Công nghệ 11 — Công nghệ cơ khí và Công nghệ chăn nuôi
Công nghệLớp 11Phần 6. Công nghệ cơ khí · Chương VI. Động cơ đốt trong

Bài 18. Nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong

Mục tiêu bài học

  • Giải thích và phân biệt các nội dung cốt lõi của nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong.
  • Lập kết luận và sản phẩm hồ sơ cụ thể cho tình huống: Động cơ một xi lanh bốn kì quay 2400 vòng/phút. Tính số chu trình và giải thích vì sao không phải 2400.

Bài giảng

Kiến thức và mối liên hệ

Ở động cơ bốn kì thông dụng, piston thực hiện nạp, nén, cháy–giãn nở và thải qua bốn hành trình, ứng với hai vòng quay trục khuỷu. Điểm chết trên và dưới là vị trí biên của piston; hành trình là khoảng cách giữa hai điểm. Trong mô hình lí tưởng, nạp và thải gắn với mở van thích hợp, nén và giãn nở phần chính có van đóng; động cơ thật có phối khí sớm, muộn nên không áp dụng sơ đồ lí tưởng máy móc. Kì sinh công không đồng nghĩa cả bốn kì đều tạo công có ích.

Vận dụng và kiểm soát

Động cơ hai kì hoàn thành chu trình trong hai hành trình, một vòng quay trục khuỷu, với các quá trình phối hợp và trao đổi khí theo cấu tạo riêng. Xăng và Diesel khác cách nạp, tạo hòa khí và gây cháy; không thể lấy sơ đồ động cơ xăng áp cho mọi động cơ. Dung tích công tác một xi lanh bằng diện tích tiết diện nhân hành trình. Thể tích toàn phần gồm thể tích công tác và buồng cháy, tỉ số nén là toàn phần chia buồng cháy. Học sinh tính trên số liệu cho sẵn và mô hình tĩnh, không tháo máy đang nóng.

Sơ đồ nguyên tác phục vụ phân tích dữ liệu

So sánh hai kì và bốn kì

Ở sơ đồ động cơ xăng hai kì quét qua cácte thông dụng, hành trình đi lên vừa nén hòa khí trong xi lanh vừa tạo điều kiện nạp vào cácte; gần cuối nén xảy ra đánh lửa. Hành trình đi xuống có giãn nở sinh công và nén hòa khí trong cácte; khi các cửa mở theo kết cấu thì khí thải thoát và khí mới quét vào xi lanh. Một hành trình có thể chứa nhiều quá trình, vì vậy không gọi riêng một kì chỉ là “nạp” theo cách bốn kì. Đây là mô tả nguyên lí, không là quy trình vận hành hay chế tạo. Động cơ hai kì có cấu trúc trao đổi khí khác thì không dùng nguyên vẹn mô tả cácte này. Trong mô hình bốn kì lí tưởng: nạp van nạp mở; nén và phần chính giãn nở hai van đóng; thải van thải mở, còn động cơ thực có thời điểm mở/đóng lệch điểm chết.

Công thức thông số hình học và đơn vị

Với xi lanh tròn có đường kính D, hành trình S và thể tích buồng cháy Vc>0: thể tích công tác Vh=πD²S/4; thể tích toàn phần Va=Vh+Vc; tỉ số nén ε=Va/Vc. Nếu có z xi lanh giống nhau, tổng dung tích công tác bằng zVh. Các kích thước phải cùng đơn vị; 1000 mm³=1 cm³ và 1000 cm³=1 L. Ví dụ nguyên tác D=80 mm, S=90 mm cho Vh=144000π mm³=144π cm³≈452,4 cm³; bốn xi lanh cho 576π cm³≈1,810 L. Không lấy tổng thể tích toàn phần thay dung tích công tác khi ghi dung tích động cơ. Đây là tính hình học, chưa xác định công suất, hiệu suất hay mức an toàn vận hành.

