T h u y ế t t r ì n h
1 1 S H

Lịch Sử Nhiệt Động Lực Học

N g u y ê n L ý T h ứ II & Đ ộ n g C ơ N h i ệ t

Động cơ đốt ngoài
Đ ộ n g C ơ H ơ i N ư ớ c

Động cơ đốt trong
Đ ộ n g C ơ 2 T h ì
Đ ộ n g C ơ 4 T h ì





Nhiệt động lực học là một ngành vật lý nghiên cứu về năng lượng , nhiệt , công năng , entropy và xu hướng diễn biến của các quá trình trao đổi năng lượng .
NHỮNG NGHIÊN CỨU
Đ á n h d ấ u v à đ o n h i ệ t đ ộ
Daniel Gabriel Fahrenheit ( 1686 – 1736 )
Anders Celsius ( 1701 – 1744 )
William Thomson ( Lord Kelvin 1824 – 1907)





Quá trình truyền nhiệt giữa các vật thể
Daniel Bernoulli ( 1700 – 1782 )
Antoine Lavoisier ( 1743 – 1794 )
Định luật bảo toàn năng lượng & Khái niệm về quá trình thuận nghịch
Sadi Carnot ( 1796 – 1832 ) & cuốn sách “Những suy nghĩ về công suất của động cơ đốt và về những máy móc được phát triển dựa trên động cơ này”



Những khái niệm về công và nhiệt , định nghĩa về quá trình chuyển hoá năng lượng , nguyên lý thứ nhất của nhiệt động học
James Prescott Joule ( 1818 – 1889 )
Robert von Mayer (1814 – 1878 )
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Émile Clapeyron ( 1799 – 1864 )



Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học
Sadi Carnot ( giới thiệu gián tiếp )
Rudoft Clausius ( 1822 – 1888 )

Từ những nghiên cứu đó , nhà phát minh người Scotlen James Watt
( 1736 – 1819 ) đã hoàn thiện máy hơi nước , tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp TK 19 .



NGUYÊN LÝ 2 & ĐỘNG CƠ NHIỆT
Động cơ nhiệt – cách phát biểu thứ nhất
Động cơ nhiệt là một thiết bị hoạt động theo chế độ tuần hoàn nhằm biến nhiệt năng thành công cơ học .
Máy lạnh – Cách phát biểu thứ hai
Không thể tồn tại một quá trình nhiệt động mà kết quả duy nhất là sự truyền nhiệt từ một nguồn lạnh cho một nguồn nóng .

Hệ nhiệt động : hệ các tác nhân
Nguồn nóng, nguồn lạnh : môi trường xung quanh hệ


Nảy sinh từ những thắc mắc khi đun nước của cậu bé James khi còn học phổ thông.
1764 : James được tiếp xúc với động cơ Newcomen
1765 : Động cơ hơi nước đầu tiên trên thế giới ra đời
1769 : Hội đồng khoa học hoàng gia Anh cấp bằng sáng chế cho James Watt


1 2 3

Được phát minh vào năm 1876
Ưu điểm : khởi động nhanh, nhẹ, ít cồng kềnh & có hiệu suất cao.
Năng lượng được cung cấp do áp suất sinh ra khi đốt cháy hỗn hợp không khí và chất đốt trong một xilanh. Chuyển động tới lui của pittông được một hệ thống thanh truyền, tay quay truyền đi, biến thành chuyển động quay.
Động cơ đốt trong đầu tiên do Nikolaus Otto sáng chế, chạy bằng khí đốt, sau đó thay bằng xăng.
1889 được Daimler & Benz cải tiến, ứng dụng vào ôttô

Nổ /Xả :

Pittông chuyển động xuống
ĐCD để lộ lỗ xả và lỗ nạp, khí
thải theo lỗ xả đi ra ngoài,
hỗn hợp lấy vào lúc nãy được
nạp vào khoang đốt

Hút / Nén :

Pittông chuyển động lên
ĐCT nén hỗn hợp chất đốt
đã lấy vào ở lần trước đồng
thời làm cho van 1 chiều ở
trong hộp cácte mở ra, hút
hỗn hợp chất đốt từ bộ chế
hoà khí .
Cuối kì này hỗn hợp được
đốt cháy ở khoang đốt
Kì 1 – Kì hút :
Van hút mở , van xả đóng , pitông chuyển động xuống
điểm chết dưới , nhiên liệu tràn vào khoang đốt qua van hút
Kì 2 – Kì nén :
Cả 2 van đều đóng , pitông chuyển động lên điểm chết trên ,
nhiên liệu được nén lại , áp suất khá lớn .
Kì 3 – Kì nổ :
Chốt đánh lửa phát tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp, áp suất khí
lớn, đẩy pittông từ ĐCT đến ĐCD, cả 2 van đóng, áp suất và
nhiệt độ lên cao nhất .
Kì 4 – Kì thải :
Pittông chuyển động từ ĐCD lên ĐCT, cửa xả mở
Áp suất & nhiệt độ giảm.


Ngoài cơ cấu biên tay quay ở động cơ còn có cơ cấu phân phối khí và 4 hệ thống: làm mát, bôi trơn, cung cấp & đốt cháy.
Chỉ có kì nổ là sinh công  dùng bánh đà để tích trữ động năng cho các kì khác.
Ở động cơ một xi lanh đòi hỏi kích thước bánh đà lớn  khối lượng động cơ trên một đơn vị áp suất lớn & hoạt động không ổn định.
G i ả i p h á p: Sử dụng động cơ nhiều xilanh với các kì nổ không trùng nhau, tay biên của các xilanh được nối với một trục chung.