tài liệu môn nhiên liệu cho động cơ ô tô

tài liệu nhiên liệu và môi chất

Đơn vị:

Đo độ nhớt động học

Dầu hỏa hay Kêrôsin là hỗn hợp của các hidocacbon lỏng không màu, dễ bắt cháy

Nó thu được từ chưng cất phân đoạn dầu mỏ ở nhiệt độ 150 °C đến 275 °C (các chuỗi cacbon từ C12 đến C15) Đã có thời, nó được sử dụng như nhiên liệu cho các đèn dầu hỏa, hiện nay nó được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cho máy bay phản lực

Khi pha xăng với dầu lửa thì; dầu hỏa thành phần hóa học gồm có hydro carbon từ

C8 đến C15, nhiệt độ sôi cao Dầu hỏa lại có khả năng tỏa nhiệt và cháy sáng mạnh chỉ phù hợp với động cơ phản lực Khi pha dầu hỏa vào xăng có thể làm chỉ số octan của xăng thấp xuống dễ gây kích nổ

Nhận biết: Xăng sẽ chuyển màu vàng nhạt vì dầu hỏa màu khác xăng, nhưng mắt thường khó nhìn thấy thử nghiệm độ bay hơi: cho xăng lên tay thành phần nhẹ sẽ bay hơi để lại thành phần nặng chính là chất nhờn Vì thành phần dầu hỏa nặng hơn xăng

Hậu quả:

Phá hủy động cơ : ví dụ: trị số octan 92, khi xăng được nén vào xi lanh đúng mức,

bugi sẽ bật tia lửa điện, xăng cháy giúp động cơ chuyển động Còn xăng có chỉ số octan thấp thì khi chưa đến ngưỡng cháy xăng đã bị đốt dẫn đến vận hành không chuẩn Sau đó, động cơ sẽ có hiện tượng khó chạy, khó nổ, chạy một lúc chết máy, đi đường xa bị trục trặc máy và lâu dài sẽ phá động cơ

Cách xác định đường cong chưng cất:

Hiện tượng kích nổ

Kích nổ là hiện tượng nổ quá sớm so với thời điểm nổ thích hợp do Bu-gi kích hoạt, xảy ra ở cuối kỳ nén Hỗn hợp không khí và nhiên liệu tự bốc cháy trước cả khi Bu-gi đánh lửa Đám cháy lan rộng, kèm theo đó áp suất tăng cao ở khu vực xung quanh Sự

va chạm giữa các làn sóng áp suất của các đám cháy khác với nhau, với thành xi-lanh hoặc hoặc đám cháy phát sinh do bu-gi đánh lửa tạo nên tiếng va đập thường được gọi

là tiếng gõ kích nổ

Hậu quả:

Kích nổ xảy ra đúng lúc pít-tông trong quá trình đi lên, áp suất khí cháy trong buồng cháy tăng vọt, tạo lực nén đè nặng xuống pít-tông Trên thì khí cháy ép xuống, dưới thì bị quán tính chuyển động trục khuỷu, thanh truyền, pít-tông đẩy lên Các chi tiết máy quá tải, đứng trước nguy cơ biến dạng cong vênh hoặc bị gẫy Hòa khí bị hao hụt trước khi kỳ cháy giãn nở bắt đầu, công suất đầu ra giảm mạnh Năng lượng trong phản ứng cháy ở dạng nhiệt mà không được biến đổi thành cơ năng Nhiệt độ động cơ nóng quá mức bình thường Kích nổ làm máy nóng, công suất giảm, xe chạy ỳ, âm thanh giống như tiếng gõ phát ra tại khu vực động cơ là những dấu hiện thường thấy của hiện tượng kích nổ Điều kiện làm việc khắc nghiệt hơn bình thường, trục khuỷu

có nguy cơ hỏng nặng

Định nghĩa nhiệt trị của nhiên liệu: Nhiệt trị của nhiên liệu là lượng nhiệt tỏa ra khi đã đốt cháy hoàn toàn một khối lượng hay thể tích (kg hoặc m3) nhiên liệu trong oxy

khi tính toán nhiệt động ĐCĐT người ta dùng nhiệt trị thấp (H T ) để tính toán:

Nếu sử dụng nhiệt tri cao thì hơi nước từ q.trình cháy sẽ cô đặc, bám hoặc tồn đọng dạng rắn trong động cơ, gây hư hỏng động cơ, công suất khi động cơ làm việc

Phân tích ảnh hưởng của nhiệt trị đến tính năng kỹ thuật của động cơ đốt trong?

