Đề tài Modun 16: Kỹ thuật chung về ô tô

c dụng lên đỉnh piston đẩy piston xuống ĐCD thực hiện quá trình giãn nở sinh công. 2.1.4 Kỳ xả: Piston chuyển động từ ĐCD lên ĐCT ứng với góc quay của trục khuỷu từ 5400 ¸ 7200. Lúc này xupáp nạp đóng, xupáp xả mở. Do áp suất cuối quá trình cháy cao hơn áp suất trên đường ống xả đồng thời piston đi lên ĐCT làm giảm thể tích xi lanh nên khí cháy thoát ra ngoài qua xu páp xả theo đường ống xả ra ngoài Hình 33. môi trường. * Sau khi kết thúc kỳ xả, động cơ tiếp tục thực hiện chu trình làm việc tiếp theo, quá trình trên được lặp lại. Như vậy trong một chu trình làm việc của động cơ bốn kỳ, trục khuỷu quay hai vòng (ứng với góc quay 7200) thực hiện bốn kỳ nhưng chỉ có một kỳ sinh công, các kỳ còn lại tiêu thụ công. 3. Động cơ diesel Sơ đồ cấu tạo 1. Trục khuỷu 2. Thanh truyền 3. pit tông 4. Thân động cơ 5. Vòi phun n. Xu páp nạp t. Xu páp thải Hình 34. 3.2 Nguyên lý hoạt động 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. Tuy nhiên, khác với động cơ xăng, động cơ điêzen nạp và nén không khí sạch với áp suất cao, tỷ số nén của động cơ điêzen khoảng 14 - 22. áp suất nén rất cao nên nhiệt độ của không khí tăng cao (khoảng 5380C) ở cuối kỳ nén lớn hơn nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu. Lúc này dầu điêzen được phun vào buồng cháy dưới áp suất cao sẽ hoà trộn với không khí và tự bốc cháy, sinh công đẩy piston đi xuống. Như vậy, quá trình hình thành hoà khí của động cơ điêzen ở trong buồng đốt, còn động cơ xăng hình thành hoà khí ngoài buồng đốt. 3.2.1. Kỳ nạp: Hình 35. Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD ứng với góc quay của trục khuỷu từ 00 – 1800. Lúc này xupáp nạp mở và xupáp xả đóng, áp suất trong xilanh giảm thấp hơn áp suất khí quyển nên không khí được lọc sạch đi vào xilanh qua đường ống nạp. 3.2.2. Kỳ nén: Piston đi từ ĐCD lên ĐCT ứng với góc quay của trục khuỷu 1800 - 3600, xupáp nạp và xả đều đóng kín nên không khí trong xilanh bị nén lại. Nhiệt độ và áp suất khí nén trong xilanh tăng cao. Cuối kỳ nén, nhiên liệu được phun vào trong xilanh thành những hạt nhỏ và hoà trộn với không khí. Hình 36. 3.2.3. Kỳ cháy-giãn nở-sinh công: Hình 37. Cuối kỳ nén, áp suất trong xilanh tăng lên 30 – 50 kg/cm2. Nhiệt độ của không khí cũng tăng lên 5500 – 7500C vượt quá nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu (3300) nên nó tự bốc cháy nhanh chóng. Lúc này các xupáp nạp và xả đóng kín, áp suất trong xilanh có thể tăng đến 100kg/cm2 tạo lực đẩy piston đi xuống ĐCD, qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Lúc này trục khuỷu quay từ 3600 – 5400 3.2.4. Kỳ xả: Piston Đi từ ĐCD lên ĐCT ứng với góc quay của trục khuỷu 5400 - 7200, lúc này xupáp nạp đóng, xupáp xả mở, khí đã cháy có áp suất cao hơn khí quyển thoát ra ngoài qua xupáp xả và theo đường ống xả ra ngoài môi trường. Hình 38. 