Giáo trình Tổng quan chung về ô tô và công nghệ sửa chữa

đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Tôi là người may mắn được phục vụ dạy học trong nghề sửa chữa ô tô nhiều năm, tôi hiểu nguyện vọng đa số của học sinh và người sử dụng ô tô, muốn có bộ sách giáo trình tốt đáp ứng yêu cầu tìm hiểu về kỹ thuật sửa chữa ô tô. Bộ giáo trình này có thể đáp ứng phần nào cho học sinh và bạn đọc đầy đủ những điều muốn biết về kỹ thuật sửa chữa ô tô. Trong nhiều năm gần đây tốc độ gia tăng số lượng và chủng loại ô tô ở nước ta khá nhanh. Nhiều kết cấu hiện đại đã trang bị cho ô tô nhằm thỏa mãn càng nhiều nhu cầu của người sử dụng. Trong đó có hệ thống điều hòa ô tô giúp cho người sử dụng cảm giác thoải mái, dễ chịu khi ở trong xe. Và trong quá trình sử dụng qua thời gian sẽ khó tránh khỏi những trục trặc. Để phục vụ cho học viên học nghề và thợ sửa chữa ô tô những kiến thức cơ bản cả về lý thuyết và thực hành tổng quan về ô tô và công nghệ sửa chữa . Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm bảy bài: Bài 1: Tổng quan chung về ô tô Bài 2: Khái niệm và phân loại động cơ đốt trong Bài 3: Nguyên lý làm việc động cơ 4 kỳ một xy lanh Bài 4: Nguyên lý làm việc động cơ 2 kỳ một xy lanh Bài 5: Nguyên lý làm việc của động cơ nhiều xy lanh Bài 6: Phương pháp sửa chữa và công nghệ phục hồi chi tiết bị mài mòn Bài 7: Sử dụng dụng cụ, thiết bị trong nghề sửa chữa ôtô Bài 8: Làm sạch và kiểm tra chi tiết Mỗi bài được biên soạn với nội dung gồm: nhiệm vụ, phân loại, cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ, động cơ 2 kỳ, các phương pháp kiểm tra sửa chữa các chi tiết bị mài mòn. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình được hoàn thiện hơn. ............, ngày..........tháng........... năm Tham gia biên soạn 1. Ngô Thế Hưng 2. Đinh Văn Nhì 3 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên Mô đun: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ VÀ CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA Mã mô đun: MĐ 25 Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 28 giờ; Kiểm tra: 2 giờ) I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí của mô đun: Mô đun được bố trí ở học kỳ I của khóa học, có thể bố trí dạy song song với các môn học sau: Giáo dục thể chất, giáo dục quốc phòng, cơ kỹ thuật, vật liệu cơ khí, vẽ kỹ thuật, ngoại ngữ, thủy lực, nhiệt kỹ thuật - Tính chất của mô đun: mô đun chuyên ngành. II. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: Trình bày được vai trò và lịch sử phát triển của ô tô. Trình bày được các khái niệm và cấu tạo chung của động cơ đốt trong. Phát biểu được các thuật ngữ và đầy đủ các thông số kỹ thuật của động cơ. + Trình bày được cấu tạo, nguyên l hoạt động của động cơ một i lanh dùng nhiên liệu ăng, i s l thuộc loại bốn kỳ, hai kỳ. Trình bày được nguyên l hoạt động thực tế của các loại động cơ. Phân tích được các ưu nhược điểm của t ng loại động cơ. Trình bày được cấu tạo và nguyên l hoạt động của động cơ nhiều i lanh. Phát biểu được khái niệm về hiện tượng, uá trình các giai đoạn mài mòn, các phương pháp tổ chức và biện pháp sửa chữa chi tiết. - Kỹ năng: Phân biệt được chủng loại và cấu tạo ô tô. Xác định được các bộ phận của ô tô và các loại ô tô. ập được bảng thứ tự nổ của động cơ nhiều i lanh. Xác định được các cơ cấu, hệ thống trên động cơ và ác định đ ng các loại động cơ. Xác định được chiều quay của động cơ, Đ T của pít tông. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Bố trí vị trí làm việc hợp l và đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp. + Chấp hành đ ng uy trình, uy phạm trong nghề công nghệ ô tô. + Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học sinh, sinh viên và đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp. 4 Tên Mô đun: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ VÀ CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA Bài 1 : Tổng quan về ô tô I. Mục tiêu của bài: - Phát biểu đ ng khái niệm, phân loại và lịch sử phát triển ô tô. - Trình bày được cấu tạo chung trong ô tô. - Nhận dạng đ ng các bộ phận và các loại ô tô.- Chấp hành đ ng uy trình, uy phạm trong nghề công nghệ ô tô, rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận của sinh viên và đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp. II Nội un i: i niệm ề ô tô - Khái niệm:Ô tô là phương tiện vận tải đường bộ chủ yếu. Ô tô có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng. Vì vậy trên toàn thế giới ô tô hiện nay đang được dùng để vận chuyển hành khách hoặc hàng hoá phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế quốc dân và quốc phòng. ịc u n t t iển của ô tô - T những năm 1860 chiếc ô tô đầu tiên sử dụng động cơ đốt trong đã ra đời. Những chiếc xe này sử dụng động cơ khoảng 2 mã lực với tốc độ cực đại khoảng 20 Km/ h. Sự ra đời của loại ô tô dùng động cơ đốt trong đã thách thức các các phương tiện vận tải thô sơ thời bấy giờ và ngày càng th c đẩy ngành vận tải đường bộ phát triển. - Đến nay, công nghiệp chế tạo ô tô trên thế giới đã phát triển rất mạnh và đã chế tạo được nhiều loại ô tô hiện đại với tốc độ lớn nhất đạt khoảng hàng trăm km /h. Các gam tải trọng cũng rất đa dạng, phổ biến là t ( 0,5 - 10 ) tấn. Đặc biệt có những loại ô tô tải nặng có tải trọng đến 60 tấn. - Xu hướng phát triển ô tô trên thế giới hiện nay là tăng tải trọng, tăng tốc độ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, tăng tính tiện nghi và giảm ô nhiễm môi trường. - Để phục vụ cho u hướng phát triển trên, các thành tựu khoa học kỹ thuật mới như: tin học, tự động điều khiển, điện tử, vật liệu mới...đều đã được ngành chế tạo ô tô ứng dụng. n i ô tô a. Dựa vào trọng tải và số chỗ ngồi: Dựa và trọng tải và số chỗ ngồi, ô tô có thể chia ra các loại sau: 5 - Ô tô có trọng tải nhỏ (hạng nhẹ): trọng tải chuyên chở nhỏ hơn hoặc bằng 1,5 tấn và ô tô có số chỗ ngồi ít hơn hoặc bằng 9 chỗ. - Ô tô có trọng tải trung bình (hạng v a): trọng tải chuyên chở lớn hơn 1,5 tấn và nhỏ hơn 3,5 tấn hoặc có số chỗ ngồi lớn hơn 9 và nhỏ hơn 30 chỗ. - Ô tô có trọng tải lớn (hạng lớn): trọng tải chuyên chở lớn hơn hoặc bằng 3,5 tấn hoặc có số chỗ ngồi lớn hơn hoặc bằng 30 chỗ. - Ô tô có trọng tải rất lớn (hạng nặng): trọng tải chuyên chở lớn hơn 20 tấn b. Dựa vào nhiên liệu sử dụng: Dựa vào nhiên liệu sử dụng, ô tô được chia thành các loại sau: - Ô tô dùng động cơ ăng và chạy bằng ăng - Ô tô dùng động cơ di s l và chạy bằng dầu diesel - Ô tô chạy bằng khí ga - Ô tô dùng động cơ điện và chạy bằng ắc quy Hiện nay tuyệt đại đa số ô tô đều dùng động cơ ăng và động cơ diesel. c. ưạ vào công dụng của ô tô Dựa vào công dụng, ô tô được chia thành các loại sau: - Ô tô vận tải (ô tô chuyên chở hàng hoá). - Ô tô khách (ô tô chuyên chở hành khách). Ô tô chuyên chở hành khách bao gồm các loại sau: ô tô buýt, ô tô tắc xi, ô tô con, ô tô hành khách liên tỉnh. - Ô tô chuyên dùng như: ô tô cứu thương, ô tô phun nước, ô tô cẩu, ô tô vận tải chuyên dùng... Cấu t c un ô tô Độn cơ 6 a. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và bộ phận cố định - Nhiệm vụ à cơ cấu chính của động cơ, có nhiệm vụ tạo thành buồng đốt. Nhận và truyền áp lực chất khí giãn nở do nhiên liệu cháy trong xy lanh. Biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay tròn của trục khuỷu truyền công suất ra ngoài, và truyền cho các cơ cấu và hệ thống khác của động cơ. b. Hệ thống phân phối khí - Nhiệm vụ : Nhiệm vụ cơ cấu phân phối khí: có nhiệm vụ đóng mở các của hút, của xả để nạp đầy hỗn hợp (hoặc không khí) vào trong xy lanh và thải sạch khí đã cháy ra ngoài theo trình tự làm việc của động cơ. c. Hệ thống bôi trơn Nhiệm vụ : Liên tục cung cấp dầu bôi trơn đến bề mặt ma sát của các chi tiết để giảm tiêu hao năng lượng do ma sát, chống mài mòn do cơ học và mài mòn do hóa học, rửa sạch các bề mặt do mài mòn gây ra, làm nguội bề mặt ma sát, tăng cường sự kín khít của các khe hở. d. Hệ thống làm mát 7 e. Hệ thống nhiên liệu - Nhiệm vụ : + Hệ thống cung cấp của động cơ ăng có nhiệm vụ tạo thành hỗn hợp giữa hơi ăng và không khí với tỉ lệ thích hợp đưa vào trong y lanh của động cơ và thải sản phẩm đã cháy ra ngoài, đảm bảo cung cấp đủ, kịp thời, đều đặn hỗn hợp cho động cơ làm việc tốt ở các chế độ tải trọng. + Hệ thống nhiên liệu Diesel có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu i s l dưới dạng sương mù và không khí sạch vào buồng đốt để tạo thành hỗn hợp cho động, cung cấp kịp thời, đ ng l c phù hợp với các chế độ của động cơ và đồng đều trong tất cả các xylanh. f. Hệ thống khởi động - Nhiệm vụ: + Hệ thống khởi động có nhiệm vụ quay trục khuỷu của trục cơ đốt trong trên số vòng quay khởi động và các trang bị bổ trợ cho động cơ hoạt động và tự động loại hệ thống khởi động khi động cơ đã nổ. g. Hệ thống đánh lửa - Nhiệm vụ : Hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ biến nguồn điện 6V - 12V lên 10.000V đến 30.000V để đốt cháy hỗn hợp đốt trong xy lanh của động cơ ăng ở một thời 8 điểm nhất định theo một thứ tự nhất định, thay đổi góc đốt sớm tuỳ theo số vòng quay trục cơ, tải trọng của động cơ và chủng loại nhiên liệu. 4.2. Gầm ôtô a. Hệ thống truyền lực Nhiệm vụ hệ thống truyền lực: hệ thống truyền lực có nhiệm vụ truyền công suất của động cơ đến các bánh xe chủ động. Các bộ phận của Hệ thống truyền lực : - Li hợp - Hộp số - ác đăng - Cầu chủ động - Bán trục, bánh xe b. Hệ thống treo - Nhiệm vụ : à khung để gá đỡ và lắp ghép với các bộ phận của : động cơ, các bộ phận của hệ thống truyền lực, cơ cấu điều khiển, thiết bị phụ và thiết bị chuyên dùng,... c. Hệ thống lái - Nhiệm vụ : 9 Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi và duy trì hướng chuyển động của ô tô theo 1 hướng nhất định nào đó. d. Hệ thống phanh - Nhiệm vụ : + Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết nào đấy hoặc d ng hẳn ôtô. + Giữ ôtô d ng hoặc đỗ trên các đường dốc. 4.3. Trang bị điện ôtô a. Hệ thống nguồn điện - Nhiệm vụ : Cung cấp năng lượng điện cho hệ thống đánh lửa, hệ thống khởi động, hệ thống chiếu sáng tín hiệu và các phụ tải khác. b. Hệ thống điều khiển, chiếu sáng, tín hiệu - Nhiệm vụ Đảm bảo ánh sáng đầy đủ cho ô tô chạy trên đường với tốc độ tối ưu và an toàn giao thông, cho máy kéo chạy trên đồng với hiệu quả cao nhất. c. Hệ thống đo lường d. Các hệ thống điện bổ trợ 10 Bài 2: Khái niệm và phân lo i độn cơ đốt trong I. Mục tiêu của bài: - Phát biểu đ ng khái niệm, phân loại và cấu tạo chung của động cơ đốt trong. - iải thích được các các thuật ngữ và thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ. - Nhận dạng đ ng chủng loại động cơ, các cơ cấu và hệ thống của động cơ, ác định được chiều quay của động cơ và Đ T của pít tông. - Chấp hành đ ng uy trình, uy phạm trong nghề công nghệ ô tô, rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận của sinh viên và đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp. II Nội un i: i niệm ề độn cơ đốt t n Động cơ đốt trong là một trong các loại động cơ nhiệt, biến đổi nhiệt năng của