , gồm các kỳ HÚT-NÉN-NỔ-XẢ, nhưng có một số nét khác biệt:

Hình 1-14: Hành trình
hút trong động cơ diesel

Hình 1-15: Hành trình Hình 1-16: Hành trình
nén trong động cơ diesel cháy động cơ diesel

Hình 1-17: Hành trình
xả trong động cơ diesel

Hành trình nạp( HÚT) , hình 1-14
Pít tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, xuppap nạp mở, xuppap thải đóng. Không khí
được hút vào trong xy lanh qua xuppap nạp. Xuppap nạp mở sớm một góc 1 trước ĐCT
để tăng lượng không khí nạp vào xy lanh.
8


Hành trình NẾN ,hình 1-15
Pít tông đi từ ĐCD lên ĐCT, các xuppap đóng kín, không khí trong xy lanh bị nén
lại tới nhiệt độ và áp suất cao, nhiệt độ buồng cháy động cơ điêzen (diesel) lúc này
khoảng 500- 8000C. Cuối hành trình nén, vòi phun phun nhiên liệu vào trong buồng cháy
của động .
Hành trình cháy- giãn nở ( NỔ), hình 1-16
Nhiên liệu (dầu điêzen (diesel)) áp suất cao(115kg/cm2- 1900kg/cm2) phun vào
không khí được nén đến áp suất và nhiệt độ cao trong buồng cháy nên tự bốc cháy. Quá
trình cháy sinh công đẩy pít tông đi xuống ĐCD. Cuối hành trình cháy, xuppap thải mở
sớm một góc 2 trước ĐCD nhằm tận dụng quán tính của dòng khí để thải một phần khí
cháy ra ngoài.
Hành trình thải( XẢ),hình 1-17

Pít tông đi từ ĐCD đến ĐCT, xuppap thải mở, khí cháy được đẩy ra ngoài qua
xuppap thải. Xuppap thải đóng sau ĐCT một góc 3 nhằm mục đích thải hết sản vật cháy
ra ngoài
*) Nguyên lí làm việc của động cơ 2 kì , hình 1-18 và 1-19
Động cơ hai kỳ, như đã nêu trong phần phân loại, có chu trình công tác thực hiện
sau hai hành trình của pít tông hay một vòng quay của trục khuỷu.
Hành trình thứ nhất:

Hình 1-18: Hoạt động của động cơ
2 kì

Pít tông đi chuyển từ ĐCT đến ĐCD,
khí đã cháy và đang cháy trong xy
lanh giãn nở sinh công. Khi pít tông
mở cửa thải A, khí cháy có áp suất cao
được thải tự do ra đường thải. Từ khi
pít tông mở cửa quét B cho đến khi
đến điểm chết dưới, khí nạp mới có áp
suất cao nạp vào xy lanh 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:
Pít tông di chuyển từ ĐCD đến
ĐCT, quá trình quét nạp vẫn tiếp tục
cho đến khi pít tông đóng cửa quét B.
9

Từ đó cho đến khi pít tông đóng của
thải A, môi chất trong xy lanh 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 pít tông
đóng cửa thải A cho tới khi nhiên liệu
phun vào xy lanh (động cơ điêzen
(diesel)) hoặc bugi (động cơ xăng) bật
tia lửa điện. Sau một thời gian cháy trễ
rất ngắn quá trình cháy sẽ xảy ra.

Hình 1-19: Các biểu đồ đặc trưng cho
các trang thái làm việc của động cơ 2 kì
a. Đồ thị pha ; b Đồ thị công .

Như vậy trong hành trình thứ hai
gồm có các quá trình: quét và nạp khí,
lọt khí, nén và cháy.

