TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ – XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: NGUYÊN LÝ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số: ngày tháng năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Môn học Nguyên lý cấu tạo động cơ đƣợc xây dựng và biên soạn dựa trên cơ sở chƣơng trình khung trình độ cao đẳng nghề công nghệ ô tô. Nội dung đƣợc biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối quan hệ lôgíc chặt chẽ.
Để đáp ứng yêu cầu về tài liệu học tập của học sinh, sinh viên trong nhà trƣờng và sự phát triển trong tƣơng lai của ngành công nghệ ô tô, nhà trƣờng biên soạn giáo trình Môn học “ Nguyên lý cấu tạo động cơ” làm tài liệu học tập chính cho sinh viên hệ cao đẳng nghề và làm tài liệu tham khảo cho học sinh trung cấp nghề và công nhân kỹ thuật ngành công nghệ ô tô. Khi biên soạn, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới nhất có liên quan đến mô đun và phù hợp với đối tƣợng sử dụng nhƣng cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế để giáo trình có tính thực tiễn. Giáo trình đƣợc biên soạn 75 tiết trong đó đề cập đến các nội dung sau: Chƣơng 1. Khái quát về động cơ đốt trong Chƣơng 2.
Bộ phận cố định của động cơ đốt trong: Chƣơng 3. Cơ cấu trục khuỷu – Thanh truyền Chƣơng 4. Cơ cấu phân phối khí Chƣơng 5. Hệ thống làm mát Chƣơng 6.
Hệ thống bôi trơn Chƣơng 7. Hệ thống nhiên liệu xăng. Hệ thống nhiên liệu điesel Giáo trình này đƣợc biên soạn lần đầu nên mặc dù đã hết sức cố gắng song khó tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi mong nhận đƣợc các ý kiến đóng góp của ngƣời sử dụng và các đồng nghiệp để giáo trình ngày càng đƣợc hoàn thiện hơn. Xin trân trọng giới thiệu! Tham gia biên soạn ThS.
Mai Thanh Thi 3 MỤC LỤC Chƣơng 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.Khái quát về động cơ đốt trong…………………………………………………7 2.Phân loại động cơ đốt trong…………………………………………………….Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong…………………………………….So sánh các loại động cơ đốt trong……………………………………………17 Chƣơng 2. BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.Nắp xylanh………………………………………………………………………22 Chƣơng 3. CÁC BỘ PHẬN DI ĐỘNG 1.35 Chƣơng 4: HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ 1. Cam có thời điểm thay đổi………………………………………………42 Chƣơng 5: HỆ THỐNG BÔI TRƠN.46 2 Nguyên lý bôi trơn thủy động …………………………………………….43 3 Cấu trúc và nguyên lý làm việc của hệ thống…………………………47 Chƣơng 6: HỆ THỐNG LÀM MÁT 1.
Hệ thống làm mát bằng không khí…………………………………. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng…………………………………….57 Chƣơng 7: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG 1. Cấu trúc, nguyên lý hoạt động………………………………………. Bộ chế hòa khí hai buồng hỗn hợp………………………………….
Hệ thống phun xăng điện tử………………………………………….94 Chƣơng 8: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊU LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL 1.Khái quát về hệ thống nhiên liệu động cơ Điesel……………………113 2.Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính……………………….115 5 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Nguyên lý cấu tạo động cơ Mã môn học: CMH 15 Thời gian thực hiện môn học: 75 giờ, (Lý thuyết: 72giờ; Kiểm tra: 2 giờ; Thời gian thi: 1 giờ, hình thức: Tự luận/ trắc nghiệm) I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: môn học này bố trí dạy song song với các môn học: Trang bị điện ô tô, dung sai đo lƣờng, kỹ thuật điện, điện tử cơ bản - Tính chất: là môn học lý thuyết chuyên môn II. Mục tiêu môn học: - Kiến thức: + Hiểu đƣợc các khái niệm cơ bản và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong. + Hiểu đƣợc nhiệm vụ và cấu tạo của các bộ phận cơ bản của động cơ đốt trong; + Hiểu đƣợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống cơ bản của động cơ; - Kỹ năng: + Nhận dạng đƣợc các chi tiết, bộ phận cơ bản của động cơ; + Nhận dạng đƣợc các chi tiết chính của các hệ thống cơ bản của động cơ - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi Chấp hành nghiêm quy định về bảo hộ lao động, an toàn lao động và phòng cháy chữa cháy; Có ý thức học tập, rèn luyện để nâng cao trình độ chuyên môn, kỹ năng nghề nghiệp.