4. So sánh ưu nhược điểm giữa động cơ diesel và động cơ xăng. 4.1 Ưu điểm + 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. Động cơ Kỳ Động cơ xăng Động cơ điêzen Nạp Hồn hợp không khí - nhiên liệu được nạp vào trong xilanh Chỉ nạp không khí sạch vào trong xilanh Nén Nén hỗn hợp không khí-nhiên liệu Chỉ nén không khí Cháy giãn nở Đốt cháy cưỡng bức bằng năng lượng tia lửa của bugi Hỗn hợp không khí - nhiên liệu tự bốc cháy Xả Khí xả được đưa ra ngoài nhờ chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài xilanh, đồng thời piston đẩy khí ra Khí xả được đưa ra ngoài nhờ chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài xilanh, đồng thời piston đẩy khí ra + Qua bảng so sánh ở trên ta thấy quá trình nạp và thải ở động cơ điêzen chỉ có không khí, nhiên liệu được phun vào buồng cháy cuối kỳ nén nên nhiên liệu chưa được đốt cháy không bị thất thoát ra ngoài. + ở động cơ điêzen, nhiên liệu được phun vào buồng cháy với áp suất cao, nhiên liệu bị xé thành những hạt nhỏ (sương mù) nên việc hoà trộn không khí và nhiên liệu được thực hiện nhanh và đồng đều hơn động cơ xăng. ở động cơ xăng, nhiên liệu tự bốc hơi và hoà trộn với không khí trong quá trình hút vào xilanh động cơ. + Hiệu suất động cơ điesel lớn hơn 1,5 lần so với động cơ xăng. + 1lit DO cho 8755 calori còn xăng cho 8714 calori. + Suất tiêu hao nhiên liệu riêng ge điesel = 180 g/ml.h, ge xăng = 250 g/ml.h + Nhiên liệu DO không bốc cháy ở nhiệt độ thường nên ít nguy hiểm. + Động cơ điesel ít bị hư hỏng lặt vặt vì không có hệ thống đánh lửa và bộ CHK. 4.2 Nhược điểm + Trọng lượng động cơ có cùng công suất lớn hơn động cơ xăng. + Những chi tiết của hệ thống nhiên liệu như bơm cao áp, kim phun, được chế tạo rất chính xác với dung sai bằng 1/1000 mm. + Tỉ số nén lớn đòi hỏi vật liệu chế tạo nắp máy tốt. Các yếu tố trên động cơ điesel đắt tiền hơn động cơ xăng. + Sửa chữa hệ thống nhiên liệu cần có máy chuyên dùng, dụng cụ đắt tiền và thợ chuyên môn cao. + Tốc độ động cơ điesel nhỏ hơn động cơ xăng (chi tiết nặng ) 5. Xác định các hành trình làm việc thực tế của động cơ bốn kỳ. Hình 39. Đồ thị pha phối khí động cơ 4 kỳ 5.1 Quá trình nạp: Thực tế xu páp nạp được mở sớm hơn trước khi piston tới ĐCT một góc và đóng muộn hơn so với ĐCD một góc . tại thời điểm bắt đầu quá trình nạp trong xi lanh còn một lượng khí sót của chu trình trước nên áp suất trong xi lanh cao hơn áp suất trong đường ống nạp, vì vậy xupáp xả chưa đóng hoàn toàn (xupáp xả đóng muộn) để tiếp tục xả khí sót. Khi piston chuyển động đi xuống, thể tích phía trên đỉnh piston tăng lên nhanh chóng làm cho áp suất phía trên đỉnh piston giảm nhỏ hơn áp suất đường ống nạp tạo nên độ chênh áp khoảng 0,01 đến 0,03 MPa, sự chênh áp này làm cho hỗn hợp không khí - nhiên liệu (động cơ xăng) hoặc không khí sạch (động cơ điêzen) hút vào xi lanh. áp suất cuối quá trình nạp thấp hơn áp suất khí trời. Đối với động cơ không tăng áp: P0 = (0,8 ¸ 0,9)Pk Đối với động cơ tăng áp: P0 = (0,9 ¸ 0,96)Pk Nhiệt độ khí thể cuối quá trình nạp: Ta = 800 ¸ 1300 Như vậy, quá trình nạp thực tế dài hơn kỳ nạp. 5.2. Quá trình nén: Thực tế quá trình nén chỉ bắt đầu khi xu páp nạp và xu páp xả đóng hoàn toàn. áp suất cuối quá trình nén phụ thuộc vào các yếu tố như: tỷ số nén, độ kín của buồng cháy, sự truyền nhiệt của xi lanh ra môi chất làm mát, nhiệt độ môi chất đầu kỳ nạp. Cuối kỳ nén, khi piston lên đến