Bài 18. Nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong (Tiết 1) SVIP

I. MỘT SỐ THUẬT NGỮ CƠ BẢN

1. Điểm chết

- Điểm chết là vị trí của pít tông khi đổi chiều chuyển động và gồm hai điểm chết:

+ ĐCT (điểm chết trên): vị trí đỉnh pít tông xa tâm trục khuỷu nhất.

+ ĐCD (điểm chết dưới): vị trí đỉnh pít gần tâm trục khuỷu nhất.

2. Hành trình của pít tông (S)

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

- Chú thích:

3. Các thể tích xilanh

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

- Các thể tích ở động cơ đốt trong:

+ 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 DCT.

+ Thể tích công tác V_h:

• Là thể tích xilanh giới hạn bởi xilanh và hai tiết diện đi qua các điểm chết.

- Xilanh có đường kính D và hành trình pít tông S:

+ Thể tích công tác của xilanh được tính bằng biểu thức liên quan đến đường kính D và hành trình pít tông S.

\(V_{h}=\dfrac{\pi\times D^2}{4}\times S\)

- Thể tích công tác:

+ Thường được tính bằng đơn vị cm³ (còn gọi là phân khối hay cc), chủ yếu sử dụng cho xe máy) hoặc lít.

+ Thể tích V_h càng lớn, động cơ sẽ có công suất càng lớn.

- Đối với động cơ có nhiều xilanh, thể tích công tác của động cơ (V_h) được tính bằng tổng thể tích công tác của các xilanh.

4. Tỉ số nén

- Tỉ số nén của động cơ là tỉ số giữa thể tích toàn phần và thể tích buồng cháy.

\(\varepsilon=\dfrac{V_a}{V_c}\)

- Động cơ xăng: \(\varepsilon\) = 6 - 12.

- Động cơ Diesel: \(\varepsilon\) = 14 - 25.

5. Chu trình công tác

- Động cơ đốt trong thực hiện bốn quá trình lặp đi lặp lại gồm:

+ Nạp: Hút nhiên liệu và không khí vào trong xilanh.

+ Nén: Nén hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong xilanh.

+ Cháy - Giãn nở: Quá trình cháy xảy ra, làm cho khí giãn nở, tạo ra lực đẩy pít tông.

+ Thải: Xả khí thải ra khỏi xilanh.

- Bốn quá trình này tạo thành chu trình làm việc của động cơ.

6. Kì

- Kì là một giai đoạn trong chu trình công tác, khi pít tông di chuyển hết một hành trình S.

II. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 4 KÌ

1. Cấu tạo chung của động cơ 4 kì

- Động cơ 4 kì:

+ 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 về cấu tạo chung.

+ Sự khác biệt chủ yếu là:

• Động cơ xăng có bugi để đánh lửa.
• Động cơ Diesel có vòi phun để phun nhiên liệu vào buồng cháy.

- Chú thích:

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

a. Kì nạp

- Pit tông dịch chuyển từ ĐCT đến ĐCD.

- Xu páp nạp mở, xu páp thải đóng.

- Pít tông đi xuống làm thể tích xilanh tăng khiến áp suất trong xi lanh giảm.

- Hoà khí (xăng và không khí) được hút vào xi lanh.

b. Kì nén

- Pít tông di chuyển từ ĐCD đến ĐCT, đều là xu páp đóng.

- Nén khí trong xilanh, làm tăng áp suất và nhiệt độ.

- Cuối kì, vòi phun phun nhiên liệu vào xilanh, tạo thành hòa khí và tự bốc cháy.

c. Kì cháy - giãn nở

- Pít tông di chuyển từ ĐCT đến ĐCD, đều là xu páp đóng.

- Hòa khí trong xilanh cháy, làm áp suất và nhiệt độ trong xilanh tăng cao.

- Khí cháy có áp suất cao đẩy pít tông đi xuống, thực hiện giãn nở và sinh công, qua đó quay trục khuỷu.

d. Kì thải

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

- Pít tông đi lên, đẩy khí thải trong xilanh ra ngoài qua đường ống thải.

- Sau quá trình thải, xu páp thải đóng lại và xu páp nạp mở để bắt đầu chu trình làm việc tiếp theo.

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

- Nguyên lí làm việc:

+ Động cơ xăng 4 kì và động cơ Diesel 4 kì làm việc tương tự nhau.

- Kì nạp:

+ Động cơ xăng: Khí nạp là hỗn hợp không khí và nhiên liệu (hòa khí tạo bên ngoài).

+ Động cơ phun xăng trực tiếp: Chỉ có không khí được nạp vào xilanh.

- Đốt cháy hòa khí:

+ Cuối kì nén, bugi đánh lửa để đốt cháy hòa khí trong xilanh (động cơ xăng).