chương 3: Quy luật phun Quy luật phun nhiên liệu có ảnh hưởng quyết định đến quy luật hình thành hỗn hợp cháy, đặc biệt là đối với phương pháp tạo hỗn hợp cháy kiểu thể tích, qua đó ảnh hưởng đến hàng loạt chỉ tiêu ch ất lượng của động cơ diesel. Việc lựa chọn quy luật phun nhiên li ệu như thế nào là tuỳ thuộc vào tính năng của động cơ và cách th ức tổ chức quá trình cháy. C ấu trúc các tia nhiên liệu và quy luật phun phù hợp với đặc điểm cấu tạo và tính năng của động cơ. H ệ thống nhiên liệu không chỉ còn nhiệm vụ đưa vào buồng cháy m ột lượng nhiên liệu (g ct ) thích hợp với chế độ làm việc mà l ượng nhiên liệu đó phải được phun vào buồng cháy đúng thời điểm và đúng quy luật phù hợp với đặc điểm cấu tạo của động cơ. Do th ời điểm kết thúc phun muộn hơn nên quá trình cháy phải kéo dài sang đường giãn nở (đường 2) làm cho công suất và hiệu suất của động cơ giảm. C e e T p z 1 z ' 1 e f z 2 z ' 2 e 2 e 1 2 1 C i f g c t 1 2 C f C i e f Hình.2.2. Ảnh hưởng của quy luật phun nhiên liệu đến quá trình cháy. Trên hình 2.2 biểu thị quy luật phun nhiên liệu đến quá trình cháy tron g điều kiện các yếu tố khác giữ nguyên. Quy luật phun nhiên li ệu là quy luật bao gồm 2 yếu tố: Sự phân bố tốc độ phun và thời điểm phun. Nếu cùng một lượng c ấp nhiên liệu chu trình g ct mà rất ngắn thời gian phun sẽ làm tăng tốc độ phun ở giai đoạn cháy trễ dẫn đến lượng nhiên liệu tập trung ở giai đoạn này g 1 là lớn. Chính vì vậy mà quá trình cháy của động c ơ còn trị số p z và w tb lớn, tuy nhiên quá trình cháy sẽ kết thúc s ớm hơn (đường 1). Ngược lại với thời điểm phun kéo dài dẫn đến quá trình cháy của động cơ còn trị số p z và w tb nhỏ hơn, động cơ làm việc êm hơn. 2.1.2. Nhiệm vụ Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel có các nhiệm vụ sau: a. Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên t ục trong một thời gian nhất định, không cần cấp thêm nhiên liệu; lọc sạch nước; tạp chất cơ học lẫn trong nhiên liệu; giúp nhiên liệu chuyển động thông thoáng trong hệ thống. b. Cung c ấp nhiên liệu cho động cơ đảm bảo tốt các yếu cầu sau: - Lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với ch ế độ làm việc của động cơ. - Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng quy luật mong mu ốn. - Lưu lượng nhiên liệu vào các xylanh phải đồng đều. c. Các tia nhiên liệu phun vào động cơ phải đảm bảo kết hợp tốt giữa số lượng, phương hướng, hình dạng, kích thước của các tia phun v ới hình dạng buồng cháy và với cường độ và phương hướng chuy ển động cảu môi chất trong buồng cháy để hòa khí được hình thành nhanh v à đều. 2.1.3. Yêu cầu Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Ho ạt động lâu bền, độ tin cậy cao. - D ễ dàng và thuận tiện trong sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa. - D ễ chế tạo, giá thành hạ. Các bộ phận cơ bản: Hình.2.3. Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động c ơ Diesel. a). với bơm cao áp cụm; b). với bơm cao đơn 1. thùng nhiên liệu; 2. bơm thấp áp; 3. lọc nhiên liệu; 4. bơm cao áp; 5. ống cao áp; 6. vòi phun 7.bộ điều tốc; 8. bộ điều chỉnh góc phun s ớm; 9. ống thấp áp; 10. ống dầu hồi Thùng nhiên liệu: Bao gồm thùng nhiên liệu hằng ngày và thùng nhiên li ệu dự trữ. Thùng nhiên liệu hằng ngây cần có dung tích b ảo đảm chứa đủ nhiên liệu cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian định trước. Lọc nhiên liệu: Trong hệ thống nhiên liệu động cơ còn các b ộ phận được chế tạo với độ chính xác rất cao như: Cặp piston xylanh c ủa BCA – VP, các bộ phận này rất dễ bị hư hỏng nếu trong nhiên liệu còn tạp chất cơ học. Vì thế nhiên liệu cần phải đượ c lọc sạch trước khi đến BCA Ống dẫn nhiên liệu: Gồm còn ống cao áp và ống thấp áp. Ống cao áp dẫn nhiên liệu có áp suất cao từ BCA tới vòi phun. Ống thấp áp dẫn nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm thấp áp và dẫn nhiên li ệu về thùng chứa. Bơm thấp áp (bơm cung cấp): Có chức năng hút nhiên liệu từ thùng chứa hằng ngày rồi đẩy tới BCA. Hệ thống nhiên liệu có thể không cần bơm thấp áp nếu thùng chứa nhiên liệu hằng ngây được đặt ở vị trí cao hơn động cơ. Bơm cao áp (BCA): Có chức năng sau: B ơm nhiên liệu đến áp suất cao rồi đẩy đến vòi phun. - Điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt phù h ợp với chế độ làm việc của động cơ (chức năng định lượng). - Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên li ệu (chức năng định thời). Vòi phun nhiên liệu (VP): Có chức năng phun nhiên liệu cao áp vào bu ồng đốt với cấu trúc tia nhiên liệu phù hợp với phương pháp t ổ chức quá trình cháy. Ưu điểm động cơ diesel là tiêu thụ nhiên liệu ít hơn động cơ chạy xăng do hao h ụt bơm nhiên liệu ít hơn và tỷ lệ nén cao. Nhược điểm độ rung và ồn trong quá trình hoạt động lớn hơn. Đồng thời, số chất độc hại trong khí xả ra lớn hơn so với động cơ xăng. 2.1.4. Phân tích đánh giá và lựa chọn các bộ phận cần mô phỏng 2.1.4.1. Phân tích Vì hệ thống nhiên liệu động cơ diesel rất đa dạng và phức tạp, trong phạm vi nghiên cứu là đề tài em chỉ chắt lọc những hệ thống, bộ phận cơ bản có tính chất quan trọng trong hệ thống. Đặc biệt được ứng dụng nhiều trong thực tế, là bộ phận có cấu tạo dặc trưng dễ nghiên cứu và nằm trong chương trình gi ảng dạy của trường. . bộ phận cần mô phỏng 2.1.4.1. Phân tích Vì hệ thống nhiên liệu động cơ diesel rất đa dạng và phức tạp, trong phạm vi nghiên cứu là đề tài em chỉ chắt lọc những hệ thống, bộ phận cơ bản có tính. còn trị số p z và w tb nhỏ hơn, động cơ làm việc êm hơn. 2.1.2. Nhiệm vụ Hệ thống nhiên liệu động cơ diesel có các nhiệm vụ sau: a. Dự trữ nhiên liệu: Đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên t ục. với ch ế độ làm việc của động cơ. - Phun nhiên liệu vào đúng thời điểm, đúng quy luật mong mu ốn. - Lưu lượng nhiên liệu vào các xylanh phải đồng đều. c. Các tia nhiên liệu phun vào động cơ phải