MÁY TÀU THỦY chuong 4 dong co diesl

38 430 9
MÁY TÀU THỦY chuong 4  dong co diesl

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

TÀI LIỆU THAM KHẢO MÁY TÀU THUỶ CHƯƠNG 4: ĐỘNG CƠ DIESEL 74 Ch−¬ng IV ®éng c¬ diesel 4-1 Nh÷ng ®Þnh nghÜa vμ kh¸i niƯm c¬ b¶n I Giíi thiƯu chung vỊ ®éng c¬ ®èt §Þnh nghÜa ®éng c¬ ®èt vμ ®éng c¬ diesel tμu thủ Động nhiệt bao gồm động đốt động đốt ngồi §éng c¬ ®èt ngoμi: Lμ lo¹i ®éng c¬ nhiƯt cã qu¸ tr×nh ®èt ch¸y nhiªn liƯu ®−ỵc tiÕn hμnh ë bªn ngoμi ®éng c¬ (VÝ dơ: M¸y h¬i n−íc kiĨu piston, tua bin h¬i n−íc ) §éng c¬ ®èt trong: Lμ lo¹i ®éng c¬ nhiƯt ®ã viƯc ®èt ch¸y nhiªn liƯu, sù to¶ nhiƯt vμ qu¸ tr×nh chun ho¸ tõ nhiƯt n¨ng cđa m«i chÊt c«ng t¸c (hçn hỵp khÝ ®èt viƯc ch¸y nhiªn liƯu), sang c¬ n¨ng ®−ỵc tiÕn hμnh b¶n th©n ®éng c¬ (VD: ®éng c¬ diesel, ®éng c¬ cacbua rat¬, ®éng c¬ ga ) §éng c¬ diesel lμ mét lo¹i ®éng c¬ ®èt kiĨu piston dïng nhiªn liƯu láng dầu, mμ ®ã nhiªn liƯu ®−ỵc ®−a vμo xilanh ci qu¸ tr×nh nÐn, tù b¾t lưa kh«ng khÝ cã nhiƯt ®é vμ ¸p st cao bÞ nÐn xilanh §éng c¬ diesel cßn gäi lμ ®éng c¬ tù ch¸y (trªn tμu thủ chØ dïng lo¹i nμy) Nh÷ng bé phËn chÝnh cđa ®éng c¬ ®èt kiĨu piston: H×nh 4-1: S¬ ®å kÕt cÊu c¸c chi tiÕt cđa ®éng c¬ Diesel 75 §éng c¬ ®èt kiĨu piston cã c¸c bé phËn c¬ b¶n bao gåm nhãm c¸c chi tiÕt tÜnh, nhãm c¸c chi tiÕt ®éng vμ c¸c hƯ thèng phơc vơ C¸c chi tiÕt tÜnh gåm: BƯ m¸y (1), th©n m¸y (3), khèi xilanh(6), n¾p xilanh (7) C¸c chi tiÕt ®éng gåm: Piston (5), trun(4), trơc khủu (2), xup¸p (8) C¸c hƯ thèng phơc vơ gåm: - HƯ thèng ph©n phèi khÝ - HƯ thèng cung cÊp nhiªn liƯu - HƯ thèng lμm m¸t - HƯ thèng b«i tr¬n - HƯ thèng khëi ®éng vμ ®¶o chiỊu - HƯ thèng t¨ng ¸p (víi lo¹i ®éng c¬ cã t¨ng ¸p) Nguyªn lý lμm viƯc nh− sau: Khi nhiªn liƯu ch¸y xilanh ®éng c¬ (tù ch¸y nÐn ®Õn ¸p st vμ nhiƯt ®é tù bèc ch¸y cđa nã, hc bÞ ®èt ch¸y c−ìng bøc nhê ngn lưa bªn ngoμi), s¶n vËt ch¸y cã ¸p st vμ nhiƯt ®é cao tiÕn hμnh qu¸ tr×nh gi·n në, t¸c dơng lùc lªn ®Ønh piston ®Èy piston chun ®éng tÞnh tiÕn ®i xng Nhê cã c¬ cÊu trun trơc khủu, chun ®éng tÞnh tiÕn cđa piston ®−ỵc chun thμnh chun ®éng quay cđa trơc khủu th«ng qua trun chun ®éng song ph¼ng MỈt bÝch ®−ỵc nèi víi mỈt bÝch cđa thiÕt bÞ tiªu thơ c«ng st nh− ch©n vÞt, máy ph¸t ®iƯn §Ĩ ®¶m b¶o n¹p khÝ míi kÞp thêi vμo xilanh, còng nh− ®Ĩ th¶i ®óng lóc khÝ th¶i khái xilanh ®éng c¬, trªn ®éng c¬ ®−ỵc bè trÝ hƯ thèng ph©n phèi khÝ Mn cung cÊp nhiªn liƯu míi vμo xilanh, ®éng c¬ ®−ỵc trang bÞ hƯ thèng cung cÊp nhiªn liƯu Sù chªnh lƯch gi÷a nhiƯt ®é cùc ®¹i ch¸y vμ nhiƯt ®é thÊp nhÊt ci qu¸ tr×nh gi·n në (900 ÷1500oK) b¶o ®¶m cho chu tr×nh c«ng t¸c cđa ®éng c¬ thu ®−ỵc hiƯu st cao Tuy nhiƯt ®é ch¸y cao, nh−ng qu¸ tr×nh ch¸y ®éng c¬ cã tÝnh chu k× vμ c¸c chi tiÕt tiÕp xóc víi khÝ ch¸y lu«n ®−ỵc lμm m¸t nhê hƯ thèng lμm m¸t, c¸c bỊ mỈt chun ®éng t−¬ng ®èi gi÷a c¸c chi tiÕt lu«n ®−ỵc b«i tr¬n nhê hƯ thèng b«i tr¬n nªn ®¶m b¶o cho ®éng c¬ lμm viƯc ỉn ®Þnh vμ bỊn v÷ng, cã ®é tin cËy cao Ưu nh−ỵc ®iĨm cđa ®éng c¬ ®èt a Ư u ®iĨm chđ u cđa ®éng c¬ ®èt so víi c¸c lo¹i ®éng c¬ nhiƯt