Nghiên cứu khả năng giảm ồn động cơ IFA w50 lắp trên xe ca

MỞ ĐẦU Đã hơn một thế kỉ trôi qua từ khi chiếc động cơ đốt trong đầu tiên ra đời, đếnnay ngành động cơ đốt trong đã không ngừng phát triển và có ảnh hưởng đáng kểđến sự phát triển của nh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong các công trình nào khác !

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC HINH VẼ 4

DANH MỤC BẢNG 5

DANH MỤC BẢNG 5

LỜI CẢM ƠN 6

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM VỀ ỒN CỦA ĐỘNG CƠ IFA W50 9

1.1 Tốc độ tăng trưởng các phương tiện cơ giới và tác động của nó tới môi trường 9 1.2 Tổng quan về mức ồn 11

1.2.1 Khái niệm chung về tiếng ồn và rung 11

1.2.2 Cảm nhận tiếng ồn và rung 12

1.2.3 Mức ồn cho phép của động cơ 16

1.3 Một số đặc điểm và thông số chính của động cơ IFA W50 20

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CÁC NGUỒN GÂY ỒN CỦA ĐỘNG CƠ IFA W50 21

2.1 Các thông số chọn 21

2.2 Quá trình nạp: 22

2.3 Quá trình nén 24

2.4 Tính toán quá trình cháy 25

2.5 Quá trình giãn nở 27

2.6 Vẽ và hiệu đính đồ thị công: 31

2.7 Giới thiệu về các hệ thống: 33

2.8 Các nguồn gây ồn của động cơ IFA W50 35

1.3.1 Ồn do quả trình nạp (Ôn do hút) 36

1.3.2 Ồn do thải 36

1.3.3 Ồn do quá trình công tác 38

1.3.4 Ồn do Piston đảo chiều trong khe hở nhiệt với xy lanh 42

1.3.5 Ồn do mất cân bằng 43

1.3.6 Ồn do hệ thống nhiên liệu 44

1.3.7 Ồn do các van phân phối khí 45

1.4 Kết luận chương 2 45

CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH MỨC ỒN CHO ĐỘNG CƠ 47

1.5 Đo tiếng ồn bên trong và bên ngoài xe 47

1.5.1 Đo trong phòng thí nghiệm 47

1.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nạp của động cơ 53

1.6.1 Sơ đồ và nguyên lý hệ thống thải động cơ IFA W50 đo thực nghiệm trên xe 53 1.6.2 Mức ồn do quá trình công tác 56

2.9 Kết luận chương 3 59

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN GIẢM ỒN ĐƯỜNG THẢI CỦA ĐỘNG CƠ IFA W50 60

1.7 Tính diện tích tiết diện ngang ống thải 66

1.8 Tính bình tiêu âm 67

1.9 Thể tích và đường kính bình tiêu âm 69

1.10 Tính hiệu quả hình tiêu âm 70

1.11 Tính hiệu quả bình cộng hưởng 70

1.12 Tính hiệu quả ngăn phin lọc 72

1.13 Tính mức ồn chung của động cơ 73

1.14 Tính tổn thất trên đường ống thải 75

1.15 Kết luận chương 4 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH MỤC HINH VẼ

Hình 1.1 Số lượng phương tiện vận tải chuyên nghiệp của thành phố Hà Nội

qua các năm 8

Hình 1.2 Mức độ gây ô nhiễm của các phương tiện giao thông 9

Hình 1.3 Các đường cong biểu thị sự khó chịu đồng mức 13

Hình 2.2: Đồ thị công chỉ thị của động cơ IFA-W50 31

Hình 2.6 Đồ thị công biểu diễn quá trình cháy của động cơ điêzen 38

Hình 2.7 Các dạng dao động của xy lanh khi piston đảo trong khe hở nhiệt 41

Hình 3.1 Sơ đồ khối máy đo âm thanh 46

Hình 3.2 Vị trí thủ nghiệm đo tiếng ồn 46

Hình 3.3 Trung tâm nghiên cứu âm thanh (Ford, hãng Kolin) 47

Hình 3.4 Tiếng ồn theo quy định EHK-R9 50

Hình 3.5 Rơ moóc đo tiếng ồn của lổp xe 50

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lỷ hệ thống nạp động cơ IFA W50 51

Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống thải động cơ IFA W50 đo thực nghiệm trên xe 52

Hình 3.8 Thiết bị bù loại thấu kính 53

Hình 4.1 Thiết bị tiêu âm dạng ma sát 59

Hình 4.2 Thiết bị tiêu âm dạng tích cực 60

Hình 4.3 Thiết bị tiêu âm bằng phin lọc 61

Hình 4.4 Thiết bị tiêu âm bằng cộng hưởng 62

Hình 4.5 Thiết bị tiêu âm kết hợp 64

Hình 46 Bình tiêu âm kiểu hoạt tính 65

Hình 4.7 Bình tiêu âm kiểu phản lực 66

Hình 4.8 Thiết bị tiêu âm kết hợp 66

Hình 4.9 Biểu đồ gây ồn của động cơ 72

Hình 4.10 Sơ đồ phân bố mức ồn trên động cơ 72

Hình 4.11 Sơ đồ hệ thống thải động cơ IFA W50 đo thực nghiệm trên xe 73

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Mức ồn của một số phương tiện giao thông 11

Bảng 1.2 Các mức ồn tối đa cho phép 15

Bảng 1.3 Các mức ồn cho phép 15

Bảng 1.4 Các giá trị rung cho phép 15

Bảng 1.5 Tiếng ồn của máy tăng áp trong động cơ điêzen 16

Bảng 1.6 Các mức ồn của động cơ điêzen và khối động cơ 17

Bảng 1.7 Các mức ồn của động cơ điêzen và bơm nhiên liệu 18

Bảng 1.8 Mức ồn của động cơ điêzen và truyền lực 19

Bảng 1.9 Mức ồn của động cơ điêzen và của các hệ thống nạp 19

Bảng 1.10 Các thông số kết cấu cơ bản của động cơ IFA W50 20

Bảng 2.1: Bảng xác định quá trình nén và quá trình giãn nở 30

Hình 2.6 Đồ thị công biểu diễn quá trình cháy của động cơ điêzen 39

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các bạn đồng nghiệp trong Bộ môn Động

cơ đốt trong – Viện cơ khí động lực, Viện Đào tạo sau Đại học đã giúp đỡ tạo điềukiện về cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi học tập, làm luận văn