nhiên liệu thành cơ năng. Động cơ nhiệt hoạt động với hai uá trình cơ bản như sau: - Đốt cháy nhiên liệu, giải phóng hóa năng thành nhiệt năng và gia nhiệt cho môi chất công tác. Trong giai đoạn này xảy ra các hiện tượng lý hoá rất phức tạp. - Biến đổi trạng thái của môi chất công tác, hay nói cách khác, môi chất công tác thực hiện chu trình nhiệt động để biến đổi một phần nhiệt năng thành cơ năng. n i độn cơ đốt t n Tiêu chí phân lo i Các lo i độn cơ Theo cách thực hiện chu trình công tác Động cơ bốn kỳ: à động cơ có chu trình công tác thực hiện sau bốn hành trình của piston hay hai vòng quay của trục khuỷu. Động cơ hai kỳ: à động có chu trình công tác thực hiện sau hai hành trình của piston hay một vòng quay của trục khuỷu. Theo nhiên liệu Động cơ nhiên liệu lỏng: như ăng, di s l, cồn pha ăng hoặc diesel, dầu thực vật... Động cơ nhiên liệu khí: Nhiên liệu khí bao gồm: khí thiên nhiên (Compressed Natural Gas - CNG), khí hoá lỏng (Liquidfied Petroleum Gas - LPG), khí lò ga, khí sinh vật 11 (Biogas)... Động cơ nhiên liệu kép (Dual Fuel) ví dụ như động cơ gas ăng, ga di s l Động cơ đa nhiên liệu (Multi Fu l) như động cơ có thể dùng được cả di s l và ăng, hoặc động cơ dùng cả ăng và khí đốt. Th o phương pháp hình thành khí hỗn hợp Hình thành hỗn hợp bên ngoài xylanh như động cơ ăng dùng bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun ăng gián tiếp (phun vào đường nạp). Hình thành hỗn hợp bên trong xylanh như động cơ di s l hay động cơ phun ăng trực tiếp (Gasoline Direct Injection - GDI) vào xy lanh. Th o phương pháp đốt cháy hỗn hợp Động cơ đốt cháy cưỡng bức như động cơ ăng. Động cơ cháy do nén như động cơ di s l. Th o phương pháp nạp Động cơ không tăng áp: không khí hay hỗn hợp được hút vào xy lanh bởi sự chênh áp giữa đường nạp và xylanh. Động cơ tăng áp: không khí hay hỗn hợp được nén trước khi nạp vào xylanh. Theo dạng chuyển động của piston Động cơ piston tịnh tiến thường gọi ngắn gọn là động cơ piston. Đa số động cơ đốt trong là động cơ piston. Động cơ piston quay hay động cơ rôto do Wank l phát minh năm 1954 nên còn gọi là động cơ Wank l. Theo cách bố trí xi lanh 12 Động cơ thẳng hàng Động cơ chữ V Động cơ đối đỉnh Động cơ hình sao Cấu t c un của độn cơ đốt t n Cấu tạo của động cơ đốt trong bao gồm: a. Cơ cấu sinh lực gồm: 1. Bộ hơi: Xylanh, cụm piston, nắp máy 2. Bộ phận chuyển động và dự trữ năng lượng: Trục khuỷu, thanh truyền, bánh đà. 13 b. Các hệ thống và cơ cấu trong động cơ: 1. ơ cấu phối khí: Cụm xupap hút và xả, trục cam, cơ cấu dẫn động trục cam. 2. Hệ thống bôi trơn: áct dầu, bơm dầu, lọc dầu, các tuyến dầu, két làm mát dầu 3. Hệ thống làm mát: Két nước, bơm nước, áo nước, van hằng nhiệt, đường ống nước 4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí hoặc phun ăng, hệ thống nhiên liệu đông cơ di s l. 5. Hệ thống điện động cơ: Hệ thống khởi động, hệ thống cung cấp điện C c t u t n cơ n t ôn ố kỹ thu t cơ n của độn cơ Hình cấu t úc cơ n ợc đồ Hình: Cấu trúc động cơ 4 kỳ 1. Trục khuỷu 2. Thanh truyền 3. Xi lanh 4. Piston 5. Xupap nap 6. Họng hút 7.Trục cam nạp 8.Trục cam xả 9. Xupap xả 10.Nắp máy 11. Đường ống xả Hình : Lược đồ động cơ bốn kỳ 1. Trục khuỷu 2. Thanh truyền, 3. Piston 4. Xu páp thải, 5. Vòi phun (động cơ di s l) hay bugi (động cơ ăng), 6. Xu páp nạp Đ T. Điểm chết trên Đ . Điểm chết dưới 14 S. Hành trình piston . Đường kính xy lanh 4.1. Các thu t ng cơ n - Quá trình công tác là tổng hợp tất cả biến đổi của môi chất công tác xảy ra trong xylanh của động cơ và trong các hệ thống gắn liền với ylanh như hệ thống nạp - thải. - Chu trình công tác là tập hợp những biến đổi của môi chất công tác xảy ra bên trong