Hằng ngày chúng ta đi xe máy, thường xuyên phải mua xăng, mua dầu. Vậy bộ phận nào trên xe máy tiêu tốn xăng dầu? Làm thế nào xăng dầu có thể trở thành công cơ học để khiến chiếc xe máy chuyến động được trên đường.
Bắt đầu từ bài này, chúng ta sẽ nghiên cứu về một loại máy thực hiện chức năng này, đó chính là động cơ đốt trong.
Mời các em cùng tìm hiểu nội dung chính của Bài 20: Khái quát về động cơ đốt trong
1860: Năm đầu tiên động cơ đốt trong (ĐCĐT) ra đời trên thế giới
Do kỹ sư người Pháp gốc Bỉ (Giăng Êchiên Lôna) chế tạo
Động cơ 2 kì
Công suất 2 mã lực
Nhiên liệu sử dụng là khí thiên nhiên
1877: ĐCĐT 4 kì đầu tiên được ra đời
Do kỹ sư người Đức (Nicôla Aogut ôttô) và kỹ sư người Pháp ( Lăng Ghen) chế tạo
Động cơ 4 kì
Nhiên liệu sử dụng là khí than
1885: Động cơ xăng 4 kì đầu tiên được ra đời
Do kỹ sư người Đức (Gôlip Đemlơ) chế tạo
Động cơ 4 kì
Công suất 8 mã lực, tốc độ quay 800 (vòng/phút)
Nhiên liệu sử dụng là xăng
1897: Động cơ Điêzen 4 kì đầu tiên được ra đời
Do kỹ sư người Đức (RuđônphơSaclơ Sređiêng Điezen) chế tạo
Động cơ 4 kì
Công suất 20 mã lực
Nhiên liệu sử dụng là dầu Điezen
→ Ngày nay , động cơ đốt trong có vai trò quan trọng trong các lĩnh vực và đời sống: Tổng năng lượng tạo ra từ ĐCĐT chiếm tỉ trọng rất lớn trong tổng năng lượng được tao ra trên thế giới.
Động cơ đốt trong là một động cơ nhiệt. Biến nhiệt năng thành cơ năng.
Quá trình đốt cháy nhiên liệu biến nhiêt năng thành cơ năng diễn ra ngay trong buồng công tác (xilanh) của động cơ.
Động cơ đốt trong có nhiều loại, để phân loại ĐCĐT người ta dựa vào các dấu hiệu đặc trưng của động cơ đốt trong.
Theo nhiên liệu: động cơ xăng, động cơ Điêzen, động cơ ga,. Trong đó động cơ Điêzen là phổ biến nhất.
Theo hành trình của pittông trong một chu trình làm việc: động cơ 2 kì, động cơ 4 kì.
Lưu ý:
Động cơ hơi nước không phải là động cơ đốt trong . Vì động cơ này dùng nhiệt đun sôi nước trong nồi hơi để ra hơi nước có áp xuất cao . Còn việc biến hơi nước có áp xuất cao thành cơ năng xảy ra trong xi lanh động cơ
Cấu tạo của động cơ đốt trong gồm có 2 cơ cấu và 4 hệ thống sau:
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
Cơ cấu phân phối khí.
Hệ thống bôi trơn.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí.
Hệ thống làm mát.
Hệ thống khởi động
Riêng động cơ xăng còn có hệ thống đánh lửa.
Động cơ đốt trong gồm những cơ cấu và hệ thống chính nào ?
Cấu tạo của động cơ đốt trong gồm hai cơ cấu và bốn hệ thống chính sau :
– Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền ;
– Cơ cấu phân phối khí ;
– Hệ thống bôi trơn ;
– Hệ thống làm mát;
– Hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí ;
– Hệ thống khởi động.
Riêng động cơ xăng còn có thêm hệ thống đánh lửa.
Như tên tiêu đề của bài Khái quát về động cơ đốt trong , sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:
Hiểu được khái niệm và cách phân loại động cơ đốt trong.
