Chương 1: Vận hành và sửa chữa động cơ đốt trong Giới thiệu: Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong, phân biệt được động cơ 2 k礃 và 4 k礃. Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm, quy trình vận hành động cơ. - Điều khiển thành thạo các loại máy kéo trên đường, bãi tập. - Làm được các công việc chăm sóc bảo dươꄃng các cấp máy kéo.
Khắc phục được một số hư hỏng thông thường trong quá trình vận hành máy kéo. - Đảm bảo an toàn trong quá trình thực tập. Nội dung chính: 1. Khái niệm về động cơ đốt trong.
Động cơ đốt trong là loại động cơ biến nhiệt năng (mà qu愃Ā tr椃 nh đĀt ch愃Āy nhiên li⌀u x愃ऀy ra bên trong xylanh đ⌀ng cơ) thành cơ năng 1. Phân lo愃⌀i động cơ đốt trong. 1 -Dư뀣a theo chu tr椃 nh l愃 m vi⌀c: Động cơ 2 thì là loại động cơ mà mỗi chu trình làm việc được thực hiện sau 2 lần dịch chuyển của piton tương ứng với 1 v漃 ng quay của trục khuỷu động cơ. Động cơ 4 thì là loại động cơ mà mỗi chu trình làm việc được hoàn thành sau 4 lần dịch chuyển của piton tương ứng với 2 v漃 ng quay của trục khuỷu động cơ 7 H椃 nh 1.
Đ⌀ng cơ xăng 4 k礃 Đ⌀ng cơ xăng 2 k礃 c漃Ā bu ng tay quay 2 -Dư뀣a theo phương ph愃Āp đĀt ch愃Āy h̀n hơꄣp: - Động cơ có hỗn hợp đốt bốc cháy nhờ tia lửa mồi (điện) - Động cơ có hỗn hợp đốt trong do nhiên liệu được phun vào trong buồng đốt có không khí đã được nén tới áp suất quy định (động cơ Diezel) 3- Dư뀣a theo lo愃⌀i nhiên li⌀u c漃Ā: - Động cơ dùng nhiên liệu lỏng (xăng, Diêzen, cồn, dầu hoa) - Động cơ dùng nhiên liệu khí (khí than, khí thiên nhiên.) 4- Dư뀣a theo sĀ lươꄣng xylanh: - Động cơ 1 xi lanh Cấu tạo đơn giản nhưng công suất nhỏ - Động cơ nhiều xylanh Cấu tạo phức tạp nhưng công suất lớn nên được dùng nhiều trong thực tế. Cấu t愃⌀o chung của động cơ đốt trong.Nguyên lý họat động 1 – K礃 h甃Āt: 8 - Piston dịch chuyển từ thế chết trên xuống thế chết dưới - Xupáp hút mở ra - Áp suất trong xylanh giảm xuống, hỗn hợp đốt được nạp vào trong xylanh 2- K礃 n攃Ān - Piston dịch chuyển từ thế chết dưới lên thế chết trên - Cả 2 xu páp cùng đóng, hỗn hợp đốt trong xylanh bị nén. Nhiệt độ và áp suất tăng 3. K礃 sinh công.
- Khi piston gần đến thế chết trên, tia lửa điện xuất hiện ở buzi làm hỗn hợp đốt đã được nạp đầy trong xylanh bốc cháy, nhiệt độ và áp suất tăng lên rất cao - Khi hỗn hợp đốt cháy sẽ làm áp suất trong buồng đốt tăng cao. Áp suất này sẽ sinh công ra 1 công cơ h漃⌀c tác động lên buồng đốt, thành phần công tác dụng lên đ椃ऀnh piton sẽ làm cho piton dịch chuyển từ thế chết trên xuống thế chết dưới 4. K礃 x愃ऀ: - Piston dịch chuyển từ thế chết dưới lên thế chết trên - Xupáp xả mở ra - Khí cháy thoát ra ngoài qua xupáp xả Hút Nén Sinh công Xả Hình 1. Chu trình làm việc của động cơ xăng 4 k礃 9 1.3 Động cơ diesel 4 k礃 1.2 Nguyên lý ho愃⌀t động 1 – K礃 h甃Āt: - Piston dịch chuyển từ thế chết trên xuống thế chết dưới - Xupáp hút mở ra - Áp suất trong xylanh giảm xuống, hỗn hợp đốt được nạp vào trong xylanh 2- K礃 n攃Ān - Piston dịch chuyển từ thế chết dưới lên thế chết trên - Cả 2 xu páp cùng đóng, hỗn hợp đốt trong xylanh bị nén.