Đặc biệt là tác giả của bản luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến

PGS.TS Phạm Văn Thể, người đã hướng dẫn tôi hết sức tận tình và chu đáo về

mặt chuyên môn để tôi hoàn thành hoàn thành bản luận văn này

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người

đã động viên và chia sẻ với tôi rất nhiều trong suốt thời gian tôi tham gia học tập vàlàm luận văn

Học viên

Hoàng Đình Tuấn

MỞ ĐẦU

Đã hơn một thế kỉ trôi qua từ khi chiếc động cơ đốt trong đầu tiên ra đời, đếnnay ngành động cơ đốt trong đã không ngừng phát triển và có ảnh hưởng đáng kểđến sự phát triển của nhiều lĩnh vực công nghiệp, nó giải phóng sức lao động conngười, giúp tăng năng suất lao động, góp phần to lớn trong ngành công nghiệp giaothông vận tải đường bộ, đường thủy, đường sắt, đường hàng không Nhưng songsong tồn tại với các ưu điểm, động cơ đốt trong cũng mang lại cho con người không

ít những vấn đề bức xúc như ô nhiễm môi trường, ồn rung, cạn kiệt nguồn nhiênliệu dầu mỏ Đứng trước thực trạng đó, chúng ta cần có hướng mới, nhìn đúng đắn

về sự phát triển của ngành động cơ đốt trong trong tương lai và ảnh hưởng của nóđối với các vấn đề cuộc sống Động cơ đốt trong mang lại phát triển kinh tế, nângcao mức sống và sức khỏe cho nhân dân

Để phát triển kinh tế, chúng ta cần khai thác hết các nguồn lợi về kinh tế,trong đó có các nguồn lợi về đường bộ, đường sông, đường biển Việt Nam có hệthống giao thông đường bộ cũng như hệ thống đường biển dọc theo chiều dài đấtnước, nhưng việc khai thác tài nguyên đường bộ, đường biển còn nhiều hạn chế vàbất cập Trong những năm gần đây, việc tính toán thiết kế các loại động cơ lắp trên

ô tô, máy kéo đã thu được những thành tựu đáng kể Số lượng động cơ sản xuất ralắp trên phương tiện là rất lớn, nhưng đi cùng với nó là khi sử dụng còn một số loạikhông phát huy được hiệu quả của mình Một thực tế cho thấy, hệ thống giao thôngđường bộ của nước ta còn khá đa dạng và phong phú nên còn gặp nhiều bất cập chophương tiện khi tham gia giao thông, đặc biệt tai nạn còn nhiều và ùn tắc giao thông

ở các thành phố lớn nói riêng và cả quốc gia nói chung, dẫn đến làm ảnh hưởng đếnkinh tế đất nước Chính vì vậy việc sử dụng các phương tiện tham gia giao thông xecon, xe khách , xe tải gặp nhiều khó khăn khi đi vào các tuyến phố cũng bởi cơ sở

hạ tầng giao thông còn chưa bắt kịp nên đã có sự chuyển hóa vận tải theo nhu cầuđường xá Việt Nam như cấm giờ, cấm đường, cấm tải trọng

Trong quá trình hoạt động của các phương tiện khi tham gia giao thôngthường tạo ra tiếng ồn lớn gây ảnh hưởng đến những người xung quanh, và cũng trởthành một vấn đề của xã hội, của quốc gia cần phải giải quyết Khi động cơ hoạt

động nói chung thường gặp một số hiện tượng động cơ làm việc không êm, khôngđều gây rung động và tạo ra tiếng gõ, phát thải của ống xả gây nên tiếng ồn cho môitrường xung quanh Việc nghiên cứu giảm ồn được sự quan tâm đặc biệt của cácchuyên gia nghiên cứu về động cơ đốt trong để trong tương lai động cơ tạo ra tiếng

ồn thấp nhất có thể Chính vì thế việc nghiên cứu nhằm giảm ồn từ động cơ lắp trên

xe ca là rất cần thiết

Được sự giúp đỡ của thầy giáo PGS.TS Phạm Văn Thể, cùng với sự giúp

đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Động cơ đốt trong Viện cơ khí độnglực Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tôi đã chọn đề tài luận văn cao học của

mình là: “Nghiên cứu khả năng giảm ồn động cơ IFA w50 lắp trên xe ca” Đề tài

nhằm mục đích nghiên cứu các nguyên nhân gây ồn của động cơ đốt trong để tìmcác biên pháp hiệu quả để khắc phục, tránh gây ồn đối với môi trường xung quanh

Với tính chất phức tạp nhất định của đề tài, trong thời gian có hạn, khókhăn về tài liệu tham khảo cũng như thiết bị kiểm chứng, nên đề tài không tránhkhỏi những thiếu sót và hạn chế, tác giả rất mong được sự đóng góp ý kiến của cácthầy cô giáo để có thể tiếp tục hoàn thiện đề tài

0 2000

Cụ thể mức độ gia tăng các phương tiện này xe khách, xe con và xe tải trênđịa bàn Hà Nội được thể hiện như trên hình 1.1

Hình 1.1 Số lượng phương tiện vận tải chuyên nghiệp của thành phố Hà Nội qua các năm

Các phương tiện giao thông là tác nhân chính gây ra ô nhiễm không khí dokhí thải, và ô nhiễm ồn đặc biệt là tại các thành phố lớn

Về ô nhiễm do khí thải, theo báo cáo của Bộ Tài nguyên - Môi trường, kếtquả quan trắc tại một số thành phố lớn như: Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Hải Phòng,

Đà Nẵng cho thấy, các khí độc hại gây ô nhiễm từ phát thải của các phương tiệngiao thông chủ yếu là: CO, NOx, hơi xăng dầu, bụi, chì, benzen và bụi PM2,5.Trong đó, xe máy là nguồn phát thải chính các thành phần này

