Chương I: Khái quát về động cơ đốt trong

Động cơ nhiệt là một loại máy biến đổi nhiệt năng của nhiên liệu thành cơ năng. Có thể phân quá trình công tác của động cơ nhiệt thành hai quá trình cơ bản sau: Đốt cháy nhiên liệu, giải phóng hoá năng thằng nhiệt năng và gia nhiệt cho môi chất công tác. Trong giai đoạn này xảy ra các hiện tượng lý hoá rất phức tạp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương I: Khái quát về động cơ đốt trong Ch−¬ng I. Kh¸i qu¸t vÒ ®éng c¬ ®èt trong1.1 §éng c¬ ®éng c¬ ®èt trong l mét lo¹i ®éng c¬ nhiÖt §éng c¬ nhiÖt l mét lo¹i m¸y biÕn ®æi nhiÖt n¨ng cña nhiªn liÖu th nh c¬ n¨ng. CãthÓ ph©n qu¸ tr×nh c«ng t¸c cña ®éng c¬ nhiÖt th nh hai qu¸ tr×nh c¬ b¶n nh− sau: - §èt ch¸y nhiªn liÖu, gi¶i phãng ho¸ n¨ng th nh nhiÖt n¨ng v gia nhiÖt cho m«ichÊt c«ng t¸c. Trong giai ®o¹n n y x¶y ra c¸c hiÖn t−îng lý ho¸ rÊt phøc t¹p. - BiÕn ®æi tr¹ng th¸i cña m«i chÊt c«ng t¸c, hay nãi c¸ch kh¸c, m«i chÊt c«ng t¸cthùc hiÖn chu tr×nh nhiÖt ®éng ®Ó biÕn ®æi mét phÇn nhiÖt n¨ng th nh c¬ n¨ng. Trªn c¬ së ®ã cã thÓ ph©n lo¹i ®éng c¬ nhiÖt th nh hai lo¹i chÝnh l ®éng c¬ ®ètngo i v ®éng c¬ ®èt trong. ë ®éng c¬ ®èt ngo i, vÝ dô m¸y h¬i n−íc cæ ®iÓn trªn t u ho¶, hai giai ®o¹n trªnx¶y ra ë hai n¬i kh¸c nhau. Giai ®o¹n thø nhÊt x¶y ra t¹i buång ®èt v nåi xóp-de, kÕt qu¶®−îc h¬i n−íc cã ¸p suÊt v nhiÖt ®é cao. Cßn giai ®o¹n thø hai l qu¸ tr×nh gi n në cñah¬i n−íc trong buång c«ng t¸c v sinh c«ng l m quay b¸nh xe. Cßn ë ®éng c¬ ®èt trong, hai giai ®o¹n trªn diÔn ra t¹i cïng mét vÞ trÝ, ®ã l bªntrong buång c«ng t¸c cña ®éng c¬. Hai lo¹i ®éng c¬ nãi trªn ®Òu cã hai kiÓu kÕt cÊu, ®ã l ®éng c¬ kiÓu piston v kiÓutuèc-bin theo s¬ ®å d−íi ®©y, h×nh 1-1. §éng c¬ nhiÖt §éng c¬ ®èt ngo i §éng c¬ ®èt trong KiÓu piston KiÓu tuèc-bin KiÓu piston KiÓu tuèc-bin H×nh 1-1. §éng c¬ ®èt trong thuéc hä ®éng c¬ nhiÖt Do giíi h¹n cña gi¸o tr×nh, chóng ta chØ xÐt ®éng c¬ ®èt trong kiÓu piston v tõ ®©ygäi v¾n t¾t l ®éng c¬ ®èt trong. Trong thùc tÕ, ®éng c¬ kiÓu tuèc bin l ®èi t−îng kh¶os¸t cña chuyªn ng nh m¸y tuèc-bin.1.2 So s¸nh ®éng c¬ ®èt trong víi c¸c ®éng c¬ nhiÖt kh¸c 1.2.1 ¦u ®iÓm - HiÖu suÊt cã Ých ηe lín nhÊt, cã thÓ ®¹t tíi 50% hoÆc h¬n n÷a. Trong khi ®ã, m¸yh¬i n−íc cæ ®iÓn kiÓu piston chØ ®¹t kho¶ng 16%, tuèc bin h¬i n−íc tõ 22 ®Õn 28%, cßntuèc bin khÝ còng chØ tíi 30%. Lý do chñ yÕu l v× chu tr×nh C¸c-n« t−¬ng ®−¬ng cña®éng c¬ ®èt trong cã chªnh lÖch nhiÖt ®é trung b×nh cña nguån nãng v nguån l¹nh lín TnhÊt (Theo ®Þnh luËt C¸c-n« hiÖu suÊt nhiÖt ηt = 