Microsoft Word biaphu doc Câu hỏi chương 5 Quá trình nén 1 Diễn biến quá trình nén và quá trình trao đổi nhiệt trong quá trình nén? 2 Chọn tỷ số nén cho động cơ đốt trong? CHƯƠNG 6 QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ G[.]
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Câu hỏi chương 5: Quá trình nén Diễn biến trình nén trình trao đổi nhiệt trình nén? Chọn tỷ số nén cho động đốt trong? CHƯƠNG QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ GIÃN NỞ Năng lượng cần thiết để biến đổi thành đưa vào động đốt dạng nhiên liệu Q trình cháy có nhiệm vụ chuyển hố lượng nhiên liệu dạng hoá sang nhiệt để cung cấp cho môi chất công tác Tốc độ, thời điểm mức độ hoàn hảo trình cháy có ảnh hưởng định đến cơng suất, hiệu suất, tuổi thọ hàng loạt tiêu kinh tế kỹ thuật khác động Nghiên cứu trình cháy động đốt cơng việc khó khăn, phức tạp, địi hỏi phải có kiến thức sâu, rộng nhiệt động học, hố học, phải trang bị thiết bị nghiên cứu chuyên dùng Các biện pháp thí nghiệm thực nhà máy phịng thí nghiệm thơng thường cho phép đánh giá chất lượng trình cháy cách gián tiếp thông qua thông số chung chu trình cơng tác như: áp suất thị trung bình, áp suất có ích trung bình, suất tiêu hao nhiên liệu riêng, mầu sắc thành phần hoá học khí thải, Những thơng số khơng phụ thuộc vào chất lượng q trình cháy mà cịn phụ thuộc vào mức độ tổn thất nhiệt, tổn thất học động chất lượng trình khác chu trình Trong chương đề cập đến vấn đề tổng quát có liên quan đến trình cháy nhiên liệu nhằm làm sở cho việc tiếp thu kiến thức cấu tạo sử dụng động sau 6.1 QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG 6.1.1 Diễn biến thơng số đặc trưng q trình cháy động xăng p - áp suất xylanh - Góc quay trục khuỷu i - Góc cháy trễ s - Góc đánh lửa sớm C’ - Thời điểm đánh lửa C1 - Thời điểm nhiên liệu bốc cháy 64 ã NLĐ CĐ T Hỡnh 6-1 quỏ trỡnh chỏy động xăng, thể đồ thị công khai triển p- Quá trình chuẩn bị hỗn hợp cháy (cịn gọi hồ khí) động xăng diễn suốt trình nạp trình nén Vì thực tế, hỗn hợp đồng mặt trạng thái thời điểm bốc cháy, hồ khí đốt cháy tia lửa điện xuất trước piston tới ĐCT, góc quay trục khuỷu tính từ thời điểm xuất tia lửa điện đến ĐCT gọi góc đánh lửa sớm s Động xăng đại có góc đánh lửa sớm xê dịch khoảng s = (30 35) tính theo góc quay trục khuỷu • Q trình cháy động xăng Cháy theo chế lan truyền màng lửa nhiên liệu lỏng Hịa khí hịa trộn trước xem hỗn hợp đồng Quá trình cháy bắt đầu vùng điện cực bugi xuất tia lửa điện cao (góc đánh lửa sớm θs) đến vùng hỗn hợp xa bị cháy kết thúc khoảng 30-40o sau ĐCT, tạo nên màng lửa lan truyền với tốc độ tăng dần Q trình cháy động xăng chia làm giai đoạn (hình 6-1) Giai đoạn I - Giai đoạn cháy trễ Trên đồ thị cơng khai triển (hình 6-1) giai đoạn cháy trễ lúc bugi đánh lửa (điểm c’) kết thúc áp suất xylanh cao áp suất