gần ĐCT bugi sẽ đánh lửa để đốt cháy hoà khí (đối với động cơ xăng) hoặc vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào buồng cháy với áp suất cao (đối với động cơ điêzen), ứng với góc trên đồ thị pha phối khí gọi là góc đánh lửa sớm hoặc góc phun sớm. Như vậy, quá trình nén thực tế ngắn hơn kỳ nén. 5.3. quá trình cháy, giãn nở, sinh công: Quá trình cháy bắt đầu khi bugi đánh lửa (đối với động cơ xăng), vòi phun phun nhiên liệu (đối với động cơ điesel), tiếp đó là quá trình giãn nở - sinh công và kết thúc khi xu páp thải bắt đầu mở. Lúc này cả hai xu páp vẫn đóng. 5.4. Quá trình xả Thực tế ở cuối quá trình giãn nở xupáp thải mở sớm hơn so với ĐCD một góc , đồng thời xupáp thải cũng đóng muộn hơn sau ĐCT một góc . Như vậy, quá trình thải thực tế dài hơn kỳ thải. * Trên đồ thị pha phối khí góc ứng với góc xupáp nạp và thải đều mở gọi là góc trùng điệp của xu páp nạp và thải. MÃ BÀI MD 16 - 07 TÊN BÀI: NHẬN DẠNG ĐỘNG CƠ HAI KỲ THỜI LƯỢNG (GIỜ) LÝ THUYẾT THỰC HÀNH 2 5 MỤC TIÊU BÀI HỌC : Học xong bài này, học sinh có khả năng: - Phát biểu đúng khái niệm về các phương pháp làm sạch và kiểm tra chi tiết - Thực hiện được các thử nghiệm về phương pháp kiểm tra chi tiết. NỘI DUNG BÀI HỌC 1. Khái niệm về động cơ hai kỳ: 1.1. Động cơ hai kỳ: Qua khảo sát hoạt động của động cơ bốn kỳ ta thấy rằng động cơ bốn kỳ chỉ sử dụng một nửa chu trình làm chu trình của động cơ nhiệt (kỳ nén và kỳ cháy-sinh công), thời gian còn lại (kỳ nạp và kỳ xả) động cơ làm việc như một bơm khí. Động cơ hai kỳ sử dụng triệt để chu trình làm việc hơn động cơ bốn kỳ. Nó thực hiên một chu trình chỉ trong một vòng quay của trục khuỷu (hai hành trình của piston). Động cơ hai kỳ thực hiện việc thải sản vật cháy và nạp đầy môi chất mới vào xilanh (quá trình thay đổi môi chất) được thực hiện khi piston ở gần ĐCD. Như vậy, việc xả sạch khí đã cháy ra khỏi xilanh không phải do piston đẩy khí thải ra ngoài mà nhờ không khí hoặc hoà khí được nén với một áp suất nhất định. Việc nén trước không khí hoặc hoà khí được thực hiện nhờ bơm khí quét. Trong động cơ hai kỳ có công suất nhỏ, người ta dùng không gian của cácte và piston làm bơm khí quét. Trong quá trình thay đổi môi chất, một phần không khí hoặc hoà khí chưa cháy đã cùng khí xả thoát ra ngoài qua đường ống thải gây tổn thất môi chất. 1.2. Các phương án quét khí: Động cơ điêzen 2 kỳ có hai phương án quét khí: Quét thẳng: Dùng các van xả hoặc cửa xả nằm phía trên Quét vòng: Cửa xả đặt ngang cửa quét ở phía dưới xilanh đặt song song hoặc đặt lệch tâm. Cửa quét Cửa xả Piston Xupáp xả Hình 40. Các phương án quét khí a) Quét vòng với cửa khí đặt ngang theo hướng song song b) Quét vòng với cửa khí đặt ngang theo hướng lệch tâm c) Quét thẳng qua xupáp xả d) Quét thẳng qua cửa xả dùng piston đối đỉnh 2. Động cơ xăng 2 kỳ 2.1 Sơ đồ cấu tạo Hình 41. 