Giáo án Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong

Công nghệ 11 Bài 21: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KÌ NẠP KÌ NÉN KÌ CHÁY GIÃN NỞ KÌ THẢI 1.Nguyên lý làm việc của động cơ điêzen 4 kì. I.Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kì a) Kì 1: nạp - Pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD. - Xupap nạp mở, xupap thải đóng. - Áp suất xilanh giảm, không khí vào xilanh qua cửa nạp - Kết thúc kì nạp trục khuỷu quay được 180 độ. -Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi từ ĐCD lên ĐCT. - Hai xupap đều đóng. - Áp suất và nhiệt độ trong xilanh tăng - Vòi phun phun nhiên liệu với áp suất cao vào buồng cháy - Trục khuỷu quay được 360 độ. b) Kì 2: nén - Pit-tông đang ở ĐCT, 2 xupap vẫn đóng kín. - Nhiên liệu được phun vào buồng cháy hoà trộn với khí nóng tạo thành hoà khí. - Hoà khí tự bốc cháy sinh công đẩy pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền làm trục khuỷu quay. - Trục khuỷu quay được 540 độ. c) Kì 3: cháy - Dãn nở - Pit-tông được trục khuỷu dẫn động đi từ ĐCD lên ĐCT. - Xuppáp nạp đóng xuppáp thải mở. - Thải khí thải ra ngoài qua cửa thải. - Kết thúc kỳ này trục khuỷu quay được 720 độ. d) Kì 4: thải Vòi phun phun nhiên liệu dạng sương mù tạo thành hòa khí tự bốc cháy 2.Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kì Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kì cũng như động cơ điêzen 4 kì, chỉ khác: Không khí Không khí Thải khí đã cháy Hỗn hợp xăng và không khí Hỗn hợp xăng và không khí Bugi bật tia lửa điện châm cháy hòa khí Ưu và nhược điểm của động cơ 4 kì: Ưu điểm: Hoạt động chính xác, hiệu quả, ổn định do các kì nạp, nén, cháy – giãn nở, thải đều xảy ra riêng biệt. Ít xảy ra hiện tượng quá nhiệt do cửa thải không bố trí trên thành xilanh và động cơ có hệ thống bôi trơn hoạt động rất hiệu quả. Tiết kiệm nhiên liệu cao so với động cơ 2 kì. Quá trình nạp nén kéo dài nên hiệu suất nạp và nén cao, hiệu quả công suất cao hơn so với mức tiêu tốn nhiên liệu. Nhược điểm: Cơ cấu phối khí để đóng, mở các xupap rất phức tạp, nhiều chi tiết nên việc bảo dưỡng rất khó khăn. Tiếng ồn khi làm việc lớn. Sự cân bằng của động cơ kém hơn do 2 vòng quay của trục khuỷu mới có 1 kì sinh công. Mô hình động cơ xăng 4 kì 1 số hình ảnh về động cơ 4 kỳ III. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 2 KÌ. 1. Đặc điểm cấu tạo của động cơ 2 kì: . Bugi Pittông Cửa thải Cửa nạp . Thanh truyền Trục khuỷu . Cacte . Đường thông cacte với cửa quét Cửa quét Xilanh II. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 2 KÌ. Kì 1: Pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, trong xilanh diễn ra các quá trình: cháy-giản nở, thải tự do, quét-thải khí. Cụ thể: + Cháy-giản nở: pit-tông đi từ ĐCT→ mở cửa thải. + Thải tự do: pit-tông mở của thải → mở cửa quét. + Quét-thải khí: pit-tông mở cửa quét → ĐCD 2. Nguyên lí làm việc của động cơ xăng 2 kì. a. Kì 1: Pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, trong xilanh diễn ra các quá trình: Cháy- dãn nở Khí cháy có áp suất cao dãn nở đẩy pittông đi xuống, làm quay trục khuỷu và sinh công. Quá trình cháy – dãn nở kết thúc khi pittông bắt đầu mở cửa thải. Pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, trong xilanh diễn ra các quá trình: Thải tự do. Từ khi pittông mở cửa thải cho tới khi bắt đầu mở cửa quét, khí thải trong xilanh có áp suất cao sẽ tự do qua cửa thải ra ngoài. Pit-tông đi từ ĐCT xuống ĐCD, trong xilanh diễn ra các quá trình: - Quét - thải khí. Khi pittông