1.4.5. Nguyên lý làm việc của động cơ nhiều xy lanh, hình 1-20
Trong thực tế, động cơ một xy lanh chỉ được sử dụng trên xe máy và một số loại
máy nông nghiệp và chế biến sản phẩm nông nghiệp. Nhằm mục đích nâng cao công suất
động cơ người ta ghép các động cơ một xy lanh (động cơ đơn) lại với nhau tạo thành
động cơ nhiều xy lanh. Động cơ có từ 3 xy lanh trở lên được gọi là động cơ nhiều xy
lanh. Trong động cơ nhiều xy lanh, kích thước các chi tiết của các xy lanh như nhau nên
quá trình làm việc của các xy lanh cũng giống nhau, chỉ khác nhau về pha. Điều này phụ
thuộc vào việc bố trí vị trí tương quan giữa các xy lanh.
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 xy lanh, người ta bố trí sao cho góc công tác giữa

2 xy lanh 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.

Hình 1-20: Động cơ nhiều xylanh

10
Hình 1-21: Kết cấu trục khuỷu của một số động
cơ


Nguyên lí làm việc của động cơ 4 kì 4 xy lanh thẳng hàng
Với dạng trục khuỷu như hình 1-21.1 có thể bố trí góc công tác giữa hai xy lanh
liên tiếp nhau là  k  720 4  1800 , tức là cứ 1800 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 trình tự làm việc như sau:
a. Trình tự làm việc 1-3-4-2
Vòng

quay

trục khuỷu

Thứ tự xy lanh

Góc quay
trục khuỷu
1

2

3

4

0o -180o

Hút

Nén

Xả

Nổ

1/2 vòng thứ
2

180o -360o

Nén

Nổ

Hút

Xả

1/2 vòng thứ
3

360o -540o

Nổ

Xả

Nén

Hút

540o -720o

Xả

Hút

Nổ

Nén

1/2 vòng thứ
1

1/2 vòng thứ
4

b. Thứ tự làm việc kiểu 1-2-4-3

Vòng quay
trục khuỷu

Thứ tự xy lanh

Góc quay
trục khuỷu
1

2

3

4

1/2 vòng thứ
1

0o -180o

Hút

Xả

Nén

Nổ

1/2 vòng thứ
2

180o -360o

Nén

Hút

Nổ

Xả

1/2 vòng thứ
3

360o -540o

Nổ

Nén

Xả

Hút

1/2 vòng thứ
4

540o -720o

Xả

Nổ

Hút

Nén

11


1.4.6. Nguyên lý 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 xy lanh. 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 là
một số phương pháp tăng áp chủ yếu.
1.4.6.1 Tăng áp cơ khí

Với kiểu tăng áp này, máy nén 3
được dẫn 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

Hình 1-22: Tăng áp cơ khí
1. Động cơ
2. Đường thải

được dẫn động từ động cơ nên lượng khí

nén phụ thuộc vào tốc độ động cơ và có
nhược điểm là máy nén không cung cấp
đủ lượng khí nén phù hợp cho động cơ khi
tải trọng thay đổi.

3. Máy nén
4. Bình làm mát trung gian
5. Đường nạp 6. Môi chất trước máy nén
7. Bộ truyền cơ khí

12


1.4.6.2. 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
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
Hình 1-23: Tăng áp kiểu tuabin- máy
nén
1. Động cơ
2. Đường xả
3. Máy nén
4. Két làm mát trung gian
5. Đường nạp
6. Môi chất trước máy nén

7. Tuabin

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.

1.4.6.3. Tăng áp hỗn hợp
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

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. Két làm mát trung gian

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.

7. Đường nạp

13


Tăng áp kiểu tuabin

14


1.5. Nguyên lý làm việc của động cơ pít tông quay (động cơ Walken)
Trục cơ quay theo chiều kim đồng hồ làm bánh
răng quay, bánh răng quay dẫn động pít tông
(rôto) quay làm thay đổi thể tích các khoang AC,
BC, AB.
Trên hình 1-25, pít tông 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 xy lanh qua cửa nạp 7.
Khi điểm A đi qua cửa nạp thì quá trình nạp kết

Hình 1-25: Sơ đồ cấu trúc 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

thúc. Pít tông 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 điêzen
(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 pít tông (mặt BC) làm pít
tông 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 pít tông thường 4 kì, 3 xy lanh.
Ưu điểm của động cơ Walken so với động cơ pít tông thông thường:
-Rôto quay nên cân bằng dễ dàng. Vì thế, tốc độ động cơ cao hơn động cơ pít tông
thường.
- Vì không dùng xuppáp 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 pít tông thường là các chi tiết
bao kín dạng thanh ở các đỉnh của rôto và bề mặt xy lanh mòn rất nhanh do vận tốc lớn và khó
bôi trơn. Vì vậy tuổi thọ động cơ thấp.
15

Khoa C¬ khÝ §éng lùc - Tr-êng §¹i häc SPKT - H-ng Yªn
CHƯƠNG 2: CHU TRÌNH THỰC TẾ CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
2.1. Quá trình nạp
2.1.1. Diễn biến quá trình nạp
- Quá trình nạp được tiến hành chủ yếu do pít
tông chuyển động từ điểm chết trên đến điểm chết
dưới tạo ra sự chênh lệch áp suất, do đó môi chất được
hút vào xy lanh.
-Trong thực tế, quá trình nạp bắt đầu tại điểm
d1, tương ứng với vị trí góc  1 trước ĐCT, xuppap
nạp mở. Góc  1 gọi là góc mở sớm của xuppap nạp.

p

Từ thời điểm áp suất trong xy lanh bằng áp suất
trên đường ống nạp pk trở đi, khí nạp mới thực sự đi
vào trong xy lanh, cho đến khi pít tông tới ĐCD tại
điểm a.
Tận dụng quán tính của dòng khí nạp để nạp
thêm, xupáp nạp chưa đóng tại ĐCD mà đóng sau đó

b
'

pt
hr

d1
d2

r
'

Vc
ĐCT

Vh

b
p"t pk
phk
a
V
ĐCD

1 góc  2 tại điểm d2. Góc  2 gọi là góc đóng muộn
của xupáp nạp.
Áp suất trong xy lanh phụ thuộc vào tốc độ v
của pít tông, có giá trị nhỏ nhất tại vmax. Tại điểm
ĐCD, ta có thể viết:
pa = pk - pk
Đối với động cơ không tăng áp, có thể coi gần

Hình 2-1. Diễn biến quá trình
nạp
(2.5)
pk: Chênh lệch áp suất giữa đường

đúng pk  p0 và Tk  T0.

nạp với xylanh.

Từ phân tích diễn biến quá trình nạp trong các động
cơ khác nhau ta có thể rút ra một vài nhận xét sau:
- Khí nạp mới đi vào trong xy lanh phải khắc

thải và xylanh.

pt: Chênh lệch áp suất giữa đường

phục sức cản lưu động nên có tổn thất áp suất pk.
- Trong tất cả các loại động cơ nêu trên không thể quét hết sản vật cháy ra khỏi xy lanh. Nói
cách khác, trong xy lanh vẫn còn một lượng khí sót hoà trộn với khí nạp mới.
- Khí nạp mới đi vào xy lanh tiếp xúc với các chi tiết trong buồng cháy và hoà trộn với khí
sót có nhiệt độ cao nên được sấy nóng.
-Tất cả những điều đó làm cho lượng khí nạp mới trong xy lanh khi kết thúc quá trình nạp
thông thường khác so với lượng khí nạp mới lý thuyết có thể chứa trong thể tích xy lanh V h qui về
điều kiện ở đường nạp với nhiệt độ Tk và áp suất pk. Vì vậy, để đánh giá chất lượng quá trình nạp,
người ta đưa ra thông số hệ số nạp v được định nghĩa như sau:

v 

G1
M
V
 1  1
Gh M h Vh

Gi¶ng viªn: Khæng V¨n Nguyªn

16


Khoa C¬ khÝ §éng lùc - Tr-êng §¹i häc SPKT - H-ng Yªn
G1 (kg/kgnl) và M1(kmol/kgnl) là lượng khí nạp mới thực tế trong xy lanh khi kết thúc quá
trình nạp và V1 là thể tích của lượng khí nạp mới đó qui về điều kiện nhiệt độ Tk và áp suất pk.
Gh (kg/kgnl) và Mh(kmol/kgnl) là lượng khí nạp mới lý thuyết chứa trong thể tích Vh trong
điều kiện nhiệt độ Tk và áp suất pk.
Với:

