9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng (News.oto-hui.com) – Ngày nay, động đốt đạt hiệu suất cao lên đến 40 – 52%, máy nước cổ điển kiểu piston đạt khoảng 16%, tuabin nước từ 22 – 28%, cịn tuabin khí tới 30% Để đạt hiệu suất cao, động phải chịu ảnh hưởng tác nhân nạp thải, trình điều khiển đánh lửa, chuyển đổi lượng kỳ,… Để hiểu rõ nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng, tìm hiểu viết Trải qua nhiều năm nghiên cứu phát triển, động đốt trang bị thêm nhiều công nghệ vận hành an toàn tiết kiệm nhiên liệu Khối lượng động chế tạo nhẹ để phù hợp với phương tiện khác đáp ứng đủ mặt cơng suất tính Mặc dù động có hiệu suất cao số chế độ hoạt động khác lại chưa hiệu quả, đặc biệt chế độ tải nhỏ Ở chế độ đầy tải, bướm ga mở hoàn tồn, lượng khơng khí hút vào xylanh nhiều nên cơng sinh kỳ giãn nở lớn công tiêu hao hút nhỏ lực cản dịng khí bướm ga nhỏ nên hiệu suất làm việc cao Ở chế độ tải nhỏ phần, điều kiện tải nhỏ, bướm ga điều khiển mở nhỏ nên lượng khơng khí hút vào xylanh ít, cơng sinh kỳ giãn nở nhỏ cơng tiêu hao hút lại lớn sức cản dịng khí bướm ga lớn hiệu suất làm việc thấp chế độ tải lớn Ví dụ: Khi hiệu suất nhiệt động học động xăng tính toán với tỉ số nén ε=9-10, chu trình lý tưởng thường đạt xấp xỉ 60% Dưới nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng: Ảnh hưởng trình nạp thải: Trong suốt trình nạp, piston dịch chuyển từ ĐCT xuống ĐCD tạo nên lực hút khơng khí vào bên buồng đốt Để thực điều này, piston phải tiêu tốn lượng công định gọi cơng tổn hao q trình hút (pumping loss) Nếu chế độ tải lớn, bướm ga mở hoàn tồn khơng khí từ bên ngồi hút vào bên dễ dàng bị cản trở xupap nạp, cơng tiêu hao để hút kỳ động xăng (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Ngược lại chế độ tải nhỏ, bướm ga mở phần Piston thực trình hút phải chịu lực lớn cản trở bướm ga tạo ra, lực tác dụng lên đỉnh piston làm cơng q trình hút tăng lên nhiều Ngồi ra, lượng khí nạp vào cịn bị giới hạn thể tích áp suất buồng cháy Mà hiệu suất động lại phụ thuộc vào lượng khí nạp vào xylanh, tăng lượng khí nạp bù đắp lại thất cơng tổn hao Q trình thải trình mà piston phải thực đẩy mơi chất cháy ngồi Đầu q trình thải, xupap thải mở sớm, q trình cháy giãn nở chưa hồn tất Một phần cơng q trình cháy bị tiêu tốn dùng để đẩy khí thải bên ngồi Ảnh hưởng khí sót: u cầu q trình thải phải đẩy toàn sản phẩm cháy buồng đốt, hồn tồn khơng thể Chất cháy cịn sót lại gọi khí sót, lượng chất có ảnh hưởng lớn đến q trình nạp cháy chu trình Khí sót kỳ nạp chiếm phần thể tích xylanh khiến cho lượng khí hút vào giảm đáng kể Đến kỳ cháy giãn nở, nhiên liệu bị lẫn tạp chất dẫn đến tỉ lệ hịa khí bị sai lệch, chất lượng trình cháy giảm đáng kể Lượng khí sót (Residual Gas) nhiều ảnh hưởng đến chất lượng trình cháy (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Ảnh hưởng chuyển đổi nhiệt trình nén: Trong suốt q trình nén, piston thực nén mơi chất, thể tích thay đổi nên phần cơng nén bị chuyển đổi thành nhiệt Nhiệt sau chuyển thành thất ngồi qua vách xylanh làm mát động cơ, tức phần chuyển thành bị đi, công sinh q trình khơng trọn vẹn Ảnh hưởng chuyển đổi nhiệt trình nén (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Ảnh hưởng xảy lọt khí: Bên động cơ, piston dịch chuyển xylanh bao bọc xung quanh xéc măng dầu bôi trơn Xéc măng có nhiệm vụ bao kín buồng cháy khơng cho khí cháy lọt xuống đáy dầu khơng cho dầu lọt vào buồng cháy Nhưng thực tế động hoạt động, ln có lượng mơi chất lịng xylanh bị rị rỉ ngồi qua xéc măng, đặc biệt trình nén Hiện tượng lọt khí gây giảm áp suất q trình nén (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Đây gọi tượng lọt khí Hiện tượng làm giảm áp suất trình nén môi chất nén, khiến công suất động trình nén bị giảm Ảnh hưởng chất lượng hồ khí: Hiệu suất động phụ thuộc vào chất lượng trình cháy chủ yếu Do q trình sinh cơng có ích động Tính chất cháy định thành phần hịa khí, hình thành hịa khí có ảnh hưởng định đến q trình cháy, qua đến tính kinh