Động cơ Diezel

DIESEL LÀ GÌ???

Động cơ Diesel là một loại động cơ đốt trong, khác với động cơ xăng (hay động cơ Otto). Sự cháy của nhiên liệu, tức dầu diesel, xảy ra trong buồng đốt khi piston đi tới gần điểm chết trên trong kỳ nén, là sự tự cháy dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao của không khí nén.
Động cơ Diesel do một kỹ sư người Đức, ông Rudolf Diesel, phát minh ra vào năm 1892. Chu trình làm việc của động cơ cũng được gọi là chu trình Diesel.
Do những ưu việt của nó so với động cơ xăng, như hiệu suất động cơ cao hơn hay nhiên liệu diesel rẻ tiền hơn xăng, nên động cơ Diesel được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt trong ngành giao thông vận tải thủy và vận tải bộ.

Dầu diesel là một loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm giữa dầu hoả (kesosene) và dầu bôi trơn (lubricating oil). Chúng thường có nhiệt độ bốc hơi từ 175 đến 370 độ C. Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc hơi 315 đến 425 độ C còn gọi là dầu Mazut (Fuel oil).
Dầu Diesel được đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel, và có thể được dùng trong loại động cơ đốt trong mang cùng tên, động cơ Diesel.

Các thông số kỹ thuật của dầu Diesel

Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu Diesel

Loại nhiên liệu Diesel

Phương pháp thử

DO
0,5% S

DO
1,0% S

1.Chỉ số cetan

≥ 50

≥ 45

ASTM D 976
2.Thành phần chưng cất, t °C

50% được chưng cất ở

280 °C

280 °C

TCVN
90% được chưng cất ở

370 °C

370 °C

2693–95
3. Độ nhớt động học ở 20 °C
(đơn vị cSt: xenti-Stock)

1,8 ÷ 5,0

1,8 ÷ 5,0

ASTM D 445
4. Hàm lượng S (%)

≤ 0,5

≤ 1,0

ASTM D 2622
5. Độ tro (% kl)

≤ 0,01

≤ 0,01

TCVN 2690–95
6. Độ kết cốc (%)

≤ 0,3

≤ 0,3

TCVN6 324–97
7.Hàm lượng nước, tạp chất cơ học (% V)

≤ 0,05

≤ 0,05

TCVN 2693–95
8. Ăn mòn mảnh đồng ở 50 °C trong 3 giờ

N0 1

N0 1

TCVN 2694–95
9. Nhiệt độ đông đặc, t °C

≤ 5

≤ 5

TCVN 3753–95
10. Tỷ số A/F

14,4

14,4

—

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 4 KỲ
1. Kỳ một- Kỳ nạp:
Pittông còn nằm ở ĐCT. Lúc này trong thể tích buồng cháy Vc còn đầy khí sót của chu trình trước, áp suất khí sót bên trong xilanh cao hơn áp suất khí quyển. Khi trục khuỷu quay, thanh truyền làm chuyển dịch pittông từ ĐCT đến ĐCD, xuppap nạp mở thông xilanh với đường ống nạp. Cùng với sự tăng tốc của pittông, áp suất môi chất trong »pk Thể tích không gian trong xilanh trở nên nhỏ dần hơn so với áp suất trên đường ống nạp pk ( 0,01- 0,03Mpa). Sư giảm áp suất bên trong xilanh so với áp suất của đường ống nạp tạo nên quá trình nạp (hút) môi chất mới (không khí) từ đường ống nạp vào xilanh. Áp suất môi chất đối với động cơ bằng với áp suất khí quyển.
2. Kỳ hai- kỳ nén:
Pittông chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT, các xupap hút và xả đều đóng, môi chất bên trong xilanh bi nén lại. Cuối kỳ nạp khi pittông còn ở tại ĐCD, áp suất môi chất bên trong xilanh pa còn nhỏ hơn pk. Đầu kỳ nén, pittông từ ĐCD đến ĐCT khi tới điểm a’ áp suất bên trong xilanh mới đạt tới giá trị pk. Do đó, để hoàn thiện quá trình nạp người ta vẫn để xupap nạp tiếp tục mở . Việc đóng xupap nạp là nhằm để lợi dụng sự chênh áp giữa xilanh và đường ống nạp cũng như động năng của dòng khí đang lưu động trên đường ống nạp để nạp thêm môi chất mới vào xilanh. Sau khi đóng xupap nạp, chuyển động đi lên của pittông sẽ làm áp suất và nhiệt độ của môi chất tiếp tục tăng lên. Giá trị của áp suất cuối quá trình nén, phụ thuộc vào tỷ số , độ kín của buồng đốt, mức độ tản nhiệt của thành vách xilanh . Việc tự bốc cháy của hỗn hợp khí phải cần một thời gian nhất định, mặc dù rất ngắn. Muốn sử dụng tốt nhiệt lượng do nhiên liêu cháy sinh ra thì điểm bắt đầu và điểm kết thúc quá trình cháy phía ở lân cận ĐCT. Do đó việc phun nhiên liệu vào xilanh động cơ đều được thực hiện trước khi pittông đến ĐCT.
3. Kỳ ba- kỳ cháy và giãn nở:
Đầu kỳ cháy và giãn nở, hỗn hợp không khí-nhiên liệu được tạo ra ở cuối quá trình nén được bốc cháy nhanh. Do có một nhiệt lượng lớn được toả ra, làm nhiệt độ và áp suất môi chất tăng mạnh, mặt dù thể tích làm việc có tăng lên chút ít. Dưới tác dụng đẩy của lực do áp suất môi chất tạo ra, pittông tiếp tục đẩy xuống thực hiện quá trình giãn nở của môi chất trong xilanh. Trong quá trình giãn nở môi chất đẩy pittông sinh công, do đó kỳ cháy và giãn nở được gọi là hành trình công tác (sinh công).

4. Kỳ bốn- kỳ thải:

Kỳ thải trong kỳ này, động cơ thực hiện quá trình xả sạch khí thải ra khỏi xilanh. Pittônng chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT đẩy khí thải ra khỏi xilanh qua đường xupap thải đang mở vào đường ống thải, do áp suất bên trong xilanh ở cuối quá trình thải còn khá cao, nên xupap xả bắt đầu mở khi pittông còn cách ĐCD 430 góc quay của trục khuỷu. nhờ vậy, giảm được lực cản đối với pittông trong quá trình thải khí và nhờ sự chênh áp lớn tạo sự thoát khí dễ dàng từ xilanh ra đường ống thải, cải thiện được việc quét sạch khí thải ra khỏi xilanh động cơ. Kỳ thải kết thúc chu trình công tác, tiếp theo pittông sẽ lặp lại kỳ nạp theo trình tự chu trình công tác động cơ nói trên. Để thải sạch sản phẩm cháy ra khỏi xilanh, xupap xả không đóng tại vị trí ĐCT mà chậm hơn một chút, sau khi pittông qua khỏi ĐCT 170 góc quay trục khuỷu, nghĩa là khi đã bắt đầu kỳ một. Để giảm sức cản cho quá trình nạp, nghĩa là cửa nạp phải được mở dần trong khi pittông đi xuống trong kỳ một, xupap nạp cũng được mở sớm một chút trước khi pittông đến điểm chết trên 170 góc quay trục khuỷu. Như vậy vào cuối kỳ thải và đầu kỳ nạp cả hai xupap nạp và xả đều mở Tóm lại, quá trình động cơ thực hiện hoàn thiện bốn kỳ xem như là quá trình làm việc của động cơ diesel bốn kỳ nói chung.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 2 KỲ

Theo nguyên lý hoạt động của động cơ 2 kỳ sẽ cho thấy sự khác biệt rất lớn trong việc sản sinh công giữa động cơ 2 kỳ và 4 kỳ. Trong động cơ 2 kỳ 1 chu kỳ quay Buzi đánh lửa 2 lần (đánh lửa mỗi một chu trình quay của trục khuỷu). Ngược lại, ở động cơ 4 kỳ buzi chỉ đánh lửa khi trục khuỷu thực hiện được hai chu trình quay. Điều đó nghĩa là, xét về mặt năng lượng với hai động cơ cùng kích thước, động cơ 2 kỳ sản sinh công gấp hai lần động cơ 4 kỳ.

Phương pháp dùng nhiên liệu Diesel, chỉ nén không khí sau đó phun trực tiếp nhiên liệu vào khí nén áp xuất cao rất phù hợp cho động cơ 2 kỳ. Các nhà sản xuất động cơ Diesel cỡ lớn hiện nay đang sử dụng phương pháp này để tạo ra các động cơ mạnh mẽ hơn.

Tại điểm chết trên, có 2 hoặc 4 van xả ( Xu páp) luôn mở cùng một lúc. Phun nhiên liệu Diesel vào buồng đốt được thực hiện do kim phun (xem hình mầu vàng). Khi piston di chuyển xuống phía dưới, tương tự như động cơ xăng 2 kỳ, piston hoạt động như một van hút (nạp). Tại điểm chết dưới, piston mở cửa nạp để khí lọt vào. Khí đã bị nén bởi Turbin tăng áp hoặc cụm tăng áp (mầu xanh nhạt). Trục khuỷu được bao bọc bởi dầu nhớt, tương tự như động cơ 4 kỳ.

Quy trình của động cơ 2 kỳ Diesel như sau:

• Khi piston tại điểm chết trên, xi lanh được làm đầy bởi khí nén. Dầu Diesel được phun dạng sương mù vào xi lanh bởi kim phun và ngay lập tức đốt cháy do nhiệt độ cao và áp xuất rất cao bên trong xilanh (Tỷ số nén của động cơ diesel vào khoảng 15-25, cao hơn nhiều so với động cơ xăng từ 9 đến 13). Quy trình này giống như quy trình mô tả trong phần Nguyên lý hoạt động của động cơ diesel
• Áp xuất được tạo ra bởi hỗn hợp bị đốt cháy trong buồng đốt sẽ đẩy piston chuyển động xuống. Đây là kỳ sinh công.
• Khi piston gần đến điểm chết dưới của hành trình, các cửa van xả đều mở. Khí xả sẽ đi ra ngoài khỏi xi lanh, giải phóng áp xuất.
• Khi piston tại điểm chết dưới, piston mở các cổng hút khí. Khí nén tràn vào đầy xi lanh, đẩy số khí xả còn lại ra ngoài.
• Van xả đóng lại và piston bắt đầu chuyển động ngược lại, đóng cửa cổng hút gió nà nén số khí vừa mới nạp lại. Đây là kỳ nén.

• Khi piston chuyển động gần đến điểm chết trên của xi lanh, quy trình lại lặp lại từ bước 1.

Với mô tả trên, có thể thấy sự khác biệt lớn giữa động cơ Diesel 2 kỳ và động cơ xăng 2 kỳ. Trong động cơ Diesel, chỉ có khí được nạp vào xi lanh, khác hẳn khí và nhiên liệu được hoà trộn ở động cơ xăng 2 kỳ. Điều đó có nghĩa là động cơ Diesel 2 kỳ không phải gánh chịu vấn nạn môi trường như là động cơ xăng 2 kỳ. Tuy nhiên, một động cơ Diesel 2 kỳ phải có Turbin tăng áp hay Cụm tăng áp, do vậy giá thành của động cơ Diesel 2 kỳ rất cao, và điều này đã làm cho loại động cơ này không thể lắp rộng rãi như các loại động cơ khác được.

Rudolf Diesel - Ông là ai???

Rudolf Diesel (tên đầy đủ Rudolf Christian Karl Diesel; 1858–1913) là một nhà phát minh và kỹ sư người Đức.

Cuộc đời

Ông Diesel sinh ngày 18 tháng 3 năm 1858 tại Paris. Năm 1872 Diesel quyết định trở thành một kỹ sư và là học sinh tốt nghiệp giỏi nhất các khóa đào tạo tại trường dạy nghề (1873) và trường công nghiệp (mùa hè 1875). Sau đó ông bắt đầu học đại học tại trường Đại học Kỹ thuật München. Tháng 1 năm 1880 ông thi tốt nghiệp tại trường Đại học Kỹ thuật München với điểm tốt nhất từ khi thành lập trường.
Ngày 27 tháng 2 năm 1892 Diesel đăng ký tại cơ quan về bằng phát minh của Đế chế Đức và ngày 23 tháng 2 năm 1893 ông nhận được bằng phát minh DRP 67 207 "về qui trình làm việc và cách chế tạo cho máy đốt". Bằng phát minh thứ hai của ông (DRP 82 168, ngày 29 tháng 11 năm 1893) sửa đổi qui trình của động cơ nhiệt Carnot.
Bắt đầu từ năm 1893 Rudolf Diesel phát triển động cơ Diesel trong nhà máy cơ khí Ausburg (sau này là MAN AG) với sự tham gia về tài chính của công ty Friedrich Krupp. Năm 1897 mô hình động cơ diesel đầu tiên có thể hoạt động được hoàn thành.
Ngày 1 tháng 1 năm 1898 nhà máy động cơ Diesel Ausburg được thành lập, sau đó là Diesel Engine Company vào mùa thu năm 1900 tại London (Vương quốc Anh). Tàu thủy được trang bị động cơ diesel đầu tiên ra đời năm 1903. Năm 1908 động cơ Diesel loại nhỏ đầu tiên, xe tải và đầu tàu hỏa diesel đầu tiên được chế tạo. Động cơ diesel dùng cho ô tô được chế tạo hằng loạt lần đầu tiên trong năm 1936 và được trang bị cho chiếc Mercedes-Benz 260-D.
Ngày 29 tháng 9 năm 1913 Rudolf Diesel lên tàu "Dresden" tại Antwerpen (Bỉ) đi London trên eo biển Manche để tham dự buổi họp mặt của Consolidated Diesel Manufacturing Ltd. Sau đấy người ta không còn thấy ông nữa. Vào ngày 10 tháng 10 thủy thủ của tàu Hà Lan "Coertsen" nhìn thấy một thi thể trôi dạt trên biển trong lúc biển động mạnh. Họ không thể vớt được thi thể mà chỉ có thể vớt được một vài vật nhỏ như ví tiền, dao bỏ túi và bao đựng kính mắt, những vật được Eugen Diesel, con trai của Rudolf Diesel, nhận dạng vào ngày 13 tháng 10 tại Vlissingen (tây nam Hà Lan).
Tình huống dẫn đến cái chết của Rudolf Diesel không được làm sáng tỏ, gia đình của ông hoài nghi giả thuyết cho rằng ông đã tự tử và tin rằng ông đã bị giết chết. Một giả thuyết cho rằng nước Đức lúc bấy giờ đã cho người giết chết ông vì chiến tranh đang đến gần kề và Rudolf Diesel đã cấp giấy phép về kỹ thuật Diesel cho nước Pháp và Anh, là hai quốc gia địch thủ lúc bấy giờ. Một giả thuyết khác cho rằng diesel đã bị ngành công nghiệp dầu cho người ám sát vì ông đang phát triển loại động cơ diesel sinh học. Mặc dầu vậy việc ông tự tử cũng được cho là rất có thể vì ông đang đứng trước sự sụp đổ về tài chính. Sau cái chết của Rudolf Diesel việc nghiên cứu về động cơ diesel sinh học bị chấm dứt và chỉ còn loại động cơ diesel dùng dầu diesel có nguồn gốc hóa thạch là được tiếp tục phát triển.

blog.yume.vn

Download Tài liệu hướng dẫn tập huấn đào tạo lái xe
- Cẩm nang An toàn giao thông qua hoạt hình
- Tổng hợp tất cả các link hay nhất ôn luyện thi lái xe