Tài liệu Khái quát động cơ Diezel pdf

-1-
§éng c¬ Diesel
Bè côc cña ch­¬ng
Ch­¬ng nµy tr×nh bµy vÒ §éng c¬ Diesel.


· M« t¶
· HÖ thèng nhiªn liÖu


-2-

Description Mô tả

Động cơ điêzen sử dụng dầu điêzen.
Một động cơ điêzen 4 kỳ hoạt động với chu
trình 4 kỳ như động cơ xăng: nạp nhiên liệu,
nén, đốt cháy và xả.
Một ưu điểm của động cơ điêzen là tiêu thụ
nhiên liệu ít hơn động cơ chạy xăng do hao hụt
bơm nhiên liệu ít hơn và tỷ lệ nén cao. Ngược
lại, có những nhược điểm như độ rung và ồn
trong quá trình hoạt động lớn hơn. Đồng thời,
số chất độc hại trong khí xả ra lớn hơn so với
động cơ xăng.


1. Kỳ nạp
Chỉ có không khí được hút vào trong xi-lanh.

2. Kỳ nén
Píttông nén khí nạp và làm tăng nhiệt độ đủ
để cho nhiên liệu cháy. Tỷ lệ nén của động
cơ điêzen cao hơn tỷ số nén của động cơ
xăng.
Tỷ số nén:
Động cơ xăng: 9 11
Động cơ Điêzen: 14 - 23


-3-


3. Kú ®èt ch¸y
Nhiªn liÖu ®­îc ®­a vµo buång ®èt ch¸y.
Kh«ng khÝ nÐn lµm cho nhiªn liÖu ch¸y ë
nhiÖt ®é cao vµ ch¸y hÕt.



4. Kú x¶
PÝt t«ng ®Èy khÝ tho¸t ra ngoµi xi-lanh.
(1/2)



-4-

So sánh giữa động cơ xăng và động cơ điêzen trong mỗi kỳ được nêu trong bảng dưới đây.




























(1/2)

Điều kiện để vận hành động cơ điêzen
Nén và hệ thống nhiên liệu là những yếu tố
quan trọng nhất để vận hành động cơ điêzen
một cách có hiệu qủa.
Hệ thống sấy sơ bộ sấy nóng không khí nén
cần thiết cho sự khởi động động cơ nguội.


-5-


1. Nén
Động cơ điêzen nén không khí để đạt được
mức nóng cần thiết cho nhiên liệu tự cháy.
Do đó, nén trong động cơ điêzen đóng vai
trò giống như sự đánh lửa trong động cơ
xăng.
Cũng như với động cơ xăng, nén không khí
có thể tạo ra áp suất nổ lớn.



2. Hệ thống nhiên liệu
Động cơ điêzen không có bướm ga điều
khiển công suất động cơ như động cơ xăng.
Công suất của động cơ xăng được kiểm
soát bằng đóng và mở bướm ga, do đó kiểm
soát lượng hỗn hợp nhiên liệu vào.

Tuy nhiên, động cơ điêzen kiểm soát công
suất động cơ bằng điều chỉnh lượng mức độ
phun nhiên liệu.
Hơn nữa, khi hành trình đốt cháy bắt đầu với
việc phun nhiên liệu, nó cũng điều chỉnh
thời điểm phun nhiên liệu. Điều này tương
ứng với thời điểm đánh lửa của động cơ
xăng.
Gợi ý:
Vì nhiều mục đích, một số động cơ được
trang bị cửa đóng đường nạp khí (cửa gió)
để giảm độ ồn, tắt động cơ hoặc giảm độ
rung động cơ khi động cơ ngừng hoạt động.



3. Hệ thống sấy sơ bộ
Hệ thống sấy sơ bộ là nét đặc biệt của động
cơ điêzen.
Hệ thống sấy sơ bộ sấy không khí nén bằng
điện để khởi động động cơ nguội.
Có hai loại: loại bugi sấy, nung nóng không
khí bên trong buồng cháy, và loại sấy nóng
trực tiếp không khí nạp từ bộ lọc không khí.
(1/1)

-6-

Điều chỉnh công suất động cơ điêzen
Trong động cơ điêzen, nhiên liệu được đưa vào
sau khi không khí bị nén và tạo nhiệt độ và áp
suất cao.
Để có áp suất nén cao ngay cả khi tốc độ của
động cơ chậm, một lượng lớn không khí được
đưa vào các xi-lanh.
Do đó, không sử dụng bướm ga vì nó tạo ra lực
cản nạp (một số động cơ sử dụng cửa chắn
nạp có hình dạng tương tự bướm ga.)
Trong động cơ điêzen, công suất động cơ được
điều chỉnh bằng cách điều chỉnh lượng nhiên
liệu phun vào.
Lượng phun nhiên liệu nhỏ: công suất nhỏ
Lượng phun nhiên liệu lớn: công suất lớn
Tham khảo:
ã Điều chỉnh công suất động cơ xăng
Công suất động cơ xăng được điều chình
bằng cách đóng mở bướm ga, từ đó điều
chỉnh hỗn hợp không khí-nhiên liệu được
đưa vào.
Lượng hỗn hợp không khí-nhiên liệu
nhỏ: Công suất nhỏ
Lượng hỗn hợp không khí-nhiên liệu
lớn: Công suất lớn
(1/1)