nén (điểm c1) Giai đoạn cháy trễ động xăng bao hàm thời kỳ hình thành trung tâm cháy bốc cháy phần nhiên liệu tập trung gần bugi Thông số đặc trưng cho giai đoạn thời gian cháy trễ tính giây ti(s) tính góc quay trục khuỷu (I = 6.n.ti , góc quay trục khuỷu), n- tốc độ quay trục khuỷu động (vg/ph), góc cháy trễ vào khoảng (4-6) góc quay trục khuỷu Giai đoạn II - Giai đoạn cháy Kéo dài từ thời điểm nhiên liệu bốc cháy (điểm c1) đến áp suất xylanh đạt giá trị cực đại (điểm z) Do hoà trộn theo tỷ lệ định từ trước nên sau xuất nguồn lửa, hỗn hợp nhiên liệu khơng khí bốc cháy mãnh liệt, màng lửa từ bugi lan tràn từ tâm cháy khắp buồng cháy, nhiệt độ áp suất môi chất công tác tăng lên nhanh Nhiệt lượng cung cấp cho chu trình toả chủ yếu giai đoạn chu trình Quá trình cấp nhiệt gần giống với cấp nhiệt đẳng tích q trình cháy diễn nhanh thể tích thay đổi (V=const) Một thơng số đặc trưng cho giai đoạn cháy tốc độ tăng áp suất trung bình: wtb Trong đó: pz p c1 (6-1) pz , pc1 - Áp suất môi chất công tác điểm z c1 đồ thị công, (kG/cm ) - Góc quay trục khuỷu hai điểm c1 z Tốc độ tăng áp suất trung bình wtb thông số định làm việc êm dịu động có ảnh hưởng lớn tới hao mòn chi tiết thuộc cấu truyền lực Động xăng với tỷ số nén = (611) thường có tốc độ tăng áp suất trung bình khoảng (1,1 2,6) kG/cm độ góc quay trục khuỷu) Giai đoạn III - Giai đoạn cháy rớt Nếu thực tốt biện pháp đốt cháy nhiên liệu (điều chỉnh thành phần hồ khí góc đánh lửa sớm thích hợp, tạo chuyển động rối buồng cháy,…) kết thúc trình cháy đầu hành trình giãn nở Ngược lại, q trình cháy tiếp NLĐ CĐ T ã 65 tc din trờn ng giãn nở, chí kéo dài piston thực hành trình thải Giai đoạn cháy rớt kéo dài làm cho động nóng, hiệu sinh công giảm làm giảm công suất động 6.1.2 Đặc điểm trình cháy động xăng Để mở đầu trình cháy động đốt cần đốt nóng cục hỗn hợp nhiên liệu khơng khí tới nhiệt độ cao nhiệt độ tự bốc cháy Trong trường hợp động xăng nguồn nhiệt để đốt nóng tia lửa điện có nhiệt độ đạt tới 10.000K (nhiệt độ bốc cháy hỗn hợp xăng khơng khí khoảng (773823) K) Nhiệt độ cao tia lửa điện đủ sức phá vỡ liên kết bên phân tử nhiên liệu để hình thành phần tử hoạt tính (các gốc tự do) Các phần tử hoạt tính đóng vai trị trung tâm cháy làm phát triển phản ứng dây chuyền có toả nhiệt Quá trình cháy động xăng thể tích hỗn hợp nhỏ tập trung gần bugi Nhiệt toả đốt nóng làm bốc cháy hỗn hợp cháy Bằng cách lửa lan khắp buồng cháy theo hướng Có thể coi q trình bốc cháy nhiên liệu động xăng “cháy bề mặt” hỗn hợp đồng Hình 6-2 Sơ đồ lan tràn màng lửa động xăng Hình 6-3 Đồ thị cơng cháy kích nổ Động xăng, tốc độ lan tràn màng lửa buồng cháy (u) yếu tố định thời gian trình cháy ngắn hay dài Tốc độ (u) phụ thuộc vào tốc độ phản ứng hoá học (uh) tốc độ chuyển động rối buồng cháy (ur) Tốc độ phản ứng hoá học (uh) phụ thuộc