1. Hộp cácte 6. Piston 11. Bộ chế hoà khí 2. Thanh truyền 7. Xilanh 12. Cửa nạp 3. Đường thông khí quét 8. Nắp máy 13. Trục khuỷu 4. Đường dẫn khí 9. Bugi đánh lửa 5. Cửa quét 10. Cửa xả 2.2 Nguyên lý hoạt động Hình 42. Kỳ 1: Nạp - nén Động cơ xăng 2 kỳ thường dùng hộp trục khuỷu làm nhiệm vụ chứa và tạo áp suất cho khí quét. Kỳ 1: Hút - nén Do cấu tạo đặc biệt của xilanh, piston chuyển động từ ĐCD lên ĐCT thực hiện quá trình quét, nạp hoà khí vào xi lanh và nén hoà khí. Ban đầu khi piston chưa đóng kín cửa quét thì hoà khí trong hộp trục khuỷu đi qua cửa quét tràn vào khoảng không gian trên đỉnh piston đẩy khí sót ra ngoài. Khi piston đóng kín cửa quét và cửa xả thì hoà khí bắt đầu bị nén lại. ở cuối quá trình nén, hoà khí bị nén với áp suất và nhiệt độ cao, khi đó bugi đánh lửa đốt cháy hoà khí. Đồng thời khi piston di lên, khoảng không gian trong hộp trục khuỷu tăng làm áp suất giảm thấp hơn áp suất khí trời. Khi piston mở cửa nạp, hoà khí từ đường ống nạp sẽ được nạp đầy vào hộp trục khuỷu . Hình 43. Kỳ 2: Nổ - xả Kỳ 2: Nổ – xả Piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD thực hiện quá trình cháy giãn nở sinh công, xả và quét khí. Ban đầu khi piston ở ĐCT, khí cháy tạo ra áp suất cao đẩy piston chuyển động xuống dưới thực hiện quá trình sinh công và nén hỗn hợp hoà khí trong hộp trục khuỷu với một áp suất nhất định. Khi piston mở cửa xả, khí cháy có áp suất cao thoát ra ngoài làm giảm áp suất trong xi lanh. Khi piston mở cửa quét, hỗn hợp hoà khí đi qua cửa quét tràn vào khoảng không gian trên đỉnh piston thực hiện quá trình quét khí đẩy khi cháy ra ngoài và nạp đầy hỗn hợp khí - nhiên liệu vào xi lanh cho đến khi piston xuống ĐCD. Trong động cơ hai kỳ có một phần hành trình Sn của piston dùng để thực hiện quá trình thay khí nên thể tích làm việc thực tế của xi lanh là: Vh’ = Vh - Vn Trong đó: Vn là phần thể tích tương ứng với hành trình Sn. Tỷ số nén của động cơ 2 kỳ là: 3. Động cơ diesel 3.1 Sơ đồ cấu tạo: Hình 44. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của động cơ điêzen 2 kỳ 1. ống xả 2. Buồng không khí 3. Piston 4. Bộ tăng áp 5. Vòi phun nhiên liệu 3.2. Nguyên lý hoạt động 3.2.1. Kỳ1 Khi quá trình nén sắp kết thúc (hình a – piston lên gần ĐCT) thì vòi phun phun nhiên liệu vào buồng cháy với áp suất rất cao. Lúc này nhiệt độ của không khí trong xilanh cao hơn nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu nên nhiên liệu tự bốc cháy và giãn nở sinh công đẩy piston đi xuống thông qua thanh truyền làm quay trục khuỷu. Khi piston đi xuống được hơn một nửa hành trình thì cửa xả mở, khí thải có áp suất cao hơn khí trời nên thoát ra ngoài (hình b). Piston tiếp tục đi xuống và mở cửa hút ở thành xilanh, lúc này áp suất trong xilanh đã giảm nhiều nên bộ tăng áp đẩy không khí vào xilanh đồng thời góp phần đẩy khí đã cháy ra ngoài. Quá trình này bao gồm cháy giãn nở - xả và quét khí còn gọi là quá trình thay khí (hình c) 3.2.2 Kỳ 2 Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, quá trình nạp khí vào xilanh vẫn tiếp tục đến khi piston đóng kín cửa nạp thì quá trình nạp kết thúc. Piston tiếp tục đi lên và không khí bắt đầu bị nén lại, áp suất và nhiệt độ của không khí trong xilanh tăng lên. Khi piston lên gần ĐCT thì vòi phun lại phun nhiên liệu vào xilanh, các quá trình ở trên được lặp lại (hình d) 4. So sánh ưu nhược điểm giữa động cơ bốn kỳ và động cơ hai kỳ + Với cùng kích thước