Khái niệm chính

Hành trình piston
Khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới
Chu trình bốn kì
Chu trình hoàn thành trong bốn hành trình và hai vòng trục khuỷu
Tỉ số nén
Tỉ số thể tích toàn phần với thể tích buồng cháy

Ví dụ

  1. Ví dụ 1

    Một xi lanh có thể tích công tác 450 cm³, buồng cháy 50 cm³. Tỉ số nén bằng bao nhiêu?

    Xem lời giải

    (450+50)/50=10. Không lấy riêng 450/50 vì thiếu thể tích buồng cháy trong tử số.

  2. Ví dụ 2

    Động cơ một xi lanh bốn kì quay 2400 vòng/phút. Tính số chu trình và giải thích vì sao không phải 2400.

    Xem lời giải

    Có 1200 chu trình mỗi phút.

    Mỗi chu trình cần hai vòng nên 2400/2=1200.

    Kết quả là chu trình một xi lanh, không phải tổng số lần sinh công của động cơ nhiều xi lanh.

    Dùng mô hình lí thuyết, không đo bằng cách tiếp cận chi tiết đang quay.

Ghi nhớ

Hành trình piston: Khoảng cách giữa điểm chết trên và điểm chết dưới; Chu trình bốn kì: Chu trình hoàn thành trong bốn hành trình và hai vòng trục khuỷu; Tỉ số nén: Tỉ số thể tích toàn phần với thể tích buồng cháy.

Dễ nhầm

  • Động cơ bốn kì hoàn thành một chu trình chỉ trong một vòng trục khuỷu. Bốn hành trình ứng với hai vòng, tức 720° quay trục khuỷu.

Bài tập

Đã đúng 0/7 câu

  1. Câu 1Mức 1Trắc nghiệm 1 đáp án

    Trong nguyên lí làm việc của động cơ đốt trong, mô tả nào giải thích chính xác «Hành trình piston»?

  2. Câu 2Mức 2Ghép nối

    Ghép từng khái niệm với vai trò riêng; không coi các vai trò là đồng nghĩa.

    Chạm một ý bên trái rồi chạm ý tương ứng bên phải để ghép cặp.

  3. Câu 3Mức 2Đúng / Sai

    Động cơ bốn kì hoàn thành một chu trình chỉ trong một vòng trục khuỷu.

  4. Câu 4Mức 1Điền vào chỗ trống

    Chọn thuật ngữ phù hợp với mô tả: Tỉ số thể tích toàn phần với thể tích buồng cháy. Đó là .

  5. Câu 5Mức 2Sắp xếp thứ tự

    Sắp xếp quy trình xử lí hồ sơ học tập sau theo quan hệ trước–sau (không phải hướng dẫn tự vận hành thiết bị hay xử lí vật nuôi).

    Sắp xếp các mục theo thứ tự đúng (kéo thả hoặc dùng nút mũi tên).

    1. 1Mô tả kì nạp trong mô hình
    2. 2Mô tả thải kết thúc chu trình
    3. 3Xác định trạng thái cuối thải
    4. 4Mô tả nén rồi cháy giãn nở
  6. Câu 6Mức 3Trả lời ngắn

    Một xi lanh có thể tích công tác 450 cm³, buồng cháy 50 cm³. Tỉ số nén bằng bao nhiêu?

  7. Câu 7Mức 2Nhiều đáp án

    Chọn đúng hai kết luận có căn cứ.

    Chọn tất cả đáp án đúng

  8. Câu 8Mức 4Tự luận

    Động cơ một xi lanh bốn kì quay 2400 vòng/phút. Tính số chu trình và giải thích vì sao không phải 2400. Đây là hồ sơ giả định, không yêu cầu thực hiện thao tác vật lí. Trình bày kết luận, bằng chứng và giới hạn an toàn.

    0 từ

    0/10 ảnh

    Có thể chụp nhiều trang. Ảnh được lưu cùng bài làm và giáo viên sẽ chấm trên ảnh.

    Vẽ bài làm

    Ảnh bài làm

    Cuộn chuột hoặc chụm hai ngón để phóng to · kéo để di chuyển · phím R để xoay