1 − 2 , trong ®ã T1 l nhiÖt ®é nguån T1http://www.ebook.edu.vn 3nãng v T2 l nhiÖt ®é nguån l¹nh). Cô thÓ trong ®éng c¬ ®èt trong, nhiÖt ®é qu¸ tr×nhch¸y rÊt cao cã thÓ ®Õn 1800 ®Õn 2700 K, trong khi nhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh gi n në kh¸nhá, chØ v o kho¶ng 900 ®Õn 1500 K. - KÝch th−íc v träng l−îng nhá, c«ng suÊt riªng lín. Nguyªn nh©n chÝnh l do qu¸tr×nh ch¸y diÔn ra trong xy lanh cña ®éng c¬ nªn kh«ng cÇn c¸c thiÕt bÞ cång kÒnh nh− lß®èt, nåi h¬i... v do sö dông nhiªn liÖu cã nhiÖt trÞ cao (vÝ dô nh− x¨ng, nhiªn liÖu diesel...so víi than, cñi, khÝ ®èt... dïng trong ®éng c¬ ®èt ngo i). Do ®ã, ®éng c¬ ®èt trong rÊtthÝch hîp cho c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i víi b¸n kÝnh ho¹t ®éng réng. - Khëi ®éng, vËn h nh v ch¨m sãc ®éng c¬ thuËn tiÖn, dÔ d ng. 1.2.2 Nh−îc ®iÓm - Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i kÐm, cô thÓ kh«ng qu¸ 10% trong 1 giê. - T¹i chÕ ®é tèc ®é vßng quay nhá, m« men sinh ra kh«ng lín. Do ®ã, ®éng c¬kh«ng thÓ khëi ®éng ®−îc khi cã t¶i v ph¶i cã hÖ thèng khëi ®éng riªng. - C«ng suÊt cùc ®¹i kh«ng lín. VÝ dô, mét trong nh÷ng ®éng c¬ lín nhÊt thÕ giíi l®éng c¬ cña h ng MAN B&W cã c«ng suÊt 68.520 kW (sè liÖu 1997), trong khi tuèc-binh¬i b×nh th−êng còng cã c«ng suÊt tíi v i chôc v¹n kW. - CÊu t¹o phøc t¹p, gi¸ th nh chÕ t¹o cao. - Nhiªn liÖu cÇn cã nh÷ng yªu cÇu kh¾t khe nh− h m l−îng t¹p chÊt thÊp, tÝnhchèng kÝch næ cao, tÝnh tù ch¸y cao... nªn gi¸ th nh cao. MÆt kh¸c, nguån nhiªn liÖuchÝnh l dÇu má ng y mét c¹n dÇn. Theo dù ®o¸n, tr÷ l−îng dÇu má chØ ®ñ dïng cho ®Õngi÷a thÕ kû 21. - ¤ nhiÔm m«i tr−êng do khÝ th¶i v ån. Tuy nhiªn, ®éng c¬ ®èt trong hiÖn nay vÉn l m¸y ®éng lùc chñ yÕu, ®ãng vai trß v«cïng quan träng trong c¸c lÜnh vùc cña ®êi sèng con ng−êi nh− giao th«ng vËn t¶i, x©ydùng, khai th¸c má, n«ng nghiÖp, ng− nghiÖp... Theo c¸c nh khoa häc, trong vßng nöathÕ kû tíi vÉn ch−a cã ®éng c¬ n o cã thÓ thay thÕ ®−îc ®éng c¬ ®èt trong.1.3 Ph©n lo¹i ®éng c¬ ®èt trong• Theo c¸ch thùc hiÖn chu tr×nh - §éng c¬ bèn kú: l ®éng c¬ cã chu tr×nh c«ng t¸c thùc hiÖn sau bèn h nh tr×nh cñapiston hay hai vßng quay cña trôc khuûu. - §éng c¬ hai kú: l ®éng cã chu tr×nh c«ng t¸c thùc hiÖn sau hai h nh tr×nh cñapiston hay mét vßng quay cña trôc khuûu.• Theo nhiªn liÖu - §éng c¬ nhiªn liÖu láng nh− x¨ng, diesel, cån (methanol, ethanol), cån pha x¨nghoÆc diesel, dÇu thùc vËt... - §éng c¬ nhiªn liÖu khÝ (cßn gäi l ®éng c¬ gas). Nhiªn liÖu khÝ bao gåm: khÝ thiªnnhiªn (Compressed ...