kh¸c lμ: 76 - HiƯu st cã Ých cao: §èi víi ®éng c¬ diesel hiƯn ®¹i hiƯu st cã Ých cã thĨ ®¹t 40 ÷ 51% ®ã hiƯu st cđa thiÕt bÞ ®éng lùc tua bin h¬i chØ 22 ÷ 28%, cđa thiÕt bÞ m¸y h¬i n−íc kh«ng qu¸ 16%, cđa thiÕt bÞ tua bin khÝ kho¶ng 30% - NÕu hai ®éng c¬ ®èt vμ ®èt ngoμi cïng c«ng st th× ®éng c¬ ®èt gän vμ nhĐ h¬n nhiỊu (v× kh«ng cÇn c¸c thiÕt bÞ phơ kh¸c nh− ®éng c¬ ®èt ngoμi, nh− nåi h¬i, bng ch¸y, m¸y nÐn, thiÕt bÞ ng−ng h¬i ) - TÝnh c¬ ®éng cao: Khëi ®éng nhanh vμ lu«n lu«n ë tr¹ng th¸i s½n sμng khëi ®éng Cã thĨ ®iỊu chØnh kÞp thêi c«ng st theo phơ t¶i - DƠ tù ®éng ho¸ vμ ®iỊu khiĨn tõ xa - Ýt g©y nguy hiĨm vËn hμnh (Ýt cã kh¶ n¨ng g©y ho¶ ho¹n vμ nỉ thiÕt bÞ) - NhiƯt ®é xung quanh t−¬ng ®èi thÊp t¹o ®iỊu kiƯn tèt cho thỵ m¸y lμm viƯc - Kh«ng tèn nhiªn liƯu dõng ®éng c¬ - Kh«ng cÇn nhiỊu ng−êi vËn hμnh b¶o d−ìng b Nh−ỵc ®iĨm: - Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i kÐm (th−êng kh«ng qu¸ 10% vỊ c«ng st, 3% vỊ vßng quay thêi gian mét giê) - Kh«ng ỉn ®Þnh lμm viƯc ë tèc ®é thÊp - RÊt khã khëi ®éng ®· cã t¶i - C«ng st lín nhÊt cđa thiÕt bÞ kh«ng cao l¾m (c«ng st cđa ®éng c¬ ®èt kh«ng v−ỵt qu¸ 40 ÷ 45 ngμn m· lùc hc 30 ÷ 37 ngμn KW) - Yªu cÇu nhiªn liƯu dïng cho ®éng c¬ ®èt t−¬ng ®èi kh¾t khe vμ ®¾t tiỊn - CÊu t¹o cđa ®éng c¬ ®èt t−¬ng ®èi phøc t¹p, yªu cÇu chÝnh x¸c cao - §éng c¬ lμm viƯc kh¸ ån, nhÊt lμ ®éng c¬ cao tèc - Yªu cÇu thỵ m¸y ph¶i cã tr×nh ®é kü tht cao II Nh÷ng kh¸i niƯm vμ ®Þnh nghÜa c¬ b¶n dïng cho ®éng c¬ ®èt §iĨm chÕt cđa piston Khi ®éng c¬ ho¹t ®éng, piston chun ®éng tÞnh tiÕn qua l¹i xilanh VÞ trÝ piston ®ỉi chiỊu chun ®éng gäi lμ ®iĨm chÕt cđa piston - §iĨm chÕt trªn (viÕt t¾t lμ §CT) lμ vÞ trÝ ®Ønh piston piston c¸ch xa ®−êng t©m trơc khủu nhÊt - §iĨm chÕt d−íi (viÕt t¾t lμ §CD) lμ vÞ trÝ ®Ønh piston piston gÇn ®−êng t©m trơc khủu nhÊt 77 Hμnh tr×nh cđa piston Lμ kho¶ng c¸ch gi÷a ®iĨm chÕt trªn vμ ®iĨm chÕt d−íi Hμnh tr×nh cđa Piston S phơ thc vμo b¸n kÝnh cđa trơc khủu: S = 2R (b»ng ®−êng kÝnh vßng trßn t©m cỉ biªn v¹ch quay quanh ®−êng t©m trơc khủu) ThĨ tÝch c«ng t¸c cđa xilanh ThĨ tÝch c«ng t¸c VS lμ thĨ tÝch bªn xilanh cã ®−ỵc piston chun ®éng gi÷a hai ®iĨm chÕt trªn vμ chÕt d−íi §èi víi ®éng c¬ chØ mét xilanh: Vs = πD ⋅S (mm3) D §−êng kÝnh xilanh (mm) S Hμnh tr×nh cđa piston (mm) §−êng kÝnh xilanh D vμ hμnh tr×nh piston S ®−ỵc coi lμ nh÷ng kÝch th−íc chÝnh, kÝch th−íc c¬ b¶n cđa ®éng c¬ (v× qua ®ã x¸c ®Þnh ®−ỵc thĨ tÝch lμm viƯc cđa xilanh) ThĨ tÝch bng ®èt ThĨ tÝch bng ®èt VC (cßn gäi lμ thĨ tÝch nÐn) lμ thĨ tÝch ®−ỵc t¹o bëi kh«ng gian gi÷a n¾p xilanh , ®Ønh piston vμ s¬mi xilanh piston ë ®iĨm chÕt trªn ThĨ tÝch toμn bé cđa xilanh ThĨ tÝch toμn bé Va (cßn gäi lμ thĨ tÝch nÐn) lμ thĨ tÝch ®−ỵc t¹o bëi kh«ng gian gi÷a n¾p xilanh, ®Ønh piston vμ s¬mi xilanh piston ë ®iĨm chÕt d−íi Va Bao gåm thĨ tÝch bng ®èt vμ thĨ tÝch c«ng t¸c Va = Vma x = Vc + Vs Tû sè nÐn cđa ®éng c¬ Lμ tû sè gi÷a thĨ tÝch toμn bé cđa xilanh vμ thĨ tÝch cđa bng ®èt Trong ®ã: ε= Va Vc + Vs V = =1+ s Vc Vc Vc Tû sè nÐn thĨ hiƯn piston ®i tõ §CD lªn §CT