Nội dung của môn học: 6 Chƣơng 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Mã chƣơng MH 15-01 Giới thiệu Ôtô là loại phƣơng tiện vận tải đƣờng bộ, rất cơ động và phạm vi sử dụng rất rộng. Ôtô đóng một vai trò to lớn trong sự nghiệp phát triển nền kinh tế quốc dân, quốc phòng. Động cơ là nguồn động lực để cho ôtô chuyển động. Nó có thể động cơ xăng, Diesel, động cơ ga, động cơ điện, động cơ sử dụng Hydro lỏng… Động cơ sử dụng trên ôtô là động cơ đốt trong kiểu piston, nhiên liệu sử dụng chính là xăng hoặc diesel.
Về sự hoạt động, hai loại động cơ này có kết cấu và nguyên lý hoạt động gần giống nhau, chúng khác nhau về phƣơng pháp đốt cháy nhiên liệu. Mục tiêu: Học xong chƣơng này HS,SV hiểu và trình bày đƣợc các khái niệm cơ bản và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong.Khái quát về động cơ đốt trong - Năm 1784 Jiêm – Oat chế tạo thành công máy hơi nƣớc. - Năm 1860 Jăng Echien Lơ Noa, một ngƣời hầu bàn và một nhà kỹ thuật nghiệp dƣ ở Paris chế tạo thành công động cơ hai kỳ đầu tiên chạy bằng khí thiên nhiên, hiệu suất 4,65%. - Năm 1877 Ôt tô Nicolas và Langhen phát minh ra động cơ đốt trong bốn kỳ chạy bằng khí thiên nhiên, hiệu suất 20%.
- Năm 1885 Dam Le chế tạo thành công động cơ xăng đầu tiên. - Năm 1897 Rudolf Diezel chế tạo thành công động cơ chạy bằng nhiên liệu nặng, phun nhiên liệu bằng khí nén, hiệu suất đạt 26%. - Năm 1901 Robert và Bosh đề xuất và chế tạo bơm cao áp và vòi phun để phun nhiên liệu vào xilanh. Đến đây động cơ điêzel đã cơ bản hoàn chỉnh.
Ở Việt nam: - Từ năm 1960 nhà máy cơ khí Trần Hƣng Đạo – Hà Nội đã sản xuất động cơ 2B10,5/13 và từ năm 1972 chế tạo động cơ 2B9,5/11. - Công ty Diezel Sông Công đang sản xuất các loại động cơ D50, D80, TS - 7 130,… - Nhà máy cơ khí Duyên Hải – Hải phòng sản xuất các loại động cơ D22T, D23T, 1B9,5/11,5,… - Động cơ xăng và Diesel là động cơ nhiệt, chúng biến đổi hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng và từ nhiệt năng biến thành cơ năng để truyền công suất cho ôtô hoạt động. - Động cơ xăng có tốc độ cao, rất cơ động, công suất phát ra lớn, buồng đốt gọn, đƣợc sử dụng phổ biến ở các loại ôtô con và ôtô tải nhỏ. - Động cơ Diesel có hiệu suất nhiệt lớn, tiết kiệm nhiên liệu, tốc độ động cơ chậm hơn động cơ xăng.