tế, tính hiệu quả, độ êm dịu chất lượng khí thải động Trong q trình làm việc, động địi hỏi thành phần hồ khí chế độ làm việc khác Tỉ lệ khơng khí nhiên liệu viết tắt A/FR Bảng tỷ lệ hịa khí chế độ hoạt động khác nhau: Chế độ làm việc A/FR Khởi động nhiệt độ thấp (0oC) 1:1 Khởi động nhiệt độ thường (20oC) 5:1 Không tải 11:1 Chạy chậm 12-13:1 Tăng tốc 8:1 Công suất cực đại 12-13:1 Tốc độ trung bình 16-18:1 Nếu hỗn hợp giàu nhiên liệu, q trình cháy diễn khơng đủ lượng oxy cần thiết để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Kết lượng sinh không đủ, sản phẩm cháy tạo muội than chất độc hại CO, HC….và hiệu suất giảm Ngược lại hỗn hợp q nghèo có vùng q lỗng nên q trình cháy khơng xảy nên sinh chất độc hại CO hiệu suất giảm Ảnh hưởng tốc độ cháy nhiên liệu: Trong chu trình lý tưởng động đốt trong, thời gian đốt cháy tốc độ cháy nhanh Từ lúc bugi bắt đầu đánh lửa, nhiên liệu bắt đầu cháy cháy hoàn toàn Nếu tốc độ cháy chậm, trình cháy kéo dài đến kỳ sau động cơ, làm công suất động giảm Ảnh hưởng tốc độ cháy nhiên liệu (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Trong thực tế, tốc độ cháy nhiên liệu phải phù hợp với tốc độ quay tải động Mà tốc độ quay tải động ln thay đổi, để thay đổi tốc độ cháy người ta phải thay đổi thời điểm đánh lửa hay nói cách khác góc đánh lửa sớm động tốc độ cao Nếu góc đánh lửa sớm lớn dẫn đến tượng vừa cháy vừa nén làm tốn cơng nén máy nóng Ngược lại góc đánh lửa sớm nhỏ làm cho trình cháy kéo dài đường giãn nở, nhiệt độ khí thải cao, máy nóng hiệu sinh công Ảnh hưởng tỷ số nén động xăng: Tỷ số nén thông số ảnh hưởng trực tiếp đến tính làm việc động Khi tăng tỷ số nén hiệu suất động tăng Tuy nhiên tỷ số nén cao động xăng khả xảy cháy kích nổ lớn (trừ trường hợp hãng Mazda) Ngồi động có tỷ số nén cao làm việc phát công suất lớn áp suất nhiệt độ trình nén cao làm cho tốc độ cháy tốc độ tăng áp suất lớn Một số phương pháp thay đổi tỷ số nén động (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Ảnh hưởng hệ thống đánh lửa: Bugi cần phát tia lửa điện vào thời điểm cuối trình nén Nếu bugi đánh lửa sớm trễ động tiêu tốn nhiên liệu đồng thời công suất động tăng hiệu suất động giảm Vị trí đặt bugi ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất làm việc động Cụ thể vị trí đặt bugi buồng cháy gây ảnh hưởng lớn đến khuynh hướng kích nổ Nếu đặt bugi gần sát xupap nạp xupap xả làm tăng khả tăng cao nhiệt độ khối hịa khí cuối hành trình màng lửa, nhiệt độ lớn xupap xả gây ra, làm tăng khuynh hướng kích nổ Do cần phải đặt bugi sát với khu vực buồng cháy gần phận nóng buồng cháy, qua mặt rút ngắn hành trình màng lửa, mặt khác cịn giảm bớt nhiệt độ khối hịa khí khu vực cuối hành trình màng lửa làm giảm khuynh hướng kích nổ Hiện tượng cháy kích nổ (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Ngoài ra, lượng tia lửa phải đủ sức đốt cháy hỗn hợp bên xylanh động Tổn thất khác liên quan đến giới: Tổn thất giới bao gồm thành phần sau: Công tổn hao ma sát: Công chu trình cần thiết để thắng ma sát chi tiết động có chuyển động tương Công tổn hao gồm thành phần tổn hao xéc măng, thân piston thành xylanh, tổn hao khớp, đầu to truyền, trục khuỷu ổ trục cam, tổn hao cấu xupáp, bánh răng, bánh đai đai dẫn động trục cam Công dẫn động cấu phụ: Cơng chu trình cần để dẫn động cấu phụ bơm, quạt, máy phát điện… Thông thường bao gồm cấu phụ cần thiết cho hoạt động động ... mát động cơ, tức phần chuyển thành bị đi, công sinh trình khơng trọn vẹn Ảnh hưởng chuyển đổi nhiệt trình nén (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Ảnh hưởng xảy lọt khí: Bên động cơ, ... sau động cơ, làm công suất động giảm Ảnh hưởng tốc độ cháy nhiên liệu (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Trong thực tế, tốc độ cháy nhiên liệu phải phù hợp với tốc độ quay tải động. .. phát cơng suất lớn áp suất nhiệt độ trình nén cao làm cho tốc độ cháy tốc độ tăng áp suất lớn Một số phương pháp thay đổi tỷ số nén động (9 nguyên nhân gây hiệu suất thấp động xăng) Ảnh hưởng