Mấy hôm nay em đang bận túi bụi. Để từ từ em lại phọt tiếp nhá!
Em muốn kiếm 1 cái động cơ nhiệt đốt ngoài kiểu Sterling về làm thử máy phát điện.
Sterling hiệu suất thấp lắm cụ ơi. Nó được cái ưu điểm là đơn giản, dễ chế tạo và có thể dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, miễn là đốt cháy và sinh nhiệt được.
À thêm cái nữa nó dùng được cho tàu ngầm vì có thể đốt và xả thải được trong điều kiện áp suất cao khi tàu ngầm lặn sâu. Vì động cơ đốt trong không thể hoạt động được ở điều kiện áp suất cao như thế.
Em nhắm đến cái ưu điểm của nó mà cụ
Máy hơi nước là kinh điển nhất. Cụ dùng nồi áp suất làm nồi hơi đê 😆😆😆😆
@Bịch_lieu84 xem chế quả này siêu đơn giản và gọn nhẹ, đốt rơm cũng được
Chế chơi quay Youtube chứ hoạt động không chắc qua đc 1 tuần
Ấy là về nguyên lý. Chứ cụ thích chế chạy thật thì phải dùng bộ piston xi lanh hịn chứ, và có thể dùng nhiều xi lanh nhỏ để tốc độ quay ổn định hơn.
Mình không thích dùng van cơ khí thì dùng van phân phối hơi bằng điện cũng cũng ngon 😁
Mấy hôm nay em đang bận túi bụi. Để từ từ em lại phọt tiếp nhá!
Em muốn kiếm 1 cái động cơ nhiệt đốt ngoài kiểu Sterling về làm thử máy phát điện.
Sterling hiệu suất thấp lắm cụ ơi. Nó được cái ưu điểm là đơn giản, dễ chế tạo và có thể dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, miễn là đốt cháy và sinh nhiệt được.
À thêm cái nữa nó dùng được cho tàu ngầm vì có thể đốt và xả thải được trong điều kiện áp suất cao khi tàu ngầm lặn sâu. Vì động cơ đốt trong không thể hoạt động được ở điều kiện áp suất cao như thế.
Em nhắm đến cái ưu điểm của nó mà cụ
Máy hơi nước là kinh điển nhất. Cụ dùng nồi áp suất làm nồi hơi đê 😆😆😆😆
@Bịch_lieu84 xem chế quả này siêu đơn giản và gọn nhẹ, đốt rơm cũng được
Chế chơi quay Youtube chứ hoạt động không chắc qua đc 1 tuần
Ấy là về nguyên lý. Chứ cụ thích chế chạy thật thì phải dùng bộ piston xi lanh hịn chứ, và có thể dùng nhiều xi lanh nhỏ để tốc độ quay ổn định hơn.
Mình không thích dùng van cơ khí thì dùng van phân phối hơi bằng điện cũng cũng ngon 😁
Không biết có bán sẵn ko nhỉ, bởi vì động cơ hơi nước mà muốn công suất ổn thì hình như đòi hỏi nhiệt độ khá cao
Mời các cụ ghé trang trại nhà em :
https://otonet.fun/forums/postid/7861/
Mấy hôm nay em đang bận túi bụi. Để từ từ em lại phọt tiếp nhá!
Em muốn kiếm 1 cái động cơ nhiệt đốt ngoài kiểu Sterling về làm thử máy phát điện.
Sterling hiệu suất thấp lắm cụ ơi. Nó được cái ưu điểm là đơn giản, dễ chế tạo và có thể dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, miễn là đốt cháy và sinh nhiệt được.
À thêm cái nữa nó dùng được cho tàu ngầm vì có thể đốt và xả thải được trong điều kiện áp suất cao khi tàu ngầm lặn sâu. Vì động cơ đốt trong không thể hoạt động được ở điều kiện áp suất cao như thế.
Em nhắm đến cái ưu điểm của nó mà cụ
Máy hơi nước là kinh điển nhất. Cụ dùng nồi áp suất làm nồi hơi đê 😆😆😆😆
@Bịch_lieu84 xem chế quả này siêu đơn giản và gọn nhẹ, đốt rơm cũng được
Chế chơi quay Youtube chứ hoạt động không chắc qua đc 1 tuần
Ấy là về nguyên lý. Chứ cụ thích chế chạy thật thì phải dùng bộ piston xi lanh hịn chứ, và có thể dùng nhiều xi lanh nhỏ để tốc độ quay ổn định hơn.
Mình không thích dùng van cơ khí thì dùng van phân phối hơi bằng điện cũng cũng ngon 😁
Không biết có bán sẵn ko nhỉ, bởi vì động cơ hơi nước mà muốn công suất ổn thì hình như đòi hỏi nhiệt độ khá cao
Công suất chủ yếu phụ thuộc công suất nhiệt và lưu lượng sinh hơi thôi lão. Còn nhiệt độ cao nó ảnh hưởng đến hiệu suất sinh công. Trong máy hơi nước người ta dùng hơi quá nhiệt - em chưa nghĩ ra cách nào giải thích cho dễ hiểu, dể từ từ em nghĩ đã
Còn dùng bộ piston xi lanh thì chỉ cần duy trì áp suất hơi 6-8kg/cm2 là làm được khối chuyện roài.
Mấy hôm nay em đang bận túi bụi. Để từ từ em lại phọt tiếp nhá!
Em muốn kiếm 1 cái động cơ nhiệt đốt ngoài kiểu Sterling về làm thử máy phát điện.
Sterling hiệu suất thấp lắm cụ ơi. Nó được cái ưu điểm là đơn giản, dễ chế tạo và có thể dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, miễn là đốt cháy và sinh nhiệt được.
À thêm cái nữa nó dùng được cho tàu ngầm vì có thể đốt và xả thải được trong điều kiện áp suất cao khi tàu ngầm lặn sâu. Vì động cơ đốt trong không thể hoạt động được ở điều kiện áp suất cao như thế.