G h  k Vh

Hệ số nạp là một thông số đặc trưng cho chất lượng quá trình nạp, thông thường nhỏ hơn 1
và sẽ được khảo sát kĩ lưỡng ở các phần sau.
2.1.2. Các thông số cơ bản của quá trình nạp, các nhân tố ảnh hưởng
* Các thông số cơ bản
a. Áp suất cuối quá trình nạp pa
Nếu pa càng lớn thì lượng khí nạp mới càng nhiều và ngược lại.

n2
pa  p k  p k  p k  k n 2
fn
Chú ý rằng trong động cơ xăng, hệ số cản cục bộ trên đường nạp còn phụ thuộc rất nhiều vào
độ mở của bướm ga tức là phụ thuộc tải trọng. Cụ thể, khi tăng tải, bướm gam mở to hơn thì sức
cản giảm.
b. Hệ số khí sót r
Hệ số khí sót r được định nghĩa bởi công thức:

r 

Mr
M1

 r  q

Tk  T p r
. .
Tr
pa

1
1

 nt

 p m
  t  q  r 
 pa 

c. Nhiêt độ sấy nóng khí nạp mới
Khí nạp mới từ đường nạp có nhiệt độ Tk đi vào xy lanh sẽ được sấy nóng bởi các chi tiết có
nhiệt độ cao trong buồng cháy, đồng thời nhiên liệu trong hỗn hợp đối với động cơ xăng sẽ bay
hơi. Nhiệt độ khí nạp mới khi đó sẽ thay đổi một lượng là T:
T = Tt - Tbh
Trong đó Tt là độ tăng nhiệt độ của khí nạp mới do truyền nhiệt còn Tbh là độ giảm nhiệt
độ do nhiên liệu trong khí nạp mới bay hơi. Động cơ điêzen (diesel) có Tbh = 0.
d. Nhiệt độ cuối quá trình nạp

p 
Tk  T  t  rTr  a 

 pr 
Ta 
1  r
Gi¶ng viªn: Khæng V¨n Nguyªn

m 1
m

17


Khoa C¬ khÝ §éng lùc - Tr-êng §¹i häc SPKT - H-ng Yªn
e. Hệ số nạp

v 

M1
Mh

1


m
 pr  
Tk
pa 
1
v 
.
.

  t q  
  1 Tk  T pk  nt
 pa  



v 

G1
M
V
 1  1
Gh M h Vh

*Những nhân tố ảnh hưởng đến hệ số nạp
Trong số các thông số cơ bản của quá trình nạp thì hệ số nạp v là thông số tổng hợp đặc trưng cho
chất lượng quá trình nạp.
a. Tỉ số nén
b. Áp suất pa
c) Trạng thái nạp (pk, Tk)
d) Trạng thái thải (pr, Tr)
e) Nhiệt độ sấy nóng khí nạp mới T
f) Pha phối khí
g) Tải trọng S
h) Tốc độ vòng quay n
2.2. Quá trình nén
Pít tông đi từ ĐCD lên ĐCT, quá trình nén thực sự bắt đầu tại
điểm d2 trên đồ thị công; nhiệt độ, áp suất môi chất tăng dần, diện
tích trao đổi nhiệt giữa môi chất và thành vách các chi tiết trong
buồng cháy giảm... cho nên quá trình nén là quá trình trao đổi nhiệt

phức tạp. Có thể coi đây là quá trình nén đa biến với chỉ số đa biến
n thay đổi. Nhiệt lượng trao đổi không những thay đổi về trị số mà
còn thay đổi về hướng.
2.2.1. Diễn biến và các thông số của quá trình nén
-Đầu quá trình nén, T  TW, môi chất nhận nhiệt, đường nén
khi đó dốc hơn đường đoạn nhiệt, n  k.
-Trong quá trình nén, áp suất và nhiệt độ của môi chất tăng
dần, chênh lệch nhiệt độ T-TW giảm nên nhiệt lượng nhận giảm dần
dẫn tới n cũng giảm dần. Cho tới khi T = TW, nhiệt lượng trao đổi
bằng 0, lúc đó n = k.
-Trong giai đoạn tiếp theo, do T  TW nên môi chất mất nhiệt
cho vách các chi tiết nên n  k.