xylanh của động cơ và diễn ra trong một chu kì. - Kỳ là một phần của chu trình công tác xảy ra khi piston dịch chuyển một hành trình. - Điểm chết: à điểm mà tại đó piston có vận tốc bằng 0 hay là vị trí mà đường tâm thanh truyền nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm trục khuỷu. Có 2 điểm chết là điểm chết trên (Đ T) và điểm chết dưới (Đ ). + Điểm chết trên của piston là điểm mà piston cách xa đường tâm trục khuỷu nhất. + Điểm chết dưới của piston là điểm mà piston cách tâm trục khuỷu một khoảng ngắn nhất. 4.2. Các thông số kỹ thu t cơ n - Hành trình piston (S): Là khoảng cách giữa hai điểm chết (m). - Thể tích tại một vị trí của piston: Là không gian giới hạn bởi nắp máy, vách xilanh và đỉnh piston. Các vị trí điểm chết của ĐCĐT 15 - Thể tích công tác Vh là khoảng không gian trong lòng ilanh được tính t vị trí piston ở Đ T tới vị trí piston ở Đ . - Thể tích buồng cháy Vc là thể tích xilanh khi piston ở Đ T. - Thể tích toàn phần Va là thể tích trong lòng xilanh khi piston ở Đ . - Tỷ số nén  là tỷ số giữa thể tích lớn nhất và thể tích nhỏ nhất (thể tích buồng cháy): c h c ch min max V V 1 V VV V V    c địn c iều quay của độn cơ ĐCT của i t n c định chiều quay của độn cơ 5.1.1 Một số quy c chung a. Chiều quay - Đứng trước động cơ nhìn vào Pu-ly trục khuỷu : + Nếu trục khuỷu quay theo chiều kim đồng hồ thì được gọi là chiều quay phải. + Nếu trục khuỷu quay ngược chiều kim đồng hồ thì được gọi là chiều quay trái. b. Thứ tự xy-lanh - Đối với động cơ một hàng xy-lanh, xy-lanh số 1 được tính t xy-lanh kế pu- 16 ly trục khuỷu trở về sau. Nếu là động cơ chữ V thì tính hết hàng bên trái, sau đó tới hàng bên phải hoặc dãy số chẵn, dãy số lẻ - Nếu nhà chế tạo có uy ước riêng hoặc có ghi thứ tự vào xy-lanh thì ta phải theo chỉ dẫn của nhà chế tạo. 5.1.2. Cách thực hiện a. Phương pháp khởi động động cơ B c 1: Dùng máy khởi động để quay trục khuỷu (hoặc dùng cây quay máy hoặc dây để kéo động cơ uay nếu động cơ đó không có hệ thống khởi động); B c 2: Quan sát chiều quay của động cơ b. Ph ơng pháp dựa đặc điểm ghi ở độn cơ - Căn cứ vào dấu mũi tên t ên n đ Thông thường trên bánh đà của động cơ 1 y-lanh, người ta có biểu thị dấu mũi tên để ác định chiều quay của động cơ. - Căn cứ vào dấu đ n a s m hoặc dấu phun dầu s m Nếu trên thân máy có khắc vạch chia độ và trên pu-ly có vạch một dấu thì: + Vạch trên pu-ly trùng ngay dấu 00 thì cho ta biết vị trí điểm chết trên + Vạch trên pu-ly nằm trong dãy +450 tới <00 thì cho ta biết góc đánh lửa sớm trước điểm chết trên. + Vạch trên pu-ly nằm trong khoảng -50, -100 biểu thị góc đánh lửa trễ sau 17 điểm chết trên. - Nếu trên pu-ly hoặc bánh đà có 2 dấu, thì 1 dấu là điểm chết trên, dấu còn lại là thời điểm đánh lửa sớm hoặc phun dầu sớm. Nếu biết trước 1 trong 2 dấu này thì chiều quay của động cơ là chiều mà dấu đánh lửa (phun dầu) sớm sẽ đứng trước, sau đó là điểm chết trên. c địn ĐCT của piston 5.2.1. Quan sát cặp xú-páp hút và th i Xác định vùng điểm chết B c 1: Xác định chiều quay của động cơ ( m bài thực tập số 3); B c 2: Tháo nắp đậy trục cò mổ xú-páp, ác định được vị trí của xú-páp hút và xú-páp xả; B c 3: Tháo bu-gi của xy-lanh số 1; B c 4: Quay cốt máy động cơ th o chiều uay đ ng của nó; quan sát 2 xú- páp của xy-lanh số 1; Khi thấy xú-páp xả v a đóng, -páp hút chớm mở thì lúc này pít-tông của xy-lanh số 1 đang ở vùng điểm chết trên. Nếu ở pu-ly hoặc bánh đà có nhiều dấu thì tại vị trí này thì dấu điểm chết trên sẽ trùng với dấu chỉ thị; Nếu trên pu-ly hoặc bánh đà không có dấu gì cả thì không thể ác định chính xác vị trí điểm trên trên được mà chỉ có thể biết vùng điểm chết trên. 18 5.3.3 ơn pháp dùng so kế hoặc que dò B c 1: Tháo bu-gi xy-lanh số 1; B c 2: đặt que dò hoặc đầu dò của so kế vào trong xy-lanh tại vị trí lổ bu-gi sao cho đầu que dò chạm vào đỉnh piston; B c 3: Quay cốt máy động cơ th o đ ng chiều quay của nó, nhìn que dò hoặc kim so kế, khi nào thấy kim đồng hồ hoặc que dò ở vị trí cao nhất thì d ng lại. Đó chính là vị trí điểm chết trên, làm dấu ở pu-ly với thân máy. 5.2.2. Phương pháp ½ cung tác dụng Xác định chính ác điểm chết trên B c 1: Tháo bu-gi xy-lanh số 1 B c 2: Đặt que dò vào xy-lanh số 1 B c 3: Quay máy theo chiều uay đ ng của động cơ khi cách điểm chết trên 1 khoảng nào đó. B c 4: Đánh dấu “F” trên u dò trùng với dấu cố định. Và đánh dấu “A” ngay trên pu-ly hoặc bánh đà trùng với dấu cố định trên thân máy B c 5: Quay cốt máy động cơ th o chiều uay đ ng cho pít-tông đi uống đến khi dấu trên u dò “F” trùng với điểm cố định ban đầu thì d ng lại, đánh dấu “B” trên bánh đà hoặc pu-ly trùng với dấu cố định ban đầu. B c 6: c này trên bánh đà hoặc pu-ly sẽ có 2 dấu chỉ thị “A và B” chia đôi cung “AB” ta được điểm “O”. B c 7: Quay trục khuỷu ngược chiều uay ban đầu sao cho điểm “O” trùng với dấu cố định ban đầu. Thì lúc này pít-tông đang ở điểm chết trên. B c 8: Xác định được điểm “O” trên pu-ly hoặc bánh đà chính là dấu điểm chết 19 trên (ĐT ) 20 Bài 3: Nguyên lý làm việc của độn cơ kỳ một xy lanh I. Mục tiêu của bài: - Trình bày được sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ một xy lanh. - Giải thích được hành trình làm việc thực tế của động cơ 4 kỳ một xy lanh. - o sánh được ưu nhược điểm giữa động cơ di s l và ăng. - Chấp hành đ ng uy trình, uy phạm trong nghề công nghệ ô tô, rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận của sinh viên và đảm bảo an toàn lao động vệ sinh công nghiệp. II Nội un của bài: 1. Khái niệm về độn cơ kỳ Động cơ đốt trong là loại động cơ nhiệt trong đó việc đốt cháy nhiên liệu và uá trình chuyển t nhiệt năng thành cơ năng được tiến hành ngay trong i lanh động cơ. - Hiệu suất động cơ đốt trong cao t 20  45%. - Kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng. 2. Nguyên lý làm việc của độn cơ ăn kỳ một xy lanh Sơ đồ nguyên lý Động cơ bao gồm: – ác chi tiết tĩnh: Thân máy, nắp máy, đáy máy, i lanh, bu gi, bộ chế hoà khí... – ác chi tiết động: Piston, thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà, upáp h t, upáp ả, các lò o upáp, trục cam, các bánh răng dẫn động trục cam và con đội... 21 2.2. Nguyên lý làm việc Hành trình thứ nhất: hành trình nạp Piston đi t điểm chết trờn ( Đ T ) uống điểm chết dưới ( Đ ). Xupỏp hỳt mở, upỏp ả đ ng, tạo sự giảm ỏp trong i lanh ( p = 0,75  0,85 at ) hỳt khớ hỗn hợp ( ăng khụng khớ) vào i lanh, nhiệt độ buồng đốt t  90 0 C  125 0 C Hành trình thứ hai: hành trình nén Kỳ nén: Hai upáp đều đóng, piston đi t Đ lên Đ T, nén hỗn hợp khí. uối kỳ nén áp suất và nhiệt của khí hỗn hợp tăng cao ( p  7 15 at ; t  350 0 C ) Hành trình thứ ba: hành trình cháy- giãn nở. Kỳ nổ: ( cháy – giãn nở – sinh công ) Khi piston lên đến gần Đ T, hai upáp vẫn đóng, l c này bugi đánh lửa, khí hỗn hợp nén bị đốt cháy giãn nở làm áp suất tăng cao ( p  35  40 at ) đẩy piston đi uống làm uay trục khuỷu. Nhiệt độ buồng đốt tăng cao t  2200  2500 0 C 22 Hành trình thứ tư: hành trình thải Kỳ ả: Xupáp h t đóng, upáp ả mở. Piston đi t Đ lên Đ T đẩy khí thải ra ngoài. uối kỳ ả, áp suất buồng đốt p  1,1 at ; t  300  400 0 C Đồ thị công P-V đồ thị - Hành trình nạp: trong hành trình này (hình 1-2a), khi trục khuỷu 1 quay, piston 3 sẽ dịch chuyển t Đ T uống Đ , xupáp nạp 6 mở, xupáp thải 8 đóng, làm cho áp suất trong xylanh 2 giảm và do đó hoà khí ở bộ chế hoà khí 5 qua ống