Giáo trình Động cơ đốt trong - CĐ Giao thông Vận tải

Giáo trình Động cơ đốt trong cung cấp cho người học những kiến thức như: Những chi tiết cố định trong động cơ đốt trong; Nhóm piston – nhóm thanh truyền – trục khuỷu – bánh đà; Hệ thống phân phối khí; Hệ thống bôi trơn động cơ; Hệ thống làm mát; Nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Động cơ đốt trong - CĐ Giao thông Vận tải TRƯỜNG CĐ GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA KỸ THUẬT Ô TÔ ------ BÀI GIẢNG MÔN HỌCĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Tác giả: Trần Hoàng Luân Lưu hành nội bộ, năm 2012 MỞ ĐẦU1.1. Giới thiệu Động cơ đốt trong (ĐCĐT) là nguồn động lực chính để dẫn động cho các phương tiện giao thông vận tải, trong đó phổ biến nhất là dẫn động cho ôtô chuyển động. Hiện nay về cơ bản động cơ sử dụng trên xe ôtô là động cơ đốt trong kiểu piston, nhiên liệu sử dụng chính là xăng hoặc diesel. ĐCĐT chiếm vị trí quan trọng trong quá trình cơ giới hóa sản xuất trong lĩnh vực giao thông vận tải (đường bộ, đường sắt, đường thủy, hàng không, …), nông nghiệp (máy nông nghiệp, máy tuốt lúa, …), lĩnh vực lâm nghiệp, xây dựng, công nghiệp … Ngoài ra, ĐCĐT có tác dụng tương hỗ với nhiều lĩnh vực khác: cơ khí, điện, điện tử, điều khiển tự động, vật liệu kim loại và phi kim loại, vật liệu mới, xăng dầu, … Hiện nay, nhiều loại động cơ khác đang nghiên cứu và chế tạo như động cơ điện, tuốc bin nước, động cơ chạy bằng nhiên liệu khí, năng lượng mặt trời … nhưng vẫn chưa được sản xuất hàng loạt vì còn khuyết điểm là giá thành chế tạo cao, kích thước không nhỏ gọn, không tiện dụng … Vì vậy, ĐCĐT dùng nhiên liệu lỏng (xăng và diesel) vẫn chiếm vai trò quan trọng và hiện nay vẫn đang được sử dụng rất phổ biến.1.2. Các định nghĩa - Động cơ nhiệt là loại thiết bị thực hiện việc đổi năng lượng ở dạng hóa năng thành nhiệt năng (bằng cách đốt cháy nhiên liệu) và từ nhiệt năng chuyển thành cơ năng để sinh công dẫn động máy công tác. Động cơ nhiệt làm việc theo hai quá trình: (1) Đốt cháy nhiên liệu dạng đặc, lỏng hoặc khí để sinh nhiệt. (2) Môi chất công tác thay đổi trạng thái để sinh công. - Động cơ đốt trong: Hai quá trình trên xảy ra trong cùng một nơi. Nhiệt năng đạt được bằng sự đốt cháy nhiên liệu bên trong động cơ. Nhiệt năng tích trữ trong khí cháy có nhiệt độ và áp suất cao đẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu động cơ và truyền mômen ra ngoài cho thiết bị khác công tác. - Động cơ đốt ngoài: Hai quá trình nêu trên xảy ra ở hai nơi. Quá trình (1) ở bên ngoài động cơ. Nhiên liệu được đốt cháy bên ngoài động cơ, trong một một lò đốt riêng. Nhiệt sinh ra đun sôi nước tạo hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao. Hơi nước này sau đó được đưa vào trong xilanh động cơ đẩy piston chuyển động tịnh tiến và làm quay trục khuỷu hoặc làm quay cánh tuabin (trong tuabin hơi nước). - So sánh động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài: Nội dung so sánh Động cơ đốt trong Động cơ đốt ngoài Hiệu suất Cao (30% ÷ 45%) Thấp ( 12%) 0 0 T ( C) môi chất Cao (2530 C) Thấp ( 700 0C) Gọn, nhẹ và không có các thiết bị nồi Nặng nề, cồng kềnh vì phải Cùng công suất Ne hơi, bộ ngưng tụ và bộ quá nhiệt có các thiết bị phụ … Phải trang bị hệ thống khởi động do Động cơ tự khởi động khi áp Quá trình khởi động động cơ không tự khởi động được lực hơi đủ lớn Thời gian khởi động 3 ÷ 5 giây Nhiều giờ Làm mát Dùng ít nước Tốn nhiều nước Nhiên liệu Đắt tiền Rẻ tiền Công suất động cơ tuabin hơi Công suất đông cơ Công suất bị giới hạn ( 37.000 kW) nước có thể trên 20.000kW 1 Ngoài ra, ĐCĐT còn có một số nhược điểm khác như khá ồn, đặc biệt là động cơcao tốc, khí thải chứa nhiều chất độc hại gây ô nhiễm môi trường. Để hạn chế bớt nhượcđiểm này, động cơ được trang bị các bộ tiêu âm, bộ trung hòa hoặc bộ lọc sạch khí xảtại đường thải, thậm chí ở cả đường nạp cũng lắp bộ tiêu âm. Hiện nay, ĐCĐT kiểu piston dùng nhiên liệu truyền thống như xăng và Dieselvẫn là nguồn động lực chính trên ôtô vì các ưu điểm sau:  Hiệu suất sử dụng nhiên liệu (hiệu suất nhiệt) tương đối cao.  Có độ tin cậy cao và độ ổn định cao.  Đáp ứng linh hoạt các chế độ hoạt động thường xuyên thay đổi của xe như: gia tốc nhanh, quá tải tốt,…  Kích thước và trọng lượng tương đối nhỏ nên dễ bố trí, lắp đặt trên xe.  Nạp nhiên liệu nhanh.  Lưu trữ và bảo quản nhiên liệu trên xe đơn giản.  Chi phí c ...