th× kh«ng khÝ xilanh bÞ nÐn l¹i bao nhiªu lÇn, tû sè nÐn b»ng 15 ÷ 22 Tû sè nÐn cã mét ý nghÜa rÊt quan träng ®èi víi qu¸ tr×nh lμm viƯc cđa ®éng c¬ Nã ¶nh h−ëng rÊt nhiỊu ®Õn nh÷ng th«ng sè kh¸c cđa ®éng c¬, ®Ỉc biƯt lμ vÊn ®Ị lỵi dơng cã hiƯu qu¶ nhiƯt l−ỵng nhiªn liƯu to¶ bng ®èt Qu¸ tr×nh c«ng t¸c Qu¸ tr×nh c«ng t¸c cđa ®éng c¬ lμ hçn hỵp nh÷ng biÕn ®ỉi x¶y ®èi víi m«i chÊt c«ng t¸c xilanh ®éng c¬, còng nh− hƯ thèng g¾n liỊn víi xilanh nh− hƯ thèng n¹p vμ hƯ thèng th¶i 78 Trong ®éng c¬ sù biÕn ®ỉi tõ ho¸ n¨ng cđa nhiªn liƯu sang c«ng c¬ häc ®−ỵc thùc hiƯn nhê m«i chÊt c«ng t¸c (d−íi d¹ng khÝ), m«i chÊt nμy lu«n lu«n biÕn ®ỉi vỊ chÊt còng nh− vỊ l−ỵng nh− thay ®ỉi vỊ nhiƯt ®é, vỊ ¸p st, vỊ träng l−ỵng, vỊ thμnh phÇn ho¸ häc Qu¸ tr×nh c«ng t¸c gåm nhiỊu bé phËn riªng rÏ kÕ tiÕp theo mét trËt tù nhÊt ®Þnh vμ ®−ỵc lỈp ®i lỈp l¹i cã tÝnh chu kú Chu tr×nh c«ng t¸c Chu tr×nh c«ng t¸c cđa ®éng c¬ lμ tỉng céng tÊt c¶ nh÷ng phÇn cđa c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®ỉi x¶y xilanh ®éng c¬ lμm thay ®ỉi tr¹ng th¸i cđa m«i chÊt c«ng t¸c, tÝnh tõ lóc m«i chÊt ®−ỵc b¾t ®Çu n¹p vμo cho tíi lóc khái xilanh Chu tr×nh c«ng t¸c lỈp ®i lỈp l¹i st thêi gian ®éng c¬ ho¹t ®éng, nã cã tÝnh chÊt chu k× Kú Kú lμ mét phÇn cđa chu tr×nh c«ng t¸c xÈy thêi gian mét hμnh tr×nh cđa piston §−ỵc ®¸nh dÊu b»ng vÞ trÝ §CT vμ §CD cđa piston (nÕu ®éng c¬ chØ cã mét xilanh) Sè kú lμ sè hμnh tr×nh cÇn thiÕt cđa piston ®Ị hoμn thμnh mét chu tr×nh c«ng t¸c VÝ dơ: NÕu ®éng c¬ ph¶i cÇn hμnh tr×nh cđa piston ®Ĩ hoμn thμnh mét chu tr×nh c«ng t¸c th× gäi lμ ®éng c¬ kú, nÕu chØ cÇn hai hμnh tr×nh cđa piston th× gäi lμ ®éng c¬ kú 4-2 Chu tr×nh lý t−ëng ®éng c¬ ®èt §éng c¬ ®èt lμm viƯc dùa trªn qu¸ tr×nh biÕn ®ỉi nhiƯt thμnh c«ng §èi víi ®éng c¬ diesel: Nhiªn liƯu ®−ỵc phun vμo xilanh cïng víi kh«ng khÝ t¹o thμnh hçn hỵp tù bèc ch¸y ë ci qu¸ tr×nh nÐn, ¸p st cao cđa khÝ ch¸y lμm piston chun ®éng sinh c«ng Qu¸ tr×nh gi·n në xilanh ®éng c¬ lμ qu¸ tr×nh biÕn ®ỉi nhiƯt thμnh c«ng Chu tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng tÝch (®éng c¬ x¨ng) - ac: Qu¸ tr×nh nÐn ®o¹n nhiƯt - cz: Qu¸ tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng tÝch - zb: Qu¸ tr×nh gi·n në ®o¹n nhiƯt - ba: Qu¸ tr×nh nh¶ nhiƯt ®¼ng tÝch -Q1: NhiƯt l−ỵng cÊp ®¼ng tÝch -Q2: NhiƯt l−ỵng nh¶ m«i tr−êng P z Q1 c b Q2 a V H×nh 4-2 Chu tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng tÝch 79 Sù cung cÊp nhiƯt Q1 ë V = const t−¬ng ®−¬ng víi qu¸ tr×nh ch¸y nhanh cđa x¨ng bËt tia lưa ®iƯn bng ®èt ®éng c¬ Chu tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng ¸p -ac: Qu¸ tr×nh nÐn ®o¹n nhiƯt -cz: Qu¸ tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng ¸p -zb: Qu¸ tr×nh gi·n në ®o¹n nhiƯt -ba: Qu¸ tr×nh nh¶ nhiƯt ®¼ng tÝch -Q1/: NhiƯt l−ỵng cÊp ®¼ng ¸p -Q2: NhiƯt l−ỵng nh¶ m«i tr−êng P Q1/ c z b Q2 a V H×nh 4-3 Chu tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng ¸p Qu¸ tr×nh ch¸y x¶y tõ piston rêi khái ®iĨm chÕt trªn, ¸p st xilanh hÇu nh− kh«ng thay ®ỉi qu¸ tr×nh cđa ch¸y nhiªn liƯu Chu tr×nh cÊp nhiƯt hçn hỵp Trong ®éng c¬ diesel hiƯn ®¹i mét phÇn nhiªn liƯu ch¸y thĨ tÝch kh«ng ®ỉi vμ mét phÇn nhiªn liƯu ch¸y ¸p st kh«ng ®ỉi ë ®Çu qu¸ tr×nh gi·n në - ac: Qu¸ tr×nh nÐn ®o¹n nhiƯt Q1/ P - cz': Qu¸ tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng tÝch - z’z: Qu¸ tr×nh cÊp nhiƯt ®¼ng ¸p z’ z Q1 - zb: Qu¸ tr×nh gi·n në ®o¹n nhiƯt c - ba: Qu¸ tr×nh nh¶ nhiƯt ®¼ng tÝch - Q1: NhiƯt l−ỵng cÊp ®¼ng tÝch - Q1/: NhiƯt l−ỵng cÊp ®¼ng ¸p - Q2: NhiƯt l−ỵng nh¶ m«i tr−êng H×nh 4-4 Chu tr×nh cÊp nhiƯt hçn hỵp 80 b a Q2 V 4-3 Ph©n lo¹i ®éng c¬ ®èt §éng c¬ ®èt cã thĨ ph©n theo c¸c ®Ỉc tr−ng c¬ b¶n sau ®©y: Theo c¸ch thùc hiƯn chu tr×nh c«ng t¸c * §éng c¬ kú: Lμ ®éng c¬ ®ã chu tr×nh c«ng t¸c ®−ỵc hoμn thμnh thêi gian hμnh tr×nh cđa piston, hc lμ hai vßng quay cđa trơc khủu * §éng c¬ kú: Lμ ®éng c¬ ®ã chu tr×nh c«ng t¸c ®−ỵc hoμn thμnh hai thêi gian hμnh tr×nh cđa piston, hc lμ mét vßng quay trơc khủu Theo nhiªn liƯu dïng cho ®éng c¬: * §éng c¬ ch¹y b»ng nhiªn liƯu láng lo¹i nhĐ (x¨ng, cån, benzen, dÇu ho¶ ) vμ ch¹y b»ng nhiªn liƯu láng lo¹i nỈng (dÇu mazót, dÇu diesel) * §éng c¬ ch¹y b»ng nhiªn liƯu khÝ (khÝ thiªn nhiªn, khÝ nÐn, khÝ thĨ láng, khÝ lß ga) * §éng c¬ ch¹y b»ng nhiªn liƯu khÝ láng (trong ®ã nhiªn liƯu chÝnh lμ khÝ, nhiªn liƯu lμm måi lμ láng) - §éng c¬ gazo diesel * §éng c¬ ch¹y b»ng nhiỊu lo¹i nhiªn liƯu: tøc lμ ®éng c¬ cã thĨ ch¹y b»ng nhiỊu lo¹i nhiªn liƯu láng kh¸c tõ nhĐ ®Õn nỈng Theo ph−¬ng ph¸p h×nh thμnh khÝ hçn hỵp * §éng c¬ h×nh thμnh khÝ hçn hỵp bªn ngoμi: Lμ lo¹i ®éng c¬ mμ hçn hỵp ch¸y cđa nã (gåm h¬i cđa nhiªn liƯu láng nhĐ víi kh«ng khÝ, hc khÝ ga víi kh«ng khÝ) ®−ỵc h×nh thμnh bªn ngoμi xilanh ®éng c¬ VÝ dơ: Đéng c¬ x¨ng vμ ®éng c¬ ga ®èt ch¸y b»ng tia lưa ®iƯn, ®éng c¬ phun x¨ng ë thêi kú n¹p * §éng c¬ h×nh thμnh khÝ hçn hỵp bªn trong: Lμ ®éng c¬ ®ã kh«ng khÝ vμ nhiªn liƯu ®−ỵc ®−a riªng vμo xilanh, cßn khÝ hçn hỵp c«ng t¸c (hçn hỵp gi÷a kh«ng khÝ míi vμ nhiªn liƯu vμ mét Ýt s¶n phÈm ch¸y cđa chu tr×nh tr−íc cßn sãt l¹i) ®−ỵc h×nh thμnh ë bªn xi lanh ®éng c¬ phun nhiªn liƯu d−íi d¹ng s−¬ng mï vμo xilanh ë ¸p st cao Bao gåm: Đéng c¬ diesel, ®éng c¬ phun nhiªn liƯu trùc tiÕp vμo xilanh, ®éng c¬ cã cÇu gi÷ nhiƯt §éng c¬ diesel l¹i ®−ỵc chia mÊy lo¹i sau ®©y: - §éng c¬ cã mét bng ch¸y (hay lμ ®éng c¬ bng ch¸y thèng nhÊt) lμ lo¹i ®éng c¬ ®ã thĨ tÝch bng ch¸y lμ mét thĨ thèng nhÊt, vμ qu¸ tr×nh t¹o thμnh khÝ hçn hỵp, còng nh− qu¸ tr×nh ch¸y cđa nhiªn liƯu ®Ịu ®−ỵc tiÕn hμnh ®ã - §éng c¬ cã bng ch¸y dù bÞ: ThĨ tÝch bng ch¸y ®−ỵc chia lμm hai phÇn gåm bng ch¸y chÝnh vμ bng ch¸y dù bÞ Qu¸ tr×nh h×nh thμnh khÝ hçn hỵp ë bng ch¸y 81 chÝnh lμ nhê cã sù chªnh lƯch ¸p st gi÷a bng ch¸y chÝnh vμ bng ch¸y dù bÞ cã mét bé phËn nhiªn liƯu ®−ỵc ch¸y tr−íc bng ch¸y dù bÞ - §éng c¬ cã bng ch¸y xo¸y lèc: ThĨ tÝch bng ch¸y còng ®−ỵc chia lμm hai phÇn gåm bng ch¸y chÝnh vμ bng ch¸y xo¸y lèc Qu¸ tr×nh h×nh thμnh khÝ hçn hỵp ®éng c¬ lμ t¹o ®−ỵc nh÷ng dßng kh«ng khÝ xo¸y bng xo¸y lèc, n¬i phun nhiªn liƯu vμo §ång thêi qu¸ tr×nh h×nh thμnh khÝ hçn