nạp 4 được hút vào xylanh. Trên đồ thị công hình 1-3 (đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất và thể tích làm việc của xylanh ứng với mỗi vị trí khác nhau của piston), hành trình nạp được thể hiện bằng đường ra (r-a). Trong hành trình nạp, xupáp nạp thường mở sớm trước khi piston lên điểm chết trên (biểu thị bằng điểm d1), để khi piston đến Đ T (thời điểm bắt đầu nạp) thì upáp đã được mở tương đối lớn làm cho tiết diện lưu thông lớn bảo đảm hoà khí đi vào xylanh nhiều hơn. óc ứng 1 với đoạn d1r đó được gọi là góc mở sớm của xupáp nạp. Đồng thời xupáp nạp cũng được đóng muộn hơn một chút so với vị trí piston ở Đ (điểm d2) để lợi dụng độ chân không còn lại trong xylanh và lực quán tính của dòng khí nạp, làm tăng thêm lượng hoà khí nạp vào xylanh (giai đoạn nạp thêm). Góc ứng 2 với đoạn ad2 đó được gọi là góc đóng muộn của xupáp nạp. Vì vậy, quá trình nạp không phải kết thúc tại Đ mà muộn hơn một chút, nghĩa là sang cả hành trình nén. Tuy nhiên trong một số chế độ tốc độ thấp do quán tính của dòng khí nạp còn nhỏ, (do pd2>p0) một phần môi chất đã được nạp vào trong xylanh bị lọt ra ngoài trong giai đoạn góc đóng muộn xupáp nạp khi đó người ta gọi là "hiện tượng thoái lui“. Vì vậy, góc quay trục khuỷu tương ứng của quá trình nạp là (1 +180 + 2 ) lớn hơn góc trong hành trình nạp 180 0 . 23 Hình : Đồ thị công Hình : Đồ thị phối khí của động cơ xăng 4 kỳ. Đồng thời xupáp nạp cũng được đóng muộn hơn một chút so với vị trí piston ở Đ (điểm d2) để lợi dụng độ chân không còn lại trong xylanh và lực quán tính của dòng khí nạp, làm tăng thêm lượng hoà khí nạp vào xylanh (giai đoạn nạp thêm). Góc ứng 2 với đoạn ad2 đó được gọi là góc đóng muộn của xupáp nạp. Vì vậy, quá trình nạp không phải kết thúc tại Đ mà muộn hơn một chút, nghĩa là sang cả hành trình nén. Tuy nhiên trong một số chế độ tốc độ thấp do quán tính của dòng khí nạp còn nhỏ, (do pd2>p0) một phần môi chất đã được nạp vào trong xylanh bị lọt ra ngoài trong giai đoạn góc đóng muộn xupáp nạp khi đó người ta gọi là "hiện tượng thoái lui“. Vì vậy, góc quay trục khuỷu tương ứng của quá trình nạp là (1 +180 + 2 ) lớn hơn góc trong hành trình nạp 180 0 . - Hành trình nén: trong hành trình này (hình 1-2b), xupáp nạp và xupáp thải đều đóng. Piston dịch chuyển t Đ lên Đ T, hoà khí trong ylanh bị nén, áp suất và nhiệt độ của nó tăng lên. Hành trình nén được biểu thị bằng đường ac” (hình 1-3), nhưng uá trình nén thực tế chỉ bắt đầu khi các xupáp nạp và thải đóng kín hoàn toàn, tức là l c mà hoà khí trong ylanh đã cách ly với môi trường bên ngoài. Do đó thời gian thực tế của quá trình nén (1800 - 2) nhỏ hơn thời gian hành trình nén lý thuyết (1800 ). Cuối hành trình nén (điểm c’ hình 1-3) bu-gi 7 của hệ thống đánh lửa phóng tia lửa điện để đốt cháy hoà khí. Góc ứng với đoạn cc’ (hình 1-3) hay góc s (hình 1-4) được gọi là góc đánh lửa sớm của động cơ. Hành trình cháy giãn nở sinh công: trong hành trình này (hình 1-2c), xupáp nạp và thải đóng. o hoà khí được bugi đốt cháy ở cuối hành trình nén, nên khi piston v a đến Đ T thì tốc độ cháy của hoà khí càng nhanh, làm cho áp suất của khí cháy tăng lên rất lớn trong xylanh và được biểu thị bằng đường c’z trên đồ thị công. Tiếp theo quá trình cháy là quá trình giãn nở của khí cháy (đường zb) piston bị đẩy t Đ T xuống Đ và phát sinh công. 24 Áp suất và nhiệt độ của khí cháy lớn nhất trong xylanh là: pz = 40 70 kG/cm 2 Tz = 2300  2800 0 K Hành trình thải: trong hành trình này (hình 1-2b), xupáp nạp vẫn đóng còn xupáp thải mở. Piston dịch chuyển t Đ lên Đ T đẩy khí đã cháy qua ống thải 9 ra ngoài. Trước khi kết thúc hành trình cháy – giãn nở sinh công, xupáp