Kỳ cháy
1. Tính dễ cháy của nhiên liệu điêzen
Tăng nhiệt độ nhiên liệu làm cho nhiên liệu bốc cháy ngay mà không cần đốt. Nhiệt độ tối thiếu để điều
này xuất hiện được gọi là điểm tự bốc cháy (nhiệt độ tự cháy).
Nhiên liệu được phun vào trong buồng đốt và được sấy nóng bởi không khí ở nhiệt độ và áp suất cao. Khi
đó nhiên liệu tự bắt lửa và bùng cháy.
Trong động cơ điêzen, tính dễ bắt lửa của nhiên liệu được cải thiện do khi tỷ số nén tăng, nhiệt độ tăng
nhanh. Tương tự, đặc tính cháy được cải thiện khi sử dụng nhiên liệu có chỉ số xêtan cao.
Chỉ số xêtan
Chỉ số xêtan của nhiên liệu điêzen tương ứng với chỉ số ốctan của xăng và cho thấy tính dễ cháy của nhiên
liệu.
Chỉ số càng cao điểm cháy càng thấp và nhiên liệu tốt hơn.
ã Đối với nhiên liệu động cơ điêzen, chi số xêtan tối thiểu đạt mức yêu cầu là 40-45.
ã Nhìn chung sử dụng chỉ số xêtan 53-55
Chỉ số xêtan cao tương ứng với những ảnh hưởng sau.
ã Khởi động tốt
ã Khí xả sạch
ã Công suất lớn
ã Cải thiện tính kinh tế nhiên liệu
ã Động cơ hoạt động tốt và ít tiếng ồn
(1/3)

-7-


2. Mối quan hệ giữa tỷ số nén và áp suất hoặc nhiệt độ
nén
Động cơ điêzen nén không khí bên trong xilanh và tăng
nhiệt độ để đốt cháy.
Đồ thị ở bên trái chỉ ra mối quan hệ giữa tỷ số nén và áp
suất nén hoặc nhiệt độ nén. Giả sử không có sự rò rỉ
không khí và giảm sức nóng giữa pít tông và xi-lanh.
Ví dụ, khi tỷ số nén là 16, đồ thị cho thấy áp suất và nhiệt
độ nén có thể lên tới xấp xỉ 5 MPa (50 kgf/cm
2
) và 560
0
C
(1.040
0
F).
Tuy nhiên, trong một động cơ thực, giá trị áp suất nén và
nhiệt độ không khí thường thấp hơn giá trị trên lý thuyết
được chỉ ra trong đồ thị do nhiệt toả ra.
(2/3)

-8-


3. Quá trình đốt cháy trong động cơ
điêzen
Do quá trình đốt cháy xuất hiện trong động
cơ điêzen, giữa áp suất bên trong buồng đốt
và góc quay của trục khuỷu có mối quan hệ
như được thể hiện ở trên hình bên trái.
Quá trình đốt cháy chia làm bốn giai đoạn
dưới đây.
(1) Chậm bắt lửa (A-B)
Để đốt cháy, nhiên liệu được phun thành hạt
nhỏ li ty, bốc hơi và trộn với không khí trong
xilanh để tạo hỗn hợp cháy.
(2) Lan truyền ngọn lửa (B-C)
Trong giai đoạn này, đánh lửa bắt đầu từ
khu vực khi không khí-nhiên liệu đạt tỷ số
chuẩn và sau đó tiếp tục bốc cháy ra ngoài.
Từ điểm B tới điểm C, áp suất tăng mạnh.
áp suất tăng do lượng nhiên liệu đưa vào
giai đoạn chậm đánh lửa, do điều kiện phun
nhiên liệu và hỗn hợp không khí và nhiên
liệu...v.v..
(3) Đốt cháy trực tiếp (C-D)
Trong giai đoạn này, nhiên liệu được đốt
cháy bằng ngọn lửa trong buồng đốt ngay
sau khi được phun vào. áp suất cháy tăng
nhanh hơn do nhiên liệu cháy ngay khi phun
vào.

áp suất tại thời điểm này có thể được điều
chỉnh ở một mức độ nhất định bằng cách
điều chỉnh lượng nhiên liệu vào.
(4) Sau khi cháy (D - C)
Quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt kết
thúc ở điểm D.
Tuy nhiên, phần nhiên liệu còn lại sẽ tiếp
tục cháy trong giai đoạn này.
Khi giai đoạn sau cháy càng dài thì nhiệt độ
khí xả tăng và hiệu suất nhiệt *1 giảm.
*1: với động cơ nóng, hiệu suất nhiệt nghĩa
là tỷ số giữa nhiệt năng được chuyển thành
công và nhiệt năng do nhiên liệu cung cấp.
ã Quá trình đốt cháy (A-E)
(3/3)