mở cửa quét và tới ĐCD, hoà khí trong cacte đã có áp suất cao, qua đường thông và cửa quét đi vào xilanh, đẩy khí thải trong xilanh qua cửa thải ra ngoài. * Kì 2: Pit-tông đi từ ĐCD → ĐCT, trong xilanh diễn ra các quá trình: quét-thải khí, lọt khí, nén và cháy. Cụ thể: + Quét-thải khí: pit-tông đi từ ĐCD → đóng cửa quét. + Lọt khí: pit-tông đóng cửa quét → đóng cửa thải. + Nén và cháy: pit-tông đóng cửa thải → ĐCT. b. Kì 2: - Quét –thải khí. Pit-tông đi từ ĐCD lên ĐCT, trong xilanh diễn ra các quá trình: + Do cửa quét và cửa thải vẫn còn mở, hòa khí có áp suất cao từ cacte qua đường thông và cửa quét tiếp tục đi vào xilanh, đẩy khí thải trong xilanh qua cửa thải ra ngoài. + Quá trình kết thúc khi pittông đóng kín cửa quét. b. Kì 2: - Lọt khí. Pit-tông đi từ ĐCD lên ĐCT, trong xilanh diễn ra các quá trình: + Khi pittông đóng cửa quét tuy nhiên cửa thải vẫn mở, một phần hòa khí trong xilanh bị lọt qua cửa thải ra ngoài. + Quá trình kết thúc khi pittông đóng kín cửa thải. b. Kì 2: Nén và cháy. Pit-tông đi từ ĐCD lên ĐCT, trong xilanh diễn ra các quá trình: + Khi pittông đóng cửa thải và tới ĐCT, quá trình nén mới xảy ra, làm cho áp suất và nhiệt độ trong xilanh tăng cao. + Cuối kì, bugi bật tia lửa điện châm cháy hòa khí và quá trình cháy bắt đầu. 3. Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen 2 kì. Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen 2 kì cũng tương tự như động cơ xăng 2 kì, chỉ khác ở hai điểm sau: Khí nạp vào cacte của động cơ xăng là hòa khí, còn ở động cơ điêzen là không khí. Cuối kì nén, ở động cơ xăng thì bugi bật tia lửa điện để châm cháy hòa khí, còn ở động cơ điêzen thì vòi phun phun tơi nhiên liệu vào buồng cháy hòa trộn với khí nóng tạo thành hòa khí. Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ trong xilanh cao, hòa khí sẽ tự bốc cháy. III. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 5 KÌ. 5 kỳ của động cơ được chia thành: - Nạp hòa khí vào buồng đốt (2 xi-lanh ngoài cùng). - Nén hòa khí trong buồng đốt. - Nổ và giãn. - Xả khí thải vào xi-lanh thứ cấp. - Ilmor, động cơ này có những ưu điểm như cần áp suất bơm thấp, tăng tỷ số nén nên tăng hiệu suất đốt cháy. Các công nghệ sử dụng là đơn giản nên không cần quá nhiều chi phí. Động cơ gọn nhẹ do hai xi-lanh ngoài có kích cỡ nhỏ. cơ. Nguyên tắc của Ilmor, dĩ nhiên, vẫn dựa trên động cơ 4 kỳ nhưng được sắp xếp lại. Động cơ 3 xi-lanh sử dụng hai trục cam. Trong đó trục cam áp suất cao (HP - high pressure) dùng để vận hành các van của 2 xi-lanh ngoài cùng (có bán kính nhỏ). Trục cam áp suất thấp (LP - low pressure) điều khiển van xi-lanh giữa (bán kính lớn hơn). Trục HP có tốc độ quay bằng nửa trục khuỷu còn LP bằng đúng tốc độ trục khuỷu. Hai xi-lanh ngoài (sơ cấp) vẫn hoạt động theo 4 kỳ nạp-nén-nổ-xả. Đến kỳ xả, cả hai không thoát khí thải ra ngoài mà lần lượt đưa vào xi-lanh ở giữa. Tại đây, hỗn hợp khí áp suất cao sẽ đẩy piston, cung cấp thêm năng l Cấu tạo trục cam và vị trí các van của từng buồng Xi-lanh thứ cấp (áp suất thấp) tách riêng quá trình nén và giãn nên có thể giúp tăng mức độ giãn và nén cho hai xi-lanh còn lại. Nhờ đó mà tỷ số nén có thể đạt đến 14,5:1, gần bằng động cơ dầu. ượng để tăng tỷ số nén. Động cơ 5 thì còn được gọi là động cơ Atkinson. Nó hoạt động gồm 4 kỳ giống động cơ 4 thì, nhưng có thêm 1 kỳ nén. 1 số hình ảnh về động cơ đốt trong 5 kỳ 1 số loại động cơ đốt trong khác: Động cơ Wankel (Động cơ pít tông tròn) Động cơ Wankel của mẫu xe Mazda RX-8 Mazda RX-8 sử dụng động cơ Wankel Động cơ Stelzer