Nhiệt độ và áp suất tăng 3. K礃 sinh công. - Khi piston gần đến thế chết trên, nhiên liệu được phun vào h漃 a trộn với không khí đã được nạp đầy trong xi lanhh tạo thành hỗn hợp đốt làm hỗn hợp đốt ở cuối thời k礃 nén nhiệt độ và áp suất tăng lên rất cao hỗn hợp tự bốc cháy. Khi hỗn hợp đốt cháy sẽ làm áp suất trong buồng đốt tăng cao.
Áp suất này sẽ sinh công ra 1 công cơ h漃⌀c tác động lên buồng đốt, thành phần công tác dụng lên đ椃ऀnh piton sẽ làm cho piton dịch chuyển từ thế chết trên xuống thế chết dưới 4. K礃 x愃ऀ: - Piston dịch chuyển từ thế chết dưới lên thế chết trên - Xupáp xả mở ra - Khí cháy thoát ra ngoài qua xupáp xả 1. Động cơ xăng 2 k礃 1.Sơ đ cấu t愃⌀o 10 Hình 1. Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 2 k礃 , có buồng thऀi tay quay Hình 1.
K礃 thứ nhất của động cơ xăng 2 k礃 có buồng tay quay 1.Nguyên lý họat động 1- K礃 thư뀁 nhĀt: Piton đi từ thế chết dưới lên thế chết trên Khi piton ở TCD lỗ hút được piton bịt lại, lỗ thoát và lỗ thऀi đều mở nên khí đã cháy trong xylanh thoát ra ngoài qua lỗ thoát đồng thời hỗn hợp đốt từ buồng thऀi 11 tay quay được thऀi vào trong xylanh, đây gọi là giai đoạn thऀi, thoát đồng thời ( Hình 1a) Piton tiếp tục đi lên, khi lỗ thऀi bị đóng lại thì ch椃ऀ c漃 n lỗ thoát mở, lúc này diễn ra quá trình thoát hỗn hợp cháy ( Hình 1b) Khi piton đóng nốt lỗ thoát thì hỗn hợp trong xylanh bị nén làm áp suất và nhiệt độ trong buồng đốt tăng lên ( Hình1c) Đồng thời lỗ nạp được mở ra hỗn hợp đốt từ bộ chế h漃 a khí được nạp vào buồng tay quay Hình 1. K礃 thứ 2 của động cơ xăng 2 k礃 có buồng tay quay b- K礃 thư뀁 2- Piton đi từ thế chết trên xuống thế chết dưới - Ở k礃 thứ nhất, khi piton gần tới TCT thì buzi bật tia lửa điện. Hỗn hợp đốt sẽ bốc cháy, giãn nở và sinh công. Công này sẽ đẩy cho piton dịch chuyển từ TCT xuống điểm TCD.
Quá trình sinh công được thực hiện cho tơi khi lỗ thoát được mở ra (Hình 2a) 12 - Khi lỗ nạp được mở ra, hỗn hợp đốt từ bộ chế h漃 a khí được đưa vào trong buồng tay quay để chuẩn bị cho việc thऀi hỗn hợp đốt vào xylanh ở k礃 tiếp theo( Hình 2b) - Piton tiếp tục đi xuống làm cho lỗ thoát mở ra để thऀi hỗn hợp đốt được thoát ra ngoài, khi piton mở nốt lỗ thऀi sẽ diễn ra quá trình thoát và nạp đồng thời ( Hình 2b) 1. Các thuật ngữ cơ b愃ऀn của động cơ. 1- ThĀ chĀt trên: (TCT): Là vị trí của piston trong xylanh khi khoảng cách từ đ椃ऀnh piton đến tâm trục cơ là xa nhất. 2- ThĀ chĀt dươꄁi:(TCD): Là vị trí của piston trong xylanh khi khoảng cách từ đ椃ऀnh piton đến tâm trục cơ là gần nhất.
