Đ n ả T T a ử í h Đ ……… … u ể CHƯƠNG1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Giới thiệu chung về động cơ Động cơ đốt trong từ khi ra đời cho đến nay đã góp phần vào việc giải phóng sức lao động cho con người, nâng cao năng suất lao động, thúc đẩy khoa học kỹ thuật phát triển. Với cuộc cách mạng khoa học công nghệ như hiện nay, động cơ đố t trong không ngừng được cải thiện với nhiều tính năng hiện đại hơn góp phần vào sự phát triển của sản xuấ t . Vậy, động cơ là gì và động cơ đốt trong là g ì ? Động cơ là loại máy có chức năng biến đổi một dạng n ăng lượng nào đó thành cơ năng. Ta có thể phân loại tổng quát động cơ như hình 1.1 Động cơ Động cơ Đ i ệ n Động cơ G i ó Động cơ Nh i ệt Động cơ … … Thủy l ực Động cơ Đốt trong Động cơ Đốt ngoà i Hình 1.1. Phân loại tổng quát động cơ Động cơ nhiệt là loại máy có chức năng biến đổi nhiệt năng thành c ơ năng. Căn cứ vào vị trí đốt nhiên liệu, người ta phân chia động c ơ nhiệt thành ha i: động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài. Ở động cơ đốt trong, nhiên liệu được đố t cháy bên trong không gian công tác động cơ. Ở động cơ đốt ngoài, nhiên liệu được đốt cháy trong lò đốt riêng biệt để cấp nhiệt cho môi chất công tác (MCCT), sau đó MCTC được dẫn vào không gian công tác của động cơ, tại đó MCCT dãn nở để chuyển hóa nhiệt n ăng thành cơ năng. Theo cách phân loại như trên thì các loại động cơ có tên th ường gọi như : động cơ xăng, động cơ diesel, động cơ piston quay, động cơ piston tự do, động cơ phản lực, tuabin khí… đều có thể xếp vào nhóm động cơ đốt trong; còn động cơ hơ i nước kiểu piston, động cơ stirling, tuabin hơi nước thuộc nhóm động cơ đốt ngoà i . Tuy nhiên theo quy ước, thuật ngữ “động cơ đốt trong” ( internal combus ti on Engine ) thường được dùng ch ỉ loại động cơ có cơ cấu truyền lực kiểu piston – thanh truyền – trục khuỷu, trong đó piston chuyển động tịnh tiến qua lại t rong xylanh động cơ. Các loại động cơ khác thường được gọi bằng các tên riêng, ví dụ : động cơ piston quay ( rotary engine ), động cơ phản lực ( jet engine ), tuabin kh í (gas tuabin ). Động cơ đốt trong được phân loại theo các tiêu chí khác nhau nh ư bảng 1.1. Động cơ đốt cháy bằng tia lửa – loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nhiên liệu được đốt cháy bằng tia lửa được sinh ra từ nguồn nhiệt bên ngoà i không gian công tác c ủa xylanh. Chúng ta có thể gặp những kiểu động cơ đốt cháy bằng tia lửa với các tên gọi khác như: động cơ Otto, động cơ carburetor, động cơ phun xăng, động cơ đốt trong cưỡng bức, động cơ hình hành hỗn hợp cháy từ bên ngoài, động cơ xăng, động cơ gas .v.v. Nhiên liệu dùng cho động cơ đốt cháy bằng tia lửa thường là nhiên liệu lỏng dễ bay hơi như: x ăng, cồn, benzol, khí hóa l ỏng… Trong các loại nhiên liệu kể trên thì nhiên liệu xăng là sử dụng phổ biến nhất từ t hờ i kỳ đầu phát triển động cơ cho đến nay. Bảng 1.1 Tiêu ch í Phân l o ạ i Loại nhiên li ệu Đ ộ n g c ơ c h ạ y b ằ n g n h i ê n l i ệ u l ỏn g d ễ bay hơi như : xăng, cồn, benzo l … Động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng khó bay h ơi như : g a s o il , ma z o u t … Phương pháp đố t cháy Đ ộ n g c ơ đ ố t c h á y b ằ n g ti a l ử a Động cơ d i ese l Đ ộ n g c ơ s e m i d i e s e l Cách thực h i ện CTCT Động cơ 4 kỳ Động cơ 2 kỳ P h ư ơ n g ph á p nạp kh í m ớ i Động cơ không tăng áp Động cơ tăng áp Đặc điểm kết cấu Đ ộ n g c ơ m ộ t h à n g x y l a n h Động cơ Hình sao, Hình chữ V, W, H… Động cơ có một hàng xylanh thẳng đứng, ngang, Theo tính năng Động cơ thấp tốc, trung tốc và cao t ốc Động cơ công suất nhỏ, vừa và l ớn Theo công dụng Đ ộ n g c ơ c ơ g i ới đ ư ờ n g b ộ Động cơ t hủy Động cơ máy b a y Đ ộ n g c ơ Động cơ diesel – là loại động cơ đốt trong hoạt động theo nguyên lý: nh i ên liệu tự đốt cháy khi được phun vào buồng đốt chứa khí nén có áp suất và nhiệt độ cao. Động cơ 4 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn t hành sau 4 hành trình của p i s t on. Động cơ 2 kỳ - loại động cơ đốt trong có chu trình công tác được hoàn t hanh sau 2 hành trình của p i s t on.  Ưu, nhược điểm của động cơ đốt trong so với các loại động c ơ nhiệt khác l à : - Ưu đ i ểm + Hiệu suất có ích  e cao , động cơ diesel tăng áp bằng tua bin khí hi ện đạ i có hiệu suất có ích đạt tới  e = (0,4 0,52) , trong khi đó hiệu suất có ích của máy hơi nước  e =(0,09 0,14), của tuabin hơi nước  e = (0,02  0,28) và của tuabin kh í  e không quá 0,3. + Kích thước nhỏ gọn, khối lượng nhẹ vì toàn bộ chu trình c ủa động cơ đố t trong được thực hiện trong một thiết bị duy nhấ t . + Khởi động, vận hành, chăm sóc dễ dàng. - Nhược đ i ểm + Không phát ra mômen lớn tại tốc độ quay nhỏ nên không kh ởi động được khi có t ả i . + Khả năng quá tải kém. + Công suất cực đại không cao. + Nhiên liệu đắt và cạn dần trong thiên nh i ên. + Ô nhiễm môi trường vì khí xả và ồn. Mặc dù vậy, do những ưu điểm kể trên, nên động cơ đốt trong được sử dụng rộng khắp trên các lĩnh vực công nghiệp, nông lâm ngư nghiệp, giao thông v ận t ả i Do đó, trong vài ba thập niên tới, động cơ đốt trong v ẫn là loại động cơ không thể thay thế, do những động cơ khác tuy ưu việt hơn nhưng vì lý do kinh t ế và kỹ thuật nên ch ưa được chế tạo hàng l oạ t . Trong đồ án tốt nghiệp này ta chỉ nghiên cứu động cơ đốt trong, đối t ượng nghiên cứu cụ thể là động cơ d i ese l . 1.2. Cấu tạo động cơ d i ese l Cấu tạo của động cơ bao gồm các bộ chính phận sau : - Bộ phận cố đ ị nh - Cơ cấu dẫn động - Các hệ thống phục vụ 1.3. Các hệ thống phục vụ động cơ d i ese l 1.3.1. Nhiệm vụ Để đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu, dầu nhờn, nước và không khí cho động cơ diesel chính và phụ, cũng như loại bỏ sản phẩm cháy của thiết bị năng lượng t àu và điều khi ển nó, người ta trang bị các hệ thống phục vụ. 1.3.2. Phân loại hệ thống phục vụ động cơ Rõ ràng sự làm việc tin cậy của động cơ diesel phụ thuộc trực tiếp vào sự hoạt động của các hệ thống phục vụ. Do vậy yêu cầu độ tin cậy của các hệ t hống phục vụ không được thấp hơn độ tin cậy của chính động cơ. Các hệ thống phục vụ động cơ bao gồm : - Hệ thống nhiên li ệu - Hệ thống trao đổi kh í - Hệ thống bôi t rơn - Hệ thống làm má t - Hệ thống khởi động động cơ - Hệ thống điều kh i ển 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu: động cơ d i ese l + Phạm vi nghiên cứu: gồm các hệ t hống - Hệ thống trao đổi kh í - Hệ thống bôi t rơn - Hệ thống làm má t Ở các khía cạnh: mô phỏng đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm vi ệc, quy t r ì nh tháo lắp các bộ phận của 3 hệ thống nói t rên. . các hệ t hống - Hệ thống trao đổi kh í - Hệ thống bôi t rơn - Hệ thống làm má t Ở các khía cạnh: mô phỏng đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm vi ệc, quy t r ì nh tháo lắp các bộ phận của 3 hệ thống nói t rên. . Hệ thống trao đổi kh í - Hệ thống bôi t rơn - Hệ thống làm má t - Hệ thống khởi động động cơ - Hệ thống điều kh i ển 1. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu: động cơ d i ese l +. cơ là loại máy có chức năng biến đổi một dạng n ăng lượng nào đó thành cơ năng. Ta có thể phân loại tổng quát động cơ như hình 1. 1 Động cơ Động cơ Đ i ệ n Động cơ G i ó Động cơ Nh i ệt Động cơ … …