Hình 2-2: Diễn biến
quá trình nén

- Nếu như biết được n1 ta có thể dễ dàng tìm được nhiệt độ và áp suất cuối quá trình nén
(không cháy) tại điểm c:
Gi¶ng viªn: Khæng V¨n Nguyªn

18


Khoa Cơ khí Động lực - Tr-ờng Đại học SPKT - H-ng Yên

pc pa n1

Tc Ta n1 1
*) Nhng nhõn t nh hng n n1
a. Tc vũng quay n

b. Ti trng
c. Kớch thc xy lanh
d. Tỡnh trng k thut
2.2.2. Vn chn t s nộn
n gin khi tớnh toỏn, ta thay quỏ trỡnh nộn a bin vi n thay i bng quỏ trỡnh nộn vi
ch s nộn a bin n1 = const vi iu kin cựng im u a v cựng cụng nộn. Ch s n1 c gi
l ch s nộn a bin trung bỡnh, theo kinh nghim nm trong khong 1,32 1,39. Nu coi gn
ỳng mụi cht l khụng khớ vi k = 1,41 thỡ n1 k nờn cú th kt lun rng tớnh cho ton b quỏ
trỡnh nộn thỡ mụi cht mt nhit cho vỏch cỏc chi tit.

tớnh toỏn n1 ta s dng cụng thc: n1 1

8314

b
av Ta n1 1 1
2





2.3. Quỏ trỡnh chỏy
2.3.1. Khỏi quỏt v quỏ trỡnh chỏy
Quỏ trỡnh chỏy l quỏ trỡnh ụxy hoỏ nhiờn liu, gii
phúng hoỏ nng thnh nhit nng v din ra rt phc tp.
Yờu cu i vi quỏ trỡnh chỏy l nhiờn liu chỏy ỳng lỳc,
chỏy kit t tớnh hiu qu v tớnh kinh t cao, ng thi
tc tng ỏp sut

p
khụng quỏ ln ng c lm vic


ớt rung git v hn ch ti trng ng tỏc dng lờn cỏc chi
tit ca c cu trc khuu - thanh truyn. Ngoi ra, cỏc
thnh phn c hi trong khớ x phi nm trong gii hn
cho phộp theo qui nh v bo v mụi trng.
Mt s thụng s c trng cho quỏ trỡnh chỏy l:
Tc chỏy : biu th lng hũa khớ tham gia phn
ng trong mt n v thi gian (kg/s hay kmol/s). Tc
chỏy quyt nh tc ta nhit

