TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘTVIỆN KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ**********
BÁO CÁO BÀI TẬP VỀ NHÀ TUẦN 9Học phần: Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong
Hoàng Văn Hải 2125102050204
Lê Quốc Hoàn 2125102050690
Vũ Minh Dũng 2125102050133
Phạm Minh Duy 2125102050024
Bình Dương, ngày 8 tháng 11 năm 2023
Trang 4BẢNG TIẾNG ANHTừ viết
Stroichemetric(A/F) mass Khối lượng hóa học Stroichemetric mixture
Mật độ hỗn hợp hóa học L.H.V Lower heating Value Giá trị gia tăng thấp hơn
stoichemetric mixture Hỗn hợp hóa học Combustion energy Năng lượng đốt cháy
Flammability limit in air Giới hạn cháy trong không khí
Flam propagation speed Tốc độ lan truyền ngọn lửa AFT Adiabatic Flame Temp Nhiệt độ ngọn lửa đoạn nhiệt
Auto-ignition Tempt Tự động đánh lửa
THÔNG TIN NHÓM
MSSVHọ tênVai tròPhân công công việc
2125102050006 Cù Văn Thắng Nhóm trưởng Nội dung 2125102050246 Võ Đức Tài Thư ký, Điều
2125102050205 Lê Viết Thắng Thành viên Bài tập
2125102050204 Hoàng Văn Hải Thành viên Nội dung,word 2125102050690 Lê Quốc Hoàn Thành viên Nội dung 2125102050133 Vũ Minh Dũng Thành viên Nội dung 2125102050024 Phạm Minh Duy Thành viên Bài tập
Bảng 1 1 Thông tin nhóm
Trang 5KẾ HOẠCH THỰC HIỆN BÁO CÁO
Cột mốcCông việc dự kiếnƯớc lượng tài liệu, hình ảnh, tài liệu tham khảo liên
1 Bản báo cáo phiên bản 2 Phiếu đánh giá cá nhân
Trang 9Att (1− yr) + Type equation here
Đặc tính đặc trưng của xăng và diesel
Trang 10Dầu Diesel được đánh giá dựa trên số cetane, thể hiện khả năng tự cháy trong động cơ diesel Số cetane cao hơn cho biết nhiên liệu tự cháy nhanh hơn và hiệu quả hơn trong động cơ diesel Dầu Diesel thông thường có số cetane trong khoảng từ 45-55
Xăng được đánh giá dựa trên số octane, thể hiện khả năng chống nổ trong động cơ nén cao Số octane cao hơn trong xăng cho phép sử dụng trong động cơ có tỷ số nén cao và giảm nguy cơ xảy ra hiện tượng knocking hoặc pinging Xăng thông thường có số octane trong khoảng từ 85-95
Molar mass Dầu Diesel có khối lượng mol trung bình lớn hơn rất nhiều so với xăng Khối lượng mol của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ khoảng 200 đến 400 g/mol (gram trên một mol)
Xăng có khối lượng mol trung bình thấp hơn so với dầu Diesel Khối lượng mol của xăng thường nằm trong khoảng
để đạt được sự cháy hoàn toàn trong động cơ Diesel,
Để đạt được một phản ứng hoá học hoàn toàn (sự cháy hoàn
Trang 11cần ít không khí hơn so với xăng Tỷ lệ A/F stoichiometric của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ 14.5:1 đến 16:1 hoặc thậm chí cao hơn, tùy thuộc vào loại dầu Diesel cụ thể.
toàn) trong động cơ xăng, cần nhiều không khí hơn so với dầu Diesel Tỷ lệ A/F stoichiometric của xăng thường nằm trong khoảng từ 14.7:1 đến 15:1
Stroichemetric mixture density
Một hỗn hợp stoichiometric của dầu Diesel và không khí có mật độ cao hơn so với xăng Mật độ hỗn hợp stoichiometric của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ
L.H.V Dầu Diesel có giá trị LHV cao hơn so với xăng mỗi đơn vị khối lượng của dầu Diesel chứa nhiều năng lượng hơn so với xăng Giá trị LHV của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ 42 đến 46 MJ/kg
Xăng có giá trị LHV thấp hơn so với dầu Diesel Mỗi đơn vị khối lượng của xăng chứa ít năng lượng hơn so với dầu Diesel Giá trị LHV của xăng thường stoichiometric của dầu Diesel và không khí thường thấp hơn so với hỗn hợp stoichiometric xăng và không khí mỗi đơn vị
LHV của hỗn hợp stoichiometric của xăng thường cao hơn so với dầu Diesel mỗi đơn vị khối lượng của hỗn hợp stoichiometric xăng và không
Trang 12stoichiometric dầu Diesel và không khí chứa ít năng lượng hơn so với hỗn hợp stoichiometric xăng và không khí LHV của hỗn hợp stoichiometric dầu Diesel và không khí thường nằm trong
Dầu Diesel có năng lượng đốt cháy thấp hơn trong đơn vị thể tích so với xăng hỗn hợp dầu Diesel và không khí chứa ít năng lượng hơn trong một đơn vị thể tích so với hỗn hợp xăng và không khí Năng lượng đốt cháy của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ 30 đến 33 MJ/m³.
Xăng có năng lượng đốt cháy cao hơn trong đơn vị thể tích so với dầu Diesel hỗn hợp xăng và không khí chứa nhiều năng lượng hơn trong một đơn vị thể tích so với hỗn hợp dầu Diesel và không khí Năng lượng đốt cháy của xăng thường nằm
Dầu Diesel có giới hạn cháy trong không khí hẹp hơn so với xăng dầu Diesel chỉ có thể cháy ở một phạm vi tỷ lệ thể tích nhỏ hơn trong không khí Giới hạn cháy của dầu Diesel thường nằm trong
Xăng có giới hạn cháy trong không khí rộng hơn so với dầu Diesel xăng có thể cháy ở một phạm vi tỷ lệ thể tích lớn hơn trong không khí Giới hạn cháy của xăng thường nằm trong
Trang 13propagation speed(m/s)
Dầu Diesel thường có tốc độ truyền lửa chậm hơn so với xăng lửa trong một hỗn hợp dầu Diesel và không khí lan truyền chậm hơn so với xăng Tốc độ truyền lửa của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ 0.25 đến 0.4 m/s, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể và loại dầu Diesel.
Xăng thường có tốc độ truyền lửa nhanh hơn so với dầu Diesel lửa trong một hỗn hợp xăng và không khí lan truyền nhanh hơn so với dầu Diesel Tốc độ truyền lửa của xăng thường nằm trong khoảng từ 0.3 đến 0.6 m/s, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể và hỗn hợp xăng.
Adiabatic Flame Temp
Nhiệt độ đám cháy không tiếp xúc của dầu Diesel thường thấp hơn so với xăng lúc cháy, dầu Diesel thường đạt nhiệt độ thấp hơn so với xăng Nhiệt độ đám cháy không tiếp xúc của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ 1400 đến 1800 °C, tùy thuộc vào loại dầu Diesel cụ thể.
Nhiệt độ đám cháy không tiếp xúc của xăng thường cao hơn so với dầu Diesel lúc cháy, xăng thường đạt nhiệt độ cao hơn so với dầu Diesel Nhiệt độ đám cháy không tiếp xúc của xăng thường nằm trong khoảng
Nhiệt độ tự bùng cháy của xăng thường cao hơn so với dầu Diesel để xăng tự bùng cháy (đốt cháy mà không cần tia lửa hoặc nguồn nhiệt bên ngoài), cần nhiệt độ cao hơn Nhiệt độ tự bùng cháy của xăng thường nằm trong khoảng từ 495 đến 595 °C (độ
Nhiệt độ tự bùng cháy của dầu Diesel thường thấp hơn so với xăng Điều này có nghĩa rằng dầu Diesel có khả năng tự bùng cháy ở nhiệt độ thấp hơn Nhiệt độ tự bùng cháy của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ 210 đến 260 °C.
Trang 14(MJ/m3) thường thấp hơn so với xăng dầu Diesel có ít năng lượng hơn trong đơn vị thể tích so với xăng Chỉ số Wobbe của dầu Diesel thường nằm trong khoảng từ 35 đến 40 MJ/m³.
cao hơn so với dầu Diesel xăng có nhiều năng lượng hơn trong đơn vị thể tích so với dầu Diesel Chỉ số Wobbe của xăng thường nằm trong khoảng từ 42 đến 46 MJ/m³ (megajoules trên mỗi mét khối).
hình 1 4 bài tập về nhà 4, bài tập về nhà 5
BTVN 4
How to measure Octane and Cetane number ?
Làm sao để đo được chỉ số Octane and Cetane number ?
What is octane number and cetane number ?
- Octane number is the measure of the resistance of gasoline against detonation or preignition of the fuel in the engine It is measured relative to the mixture of iso-octane (2,2,4trimethylpentane),n-heptane.
Trang 15- Higher octane fuel has a greater resistance to autoignition under
- While cetane number is the measure of combustion quality of diesel oil or it is the measure of the ignition delay, the higher the cetane number of diesel the shorter the ignition delay, and the greater the fuel quality, and vice versa A short delay affords more time for diesel fuel to burn completely.
* Dịch :
Số octan và số cetan là gì?
- Số Octane là thước đo khả năng chống kích nổ hoặc đánh lửa sớm của nhiên liệu trong động cơ Nó được đo tương ứng với hỗn hợp iso-octane (2,2,4 trimethylpentane) và n-heptane.
- Nhiên liệu có chỉ số octan cao hơn có khả năng chống tự bốc cháy cao hơn dưới áp suất và nhiệt đốt cháy cao hơn.
- Trong khi số cetane là thước đo chất lượng cháy của dầu diesel hoặc là thước đo độ trễ đánh lửa, thì số cetane của diesel càng cao thì độ trễ đánh lửa càng ngắn và chất lượng nhiên liệu càng cao và ngược lại Thời gian trễ ngắn giúp nhiên liệu diesel có nhiều thời gian hơn để đốt cháy hoàn toàn.
* Chỉ số octan của xăng được đo trong động cơ thử nghiệm và được xác định bằng cách so sánh với hợp 2,2,4-trimethylpentane (iso-octan) và heptane có khả năng chống va đập tương tự như nhiên liệu được thử nghiệm: phần trăm, tính theo thể tích, của 2,2,4-trimethylpentane trong hỗn hợp đó là số octan của nhiên liệu Ví dụ, xăng có cùng đặc tính gõ như hỗn hợp 90% iso-octan và 10%
Trang 16đặc tính kháng kích nổ tương tự (nói chung, xăng được bán cho sử dụng chung không bao giờ chỉ bao gồm iso-octan và heptane; nó là hỗn hợp của nhiều hydrocarbon và thường là các chất phụ gia khác) Bởi vì một số nhiên liệu có khả năng chống gõ mạnh hơn iso-octan tinh khiết, định nghĩa đã được mở rộng để cho phép số octan lớn hơn 100.
nhau như đo trực tiếp trên động cơ hay xác định từ các tính chất của nó Việc xác định trực tiếp IC được thực hiện trên động cơ CFR (Coferation Fuel Reseach) như trong động cơ xăng với góc phun sớm nhiên liệu là 13 độ theo góc quay của trục khuỷu Phương pháp này trong thực tế ít được sử dụng vì nó phức tập và tốn kém.
BTVN 5
Hydrocarbon type & Octane and Cetane number ! Các loại Hydrocarbon và chỉ số Octane và Cetane !
* Các loại Hydrocarbon :
- Hydrocarbon là một loại hợp chất hữu cơ mà trong cấu tạo chỉ có cacbon (C) và hidro (H) Chúng có thể liên kết với nhau bằng các liên kết 1, 2 hoặc 3.
Dựa vào liên kết của các nguyên tử C và H mà hyđrocarbon được chia làm 3 loại như sau:
Hydrocarbon no: Trong phân tử chỉ có 1 liên kết đơn, gồm 2 nhóm chính đó là ankan và cycloankan.
Hydrocarbon không no: Trong phân tử có các liên kết đôi hoặc ba và nó được chia ra làm 3 nhóm chính là anken (có 1 liên kết đôi), ankadien (có 2 liên kết đôi) và ankin (có 1 liên kết ba).
Trang 17 Hydrocarbon thơm: Các nguyên tử C liên kết khép kín tạo thành vòng.
* Chỉ số Octane :
- Chỉ số Octan là thước đo tiêu chuẩn đo lường về hiệu suất của nhiên liệu hoặc động cơ hàng không.
- Chỉ số octan càng cao thì nguyên liệu có thể chịu nén được trước khi phát nổ càng lớn Ngược lại, nếu như có số octan thấp hơn nhưng chỉ số cetane cao hơn, chỉ số này sẽ rất lý tưởng cho động cơ diesel, bởi động cơ diesel không nén nhiên liệu mà chỉ nén không khí, sau đó phun nhiên liệu vào không khí được làm nóng bằng cách nén Bởi vậy, chỉ số này thường được áp dụng đo lường đối với xăng 92 Xăng 92 được coi là dậy xong sẽ cháy hơn khi chịu nén so với xăng 95 - Trong khi đó ở Mỹ chỉ số octan 88 - 90 được coi là thông thường, chỉ số octan 91 - 94 được coi là cao cấp, phù hợp với các loại động cơ có hiệu suất cao và có tỷ số nén lớn.
* Chỉ số Cetane:
- Chỉ số cetan là một đại lượng qui ước đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu Diesel và được tính bằng % thể tích của n-xetan trong hỗn hợp của nó với α-metylnaphtalen khi hỗn hợp này có khả năng tự bốc cháy tương đươngvới nhiên liệu Diesel đang xét Trong hỗn hợp này thì n-xetan có khả năng tự bốc cháy tốt nên trị số của nó được quy ước bằng 100, còn với α-metylnaphtalen có khả năng tự bốc cháy kém nên được quy ước bằng 0.
- Dầu có trị số cetan càng cao thì càng dễ tự cháy, có tính chống
Trang 18những nhược điểm quan trọng: gia tăng độ ồn nếu quá trình cháy bắt đầu quá muộn, làm tăng mức độ phát sinh bồ hóng và
- Chỉ số cetan quá cao thì thời gian cảm ứng sẽ quá nhỏ điều này có thể dẫn đến quá trình tự bắt cháy quá sớm nên phần nhiên liệu phun vào sau có thể bị phun vào trong khí cháy có nhiệt độ quá cao nên nhiên liệu không đủ thời gian để bay hơi thì đã nhận được một lượng nhiệt quá lớn nên nó bị phân huỷ trước khi cháy, trong trường này công suất của động cơ cũng bị giảm và khói thải ra nhiều chất độc hại cho con người và môi trường.
Chỉ số cao thấp của octan và cetan
hình 1 5 chỉ số cao thấp của octan và cetan
Động cơ Xăng
Chỉ số octan càng cao, nhiên liệu càng có thể chịu nén được trước khi phát nổ (đốt cháy) Chỉ số octan càng cao thì khả năng chống kích nổ càng cao Sử dụng xăng với số octan thấp hơn có thể dẫn đến vấn đề động cơ bị gõ và đánh lửa sớm.
Theo khuyến cáo từ nhà sản xuất thì các loại xe ô tô chạy xăng hiện nay nên chọn nhiên liệu có chỉ số octan từ 87 trở lên để đảm bảo an toàn Còn đối với động cơ có tỷ số nén lớn, hiệu suất cao thì nên
Trang 19dùng xăng 91 – 94 và dùng thêm phụ gia nhiên liệu xăng giúp tăng chỉ số octan để đạt được hiệu suất vận hành tốt nhất.
hình 1 6 octan
Hỗn hợp nhiên liệu không khí được làm nóng do bị nén và sau đó được kích hoạt bởi bugi để đốt cháy nhanh chóng Trong quá trình đốt cháy này, nếu phần không cháy của nhiên liệu trong buồng đốt bị đốt nóng (hoặc nén) quá nhiều, các túi nhiên liệu không cháy có thể tự bốc cháy (kích nổ) trước khi ngọn lửa chính chạm tới chúng Sóng xung kích được tạo ra bằng cách kích nổ có thể gây ra áp lực cao hơn nhiều so với các bộ phận động cơ được thiết kế và có thể gây ra âm thanh "gõ" hoặc "ping" Việc gõ này có thể gây ra thiệt hại lớn cho động cơ nếu nghiêm trọng.
Octan là một họ hydrocarbon là thành phần tiêu biểu của xăng Chúng là những chất lỏng không màu, đun sôi khoảng 125 °C (260 °F) Một thành viên của họ octan, isooctan, được sử dụng làm tiêu chuẩn tham khảo để chuẩn hóa xu hướng của nhiên liệu xăng hoặc LPG để chống lại việc tự bốc cháy Ví dụ, xăng có cùng đặc tính gõ như hỗn hợp 90% iso-octan và 10% heptane sẽ có chỉ số octan là 90.
Trang 20Nhiên liệu có số octan thấp hơn (nhưng chỉ số cetane cao hơn) là lý tưởng cho động cơ diesel, bởi vì động cơ diesel (còn được gọi là động cơ đánh lửa nén) không nén nhiên liệu, mà chỉ nén không khí và sau đó phun nhiên liệu vào không khí được làm nóng bằng cách nén.
Diesel có chỉ số cetane càng cao thì càng dễ cháy, thời gian khởi động máy ngắn hơn, có tính chống kích nổ càng cao Diesel có chỉ số cetane thấp dẫn đến quá trình cháy bắt đầu muộn, tăng mức độ phát sinh muội, hydrocarbon cháy không hoàn toàn Nếu thiếu nhiều gây ra độ ồn, hoặc nghiêm trọng là gõ động cơ.
Trị số cetane 40-50 là trị số tối ưu cho động cơ diesel và không phụ thuộc tỉ số nén Chất cải thiện cetane giúp cải thiện sự cháy bên trong động cơ Nguyên liệu sẽ bắt lửa sớm, đồng nhất hơn, ngăn cản sự gia tăng áp lực quá lớn trong kỳ cháy Đánh lửa muộn là nguyên nhân chính gây ra phát thải cao, hiệu suất động cơ thấp, gây tiếng gõ cho động cơ.
hình 1 7 cấu tạo cetan
Số cetane quá thấp của nhiên liệu diesel dẫn đến thời gian đánh lửa trễ quá lâu và tại thời điểm đánh lửa, nhiên liệu nguyên tử hóa trong buồng đốt đã bị bay hơi một phần Điều này sẽ khiến nhiên liệu bốc hơi (nhiều nhiên liệu hơn mức cần thiết) ngay lập tức bốc cháy, khiến áp suất trong buồng đốt của động cơ tăng quá nhanh Điều này dẫn đến động cơ hoạt động quá ồn, hiệu suất làm sạch kém và giảm lượng khí thải Ngược lại, trị số cetane quá cao dẫn đến độ trễ đánh lửa quá ngắn, nghĩa là nhiên liệu không có thời gian để nguyên