Hình 1.2 Mức độ gây ô nhiễm của các phương tiện giao thông

Vềô nhiễm do tiếng ồn, hiện nay phương tiện giao thông cơ giới rất phổ biến,mỗi xe khi vận chuyển trên đường phố sẽ gây ra tiếng ồn do động cơ hoạt động,tiếng còi, ống xả, tiếng rít phanh và rung động của các bộ phận khác trên xe gâynên Mức độ gây ồn của một số loại phương tiện giao thông được thể hiện trongBảng 1.1.Tiếng ồn giao thông hiện nay chủ yếu là do mật độ xe trên đường phố lớn,tập hợp nhiều xe sẽ gây ra hỗn hợp tiếng ồn với nhiều tần số khác nhau Riêng đốivới nước ta, còn tồn tại nhiều phương tiện lạc hậu, kém chất lượng gây ra tiếng ồnlớn

Bảng 1.1 Mức ồn của một số phương tiện giao thông

Như chúng ta đã biết, các học thuyết về dao động và sóng tạo nên cơ sở lýthuyết của âm học hiện đại Dao động âm có thể chỉ lan truyền được trong các môitrường đàn hồi, bởi vì sự truyền dao động được gây ra bởi các quan hệ đàn hồi giữacác hạt nhỏ riêng rẽ của môi trường Chuyển động có dao động (chấn động) lantruyền được trong môi trường đàn hồi tạo ra âm thanh

Căn cứ vào loại môi trường mà trong đó âm thanh lan truyền được người taphân biệt thành âm thanh không khí (trong không khí), âm thanh dưới nước (trongnước) và âm thanh cấu trúc hay rung động (trong vật thể rắn) Trong môi trườngđàn hồi thì một hệ thống dao động cơ học bất kỳ đều là nguồn gốc của sóng âm

Trong môi trường đàn hồi, các dao động phát sinh tại một điểm của môitrường có thể trở thành các dao động riêng rẽ Nhờ có những tương tác lẫn nhaumang tính đàn hồi mà các dao động của một phần tử sẽ gây ra dao động của cácphần tử khác Quá trình lan truyền của các dao động trong các môi trường đàn hồiđược gọi là quá trình sóng Sóng được sinh ra bởi các dao động của các phần tử môitrường có biên độ nhỏ gọi là sóng âm hoặc sóng âm học

Do có quán tính của môi trường mà việc truyền dao động trong môi trườngdiễn ra không tức thì mà với tốc độ xác định, nó phụ thuộc vào tính chất quán tính

và đàn hồi của môi trường Tốc độ này được gọi là tốc độ lan truyền sóng hoặc tốc

độ của âm thanh Tốc độ của chính các dao động của các phần tử môi trường so với

vị trí cân bằng của mình được gọi là tốc độ dao động Tốc độ này thấp hơn nhiều

tốc độ của sóng, bước sóng, tốc độ âm thanh, chu kỳ của dao động và tần số quan hệvới nhau theo hệ thức sau:

cm ở tần số cao đến vài trăm mét ở tần số thấp

Căn cứ vào tần số mà sóng âm được phân thành hạ âm (âm tần thấp) có tần

số thấp hơn 16÷ 20Hz, loại âm tần nghe thấy được có tần số 20 ÷2000Hz, loại siêu

âm có tần số 2.103÷109Hz và loại Hypebol có tần số lớn hơn 109HZ

Tốc độ của âm thanh trong môi trường khác nhau là khác nhau, nó được xácđịnh bởi tính chất của môi trường và đồng thời phụ thuộc vào loại sóng âm

Sóng âm khi chuyển động có thể vòng tránh các cản trở gặp phải trên đường

đi Hiện tượng này là sự nhiễu xạ sóng âm Nó đúng với nguyên lý của Giu-gens làtừng điểm của môi trường mà sóng đi tới sẽ trở thành nguồn của sóng hình cầu vàkết quả của điều này là âm thanh được nghe thấy sau vật cản

Khi có hiện tượng nhiễu của sóng có tần số, pha và biên độ khác nhau thì lạihình thành các dao động phức tạp

Các sóng âm có thể là hệ quả của các dao động cưỡng bức và tự do, có chu

kỳ hoặc không có chu kỳ, điều hoà và không điều hoà, tắt dần và không tắt dần Chitiết về các loại dao động này đã được trình bày ở các loại giáo trình chuyên mônkhác Ở đây chúng ta chỉ nghiên cứu về tiếng ồn được tạo ra bởi động cơ điêzen lắptrên xe tải nhẹ Như quy luật thì những tiếng ồn này là kết quả cấu thành của cácdao động phức tạp và đơn giản

Như chúng ta đã biết, dao động hình Sin của vật thể được cảm nhận bằng tainhư âm nhạc hoặc đơn giản là âm Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số Tần số

càng, cao thì âm của âm thanh nghe thấy được càng cao Các âm thanh có tần sốthấp hơn 16 ÷20Hz, âm lượng của âm thanh được cảm thụ phải phụ thuộc vàocường độ của nó Cường độ của âm thanh càng lớn thì âm lượng của nó cũng cànglớn Dải nghe được của âm thanh theo áp suất âm từ 2.10-5 (ngưỡng của độ nghethấy) đến 20N/m2 (ngưỡng của cảm giác đau) Bên trong dải này, độ nhạy cảm củatai được xác định cũng bằng tần số âm thanh Bởi thế nếu các âm thanh bằng nhau

về cường độ nhưng khác nhau về tần số đều có thể được phân biệt cơ bản theo âmlượng

Việc tăng hoặc giảm âm lượng (khi giá trị của nó lớn hơn 40fôn) trên tường

8 ÷10fôn được cảm nhận như việc tăng hoặc giảm độ vang của âm thanh xấp xỉ tớihai lần Việc thay đổi mức âm lượng trên lfôn diễn ra chưa thật rõ ràng

Tiếng ồn là kết quả giao thoa các sóng âm có tần số khác nhau, pha và biên

độ khác nhau, tạo ra dao động không có chu kỳ phức tạp Những tiếng ồn của các

cơ cấu tàu thuỷ theo nguyên tắc đều có phổ liên tục hoặc hỗn tạp Trên tất cả các tần

số đang nghiên cứu, xét theo quan điểm sinh vật học thì tiếng ồn có mang tính chất

âm thanh phức tạp sẽ không êm ái, thích thú cho việc hấp thụ

Các âm thanh và tiếng ồn tần số cao tạo ra cảm giác rất khó chịu, nghĩa lànhững âm thanh cường độ thấp nhưng tần số cao có thể là khó chịu hơn âm thanhcường độ lớn Điều này được thấy rõ từ các đường cong tạo khó chịu đồng mức doLerd và Cod xây dựng lên và trình bày ở (hình vẽ 1.3)