trước tiên vào thành phần, áp suất nhiệt độ hỗn hợp cháy Hỗn hợp xăng – khơng khí q lỗng ( > 1,4) qúa đậm ( < 0,4) bốc cháy tác động tia lửa điện, (uh = 0) Thí nghiệm chứng tỏ rằng: hỗn hợp đậm ( = 0,8 0,9) có tốc độ cháy lớn ) có tốc độ cháy lớn Tuy nhiên áp suất nhiệt độ cao với chuyển động rối môi chất công tác xylanh có ý nghĩa định tốc độ cháy động Bởi điều kiện áp suất nhiệt độ khí quyển, hỗn hợp xăng – khơng khí có tốc độ lan tràn lửa (u = 3 m/s) với hỗn hợp lửa buồng cháy động có tốc độ lan tràn lửa u = (30 60) m/s Từ góc độ lợi dụng nhiệt, tốc độ cháy lớn có lợi chu trình cơng tác gần với chu trình lý tưởng (chu trỡnh cp nhit ng tớch) 66 ã NLĐ CĐ T Quá trình cháy diễn theo sơ đồ trình bày gọi cháy bình thường Ở động xăng thường xảy tượng cháy khơng bình thường khác như: cháy kích nổ, cháy sớm, nổ đường ống thải,… a) Cháy kích nổ Là tượng cháy đột ngột phần hỗn hợp cháy trước lửa lan tới Cơ chế tượng cháy kích nổ chưa giải thích cách hồn chỉnh Nhiều tác giả cho rằng: cháy kích nổ kết q trình hố học xảy phần tử nhiên liệu bị nén mạnh Dưới tác dụng áp suất nhiệt độ cao, phân tử hydrocacbon bị phá huỷ, sản phẩm phân huỷ kết hợp với ơxy hình thành perơxyt có tính chất hợp chất nổ Cháy kích nổ q trình phân rã hợp chất nổ Khi xảy cháy kích nổ, xylanh hình thành sóng xung kích di chuyển với tốc độ lớn (khoảng 12002300m/s) Những sóng xung kích bị phản xạ nhiều lần gặp vách buồng cháy tạo nên tiếng gõ kim loại giống tiếng va đập động hao mòn Những biểu đặc trưng cháy kích nổ đường giãn nở đồ thị cơng có hình cưa (hình 6-3) động nhả khói đen, cơng suất động giảm Cháy kích nổ tượng có hại, sóng xung kích tác dụng lên piston có giá trị thay đổi làm mau hỏng chi tiết thuộc cấu truyền lực Khi có cháy kích nổ, công suất hiệu suất động giảm tăng tổn thất nhiệt cho vách xylanh, tượng phân giải sản phẩm cháy trình hình thành muội than diễn mạnh Cháy kích nổ xảy sau xuất tia lửa điện phần hồ khí bốc cháy sau bị ép mạnh áp suất phần hồ khí cháy Tất yếu tố góp phần làm tăng áp suất nhiệt độ phần hồ khí cháy sau làm tăng khả cháy kích nổ động Các yếu tố kết cấu có ảnh hưởng đến khả cháy kích nổ bao gồm: tỷ số nén, kết cấu buồng cháy, số lượng vị trí đặt bugi, kích thước xylanh, vật liệu chế tạo piston nắp xylanh, phương pháp làm mát,… Còn Loại nhiên liệu, thành phần hồ khí góc đánh lửa sớm yếu tố sử dụng có liên quan chặt chẽ tới xuất cháy kích nổ b Cháy sớm Là tượng bốc cháy hỗn hợp công tác tia lửa điện từ bugi mà tiếp xúc với vật thể nóng như: cực bugi, cạnh sắc phần joăng quy lát hư hỏng nhô buồng cháy, bề mặt cháy đỏ muội than,… Hiện tượng cháy sớm xảy không theo quy luật định Có thể phát cháy sớm cách ngắt điện đến bugi mà động tiếp tục hoạt động Cần phân biệt cháy sớm với tượng làm việc khơng bình thường xẩy động xăng có tỷ số nén cao, tượng khó