Em nhắm đến cái ưu điểm của nó mà cụ
Máy hơi nước là kinh điển nhất. Cụ dùng nồi áp suất làm nồi hơi đê 😆😆😆😆
@Bịch_lieu84 xem chế quả này siêu đơn giản và gọn nhẹ, đốt rơm cũng được
Chế chơi quay Youtube chứ hoạt động không chắc qua đc 1 tuần
Ấy là về nguyên lý. Chứ cụ thích chế chạy thật thì phải dùng bộ piston xi lanh hịn chứ, và có thể dùng nhiều xi lanh nhỏ để tốc độ quay ổn định hơn.
Mình không thích dùng van cơ khí thì dùng van phân phối hơi bằng điện cũng cũng ngon 😁
Không biết có bán sẵn ko nhỉ, bởi vì động cơ hơi nước mà muốn công suất ổn thì hình như đòi hỏi nhiệt độ khá cao
Công suất chủ yếu phụ thuộc công suất nhiệt và lưu lượng sinh hơi thôi lão. Còn nhiệt độ cao nó ảnh hưởng đến hiệu suất sinh công. Trong máy hơi nước người ta dùng hơi quá nhiệt - em chưa nghĩ ra cách nào giải thích cho dễ hiểu, dể từ từ em nghĩ đã
Còn dùng bộ piston xi lanh thì chỉ cần duy trì áp suất hơi 6-8kg/cm2 là làm được khối chuyện roài.
Ngồi chế cháo đòi hỏi nhiều thứ quá, kiếm đồ làm sẵn thôi cụ ơi
Mời các cụ ghé trang trại nhà em :
https://otonet.fun/forums/postid/7861/
Mấy hôm nay em đang bận túi bụi. Để từ từ em lại phọt tiếp nhá!
Em muốn kiếm 1 cái động cơ nhiệt đốt ngoài kiểu Sterling về làm thử máy phát điện.
Sterling hiệu suất thấp lắm cụ ơi. Nó được cái ưu điểm là đơn giản, dễ chế tạo và có thể dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, miễn là đốt cháy và sinh nhiệt được.
À thêm cái nữa nó dùng được cho tàu ngầm vì có thể đốt và xả thải được trong điều kiện áp suất cao khi tàu ngầm lặn sâu. Vì động cơ đốt trong không thể hoạt động được ở điều kiện áp suất cao như thế.
Em nhắm đến cái ưu điểm của nó mà cụ
Máy hơi nước là kinh điển nhất. Cụ dùng nồi áp suất làm nồi hơi đê 😆😆😆😆
@Bịch_lieu84 xem chế quả này siêu đơn giản và gọn nhẹ, đốt rơm cũng được
Chế chơi quay Youtube chứ hoạt động không chắc qua đc 1 tuần
Ấy là về nguyên lý. Chứ cụ thích chế chạy thật thì phải dùng bộ piston xi lanh hịn chứ, và có thể dùng nhiều xi lanh nhỏ để tốc độ quay ổn định hơn.
Mình không thích dùng van cơ khí thì dùng van phân phối hơi bằng điện cũng cũng ngon 😁
Không biết có bán sẵn ko nhỉ, bởi vì động cơ hơi nước mà muốn công suất ổn thì hình như đòi hỏi nhiệt độ khá cao
Công suất chủ yếu phụ thuộc công suất nhiệt và lưu lượng sinh hơi thôi lão. Còn nhiệt độ cao nó ảnh hưởng đến hiệu suất sinh công. Trong máy hơi nước người ta dùng hơi quá nhiệt - em chưa nghĩ ra cách nào giải thích cho dễ hiểu, dể từ từ em nghĩ đã
Còn dùng bộ piston xi lanh thì chỉ cần duy trì áp suất hơi 6-8kg/cm2 là làm được khối chuyện roài.
Ngồi chế cháo đòi hỏi nhiều thứ quá, kiếm đồ làm sẵn thôi cụ ơi
Mấy loại này ko có làm sẵn đâu lão ơi. Vì hiệu suất nó thấp và không đảm bảo đc tính gọn nhẹ ăn ngay nên sẽ không có thị trường. Mà đã không có thị trường thì chẳng ai làm sắn cả 😖
Hế lô các cụ. bận quá nên giờ em lại phọt thêm một chút về động cơ đốt trong.
Hiện nay phổ biến nhất là động cơ đốt trong 4 kỳ, vì vậy em đi sâu chút về loại động cơ này để các cụ cùng chém.
Động cơ bốn kỳ
Động cơ 4 kỳ là loại động cơ phổ biến nhất hiện nay. Hoạt động căn bản của động cơ theo 4 kỳ hút-nén-nổ-xả tương ứng với 2 vòng quay của trục khuỷu. Để đơn giản chúng ta cùng xem xét động cơ 4 kỳ đơn, dùng phương pháp đốt cháy hỗn hợp bằng tia lửa điện (Bugi). Động cơ hoạt động theo chu trình Otto
Cấu tạo cơ bản
Hình minh họa cho ta thấy các bộ phận cơ bản của 1 động cơ 4 kỳ 1 xilanh, dùng phương pháp đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu bằng tia lửa điện.
Nhiên liệu loại động cơ này có thể là xăng, hỗn hợp xăng-cồn, gas
- Bộ lọc khí nạp: Bộ phận này có tác dụng lọc sạch không khí trước khi nạp choc ho động cơ. Thường sử dụng màng lọc bằng xốp, giấy gấp……bộ phận này thường phải thay định kỳ sau một thời gian hoạt động của động cơ.
- Với các xe đời mới, sau bộ lọc khí sẽ được gắn các bộ cảm biến để đo lưu lượng khí, nhiệt độ khí nạp, thậm trí cả áp suất khí quyển ….để phục vụ cho hệ thống phun xăng điện tử điều chỉnh việc phun nhiên liệu.
- Bộ chế hòa khí: Bộ phận này có tác dụng phun nhiên liệu thành các hạt mịn, nhỏ để hòa trộn vào khí nạp với tỷ lệ tối ưu để đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu và hỗn hợp nhiên liệu cháy sinh công tối ưu nhất.
