Nội dung chính Công nghệ cơ khí 11 cánh diều Bài 18: Nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong

BÀI 18: NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

I. MỘT SỐ THUẬT NGỮ CƠ BẢN

1. Điểm chết

- Điểm chết là vị trí tại đó pít tông đổi chiều chuyển động.

- Điểm chết trên (ĐCT) là vị trí pít tông ở xa tâm trục khuỷu nhất.

- Điểm chết dưới (ĐCD) là vị trí pít tông ở gần tâm trục khuỷu nhất.

2. Hành trình pít tông (S)

- Hành trình pít tông (S) là quãng đường của pít tông di chuyển giữa hai điểm chết.

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr78)

1. Vận tốc pít tông tại các điểm chết bằng 0.

2. Mối liên hệ giữa hành pít tông S và bán kính quay R của trục khuỷu: S = 2R.

3. Các thể tích xi lanh

- Thể tích xi lanh là không gian bên trong xilanh được giới hạn bởi đỉnh pít tông, xilanh và nắp máy.

+ Thể tích toàn phần V_a là thể tích xilanh khi pít tông ở ĐCD.

+ Thể tích buồng cháy V_c là thể tích xilanh khi pít tông ở ĐCT.

+ Thể tích công tác V_h là thể tích xilanh và hai tiết diện đi qua các điểm chết.

- Xilanh có đường kính D, hành trình pít tông S thì thể tích công tác được tính bằng biểu thức:

4. Tỉ số nén

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr79)

1. Động cơ có thể tích công tác lớn nạp được nhiều hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong một chu trình công tác. Do đó, tổng năng lượng nhiệt sinh ra lớn nên phát ra công suất càng lớn.

2.

5. Chu trình công tác

- Động cơ đốt trong làm việc lặp đi lặp lại bốn quá trình: nạp, nén, cháy – giãn nở và thải. Bốn quá trình này tạo thành chu trình công tác của động cơ.

6. Kì

- Kì là một phần của chu trình công tác khi pít tông di chuyển được một hành trình.

II. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 4 KÌ

1. Cấu tạo chung của động cơ 4 kì

- Động cơ 4 kì có một chu trình công tác được thực hiện bởi bốn hành trình của pít tông, tương ứng với 2 vòng quay của trục khuỷu.

- Cấu tạo của động cơ xăng 4 kì và động cơ Diesel 4 kì tương tự nhau, chỉ khác nhau ở bố trí bugi (ở động cơ xăng) và vòi phun (ở động cơ Diesel).

2. Nguyên lí làm việc của động cơ Diesel 4 kì

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr80)

1. Động cơ 2 kì có một chu trình công tác tương ứng với hai hành trình của pít tông hoặc 1 vòng quay của trục khuỷu. Động cơ 4 kì có một chu trình công tác tương ứng với bốn hành trình của pít tông hoặc 2 vòng quay của trục khuỷu.

2. Động cơ Diesel 4 kì gồm các kì: kì nạp, kì nén, kì cháy – giãn nở, kì thải.

3. Ở động cơ 4 kì, công được sinh ra ở kì cháy – giãn nở.

*Kết luận

a) Kì nạp

- Pít tông đi từ ĐCT đến ĐCD, xu páp nạp mở, xu páp thải đóng.

b) Kì nén

- Pít tông đi từ ĐCD đến ĐCT, cả hai xu páp đều đóng.

c) Kì cháy – giãn nở

- Pít tông đi từ ĐCT đến ĐCD, cả hai xu páp vẫn đóng.

d) Kì thải

- Pít tông đi từ ĐCD đến ĐCT, xu páp nạp đóng, xu páp thải mở.

3. Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 4 kì

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr81)

Sự khác nhau cơ bản về nguyên lí làm việc của động cơ xăng 4 kì hình thành hoà khí bên ngoài và động cơ Diesel 4 kì ở hai điểm sau: 

+ Ở kì nạp, động cơ xăng 4 kì hình thành hoà khí bên ngoài nạp hỗn hợp nhiên liệu (xăng) và không khí. Ở động cơ Diesel 4 kì nạp không khí.

+ Đốt cháy hoà khí: Ở động cơ xăng, bugi đánh lửa để đốt cháy hoà khí trong xilanh, còn ở động cơ Diesel, hoà khí bị nén và tự cháy.

II. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 2 KÌ

1. Cấu tạo chung của động cơ 2 kì

- Động cơ 2 kì có chu trình công tác tương ứng với hai hành trình của pít tông hay một vòng quay của trục khuỷu.

2. Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 2 kì

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr82)

Động cơ xăng 2 kì gồm các kì: kì 1 và kì 2.

*Kết luận

a) Kì 1

- Hành trình pít tông đi từ ĐCT đến ĐCD, có thể chia ra ba giai đoạn:

+ Đầu kì 1, diễn ra quá trình cháy – giãn nở sinh công đẩy pít tông đi xuống làm quay trục khuỷu. Quá trình này kết thúc khi pít tông mở cửa thải.

+ Khi pít tông mở cửa thải đến khi bắt đầu mở cửa quét, khí thải trong xilanh có áp suất cao được thải qua cửa thải. Giai đoạn này gọi là thải tự do.

b) Kì 2

- Pít tông đi từ ĐCD đến ĐCT:

+ Từ khi pít tông ở ĐCD đi lên đến khi đóng cửa quét, do cửa quét và cửa thải vẫn mở, khí nạp đi vào xilanh có áp suất cao tiếp tục đẩy khí thảo trong xilanh ra đường thải. Giai đoạn này vẫn được gọi là quét – thải khí.

+ Từ khí pít tông đóng cửa quét đến khi đóng cửa thảo, một phần hòa khí trong xilanh bị lọt ra ngoài cửa thải. Giai đoạn này gọi là giai đoạn lọt khí.

+ Từ khi pít tông đóng cửa thải đến khi lên đến ĐCT, hòa khí trong xilanh bị nén nên nhiệt độ, áp suất tăng nhanh. Đến cuối giai đoạn nén, bugi bật tia lửa điện đốt cháy hòa khí và thực hiện quá trình cháy tiếp theo.

- Khi pít tông mở cửa nạp thì khí nạp sẽ qua cửa nạp đi vào cacte.

3. Nguyên lí làm việc của động cơ Diesel 2 kì

- Nguyên lí làm việc của động cơ Diesel 2 kì tương tự như động cơ xăng 2 kì. Điểm khác biệt tương tự như đã trình bày ở động cơ 4 kì. Tuy nhiên đối với động cơ Diesel 2 kì không dùng cacte tạo khí quét mà sử dụng máy nén khí riêng để nạp khí vào xilanh động cơ.

IV. MỘT SỐ THÔNG SỐ KĨ THUẬT CƠ BẢN

1. Tốc độ quay

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr83)

- Tốc độ quay của động cơ là tốc độ quay của trục khuỷu trong một phút ở một chế độ làm việc nhất định.

- Tốc độ quay định mức là tốc độ quay của trục khuỷu tại đó động cơ phát công suất lớn nhất theo thiết kế.

2. Công suất động cơ

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr83)

- Công suất có ích là công suất động cơ phát ra từ trục khuỷu để truyền tới máy công tác.

- Công suất định mức là công suất động cơ lớn nhất theo thiết kế.

3. Momen xoắn

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr83)

- Momen xoắn của động cơ là momen truyền từ trục khuỷu ra máy công tác.

4. Mức tiêu thụ nhiên liệu

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr84)

Mức tiêu thụ nhiên liệu là khối lượng nhiên liệu tiêu thụ trong một đơn vị thời gian hoặc số lít nhiên liệu khi phương tiện di chuyển được 100 km.