Động cơ ôtô hoạt động như thế nào.pdf

14
Động cơ ôtô hoạt động như thế nào? - 24/3/2007 10h:20 Bạn đã bao giờ mở nắp ca-pô chiếc ôtô của mình và tự hỏi cái gì xảy ra trong động cơ của nó chưa? Có thể bạn không hiếu kỳ và không muốn biết tường tận điều đó. Thế nhưng khi mua một chiếc xe mới chắc chắn bạn cũng cần phải biết 3.0 V6 hay 2.4 G... nghĩa là gì? Dual overhead cams” hay “tuned port fuel injection” là thế nào?... Để trả lời cho các câu hỏi trên, chúng ta hãy tìm hiểu về động cơ của ôtô. Mục đích của động cơ ôtô (thường sử dụng nhiên liệu xăng hoặc dầu diesel - tạm gọi là động cơ) là chuyển đổi năng lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy xăng, dầu thành năng lượng cơ học để chiếc xe của bạn có thể chuyển động được. Do quá trình cháy diễn ra bên trong xilanh nên động cơ này được gọi là động cơ đốt trong. Động cơ Maybach 57 Trên thực tế, có cả loại động cơ đốt ngoài. Ví dụ như động cơ hơi nước sử dụng trên xe lửa cổ điển là loại động cơ đốt ngoài. Loại nhiên liệu như than, gỗ, dầu, ... được sử dụng trên động cơ hơi nước để tạo ra nhiệt năng đun nước sôi thành hơi nước và chính hơi nước này lại tạo nên chuyển động bên trong động cơ. Hiệu suất của động cơ đốt trong cao hơn động cơ đốt ngoài (tức là cùng quãng đường như nhau, động cơ đốt trong tốn ít nhiên liệu hơn động cơ đốt ngoài), thêm nữa động cơ đốt trong có kích thước nhỏ hơn nhiều so với động cơ đốt ngoài tương đương. Đó là lý do t ại sao ôtô lại sử dụng động cơ đốt trong. Nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ Hầu hết các xe ôtô hiện nay sử dụng động cơ đốt trong loại piston chuyển động tịnh tiến do có các ưu điểm:

Upload: nguyen-xuan-nam

Post on 03-Oct-2015

42 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

  • ng c t hot ng nh th no? - 24/3/2007 10h:20

    Bn bao gi m np ca-p chic t ca mnh v t hi ci g xy ra trong ng c ca n cha? C th bn khng hiu k v khng mun bit tng tn iu . Th nhng khi mua mt chic xe mi chc chn bn cng cn phi bit 3.0 V6 hay 2.4 G... ngha l g? Dual overhead cams hay tuned port fuel injection l th no?... tr li cho cc cu hi trn, chng ta hy tm hiu v ng c ca t.

    Mc ch ca ng c t (thng s dng nhin liu xng hoc du diesel - tm gi l ng c) l chuyn i nng lng sinh ra t qu trnh t chy xng, du thnh nng lng c hc chic xe ca bn c th chuyn ng c. Do qu trnh chy din ra bn trong xilanh nn ng c ny c gi l ng c t trong.

    ng c Maybach 57

    Trn thc t, c c loi ng c t ngoi. V d nh ng c hi nc s dng trn xe la c in l loi ng c t ngoi. Loi nhin liu nh than, g, du, ... c s dng trn ng c hi nc to ra nhit nng un nc si thnh hi nc v chnh hi nc ny li to nn chuyn ng bn trong ng c. Hiu sut ca ng c t trong cao hn ng c t ngoi (tc l cng qung ng nh nhau, ng c t trong tn t nhin liu hn ng c t ngoi), thm na ng c t trong c kch thc nh hn nhiu so vi ng c t ngoi tng ng. l l do ti sao t li s dng ng c t trong.