- Với các xe đời cũ, dùng chế hòa khí dạng cơ khí hoạt động theo nguyên lý Becnuli với rất nhiều các loại vít chỉnh phức tạp cho các chế độ vận hành khác nhau của động cơ.
- Với các xe đời mới dùng phun xăng điện tử. Xăng được nén với áp suất cao và được phun qua kim phun điều khiển điện tử.
- Bướm ga: Bướm ga điều tiết lưu lượng khí nạp để điều chỉnh công suất động cơ.
- Với các xe đời mới, trên bướm ga có gắn bộ cảm biến góc mở bướm ga phục vụ điều khiển phun xăng điện tử.
- Họng nạp: Dẫn hỗn hợp khí vào buồng đốt.
- Van nạp (Supap nạp): Đóng mở đường cấp khi nạp tương ứng với các kỳ làm việc của động cơ.
- Van xả (Supap xả): Điều khiển quá trình xả hỗn hợp khí đã cháy từ buồng đốt ra ngoài.
- Họng xả: Dẫn đường khí xả từ động cơ vào hệ thống tiêu âm, xử lý khí thải.
- Với các xe đời mới dùng phun nhiên liệu điện tử, tại họng này có gắn cảm biến oxi để đo lường nồng độ oxi dư thừa cấp cho bộ điều khiển phun nhiên liệu tiến hành điều chỉnh phun nhiên liệu được tối ưu.
- Đặc điểm của các bộ cảm biến oxi là chỉ làm việc khi nhiệt độ >60 độ C, nên với các xe đời cũ, phải nổ máy một lúc thì bộ cảm biến oxi mới làm việc. Với các xe đời mới thì trong cảm biển oxi có bộ sấy, khi mở khóa điện bộ sấy sẽ sấy nóng cảm biến trong vài giây để bộ cảm biến có thể làm việc được ngay.
- Bộ giảm thanh: Do đặc điểm nhiệt độ và áp suất khí xả của động cơ 4 kỳ rất cao, khi thoát ra đường xả sẽ sinh tiếng nổ lớn (động cơ nổ), do đó khí xả phải được dẫn qua bộ tiêu âm để giảm bớt âm thanh cường độ lớn ra môi trường.
- Ngoài ra, cùng với bộ tiêu âm, thường gắn thêm các bộ xúc tác xử lý khí thải (Catalyst) để hạn chế gây ô nhiễm môi trường.
- Với các xe đời mới, sau bộ xử lý khí thải có gắn thêm cảm biến khí thải để đánh giá tình trạng hoạt động của bộ xử lý khí thải. Nếu bộ xử lý khí thải bị lỗi, sẽ xuất hiện thông báo lỗi trên xe.
- Trục cam: Có chức năng thực hiện đóng mở các Van nạp, Van xả phối hợp thực hiện các kỳ hoạt động của động cơ. Do hoạt động đồng bộ theo từng kỳ của động cơ nên trục cam thường liên động với trục khuỷu của động cơ thông qua bánh răng, xích, dây curoa có răng.
- Tùy theo cấu tạo của từng loại động cơ mà có thể dùng 1 trục cam điều khiển đồng thời Van hút, Van xả (Động cơ SOHC - Single Overhead Cam), hoặc động cơ dùng 2 trục cam riêng biệt cho Van hút và Van xả (Động cơ DOHC - Double Overhead Cam). Hình vẽ đang mô tả động cơ DOHC
- Ngoài ra, để tối ưu sự hoạt động của động cơ ở các dải công suất khác nhau, ngày nay các hãng sản xuất còn áp dụng nhiều công nghệ khác nhau để điều thay đổi góc mở (thời điểm mở), độ mở của các van xả, hút của động cơ.
- Bugi: Để phóng tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu đã được nén trong buồng đốt.
- Piston: Di chuyển tịnh tiến trong xi lanh để thực hiện các chu kỳ hoạt động của động cơ.
- Tay biên: Truyền lực giữa piston và trục khuỷu của động cơ. Chuyển đổi qua lại giữa chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.
- Trục khuỷu: Chuyển đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay và ngược lại. Là nơi tiếp nhận công sinh ra và dự trữ năng lượng cho các kỳ không sinh công của động cơ. Trên trục khuỷu có gắn bánh đà nặng để dự trữ năng lượng (không thể hiện trên hình vẽ)
- Đối trọng: Do chuyển động của piston là chuyển động tịnh tiến. Quá trình hoạt động của động cơ sẽ sinh ra sự rung lắc. Trên trục khuỷu sẽ bố trí đối trọng để cân bằng triệt tiêu sự rung lắc này.
- Khoang máy: Nơi chứa dầu bôi trơn, là không gian chịu nén và giãn nở không khí trong quá trình piston chuyển động tịnh tiến, là nơi chứa khí cháy bị lọt một phần qua khe hở giữa piston và xi lanh. Tại khoan máy có bố trí ống thông hơi (cân bằng áp suất) với áp suất không khí bên ngoài.
- Dầu bôi trơn: Dầu tại đây đường bơm dầu (tích hợp với trục khuỷu) để đưa dầu đi bôi trơn các chi tiết chuyển động của máy, tránh mài mòn.
- Cần chú ý lượng dầu được nạp vào cần tuân thủ đúng định mức của nhà sản xuất. Nếu ít quá sẽ không đủ dầu để bôi trơn, nếu nhiều quá, dầu sẽ chiếm không gian của khoang máy, giảm thể tích giãn nở của không khí trong khoang máy có thể gây sự cố cho động cơ.
- Rốn xả dầu: Dùng để xả dầu thay thế định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Trong quá trình làm việc của động cơ sẽ phát sinh các cặn do sự mài mòn của các chi tiết máy, do sự lão hóa của dầu….do đó rốn xả dầu luôn được bố trí ở vị trí thấp nhất để xả hết cả các cặn bẩn từ động cơ.
