Quá trình cháy trong động cơ diesel và những nhân tố ảnh hưởng đến (phần 2)

Quá trình cháy động diesel nhân tố ảnh hưởng đến (Phần 2) (News.oto-hui.com) – Quá trình cháy động diesel có nhiều giai đoạn cháy khác Vậy giai đoạn cháy giai đoạn nào, diễn nào, có nhân tố ảnh hưởng đến trình cháy đó? Hãy tìm hiểu câu trả lời thơng qua viết Q trình cháy động diesel nhân tố ảnh hưởng đến (Phần 2) Nếu bạn đọc chưa biết trình cháy ĐỘNG CƠ XĂNG nhân tố ảnh hưởng đến phần 1, xem lại: TẠI ĐÂY! I Quá trình cháy động diesel: Động diesel động có q trình hình thành hịa khí bên buồng đốt Từ đặc điểm chia trình cháy động diesel thành giai đoạn cháy trễ, cháy nhanh, cháy cháy rớt Giai đoạn I: Cháy trễ Giai đoạn cháy trễ giai đoạn bắt đầu vòi phun phun nhiên liệu (tại điểm đồ thị) đến đường cháy tách khỏi đường nén (tại điểm đồ thị) Về chất, cháy trễ trình châm cháy nhiệt độ thấp Trong giai đoạn xảy trình hình thành hịa khí chuẩn bị cháy xé nhỏ nhiên liệu, bay hòa trộn nhiên liệu Phản ứng sơ hình thành trung tâm tự cháy bước đầu phát triển trung tâm Quá trình cháy động diesel (Lý thuyết động ô tô – Phạm Minh Tuấn) Các thông số đặc trưng giai đoạn cháy trễ thời gian cháy trễ hay góc cháy trễ Các thơng số phụ thuộc vào thành phần tính chất nhiên liệu trị số xetan Xe, độ nhớt,… Ngồi ra, thời gian cháy trễ cịn chịu ảnh hưởng số yếu tố khác nhiệt độ áp suất xylanh thời điểm phun, độ phun tơi, mức độ chuyển động rối môi chất Giai đoạn II: Cháy nhanh Giai đoạn cháy nhanh diễn cuối giai đoạn cháy trễ đến áp suất buồng cháy đạt giá trị cao (tại điểm đồ thị) Phần hịa khí chuẩn bị giai đoạn cháy trễ bốc cháy nhanh làm cho áp suất nhiệt độ xylanh tăng vọt Nhiệt lượng tỏa lớn thể tích xylanh thay đổi nên giai đoạn cháy nhanh gần với trình cấp nhiệt đẳng tích Q trình cháy động diesel (Lý thuyết động ô tô – Phạm Minh Tuấn) Thông số đặc trưng giai đoạn cháy nhanh tốc độ tăng áp suất Lượng hịa khí chuẩn bị giai đoạn cháy trễ nhiều tốc độ tăng áp suất lớn, động làm việc không êm ngược lại Trong thực tế, tốc độ tăng áp suất động diesel lớn nhiều (khoảng lần) so với động xăng có tỉ số nén cao Chính nên động diesel làm việc không êm động xăng Giai đoạn III: Cháy Giai đoạn cháy diễn sau giai đoạn cháy nhanh (từ điểm đến điểm đồ thị) Ở giai đoạn này, hòa khí vừa chuẩn bị vừa cháy nên q trình cháy diễn từ từ theo dạng cháy khuếch tán Tốc độ cháy hịa khí định tốc độ hịa trộn nhiên liệu khơng khí hay tốc độ chuẩn bị hịa khí Vì nên q trình cháy diễn êm dịu Có thể coi giai đoạn cháy gần với q trình cấp nhiệt đẳng áp tồn q trình cháy động diesel gần với chi trình cấp nhiệt hỗn hợp Quá trình cháy động diesel (Lý thuyết động ô tô – Phạm Minh Tuấn) Mặt khác, tốc độ cháy giảm nồng độ oxy buồng cháy giảm dần q trình cháy trước Vì nên trình cháy diễn êm dịu hiệu biến đổi nhiệt thành công giảm xuống tăng khả cháy rớt giai đoạn sau Trên thực tế, khoảng 50-60% lượng nhiên liệu chu trình cháy giai đoạn cháy Giai đoạn IV: Cháy rớt Giống với động xăng, giai đoạn cháy rớt động diesel đốt cháy nốt phần hịa khí cịn lại (lớp sát vách hay khe kẽ buồng cháy…) Ở giai đoạn này, hiệu sinh công thấp, nhiệt sinh chủ yếu làm nóng chi tiết Giai đoạn cháy rớt coi kết thúc cháy hết 95-97% lượng nhiên liệu chu trình Để hạn chế cháy rớt áp dụng biện pháp chọn góc phun sớm, cường độ vận động rối mơi chất thích hợp,… Q trình cháy động diesel (Lý thuyết động ô tô – Phạm Minh Tuấn) II Những nhân tố ảnh hưởng đến trình cháy động diesel: Tính chất nhiên liệu: Nhiên liệu có trị số xetan Xe lớn (tính tự cháy cao), độ nhớt nhỏ (dễ phun tơi), khối lượng riêng nhỏ (dễ bay hơi) thời gian cháy trễ nhỏ, lượng nhiên liệu chuẩn bị thời gian cháy trễ nên tốc độ tăng áp suất áp suất lớn (p max) nhỏ, động làm việc êm Góc phun sớm: Nếu góc phun sớm lớn q điều kiện cho q trình chuẩn bị khơng thuận lợi nhiệt độ áp suất thời điểm phun nhiên liệu cịn nhỏ Do nên thời gian cháy trễ diễn dài hơn, lượng hịa