Nhiệt trị của hỗn hợp làm việc hầu như không phụ thuộc nhiệt cháy của nhiên lieu mà phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp,tức là phụ thuộc vào hệ số không khí dư α

Trong mọi trường hợp của độngcơ đốt trong số lượng nhiên liệu có thể cháy đc trong một đơn vị thể tích công tác của xilanh ứng với một chu trình phụ thuộc vào thành phần chính là hệ số kk dư α.Khi α>1Khi α>1

ta có hỗn hợp làm việc nghèo,lượng nhiên liệu có thể cháy đc trong xilanh động cơ đc đốt cháy hoàn toàn,hiệu quả kinh tế khi sử dụng động cơ tăng do hạ thấp đc suất tiêu hao nhiên liệu.Khi α>1

Khi α <1 ta có hỗn hợp giàu tức là hỗn hợp làm việc thiếu oxy,lượng nhiên liệu giảm nên ta ko sử dụng

đc hoàn toàn nhiệt năng mà nhiên liệu có thể phát ra khi cháy và điều này dẫn đến tổn thất nhiệt,hiệu quả kinh tế khi sử dụng giảm

(Hệ số không khí dư α là tỉ số giữa lượng không khí thực tế L mà động cơ tiêu thụ khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị nhiên liệu trong một đơn vị thể tích công tác cả xilanh động cơ ứng với một chu trình làm việc của động cơ đó với lượng không khí cần thiết lý thuyết L0 để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu.Khi α>1)

Định nghĩa chỉ số axit (TAN) của dầu bôi trơn, chỉ số kiềm (TBN) của dầu bôi trơn Phương pháp xác định

Trị số axit: Là lượng kiềm KOH (tính bằng mg) cần thiết để trung hòa hết tất cả các hợp chất mang tính axit có trong 1g mẫu dầu nhờn

Trình bày ma sát và nguyên lý bôi trơn, công dụng của dầu bôi trơn

Ma sát tồn tại 2 dạng

Nguyên lý bôi trơn

Bôi trơn là ngăn cách sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bề mặt bằng một chất có tính trơn trượt gọi là chất bôi trơn Các chất bôi trơn thông thường là dầu nhớt và mỡ

Hình 1: Cơ chế giảm ma sát của dầu nhớt

Tùy theo tải trọng, vận tốc giữa hai bề mặt và tính chất của chất bôi trơn mà các chế

độ bôi trơn sau sẽ được hình thành:

2 Các chế độ bôi trơn

Bôi trơn thủy động

Bôi trơn thủy động xảy ra khi tải trọng nhỏ và vận tốc lớn Dầu được rút vào giữa hai

bề mặt và chảy thành lớp, bề dầy lớp dầu lớn hơn độ lồi lõm của các bề mặt Chế độ bôi trơn này là hiệu quả nhất vì giảm tối đa ma sát giữa hai bề mặt kim loại, chỉ còn

ma sát nhớt của các lớp dầu Máy móc trong các điều kiện làm việc bình thường được tính toán để bôi trơn ở chế độ này

Hình 2: Chế độ bôi trơn thủy động Bôi trơn màng mỏng

Bôi trơn màng mỏng là trường hợp ngược lại của bôi trơn thủy động Lúc này các bề mặt bị ép sát vào nhau do tải trọng lớn mà vận tốc lại rất nhỏ, chính là những lúc máy móc khởi động hoặc xuất hiện những tải trọng va chạm

Lớp dầu sẽ không đủ dầy để ngăn cách các bề mặt, do đó ma sát và mài mòn rất lớn Đây là chế độ bôi trơn khắc nghiệt và đòi hỏi dầu nhớt phải có các phụ gia chống mài mòn hiệu quả

Hình 3: Chế độ bôi trơn màng mỏng Bôi trơn hỗn hợp

Bôi trơn hỗn hợp là trung gian giữa hai chế độ trên Bề dầy lớp dầu tương đương với

độ lồi lõm cùa hai bề mặt nên không ngăn cách chúng hoàn toàn

Hình 4: Chế độ bôi trơn hỗn hợp

Bôi trơn thủy động đàn hồi

Bôi trơn thủy động đàn hồi: là trường hợp đặc biệt khi áp suất giữa hai bề mặt rất lớn,

ví dụ các chỗ tiếp xúc giữa các bánh răng, mấu cam

Hình 5: Chế độ bôi trơn thủy động đàn hồi

Áp suất cực cao (cực áp) làm cho lớp dầu “rắn lại”, khiến cho các bề mặt bị biến dạng Các biến dạng này nếu quá lớn sẽ làm mòn rỗ các bề mặt Dầu nhớt cần có phụ gia cực áp để bảo vệ cho các bề mặt trong điều kiện này

Trong khi máy móc làm việc thì vận tốc, tải trọng và nhiệt độ có thể thay đổi nên các chế độ bôi trơn nói trên sẽ thay đổi tương ứng như mô tả trong giản đồ Stribeck bên dưới

Hình6: Đường cong Stribeck

Chọn dầu nhớt để tiết kiệm nhiên liệu

Trong động cơ đốt trong, 15% năng lượng mà động cơ sinh bị tiêu phí vào ma sát, 50% chuyển thành nhiệt thoát ra ngoài, phần còn lại (dưới 35%) chuyển thành công có ích giúp xe chuyển động.Khi α>1 Ma sát cao không những làm giảm hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu, mà còn tăng tốc độ mài mòn các chi tiết bên trong động cơ.Khi α>1 Vì thế, tạo ra các sản phẩn giảm ma sát luôn là mục tiêu mà các hãng dầu nhớt hướng tới.Khi α>1

Độ nhớt của dầu là yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu của động cơ.Khi α>1 Dầu có độ nhớt quá cao thường gây cản thủy động lớn.Khi α>1 Điều này tương tự như việc bạn khuấy trong một cốc nước chanh sẽ nhẹ hơn nhiều

so với việc khuấy bột trẻ em.Khi α>1 Cản tăng đồng nghĩa với việc động cơ sẽ tốn nhiều xăng hơn để vận hành.Khi α>1

Bên cạnh đó, độ nhớt cao khiến độ linh động của các phần tử dầu kém, bơm tốn nhiều thời gian để đẩy dầu tới các

cơ phận cần bôi trơn.Khi α>1 Hiện tượng này có thể gây hư hại cho động cơ đặc biệt trong mùa lạnh lúc khởi động xe.Khi α>1 Bởi khi đó dầu chưa kịp đến những nơi cần đến, nhưng các chi tiết đã chuyển động tương đối với nhau.Khi α>1 Sự cọ xát giữa hai bề mặt kim loại khiến chúng bị trầy sướt, mài mòn, đây là tổn hại không hề nhỏ đối với động cơ.Khi α>1

Ngược lại, nếu sử dụng dầu có độ nhớt thấp, tính loãng cao, sẽ rất khó duy trì màng dầu giữa các bề mặt kim loại do đó ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ động cơ và dễ xảy ra hiện tượng tắt máy giữa chừng.Khi α>1

Lựa chọn độ nhớt hợp lý tại mỗi điều kiện hoạt động sẽ giảm thiểu ma sát tổng thể trong động cơ và giảm tiêu thụ nhiên liệu.Khi α>1 Một kiểm nghiệm của hãng dầu nhờn MOTUL trên dầu nhớt xe gắn máy 3100 Silver 4T 10W40 và một loại dầu khác có độ nhớt 15W40 cho thấy tiết kiệm xăng trung bình 4,2%.Khi α>1 Theo MOTUL, một khảo sát khác trên động cơ xe Honda Wave 110S tại phòng thí nghiệm trọng điểm động cơ đốt trong của khoa Kỹ Thuật Giao Thông, trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh đã cho thấy tiết kiệm khoảng 1,2% xăng khi sử dụng dầu nhớt Gama300-20W40 của Motul-Vilube thay vì 20W50.Khi α>1

Biểu đồ sự ma sát trong động cơ

Dầu nhớt tổng hợp được ưu tiên sử dụng do có tính bền nhiệt tốt và tính kháng oxy hóa cao, đảm bảo độ nhớt được duy trì tốt khi vận hành kéo dài thời gian sử dụng.Khi α>1 Nên chọn dầu có cấp độ nhớt phù hợp và theo hướng dẫn của nhà sản xuất xe.Khi α>1 Đối với xe cũ nên chọn loại dầu có cấp độ nhớt 40 hoặc tối đa là cấp 50, do các chi tiết máy sau thời gian sử dụng đã có mài mòn và “độ rơ” nhất định, cần dầu nhớt có độ nhớt cao để duy trì lớp màng dầu bảo vệ.Khi α>1 Nếu chọn dầu có cấp độ nhớt 50 thì tốt nhất nên sử dụng dầu đa cấp.Khi α>1 Đối với xe mới nên chọn loại dầu đa cấp độ nhớt 30 hoặc 40.Khi α>1

Biện pháp tăng tính kích nổ

Chất làm mát động cơ VH được chỉ định đặc biệt dùng cho các ôtô có điều hòa không khí, tránh cho động cơ khỏi trạng thái quá nhiệt nhanh.Khi α>1 Ngay cả khi động cơ ngừng hoạt động hoặc hoạt động chậm khi ách tách giao thông.Khi α>1

VH là chất làm mát động cơ tổng hợp chất lượng cao có tính năng siêu việt trong việc loại bỏ gỉ và chống ăn mòn cũng như bảo vệ hệ thống làm mát ôtô.Khi α>1 Sử dụng chất làm mát động cơ VH sẽ kéo dài tuổi thọ cho bộ tản nhiệt và các bộ phận khác của động cơ.Khi α>1

Chất làm mát động cơ VH không làm trương nở cao su và các vật liệu làm kín khác.Khi α>1

* Chỉ tiêu kỹ thuật

4 Độ pH TCVN 4559 – 88 8,6