Tạm thế đã, kỳ sau em phọt tiếp
Em lại chém tiếp
Nguyên lý hoạt động động cơ 4 kỳ đánh lửa chủ động - bugi
- Kỳ nạp (hút): Kỳ thứ nhất bắt đầu khi piston ở vị trí điểm chết trên (ĐCT) di chuyển xuống dưới và kết thúc khi piston ở điểm chết dưới (ĐCD). Trong suốt kỳ nạp, van nạp mở, van xả đóng. Lúc này áp suất trong buồng xi lanh giảm, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được "nạp" (hút) vào xi lanh trong lúc piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD. Khi piston xuống đến điểm chết dưới, van hút đóng lại.
Lưu ý: kỳ này chưa sinh công, chuyển động ban đầu phải dùng năng lượng bên ngoài.
- Kỳ nén: Trong kỳ thứ hai (hai van đều đóng), piston nén hỗn hợp khí và nhiên liệu trong xi lanh khi chuyển động từ ĐCD lên ĐCT. Ở cuối kỳ thứ hai (piston ở tại ĐCT), hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt bằng bộ phận đánh lửa gọi là bougie (bugi).
Trong thực tế, để đảm bảo đốt hoàn toàn hỗn hợp khí cháy được nén trong xi lanh, khi piston gần lên điểm chết trên (ĐCT) thì hệ thống đánh lửa đã thực hiện đánh lửa sớm để đốt cháy hỗn hợp. Thời điểm đánh lửa sớm này thường được so sánh với góc quay của trục khuỷu tại ĐCT nên thường được gọi là “Góc đánh lửa sớm” hay gọi tắt là góc đánh lửa.
Góc đánh lửa sẽ tùy thuộc vào kết cấu, tốc độ làm việc của động cơ do nhà sản xuất tính toán để tối ưu với loại động cơ họ sản xuất, chế tạo. Thường dao động từ 5-20 độ sớm hơn so với ĐCT.
Thể tích buồng đốt càng lớn, tốc độ quay càng cao thì góc đánh lửa càng lớn.
Các loại động cơ dùng cho phương tiện giao thông, do tốc độ động cơ làm việc trong một dải rộng nên sẽ có bộ phận tự động điều chỉnh góc đánh lửa theo tốc độ, công suất làm việc của động cơ.
Với các động cơ cổ điển, người ta dùng cơ chế quả tạ quay ly tâm đồng bộ với trục khuỷu để điều chỉnh góc đánh lửa (điều chỉnh cơ khí)
Với các động cơ hiện đại người ta dùng mạch điện tử (IC) để điều chỉnh góc đánh lửa (điều chỉnh điện tử).
Lưu ý: kỳ này chưa sinh công, thậm chí tiêu hao khá nhiều công để nén hỗn hợp.
- Kỳ nổ: Hay còn gọi là kỳ đốt, kỳ sinh công. Trong kỳ thứ ba (các van vẫn tiếp tục được đóng), hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt cháy. Vì nhiệt độ tăng dẫn đến áp suất của hỗn hợp khí tăng. Hỗn hợp khí cháy giãn nở đẩy piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD. Chuyển động tịnh tiến của piston được chuyển bằng thanh truyền đến trục khuỷu và được biến đổi thành chuyển động quay. Trên trục khuỷu có gắn bánh đà nặng để tiếp nhận và tích trữ năng lượng được truyền đến từ Piston. Khi piston ở ĐCD (kết thúc kỳ nổ), van xả bắt đầu mở để chuẩn bị cho kỳ thứ tư, đồng thời giảm áp suất trong xi lanh bắt đầu giảm xuống.
Do áp suất khí cháy vẫn rất cao nên khi van xả mở, hỗn hợp khí cháy thoát ra ngoài gây tiếng nổ mạnh – do đó gọi là động cơ nổ, hay máy nổ. Cũng vì vậy trên đường xả ra người ta thường xử dụng ống xả có hệ thống tiêu âm, giảm âm để giảm tiếng ồn.
Lưu ý: Đây là kỳ duy nhất sinh công trong động cơ 4 kỳ. Công sinh ra ở kỳ này được tích lũy ở bánh đà để sử dụng một phần cho các kỳ còn lại của động cơ.
- Kỳ xả: Trong kỳ thứ tư (van nạp đóng, van xả mở), do bánh đà đã tích lũy năng lượng trong quá trình sinh công, theo quán tính sẽ đẩy piston chuyển động từ ĐCD lên ĐCT, đẩy khí từ trong xi lanh qua ống xả thải ra môi trường. Kết thúc kỳ xả, van nạp bắt đầu mở, van xả đóng lại, chu trình lặp lại từ đầu.
Lưu ý: kỳ này cũng là kỳ không sinh công.
Như vậy, chuyển động của piston ở kỳ thứ nhất, hai và bốn là nhờ vào năng lượng được tích trữ bởi bánh đà gắn ở trục khuỷu trong kỳ thứ ba (kỳ sinh công). Để tăng công suất động cơ, cũng giúp cho động cơ quay đều hơn, êm hơn, có thể thêm nhiều xi lanh ghép vào cùng trục khuỷu.
Do trong lúc khởi động chưa có đà nên trục khuỷu phải được quay từ bên ngoài bằng một thiết bị khởi động như dây (ở máy cưa, ca nô,...), cần khởi động (ở xe máy,...), tay quay khởi động (ở ô tô cổ, xe cải tiến, xe kéo nông nghiệp,...) hay một động cơ điện nhỏ (ở xe máy, ô tô,... hiện đại). Thậm chí các máy công suất lớn còn dùng động cơ đốt trong loại nhỏ để khởi động động cơ loại lớn.
Việc điều khiển quá trình đóng mở các van hút-xả được điều khiển bằng trục cam. Trục này được gắn quay đồng bộ với với trục khuỷu nhờ cơ cấu giảm tốc 1:2. Cơ cấu giảm tốc có thể là bánh răng, xích cam-bánh răng, dây curoa răng-puli răng….do yêu cầu phải đồng bộ với trục khuỷu nên tất cả các cơ cấu cam phải truyền động bằng răng – chống trượt – và có đánh dấu điểm gốc khi tiến hành lắp đặt.
Trong thực tế, có thời điểm rất ngắn cả 2 van nap và van xả được mở đồng thời, do đó cơ cấu cam được thiết kế sao cho van nạp và van xả được mở cùng một lúc trong một thời gian ngắn khi chuyển từ kỳ xả sang kỳ nạp. Khí thải thoát ra với vận tốc cao sẽ hút khí mới vào buồng đốt nhằm nạp khí mới vào xi lanh tốt hơn và tăng áp suất đốt.
Cơ cấu đóng mở van có thể dùng con đội trực tiếp tì vào van, dùng đòn bẩy (cò mổ cam), dùng thanh truyền – cò mổ (đũa đẩy cam)….
Em lại đi lướt qua các loại động cơ. Sau đó sẽ đi sâu hơn chút về động cơ 4 kỳ là loại thông dụng nhất.
Động cơ 2 kỳ
Động cơ hai kỳ không có các van nạp và van xả như động cơ bốn kỳ. Thay vào đó là các lỗ nạp và lỗ xả khí đặt trực tiếp trong thành xi lanh, được đóng–mở do chuyển động của piston. Lỗ xả kiểm soát dòng khí nạp và khí xả khi piston ở gần điểm chết dưới (ĐCD). Chu trình cơ bản của động cơ hai kỳ như sau:
- Kỳ nén: Bắt đầu khi piston ở vị trí gần điểm chết trên (ĐCT), đóng lỗ nạp và lỗ xả. Khi đó, piston nén hỗn hợp hòa khí bên trong xi lanh và đồng thời nạp hòa khí mới vào buồng đốt(cacte). Khi piston đến vị trí ĐCT, quá trình nổ diễn ra.Trong hành trình piston đi lên thực hiện kỳ nén, đồng thời phía dưới piston sẽ thực hiện hút hỗn hợp nhiên liệu vào khoang máy.
- Kỳ nổ: Hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt cháy ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Hỗn hợp khí giãn nở thể tích, làm đẩy piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD. Khi piston xuống, lỗ xả được bố trí cao hơn lỗ nạp sẽ mở trước để khí cháy thoat ra. Khi gần đến ĐCD lỗ nạp cũng được mở ra. Phần lớn lượng khí cháy thoát ra khỏi xi lanh; đồng thời, lượng hòa khí mới được đẩy từ khoang máy vào buồng đốt qua lỗ nạp - lúc này do van 1 chiều ở họng nạp đóng nên hỗn hợp khí không thể thoát ra ngoài họng nạp được. Hình dạng thiết kế của piston và lỗ nạp–xả được thiết kế sao cho khí nạp không bị hút trực tiếp vào lỗ xả để đạt hiệu quả quét khí xả cao nhất.
Trong động cơ hai kỳ, mỗi chu trình quay của trục khuỷu sẽ có một kỳ sinh công. Về mặt lý thuyết, động cơ hai kỳ có công suất cao gấp đôi so với động cơ bốn kỳ trong cùng điều kiện như dung tích xi lanh, tốc độ piston v.v. Tuy nhiên, việc nạp hòa khí vào đầy dung tích xi lanh rất khó thực hiện; đồng thời, một lượng hòa khí mới sẽ bị thoát ra ngoài theo khí xả trong quá trình quét khí. Ngoài ra, trong xi lanh luôn tồn chứa một lượng khí sót của quá trình nổ; lượng khí sót này giảm hiệu suất của kỳ nổ. Do vậy, trong thực tế, hiệu suất của động cơ hai kỳ không thể cao gấp đôi so với động cơ bốn kỳ.
Ưu điểm của động cơ hai kỳ:
- Động cơ hai kỳ có mật độ năng lượng lớn hơn vì tạo ra công trong mỗi một vòng quay của trục khuỷu. Tỉ số công suất trên khối lượng động cơ của động cơ hai kỳ cao hơn so với động cơ bốn kỳ. Với cùng dung tích xi lanh, công suất động cơ hai kỳ tạo ra có thể cao hơn từ 1,4 đến 1,6 lần so với động cơ bốn kỳ.
- Do không sử dụng các xu páp nạp–xả, động cơ hai kỳ có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn động cơ bốn kỳ với cùng kích thước động cơ.
- Các động cơ hai kỳ có thể được chế tạo đơn giản và rẻ tiền hơn vì ngược với động cơ bốn kỳ, loại động cơ này không cần có bộ phận điều khiển van.
Nhược điểm của động cơ hai kỳ:
- Do đặc điểm làm việc của động cơ 2 kỳ là cả mặt trên và dưới của Piston đều phải làm việc với nhiên liệu. Do đó khó khăn trong việc bôi trơn giữa Piston và xi lanh của động cơ. Vì vậy nhiên liệu dùng cho động cơ hai kỳ là hỗn hợp giữa xăng và dầu nhờn. Dầu nhờn có nhiệm vụ bôi trơn thành xi lanh khi piston chuyển động tịnh tiến. Hiệu năng cháy của hỗn hợp nhiên liệu này thấp hơn so với xăng khi không có dầu nhờn. Ngoài ra, một phần hỗn hợp không khí và nhiên liệu không được đốt trong lúc đẩy khí thải thoát ra ngoài. Điều này có thể được khắc phục nhờ bộ phận phun nhiên liệu trực tiếp (ví dụ như ở động cơ diesel).
- Do mỗi vòng quay của piston đều có kỳ nổ, nên nhiệt độ động cơ hai kỳ nóng hơn, dẫn đến giảm độ bền động cơ.
- Các động cơ hai kỳ không có được công suất như động cơ bốn kỳ ngày nay vì khác với động cơ hai kỳ chúng đã không được tiếp tục cải tiến nữa và đã bị động cơ bốn kỳ đẩy lùi do tốn nhiên liệu hơn và vì có khí thải xấu hơn.
Ứng dụng
Động cơ hai kỳ được sử dụng phần lớn ở các ứng dụng mà giá thành động cơ và mật độ năng lượng được ưu tiên hơn tiêu thụ nhiên liệu và bảo vệ môi trường. Trước tiên là cho những động cơ có dung tích nhỏ như ở các loại xe gắn máy nhỏ, máy cưa cầm tay, máy cắt cỏ, bơm nước loại nhỏ, mô hình có động cơ, trong thể thao đua mô tô.....
Bổ xung thêm loại động cơ 2 thì Diesel công suất lớn dùng cho tàu thủy
Loại động cơ này thường hoạt động ở tốc độ chậm nhưng công suất rất lớn. Thường được lắp đặt trên tàu thủy.
Do loại động cơ này có hành trình piston rất dài nên lực được truyền qua hệ thanh truyền và tay biên.
Cấu tạo cơ bản là trên đỉnh xi lanh có bố trí 1 van xả (supap xả), 1 van phun nhiên liệu (kim phun), phía dưới xi lanh có bố trí lỗ để nạp không khí. Hệ thống nạp thường sử dụng máy nén bên ngoài, có thể máy nén độc lập hoặc dùng cơ chế Turbo để kéo máy nén.
Khi piston đi xuống ĐCD, lỗ nạp được mở ra, không khí được đẩy vào buồng đốt. Piston chuyển động lên trên sẽ đóng lỗ nạp và bắt đầy quá trình nén không khí trong buồng đốt. Do hành trình dài nên áp suất nén rất cao, nhiệt độ khí nén tăng cao đủ để đốt cháy nhiên liệu (>600 độ C).
Khi piston đến ĐCT, nhiên liệu dầu được nén áp suất cao sẽ phun vào buồng đốt dưới dạng sương mù. Do nhiệt độ khí nén đủ cao để dầu tự cháy, giãn nở sinh công đẩy piston đi xuống.
Khi piston gần đến ĐCD, van xả sẽ mở ra để khí thải thoát ra ngoài. Khi piston xuống đến ĐCD, lỗ nạp mở. Không khí nạp được đẩy vào, đồng thời cũng đẩy nốt hỗn hợp khí đã cháy ra ngoài. Chu trình lại lặp lại.
Kì cạch mới lại cửu được tí để phọt tiếp
Câu chuyện về các động cơ chu trình Otto , Atkinson và Miller
Chu trình Otto
Đây là chu trình cơ bản của động cơ đốt trong 4 kỳ như chúng ta đã biết. Gồm 4 kỳ Hút-Nén-Nổ-Xả.
Trong 4 kỳ này thì chỉ duy nhất có kỳ Nổ là sinh công, các kỳ còn lại là kỳ tiêu thụ công. Trong đó kỳ Nén là kỳ tiêu thụ nhiều công nhất. Quá trình nén bắt đầu được thực hiện khi Piston đi từ ĐCD lên ĐCT.
Cụ Atkison liền nghĩ tại sao không giảm bớt hao phí công bằng cách giảm bớt hành trình nén xuống. Như vậy sẽ tăng hiệu quả sinh công cho động cơ?!
Vào cụ Atkison bắt tay vào biến ý tưởng thành hiện thực!
Chu trình Atkison
Sau một hồi ngâm cứu, năm 1887 cụ Atkison đã trình làng 1 động cơ thực tế thực hiện được đúng ý tưởng ban đầu của cụ.
Với 1 thiết kế cơ khí sáng tạo – phức tạp hơn chút – rút ngắn được hành trình nén của Piston.
Nhìn hình minh họa hoa cả mắt
Nguyên lý hoạt động động cơ Atkison
Theo hình vẽ trên trục khuỷu (màu đỏ) có độ dài là a – quay theo chiều kim đồng hồ.
Thanh nối chính (màu tím) có độ dài là b
Tay biên màu xanh biển, hệ thanh nối trung gian màu cam
Chiều dài trục khuỷu (L) quy đổi sẽ là tổng đại số của (a+b) sẽ tùy theo vị trí góc quay mà sẽ có sự biến thiên thay đổi. Sự thay đổi L dẫn đễn sự thay đổi chiều dài hành trình của Piston.
Kỳ hút: Piston đi xuống chiều dài trục khuỷu quy đổi L=b-a. Lúc này trục khuỷu là ngắn nhất nên hành trình của piston cũng là ngắn.
Kỳ nén: hệ trục khuỷu tiếp tục quay theo chiều kim đồng hồ thực hiện kỳ nén. Lúc này chiều dài trục khuỷu quy đổi vẫn là L=b-a. Hành trình nén vẫn là ngắn.
Kỳ nổ: Khi piston lên ĐCT thì bắt đầu kỳ nổ sinh công. Lúc nào chiều dài quy đổi của trục khuỷu sẽ là L=a+b. Chiều dài L tăng lên, dẫn đến hành trình piston tăng lên. Piston nhận được nhiều công sinh ra hơn của quá trình giãn nở khí cháy
Kỳ xả: Xả như chu trình Otto
Video tham khảo khác của động cơ Atkison
Ưu nhược điểm của động cơ Atkinson
Ưu điểm: động cơ Atkinson có ưu điểm tiết kiệm nhiên liệu, hiệu suất cao hơn so với động cơ chu trình Otto
Nhược điểm: do rút ngắn hành trình nén nên tỉ số nén của động cơ không cao, khả năng tăng tốc kém. Cấu tạo phức tạp, khó bảo trì bảo dưỡng…
Tuy nhiên, hiệu năng tổng thể của của động cơ Atkinson vẫn cao hơn động cơ Otto. Để bù lại tính năng tăng tốc kém của động cơ Atkinson, hiện nay có nhiều giải pháp như dùng ghép với động cơ điện (xe Hybrid), sử dụng turbo tăng áp…..
Chu trình Miller
Do các nhược điểm nêu trên nên động cơ Atkinson đã “chết lâm sàng” và phải nhường chỗ cho động cơ chu trình Otto phát triển rầm rộ cho đến tận năm 1957. Khi đó, cụ Miller cũng đang ủ miu loại động cơ vẫn hoạt động theo ý tưởng của Atkinson, nhưng phải đơn giản và gọn nhẹ hơn.
Vậy là sau gần 1 thế kỷ từ khi ý tưởng của cụ Atkinson ra đời rồi bị chết yểu. Thế hệ “con cháu các cụ” mới thực hiện tiếp được ý tưởng của cụ với một giải pháp đơn giản đến bất ngờ!
Thay vì đám kết cấu cơ khí phức tạp của cụ Atkinson, cụ Miller dùng giải pháp rất đơn giản, đó là vác động cơ Otto ra chế cháo, điều chỉnh đóng van nạp (supap nạp) đóng muộn đi một chút. Như vậy quá trình piston đi lên của kỳ nén, hỗn hợp khí nạp được đẩy ngược ra ngoài qua van nạp. Do van nạp vẫn mở nên áp suất trong buồng xi lanh vẫn bằng áp suất họng nạp - chưa mất công nén.
Sau khi piston đi lên (khoảng 20-30% hành trình) mới tiến hành đóng van nạp để thực hiện kỳ nén hỗn hợp nhiên liệu.
Tất nhiên khi thực hiện thao tác này, động cơ Miller cũng sẽ lặp lại nhược điểm của cụ Atkinson là yếu đi một chút, khả năng tăng tốc vẫn kém như thường – chỉ giúp đơn giản được phần kết cấu cơ khí.
May quá thời cụ Miller đã có giải pháp khắc phục, đó là dùng bộ siêu nạp (Super chager). Khi dùng bộ siêu nạp, hỗn hợp khí nạp vẫn đảm bảo được đủ lượng cần thiết để sinh công và khắc phục được các nhược điểm của động cơ Atkinson cổ điển – chắc cụ Atkinson có sống lại cũng cay mũi lắm… he he.
Ở đây lại phát sinh thêm bộ Siêu nạp. Đây là hệ thống máy nén khí chạy bằng lực kéo trục khuỷu của động cơ thông qua puli và dây curoa. Về cơ bản, bộ siêu nạp cũng tiêu thụ một phần công suất của động cơ, nhưng hiệu quả nó mang lại nhiều hơn phần tiêu thụ của nỏ.
Về kết cấu, bộ siêu nạp là hệ thống rời với động cơ nên việc chế tạo, bảo trì bảo dưỡng cũng dễ hơn giàn cơ khí loằng ngoằng của động cơ Atkinson cổ điển. Nhưng dù sao nó cúng vẫn đắt so với động cơ thường…he he.
Nổi tiếng nhất của ứng dụng động cơ Miller trên ô tô là xe Mazda Millenia (hay Xedos 9 hay Eunos 800) – ông Mazda này rất chịu khó mày mò ứng dụng các động cơ lạ như động cơ xoay Wankel trên Mazda MX-30 chẳng hạn.
Quay lại em Mazda Millenia, em này dùng động cơ chu trình Miller có mã KJ-ZEM dung tích 2.3l với bộ siêu nạp có thông số so sánh với động cơ Otto hút khí tự nhiên V6 2.5l khá ấn tượng với mức tiêu thụ nhiên liệu ngon lành hơn hẳn.
Mức đốt xăng lần lượt Miller 8.4l/100km và Otto 9.9l/100km
Tuy nhiên, thật đáng buồn là em Miller KJ-ZEM cũng lại chết yểu vì giá thành quá cao, nên chỉ tồn tại được 1 thời gian ngắn trên thị trường.
Khi động cơ Miller KJ-ZEM chuẩn bị tèo hẳn thì anh TOYOTA lại nhảy vào hồi sinh dòng động cơ Atkinson/Miller bằng việc lắp lên xe Hybird Prius vào năm 1997 với đông cơ Miller 1NZ-FXE.
Thay vì dùng bộ siêu nạp đắt tiền để khắc phục tính ì khi tăng tốc của động cơ Miller, TOY dí ngay cho quả động cơ điện. Đặc điểm của động cơ điện là có moment xoắn tức thời rất cao, bù đắp được điểm yếu của động cơ Atkinson/Miller…..hợp như cậu với mợ …he he.
Sau này các dòng xe Hybrid của TOY đều sử dụng động cơ Atkinson/Miller.
Oánh nái tí về xứ rau.
Xứ Rau cũng có anh V nhảy vào làm a tô. Trên tinh thần đi tắt đón đầu, anh khuân luôn công nghệ tây về rồi chế cháo cho nó khác bọt. Cũng thấy chém tung giời là chế động cơ Otto thành động cơ Atkinson. Do anh không chơi Hybrid nên anh dùng giải pháp Turbo để có con xe phóng tít mù.
Về cơ bản, con Atkinson của anh V tiến bộ hơn cụ Miller một tí là động cơ của anh là loại phun xăng trực tiếp, nên phần khí bị đẩy ra họng nạp chỉ là không khí, chưa có nhiên liệu. Do đó khả năng con động cơ của anh V tiết kiệm nhiên liệu hơn loại nguyên bản của cụ Miller. Còn độ bền thì chửa biết, vì anh giải tán động cơ đốt trong cmnr
Tạm thế đã, để em ngâm kíu mấy công nghệ điều khiển van biến thiên rồi lại chém tiếp hầu cccm
Em lại chém tiếp
Nguyên lý hoạt động động cơ 4 kỳ đánh lửa chủ động - bugi
- Kỳ nạp (hút): Kỳ thứ nhất bắt đầu khi piston ở vị trí điểm chết trên (ĐCT) di chuyển xuống dưới và kết thúc khi piston ở điểm chết dưới (ĐCD). Trong suốt kỳ nạp, van nạp mở, van xả đóng. Lúc này áp suất trong buồng xi lanh giảm, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được "nạp" (hút) vào xi lanh trong lúc piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD. Khi piston xuống đến điểm chết dưới, van hút đóng lại.
Lưu ý: kỳ này chưa sinh công, chuyển động ban đầu phải dùng năng lượng bên ngoài.
- Kỳ nén: Trong kỳ thứ hai (hai van đều đóng), piston nén hỗn hợp khí và nhiên liệu trong xi lanh khi chuyển động từ ĐCD lên ĐCT. Ở cuối kỳ thứ hai (piston ở tại ĐCT), hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt bằng bộ phận đánh lửa gọi là bougie (bugi).
Trong thực tế, để đảm bảo đốt hoàn toàn hỗn hợp khí cháy được nén trong xi lanh, khi piston gần lên điểm chết trên (ĐCT) thì hệ thống đánh lửa đã thực hiện đánh lửa sớm để đốt cháy hỗn hợp. Thời điểm đánh lửa sớm này thường được so sánh với góc quay của trục khuỷu tại ĐCT nên thường được gọi là “Góc đánh lửa sớm” hay gọi tắt là góc đánh lửa.
Góc đánh lửa sẽ tùy thuộc vào kết cấu, tốc độ làm việc của động cơ do nhà sản xuất tính toán để tối ưu với loại động cơ họ sản xuất, chế tạo. Thường dao động từ 5-20 độ sớm hơn so với ĐCT.
Thể tích buồng đốt càng lớn, tốc độ quay càng cao thì góc đánh lửa càng lớn.
Các loại động cơ dùng cho phương tiện giao thông, do tốc độ động cơ làm việc trong một dải rộng nên sẽ có bộ phận tự động điều chỉnh góc đánh lửa theo tốc độ, công suất làm việc của động cơ.
Với các động cơ cổ điển, người ta dùng cơ chế quả tạ quay ly tâm đồng bộ với trục khuỷu để điều chỉnh góc đánh lửa (điều chỉnh cơ khí)
Với các động cơ hiện đại người ta dùng mạch điện tử (IC) để điều chỉnh góc đánh lửa (điều chỉnh điện tử).
Lưu ý: kỳ này chưa sinh công, thậm chí tiêu hao khá nhiều công để nén hỗn hợp.
- Kỳ nổ: Hay còn gọi là kỳ đốt, kỳ sinh công. Trong kỳ thứ ba (các van vẫn tiếp tục được đóng), hỗn hợp khí và nhiên liệu được đốt cháy. Vì nhiệt độ tăng dẫn đến áp suất của hỗn hợp khí tăng. Hỗn hợp khí cháy giãn nở đẩy piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD. Chuyển động tịnh tiến của piston được chuyển bằng thanh truyền đến trục khuỷu và được biến đổi thành chuyển động quay. Trên trục khuỷu có gắn bánh đà nặng để tiếp nhận và tích trữ năng lượng được truyền đến từ Piston. Khi piston ở ĐCD (kết thúc kỳ nổ), van xả bắt đầu mở để chuẩn bị cho kỳ thứ tư, đồng thời giảm áp suất trong xi lanh bắt đầu giảm xuống.
Do áp suất khí cháy vẫn rất cao nên khi van xả mở, hỗn hợp khí cháy thoát ra ngoài gây tiếng nổ mạnh – do đó gọi là động cơ nổ, hay máy nổ. Cũng vì vậy trên đường xả ra người ta thường xử dụng ống xả có hệ thống tiêu âm, giảm âm để giảm tiếng ồn.
Lưu ý: Đây là kỳ duy nhất sinh công trong động cơ 4 kỳ. Công sinh ra ở kỳ này được tích lũy ở bánh đà để sử dụng một phần cho các kỳ còn lại của động cơ.
- Kỳ xả: Trong kỳ thứ tư (van nạp đóng, van xả mở), do bánh đà đã tích lũy năng lượng trong quá trình sinh công, theo quán tính sẽ đẩy piston chuyển động từ ĐCD lên ĐCT, đẩy khí từ trong xi lanh qua ống xả thải ra môi trường. Kết thúc kỳ xả, van nạp bắt đầu mở, van xả đóng lại, chu trình lặp lại từ đầu.
Lưu ý: kỳ này cũng là kỳ không sinh công.
Như vậy, chuyển động của piston ở kỳ thứ nhất, hai và bốn là nhờ vào năng lượng được tích trữ bởi bánh đà gắn ở trục khuỷu trong kỳ thứ ba (kỳ sinh công). Để tăng công suất động cơ, cũng giúp cho động cơ quay đều hơn, êm hơn, có thể thêm nhiều xi lanh ghép vào cùng trục khuỷu.
Do trong lúc khởi động chưa có đà nên trục khuỷu phải được quay từ bên ngoài bằng một thiết bị khởi động như dây (ở máy cưa, ca nô,...), cần khởi động (ở xe máy,...), tay quay khởi động (ở ô tô cổ, xe cải tiến, xe kéo nông nghiệp,...) hay một động cơ điện nhỏ (ở xe máy, ô tô,... hiện đại). Thậm chí các máy công suất lớn còn dùng động cơ đốt trong loại nhỏ để khởi động động cơ loại lớn.
Việc điều khiển quá trình đóng mở các van hút-xả được điều khiển bằng trục cam. Trục này được gắn quay đồng bộ với với trục khuỷu nhờ cơ cấu giảm tốc 1:2. Cơ cấu giảm tốc có thể là bánh răng, xích cam-bánh răng, dây curoa răng-puli răng….do yêu cầu phải đồng bộ với trục khuỷu nên tất cả các cơ cấu cam phải truyền động bằng răng – chống trượt – và có đánh dấu điểm gốc khi tiến hành lắp đặt.
Trong thực tế, có thời điểm rất ngắn cả 2 van nap và van xả được mở đồng thời, do đó cơ cấu cam được thiết kế sao cho van nạp và van xả được mở cùng một lúc trong một thời gian ngắn khi chuyển từ kỳ xả sang kỳ nạp. Khí thải thoát ra với vận tốc cao sẽ hút khí mới vào buồng đốt nhằm nạp khí mới vào xi lanh tốt hơn và tăng áp suất đốt.
Cơ cấu đóng mở van có thể dùng con đội trực tiếp tì vào van, dùng đòn bẩy (cò mổ cam), dùng thanh truyền – cò mổ (đũa đẩy cam)….
Cụ Ngo rung ngâm kứu lâu quá, nhà iem đẩy cho một tay nhá:
Nguyên lý cơ bản hoạt động của tua bin khí và động cơ đốt trong.