3- H愃 nh tr椃 nh piston (S): Là khoảng cách giữa thế chết trên và thế chết dười của piston trong xylanh. 4- Thऀ t椃Āch bu ng đĀt:(VC) Là thể tích giới hạn bởi nắp xylanh và đ椃ऀnh piston khi piston ở điểm chết trên 5- Thऀ t椃Āch l愃 m vi⌀c (Vlv): Là thể tích trong xylanh trong xylanh khi piston dịch chuyển từ điểm chết trên đến điểm chết dưới trong xi lanh hoặc ngược lại. 6-Thऀ t椃Āch to愃 n ph n (Vtp): Là thể tích giới hạn bởi nắp xylanh và đ椃ऀnh piston khi piston ở TCD Vtp = VC +Vlv 7- Tỷ số nén ( ): Là t椃ऀ số của thể tích toàn phần với thể tích của buồng đốt VTP VC 8- H̀n hơꄣp đĀt: Gồm không khí và nhiên liệu hoà trộn với nhau theo t椃ऀ lệ nhất định được nạp vào Trong xi lanh của động cơ đốt trong. 9- Kh椃Ā x愃ऀ: 13 Là những sản phẩm của quá trình đốt cháy thoát ra khỏi xylanh 10- Hơi c漃 n l愃⌀i: Là sản phẩm c漃 n lại trong xylanh sau quá trình xả.
11- H̀n hơꄣp l愃 m vi⌀c: Là một hỗn hợp chứa trong xylanh động cơ ở cuối k礃 hút bao gồm hỗn hợp đốt được nạp vào l̀n với hơi c漃 n lại trong xylanh. Các thông số kỹ thuật cơ b愃ऀn của động cơ. Sự làm việc của động cơ được đặc trưng chủ yếu bằng công suất và tính tiết kiệm của nó. Lực do áp suất khí cháy tác dụng lên píttông được truyền qua biên đến tay quay, tạo nên mô men quay ở trục khuỷu động cơ.
Trị số mô men quay bằng tích của lực làm quay tay quay (tính bằng N-Niutơn) với bán kính tay quay (tính bằng m) được biểu diễn bằng Niutơn mét (N. Động cơ sinh ra một mô men quay xác định tức là thực hiện được một công. Công thực hiện trong một đơn vị thời gian gọi là công suất. Công suất động cơ tính bằng sức ngựa; hoặc theo hệ thống tiêu chuẩn đo lường quốc tế (SI), bằng kilôoat (kW).
1kW=1,36 sức ngựa. Người ta phân biệt công suất ch椃ऀ thị và công suất hữu hiệu (sử dụng). Công suất ch椃ऀ thị là công suất phát sinh do hơi đốt ở bên trong xi lanh động cơ. Người ta xác định nó nhờ một dụng cụ gọi là dụng cụ ch椃ऀ thị.
Công suất hữu hiệu là công suất có ích, được lấy ra từ trục khuỷu động cơ và được truyền đến bánh chủ động hoặc các thiết bị công tác của máy kéo. Công suất hữu hiệu nhỏ hơn công suất ch椃ऀ thị một trị số bằng độ mất mát công suất khi động cơ làm việc (để thắng ma sát của các chi tiết truyền động cho các cơ cấu của động cơ). Công suất động cơ phụ thuộc vào thể tích làm việc, lực áp suất hơi đốt trong các xi lanh và số v漃 ng quay trục khuỷu. Công suất của mỗi động cơ thường thay đऀi tu礃 lượng nhiên liệu cung cấp sau một chu k礃 và số v漃 ng quay trục khuỷu.
Tăng số v漃 ng quay, công suất động cơ bắt đầu tăng đến giới hạn xác định, rồi lại giảm đi. Điều này được giải thích là do làm xấu quá trình nạp đầy vào các xi lanh và do những nguyên nhân khác. 14 Tính tiết kiệm của động cơ được đánh giá chủ yếu bằng trị số chi phí nhiên liệu (tính bằng gam) trên một số đơn vị công suất hữu hiệu trong 1 giờ (tính bằng sức ngựa. Trị số này gọi là chi phí nhiên liệu riêng và được xác định bằng cách chia chi phí nhiên liệu giờ (tính bằng gam) cho công suất hữu hiệu của động cơ (tính bằng sức ngựa).
ở các động cơ điêzen trên máy kéo hiện đại, chi phí nhiên liệu không vượt quá 175÷190 gam/sức ngựa. Chi phí nhiên liệu riêng sẽ tăng, nếu động cơ làm việc không đủ tải, tức là không sử dụng hết công suất hữu hiệu. Để nâng cao tính tiết kiệm, người lái máy kéo cần luôn cho động cơ kéo tải đến công suất gần giá trị cực đại. Tính tiết kiệm làm việc của động cơ phụ thuộc vào mức độ sử dụng nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu cháy.
Có đến 30÷36% nhiệt lượng này được chi phí thành công có ích truyền đến trục động cơ điêzen.