hỵp vμ qu¸ tr×nh ch¸y cđa nhiªn liƯu vỊ c¬ b¶n xÈy ë bng ch¸y xo¸y lèc ®ã Theo ph−¬ng ph¸p ®èt ch¸y khÝ hçn hỵp c«ng t¸c * §éng c¬ ®èt ch¸y c−ìng bøc: §éng c¬ ®ã khÝ hçn hỵp c«ng t¸c ®−ỵc ®èt ch¸y b»ng mét ngn lưa bªn ngoμi (tia lưa ®iƯn) t¹i mét thêi ®iĨm nhÊt ®Þnh Gåm : §éng c¬ x¨ng, ®éng c¬ ga * §éng c¬ cã cÇu gi÷ nhiƯt (§éng c¬ s¬mi diesel): §éng c¬ ®ã khÝ hçn hỵp c«ng t¸c ®−ỵc ®èt nãng ch¸y nhê søc nãng cđa v¸ch bng ch¸y hc mét vËt måi lưa ®Ỉc biƯt * §éng c¬ tù ch¸y: §éng c¬ ®ã nhiªn liƯu ®−ỵc ®−a vμo xilanh ë ci qu¸ tr×nh nÐn, tù bèc ch¸y kh«ng khÝ nãng - ®éng c¬ diesel Trong thùc tÕ hiƯn chØ ¸p dơng diesel lμm ®éng c¬ tμu thủ * §éng c¬ ®èt ch¸y hçn hỵp: (®éng c¬ gazo diesel) ®ã nhiªn liƯu láng tù ch¸y lμm måi ®Ĩ ®èt ch¸y c−ìng bøc hçn hỵp khÝ (khÝ ga + kh«ng khÝ) Theo d¹ng cđa chu tr×nh c«ng t¸c * §éng c¬ lμm viƯc theo chu tr×nh ®¼ng tÝch: Trong ®ã qu¸ tr×nh ch¸y cđa nhiªn liƯu tiÕn hμnh ë thĨ tÝch kh«ng ®ỉi C¸c ®éng c¬ nμy cã tû sè nÐn thÊp ( ε = 6÷12) vμ dïng ph−¬ng ph¸p ®èt ch¸t c−ìng bøc (®éng c¬ x¨ng vμ ®éng c¬ ga) * §éng c¬ lμm viƯc theo chu tr×nh ®¼ng ¸p: ®ã nhiªn liƯu ch¸y ë ¸p st kh«ng ®ỉi Lo¹i ®éng c¬ nμy cã tû sè nÐn cao (ε =12÷14) dïng ph−¬ng ph¸p phun nhiªn liƯu b»ng kh«ng khÝ nÐn vμo xilanh ®éng c¬ vμ tù bèc ch¸y (®éng c¬ diesel phun nhiªn liƯu b»ng kh«ng khÝ nÐn, lo¹i nμy hiƯn kh«ng dïng n÷a) * §éng c¬ lμm viƯc theo chu tr×nh hçn hỵp: Trong ®ã nhiªn liƯu cã mét bé phËn ch¸y ®¼ng tÝch, mét bé phËn ch¸y ®¼ng ¸p.Lo¹i ®éng c¬ nμy cã tû sè nÐn rÊt cao (12-19) dïng ph−¬ng ph¸p phun nhiªn liƯu láng trùc tiÕp vμo xilanh ®éng c¬ vμ tù bèc ch¸y (§éng c¬ diesel) 82 Dùa vμo ph−¬ng ph¸p n¹p * §éng c¬ kh«ng t¨ng ¸p: §éng c¬ ®ã viƯc n¹p kh«ng khÝ hc hçn hỵp ch¸y vμo xilanh sù chªnh lƯch ¸p st xilanh vμ m«i tr−êng bªn ngoμi * §éng c¬ t¨ng ¸p: §éng c¬ ®ã viƯc n¹p kh«ng khÝ hc hçn hỵp ch¸y vμo xilanh tiÕn hμnh ë ¸p st cao h¬n ¸p st khÝ trêi bªn ngoμi, ®−ỵc nÐn tr−íc bëi mét m¸y nÐn, ®ã cã thĨ n©ng cao ®−ỵc c«ng st ®éng c¬ nhê viƯc t¨ng l−ỵng khÝ n¹p míi vμo xilanh Theo tèc độ cđa ®éng c¬ Tèc độ cđa ®éng c¬ ®−ỵc x¸c ®Þnh theo tèc ®é trung b×nh cđa piston: S n Cm = (m / s) 30 S Hành trình piston (m) n Vòng quay động (v/phút) * §éng c¬ thÊp tèc: Cm8(m/s) Theo sè quay cđa trơc khủu, ng−êi ta chia thμnh: - §éng c¬ cã vßng quay nhá 100 ≤ n < 250 (v/ph) - §éng c¬ cã vßng quay trung b×nh: 250≤ n p3) ¸p st p1 t¸c dơng vμo xÐc m¨ng trªn cïng gÇn b»ng gi¸ trÞ ¸p st xilanh Do sù gi·n në cđa khÝ vμ sù chun ®éng cđa chóng qua c¸c khe hë vßng c¸c xÐc m¨ng phÝa H×nh 4-19 T¸c dơng d−íi, ¸p st gi¶m dÇn cho ®Õn b»ng m«i tr−êng lμm kÝn cđa xÐc m¨ng XÐc m¨ng kÝn khÝ th× tõ - c¸i §éng c¬ cao tèc xÐc m¨ng kÝn khÝ Ýt h¬n ®éng c¬ thÊp tèc XÐc m¨ng trªn cïng lμm viƯc nh÷ng ®iỊu kiƯn nỈng nỊ nhÊt vμ dƠ bÞ ch¸y §Ĩ c¶i thiƯn ®iỊu kiƯn lμm viƯc, hai vßng xÐc m¨ng trªn cïng th−êng ®−ỵc m¹ cr«m "xèp" trªn bỊ mỈt + T¸c dơng "b¬m dÇu" cđa xÐc m¨ng: Khi piston ®i lªn, dÇu b«i tr¬n sÏ ®iỊu ®Çy kho¶ng kh«ng gian c¸c khe hë gi÷a piston vμ xÐc H×nh 4-20 T¸c dơng b¬m dÇu cđa xÐc m¨ng m¨ng ë §CT cã sù