khí chuẩn bị nhiều nên tốc độ tăng áp suất lớn, động làm việc khơng êm Ngồi ra, góc đánh lửa sớm lớn làm tăng công nén dẫn tới giảm hiệu sinh cơng nóng động Tỉ số nén: Nếu tăng tỉ số nén động làm tăng nhiệt độ áp suất cuối trình nạp thời điểm phun nhiên liệu, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho trình chuẩn bị nên thời gian cháy trễ giảm dẫn tới tốc độ tăng áp suất giảm, động làm việc êm dịu Tỉ số nén nhân tố ảnh hưởng đến trình cháy động diesel Ảnh tham khảo Chất lượng quy luật phun nhiên liệu: Trên động diesel, chất lượng phun nhiên liệu ảnh hưởng lớn đến việc tạo thành hịa khí cháy Nếu nhiên liệu phun tơi (ví dụ áp suất phun lớn, xốy lốc khơng khí trình nén đủ mạnh) tạo điều kiện thuận lợi cho q trình chuẩn bị hịa khí thời gian cháy trễ tốc độ tăng áp suất nhỏ, động làm việc êm dịu Chính thế, áp suất phun động diesel đại có xu hướng ngày tăng lên Trong hệ thống nhiên liệu common rail, áp suất phun lên tới 2000 bar cịn cao nên nhiên liệu phun vào tơi, hạt nhỏ Quy luật phun nhân tố ảnh hưởng định đến diễn biến trình cháy Nếu rút ngắn thời gian phun tức tăng cường độ phun làm cho lượng nhiên liệu chuẩn bị giai đoạn cháy trễ tăng lên dẫn tới tốc độ tăng áp suất áp suất lớn (pmax)tăng lên, động làm việc ồn rung giật Trong động sử dụng hệ thống nhiên liệu common rail, điều khiển điện tử nên tổ chức phun thành nhiều giai đoạn bao gồm phun mồi, phun phun sau Phun nhiều giai đoạn động dùng hệ thống nhiên liệu common rail (Lý thuyết động ô tô – Phạm Minh Tuấn) Phun mồi trước phun làm giảm tốc độ tăng áp suất cháy hạn chế lượng nhiên liệu tham gia chuẩn bị giai đoạn cháy trễ nên động làm việc êm hơn, tiếng gõ đặc thù động diesel giảm Phun sau có tác dụng gia nhiệt trình giản nở để tăng cường phản ứng oxy hóa chất độc hại khí thải CO, CxHy muội than Xốy lốc khơng khí buồng cháy: Xốy lốc khơng khí buồng cháy làm tăng khả hòa trộn nhiên liệu với khơng khí, giảm thời gian cháy trễ giảm cháy rớt Sử dụng xoáy lốc biện pháp hiệu nhằm hồn thiện q trình cháy Tuy nhiên, xoáy lốc với cường độ lớn gây tốn nhiều lượng, làm tăng tổn thất giới dẫn tới giảm tính kinh tế, tính hiệu động Xốy lốc khơng khí buồng cháy làm tăng khả hịa trộn nhiên liệu với khơng khí Tải trọng hệ số dư lượng khơng khí lamda: Trong động diesel, hịa khí có giới hạn cháy rộng Lí hịa khí tạo thành bên xylanh khơng đồng nên ln có vùng mà hịa khí dễ cháy tạo thành mồi lửa để đốt phần hịa khí cịn lại, giới hạn cao Mặt khác, hịa khí khơng đồng nên có vùng nhạt, chí khơng có nhiên liệu Trong vùng đậm cháy sinh khói đen, giới hạn cao Do giới hạn cháy rộng nên người điều chỉnh tải động phương pháp điều chỉnh chất, tức điều chỉnh lamda thơng qua điều chỉnh lượng nhiên liệu chu trình Khi giảm tải, lượng nhiên liệu chu trình giảm, lamda tăng thời gian phun nhiên liệu giảm Do q trình cháy rút ngắn lại, phải giảm góc phun sớm Đây nguyên tắc điều chỉnh góc phun sớm theo tải trọng động diesel Tốc độ vòng quay: Khi tăng tốc độ vòng quay động cơ, thời gian trình cháy bị rút ngắn (ảnh hưởng xấu đến q trình cháy) cường độ xốy lốc tăng nhiên liệu phun tơi (ảnh hưởng tốt) Tổng hợp ảnh hưởng phía lại, góc dành cho hai giai đoạn cháy chủ yếu cháy nhanh cháy thay đổi góc cháy trễ tăng lên, phải tăng góc phun sớm Đây ngun tắc điều chỉnh góc phun sớm theo tốc độ vòng quay động diesel  ... nén nhân tố ảnh hưởng đến trình cháy động diesel Ảnh tham khảo Chất lượng quy luật phun nhiên liệu: Trên động diesel, chất lượng phun nhiên liệu ảnh hưởng lớn đến việc tạo thành hịa khí cháy. .. trọng động diesel Tốc độ vòng quay: Khi tăng tốc độ vòng quay động cơ, thời gian trình cháy bị rút ngắn (ảnh hưởng xấu đến q trình cháy) cường độ xốy lốc tăng nhiên liệu phun tơi (ảnh hưởng tốt)... q trình cháy động diesel gần với chi trình cấp nhiệt hỗn hợp Quá trình cháy động diesel (Lý thuyết động ô tô – Phạm Minh Tuấn) Mặt khác, tốc độ cháy giảm nồng độ oxy buồng cháy giảm dần q trình