dQ
v qua ú n bin
d

p
i ỏp sut
v s thay i nhit ca mụi cht trong


Giảng viên: Khổng Văn Nguyên

Hỡnh 2-3: Quỏ trỡnh chỏygión n trờn th cụng v
th pha

19

Khoa C¬ khÝ §éng lùc - Tr-êng §¹i häc SPKT - H-ng Yªn
xy lanh.
Tốc độ phản ứng oxi hóa  ' : biểu thị tốc độ cháy riêng cho một đơn vị thể tích hòa khí
(kg/sm3 hay kmol/sm3).
Tốc độ lan tràn màng lửa u(m/s): quyết định thời gian cháy hòa khí.
Quá trình cháy phu thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó phương pháp hình thành hòa khí và
cách thức đốt cháy nhiên liệu có ảnh hưởng nhiều nhất.
2.3.2. Diễn biến quá trình cháy và giãn nở
Quá trình cháy bắt đầu tại điểm c’ khi bugi bật tia lửa điện (động cơ xăng) hoặc vòi phun
phun nhiên liệu vào xy lanh (động cơ điêzen (diesel)) và kết thúc tại điểm z.
Quá trình cháy bắt đầu trước khi pít tông đến ĐCT một góc s là góc đánh lửa sớm (động cơ
xăng) hay góc phun sớm (động cơ điêzen (diesel)).
Tiếp theo quá trình cháy là quá trình giãn nở sinh công, quá trình này bắt đầu từ điểm z trên
đồ thị công là điểm kết thúc quá trình cháy cho đến điểm b’’ là điểm mở sớm của xuppapthải.
a. Quá trình cháy trong động cơ xăng
Do đặc điểm hình thành hỗn hợp bên ngoài xy lanh (trừ động cơ phun xăng trực tiếp), quá
trình cháy trong động cơ xăng có thể chia ra thành 3 giai đoạn như sau
Giai đoạn I: Cháy trễ, tính từ lúc bugi bật tia lửa
điện tại điểm 1 đến khi đường cháy tách khỏi đường
nén tại điểm 2. Trong giai đoạn này hình thành những
nguồn lửa đầu tiên từ bugi và bắt đầu dịch chuyển
màng lửa. Lượng hỗn hợp tham gia phản ứng ít (chỉ
tới khoảng 1,5%) nên lượng nhiệt toả ra nhỏ không
làm thay đổi áp suất đường nén.
Các thông số đặc trưng của giai đoạn cháy trễ là
thời gian cháy trễ i (s) hay góc cháy trễ i (oTK), phụ
thuộc trước hết vào thành phần và tính chất của nhiên
liệu, mức độ chuyển động rối của môi chất, nhiệt độ
lân cận bugi tại thời điểm đánh lửa và năng lượng tia
lửa.

Hình 2-4: Diễn biến quá trình
cháy trong động cơ xăng

Giai đoạn II: Cháy nhanh, diễn ra từ điểm 2 đến
điểm 3, màng lửa lan tràn với tốc độ lớn. Do hỗn hợp đã được chuẩn bị rất tốt từ trước nên phần
lớn bị đốt cháy trong giai đoạn này. Do đó, tốc độ toả nhiệt rất lớn trong khi thể tích xy lanh thay
đổi ít nên gần với quá trình cấp nhiệt đẳng tích. Cuối giai đoạn này màng lửa hầu như lan tràn
khắp buồng cháy và áp suất trong xy lanh đạt cực đại.
Thông số đặc trưng của giai đoạn cháy nhanh là tốc độ tăng áp suất:

Gi¶ng viªn: Khæng V¨n Nguyªn

20


Khoa Cơ khí Động lực - Tr-ờng Đại học SPKT - H-ng Yên

p pz pc


cz
Quỏ trỡnh chỏy din ra cng mónh lit thỡ tc tng ỏp sut cng ln, ng c lm vic
khụng ờm v ngc li. Trong thc t,
0

p
ca ng c xng nm trong khong 0,1 0,2 MN/m2

TK.
Nhn xột:
Quỏ trỡnh chỏy cú hiu qu sinh cụng tt nht nu nh 2 v 3 i xng nhau qua CT. õy

chớnh l mt c s la chn gúc ỏnh la sm (s) ti u.
Giai on III: Chỏy rt, din ra t im 3 n im 4. Tc chỏy gim. Pớt tụng i cng xa
khi CT. Do ú hiu qu sinh cụng ớt. Nhit sinh ra ch yu lm núng cỏc chi tit. hn ch
chỏy rt cú th ỏp dng cỏc bin phỏp nh chn gúc ỏnh la sm, cng xoỏy lc ca mụi
cht thớch hp v s dng ỳng loi nhiờn liu yờu cu.
b. Quỏ trỡnh chỏy trong ng c iờzen (diesel)
Tng t nh trong ng c xng, trờn th hin
ỏp sut v nhit trong xy lanh. Ngoi ra cũn th hin

4'

