Cấu tạo nguyên lý động cơ diesel hai kỳ

1. Cấu tạo
Động cơ diesel hai kỳ có đặc điểm là không dùng các te để chứa và thổi khí mà dùng  máy nén khí riêng để thổi và quét không khí trực tiếp vào xi lanh theo một chiều xuyên qua vòng lỗ nạp quanh xi lanh. Hai xu páp xả bố trí trên nắp máy cùng mở một lúc cho khí cháy ra ngoài. Động cơ diesel hai kỳ dùng hệ thống bơm kim liên hợp để phun nhiên liệu vào buồng cháy.

Chu trình làm việc của động cơ diesel hai kỳ

2.  Chu trình làm việc 

a. Kỳ thứ nhất (nén khí)

Trong hành trình này (hình 18 – 16 a,b), khi trục khuỷu  quay pit tông  sẽ dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, cửa thổi được pit tông đậy kín và sau đó xu páp xả  cũng được đóng lại, không khí có sẵn trong xi lanh  bị nén lại, áp suất và nhiệt độ của nó tăng lên cho đến khi pit tông gần tới ĐCT, vòi phun của hệ thống nhiên liệu sẽ phun nhiên liệu vào buồng cháy dưới dạng sương mù, gặp không khí bị nén trong xi lanh có nhiệt độ cao và tự cháy.

Cuối quá trình nén, áp suất và nhiệt độ của khí nén trong xi lanh là:

P = 4 – 5 MP

T = 800 – 9000°C

b. Kỳ thứ hai (sinh công và thay khí)

Trong hành trình này, (hình 18 – 16 c, d), do nhiên liệu đã được đốt cháy ở cuối kỳ nén, nên khi pit tông đến ĐCT nhiên liệu cháy càng nhanh hơn làm cho áp suất khí cháy tăng lên và đẩy pit tông dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền làm quay trục khuỷu, sinh công.

Khi pit tông dịch chuyển gần tới ĐCD, xu páp xả mở, đồng thời sau đó cửa thổi cũng được mở ra. Do đó, khí cháy sau khi đã làm việc, có áp suất lớn hơn áp suất khí trời được xả ra ngoài và không khí mới ở bên ngoài, qua bầu lọc nhờ máy nén khí, buồng khí và cửa thổi  được cung cấp vào xi lanh với áp lớn hơn áp suất của khí xả còn lại trong xi lanh, góp phần làm sạch khí cháy trong đó và chuẩn bị cho chu kỳ làm việc sau.

Áp suất nhiệt độ của khí cháy trong xi lanh là:

P = 8 – 10 MPa

T = 1.700 – 19000°C

Sau kỳ sinh công và thay khí, nếu động cơ tiếp tục làm việc chu trình làm việc của động cơ diesel hai kỳ này lặp lại như trên.

Tìm hiểu Chu trình làm việc của động cơ xăng hai kỳ và động cơ diesel hai kỳ, có thể rút ra một số nhận xét sau:

- Trong hai hành trình của pit tông thì chỉ có một hành trình sinh công, còn hành trình kia được thực hiện nhờ động năng hay quán tính của các bộ phận chuyển động quay tròn (trục khuỷu, bánh đà) và một phần công sinh ra của những xi lanh khác đối với động cơ nhiều xi lanh.

- Áp suất của không khí mới thổi vào xi lanh lớn hơn áp suất khí trời. Do đó, phải dùng bơm thổi hay máy nén khí do trục khuỷu dẫn động, nên công suất của động cơ giảm.

- Trong khí thổi có một phần nhiên liệu hoặc không khí mới theo khí xả ra ngoài nên khí xả có nhiều chất độc hại làm ô nhiễm môi trường.

- Áp suất và nhiệt độ của hoà khí hoặc không khí mới ở cuối quá trình nén cũng như quá trình cháy giãn nở sinh công phụ thuộc nhiều vào tỷ số nén, vị trí cửa thổi và cửa xả.

Tỷ số nén của động cơ hai kỳ được tính như sau:

Trong đó: 

- Vs là thể tích làm việc thực tế của xi lanh, là không gian được tạo bởi khi pit tông hoặc xu páp đóng kín cửa xả cho đến khi pit tông tới ĐCT (hành trình nén).

- Vc là thể tích buồng cháy.

Trong động cơ hai kỳ, quá trình nạp, nén, nổ và xả không được thể hiện rõ ràng ở mỗi hành trình như động cơ bốn kỳ. Do đó, ở động cơ hai kỳ, hành trình thứ nhất cũng có thể là kỳ thổi, xả và nén, còn kỳ thứ hai là sinh công, xả và thổi v.v…