Giải thích thuật ngữ swirl và tumble – dòng chảy xoáy lốc ngang và xoáy lốc dọc trong buồng đốt

Giải thích thuật ngữ Swirl Tumble – Dịng chảy xoáy lốc ngang xoáy lốc dọc buồng đốt (News.oto-hui.com) – Tối ưu dịng chảy xốy lốc ngang xoáy lốc dọc buồng đốt giúp cải thiện q trình chuyển động hỗn hợp nhiên liệu Góp phần cải thiện hoà trộn hỗn hợp nhằm nâng cao đặc tính động Vậy thuật ngữ Swirl Tumble gì? Việc cải tiến dịng chảy hỗn hợp nhiên liệu có ích lợi nào? Do có liên quan đến vận tốc lớn, tất dòng chảy hỗn hợp nhiên liệu vào, bên hình trụ Dịng chảy xốy Sự hịa trộn hỗn loạn định nghĩa chuyển động ngẫu nhiên phần tử chất lỏng bên dịng chảy Thế nhưng, tạo xốy lốc bên buồng đốt chuyển động quay hữu ích việc cung cấp, trộn lẫn khơng khí nhiên liệu thích hợp với kiểu chuyển động thẳng kiểu hỗn loạn khác Ngoại lệ điều dịng chảy góc kẽ hở nhỏ buồng đốt, nơi gần thành xylanh làm giảm nhiễu loạn Swirl Tumble – Dịng chảy xốy lốc ngang xốy lốc dọc buồng đốt Sự rối loạn dòng chảy xi lanh cao trình nạp giảm tốc độ thấp, chậm lại dần đến gần điểm chết (BDC) Nếu độ hỗn loạn cao piston gần điểm chết (TDC) trình đánh lửa xảy nguy hiểm cho trình cháy Các liên kết dòng chảy vỡ lan truyền lửa nhanh nhiều lần, xảy tượng cháy kích nổ Sự nhiễu loạn dịng chảy động chủ yếu kiểu Xoáy ngang (Swirl), xoáy dọc (Tumble) xoáy rối (Squish) Squish (vùng màu vàng) Squish – Chuyển động xuyên tâm hướng tâm dịng chảy hỗn hợp nhiên liệu/khí xảy cuối hành trình nén phần mặt piston đầu xi lanh tiếp cận gần gọi Squish Nó biểu việc đưa khí vào buồng đốt (khơng gian) Nếu dịng khí bên buồng đốt dịng rối (Squish) thiết kế sai góc vào cổ nạp khí ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất động thông qua hệ số xoáy dọc xoáy ngang Dải squish nhỏ khơng gian phía dải squish lớn, xếp phân tử khơng khí chuyển động nhanh khỏi dải squish Khi phân tử khơng khí ra, bắt đầu quay quanh trục vng góc với trục xi lanh Sự quay gọi hiệu ứng nhào lộn, dẫn đến trộn lẫn khơng khí nhiên liệu Điều ảnh hưởng đến Tumble Flow A Thuật ngữ Swirl Flow Tumble Flow: Swirl Flow (Dòng chảy xoáy lốc ngang): Swirl Flow chuyển động quay ngang hình xoắn ốc hỗn hợp nhiên liệu/khí, quay song song xung quanh trục xi lanh vào buồng đốt thơng qua xupap nạp Dịng chảy xốy lốc xác định vị trí xupap nạp so với trục đường kính xylanh hình dạng buồng đốt Độ xốy lốc dịng chảy phụ thuộc vào thiết kế đầu nêm (khu vực đóng mở xupap) Dịng chảy xốy lốc dọc: Khơng khí vào xylanh theo hướng lệch trục từ phía dần hình thành theo đường xoắn ốc bắt đầu di chuyển dọc xuống xung quanh đường kính xylanh, đối diện với cổng nạp vào Một thiết kế dẫn khí thí nghiệm kiểu Swirl Dịng chảy xốy lốc ngang tạo nào? Bằng cách sửa đổi thiết kế cổng nạp (xoắn ốc) đường ống nạp để tạo thành phần tiếp tuyến với dòng nạp Nghĩ đơn giản, dịng chảy xốy lốc ngang (Swirl Flow) giống việc dội nước bồn cầu: Xốy phải ln theo hướng Việc xốy ln thay đổi hướng mức độ, thời điểm nâng xupap khác dẫn đến trình đốt cháy khơng ổn định, u cầu nhiều nhiên liệu để đánh lửa tốt hơn, giảm công suất, chạm đến giới hạn kích nổ Mặc dù lưu lượng khơng khí đầu vào hơn, việc cải tiến thiết kế đầu cổng xoáy mang lại mức tăng công suất động vận hành Chuyển động theo góc khơng hình trụ, xốy gần thành lực cản nhớt Mơ phịng lưu lượng dịng chảy xốy lốc ngang – Swirl Flow Tại lại tạo loại dòng chảy xoáy lốc ngang này? Xoáy lốc ngang tăng cường trộn hỗn hợp khơng khí nhiên liệu để tạo hỗn hợp đồng thời gian ngắn Đốt cháy nhiên liệu tốt tạo nhiều lượng Ngọn lửa lan nhanh phía trước Thiết kế tính tốn với mục đích khác: Lượng khí thải Swirl Flows Tumble Flow (Dịng chảy xốy lốc dọc): Tumble Flow chuyển động quay dọc hỗn hợp khơng khí/nhiên liệu vào mặt phẳng (mặt phẳng gần bình thường) Khi piston đạt đến điểm chết TDC, chuyển động squish tạo dòng chảy thứ cấp gọi “nhào lộn” Trong chuyển động quay xảy theo trục chu vi gần mép ngồi khoang lịng piston Với kiểu Tumble Flow chủ yếu tạo “dòng chuyển động dọc” Thay xốy ngang hình xoắn ốc dịng chảy xốy Swirl, hịa trộn lẫn lộn nhiều dòng chảy theo nhiều hướng dọc khác tăng tỷ lệ đốt cháy Qua đó, cải thiện độ ổn định q trình đốt cháy thơng qua việc trộn “điện tích” tốt Sự lộn xộn dòng chảy làm giảm xu hướng phát tia lửa điện động giới hạn số octan Tuy nhiên, để xảy tượng hòa trộn xốy q nhiều, làm giảm hiệu suất thể tích cơng tác (Ve) cơng suất động Tumble Flow Ở Tumble Flow, nhiều khoảng buồng nhỏ đỉnh piston tạo tiếng kêu xẹp lép giúp tăng cường q trình đốt cháy, đặc tính phát thải trình đốt cháy tốt giảm thiểu với chi phí hiệu suất B Mối liên hệ dịng chảy xốy lốc dọc (Tumble Flow) ngang (Swirl Flow): Tốc độ chuyển độ dịng khí cao tạo nhiệt lượng toả trình cháy nhanh Vì tốc độ cháy nhanh dẫn đến công suất đầu đáp ứng kịp thời đặc biệt chế độ tải nhỏ Đối với trường hợp xoáy lốc dọc ngang giảm đáng kể nồng độ HC khí thải, ảnh hưởng xốy lốc giảm đến 10% nồng độ HC so với động “nguyên thuỷ” chế độ hoạt động lạnh Đồng thời, xoáy lốc dọc ngang ảnh hưởng đến bay hơi, hoà trộn nhiên liệu Đặc biệt ảnh hưởng có lợi xốy lốc đến thời điểm đánh lửa sớm qua nâng cao tốc độ cháy cải thiện đáng kể đặc tính động cơ, ngăn ngừa cháy kích nổ động có số octan bị giới hạn  ... khơng khí nhiên liệu Điều ảnh hưởng đến Tumble Flow A Thuật ngữ Swirl Flow Tumble Flow: Swirl Flow (Dịng chảy xốy lốc ngang) : Swirl Flow chuyển động quay ngang hình xoắn ốc hỗn hợp nhiên liệu/khí,... lượng dịng chảy xốy lốc ngang – Swirl Flow Tại lại tạo loại dịng chảy xốy lốc ngang này? Xốy lốc ngang tăng cường trộn hỗn hợp khơng khí nhiên liệu để tạo hỗn hợp đồng thời gian ngắn Đốt cháy nhiên... quanh trục xi lanh vào buồng đốt thơng qua xupap nạp Dịng chảy xốy lốc xác định vị trí xupap nạp so với trục đường kính xylanh hình dạng buồng đốt Độ xốy lốc dịng chảy phụ thuộc vào thiết kế đầu