3'

qui lut phun thụng qua i lng l t l (%) lng

4

2'

nhiờn liu ó phun so vi lng nhiờn liu chu trỡnh gct,

5

1'

qui lut chỏy x (%) v tc to nhit dx/d .ng c

iờzen (diesel) l ng c cú quỏ trỡnh hỡnh thnh hn
hp bờn trong xy lanh. T c im ny cú th chia quỏ
trỡnh chỏy thnh 4 giai on.
Giai on I: Chỏy tr, tớnh t khi vũi phun phun
nhiờn liu ti im 1 n khi ng chỏy tỏch khi
ng nộn 2. Trong giai on ny xy ra cỏc quỏ trỡnh
to thnh hn hp v chun b chỏy nh xộ nh nhiờn
liu, bay hi v ho trn nhiờn liu, phn ng s b
hỡnh thnh nhng trung tõm t chỏy u tiờn v bc
u phỏt trin nhng trung tõm ny.

5'

3

T
p

Nén

1 2
i



s CT


x=100%
x

dx/d



0
Hỡnh 2-5: Din bin quỏ trỡnh chỏy
trong ng c diesel

Cỏc thụng s c trng ca giai on chỏy tr l thi gian chỏy tr i (s) hay gúc chỏy tr i
(oTK), ph thuc trc ht vo thnh phn v tớnh cht ca nhiờn liu nh s xetan ,
nhtNgoi ra, thi gian chỏy tr cũn chu nh hng ca cỏc yu t khỏc nh nhit v ỏp sut
trong xy lanh ti thi im phun, phun ti, mc chuyn ng ri ca mụi cht
Giai on II: Chỏy nhanh, din ra t im 2 n im 3. Phn hn hp ó c chun b
trong giai on chỏy tr bc chỏy rt nhanh lm cho ỏp sut v nhit trong xy lanh tng vt. Tc
to nhit rt ln trong khi th tớch xy lanh thay i ớt nờn giai on chỏy nhanh gn vi quỏ
trỡnh cp nhit ng tớch.
Giảng viên: Khổng Văn Nguyên

21


Khoa Cơ khí Động lực - Tr-ờng Đại học SPKT - H-ng Yên
Thụng s c trng ca giai on chỏy nhanh l tc tng ỏp sut p , xem. Lng hn

hp c chun b trong giai on chỏy tr cng nhiu thỡ p cng ln, ng c lm vic khụng

ờm v ngc li. Trong thc t,

p

ca ng c iờzen (diesel) nm trong khong 0,3 0,6


MN/m2 0TK, ln hn nhiu (khong 3 ln) so vi ca ng c xng vỡ t s nộn cao hn. Chớnh vỡ
vy nờn ng c iờzen (diesel) lm vic khụng ờm nh ng c xng.
Giai on III: Chỏy chớnh, din ra t im 3 n im 4. Hn hp va chun b va chỏy
nờn quỏ trỡnh chỏy din ra t t vi tc chỏy gim dn. Vỡ vy quỏ trỡnh chỏy din ra ờm du
hn. Cú th coi giai on chỏy chớnh gn vi quỏ trỡnh cp nhit ng ỏp v ton b quỏ trỡnh chỏy
trong ng c iờzen (diesel) gn vi chu trỡnh cp nhit hn hp. Tc chỏy c quyt nh
bi tc ho trn gia nhiờn liu v khụng khớ hay tc chun b hn hp. Mt khỏc, tc
chỏy gim cũn do nng oxy gim dn. Do ú, tuy ng c lm vic ờm nhng hiu qu bin i
nhit thnh cụng gim (tớnh kinh t gim) v tng kh nng chỏy rt giai on sau. Trong thc t
khong 40 50% lng nhiờn liu chu trỡnh chỏy trong giai on III.
Giai on IV: Chỏy rt, cng nh ng c xng trong giai on chỏy rt s chỏy nt
nhng phn hn hp cũn li. Hiu qu sinh cụng thp, nhit sinh ra ch yu lm núng cỏc chi tit.
Giai on chỏy rt c coi l kt thỳc khi chỏy ht 9597% lng nhiờn liu chu trỡnh. hn
ch chỏy rt cú th ỏp dng cỏc bin phỏp nh chn gúc phun sm s, cng vn ng ri ca
mụi cht thớch hp.
c. Din bin quỏ trỡnh gión n
Trong quỏ trỡnh gión n xy ra nhiu quỏ trỡnh vt lý
phc tp nh chỏy rt, tỏi hp sn vt chỏy, truyn nhit
phc tp t mụi cht vi vỏch cỏc chi tit v lt
khớTng t nh quỏ trỡnh nộn, cú th coi õy quỏ trỡnh
a bin vi ch s a bin n thay i. u quỏ trỡnh gión n,
mụi cht nhn nhit nờn ng gión n thoi hn ng