của xilanh và số vòng quay của động cơ thì công suất của động cơ 2 kỳ về mặt lý thuyết có thể lớn gấp 2 lần công suất của động cơ 4 kỳ. Tuy nhiên trong thực tế, công suất của động cơ 2 kỳ chỉ bằng 1,6 – 1,7 lần công suất của động cơ 4 kỳ do: - Cần phần hành trình tổn thất y cho quá trình thay khí (y = 10 – 38%); - Vì chất lượng thải khí và thay khí kém (nạp không đầy, thải không sạch) - Cần một phần năng lượng cung cấp cho bơm quét khí + Động cơ 2 kỳ có mô-men quay dều hơn động cơ 4 kỳ vì cứ mỗi vòng quay có một lần sinh công + Nhược điểm chính của động cơ 2 kỳ so với động cơ 4 kỳ là thời gian thay đổi môi chất ngắn, quá trình quét và thải khí xảy ra đồng thời nên chất lượng quét và thải sản vật cháy ra khỏi xilanh và nạp môi chất mới vào xilanh không hoàn hảo bằng động cơ 4 kỳ. + Đối với động cơ xăng 2 kỳ, việc dùng hoà khí (không khí-nhiên liệu) để quét khí dẫn đến làm thất thoát một phần nhiên liệu mới làm tăng tiêu hao nhiên liệu. Vì vậy động cơ 2 kỳ chủ yếu dùng cho động cơ điêzen. 5. Xác định hành trình hoạt động thực tế của động cơ hai kỳ MÃ BÀI MD 16 - 08 TÊN BÀI: NHẬN DẠNG ĐỘNG CƠ NHIỀU XI LANH THỜI LƯỢNG (GIỜ) LÝ THUYẾT THỰC HÀNH 3 10 MỤC TIÊU BÀI HỌC : Học xong bài này, học sinh có khả năng: - Phát biểu đúng khái niệm về các phương pháp làm sạch và kiểm tra chi tiết - Thực hiện được các thử nghiệm về phương pháp kiểm tra chi tiết. NỘI DUNG BÀI HỌC 1. Khái niệm về động cơ nhiều xi lanh Động cơ bốn kỳ nhiều xi lanh là tập hợp của nhiều động cơ 1 xi lanh. Chu trình làm việc của mỗi xi lanh trong động cơ nhiều xi lanh được thực hiện sau 2 vòng quay trục khuỷu. Các xi lanh (các máy) làm việc kế tiếp nhau trong một chu trình công tác. Sau mỗi chu trình công tác, mỗi máy thực hiện một lần sinh công. Các máy thực hiện sinh công theo một thứ tự nhất định gọi là thứ tự làm việc của động cơ nhiều xi lanh. Hai máy làm việc liên tiếp lệch nhau một góc quay trục khuỷu tương ứng gọi là góc lệch công tác. Góc lệch công tác được tính theo công thức sau: Trong đó: t là số kỳ của động cơ i là số xi lanh của động cơ 2. Nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ nhiều xilanh 2.1 Động cơ 3 xilanh 1200 2.1.Sơ đồ kết cấu trục khuỷu 1 2 3 Hình 45. Sơ đồ trục khuỷu động cơ 3 xilanh Động cơ 3 xilanh được sử dụng trên một số loại ôtô du lịch có công suất nhỏ hoặc máy tĩnh tại. Các cổ thanh truyền (cổ biên) được bố trí trong không gian: cổ số 1 hướng lên trên, cổ số 2 hướng sang trái, cổ số 3 hướng sang phải. Góc độ chéo nhau giữa các cổ là 1200 (gọi là góc lệch khuỷu). Cứ sau 2 vòng quay của trục khuỷu, mỗi xilanh có một lần sinh công (kỳ nổ) 2.1.2 Bảng thứ tự làm việc của động cơ Thứ tự làm việc: 1-2-3 Góc lệch công tác: Bảng thứ tự làm việc: 0-1800 180-3600 3600-5400 5400-7200 Máy 1 Hút Nén Nổ Xả Nổ Xả Hút Nén Nén Xả Hút Nén Nổ Nổ Hút Nén Nổ Xả Máy 2 Máy 3 - Ở nửa vòng quay thứ nhất của trục khuỷu pít-tông của xy lanh số 1 chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới để thực hiện kỳ nổ. Xy lanh của pít-tông máy số 2 chuyển động 1/3 hành trình xuống điểm chết dưới sau đó chuyển động tiếp 2/3 hành trình lên điểm chết trên thực hiện kỳ nén. Xy lanh của máy số 3 pít-tông chuyển động 2/3 hành trình lên điểm chết trên thực hiện nốt kỳ xả sau đó chuyển động 1/3 hành trình xuống điểm chết dưới thực hiện kỳ hút.Sau hai vòng quay của trục khuỷu thì cả 4 xy lanh đều thực hiện sinh công một lần và trông mỗi xi lanh đều thực hiên đủ bốn kỳ :Hút _ Nén _ Nổ _ Xả -Qua bảng thứ tự nổ ta nhận thấy ở động cơ 3 xy lanh các máy nổ cách nhau 60 độ góc quay trục khuỷu vỳ vậy khi động cư làm việc sẽ bị rung động 2.2. Động cơ bốn xi lanh 2.2.1. Sơ đồ kết cấu trục khuỷu Hình 46. Sơ đồ trục khuỷu động cơ 4 xilanh thẳng hàng Động cơ 4 xilanh được sử dụng khá phổ biến trên các loại ôtô có công suất nhỏ và trung bình. Động cơ này có các cổ thanh truyền nằm trong một mặt phẳng, hai cặp cổ 1–4 và 2–3 tạo với nhau một góc 1800. Khi động cơ làm việc thì các piston trong mỗi cặp này cùng lên ĐCT hoặc cùng xuống ĐCD (gọi là các máy song hành). Khi cặp piston 1- 4 lên ĐCT thì cặp piston 2-3 xuống ĐCD và ngược lại. Trong 2 vòng quay của trục khuỷu thì mỗi xilanh thực hiện đủ các quá trình nạp-nén-nổ-xả và sinh công một lần. Việc bố trí các xilanh làm việc theo những thời điểm khác nhau để quá trình sinh công được đều đặn trong cả chu trình làm việc. Vì vậy trục khuỷu quay ổn định. 2.2.2 Bảng thứ tự làm việc của động cơ Thứ tự làm việc: 1-3-4-2 Góc lệch công tác: 0-1800 180-3600 3600-5400 5400-7200 Máy 1 Nổ Xả Hút Nén Máy 2 Xả Hút Nén Nổ Máy 3 Nén Nổ Xả Hút Máy 4 Hút Nén Nổ Xả Qua bảng trên ta thấy ở nửa vòng quay thứ nhất của trục khuỷu (00 – 1800). Pít-tông của xi lanh số một đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới thực hiện kỳ nổ.Cùng thời điểm này pít-tông của xi-lanh số bốn cũng đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới,nhưng thực hiên kỳ hút.Pít –tông của xy - lanh số 2 và 3 đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, xy-lanh số 2 thực hiện kỳ xả còn xy –lanh số 3 thực hiện kỳ nén.Sau hai vòng quay của trục khuỷu cả bốn xy lanh đều sinh công một lần và trong bốn xy lanh đều thực hiện đủ bốn hành trình: Hút- Nén- Nổ - Xả 2.3 Động cơ sáu xi lanh 2.3.1 Sơ đồ kết cấu trục khuỷu Hình 47. Sơ đồ trục khuỷu động cơ 6 xilanh một hàng thẳng Động cơ 4 kỳ, 6 xilanh có các cổ thanh truyền bố trí trong không gian giống như động cơ 3 xilanh nhưng số cổ trục và cổ thanh truyền nhiều gấp 2 lần. Trục khuỷu có 3 cặp cổ thanh truyền cùng vị trí (1-6; 2-5; 3-4), mỗi cặp cổ thanh truyền tạo với các cặp cổ còn lại góc 1200. Sắp xếp như vậy thì cứ sau một vòng quay của trục khuỷu sẽ có 3 xilanh thực hiện kỳ nổ sinh công. Khi trục khuỷu quay đi một góc 1200 thì có một xilanh sinh công. Sau một chu trình công tác (2 vòng quay trục khuỷu thì cả 6 xilanh đều sinh công). Để động cơ làm việc ổn định thì cần sắp xếp thứ tự nổ của các xilanh hợp lý, có 3 thứ tự làm việc như sau: 1-5-3-6-2-4; 1-4-2-6-3-5; 1-2-3-6-5-4 2.3.2 Bảng thứ tự nổ của động cơ Thứ tự làm việc: 1-5-3-6-2-4 Góc lệch công tác: 0-1800 180-3600 3600-5400 5400-7200 Máy 1 Hút Hút Nén Nén Nổ Nổ Xả Xả Máy 2 Nổ Nén Xả Hút Nén Máy 3 Xả Nổ Hút Nén Nổ Máy 4 Hút Nén Nổ Hút Xả Hút Máy 5 Hút Xả Xả Nén Hút Nổ Nén Xả Nổ Máy 6 Nổ Xả Hút Nén Xét nửa vòng quay thứ nhất của trục khuỷu từ(0-180)ở xi lanh thứ nhất.Pít –tông chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới ,thực hiện kỳ nổ.Pít-tông của xi lanh số 6 cũng chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới,nhưng thực hiện kỳhút.Pít-tông của xi-lanh số 2 và số 5 chuyển động hết 2/3 hành trình lên điểm chết trên sau đó chuyển động 1/3 hành trình xuống điểm chết dưới.Xy-lanh số 2 kết thúc kỳ xả và bắt đầu ký hút,xy-lanh số 5 kết thúc kỳ nén và bắt đầu kỳ nổ.Pít-tông của xy lanh số 3 và 4chuyển động hết 1/3 hành trình xuống điểm chết dưới và tiếp tục 2/3 hành trình lên điểm trên .Xy-lanh số3 kết thúc kỳ hút và bắt đầu kỳ nén ,xy-lanh số 4 kết thúc kỳ nổ kỳ nổ và bắt đầu kỳ xả.Tương tự như vẩytong 3 nửa vòng quay tiếp theocủa trục khuỷu,các xy-lanh lần lượt thực hiện các kỳ còn lại,khi trục khuỷu quay dược 2 vòng thì cả 6 xy-lanh đều thực hiện 4 kỳ và mỗi xy lanh thực hiện một kỳ nổ. 2.4 Động cơ tám xi lanh chữ V 2.4.1 Sơ đồ kết cấu trục khuỷu Hình 48. Sơ đồ động cơ 8 xilanh kiểu chữ V Động cơ 8 xilanh chữ V, các xilanh được bố trí theo 2 hàng, mỗi hàng 4 xilanh. Đường tâm của các xilanh đi qua đường tâm trục khuỷu và đường tâm của hai dãy xilanh tạo thành góc 900. Trục khuỷu có 4 cổ thanh truyền, mỗi cổ lắp 2 thanh truyền của 2 xilanh cùng nằm trong mặt cắt ngang. Để phân bố đều sự hoạt động của các xilanh trong một chu trình làm việc thì các cổ thanh truyền được đặt trong 2 mặt phẳng vuông góc với nhau. Các cổ thanh truyền của các xilanh làm việc liên tiếp cách nhau một góc 900. Trong mỗi nhóm xilanh (bên phải và trái theo hướng ôtô chạy) thì các piston chuyển động ngược chiều nhau (Ví dụ nhóm piston 1-4 lắp trên cổ thanh truyền số 1: Khi piston số 1 lên ĐCT thì piston số 4 xuống ĐCD). Nếu nhìn từ đầu trục khuỷu thì các cổ dược xắp xếp như sau: + Cổ 1 và cổ 4 là một đôi,trông đó cổ 1 hướng lên trên còn cổ 4 hướng xuống dưới + Cổ 2 và cổ 3 là một đôi ,cổ2 hướng xang phải ,cổ 3 hướng sang trái Trong mỗi hàng các xy lanh,các pít-tông do chuyển động ngược chiều nhau và đến điểm các điểm chết cùng một lúc.Khi đặt hai hàng xy-lanh lệch nhau 90 thì pít-tông của một xy lanh nào đó nằm ở điểm chết ,pít-tông của xy-lanh bên cạnh( cùngcổ thanh truyền) sẽ ở điểm giữa trên đường đi của mình.Vỳ vậy, các kỳ xảy ra ở dãy xy-lanh bên phải sẽ lệch 1/4 vòng quay (90) so với các kỳ ở dãy xy-lanh bên trái. 2.4.2 Bảng thứ tự nổ của động cơ Thứ tự làm việc: 1-5-4-2-6-3-7-8 Góc lệch công tác: 0-1800 180-3600 3600-5400 5400-7200 Máy 1 Nổ Xả Hút Nén Máy 2 Hút Nén Nổ Xả Hút Máy 3 Xả Hút Nén Nổ Xả Máy 4 Nén Nổ Xả Hút Máy 5 Nén Nổ Xả Hút Nén Máy 6 Hút Nén Nổ Xả Máy 7 Xả Hút Nén Nổ Nổ Máy 8 Xả Hút Nổ Nén -Ở nửa vòng quay thứ nhất của trục khuỷu,tại xy –lanh số 1 pít-tông chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới thực hiện kỳ nổ ,tại xy-lanh số 4 pít-tông chuyển độngtừ điểm chết dưới lên điểm trên thực hiện kỳ nén -Trong xy lanh số 2 pít-tông chuyển động xuống phía dưới 1/2 hành trĩnh xuống điểm chết dưới và dịch chuyển tiếp 1/2 hành trình từ điểm chết dưới đi lên kết thúc quá trình hút và bắt đầu quá