    Nguyn l hot ng ca ng c 4 k

    Hu ht cc xe t hin nay s dng ng c t trong loi piston chuyn ng tnh tin do c cc u im:

  • - Hiu sut kh cao (so vi ng c t ngoi) - Chi ph s dng va phi (so vi ng c tuabin kh) - D dng tip nhin liu duy tr hnh trnh (so vi ng c in) - Nhng u im ny lm cho ng c t trong l cng ngh hu nh l duy nht hn 100 nm qua. r hn v nguyn l hot ng, chng ta hy tm hiu nhng iu c bn nht v ng c t trong. Nguyn l hot ng ca ng c t trong

    M phng qu trnh bn ca khu sng i bc

    Trc ht, mt v d n gin nht v ng c t trong chnh l khu sng i bc. Khu sng l mt ng hnh tr c bt kn mt u. Ngi ta nhi thuc sng vo lng nng sng sau cho mt vin n (hnh dng hnh tr c u nhn) bt kn hon ton khi thuc sng. Khi bn, ngi ta chm la t cho khi thuc sng chy. Lng kh sinh ra tc thi rt ln lm p sut trong nng sng tng mnh y vin n bn ra khi nng sng. ng c ca cc xe t chnh l mt c cu c kh tn dng c nng lng v chuyn ho thnh chuyn ng quay cho trc khuu ca ng c. Hu ht cc xe t hin nay ang s dng loi ng c 4 k (do Nicolaus Otto pht minh nm 1867). 4 k ca ng c t trong c minh ho hnh 1. Chng gm c: - K ht (np) - K nn - K chy (n) - K x Chng ta c th nhn thy chi tit ang chuyn ng ln xung trong ng c, l piston. Piston c ni vi trc khuu nh thanh truyn. Ton b qu trnh ca 4 k c th miu t nh sau:

  • Hnh 1: Nguyn l hot ng ca ng c 4 k

    Ch thch: A: Van np, c m, l xo xu-pp; B: Np xilanh; C: Hng ht; D: Np xilanh; E: Thn xilanh; G: Cc-te chc du; H: Du bi trn; I: Trc cam; Van x, c m, l xo xu-pp; K: Bugi; L: Hng x; M: Piston; N: Thanh truyn; O: Vng m; P: Trc khuu. 1. V tr xut pht u tin ca piston l trn nh, lc ny van (xuppap) np m ra v piston chuyn ng xung di lng hn hp khng kh v cc ht xng nh (gi tt l hn hp kh) np y vo trong xi lanh (phn 1-mu vng). 2. Khi piston chuyn ng ln trn nn khi khng kh ho trn cc ht xng nh li ti. Vic nn khng kh li s lm cho hiu qu ca vic t chy khng kh tng thm nhiu (phn 2-mu tm). 3. Khi piston chm ti nh (im cht trn) ca hnh trnh i ln, nn in pht tia la t chy xng ho trn trong khng kh. Lc ny hi xng chy tc thi to nn s n trong xilanh y piston i xung (phn 3-mu ). 4. Khi piston im di cng (im cht di), van (xuppap) x m ra v khi piston i ln s y ton b lng kh trong xi lanh ra ngoi qua ng x (phn 4-mu xanh). By gi, ng c li sn sng cho chu trnh tip theo v n li tip tc np hn hp kh v hi xng. Lu rng, chuyn ng ca ng c l chuyn ng quay ca trc khuu, cn chuyn ng ca piston li l chuyn ng tnh tin. chuyn i chuyn ng tnh tin ca piston thnh chuyn ng quay cn nh n trc khuu. By gi chng ta cng xem xt s ghp ni v phi hp lm vic ca cc b phn trong ng c nh th no?

    Phn ct li ca ng c l xilanh v piston chuyn ng ln xung trong . ng c m t trn y l loi ng c mt xilanh. Th nhng a s ng c t hin nay khng ch c mt xilanh m c ti 4, 6 hoc 8 xilanh, 12 hay 16. i vi ng c nhiu xilanh, cc xilanh c sp xp thnh mt trong nhng cch sau: thnh mt hng dc (xilanh xp thng hng), thnh hnh ch V (xilanh xp hnh ch V) , hai xilanh xp i nhau nm ngang (xilanh xp i nh) hoc hnh sao (ng c my bay) nh hnh v minh ho di y.

  • M phng hot ng ca ng c 4 xilanh, thng hng

    M phng hot ng ca ng c 6 xilanh, xp hnh ch V (V6)

    M phng hot ng ca ng c 4 xilanh, i nh

  • Mi cch sp xp c nhng u, nhc im ring v m du khi hot ng, gi thnh sn xut, hnh dng kt cu. Nhng u, nhc im ca tng loi s lm cho chng ph hp vi tng loi phng tin giao thng. V d: ng c ch V hoc 1 hng dc v t xilanh thng s dng cho t, ng c 1 hng dc v nhiu xi lanh thng c dng cho tu thu cn ng c hnh sao th thng dng trn my bay,... Cc thut ng thng dng trong ng c u tin l dung tch xi lanh. Bung chy l khong khng gian m k nn v k x xy ra. Khi piston chuyn ng ln v xung, bn c th thy kch c ca bung chy thay i. N c th l th tch ln nht hoc nh nht. Hiu s gia th tch ln nht v th tch nh nht c gi l dung tch xi lanh v c o bng lt hoc cc (cubic Centimeter - 1000 cc bng 1 lt). Di y l mt s v d: - Mt ca my cn c mt ng c khong 40 cc - Mt xe mt cn ng c khong 500 cc hoc 750 cc - Mt xe t th thao cn ng c ln hn na, khong 5 lt. - a s xe t bnh thng cn ng c t 1.5 lt (1500 cc) n 4.0 lt (4000 cc) Nu bn c mt ng c 4 xilanh v mi xilanh c dung tch khong na lt th ng c ca bn c dung tch 2.0 lt. Nu mi xilanh l na lt nhng ng c c 6 xilanh xp thnh hnh ch V th ng c ca bn c dung tch 3.0 lt v ngi ta thng k hiu l ng c 3.0 V6. Thng thng dung tch xilanh cho bn bit v cng sut ca ng c. Mt xilanh dung tch 0.5 lt c th cha lng hn hp kh gp i mt xilanh dung tch 0.25 lt. V vy ng c 2.0 lt c th ch cho cng sut bng mt na ng c 4.0 lt. C th tng dung tch xilanh bng cch tng s lng xilanh ca ng c hoc tng th tch bung chy ca tng xilanh.

  • Chc hn bn nhn thy ng c xe ca bn c rt nhiu h thng ph gip cho n hot ng. Hu ht cc h thng ph tr c thit k vi nhng cng ngh khc nhau. H thng ph cng hin i th hiu sut ca ng c cng cao v ngc li. Sau y chng ta cng xem xt mt s h thng ph c lp t trn ng c hin i.

    Bugi Nn in dng cung cp tia la t chy hn hp kh to nn s chy trong ng c. Nn in cn phi nh la ng thi im hiu sut ca k n t cao nht. (xem bi h thng nh la trn t). Xu-pp (van x, ht)

    M phng hot ng ca c cu phi kh

    Cc xu-pp ht v x cn phi c m ra ng thi im lng khng kh np vo xilanh nhiu nht v thi sch lng kh chy trong xilanh ra ng x. Ch rng, cc xu-pp np v thi u ng k nn v n bung chy c bt kn. Piston Piston c dng hnh tr c ch to bng kim loi v chuyn ng ln xung trong xi-lanh. Xc-mng Xc-mng c nhim v lm kn phn khe h gia piston v xilanh. Xc-mng p ng hai mc ch: - Chng c s lt kh trong qu trnh nn v n (loi xc-mng ny cn c gi l xc mng hi). - Ngn chn khng cho du bi trn lt ln bung chy v nu du lt ln bung chy th s b t v do vy lng tiu hao du bi trn s rt ln ng thi lm gim hiu sut chy (loi ny c gi l xc-mng du). - i vi a s cc xe c, tiu th du nhn tng ln v xc-mng du b mn nn du nhn b lt