Từ một đường cong xảy ra trong khoảng 70fôn thì rõ ràng là âm thanh vớimức l00dB trên tần số 50Hz cũng khó chịu như âm thanh với mức 50dB ở tần số4000Hz

Một âm thanh có thể bị triệt tiêu bằng một âm thanh khác, hiện tượng nàygọi là sự che lấp âm (phủ âm) Tiếng ồn gây tác động che lấp lớn hơn so với âmthanh có âm sắc Những âm thanh có tần số thấp, đặc biệt là những âm thanh cócường độ lớn với mức hơn 80dB có tác động che lấp lớn nhất

Hình 1.3 Các đường cong biểu thị sự khó chịu đồng mức

Tiếng ồn gây ảnh hưởng có hại cho độ thính của tai người, còn những tácđộng kéo dài của tiếng ồn có thể dẫn đến những thay đổi bệnh lý cho các cơ quanthính giác Ngoài ra, tiếng ồn còn có tác động khó chịu đến hệ thống thần kinh củacon người, làm giảm sự chú ý an toàn trong lao động và tăng nhanh sự mệt mỏi, do

đó năng suất lao động giảm, số lượng tai nạn lao động gia tăng

Theo số liệu của K.C.Ctpamenob tiến hành nghiên cứu ở nhiều bưu điện đãcho thấy rằng: Mức tăng tiếng ồn từ 75 ÷95dB đã làm giảm năng suất lao động ngaylập tức xuống 25% Khi giảm tiếng ồn đi 4 ÷ 5dB thì năng suất lao động tăng lên5%, còn với mức giảm ồn là 10 ÷15dB thì mức tăng này là 18%

Các rung động của các cơ cấu tàu biển gây lên tiếng ồn không khí mà trongnhiều trường hợp nó lại là thành phần xác định trong mức ồn, ở các buồng tàu.Ngoài ra, sự rung động còn gây ảnh hưởng không tốt đến con người, mứcảnh hưởngnày tuỳ thuộc vào tốc độ dao động và gia tốc của nó Cùng với sự tăng cao tần sốrung thì ảnh hưởng xấu của nó cũng tăng theo, ồn và rung gây tác động có hại qua

hệ thống thần kinh đến các hệ thống và cơ quan quan trọng của con người Trướchết là đến hệ thống tim mạch và có thể gây ra các bệnh nặng như cao huyết áp, hồihộp, mệt mỏi, đau đầu, thần kinh

Vào năm 1959, Hiệp hội quốc tế đấu tranh chống ồn đã ra đời Hiệp hội này

đã tiến hành 5 kỳ đại hội tại Zuric (1960), Zalburg (1962), Paris (1964), Bagen Bagen (1966) và Luân Đôn (1968) Tại nhiều quốc gia, các tổ chức đặc biệt vềchống ồn cũng đã được thành lập.

-Các mức ồn tối đa cho phép do Uỷ ban chống ồn Thụy Sĩ đặt ra được trìnhbày ở bảng 1.2, các mức rung ồn cho phép tại các phòng (buồng) công tác, chỗ tácnghiệp hiện nay ở Nga được trình bày ở bảng 1.3 và bảng 1.4

Bảng 1.2 Các mức ồn tối đa cho phép

Bảng 1.4 Các giá trị rung cho phép

(cm/s)

Gia tốc dao động (cm/s2)

1.2.3 Mức ồn cho phép của động cơ

Như chúng ta biết, các mức ồn và rung chung của động cơ điêzen được xácđịnh bởi các mức ồn và rung của các nguồn bức xạ khác nhau Những nguồn chínhcủa độ ồn không khí là các máy ly tâm và hệ thống nạp của động cơ điêzen không

có tăng áp, các chi tiết giá đỡ bơm nhiên liệu, các bộ giảm tốc, các cơ cấu phân phốikiểu van, các đường ống nạp và thải Các nguyên nhân chính của rung là các lực và

mô men không cân bằng, mô men xoắn cản, quá trình làm việc, các quá trìnhchuyển dời khe hở các khớp động và các dao động xoắn

Chúng ta tiếp tục xem xét mức ồn của các nguồn riêng và ý nghĩa của chúngtrong việc hình thành độ ồn chung của một số động cơ điêzen lắp trên xe ca

1.2.3.1 Tiếng ồn của máy tăng áp trong động cơ điêzen

Theo số liệu ở bảng 1.5 thì tiếng ồn của các máy tăng áp nằm trong khoảng

từ 104÷133dB, khi mức ồn chung của động cơ là 114÷135dB Bởi vì khi nạp khôngkhí từ khoang nạp, thì mức ồn của động cơ còn được gây ra bởi tiếng ồn của bơmtăng áp là 132dB Khi động cơ điêzen nạp không khí từ khoang bên ngoài khoangqua đường ống thì mức ồn của nó giảm xuống ở mức trung bình là 116dB nhờ cócác âm nạp

Bảng 1.5 Tiếng ồn của máy tăng áp trong động cơ điêzen

vòng/phút

Mức ồn chung(dB)

Mức ồn của các máy tăng áp(dB)

Ghi chú

ống tỏa xoắn ốc

12ДH 23/30H 23/30 825 114 104 Nt

Bơm tăng áp cóống tỏa kiểucánh quạt

Các máy bơm tăng áp của động cơ điêzen 12ЧH 18/20H 18/20 và 12ДH 23/30H 23/30 vàhàng loạt kiểu khác có vai trò tương đối như trong việc hình thành độ ồn chungcũng như chúng phát ra tiếng ồn thấp hơn 10 ÷ 15dB so với tiếng ồn của các nguồnkhác Các mức ồn thấp hơn này được tạo ra bởi các cẩu trúc đặc biệt của những bộphận lưu thông không có ống tỏa kiểu cánh quạt Mức ồn của bơm tăng áp 12HH18/20 là 107dB, khi mức ồn chung của động cơ là 122dB Các máy bơm tăng áp cóống tỏa kiểu cánh quạt quy định tính ồn đặc biệt của tất cả động cơ điêzen thủy

1.2.3.2 Các mức ồn của động cơ điêzen và khối động cơ

Tiếng ồn từ rung động phát ra do sự dịch chuyển của piston và các dao động

tự do của các chi tiết trên thân động cơ điêzen nằm trong khoảng 107 ÷122dB khimức ồn chung của động cơ điêzen là 109÷126dB (theo số liệu ở Bảng 1.6)

Ở động cơ điêzen không có tăng áp, tiếng ồn của nhóm piston là nguồn chính

và cơ bản của tiếng ồn cùng với tiếng ồn nạp, thải

Bảng 1.6 Các mức ồn của động cơ điêzen và khối động cơ

phút)

Mức độ ồn chung(dB)

Mức ồn do khối động cơ(dB)

18/20, 12ДH 23/30H 23/30, 3ДH 23/3012 và của nhiều động cơ khác đều xảy ra như vậy.

Ở động cơ 12ЧH 18/20H 18/20, khi mức ồn chung là 120dB thì tiếng ồn phát ra từnhóm piston đạt 118dB Như vậy tiếng ồn của nhóm piston luôn thấp hơn mức ồnchung của động cơ điêzen là 1÷2dB và là nguồn xác định đối với động cơ điêzenkhông tăng áp, đồng thời là một trong những nguồn cơ bản của động cơ điêzen tăngáp

Tiếng ồn phát ra do rung của khối bị va đập trong nhóm piston là tiếng ồn cótần số thấp và được xếp trong dải 50 ÷250dB Trong trường hợp nếu tiếng ồn củamáy tăng áp một trong dãy động cơ điêzen được làm cách âm hoặc giảm xuống thìrung bề mặt của khối do hoạt động của nhóm piston lại là nguồn chính gây ra tiếngồn

1.2.3.3 Các mức ồn của động cơ điêzen và bơm nhiên liệu

Ở bảng 1.7 có trình bày các mức ồn chung của động cơ điêzen và các mức ồncủa bơm nhiên liệu ở trong khoảng 106 ÷11 ldB Khi có mức ồn chung của động cơđiêzen là 114 ÷126dB, các mức ồn của bơm nhiên liệu thấp hơn mức ồn của nhómpitston là 7 ÷12dB

Bảng 1.7 Các mức ồn của động cơ điêzen và bơm nhiên liệu

vòng/phút

Mức độ ồn chung (dB)

Mức ồn của bơm nhiên liệu (dB)

1.2.3.4 Các mức ồn của động cơ điêzen và truyền lực bánh răng

Truyền lực bánh răng và khớp nối đảo chiều ở loại động cơ điêzen thuỷ cũng

thuộc những nguồn rung chính Tại bảng 1.8 là các số liệu về mức ồn chung củađộng cơ điêzen và các truyền lực bánh răng Mức ồn của truyền lực bánh răng ởđộng cơ 12ДH 23/30H 23/30, 37ДH 23/30, 12ЧH 18/20H 18/20 ở trong khoảng 104 ÷110 dB khi mức ồnchung là 114 ÷122dB Mức ồn của truyền lực bánh răng trong động cơ 12ДH 23/30H 23/30thấp hơn mức ồn chung là l0dB, nên tiếng ồn của truyền lực bánh răng động cơ nàyđược xếp trong 1 khoảng tần số cao và trung bình 500 ÷3000Hz Nó nghe được rất

rõ ở tần số thấp Tiếng ồn của truyền lực bánh răng trong động cơ điêzen 6HH vàcủa các khớp nối đảo chiều trong động cơ điêzen 12HH 18/20 hoàn toàn khôngnghe thấy được tại một dải của tiếng ồn chung vì tốc độ góc của các khớp nối đảochiều trong động cơ 12ЧH 18/20H 18/20 cao nên có tiếng ồn lớn 110dB so với truyền lực

của động cơ điêzen 12ДH 23/30H 23/30 và 37ДH 23/30.

Bảng 1.8 Mức ồn của động cơ điêzen và truyền lực

vòng/phút

Mức ồn chung (dB)

Mức ồn của truyền lực (dB)

1.2.3.5 Mức ồn của động cơ điêzen và của các hệ thống nạp

Tiếng ồn do hệ thống nạp trong động cơ điêzen không tăng áp có 6ЧH 18/2023/30 và

3ДH 23/306 gây ra thấp hơn mức ồn chung của động cơ điêzen 12 ÷14dB Bảng 1.9 chỉ rõ

là tiếng ồn nạp được xếp trongkhoảng tần số thấp từ 50 ÷300Hz và thường thườnghay bị nhầm lẫn với tiếng ồn của các nguồn khác Khi đó, tiếng ồn của các động cơđiêzen này trực tiếp tại cửa nạp thì tiếng ồn nạp ở các tần số nạp tăng lên Ở động

cơ 3ДH 23/306 lên tới 117dB, động cơ 6ЧH 18/2023/30 là 114dB Tiếng ồn do hệ thống nạp củađộng cơ điêzen nén khí ДH 23/30K2 và ДH 23/30K10 có bộ tiêu âm gây ra trên cửa nạp thấp hơnmức ồn chung toàn bộ chỉ là 5 ÷ 7dB Do đó các hệ thống nạp của điêzen nén khikhông có tiêu âm là nguồn ồn chính xác định mức ồn chung

Bảng 1.9 Mức ồn của động cơ điêzen và của các hệ thống nạp

vòng/phút

Mức ồn chung (dB)

Mức ồn của hệ thống nạp (dB)

Động cơ của IFA W50 là loại động cơ 4 kỳ, 4 xy lanh và được bố trí mộthàng thẳng đứng.

Bảng 1.10 Các thông số kết cấu cơ bản của động cơ IFA W50

đại hóa.

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CÁC NGUỒN GÂY ỒN CỦA

ĐỘNG CƠ IFA W50.

1 Kiểu động cơ: Động cơ 4WD14,5/12-1, không tăng áp

2.1.1 Tính tốc độ trung bình của piston

Ta có công thức tính tốc độ trung bình của piston như sau:

Vậy động cơ có tốc độ cao tốc

Áp suất và nhiệt độ của môi trường

Tr = (700 ÷ 900) (°k) , chọn Tr = 800 (°K)

2.1.4 Độ tăng nhiệt độ do sấy nóng khí nạp mới

-›T chủ yếu phụ thuộc vào quá trình hình thành khí hỗn hợp ở bên ngoài hay bên trong xylanh

›T = 20 ÷ 40, Vì động cơ Diesel có tỷ số nén cao nên chọn:

›T =30

2.1.5 Hệ số hiệu đính tỷ nhiệt

λt = 1,1 (do α >1,4)

2.1.6 Hệ số quét buồng cháy

λ2 = 1; (do không tăng áp)

Thay vào (*) ta được:

2.2.5 Lượng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu:

Đối với nhiên liệu Diesel C = 0,87; H = 0,126; O = 0,004

2.2.6 Hệ số dư lượng không khí α

Phù hợp với động cơ Diesel buồng cháy thống nhất (α = 1,4 ÷ 1,8)

2.3.1 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí nạp mới:

2.3.2 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí sót:

2.3.3 Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình của khí hỗn hợp công tác:

2.4 Tính toán quá trình cháy

2.4.1 Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết:

2.4.2 Hệ số thay đổi phân tử thực tế:

2.4.3 Hệ số thay đổi phân tử tại z:

2.4.4 Nhiệt độ tại z::Tz

Trong đó QH là nhiệt trị thấp QH = 42,5 103 (kJ/kgmol)

Thay tất cả vào (**) ta được:

Giải phương trình trên ta được: Tz = 2331 (ºK)

Từ pt trên ta thấy có thể chấp nhận được n2 = 1,2548

2.5.1 Áp suất cuối quá trình giãn nở :

2.5.2 Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở:

2.5.3 Kiểm tra nhiệt độ khí sót:

Kiểm tra:

Vậy: Tr chọn như ở trên là đúng

2.5 Tính toán các thông số của chu trình công tác

2.6.1 Áp suất trung bình chỉ thị lý thuyết:

2.11 Suất tiêu hao nhiên liệu có ích:

Bảng 2.1: Bảng xác định quá trình nén và quá trình giãn nở

quá trình nạp và quá trình thải lý thuyết bằng hai đường song song với trục hoành,

đi qua hai điểm pa và pr Sau khi vẽ xong ta phải hiệu đính để có đồ thị công chỉ thị ,các bước hiệu đính như sau :

- Vẽ đồ thị Brick đặt phía trên đồ thị công

- Lần lượt hiệu đính các điểm trên đồ thị

2.6.2.1 Hiệu đính các điểm trên đồ thị:

1 Hiệu đính điểm bắt đầu quá trình nạp :

Từ 0’ của đồ thị Brick xác định góc đóng muộn β2 = 8° của xupáp thải, bánkính này cắt Brick ởa’, từ a’ gióng đường song song với tung độ cắt đường pa ở dnối điểm r trên đường thải Ta có đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trìnhnạp

2 Hiệu đính áp suất cuối quá trình nén (điểm c):

Cũng từ 0’ cùa đồ thị Brick xác định góc phun sớm =24° bán kính này cắt

đồ thị Brick tại c””, từ c”” gióng đường song song với tung độ cắt đường nén tại

điểmc” Trên đoạn cz lấy c’ sao cho cc’ = cz Dùng một cung cong thích hợp, nối 2

điểm c” và c’

3 Hiệu đính điểm đạt điểm pmax thực tế:

Trên đoạn zz’ lấy điểm z” sao cho z’z" = z’z Dùng thước cong nối z”và c”

và tiếp tuyến với đường zb ta có đường chuyển tiếp từ quá trình nén sang quátrìnhgiãn nở

4 Hiệu đính điểm bắt đầu thải thực tế : Hiệu đính điểm b căn cứ vào góc mởsớm xu páp thải Áp suất cuối quá trình giãn nở thực tế b’ thường thấp hơn áp suấtcuối quá trình giãn nở lý thuyết do xu páp thải mở sớm

Từ đồ thị Brick xác định góc mở sớm xu páp thải β1 = 44° cắt vòng trònBrick tại một điểm, từ điểm đó gióng đường song song vối trục tung cắt zb tại T1

Trên balấy bb’ sao cho bb’ = ba Dùng thứơc cong nối T1b’ tiếp tuyến với pr =

const tađược quá trình chuyển tiếp từ quá trình giãn nở sang quá trình thải

Hình 2.2: Đồ thị công chỉ thị của động cơ IFA-W50

2.7 Giới thiệu về các hệ thống:

* Hệ thống nhiên liệu của động cơ : Nhiên liệu dùng trong động cơ IFA W50 lànhiên liệu diesel Nhiên liệu được chuyển đi từ thùng chứa nhờ áp suất của bơmthấp áp tạo ra, sau đó tới lọc tinh đi đến bơm cao áp Bơm cao áp thuộc loại DEP4BS – 804, là loại bơm cung cấp nhiên liệu, điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấpcho chu trình bằng van piston, có sẻ rãnh chéo trên đầu (để thay đổi hành trình cóích) Vòi phun của động cơ là loại vòi phun kín tiêu chuẩn Trong vòi phun kín có

bộ đôi kim phun và thân kim là bộ đôi siêu chính xác thứ hai trong hệ thống nhiênliệu, kim phun, thân kim và đầu vòi phun yêu cầu có hình dạng chính xác, chốngmòn

Phần nhiên liệu dư thừa tại bơm cao áp giữ vai trò làm mát piston bơm và trở vềthùng nhiên liệu qua van áp suất và phần nhiên liệu rò rỉ qua khe hở bộ đôi kimphun sẽ theo đường dầu hồi trở về phía sau van áp suất rồi trở về thùng nhiên liệu

* Hệ thống phối khí của động cơ : Cơ cấu phối khí dùng để thực hiện quá trìnhthay đổi khí trong động cơ, thải sạch khí thải và nạp đầy không khí khi nạp để đảmbảo cho động cơ hoạt động liên tục Động cơ IFA W50 dùng cơ cấu phối khí xu páptreo dẫn động dán tiếp gồm một cam nạp và một cam thải, trục cam của động cơđược dẫn động từ trục khuỷu

* Hệ thống bôi trơn: Nhiệm vụ của hệ thống là bôi trơn tất cả các bề mặt ma sát,làm mát ổ trục, tẩy rửa các bề mặt ma sát và bao kín buồng cháy Động cơ IFA W50dùng biện pháp bôi trơn cưỡng bức các te ướt Dầu bôi trơn từ các te được bơm dầu(là loại bơm bánh răng) hút đẩy dầu qua lọc thô đi đến đường dầu chính, từ đây dầuđược phân phối đi bôi trơn các bề mặt ma sát (ổ trục khuỷu, cam, đầu nhỏ thanhtruyền )

* Hệ thống làm mát : Trong quá trình làm việc của động cơ, nhiệt lượng truyềncho các chi tiết chiếm khoảng 25 – 35 % nhiệt lượng do nhiên liệu cháy tỏa ra vìvậy các chi tiết nóng lên rất nhanh nên cần phải làm mát tránh hiện tượng quá nóngcho các chi tiết gây bó máy Động cơ IFA W50 làm mát bằng nước cưỡng bức kiểumột vòng tuần hoàn kín Nước tuần hoàn nhờ bơm ly tâm qua hệ thống ống đến làmmát cho tất cả các xi lanh Sau khi làm mát cho xi lanh nước theo các lỗ thông lênlàm mát nắp máy rồi trở về van hằng nhiệt tùy theo nhiệt độ mà van sẽ điều chỉnhcho nước làm mát đi qua két hay không, qua két khi nhiệt độ chưa đạt yêu cầu vàtiếp tục đi làm mát cho các chi tiết của động cơ.

* Hệ thống khởi động của động cơ: Động cơ IFA W50 dùng động cơ điện đểkhởi động, bằng nguồi điện ắc quy 12V Khi khởi động cường độ dòng điện có thểlên đến 300A, bánh răng của động cơ điện khởi động tiếp xúc với bánh răng thuộcbánh đà của động cơ khởi động với tỉ số truyền lớn, trên động cơ khởi động gồmhai cơ cấu đóng mở mạch điện và cơ cấu tách nối ăn khớp bánh răng khi khởi động

Cơ cấu đóng mở mạch điện dùng điều khiển từ xa bằng rơ le, cơ cấu tách nối tựđộng loại điện từ

Như chúng ta đã biết, mức độ ồn của các loại động cơ điêzen là khác nhau, vìmức độ ồn của các nguồn ồn động cơ khác nhau Những nguồn ồn của động cơ IFAW50 bao gồm:

* Ồn do nạp

* Ồn do thải

* Ồn do bơm cao áp

* Ồn do Piston đảo trong khe hở nhiệt giữa piston và xy lanh

* Ồn do mất cân bằng về lực quán tính và mô men lật động cơ

* Ồn do quạt hút của hệ thống làm mát động cơ

* Ồn do cơ cấu chuyển động bánh răng phối khí

* Ồn do cơ cấu phối khí

Tất cả các nguồn ồn trên có cường độ ồn mạnh phát ra được xác định bằngphương pháp nghiên cứu theo từng bộ phận, ta sẽ tìm được những nguồn ồn chính

và nguồn ồn chung.

2.8.1 Hệ thống nạp khí, thải khí cháy

Hệ thống nạp không khí, thải khí cháy được dùng để cấp không khí tới các xilanh của động cơ điêzen và dẫn khí thải từ xy lanh ra ngoài Các cụm chi tiết chínhcủa hệ thống là bộ lọc không khí hoặc bộ tiêu âm trên cửa nạp, các ống góp khôngkhí nạp, ống góp khí xả, bộ tiêu âm khí xả

Bộ lọc sạch khí hay phin lọc không khí dùng để làm sạch không khí khỏi bụitrước khi vào xy lanh

 Bộ tiêu âm dùng để làm sạch thô không khí và giảm ồn trên đường nạp

 Ống dẫn khí nạp dùng để cấp không khí đến các kênh nạp; ở đầu khối xylanh

 Ống dẫn khí xả dùng để dẫn khí thải ra khỏi các xy lanh của động cơ, trênđộng cơ điêzen

 Trên các động cơ điêzen không tăng áp tàu thủy được lắp đặt ống dẫn khíthải làm sạch bằng nước

Ở động cơ điêzen tăng áp, trên ống dẫn khí thải được lắp đặt vỏ bảo vệ cáchnhiệt hoặc vỏ làm mát bằng nước (đối với loại động cơ điêzen tàu thủy) Ở các động

cơ điêzen có hệ thống làm mát đơn chiếc được lắp đặt loại ống dẫn khí xả khôngđược làm mát Nhưng tùy thuộc chức năng của động cơ mà lắp đặt cách nhiệt hoặckhông cách nhiệt

Ồn do hút là một trong những nguồn cơ bản của động cơ đốt trong, bản chấthình thành và thành phần ồn ở các hệ thống hút khác nhau thì khác nhau Vì khiđộng cơ thực hiện quá trình nạp nhiên liệu, phần hỗn hợp khí nạp này có thể hìnhthành theo dạng xoáy và sự dao động cột áp không khí ở hệ thống này Ồn do xoáyxuất hiện do sự hình thành xoáy ở lớp biên của không khí hoặc khí cháy bao gồmnhững vật thể rắn đặt ở trên đuờng ống đi của dòng chảy, nó hình thành ở phía saunhững vật mà ở đó các dòng khí xoáy vào nhau, hoặc là sự phân dòng khí chảy baoquanh vật thể Do vậy môi truờng không khí bị rối loạn và đã phát ra tiếng ồn khíđộng học

Trong thành phần khí động học ở hệ thống hút của động cơ điêzen có rấtnhiều các hình thức ồn Song tỷ lệ của chung trong mức ồn khí động học chung củachuyển động của điêzen là khác nhau Do đó việc xem xét phân tích hệ thống hútđuợc giới thiệu một cách hợp lý.

Để thực hiện quá trình nạp cho động cơ, động cơ được lắp trên xe tải sử dụngtua bin máy nén hướng trục Khi động cơ sử dụng hệ thống tăng áp, tốc độ của dòngkhí nạp được tăng lên rất nhiều so với hệ thống thông thường Chính vì thế làm cho

sự va đập giữa dòng khí nạp vào thành ống cũng tăng lên và gây ra tiếng ồn củađường nạp, đồng thời sự va đập giữadòng khí nạp lên cánh máy nén cũng gây ratiêng ồn Vì vậy, khi động cơ sử dụng hệ thống tăng áp thì độ ồn của động cơ tănglên rất nhiều và giá trị của nó gần bằng độ ồn chung của cả động cơ như trong bảng1.4 đã thể hiện

Kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy tuổi thọ của các chi tiết piston, xylanh và xéc măng động cơ, nhất là các xe làm việc trong môi trường có nhiều bụiphụ thuộc nhiều vào độ tinh khiết của khí nạp mới Hút trực tiếp từ bên ngoài, tuy

sơ đồ nguyên lý của hệ thống và kết cấu của thiết bị có đơn giản nhưng gây ồn lớn