thay ®ỉi c¸c bỊ mỈt tiÕp xóc cđa c¸c xÐc m¨ng r·nh piston Nhê vËy mμ mét phÇn dÇu b«i tr¬n ë d−íi sÏ ®i lªn kho¶ng kh«ng gian phÝa trªn Qu¸ tr×nh lËp l¹i nh− vËy mçi thay ®ỉi h−íng chun ®éng cđa piston nªn c¸c xÐc m¨ng cã t¸c dơng "b¬m" dÇu, chóng chun dÇu b«i tr¬n vỊ bng ®èt hc ng−ỵc l¹i b KÕt cÊu: * XÐc m¨ng th−êng lμm b»ng gang x¸m hc thÐp cã tiÕt diƯn ch÷ nhËt hc d¹ng kh¸c cã xỴ r·nh dao gäi lμ miƯng cđa xÐc m¨ng XÐc m¨ng ®−ỵc gia c«ng chÝnh x¸c cã tÝnh ®μn håi cao Nh÷ng kÝch th−íc chđ u cđa xÐc m¨ng lμ ®−êng kÝnh D cđa nã, chiỊu dμy h−íng t©m b vμ chiỊu cao h 104 H×nh d¹ng mỈt c¾t ngang xÐc m¨ng cã c¸c lo¹i sau: H×nh 4-21: H×nh d¹ng mỈt c¾t ngang xÐc m¨ng khÝ Lo¹i tr¬n: Lo¹i c¬ b¶n dïng cho ®éng c¬, m¸y nÐn b¬m Lo¹i c«n c¹nh ngoμi: T¨ng kh¶ n¨ng g¹t dÇu, dïng chđ u ë ®éng c¬ kú Lo¹i v¸t c¹nh trong: T¨ng kh¶ n¨ng ®iỊu khiĨn dÇu Lo¹i xÐc m¨ng cã mỈt ngoμi cong: tèi −u kh¶ n¨ng xoa ®Ịu mμng dÇu b«i tr¬n Lo¹i xÐc m¨ng cã mỈt ngoμi cong kh«ng ®Ịu: Xéc m¨ng sau lμm viƯc chÞu biÕn d¹ng nhiƯt vμ c¬, v× vËy h×nh d¹ng xÐc m¨ng nh− thÕ nμy sÏ cho biªn d¹ng lý t−ëng lμm viƯc Lo¹i xÐc m¨ng khÝ/dÇu: Cã t¸c dơng lμm kÝn khÝ vμ gi¶m kh¶ n¨ng b¬m dÇu lªn bng ®èt * H×nh d¹ng mèi c¾t miƯng cđa xÐc m¨ng còng cã nhiỊu lo¹i: - Mèi c¾t th¼ng: dƠ chÕ t¹o nh−ng dƠ lät khÝ - Mèi c¾t chÐo hc ch÷ z: ®¶m b¶o lμm kÝn tèt nh−ng chÕ t¹o khã - Mèi c¾t bËc phøc t¹p t¨ng kh¶ n¨ng lμm kÝn nh−ng kh«ng bỊn H×nh 4-22: H×nh d¹ng mèi c¾t miƯng cđa xÐc m¨ng XÐc m¨ng dÇu: a NhiƯm vơ: - R¶i dÇu lªn b«i tr¬n cho s¬ mi xilanh piston ®i lªn N¹o dÇu trªn s¬ mi xilanh, ng¨n ngõa kh«ng cho dÇu lªn bng ®èt piston ®i xng Ngoμi còng tham gia trun nhiƯt vμ gi¶m chÊn ®éng nh− xÐc m¨ng khÝ nh−ng rÊt Ýt ë c¸c ®éng c¬ thÊp tèc th−êng bè trÝ ®Õn xÐc m¨ng dÇu ë ci phÇn dÉn h−íng cđa piston ë c¸c ®éng c¬ trung tèc cßn bè trÝ thªm mét xÐc m¨ng dÇu ë phÇn th©n piston d−íi xÐc m¨ng khÝ ci cïng 105 ë ®éng c¬ cao tèc th−êng cã mét xÐc m¨ng dÇu vμ ®−ỵc bè trÝ bªn trªn chèt piston HiƯn t−ỵng cã qu¸ nhiỊu dÇu b«i tr¬n trªn bỊ mỈt lμm viƯc cđa xilanh cã thĨ nguyªn nh©n g©y + Sù vung dÇu b«i tr¬n tn hoμn hƯ thèng (ë c¸c ®éng c¬ kh«ng cã tr−ỵt) lªn bỊ mỈt xilanh, hc sù cÊp dÇu b«i tr¬n qu¸ quy ®Þnh b KÕt cÊu: §Ĩ c¹o s¹ch dÇu b«i tr¬n khái bỊ mỈt xilanh, c¸c xÐc m¨ng dÇu cÇn ph¶i cã c¸c mÐp g¹t tú s¸t vμo xilanh C¸ch l¾p xÐc m¨ng nh− h×nh vÏ (kh«ng ®−ỵc l¾p ng−ỵc) §Ĩ x¶ dÇu tÝch tơ l¹i phÝa d−íi xÐc m¨ng cã c¸c r·nh phay hay lç khoan ë trªn xÐc m¨ng còng nh− c¸c lç h−íng t©m ë thμnh cđa phÇn dÉn h−íng piston H×nh 4-23: H×nh d¹ng mỈt c¾t ngang xÐc m¨ng dÇu Lo¹i tiªu chn th−êng dïng Lo¹i h×nh chãp: T¨ng kh¶ n¨ng g¹t dÇu tiÕp xóc tèt víi s¬mi xilanh Lo¹i chãp c¶ trªn vμ d−íi: Kh¶ n¨ng g¹t dÇu hiƯu qu¶ h¬n Lo¹i m¹ cr«m cã lß so bªn trong: TiÕp xóc tèt víi s¬mi xilanh ®ång thêi chèng mμi mßn tèt Khi piston chun ®éng lªn phÝa trªn, nªm dÇu ®−ỵc h×nh thμnh gi÷a bỊ mỈt h×nh chãp cđa xÐc m¨ng víi mỈt g−¬ng cđa xilanh Trong líp dÇu xt hiƯn ¸p st lín h¬n lùc ®μn håi cđa xÐc m¨ng nªn dÇu b«i tr¬n cã thĨ lät xng phÝa d−íi Khi piston chun ®éng xng phÝa d−íi, mòi nhän cđa xÐc m¨ng c¹o phÇn thõa cđa dÇu b«i tr¬n DÇu sÏ tÝch tơ ë khe hë vμ ®Õn ¸p st ë ®ã t¨ng lªn th× nã theo r·nh vỊ c¸c te IV Biªn (thanh trun) 1) NhiƯm vơ: Biªn lμ kh©u trung gian nèi piston víi trơc khủu, dïng ®Ĩ biÕn chun ®éng tÞnh tiÕn cđa piston thμnh chun ®éng quay trßn cđa trơc khủu, hμnh tr×nh sinh c«ng vμ ng−ỵc l¹i lμm nhiƯm vơ trun lùc tõ trơc khủu ®Ĩ dÉn ®éng piston nh÷ng hμnh tr×nh kh«ng sinh c«ng Khi ®éng c¬ ho¹t ®éng: Biªn lμm viƯc ®iỊu kiƯn chÞu lùc liªn tơc - ChÞu lùc nÐn vμ n rÊt lín ¸p lùc khÝ ch¸y th«ng qua piston trun xng 106 - ChÞu lùc kÐo, lùc qu¸n tÝnh cđa b¶n th©n vμ cđa piston - ChÞu mμi mßn ë hai ®Çu 2) CÊu t¹o: Trong ®éng c¬ kh«ng cã tr−ỵt th× biªn ®−ỵc chia thμnh ba phÇn chÝnh: - §Çu nhá (®Çu trªn l¾p víi piston) - Th©n - §Çu to (®Çu d−íi l¾p víi trơc khủu) a §Çu nhá biªn: §Çu nèi víi piston th«ng qua chèt (¾c) piston H×nh4-24: KÕt cÊu cđa tay biªn - §a sè ®éng c¬ ®Çu nhá biªn th−êng ®−ỵc chÕ t¹o liỊn víi th©n biªn §èi víi mét sè ®éng c¬ c«ng st lín ®−ỵc lμm rêi dïng bul«ng b¾t víi th©n biªn KÝch th−íc ®Çu nhá biªn ®−ỵc x¸c ®Þnh theo ®−êng kÝnh ngoμi cđa chèt piston vμ kh¶ n¨ng ®ặt nã lßng piston - H×nh d¹ng ®−êng viỊn phÝa ngoμi cđa ®Çu nhá biªn cã nhiỊu d¹ng vÝ dơ: Đéng c¬ cao tèc th× ®Çu nhá biªn cã h×nh tròn xoay, lo¹i thÊp tèc cã h×nh « van víi vμnh dμy h¬n, hc trßn xoay cã gê nỉi ®Ĩ t¨ng ®é cøng 107 - Bªn ®Çu nhá biªn cã b¹c lãt ®Ĩ chèng mßn, b¹c lãt cã thĨ lμm liỊn hc lμm rêi b»ng thÐp hc b»ng ®ång, mỈt cã tr¸ng líp hỵp kim ®ì s¸t Trªn b¹c lãt cã lç dÉn dÇu b«i tr¬n (th«ng víi th©n biªn hc th«ng qua ®Çu nhá biªn lªn phÝa trªn) B¹c lãt ®−ỵc cè ®Þnh vμo ®Çu nhá biªn b»ng chèt ®Þnh vÞ hc Ðp chỈt ®Ĩ chèng xoay - Ph−¬ng ph¸p b«i tr¬n cho ®Çu nhá: B«i tr¬n tù nhiªn hay c−ìng bøc B«i tr¬n tù nhiªn: (®−êng kÝnh xilanh D[...]... xilanh trên 45 0 mã lực) 4- 4 Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel 4 kỳ I Sơ đồ v nguyên lý hoạt động theo chu trình lý thuyết Động cơ diesel 4 kỳ l loại động cơ diesel hon thnh một chu trình công tác phải dùng 4 hnh trình piston tơng ứng với hai vòng quay tức 720o góc quay trục khuỷu Chu trình công tác của động cơ diesel 4 kỳ gồm 4 quá trình: nạp, nén, nổ (cháy giãn nở) sinh công, xả 84 1) Quá trình... cơ theo góc quay trục khuỷu có thể trình by trên giản đồ tròn dạng xoắn ốc 87 1 4 nạp nén nổ xả 2 3 1 (18 ữ 30o): Góc mở sớm xupáp nạp 2 (18 ữ 45 o): Góc đóng muộn xupáp nạp 3 (35 ữ 45 o): Góc mở sớm xupáp xả 4 (18 ữ 25o): Góc đóng muộn xupáp xả (10 ữ 30o): Góc phun sớm nhiên liệu Hình 4- 7 Đồ thị phân phối khí động cơ 4 kỳ 1) quá trình nạp khí: Xupáp hút mở trớc khi piston đến điểm chết trên một góc... chiều cao h 1 04 Hình dạng mặt cắt ngang xéc măng có các loại sau: Hình 4- 21: Hình dạng mặt cắt ngang xéc măng khí Loại trơn: Loại cơ bản dùng cho động cơ, máy nén bơm Loại côn cạnh ngoi: Tăng khả năng gạt dầu, dùng chủ yếu ở động cơ 4 kỳ Loại vát cạnh trong: Tăng khả năng điều khiển dầu Loại xéc măng có mặt ngoi cong: tối u khả năng xoa đều mng dầu bôi trơn Loại xéc