Biết được cấu tạo chung của động cơ đốt trong.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Công nghệ 11 Bài 20 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Chọn phát biểu sai khi nói về động cơ đốt trong :
Cấu tạo của động cơ đốt trong gồm có:
Câu 3-5: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Công nghệ 11 Bài 20để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 96 SGK Công nghệ 11
Bài tập 2 trang 96 SGK Công nghệ 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Công Nghệ DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
Chọn phát biểu sai khi nói về động cơ đốt trong :
Cấu tạo của động cơ đốt trong gồm có:
Động cơ đốt trong không có hệ thống nào sau đây:
Động cơ đốt trong có khả năng:
Động cơ Điêzen 4 kì đầu tiên được ra đời vào thời gian nào ?
Trình bày khái niệm và phân loại động cơ đốt trong.
Động cơ đốt trong gồm những cơ cấu và hệ thống chính nào?
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
cho mình hỏi động cơ phản lực hoạt động theo nguyên lí nào vậy
Câu trả lời của bạn
Biểu đồ thể hiện hoạt động của dòng khí quanh trục trong động cơ turbin phản lực. Ở đây, máy nén cũng hoạt động nhờ turbin, nhưng dòng khí vẫn song song với trục đẩy.
Phía trước máy nén là cửa hút gió (hay cửa vào), nó được thiết kế để hút được càng nhiều không khí càng tốt. Sau khi qua cửa hút gió, không khí đi vào hệ thống nén.
Máy nén
Máy nén quay ở tốc độ rất cao, làm tăng năng lượng cho dòng khí, cùng lúc nén khí lại khiến nó tăng áp suất và nhiệt độ.
Đối với hầu hết các máy bay dùng động cơ phản lực turbin, không khí nén được lấy từ máy nén trong nhiều giai đoạn để phục vụ các mục đích khác như điều hòa không khí/điều hòa áp suất, chống đóng băng cửa hút khí, và nhiều việc khác.
Có nhiều kiểu máy nén được dùng cho máy bay động cơ phản lực turbin và turbin khí nói chung: trục, ly tâm, trục-ly tâm, ly tâm đôi, vân vân.
Các máy nén giai đoạn đầu có tỷ lệ nén tổng thể ở mức thấp 5:1 (tương tự mức của đa số các động cơ phụ và máy bay động cơ turbin phản lực loại nhỏ ngày nay). Những cải tiến khí độc lực sau này cho phép các máy bay dùng động cơ turbin phản lực ngày nay đạt tỷ lệ nén tổng thể ở mức 15:1 hay cao hơn. So sánh với các động cơ phản lực cánh quạt đẩy dân dụng hiện nay có tỷ lệ nén tổng thể lên tới 44:1 hay cao hơn.
Sau khi đi ra khỏi bộ phận nén, không khí nén vào trong buồng đốt.
Buồng đốt
Quá trình đốt bên trong buồng đốt khác rất nhiều so với quá trình đốt trong động cơ píton . Trong một động cơ piston khí cháy bị hạn chế ở khối lượng nhỏ, khi nhiên liệu cháy, áp suất tăng lên đột ngột. Trong một động cơ turbin phản lực, hỗn hợp không khí và nhiên liệu, không hạn chế, đi qua buồn đốt. Khi hỗn hợp cháy, nhiệt độ của nó tăng đột ngột, áp lực trên thực tế giảm đi vài phần trăm.
Nói chi tiết, hỗn hợp không khí-nhiên liệu phải được ngăn lại ở mức hầu như dừng hẳn để đảm bảo tồn tại một ngọn lửa cháy ổn định, quá trình này diễn ra ngay đầu buồng đốt. Phần đuôi của ngọn lửa này cũng có thể phun ra ở phần cuối động cơ. Điều đó đảm bảo rằng phần còn lại của nhiên liệu được đốt cháy khi lửa trở nên nóng hơn và khi nó phun ra ngoài, và vì bị hạn chế bởi hình dáng buồng đốt dòng không khí nóng chạy ra phía sau. Vì thế gây ra sụt áp suất, và nó là lý do tại sao khí nở ra chạy ra phía sau chứ không phải ra phía trước động cơ. Chưa tới 25% không khí tham gia vào quá trình cháy, ỏ một số loại động cơ tỷ lệ này chỉ đạt mức 12%, phần còn lại đóng vai trò dự trữ để hấp thu nhiệt tỏa ra từ quá trình đốt nhiên liệu.
Một khác biệt nữa giữa động cơ piston và động cơ phản lực là nhiệt độ đỉnh điểm trong động cơ piston chỉ diễn ra trong khoảnh khắc, trong một phần nhỏ của toàn bộ quá trình. Buồng đốt trong một động cơ phản lực luôn đạt mức nhiệt độ đỉnh và có thể làm chảy lớp vỏ ngoài. Vì thế chỉ một lõi ở giữa của dòng khí được trộn với đủ nhiên liệu đảm bảo cháy thực sự. Vỏ ngoài được thiết kế hình dạng để luôn có một lớp không khí sạch không cháy nằm giữa bề mặt kim loại và nhân giữa. Lớp không khí không cháy này được trộn với các khí cháy làm nhiệt độ giảm xuống ở mức turbin có thể chịu đựng được.
Turbin
Khí nóng ra khỏi buồng đốt được hướng chạy qua các lá turbin làm quay turbin. Các lá turbin có có cấu tạo tương tự như các lá máy nén nhưng chỉ có hai hoặc ba hàng và quay ngược chiều so với máy nén. Một phần năng lượng quay của turbin được tách ra để cung cấp cho các phụ kiện như bơm nhiên liệu, dầu, thủy lực... Trong các động cơ phản lực, hầu như hai phần ba năng lượng có được từ đốt cháy nhiên liệu cung cấp cho máy nén để nén khí cho động cơ.
Ống thoát khí
Sau turbin, khí cháy thoát ra ngoài qua ống thoát khí tạo ra một tốc độ phản lực lớn. Ở ống thoát khí hội tụ, các ống dẫn hẹp dần dẫn tới miệng thoát. Tỷ lệ áp lực ống thoát khí của một động cơ phản lực thường đủ lớn để khiến khí đạt tốc độ Mach 1.0.
Tuy nhiên, nếu có lắp một ống thoát khí kiểu hội tụ-phân rã "de laval", vùng phân rã cho phép khí nóng đạt tới tốc độ siêu âm ngay bên trong chính ống thoát khí. Cách này có hiệu suất lực đẩy hơi lớn hơn sử dụng ống thoát khí hội tụ. Tuy nhiên, nó lại làm tăng trọng lượng và độ phức tạp của động cơ.
Lực đẩy thực
Dưới đây là một phương trình gần đúng để tính toán lực đẩy thực của một động cơ phản lực:
khi:
khối lượng dòng khí vào
tốc độ phản lực phát triển hết cỡ (in the exhaust plume)
tốc độ bay của máy bay
Trong khi thể hiện tổng lực đẩy của ống thoát khí, thể hiện the ram drag của cửa hút gió. Rõ ràng tốc độ phản lực phải vượt quá tốc độ bay nếu có một lực đẩy thực vào thân máy bay.
Tỷ lệ lực đẩy trên năng lượng
Một động cơ turbin phản lực đơn giản tạo ra lực đẩy gần: 2.5 pounds lực trên sức ngựa (15 mN/W). Dưới đây là một phương trình gần đúng để tính toán lực đẩy thực của một động cơ phản lực:
khi:
khối lượng dòng khí vào
tốc độ phản lực phát triển hết cỡ (in the exhaust plume)
tốc độ bay của máy bay
Trong khi thể hiện tổng lực đẩy của ống thoát khí, thể hiện the ram drag của cửa hút gió. Rõ ràng tốc độ phản lực phải vượt quá tốc độ bay MỚI có một lực đẩy thực vào thân máy bay
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *