Tìm hiểu các phương pháp hình thành hỗn hợp trong động cơ điezen và các giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ TRẦN THỊ HÀ TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH HỖN HỢP CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ ĐIEZEN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HÀ NỘI, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ TRẦN THỊ HÀ TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH HỖN HỢP CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ ĐIEZEN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT Chuyên ngành: Sư Phạm Kĩ Thuật KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học KS Trần Văn Giảng HÀ NỘI, 2013 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Đến nay, em hoàn thành chương trình làm khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Tìm hiểu phương pháp hình thành hỗn hợp cháy động Điezen giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt”, hướng dẫn thầy giáo - KS Trần Văn Giảng Khóa luận em hoàn thành Vậy: Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến thầy giáo - KS Trần Văn Giảng, người hướng dẫn em tận tình chu đáo mặt chuyên môn tài liệu để em hoàn thành khóa luận Đồng thời em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô bạn sinh viên Khoa Vật Lý, đặc biệt thầy giáo cô giáo tổ Kĩ thuật giúp đỡ tạo tạo điều kiện tốt cho em hoàn tốt khóa luận Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình người thân cổ vũ, động viên, giúp đỡ em hoàn thành khóa luận Em xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực Trần Thị Hà LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Tìm hiểu phương pháp hình thành hỗn hợp cháy động Điezen giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt” kết nghiên cứu thực tôi, thực dựa sở nghiên cứu lý thuyết kết hợp với kiến thức chuyên ngành hướng dẫn khoa học thầy giáo - KS Trần Văn Giảng Tôi xin cam đoan số liệu, bảng biểu, hình ảnh kết nghiên cứu khóa luận trung thực không trùng lặp với đề tài khác; nhận xét, giải pháp đưa xuất phát từ thực tiễn kinh nghiệm có thân Một lần xin khẳng định trung thực lời cam đoan Hà Nội, tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực Trần Thị Hà DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Mối quan hệ tốc độ động số xetan Bảng 1.2: Các thành phần đặc tính nhiên liệu động 11 Bảng 2.1: Các thông số đặc trưng trình công tác động Điezen với buồng cháy khác 41 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ động nén - nổ Điezen Hình 1.2: Phạm vi biến đổi hệ số dư không khí  phụ thuộc vào chế độ tải 12 Hình 1.3: Sự thay đổi lượng nhiệt qhhn theo thành phần hỗn hợp (biểu thị  ) 12 Hình 1.4 Sơ đồ thí nghiệm chụp ảnh trình phun nhiên liệu trình cháy động Điezen phun nhiên liệu trực tiếp 15 Hình 1.5 Quan sát trình phun nhiên liệu cháy từ phía nắp xi lanh 16 Hình 1.6: Quan sát chụp ảnh trình cháy theo phương ngang buồng cháy 17 Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống chụp ảnh buồng cháy dùng thiết bị nội soi 18 Hình 2.1: Buồng cháy không phân cách cho hình thành hỗn hợp theo thể tích 21 Hình 2.2: Buồng cháy không phân cách cho hình thành hỗn hợp theo màng 22 Hình 2.3: Các buồng cháy xoáy lốc 25 Hình 2.4: Các dạng buồng cháy cháy trước 26 Hình 2.5: Hình ảnh phun xé nhỏ dòng nhiên liệu chảy từ vòi phun với tốc độ bé 27 Hình 2.6: Hình ảnh chụp giọt (hạt) nhiên liệu phun xé nhỏ tác dụng phản lực khí động học 28 Hình 2.7: Đường đặc tính tổng hợp phun nhiên liệu; Đường cong tần suất 29 Hình 2.8: Các đặc tính phun tổng hợp với tần suất môi trường phun thời điểm phun khác 31 Hình 2.9: Sự biến đổi đường kính trung bình thể tích dV đường i kính trung bình hạt nhiên liệu theo Dauteru dDi trình phun hệ thống cấp dẫn nhiên liệu Điezen IAMZ 32 Hình 2.10: Sơ đồ chùm tia nhiên liệu I 34 Hình 2.11: Hình ảnh chụp chùm tia nhiên liệu pha phun khác 35 Hình 2.12: Sự biến đổi thông số chùm tia theo thời gian 35 Hình 2.13: Các đường cong độ xa chùm tia đặc tính phun MN/m2 36 Hình 2.14: Sự biến đổi wtr Lch theo chế độ công tác khác cấp dẫn nhiên liệu điezen IAM 236 38 Hình 2.16: Hình ảnh chụp phát triển chùm tia nhiên liệu phun 39 Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý động kì 43 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục bảng Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU NỘI DUNG CHƯƠNG 1: NHIÊN LIỆU, HỖN HỢP CHÁY VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 1.1 Nhiên liệu động Điezen 1.1.1 Khái niệm chung 1.1.2 Nhiên liệu Điezen động Điezen 1.2 Tóm tắt cấu trúc thành phần nhiên liệu dùng động 1.2.1 Cấu trúc nhiên liệu 1.2.2 Các thành phần nhiên liệu 1.2.3 Nhiệt trị nhiên liệu 1.3 Hỗn hợp cháy 10 1.3.1 Hệ số dư không khí  11 1.3.2 Các thông số đặc trưng hỗn hợp nạp 13 1.4 Các phương pháp nghiên cứu trình hình thành hỗn hợp động Điezen 13 1.4.1 Cơ sơ nghiên cứu, phân tích trình hình thành hỗn hợp động Điezen 13 1.4.2 Các phương pháp nghiên cứu hình thành hỗn hợp cháy động Điezen 14 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH HỖN HỢP CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ ĐIEZEN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT TRONG ĐỘNG CƠ 19 2.1 Sự hình thành hỗn hợp cháy động 19 2.2 Các loại buồng cháy động Điezen 20 2.2.1 Buồng cháy không phân cách 20 2.2.2 Buồng cháy phân cách 24 2.3 Phun nhiên liệu thông số trình phun 27 2.4 Sự phát triển chùm tia nhiên liệu 33 2.4.1 Đặc tính chùm tia 33 2.4.2 Ảnh hưởng nhân tố khác tới phát triển cấu trúc chùm tia 36 2.5 So sánh phương pháp hình thành hỗn hợp khác 40 2.6 Giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt động Điezen 42 2.6.1 Đặt vấn đề 42 2.6.2 Giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt động Điezen 42 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………48 MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 1.1 Tính cấp thiết đề tài Bước sang kỉ 21, tiến khoa học kĩ thuật nhân loại bước lên tầm cao Rất nhiều thành tựu khoa học kĩ thuật, phát minh, sáng chế mang đậm chất đại có tính ứng dụng cao Là quốc gia có kinh tế phát triển, nước ta có cải cách để thúc đẩy kinh tế Việc tiếp thu, áp dụng thành tựu khoa học tiên tiến giới nhà nước quan tâm nhằm cải tạo, đẩy mạnh phát triển ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ nước nông nghiệp lạc hậu thành nước công nghiệp phát triển Trong ngành công nghiệp nhà nước trọng, đầu tư phát triển ngành động đốt trong ngành tiềm Do tiến khoa học công nghệ động đốt phát triển cách ạt, tỉ lệ ô nhiễm nguồn nước không khí chất thải động đốt ngày tăng Các nguồn tài nguyên thiên nhiên như: Than, đá, dầu mỏ…bị khai thác bừa bãi nên ngày cạn kiệt Điều đặt toán khó cho ngành động đốt phải đảm bảo chất lượng khí thải, tiết kiệm nhiên liệu đặc biệt nâng cao hiệu suất động Từ năm 1784 đến năm 1901, trải qua 115 năm có nhiều phát minh động đốt đặc biệt động Điezen nâng cao hiệu suất nhiệt loại động ưu điểm vượt trội so với động xăng Và từ năm 1901 trở lại chủ yếu nghiên cứu nhằm mục đích nâng cao hiệu suất động Điezen việc nâng cao hiệu suất nhiệt thấp Vì thế, đề tài: “Tìm hiểu phương pháp hình thành hỗn hợp cháy động Điezen giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt” thực nhằm phần bổ sung thêm nguồn tài liệu tham khảo, đóng góp Trên hình 2.10 trình bày sơ đồ chùm tia phân bố phần nhiên liệu tiết diện ngang chùm tia từ lỗ phun độ xa khác Việc xác định kết cấu chùm tia, có nghĩa xác định phận nhiên liệu nó, theo mức độ phát triển phức tạp Thông thường xác định lượng nhiên liệu vào đơn vị góc côn chùm tia  ch hay qua đơn vị diện tích tiết diện ngang chùm tia suốt thời gian phun Đối với loại vòi phun có đầu cắm lỗ kết cấu chùm tia phun khác nhiều so với đưa hình 2.10 Đầu chốt cắm lỗ phun giúp cho hạt nhiên liệu phân bố theo hình côn bề mặt ngoài, trung tâm chùm tia điền đầy không khí Ngoài kết cấu chùm tia nhiên liệu Hình 2.11: Hình ảnh chụp chùm tia nhiên liệu pha phun khác (nb =2050 v/ph; Vctr = 76 mm3; dc = 0,5 mm) đặc trưng kích thước hình học sau (hình 2.10): chiều dài (độ xa chùm tia) Lch, bề rộng Bch góc côn chùm tia  ch Sự phát triển chùm tia đánh giá tốc độ chuyển động mặt Hình 2.12: Sự biến đổi thông số trước chùm tia  tr Các chùm tia theo thời gian đại lượng đặc trưng cho phát triển chùm tia biến đổi theo mức độ phun nhiên liệu, có nghĩa theo thời gian Sự phát triển chùm tia nhiên liệu phun môi trường chất khí bất động chụp hình 2.11 35 Những ảnh chụp nhận cách chụp phòng tối với điều kiện phát sáng cưỡng Sự biến đổi kích thước hình học chùm tia theo thời gian đưa hình 2.11 Tốc độ mặt trước chùm tia wtr giảm, độ xa chùm tia Lch bề rộng chùm tia Bch tăng dần theo phát triển chùm tia 2.4.2 Ảnh hưởng nhân tố khác tới phát triển cấu trúc chùm tia Một nhân tố xác định độ xa chùm tia động dòng nhiên liệu phun từ vòi phun Chúng phụ thuộc vào khối lượng tốc độ chảy qua, xác định áp suất phun (đặc tính phun) tiết diện ngang qua lỗ phun Bởi đặc tính phun ảnh hưởng đến phát triển độ xa chùm tia So sánh đường cong độ xa chùm tia (hình 2.12) với đặc tính phun cho thấy chuyển động mặt trước chùm tia biến đổi với biến đổi tốc độ dòng nhiên liệu (sự tăng lên dVb/ d ) Khi tăng động phần nhiên liệu, bên chùm tia xuất tích tụ hạt nhiên liệu bay nhanh tới bề mặt trước chùm tia Điều làm tăng độ xa tốc độ chuyển động bề mặt trước chùm tia Hình 2.13: Các đường cong độ xa chùm tia đặc tính phun (bộ cấp dẫn nhiên liệu Điezen IAM 236, nb = 550v/ph; Vctr = 155 mm3); pnp = 1,5 MN/m2; pnp =0,1 MN/m2; Đặc tính phun 36 Trên hình 2.12, đường nét đứt quỹ đạo chuyển động hạt nhiên liệu tích tụ chùm tia có biến đổi tốc độ dòng nhiên liệu từ vòi phun đến mặt trước chùm tia theo thời gian Các đường cong a đặc trưng cho chuyển động hạt giọt nhiên liệu môi trường có điều kiện khí quyển, đường cong b tương ứng với môi trường khí có mật độ lớn Sự tăng tốc độ quay trục khuỷu lượng cấp nhiên liệu cho chu trình kích thích việc tăng động dòng nhiên liệu chảy qua từ vòi phun, tiếp đến độ xa chùm tia Các đường cong độ xa tốc độ bề mặt trước wtr chùm tia phụ thuộc vào chế độ công tác phận cấp dẫn nhiên liệu Điezen IAM236 trình bày hình 2.14 Hình 2.14: Sự biến đổi wtr Lch theo chế độ công tác khác cấp dẫn nhiên liệu điezen IAM 236 (pnp = 1,5 MN/m2) a) Vct = 115 m3 = cosnt; b)nb = 1050 v/ph = cosnt; 1nb = 1050 v/ph; nb = 850 v/ph 3.nb = 550 v/ph; Vct = 80 mm3 5.Vct = 30 mm3 Cần thấy tốc độ chuyển động chùm tia cấp nhiên liệu hoàn toàn trung bình (Vctr 115 80mm3) đạt cao Chùm tia đạt 50mm sau thời gian phù hợp với góc quay trục cam  K   Khoảng 1/3 lượng nhiên liệu cấp vào chu trình phun vào sau thời gian 37 Khi tăng đường kính lỗ phun giữ không thay đổi tiết diện thông qua chung chúng ( c f c  const ) độ xa chùm tia tăng lên (hình 2.15) điều giải thích tăng lên khối lượng nhiên liệu phun từ lỗ vòi phun động Mật độ môi trường khí mà nhiên liệu phun vào thực tế có ảnh hưởng tới độ xa chùm tia Độ xa chùm tia bị rút ngắn đáng kể tăng mật độ môi trường (xem đường cong hình 2.13) Đồng thời giảm độ xa chùm tia bề rộng góc chùm tia tăng lên Trong trường hợp vòi phun có chốt cắm lỗ phun, tăng mật độ môi trường khí góc côn bề rộng chùm tia giảm Điều giải thích vòi phun có chốt cắm lỗ Hình 2.15: Sự biến đổi độ xa phun cho tia rỗng với chất khí chùm tia Lch theo điền đầy bên Chất khí chiếm đường kính lỗ phun dc: chỗ phần nhiên liệu chuyển động 1.Qua 0,001s sau bắt đầu phun; kết áp suất chùm tia 2.Qua 0,003s sau bắt đầu phun giảm, mức độ lớn so với (nb = 800 v/ph; pph = 20 MN/m2, tăng mật độ khí Dưới tác dụng Pnp = 1,5 MN/m2; tiết diện lưu áp suất, chùm tia bị bóp co lại thông tổng cộng lỗ vòi Khả phân bố đồng nhiên phun không đổi) liệu chùm tia tăng lên với việc tăng mật độ môi trường tốc độ dòng nhiên liệu từ lỗ vòi phun Việc tồn xoáy lốc ban đầu nhiên liệu vòi phun tạo điều kiện phân bố nhiên liệu chùm tia đồng 38 Tất tài liệu nghiên cứu theo động lực học phát triển chùm tia có quan hệ với trường hợp phun nhiên liệu vào môi trường bất động Sự tồn chuyển động xoay lốc không khí buồng cháy động Điezen có ảnh hưởng lớn tới phát triển kết cấu chùm tia Khi phun môi trường khí bất động (hình 2.16a), phương chuyển động chùm tia không thay đổi Nếu chuyển động dòng khí vuông góc với chùm tia nhiên liệu (hình 2.16b) lớp chùm tia bị phá hủy bị theo phương dòng khí, chùm tia trở nên không đối xứng, trục bị cong Sự phát triển chùm tia buồng cháy xoáy lốc (hình 2.16c) bị cong nhiên liệu chuyển phần tới thành xilanh Những hạt nhiên liệu nhỏ lớp bên chùm tia theo dòng không khí tới vùng bắt đầu đốt cháy nhiên liệu Khi gặp dòng khí chuyển động (hình 2.16d) buồng cháy cháy trước có sụt áp suất, chùm tia nhiên liệu đốt cháy cưỡng bức, lớp bị xé vụn làm xuất hạt nhiên liệu bị theo dòng không khí tới vùng buồng cháy cháy trước Mặt khác có nhận xét với việc tăng tốc độ quay, có ý nghĩa nâng cao tốc độ chuyển động khí buồng cháy, ảnh hưởng dòng khí tới phát triển chùm tia mạnh lên Hình 2.16: Hình ảnh chụp phát triển chùm tia nhiên liệu phun: Chùm tia, mũi tên hướng dòng khí 39 2.5 So sánh phương pháp hình thành hỗn hợp khác Khi phân tích phương pháp hình thành hỗn hợp khác thực (mục 2.2) thấy đạt tiêu công suất cao (áp suất bình quân có ích pe cao) động Điezen có buồng cháy loại điều kiện nghiên cứu hoàn thiện trình công tác Áp suất bình quân có ích nhận động Điezen có buồng cháy cháy trước giảm chút có tăng tổn thất thực chu trình công tác Việc phát triển động có sử dụng tăng áp gây trở ngại nhiều buồng cháy phân cách, tăng mật độ không khí nạp xilanh tổn thất nhiệt khí động học tăng lên Động Điezen có buồng cháy phân cách cho tiêu kinh tế cao Ở tổn thất phụ phát sinh dòng khí chảy qua đường thông thống bề mặt truyền nhiệt tương ứng buồng cháy nhỏ Với động Điezen có buồng cháy thống (buồng cháy không phân cách) chất lượng khởi động tốt so với động Điezen có buồng cháy phân cách Tải trọng chi tiết cấu trục khuỷu - truyền tiếng ồn làm việc động giảm trường hợp buồng cháy phân cách, buồng cháy phân cách tạo điều kiện cho động làm việc tốt chế độ công tác thay đổi, đồng thời có khả sử dụng nhiên liệu khác giảm áp suất phun 40 Bảng 2.1: Các thông số đặc trưng trình công tác động Điezen với buồng cháy khác Cách Loại hình buồng thành cháy hỗn  pe , MN/m g e, nN, g/(kW.h) v/ph p /  Pz , MN/   pz / pe (MN/m2)/ m2 độ hợp Thể Không Phân cách tích màng 1,20 0,7  0,8 227,0  255,0 4000  10 1,8  2,5 0,4  1,2 – thể 1,10 0,7  0,8 218,0  242,0  3000 67 1,6  1,8 0,25  0,4 - 1,15 0,7  0,8 255,0  290,0 4000 67 1,6  1,8 0,25  0,4 - 1,20 0,65  0,75 262,0  304,0 4000 56 1,4  1,6 0,20  0,35 tích Màng Phân cách có xoáy lốc Có buồng cháy cháy trước Sử dụng động Điezen có buồng cháy phân cách giảm độc tố khí thải so với buồng cháy thống 41 2.6 Giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt động Điezen 2.6.1 Đặt vấn đề Khoảng ba trăm năm qua, động đốt loại kì kì sử dụng phổ biến đời sống sản xuất hai loại động có nhược điểm hiệu suất thấp Động xăng có hiệu suất cao thường nằm khoảng (30  33)%, động Điezen có hiệu suất cao đạt (39  44)% Điều có nghĩa lượng nhiệt mát từ đốt nhiên liệu lớn, khoảng (56  70)% tùy loại động hãng chế tạo khác Ví dụ động Điezen đốt nhiên liệu cho 100% nhiệt lượng, có 44% nhiệt lượng chuyển thành làm quay trục khuỷu, lượng nhiệt lại gồm: 6% làm ấm động cơ, 25% nhiệt lượng thải môi trường qua khí xả, 25% nhiệt lượng phải hệ thống làm mát động giúp tản môi trường Một hướng có triển vọng khai thác phần nhiệt lượng thải môi trường qua khí xả qua hệ thống làm mát, để tiếp tục sinh công học tăng phần tạo làm quay trục khuỷu Một giải pháp công nghệ thú vị dùng chu trình công tác kì, tạo kiểu động kì Hay nói cách “Dùng chu trình kì cho động đốt để nâng cao hiệu suất nhiệt cho động cơ” 2.6.2 Giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt động Điezen 2.6.2.1 Khái quát chung động kì - Đặc điểm nguyên lý động kì Động kì biến thể động đốt có hiệu suất cao Hai hành trình thêm vào động đốt truyền thống kì tạo nên động kì Động kì vốn có hành trình xuống hai hành trình lên pit-tông Trong động kì, hành trình xuống thứ ba hành trình “hơi” (bản chất giãn nở nước) hành trình lên thứ ba xả khí giãn nở 42 Động lạnh bắt đầu chu trình kì, trải qua kì khoảng thời gian ngắn với môi chất công tác khí sản phẩm cháy Sau nhiệt độ buồng đốt đạt xấp xỉ 400F (2000C), pha vận hành khí kì thứ thứ Ngay trước kì thứ 5, môi chất công tác nước phun trực tiếp vào buồng đốt nóng động tạo hóa nhanh Pha chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái nước, lấy lượng nhiệt lại nhiều hành trình cháy giãn nở trước đó, đẩy pit-tông xuống (hành trình sinh công thứ 2) Một phần nhiệt lớn động lúc dùng hóa cho nước, nên phần nhỏ truyền vào thành xi lanh, không cần yêu cầu làm mát hệ thống làm mát dùng áo nước động kì Như vậy, lượng nhiệt trước cần phải tỏa nhờ cấu hình truyền thống dùng két làm mát nước bị bỏ phí, chuyển thành hành trình sinh công thứ Dưới hình vẽ, minh họa chu trình làm việc động kì: Nạp Xả Nổ Nén Giãn nở Xả Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý động kì 43 Về mặt lý thuyết, dường nước dùng để tạo chu trình tiêu tốn với mức gần với mức nhiên liệu dùng Nhưng mô hình động thực tế, nước xả ngưng tụ bình ngưng để dùng lại Nhiệt lượng từ bình ngưng để cung cấp cho việc làm ấm bên xe, đủ làm ấm truyền thống xe xe tải ngày - Ưu điểm động kì Động với chu trình làm việc kì cho phép giảm 40% chi phí nhiên liệu giảm khí xả độc hại so sánh với động kì công suất Ưu điểm nguyên lý thiết kế kì cho động khả sinh công học từ nhiệt lượng mà thường bị qua hệ thống làm mát động truyền thống Vì hành trình “hơi” có hiệu làm nguội bên động cơ, điều cho phép dùng tỉ số nén cao hơn, cho phép dùng hết tiềm nhiên liệu Sự làm nguội bên cho phép dùng tỉ số nén cao có lợi cho ứng dụng cần đạt công suất nhanh (như động xe đua) thường dùng, với thời gian hoạt động lâu mà không sinh nhiều chất hóa học có hại với môi trường Lượng nhiệt dư thừa không mong muốn cấu trúc động trước giải ứng dụng động kì Phần mát công suất động xe cho trọng lượng hầu hết chi tiết làm mát truyền thống quạt, két nước, bơm nước…có thể loại bỏ Trong xe tải Điezen hạng nặng cụm chi tiết chiếm xấp xỉ 1/4 trọng lượng động Nhiều đặc điểm bảo dưỡng động tương tự đối vơi động kì kì dùng nhiên liệu xăng, dầu Điezen, khí gas Đối với động kì, cho phép giảm kích thước động (trên công suất thiết kế) 1/3 Điều có nghĩa có cải thiện rõ rệt hiệu suất lượng tình 44 trạng ô nhiễm khí thải phạm vi công suất cho, lĩnh vực mà Việt Nam cải thiện quan tâm nhiều Phần trăm hành trình sinh công (2 hành trình sinh công so với hành trình) cao so với động kì (1 hành trình sinh công so với hành trình) cho phép giảm tốc độ quay trục khuỷu làm việc Trong lại có mômen cao khoảng tốc độ quay thấp rộng Tốc độ làm việc thấp cho phép thiết kế với đường kính trục khuỷu lớn cho động có khả tạo mômen cao - Các trở ngại vấn đề Thời gian làm ấm động sau khởi động cần thiết tất ứng dụng động Đối với chu trình kì, công suất hiệu suất bị giảm thời gian làm ấm kì thứ kì thứ Việc phun nước tương đối lạnh vào pit-tông kim loại nóng làm hư hại pit-tông theo thời gian co giãn nhiệt Phụ thuộc vào nhiệt độ thực tế nước so với nhiệt độ khí xả, có tiềm ẩn khả tác động xấu đến xi lanh, khối thân máy, nắp xilanh, cấu phối khí Các biện pháp chống đông thời tiết lạnh vùng ôn đới cần thiết bình chứa nước Ô nhiễm dầu từ phần nhỏ nước chu trình trở ngại cần phải giải quyết, xecmăng làm kín pit-tông xilanh bổ sung, dùng loại dầu bôi trơn đặc biệt Khối lượng tách dầu ngưng đọng nước, phần thêm vào, chúng nhỏ nhẹ nhiều so với hệ thống làm mát truyền thống Một ngưng đọng nước dùng đường xả dường tạo khu vực cản trở khí xả Một bình chứa nước riêng chiếm khối lượng không gian định Giải pháp có tiềm cổng tách nước khí xả, với nước đẩy đến bình ngưng khí xả đẩy đến 45 ống xả thường dùng Một động có turbo tăng áp có van sau turbo để thực tách nước khỏi khí xả 2.6.2.2 Cấu hình động ứng dụng Một động xilanh chạy êm nhiều với bánh đà tương đối nặng để làm xung lực, giống với loại động Điezen công nghiệp xilanh cỡ lớn Hai hành trình sinh công động kì không tạo lực đẩy pit-tông tương tự Một hành trình xuống (kì hút) không sinh công, hai hành trình xuống khác cung cấp mức công suất khác Điều cho thấy cấu hình có độ cứng vững cao đồng thời tạo vận hành êm, cấu hình động xilanh thẳng hàng Tất nhiên có nhiều cấu hình khác với số lượng xilanh khác dùng, để trì cân trục khuỷu theo số lượng hành trình tất các pit-tông Chu trình làm việc động kì dùng với nhiều dạng nhiên liệu nhiều phạm vi tốc độ quay trục khuỷu Sẽ có ích chu trình kì động Điezen với hành trình pit-tông dài, tốc độ quay thấp với tỉ số nén cao 46 KẾT LUẬN Sau thời gian thực khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu phương pháp hình thành hỗn hợp cháy động Điezen giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt” hoàn thành nhiệm vụ đề tài thu kết sau: - Nắm bước để thực đề tài nghiên cứu khoa học - Tìm hiểu, nghiên cứu kết cấu buồng cháy phương pháp hình thành hỗn hợp buồng cháy động Điezen - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất động Điezen Đề tài khóa luận hoàn thành Tôi mong muốn đề tài áp dụng vào thực tiễn Vì đề tài có ý nghĩa giá trị to lớn sống người Nó giải toán cho ngành động đốt đảm bảo chất lượng khí thải, tiết kiệm nhiên liệu đặc biệt nâng cao hiệu suất động Điezen Vậy kính mong quý thầy cô bạn sinh viên tham gia đóng góp ý kiến để đề tài mang tính chuyên sâu nữa, để đề tài ứng dụng vào sống, đáp ứng yêu cầu cần thiết sống người ngày Hà Nội, tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hà 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thành Lương, Nguyên lý động đốt trong, NXB KH KT Hà Nội, 2007 [2] Hoàng Minh Tác, Động đốt trong, NXB ĐHSP Hà Nội, 2003 [3] Hoàng Ngọc Thuyết, Động đốt trong, NXB ĐHSP Hà Nội , 2009 [4] Nguyễn Tất Tiến, Nguyên lý động đốt trong, NXB GD Hà Nội, 2001 [5] www oto-hui com [6]http://thuvien.hcmute.edu.vn/xem-tai-lieu/ly-thuyet-dong-co-dottrong chuong 4250 Html 48 49 [...]... cứu, tìm hiểu được các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy trong động cơ Điezen sẽ giúp cho việc sử dụng động cơ tốt hơn, và giúp tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao được hiệu suất của động cơ 4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Giới hạn nội dung vấn đề: - Tìm hiểu, nghiên cứu các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy trên động cơ Điezen - Các giải pháp nâng cao hiệu suất của động cơ Điezen. .. cứu: Động cơ Điezen 5 Nhiệm vụ nghiên cứu Để thực hiện đề tài cần thực hiện các nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu, nghiên cứu và phân tích các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy của động cơ Điezen 2 - Các giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt cho động cơ Điezen - Tham khảo tài liệu trong và ngoài nước để hoàn thiện đề tài nghiên cứu của mình: “ Tìm hiểu các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy của động cơ Điezen và. .. nó) Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống chụp ảnh buồng cháy dùng thiết bị nội soi Tín hiệu hình ảnh thu được bởi máy ảnh CID sẽ được số hoá và được lưu giữ trên máy vi tính PC và từ đó có thể xử lý tiếp 18 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH HỖN HỢP CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ ĐIEZEN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT TRONG ĐỘNG CƠ 2.1 Sự hình thành hỗn hợp cháy trong động cơ Sự hình thành hỗn hợp trong động cơ Điezen. .. và các giải pháp nâng cao hiệu suất ” 6 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: Lí thuyết 7 Cấu trúc khóa luận Cấu trúc khóa luận gồm 3 phần chính: - MỞ ĐẦU - NỘI DUNG Nội dung khóa luận gồm 2 chương: Chương 1: Nhiên liệu, hỗn hợp cháy và các phương pháp nghiên cứu quá trình hình thành hỗn hợp trong động cơ Điezen Chương 2: Các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy trong động cơ Điezen và các giải. .. trình hình thành hỗn hợp trong động cơ Điezen Quan sát và chụp ảnh diễn biến quá trình cháy trong xilanh động cơ là một trong các biện pháp hiệu quả giúp ta phân tích nghiên cứu tối ưu hoá quá trình hình thành hỗn hợp và cháy để nâng cao hiệu suất và công suất động cơ cũng như giảm thiểu ô nhiễm khí thải Để quan sát được quá trình hình thành hỗn hợp, cần phải tạo ra được các hình ảnh nhìn thấy một cách... các giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt trong động cơ - KẾT LUẬN 3 NỘI DUNG CHƯƠNG 1: NHIÊN LIỆU, HỖN HỢP CHÁY VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 1.1 Nhiên liệu của động cơ Điezen 1.1.1 Khái niệm chung Trong động cơ đốt trong, năng lượng nhiệt, cần thiết để biến đổi thành công cơ học, nhận được do phản ứng hóa học (phản ứng cháy) giữa nhiên liệu và ôxy của... bé vào việc giải quyết vấn đề cấp bách của động cơ Điezen hiện nay là tiết kiệm nhiên liệu và nâng cao hiệu suất nhiệt của động cơ 1.2 Ý nghĩa của đề tài Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp cho em - sinh viên khoa Vật Lý chuyên ngành Sư phạm Kĩ thuật có thể hiểu sâu hơn về các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy trong động cơ Điezen và các giải pháp nâng cao. .. cao hiệu suất, có những kiến thức cơ bản để áp dụng vào thực tế, phát huy những ưu điểm mà động cơ Điezen mang lại 2 Mục đích đề tài Với yêu cầu nội dung của đề tài, mục đích cần đạt được khi hoàn thành đề tài như sau: Tìm hiểu, nghiên cứu các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy trong động cơ Điezen Từ đó: Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu suất động cơ Điezen 3 Giả thuyết khoa học Nếu nghiên cứu, tìm. .. dụng những phương pháp hình thành hỗn hợp sau đây: theo thể tích, theo màng - thể tích, theo màng Một số trường hợp, kiểu, loại và sự phát triển của quá trình hình thành hỗn hợp trong động cơ Điezen được xác định bởi đặc điểm kết cấu của buồng cháy Do vậy, kết cấu những buồng cháy cơ bản của động cơ Điezen và các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy trong buồng cháy cũng được nghiên cứu 2.2 Các loại buồng... nạp mới và khí sót trong xilanh Hỗn hợp nạp mới là hỗn hợp cơ học giữa nhiên liệu và không khí Đối với động cơ Điezen là hỗn hợp giữa nhiên liệu Điezen với không khí được hình thành ở trong xilanh cuối kì nén ép 10 Bảng 1.2: Các thành phần cơ bản và đặc tính của nhiên liệu động cơ Các thông số Nhiên liệu Điezen Các thành phần gC 0,855 chính xác định theo gH 0,126 khối lượng, kg gOnl 0,004 Nhiệt trị ... CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÌNH THÀNH HỖN HỢP CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ ĐIEZEN VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT TRONG ĐỘNG CƠ 2.1 Sự hình thành hỗn hợp cháy động Sự hình thành hỗn hợp động Điezen. .. nhằm mục đích nâng cao hiệu suất động Điezen việc nâng cao hiệu suất nhiệt thấp Vì thế, đề tài: Tìm hiểu phương pháp hình thành hỗn hợp cháy động Điezen giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt thực... Nhiên liệu, hỗn hợp cháy phương pháp nghiên cứu trình hình thành hỗn hợp động Điezen Chương 2: Các phương pháp hình thành hỗn hợp cháy động Điezen giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt động - KẾT