trình nén -Trong xy lanh số 3 pít-tông xuất phát từ điểm giữa hành trình chuyển động lên điểm chết trên,khi đến điểm chết trên pít-tông lại chuyển động tiếp xuống1/2 hành trình để kết thúc quá trình xả và thực hiện một phần quá trình hút các xy lanh bên phải tương tự như các xy –lanh bên trái. 3. So sánh động cơ một xilanh và động cơ nhiều xilanh Tại sao động cơ cần nhiều xi lanh Một động cơ tốt khi hoạt động phải êm ái, ít rung và ít gây ồn. Những đặc tính này cũng giúp động cơ hoạt động ổn định hơn ở số vòng quay lớn, gia tăng tốc độ vòng quay tối đa của động cơ, qua đó nâng cao công suất của động cơ. Tính êm dịu của động cơ phụ thuộc nhiều vào hình dạng, kết cấu cơ bản của động cơ, số xy-lanh, cách bố trí xy-lanh (thẳng hàng, chữ V hoặc đối xứng ngang) và góc bố trí (đối với động cơ chữ V). Nếu một kết cấu ít ưu điểm (về mặt êm dịu) được lựa chọn sử dụng, thông thường là vì tính nhỏ gọn hoặc vì lý do kinh tế, đối trọng hoặc trục cân bằng có thể được sử dụng để khử dao động, nhưng mặc hạn chế của nó là làm tiêu hao mất một phần công suất động cơ. Việc gia cố thân máy, trục khuỷu, v.v..có thể khử một phần nào đó sự rung động và tiếng ồn của động cơ. Sau cùng, sử dụng các chi tiết chịu ma sát tốt có thể nâng cao hơn nữa khả năng vận hành trơn tru và êm ái của động cơ. Phân bổ lực Đối với động cơ 4 kỳ, một xy-lanh cần 720 độ góc quay của trục khuỷu (2 vòng) để thực hiện một chu trình. Nói cách khác, khi trục khuỷu quay 2 vòng thì chu trình cháy diễn ra một lần. Chỉ có 1 kỳ sinh công (kỳ nổ) tạo ra công có ích, trong khi đó, kỳ nạp, kỳ thải, kỳ nén lại tiêu tốn công, đặc biệt là kỳ nén. Do đó, động cơ một xy-lanh sinh ra công ở dạng xung tuần hoàn. Muốn phân bổ lực kéo đồng đều, động cơ phải sử dụng một bánh đà nặng nhằm tận dụng quán tính để giữ cho động cơ quay đều ở tốc độ không đổi. Và dĩ nhiên, bánh đà càng nặng thì lực được phân bổ càng đều, nhưng nó cũng làm cho động cơ kém nhạy hơn, khó điều khiển hơn. Vì vậy sự rung động của động cơ không thể được loại trừ hoàn toàn bằng một bánh đà lớn. Đó cũng là lý do mà chúng ta cần các loại động cơ nhiều xy-lanh. Trong khi động cơ một xy-lanh, mỗi một kỳ nổ ứng với hai vòng quay trục khuỷu; với động cơ 2 xy-lanh, một kỳ nổ chỉ ứng với một vòng quay trục khuỷu; động cơ 3 xy-lanh một kỳ nổ chỉ ứng với 720độ/3 = 240 độ góc quay của trục khuỷu; động cơ 4 xy-lanh cứ 180 độ góc quay trục khuỷu (1/4 chu kỳ) sẽ có một kỳ nổ…Và chỉ với mỗi 60 độ góc quay của trục khuỷu, động cơ 12 xy-lanh đã có một kỳ nổ. Rõ ràng, động cơ có số xy-lanh càng nhiều thì công suất sinh ra càng đều. Điều này giải thích tại sao chúng ta vẫn ưu chuộng động cơ V12 hơn động cơ 6 xy-lanh bố trí thẳng hàng, mặt dù cả hai loại này đều đạt đến độ cân bằng gần như hoàn hảo. Nguyên nhân gây ra dao động Trên thực tế, dao động không chỉ xảy ra theo phương thẳng đứng. Vì thanh truyền không chỉ chuyển động lên xuống mà nó còn chuyển động sang trái và sang phải, nên dao động còn có thể xảy ra theo phương ngang. Tuy nhiên, nếu đem so sánh với piston, khối lượng của thanh truyền nhẹ hơn nhiều, vì vậy dao động theo phương ngang gây ra do sự