  • ln bung chy v chy ln vi ha kh. Thanh truyn (tay bin) Thanh truyn dng ni piston vi trc khuu ca ng c. Chng chuyn ng va quay va tnh tin chuyn i chuyn ng tnh tin ca piston thnh chuyn ng quay ca trc khuu Trc khuu (trc c)

    Trc c

    Trc khuu dng bin i chuyn ng tnh tin ca piston thnh chuyn ng quay ging nh trc b bnh vt trc vt. Hp trc khuu (cc te) Hp trc khuu bao quanh trc khuu v dng cha du bi trn. H thng phn phi kh (h thng np, thi) H thng phn phi kh gm cc xu-pp v mt h c kh iu khin chng ng m ng thi im. H thng ng, m c gi l trc cam. Trc cam c cc vu cam y cc xu-pp ln v xung.

  • Chi tit (trc cam, vi phun... ) trong c cu phi kh

    a s cc ng c hin i s dng trc cam t trn np my, tc l trc cam c t trn cc xu-pp, nh bn nhn thy hnh 5. Cc vu cam trn trc cam tc ng trc tip ln cc xu-pp hoc thng qua mt vt lin kt ngn. Cc ng c c in s dng loi trc cam t pha di gn trc khuu. Cc thanh ni (cn gi l a y) s truyn lc nng ca vu cam n cc xu-pp qua cc n by (cn gi l dn c).

    Trc cam, xu-pp, l xo, con i...

    Vic dn ng trc cam quay nh dy ai, dy xch hoc bnh rng truyn chuyn ng ca trc khuu n vic ng m cc xu-pp ng b vi chuyn ng ca piston. i vi ng c bn k, khi trc khuu quay c hai vng th trc cam mi quay c mt vng.

  • Xch dn ng trc cam v bnh rng cam

    a s cc ng c hiu sut cao hin nay s dng 4 xu-pp trn mt xi lanh ( hai np, hai x) v do vy cn ti hai trc cam cho mt hng xi-lanh. iu ny dn n thut ng dual overhead cams (DOHC) tc l hai trc cam t trn np xilanh. H thng nh la

    H thng nh la c tc dng sinh ra ngun in cao p v a n nn in sinh ra tia la t chy nhin liu. Bn d dng tm ngay ra h thng nh la nh b phn phi in (chia in). B chia in c mt ng dy cao p ni vo trung tm (cn gi l dy cao p chnh) v c 4, 6 hoc 8 dy cao p ni vi cc bugi (gi l dy cao p con, s dy cao p con ph thuc vo s xilanh ca ng c). B chia in s phn phi cho mi xilanh nhn c ngun in cao p mt ln trong mt chu trnh vo ng thi im thch hp ca k nn qu trnh chy hon ho nht, ng c s hot ng hiu qu v m du nht. H thng lm mt

  • H thng lm mt trn xe hi gm c b tn nhit (kt nc lm mt) v bm nc cng cc ng dn v cm bin nhit . Nc c lun chuyn trong ng c v i ra ngoi ti kt mt lm lnh. Mt s xe t, trong c Volswagen Beetles v cc xe m t hay my ct c, ng c c lm mt bng khng kh (cc ng c ny rt d nhn ra bi cc cnh tn nhit bn ngoi mi xi lanh). Tn nhit khng kh c u im l trng lng ca ng c nh hn nhng mc tn nhit km hn lm mt bng nc nn nhit ng c nng hn, hiu sut v tui th gim i. H thng np v h thng khi ng a s cc xe t s dng h thng np bnh thng (tc l ht kh t nhin nh chnh p gia p sut ca khng kh bn ngoi v chn khng trong xilanh). i vi cc t hin i, tng hiu sut ng c ngi ta s dng h thng np kh Turbocharged hoc Supercharged tng lng khng kh np vo ng c ng thi tng mc ho trn khng kh v nhin liu gip cho p sut nn tng ln, qu trnh chy hon ho hn v hiu sut cao hn. B Turbocharged s dng mt tuabin nh nh nng lng ca dng kh thi lm quay my nn kh cn b Supercharged li s dng trc tip ngun cng sut ca ng c lm quay my nn kh.

  • Chi tit cnh Tua-bin trong c cu tng p Turbocharged

    H thng khi ng gm c mt ng c in v mt cun dy khi ng t. Khi bn bt kho in khi ng, ng c in lm quay trc khuu ng c vi vng to nn qu trnh nn, n. ng c khi ng cn phi thng c nhng sc cn sau: - Ton b lc ma st ca ng c - Lc nn ca xilanh ng c (i vi xilanh no ang qu trnh nn) - Phn nng lng trc cam ng v m xu-pp - Tt c nhng h thng ph khc nh bm nc lm mt, bm du, my pht in,... V ngun in t c quy ca xe ch l 12 V trong cng sut ca ng c in li phi rt ln thng c nhng lc cn trn y, nn dng in s dng cho ng c in kh cao. tng bn cho h thng khi ng cn phi gim ti cho kho in bng cch s dng khi ng t ng m dng in vo ng c in. Nh vy khi bn bt kho in khi ng ng c, bn cp in cho khi ng t lm vic ng m ngun in cho my khi ng. H thng bi trn

  • Thn xilanh

    H thng bi trn c tc dng a du bi trn n cc b mt ca cc chi tit chuyn ng ca ng c chng di chuyn d dng hn. C hai cm chi tit chnh cn bi trn, l piston v cc bi hoc bc trc khuu v trc cam ca ng c. i vi a s ng c, du bi trn c ht t bnh cha du sau qua b lc v c nn di p sut cao n cc b mt bc lt v thnh xilanh. Sau lng du ny li chy v y cc-te tip tc mt chu trnh tun hon mi. H thng nhin liu H thng nhin liu bm nhin liu t thng v trn chng vi khng kh to iu kin chy tt nht trong lng xilanh. H thng nhin liu c chia thnh 3 loi: Ch ha kh, phun nhin liu gin tip v phun nhin liu trc tip.

  • H thng ch ha kh c tc dng ho trn khng kh vi nhin liu ngay khi khng kh c ht vo trong xilanh. Trong ng c phun xng, mt lng nhin liu ph hp nht c phun trc tip vo trong xilanh ca ng c (direct fuel injection) hoc phun vo ng ng np chung (port fuel injection). H thng x

  • H thng x bao gm ng ng x v b gim thanh. Nu khng c b gim thanh th bn s nghe thy m thanh ca hng ngn ting n thot ra t ng ng x. B gim thanh s lm gim m lng ting n ca ng c. H thng x cn c b lc xc tc nhm lc bt cc cht c hi ca kh thi trc khi thi chng ra ngoi mi trng. H thng iu khin cht thi

    H thng iu khin cht thi cc xe hi hin i gm c mt b lc xc tc, mt h thng cm bin v cc c cu chp hnh, mt my tnh gim st v iu chnh hot ng ca cc b phn. V d, b lc xc tc s dng cht xc tc v oxy t chy ht ton b lng nhin liu v cc cht ho hc khc cn st li trn ng ng x. Mt cm bin oxy t trong dng chy ca kh x s bo cho my tnh iu chnh lng oxy ph hp. H thng in H thng in gm c ngun in (c quy) v my pht in. My pht in dn ng bng dy ai v sinh ra in nng np cho c quy. Ngun in 12 vn ca c quy s cung cp cho ton b h thng in nh h thng nh la, radio, n pha, b ra knh in, h thng ng ca in,... nh h thng dy in ca xe. Quang Hng (Bin dch)

    Theo Autonet