Nó có khuyết điểm là tốc độ động cơ thấp, trọng luợng động cơ nặng, dao động mạnh và tiếng ồn lớn. Nó đƣợc dùng để dẫn động trên các loại ôtô buýt, ôtô tải, các loại phƣơng tiện thƣơng mại… 2.Phân loại động cơ đốt trong Động cơ nhiệt có hai loại lớn: 1/ Động cơ hơi nƣớc (động cơ đốt ngoài) gồm: Động cơ kiểu piston và Turbin hơi; 2/ Động cơ đốt trong: là loại động cơ nhiệt mà việc đốt cháy nhiên liệu, toả nhiệt và quá trình chuyển nhiệt năng thành cơ năng đƣợc tiến hành ngay trong động cơ. Động cơ đốt trong có: Động cơ đốt trong kiểu piston; Turbin nhiệt; Động cơ phản lực; Động cơ rôto quay (động cơ valken). Ƣu điểm của động cơ đốt trong: + Hiệu suất có ích cao: 40 – 45 % + Gọn nhẹ hơn các loại động cơ khác cùng công suất.
+ Khởi động nhanh và sẵn sàng khởi động. + ít nguy hiểm khi vận hành. + Không phải khử xỉ, tro. + Không cần nhiều ngƣời phục vụ.
+ Điều kiện làm việc của thợ máy tốt. Nhƣợc điểm: 8 + Khả năng quá tải kém. + Không phát đƣợc mô men cực đại ở số vòng quay thấp. + Không khởi động đƣợc khi có tải.
+ Công suất không lớn. + Nhiên liệu đòi hỏi khắt khe và đắt. + Cấu tạo phức tạp, đắt tiền. + Làm việc gây tiếng ồn a) Dựa vào cách thực hiện chu trình công tác: + Động cơ bốn kỳ: động cơ hoàn thành chu trình công tác sau bốn hành trình của piston hay hai vòng quay của trục khuỷu.
+ Động cơ hai kỳ: động cơ hoàn thành chu trình công tác sau hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu. b) Dựa vào nhiên liệu dùng cho động cơ: + Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng: 1/ Nhẹ: xăng, benzen,…; 2/ Nặng: dầu mazut, dầu điezel,… + Động cơ chạy bằng nhiên liệu khí: khí thiên nhiên, khí lò ga,… + Động cơ chạy bằng nhiên liệu khí và lỏng. c) Dựa vào phƣơng pháp hình thành hỗn hợp: + Động cơ hình thành hỗn hợp bên ngoài: Nhiên liệu và không khí hoà trộn với nhau bên ngoài và đƣợc hút vào xilanh. Hiện nay có động cơ dùng bộ chế hoà khí và động cơ phun xăng.
+ Động cơ hình thành hỗn hợp bên trong: Nhiên liệu và không khí hoà trộn và bốc cháy ngay trong xilanh động cơ. Hiện nay có động cơ diezel. d) Dựa vào phƣơng pháp đốt cháy nhiên liệu: + Động cơ đốt cháy cƣỡng bức: dùng tia lửa điện để đốt cháy Nhiên liệu. + Động cơ tự bốc cháy: nhiên liệu đƣa vào và tự cháy trong xilanh.
e) Theo phƣơng pháp nạp: + Động cơ tăng áp: nạp khí vào xilanh ở áp suất cao hơn áp suất khí trời. + Động cơ không tăng áp: nạp khí vào xilanh ở áp suất bình thƣờng. f) Theo cấu tạo của động cơ: 9 + Theo số xilanh: Động cơ 1 xilanh và Động cơ nhiều xilanh. + Theo cách bố trí xilanh: Động cơ có xilanh bố trí một hàng; Động cơ có xilanh bố trí hai hàng hình chữ V; Động cơ có xilanh bố trí nhiều hàng; Động cơ có xilanh đối đỉnh.
Tóm lại, trong chƣơng trình môn học tập trung nghiên cứu các loại động cơ sau: Động cơ điezel bốn kỳ; Động cơ xăng bốn kỳ; Động cơ hai kỳ: 4.Nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong 4.