măng có mặt ngoi cong không đều:... thnh 2 loại chính: piston của động cơ có con trợt v piston không có con trợt 102 Tuỳ theo số kỳ, công suất xilanh v mức độ cờng hoá động cơ m đỉnh piston có thể đợc lm mát hoặc không lm mát động cơ diesel không có con trợt, chất lm mát l dầu nhờn, ở động cơ có con trợt chất lm mát có thể dầu nhờn c hoặc nớc ngọt II Chốt piston Cht piston Vũng hóm cht Hình 4- 18: Kết cấu Piston v chốt piston Chốt piston... cơ cỡ bé ít dùng 2 kỳ vì khó thải sạch khí do đó hiệu suất thấp, tốn nhiên liệu - Động cơ cỡ lớn ít dùng 4 kỳ m thờng dùng 2 kỳ vì kích thớc động cơ nhỏ gọn hơn nhiều 94 4-6 Kết cấu phần tĩnh của động cơ diesel Phần tĩnh của động cơ diesel bao gồm những phần cố định chính sau đây: - Bệ máy - Thân máy - Xilanh - Nắp xilanh Những phần ny liên kết chặt chẽ với nhau thnh một khối thống nhất cứng vững, l... vách ngang thì ngăn thnh một ô chứa một xilanh, trên vách ngang đặt ổ đỡ chính Bệ máy đợc liên kết với thân động cơ bằng các bu lông hoặc mốc liên kết khung (nếu động cơ cỡ lớn) v đặt trên đ tu qua các tấm đệm hình chêm hay phẳng Đối với động cơ công suất nhỏ ngời ta còn sử dụng bộ phận giảm rung 99 Hình 4- 15 Kết cấu bệ máy 4- 7 Kết cấu các phần động của động cơ diesel Các phần động của động cơ diesel bao... đều đặn hơn vì số hnh trình sinh công nhiều hơn 5 Động cơ 4 kỳ có thể thay đổi đợc góc phân phối dễ dng hơn so với động cơ 2 kỳ, vì chỉ cần thay đổi vị trí của mặt cam trên trục phân phối l có thể thay đổi góc mở sớm, góc đóng muộn khác nhau 6.Góc ứng với quá trình cháy v giãn nở của động cơ 4 kỳ lớn hơn của động cơ 2 kỳ (ở động cơ 4 kỳ khoảng 140 o, còn ở động cơ 2 kỳ khoảng 100 - 120o) * Phạm vi ứng... - Bên ngoi nắp xilanh đợc gia công để lắp nhiều chi tiết: hệ thống ống hút, ống xả, gin điều khiển xupáp III Bệ máy 1) Nhiệm vụ: - Bệ máy l nền tảng của động cơ, đỡ thân máy, thân xilanh, nắp xilanh v các cơ cấu khác - Chịu tác dụng của áp lực khí cháy, áp lực quán tính - Cùng với thân máy tạo thnh các te của động cơ 2) Cấu tạo: Gồm 2 dầm dọc, liên kết với nhau bởi các vách ngang tạo thnh khung cứng... qua cơ cấu biên lm quay trục khuỷu Quá trình cháy v giãn n kết thúc đợc biểu thị bằng đờng (z'ze) điểm e ứng với lúc piston ở ĐCD P z c b P0 Vc z c d1 r d2 Vs e e a V Vmax Hình 4- 6 Đồ thị chỉ thị lý thuyết của động cơ diesel 4 kỳ 4) Quá trình thải khí (kỳ xả) Xupáp xả mở, xupáp hút đóng piston đi từ ĐCD lên ĐCT Khi piston ở ĐCD xupáp xả bắt đầu mở, khí thải trong xilanh tự xả ra ngoi, sau đó piston đi... thức chỉ thị bằng đờng ba Hnh trình ny của piston gọi l thì hút Nạp nén nổ xả Hình 4- 5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ 85 3) Quá trình cháy giãn nở sinh công (kỳ nổ) Các xupáp vẫn đóng kín Piston ở điểm chết trên, nhiên liệu phun vo buồng đốt gặp khí nén có nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy Quá trình cháy khoảng 40 % nhiên liệu gần nh l quá trình đẳng tích v đợc biểu diễn bằng đờng cz' Số 60% nhiên

Ngày đăng: 09/05/2016, 17:30

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan