Động cơ 4 kì không còn xa lạ với chúng ta nhưng để nêu đầy đủ chi tiết nguyên ý làm việc của nó thì chưa chắc các bạn đã biết được. Bài viết chia sẻ về nguyên lý làm việc động cơ 4 kì không tăng áp chi tiết nhất, rõ ràng nhất.
Kì nạp:
- Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Tạo sự chênh lệch áp suất trong xy lanh thấp hơn bên ngoài.
- Xupap nạp mở, xupap xả đóng.
- Môi chất nạp vào tùy vào loại động cơ
không khí (đối với động cơ diesel, động cơ phun xăng trực tiếp) hoặc hỗn hợp không khí + xăng (đối với động cơ xăng thông thường)
- Lưu ý trong xy lanh lúc nãy vẫn có thể chứa khí sót của quá trình xả thải trước đó chưa sạch.
- Hai góc cần lưu ý: Góc mở sớm và góc đóng muộn của xupap nạp.
Việc mở sớm giúp tạo không gian đường nạp thuận lợi chuẩn bị cho quá trình nạp, giảm sự tổn thất trên đường nạp. Đóng muộn nhằm tận dụng quán tính nạp thêm môi chất nạp. Nói chung đều hướng tới mục tiêu nạp được nhiều môi chất nạp càng tốt.
- Hệ số nạp = Môi chất nạp thực tế/ môi chất nạp lý thuyết.
Kì nén:
- Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Nén hỗn hợp môi chất nạp.
- Cả hai xupap đều đóng.
- Tỉ số nén:
![[www.oto-hui.com]tỷ số nén động cơ-min.PNG](https://oto-hui.com/attachments/www-oto-hui-com-ty-so-nen-dong-co-min-png.87740/ "[www.oto-hui.com]tỷ số nén động cơ-min.PNG")
- Tỉ số nén động cơ diesel luôn cao hơn động cơ xăng. Để giải thích điều này thì 1 trong những nguyên nhân quan trọng là do hiện tượng kích nổ.
Đồ thị P-V và Đồ thị pha
Kì cháy giãn nở:
Quá trình cháy:
- Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD
- Kì duy nhất sinh công.
- Cả hai xupap đều đóng
- Chú ý đến hệ số dư lượng không khí:
Tỷ lệ giữa lượng không khí cấp vào thực tế và lượng không khí cần cấp vào theo lý thuyết tính toán để đốt cháy 1 kg nhiên liệu. Đặc trưng độ ‘’ đậm nhạt’’ hỗn hợp nhiên liệu.
- Phân tích cháy giãn nở giữa 2 nhiên liệu xăng và diesel.
Quá trình giãn nở: rất phức tạp, coi là quá trình nhiệt đa biến.
Kì xả thải:
- Piston đi từ ĐCD lên ĐCT
- Xupap nạp vẫn đóng, xupap xả thải mở.
- Trên thực tế, với mục đích xả thải thật sạch, xupap thải sẽ mở sớm một góc chuẩn bị không gian đường thải hạn chế tối thiểu sự cản chở.
- Việc thải sạch vô cùng quan trọng, ảnh hưởng đến hoạt động động cơ. Điển hình là bẩn buồng đốt tạo điều kiện xảy ra hiện tượng kích nổ (Đc xăng) gây hỏng động cơ.
- Ở cuối quá trình xả thải có một hiện tượng đặc biệt là cả hai xupap nạp – thải đều mở. Đó là do xupap nạp mở sớm hơn chuẩn bị cho kì nạp, trong khi xupap thải đóng muộn hơn để tận dụng quán tính thải thêm khí thải vẫn còn sót lại. Việc khí thải đi vào xupap nạp là không đáng kế do chệnh lệch áp suất hay tiết diện nạp là rất nhỏ.
- Tức sẽ có 2 quá trình thải:
- Góc mở sớm xupap nạp + Góc đóng muộn xupap thải = Góc trùng điệp
Cảm ơn các bạn đã đọc!
Kì nạp:
- Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Tạo sự chênh lệch áp suất trong xy lanh thấp hơn bên ngoài.
- Xupap nạp mở, xupap xả đóng.
- Môi chất nạp vào tùy vào loại động cơ
không khí (đối với động cơ diesel, động cơ phun xăng trực tiếp) hoặc hỗn hợp không khí + xăng (đối với động cơ xăng thông thường)
- Lưu ý trong xy lanh lúc nãy vẫn có thể chứa khí sót của quá trình xả thải trước đó chưa sạch.
- Hai góc cần lưu ý: Góc mở sớm và góc đóng muộn của xupap nạp.
Việc mở sớm giúp tạo không gian đường nạp thuận lợi chuẩn bị cho quá trình nạp, giảm sự tổn thất trên đường nạp. Đóng muộn nhằm tận dụng quán tính nạp thêm môi chất nạp. Nói chung đều hướng tới mục tiêu nạp được nhiều môi chất nạp càng tốt.
- Hệ số nạp = Môi chất nạp thực tế/ môi chất nạp lý thuyết.
Kì nén:
- Piston đi từ ĐCD lên ĐCT. Nén hỗn hợp môi chất nạp.
- Cả hai xupap đều đóng.
- Tỉ số nén:
Đồ thị P-V và Đồ thị pha
Kì cháy giãn nở:
Quá trình cháy:
- Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD
- Kì duy nhất sinh công.
- Cả hai xupap đều đóng
- Chú ý đến hệ số dư lượng không khí:
Tỷ lệ giữa lượng không khí cấp vào thực tế và lượng không khí cần cấp vào theo lý thuyết tính toán để đốt cháy 1 kg nhiên liệu. Đặc trưng độ ‘’ đậm nhạt’’ hỗn hợp nhiên liệu.
- Trên thực tế, quá trình này diễn ra sớm hơn ở cuối kì nén khi piston gần tới ĐCT. Chúng ta có góc đánh lửa sớm (ĐC xăng) hay góc phun sớm (ĐC diesel). Việc này giúp tạo điều kiện thuận lợi nhất, chuẩn bị cho việc sinh công.- Phân tích cháy giãn nở giữa 2 nhiên liệu xăng và diesel.
Xăng: việc hòa trộn với không khí được thực hiện bên ngoài nhờ Bộ chế hòa khí hoặc phun trực tiếp xăng trên đường nạp. Xăng bay hơi rất nhanh. Từ 2 điều này khiến cho hỗn hợp nhiên liệu khá đồng đều. Việc cháy sẽ rất nhanh . Quá trình cháy nhanh được coi như thể tích không đổi – Quá trình trình cấp nhiệt đẳng tích.
Phần nhọn đỉnh đồ thị công P-V
Diesel: Việc phun nhiên liệu được chia làm 3 kiểu:
+ Phun dạng màng: 90% diesel sẽ bám vào đỉnh piston còn 10% ở xung quanh không gian buồng đốt.
+ Phun dạng thể tích: 90% ở xung quanh không gian buồng đốt, 10% bám vào đỉnh piston
+ Phun dạng hỗn hợp cả màng lẫn thể tích.
Khi cháy sẽ xãy ra 2 quá trình: Cháy trễ (lưu ý không được nhầm ý nghĩa từ trễ đồng nghĩa với chậm) và cháy rớt. Với nguyên nhân do việc hòa trộn nhiên liệu xảy ra ngay trong buồng đốt.
+ Cháy trễ xảy ra trước. (Thời gian cháy trễ tính từ khi bắt đầu phun nhiên liệu đến khi cháy thực sự xảy ra). Phần hỗn hợp nhiên liệu cháy. -> Cấp nhiệt đẳng tích như đc xăng.
+ Cháy rớt (Quá trình cháy tiếp tục kéo dài với tốc độ nhỏ với những hỗn hợp sót lại chưa cháy) -> Cấp nhiệt đẳng áp. Việc cháy rớt chỉ làm nóng động cơ không sinh công có ích.
--> Vì vậy, quá trình cháy của đc diesel được gọi là quá trình cấp nhiệt hỗn hợp.
Phần nhọn đỉnh đồ thị công P-V
Diesel: Việc phun nhiên liệu được chia làm 3 kiểu:
+ Phun dạng màng: 90% diesel sẽ bám vào đỉnh piston còn 10% ở xung quanh không gian buồng đốt.
+ Phun dạng thể tích: 90% ở xung quanh không gian buồng đốt, 10% bám vào đỉnh piston
+ Phun dạng hỗn hợp cả màng lẫn thể tích.
Khi cháy sẽ xãy ra 2 quá trình: Cháy trễ (lưu ý không được nhầm ý nghĩa từ trễ đồng nghĩa với chậm) và cháy rớt. Với nguyên nhân do việc hòa trộn nhiên liệu xảy ra ngay trong buồng đốt.
+ Cháy trễ xảy ra trước. (Thời gian cháy trễ tính từ khi bắt đầu phun nhiên liệu đến khi cháy thực sự xảy ra). Phần hỗn hợp nhiên liệu cháy. -> Cấp nhiệt đẳng tích như đc xăng.
+ Cháy rớt (Quá trình cháy tiếp tục kéo dài với tốc độ nhỏ với những hỗn hợp sót lại chưa cháy) -> Cấp nhiệt đẳng áp. Việc cháy rớt chỉ làm nóng động cơ không sinh công có ích.
--> Vì vậy, quá trình cháy của đc diesel được gọi là quá trình cấp nhiệt hỗn hợp.
Quá trình giãn nở: rất phức tạp, coi là quá trình nhiệt đa biến.
Kì xả thải:
- Piston đi từ ĐCD lên ĐCT
- Xupap nạp vẫn đóng, xupap xả thải mở.
- Trên thực tế, với mục đích xả thải thật sạch, xupap thải sẽ mở sớm một góc chuẩn bị không gian đường thải hạn chế tối thiểu sự cản chở.
- Việc thải sạch vô cùng quan trọng, ảnh hưởng đến hoạt động động cơ. Điển hình là bẩn buồng đốt tạo điều kiện xảy ra hiện tượng kích nổ (Đc xăng) gây hỏng động cơ.
- Ở cuối quá trình xả thải có một hiện tượng đặc biệt là cả hai xupap nạp – thải đều mở. Đó là do xupap nạp mở sớm hơn chuẩn bị cho kì nạp, trong khi xupap thải đóng muộn hơn để tận dụng quán tính thải thêm khí thải vẫn còn sót lại. Việc khí thải đi vào xupap nạp là không đáng kế do chệnh lệch áp suất hay tiết diện nạp là rất nhỏ.
- Tức sẽ có 2 quá trình thải:
Thải cưỡng bức do việc chênh lệch áp suất do việc Piston đi lên
Thải tự do nhờ quán tính.
Thải tự do nhờ quán tính.
Cảm ơn các bạn đã đọc!