tắt máy giảm ga, ngắt điện, động tiếp tục hoạt động thời gian chế độ khơng Hì nh 6-4 th cụng ca ng cT ãkhi NLĐ CĐ 67cháy sớm Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com tải với tiếng gõ đanh không ổn định Biện pháp để khắc phục triệt để tượng ngừng hoàn toàn việc cung cấp nhiên liệu qua hệ thống không tải thiết bị đặc biệt Quá trình lan tràn lửa trường hợp cháy sớm giống cháy bình thường Nếu tượng cháy sớm xuất thời điểm đánh lửa sớm khơng gây tác hại đáng kể Ngược lại, hồ khí bốc cháy sớm nhiều so với thời điểm đánh lửa dẫn đến hàng loạt hậu như: - Tổn thất nhiệt cho vách xylanh nhiệt độ sản phẩm cháy cao piston nén thêm thời gian lưu lại mơi chất cơng tác có nhiệt độ cao xylanh dài - Tổn thất nhiệt cơng tiêu hao cho q trình nén tăng - Động làm việc lâu tình trạng cháy sớm bị cháy piston, gãy trục khuỷu nhiều cố khác Ở động nhiều xylanh, cháy sớm thường phát triển không giống xylanh Nếu cháy sớm xuất vài xylanh khó phát Hiện tượng cháy sớm ngăn ngừa cách chọn bugi phù hợp với đặc tính động cơ, khắc phục tượng kết muội buồng cháy, c Nổ ống thải ống nạp Nếu giai đoạn cháy rớt kéo dài sang hành trình thải lượng hồ khí chưa cháy tập trung bình tiêu âm bốc cháy gây nên tiếng nổ ống thải khí vào xylanh bốc cháy gây tượng phát lửa ống nạp Những tượng thường xuất hồ khí q đậm khắc phục cách điều chỉnh chế hồ khí (tỷ lệ thành phần xăng khơng khí) 6.1.3 Những yếu tố ảnh hưởng tới q trình cháy động xăng Diễn biến trình cháy động xăng chịu ảnh hưởng hàng loạt yếu tố kết cấu sử dụng như: tỷ số nén, kết cấu buồng cháy, vật liệu chế tạo piston nắp xylanh, góc đánh lửa sớm, loại nhiên liệu, thành phần hỗn hợp cháy, tốc độ quay trục khuỷu,… a Tỷ số nén Khi tăng tỷ số nén hiệu suất động tăng Tuy nhiên tỷ số nén cao khả xảy cháy kích nổ lớn Ngồi động có tỷ số nén cao làm việc “cứng hơn” áp suất nhiệt độ trình nén cao làm cho tốc độ cháy tốc độ tăng áp suất lớn b Kết cấu buồng cháy vị trí đặt bugi Với tốc độ lan truyền lửa nhau, tốc độ cháy tốc độ tăng áp suất xylanh tỷ lệ thuận với bề mặt màng lửa Nếu đặt bugi phần hẹp buồng cháy (hình 6-5a) số lượng hồ khí đốt cháy giai đoạn đầu trình cháy nhỏ bề mặt lửa nhỏ Vì vậy, tốc độ tăng áp suất đầu trình cháy thấp so với giai đoạn cuối trình Trong trường hợp ngược lại, bugi đặt phần rộng buồng cháy (hình 6-5b), áp suất tăng mạnh giai đoạn đầu trình, sau ú gim dn 68 ã NLĐ CĐ T Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 6-5 Ảnh hưởng hình dạng buồng cháy vị trí đặt bugi đến tốc độ tăng áp suất xylanh Buồng cháy có dạng hình 6-5c kết hợp hai dạng buồng cháy trình bày Ở loại buồng cháy này, tốc độ tăng áp suất gần khơng đổi suốt q trình cháy Đặc điểm lợi dụng buồng cháy kiểu Ricardo (hình 6-6) Nhờ hình dáng vị trí đặt bugi thích hợp nên áp suất xylanh tăng lên đặn thời kỳ bốc cháy, động làm việc “mềm” , độ ồn thấp Hình 6-6 Sơ đồ lan tràn lửa buồng cháy Ricardo Hình 6-7 Sơ đồ lan tràn lửa buồng cháy phụ vị trí đặt bugi Trên hình 6-7 giới thiệu sơ đồ lan tràn lửa buồng cháy với bugi đặt bên cạnh Trong trường hợp thứ (hình 6-7a), lửa lan khắp thể tích buồng cháy sau trục khuỷu quay 40 trường hợp thứ (hình 6-7b) sau 30 Ngoài ảnh hưởng đến tốc độ tăng áp suất, kết cấu buồng cháy vị trí đặt bugi cịn ảnh hưởng đến tượng cháy kích nổ động cơ, khả xuất cháy kích nổ lớn thời gian lan tràn lửa khắp buồng cháy dài c Góc đánh lửa sớm NL§ CĐ T ã 69 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 6-8 trình bày đồ thị cơng động ứng với ba vị trí góc đánh lửa khác Nếu bugi đánh lửa muộn trình cháy kéo dài hành trình giãn nở nhiên liệu bốc cháy điều kiện không gian công tác xylanh tăng tác dụng vận động rối yếu dần (đường 3) Tốc độ tăng áp suất trung bình wtb áp suất cháy cực đại pz có trị số nhỏ Bugi đánh lửa sớm (đường 1) làm cho trình cháy diễn piston lên ĐCT làm tốn công nén, đồng thời áp suất lớn nhỏ Đường q trình cháy góc đánh lửa sớm hợp lí Để thu cơng chu trình lớn cần phải đánh lửa đốt cháy hồ khí trước piston tới Hì nh 6-8 Ảnh hưởng góc ĐCT Làm để trình cháy diễn đánh lửa sớm đến thay đổi nhanh kết thúc sớm hơn, áp suất cháy cực áp suất xylanh động đại xuất gần ĐCT, diện tích đồ thị cơng lớn Tuy nhiên góc đánh lửa q lớn hậu giống trường hợp có cháy sớm làm tăng khả cháy kích nổ áp suất nhiệt độ xylanh tăng Góc đánh lửa sớm có trị số tối ưu số tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng động đạt giá trị cao đồng thời đảm bảo khơng có cháy kích nổ động làm việc chế độ tồn tải Góc đánh lửa sớm tối ưu phụ thuộc vào thông số như: tỷ số nén, thành phần hỗn hợp cháy, nhiệt độ khí nạp Nó xác định thực nghiệm d Thành phần hỗn hợp cháy Thành phần hỗn hợp cháy (được đánh giá hệ số dư lượng khơng khí ) có ảnh hưởng lớn đến tốc độ q trình cháy, cơng suất, hiệu suất động Thí nghiệm chứng tỏ rằng: trường hợp đốt cháy tia lửa điện, hỗn hợp nhiên liệu khơng khí đậm = 0,85 0,9) có tốc độ cháy lớn có tốc độ cháy lớn nhất, với hỗn hợp động phát cơng suất lớn Khi làm việc với hỗn hợp loãng ( = 1,05 1,15) nhiên liệu cháy kiệt ta thu hiệu suất cao e Tốc độ quay động Tốc độ lan truyền lửa tăng gần tỷ lệ thuận với tốc độ quay động (n) Điều giải thích tăng cường vận động rối buồng cháy Tăng tốc độ quay làm cho thời gian diễn chu trình cơng tác ngắn hơn, hỗn hợp buồng cháy chuyển động rối mạnh Những yếu tố kể có tác dụng giảm khả cháy kích nổ động Các thí nghiệm xác rằng: thời gian cháy trễ tính giây(s) phụ thuộc vào tốc độ quay (n) động xăng Như góc cháy trễ tính góc quay trục khuỷu tăng gần tỷ lệ thuận với tốc độ quay động Muốn đạt trình cháy tốt phải tăng góc đánh lửa sớm tăng tốc độ quay động Từ trước đến người ta thường sử dụng điều tiết khớ iu chnh gúc ỏnh la 70 ã NLĐ C§ T Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com sớm tốc độ quay động thay đổi Hiện nay, nhiều động xăng đại trang bị máy vi tính kết hợp với hệ thống tự động cho phép chỉnh đồng thời nhiều thông số (góc đánh lửa sớm, thành phần hỗn hợp cháy, cường độ sấy nóng khí nạp,…) ln phù hợp với chế độ điều kiện làm việc động cơ, phạm vi rộng tốc độ quay phụ tải 6.2 QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL 6.2.1 Diễn biến thông số đặc trưng q trình cháy động diesel • Bắt đầu từ lúc phun nhiên liệu mơi trường khơng khí nén (θs = 5-30o GQTK) • Hịa khí khơng hịa trộn trước, hỗn hợp khơng đều, khơng đồng • Nhiệt độ áp suất khơng khí nén cao nhiều vùng buồng cháy có tỉ lệ hịa trộn nhiên liệu thích hợp nên có khả tạo liên tiếp nhiều trung tâm cháy Ở động diesel, nhiên liệu phun trực tiếp vào buồng cháy cuối hành trình nén Gặp khơng khí nén có áp suất nhiệt độ cao, nhiên liệu tự bốc cháy khơng cần nguồn lửa từ bên ngồi Cơ chế tự bốc cháy nhiên liệu đặc tính lan tràn lửa buồng cháy động diesel đến chưa giải thích cách hồn chỉnh động đốt cháy cưỡng Việc phân chia trình cháy thành giai đoạn đặt tên cho giai đoạn cịn mang tính chất quy ước chưa thống nhiều sách giáo khoa động Trên sở đồ thị công thị khai triển số điểm đặc trưng, chia q trình cháy nhiên liệu động diesel thành giai đoạn sau: giai đoạn cháy trễ; giai đoạn cháy nhanh; giai đoạn cháy (cháy từ từ); giai đoạn cháy rớt C’- Thời điểm phun nhiên liệu; C1- Thời điểm nhiên liệu cháy; s - Góc phun sớm; i – Góc cháy trễ Hình 6-9 Quá trình cháy động diesel biểu diễn đồ thị công mở rộng p- a) Giai đoạn I - Cháy trễ Bắt đầu từ lúc nhiên liệu thực tế phun vào buồng cháy (điểm c’) kết thúc xuất trung tâm cháy đầu tiên, việc xác định thời điểm xuất trung tâm cháy buồng cháy khó nên người ta quy ước thời điểm cuối giai đoạn cháy trễ lúc đường cong áp suất xylanh tách khỏi đường nén lí thuyết (điểm c1) Các thơng số đặc trưng cho giai đoạn cháy trê trình gồm: Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com NL§ CĐ T ã 71 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Thời gian cháy trễ tính giây (ti) góc cháy trễ tính theo góc quay trục khuỷu (i) Lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy giai đoạn cháy trễ (gi) Thời gian cháy trễ động diesel kéo dài khoảng vài phần nghìn giây, thời gian có khoảng 3040% lượng nhiên liệu chu trình đưa vào buồng cháy, đặc biệt số động diesel cao tốc, lượng nhiên liệu phun giai đoạn tới 100% b) Giai đoạn II – Cháy nhanh (không điều khiển) Bắt đầu từ lúc đường áp suất cháy tách khỏi đường nén (điểm c1) kéo dài lúc áp suất cháy đạt giá trị cực đại (điểm z’) Từ trung tâm cháy hình thành giai đoạn I, lửa phát triển bao trùm khắp không gian buồng cháy Tốc độ toả nhiệt lớn điều kiện thể tích khơng gian cơng tác nhỏ làm cho nhiệt độ áp suất môi chất công tác tăng lên đột ngột Giai đoạn II q trình cháy coi tương ứng với q trình cấp nhiệt đẳng tích đánh giá thông số sau: Tốc độ tăng áp trung bình: p p wtb z ' c1 ; (6-2) Áp suất cháy cực đại: pz'=pz = pmax ; Tỷ số tăng áp suất: p z' ; (6-3) pc Các thơng số có ảnh hưởng lớn đến làm việc động hao mòn chi tiết thuộc cấu truyền lực Áp suất cháy cực đại cao chi tiết chịu lực phải có kích thước lớn Tốc độ tăng áp suất trung bình thơng số định độ “cứng” độ ồn động làm việc Ở động diesel, trị số wtb thường nằm khoảng (2,06,0 kG/cm /độ góc quay trục khuỷu) Sự thay đổi áp suất môi chất công tác giai đoạn II trình cháy phụ thuộc trước hết vào quy luật cung cấp nhiên liệu thời gian cháy trễ Hai yếu tố định lượng nhiên liệu tập trung buồng cháy thời điểm cuối giai đoạn cháy trễ (gi ) lượng nhiên liệu gi chuẩn bị với lượng nhiên liệu tiếp tục phun vào bốc cháy mãnh liệt điều kiện nồng độ ôxy lớn, thể tích cơng tác xylanh nhỏ nên tốc độ toả nhiệt tốc độ tăng áp suất cao c) Giai đoạn III – Cháy từ từ (cháy có điều khiển) Bắt đầu từ lúc áp suất cháy đạt giá trị cực đại (điểm z’) kết thúc áp suất xylanh bắt đầu giảm (điểm z) Giai đoạn III coi tương ứng với q trình cấp nhiệt đẳng áp chu trình cấp nhiệt hỗn hợp Động cao tốc thường kết thúc trình phun nhiờn liu 72 ã NLĐ CĐ T Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com giai đoạn II trình cháy, nên giai đoạn III diễn thời gian ngắn Vào giai đoạn III, trình cháy diễn mạnh mẽ áp suất môi chất công tác khơng tăng thể tích cơng tác tăng nhanh Nhiệt độ môi chất công tác đạt giá trị cực đại vào cuối giai đoạn III Ở chế độ định mức, nhiệt độ cực đại nằm khoảng (1800 2300) K động hai kỳ thấp tốc (20002400) K động bốn kỳ cao tốc Cũng vào cuối giai đoạn III, phần lớn nhiên liệu cung cấp cho chu trình đốt cháy, sản vật cháy xylanh tăng nhanh, nồng độ ôxy giảm đáng kể Nếu chất lượng phun hoà trộn nhiên liệu khơng tốt, có khu vực buồng cháy tập trung nhiều nhiên liệu có hạt nhiên liệu có kích thước lớn chưa kịp bay Lượng ơxy cịn lại khó tiếp xúc với phần tử nhiên liệu ơxy hố cách hoàn toàn Dưới tác dụng nhiệt độ cao, phần tử nhiên liệu bị phân huỷ, bon nhiên liệu giải phóng dạng bồ hóng Dạng bon khó bị ơxy hố, khơng đốt cháy giai đoạn sau bị thải ngồi theo khí thải (khí thải có mầu đen) d) Giai đoạn IV – Giai đoạn cháy rớt Cháy rớt tượng cháy kéo dài đường giãn nở Ở động diesel, tượng cháy rớt thường nghiêm trọng động xăng khó tạo hỗn hợp cháy đồng thời gian ngắn Vì vậy, sử dụng nhiều biện pháp hồ trộn nhiên liệu với khơng khí buồng cháy, động diesel phải sử dụng hệ số dư lượng khơng khí lớn (=1,22,0) Hiện tượng cháy rớt có hại phương diện vì: Tăng tổn thất cho nước làm mát bề mặt tiếp xúc môi chất công tác với vách xylanh lớn piston rời xa ĐCT - Tăng tổn thất nhiệt theo khí thải phần nhiên liệu khơng kịp cháy thải ngồi mơi chất cơng tác có nhiệt độ cao vào cuối hành trình giãn nở Nhiệt độ cao môi chất công tác xylanh trì lâu làm xupáp, đỉnh piston nóng, làm kẹt xéc măng,… 6.2.2 Đặc điểm trình cháy động diesel Q trình cháy động diesel tính từ thời điểm nhiên liệu thực tế phun vào buồng cháy Để có thời gian cần thiết cho trình hình thành hỗn hợp nhiên liệu- khơng khí chuẩn bị cho hỗn hợp bốc cháy, nhiên liệu phun vào buồng cháy trước piston tới ĐCT Góc quay trục khuỷu tính từ thời điểm phun nhiên liệu đến ĐCT gọi góc phun sớm Trị số góc phun sớm thường xê dịch khoảng (s = 1040 ) phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo tốc độ quay động Tồn q trình phun nhiên liệu kéo dài khoảng 2530 góc quay trục khuỷu Hiện tượng tự bốc cháy nhiên liệu động diesel phức tạp Ở nhiệt độ khơng khí buồng cháy khơng đủ cao để phá huỷ cấu trúc bên phân tử hyđrocacbon trường hợp đốt cháy tia lửa điện Một số học thuyết bốc cháy nhiên liệu cho tượng tự bốc cháy nhiên liệu động diesel kết hàng loạt q trình hố học với hình thành hợp chất trung gian để dẫn đến hình thành phần tử hoạt tính Với mt nng nht NLĐ CĐ T ã 73 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com định, phần tử hoạt tính đóng vai trị trung tâm cháy đầu tiên, mở đầu phản ứng oxy hố dây chuyền có toả nhiệt Như vậy, giai đoạn cháy trễ động diesel diễn hàng loạt trình trung gian việc hình thành chuẩn bị cho hỗn hợp cháy tự bốc cháy Những q trình là: phá huỷ tia nhiên liệu thành hạt nhỏ phân bố chúng thể tích buồng cháy, sấy nóng hố hạt nhiên liệu, hình thành hợp chất trung gian trung tâm cháy Thời gian diễn tất trình gọi thời gian cháy trễ i Thời gian cháy trễ dài hay ngắn có ảnh hưởng lớn đến tồn trình cháy làm việc động Nếu thời gian cháy trễ i (hoặc góc cháy trễ i = 6.n i) dài, lượng nhiên liệu tập trung buồng cháy thời điểm cuối giai đoạn I lớn Kết tốc độ tăng áp suất xylanh giai đoạn II lớn, động làm việc “cứng” “ồn”, tải trọng động tác động lên cấu truyền lực lớn Tốc độ quay động cao hậu tượng cháy trễ cháy rớt nghiêm trọng Chính vậy, với giải pháp kỹ thuật có, tốc độ quay động diesel chưa vượt 5000vg/ph (trong tốc độ quay động xăng đạt 20.000vg/ph) Giảm thời gian cháy trễ biện pháp nhằm hoàn thiện trình cháy động diesel, đặc biệt động diesel cao tốc Có thể rút ngắn thời gian cháy trễ động diesel biện pháp sau: - Sử dụng nhiên liệu có trị số Xe cao - Tăng chất lượng phun nhiên liệu - Tăng cường vận động rối buồng cháy - Tăng tỷ số nén để nâng cao áp suất nhiệt độ khơng khí buồng cháy Ở động diesel khó tạo hỗn hợp cháy đồng Tại khu vực buồng cháy xa tia nhiên liệu, hỗn hợp nhiên liệu –khơng khí q lỗng, khơng đủ để bốc cháy ( >max) Còn khu vực trung tâm tia nhiên liệu có mật độ hạt nhiên liệu lớn, hỗn hợp nhiên liệu- khơng khí q đậm, vượt giới hạn bốc cháy (