thải được mở sớm một ch t trước khi piston tới Đ (điểm b’) để giảm bớt áp suất trong xylanh ở giai đoạn giãn nở, do đó giảm được công tiêu hao để đẩy khí ra khỏi xylanh. Ngoài ra khi giảm áp suất này thì lượng sản phẩm cháy còn lại trong ylanh cũng giảm, do đó giảm được công trong quá trình thải chính và giảm được lượng khí sót đồng thời tăng được lượng hoà khí nạp vào xylanh. Góc ứng với đoạn b’b hay góc 3 gọi là góc mở sớm của xupáp thải. Đồng thời để thải sạch khí cháy ra khỏi xylanh, xupáp thải cũng được đóng muộn hơn một chút so với thời điểm piston ở Đ T (điểm r’). óc ứng với đoạn rr’ là góc 4 gọi là góc đóng muộn của xupáp thải. Do xupáp thải mở sớm và đóng muộn nên góc quay trục khuỷu dành cho quá trình thải (3 +180 + 4 ) lớn hơn góc của hành trình thải (180 ). Áp suất và nhiệt độ của khí thải là: pr = 1,0 1,20 kG/cm 2 ; Tr = 900  1200 0 K Trên đồ thị công đoạn d1r biểu thị thời kỳ trùng điệp của xupáp nạp và xupáp thải, tức là thời kỳ mà hai xupáp cùng mở, góc ứng với đoạn d1r’ là góc (1 + 4 ) (hình1-4) gọi là góc trùng điệp của hai xupáp. Sau khi hành trình thải kết th c, thì động cơ ăng 4 kỳ một ylanh đã hoàn thành một chu kỳ làm việc và chuyển sang chu trình tiếp theo. 3. Nguyên lý làm việc của độn cơ Die e kỳ một xy lanh Sơ đồ nguyên lý 25 3.2. Nguyên lý làm việc - Nguyên lý làm việc của động cơ di s l cũng giống như động cơ ăng nhưng có một số nét khác biệt: Động cơ di s l không có hệ thống đánh lửa, nhiên liệu được nén tới áp suất cao và phun vào không khí có áp suất và nhiệt độ cao trong buồng cháy để cho nhiên liệu tự bốc cháy. Hành trình nạp Piston đi t Đ T uống Đ , upap nạp mở, xupap thải đóng. Không khí được hút vào trong xylanh qua xupap nạp. Xupap nạp mở sớm 1 góc 1 trước Đ Tđể tăng lượng không khí nạp vào xylanh. 26 Hành trình nén - Piston đi t Đ lên Đ T, các upap đóng kín, không khí trong ylanh bị nén lại tới nhiệt độ và áp suất cao, nhiệt độ buồng cháy động cơ di s l l c này khoảng 500- 8000C. Cuối hành trình nén, vòi phun phun nhiên liệu vào trong buồng cháy của động cơ. Hành trình cháy- giãn nở - Nhiên liệu được phun vào trong buồng cháy kết hợp với không khí được nén ở nhiệt độ và áp suất cao nên tự bốc cháy. Quá trình cháy sinh công đẩy piston đi uống Đ . uối hành trình cháy, xupap thải mở sớm 1 góc 2 trước Đ T nhằm tận dụng quán tính của dòng khí để thải 1 phần khí cháy. Hành trình thải - Piston đi t Đ đến Đ T, upap thải mở, khí cháy được đẩy ra ngoài qua xupap thải. Xupap thải đóng sau Đ T 1 góc 3 nhằm mục đích thải hết sản vật cháy ra ngoài Đồ thị công P-V đồ thị công P- φ - Đồ thị công của động cơ di s l bốn kỳ. Đồ thị phối khí của nó cũng tương tự như của động cơ ăng. - Tìm hiểu nguyên lý làm việc của động cơ ăng và động cơ di s l bốn kỳ ta có thể 27 rút ra một số nhận xét sau: - Trong bốn hành trình của piston, chỉ có một hành trình cháy giãn nở sinh công, ba hành trình còn lại là những hành trình chuẩn bị và được thực hiện nhờ động năng hay uán tính của các bộ phận chuyển động quay tròn (trục khuỷu, bánh đà) và một phần công sinh ra của những xylanh khác đối với động cơ nhiều xylanh. - Thời điểm mở và đóng của các xupáp nạp và thải không trùng với thời điểm piston ở Đ T và Đ được gọi là “thời điểm phối khí”. Đây cũng là một đặc điểm cơ bản để phân biệt giữa chu trình làm việc thực tế với chu trình làm việc lý thuyết. Trong chu trình làm việc lý thuyết các xupáp thải không mở sớm và đóng muộn như đã nói ở trên. Thời điểm phối khí cũng như các góc ứng với thời gian mở và đóng của các xupáp nạp và thải được biểu thị trên đồ thị phối khí. Các góc mở sớm và đóng muộn (góc phối khí) cũng như góc phun nhiên liệu hoặc gó