p
z

y

pVk = const

n
k

on nhit (nm trờn), n k. Pớt tụng cng i xa CT, chỏy
rt gim v din tớch trao i nhit tng nờn lng nhit
nhn c gim v lng nhit mt mỏt tng. Do ú n tng
dn cho n im M vi n = k, ti ú lng nhit nhn
c bng lng nhit mt mỏt. Núi cỏch khỏc, ú l ch
on nhit tc thi. T ú tr i, mụi cht mt nhit
ngy cng nhiu, ng gión n dc hn ng on nhit

V
ĐCT

ĐCD

Hỡnh 2-6. Din bin quỏ trỡnh
gión n

(nm di), n k.
tớnh toỏn n gin, cng tng t nh quỏ trỡnh nộn, ta thay quỏ trỡnh a bin vi n thay
i bng quỏ trỡnh a bin vi ch s n2 = const vi iu kin cựng im u z v cựng cụng gión
n. Theo kinh nghim n2 nm trong khong 1,25 1,29.
Giảng viên: Khổng Văn Nguyên

22

Khoa C¬ khÝ §éng lùc - Tr-êng §¹i häc SPKT - H-ng Yªn
Biết được n2 ta có thể dễ dàng tìm được nhiệt độ và áp suất cuối quá trình giãn nở tại điểm b.
V 
pb  p z  z 
 Vb 
V 
Tb  Tz  z 
 Vb 

n2

 Vz .Vy 

 pz 
 V .V 
 b y

n2  1


 Tz  
 

n2


 pz  
 

n2

n2  1

Đối với động cơ xăng  = 1:

pb  pz
Tb  Tz

1
n2
1



n2  1

2.3.3. Các hiện tượng cháy không bình thường trong động cơ xăng
a. Kích nổ
Là hiện tượng nhiệt độ tại một hay một số vùng trong
buồng cháy đủ lớn để tự cháy với sự xuất hiện ngọn lửa cục
bộ khi ngọn lửa từ bugi chưa lan tràn tới.
Nguồn lửa này phát triển rất nhanh, lan tràn với tốc độ
lớn và chèn ép với vùng cháy do ngọn lửa từ bugi, gây ra
sóng va kèm theo tiếng gõ rất đanh và áp suất trong buồng
cháy dao động với tần số lớn. Nhiên liệu không kịp cháy bị
phân huỷ thành các bon tự do nên khí thải có khói đen.
Do kích nổ, động cơ rất nóng và công suất giảm nên
không thể tiếp tục làm việc được.
Kích nổ là hiện tượng đặc thù ở động cơ xăng. Những

yếu tố nào làm tăng nhiệt độ cục bộ chính là nguyên nhân
gây kích nổ: tỷ số nén lớn, nhiên liệu có chỉ số ốctan nhỏ,
góc đánh lửa sớm không phù hợp…
b. Cháy sớm
Là hiện tượng cháy xảy ra khi bugi chưa bật tia lửa
điện. Nguồn lửa có thể là các chi tiết quá nóng hoặc muội

Hình 2-7: Áp suất trong xilanh
khi có kích nổ

than nóng đỏ, nên cháy sớm không có qui luật và không điều
khiển được. Cháy sớm làm tăng công nén, máy rất nóng tới
mức có thể làm chảy pít tông. Kích nổ và cháy sớm thường đi
kèm với nhau vì có cùng nguyên nhân là nhiệt độ cao.
c. Ngắt điện vẫn làm việc
Hình 2-8: Áp suất trong
xylanh khi có cháy sớm
Gi¶ng viªn: Khæng V¨n Nguyªn

23