1.3.2. Ồn do thải

Tiếng ồn do thải là loại tiếng ồn hình thành rất phức tạp do thải khí đã qualàm việc Thành phần tần số của nó phụ thuộc cơ bản vào số lần thải trong một giây,tính động lực của mỗi lần thải vào cơ cấu của hệ thống thải và sự đối áp trên đườngống thải của động cơ Cường độ lớn nhất trong phổ ồn khí thải thường xảy ra ởvùng tần số thấp gần với tần số cơ bản của tần số thải trong một giây Trong phổnày cũng tham gia một số lượng rất lớn các thành phần điều hoà có tần số là bội sốcủa tần số thải Bởi vì vùng có cường độ lớn nhất trong phổ bao trùm từ 500 ÷700Hz Cùng với những tần số này, trong thành phần ồn do thải có tham gia rấtnhiều âm thanh có tần số cao hơn nảy sinh do sự hình thành xoáy và các quá trình tựdao động khi dòng khí đi qua cửa thải Sự ảnh hưởng rõ lên đường đặc tính tần số

và cường độ ồn do thải là do chiều dài 1 của ống thải mà nó chính là sự cộng hưởngthể tích

Theo tài liệu của phương pháp giảm ồn và rung của động cơ điêzen thì cột

khí trong ống gây ra các dao động cộng hưởng và cường độ ồn của thải tăng lên rấtnhanh khi tốc độ góc của động cơ đạt là:

Trong đó: Z Số lần đánh lửa trong một vòng quay

m Thứ tự dao động

N Thứ tự hình dạng dao động trong ống

C Tốc độ âm thanh trong khí đốt khi ở nhiệt độ nhất địnhGiá trị của đại lượng N, m được chọn không phụ thuộc vào các đại lượngkhác Do cường độ ồn khí thải của động cơ điêzen rất cao và dao động trong khoảng

từ 105 ÷ 125dB Bởi thế khi lắp đặt động cơ điêzen cần đặc biệt chú ý đến việc khử

ồn khí thải Điều này được thực hiện bằng cách lắp trên đường thải của động cơ bộtiêu âm Ý nghĩa cơ bản của bộ tiêu âm là giảm ồn các xung động áp lực trong dòngchảy của khí xả Với bộ tiêu âm không được tạo ra một lực cản rõ rệt đối với dòngkhí thải

Đường thải của động cơ xe IFA W50 lắp trên xe tải vừa rất đơn giản (hình2.6) Gồm một đoạn ống ngắn 4 nối từ nắp xy lanh của động cơ đến bình tiêu âm rồi

xả trực tiếp ra ngoài Không những thế, với tốc độ của dòng khí thải khi va đập vàocánh tuabin cũng gây ra tiếng ồn của bộ phận này Vì vậy, khi động cơ sử dụng hệthống tăng áp thì độ ồn của động cơ tăng lên rất nhiều và giá trị của nó gần bằng độ

ồn chung của cả động cơ

Do đặc điểm của môi trường sử dụng và nhu cầu trang bị nên hệ thống nàyrất đơn giản và khí thải gây ồn lớn cho môi trường xung quanh Để giảm ồn cho xe

ô tô, người ta chỉ trang bị một bộ tiêu âm đơn giản kiểu cộng hưởng gồm hai buồng:buồng trung tâm tạo xoáy lốc dòng khí thải và xung quanh là buồng cộng hưởng -chủ yếu giảm động năng của dòng khí xoáy trong

1.3.3. Ồn do quá trình công tác

Việc tổ chức quá trình bốc cháy và cháy nhiên liệu trong xy lanh động cơảnh hưởng một cách rõ rệt đến các thông số chỉ thị của buồng trung tâm sang buồngcộng hưởng có ngăn rộng.động cơ, cũng như ảnh hưởng đến mức ồn chung và thành

phần phổ âm Để hiểu bản chất sự phát ồn ta hãy xem xét lại những khái niệm vềquá trình tự bốc cháy và cháy.

Quá trình tạo thành hỗn hợp và nhiên liệu bốc cháy rất phức tạp; Thậm chíchúng chỉ sai lệch không đáng kể cũng dẫn đến tăng chi phí nhiên liệu, áp suất cháytăng, áp suất cháy tăng không theo quy luật, động cơ làm việc không êm, gây rung,dao động và ồn Sự tạo thành hỗn hợp làm việc bắt đầu từ thời điểm phun nhiên liệuvào xy lanh động cơ Quá trình phun diễn biến trong một thời gian rất ngắn, khôngquá ba phần nghìn giây Phần nhiên liệu được phun dưới 0,1 gam có thể tích khôngquá 0,1 cm3

Để bảo đảm cháy nhanh và hoàn toàn, nhiên liệu cần phải trộn đều với khôngkhí Muốn vậy, nhiên liệu được phun vào buồng đốt với áp suất cao 22MPa và gócphun sớm là 12°

Buồng đốt của động cơ là buồng cháy thống nhất trên đỉnh piston, có khảnăng xoáy lốc cao nên cho phép tăng Pa và giảm suất tiêu hao nhiên liệu ge (buồngđốt thuộc loại thể tích - màng)

Quá trình tự bốc cháy trong xilanh của động cơ điêzen được chia thành 4 giaiđoạn cơ bản và đặc trưng như sau:

2.6.2.2 Giai đoạn 1

Là giai đoạn cháy trễ được đánh giá bằng khoảng thời gian từ khi bắt đầuphun nhiên liệu cho đến lúc đường cháy tách khỏi đường nén Giai đoạn này có ảnhhưởng rất lớn đến toàn bộ quá trình cháy Vì đây là giai đoạn chuẩn bị cho quá trìnhhỗn hợp khí không đồng đều cháy được tốt Cho nên giai đoạn này phản ứng xảy ravới tốc độ không lớn, sự thay đổi áp suất và nhiệt độ của khí trong xy lanh là khôngđáng kể

2.6.2.3 Giai đoạn 2

Giai đoạn này là giai đoạn phát triển của những trung tâm bốc cháy và lantràn màng lửa, nó chiếm một khoảng thời gian từ lúc bắt đầu bốc cháy đến thờiđiểm đạt áp suất cực đại Ở giai đoạn này tốc độ toả nhiệt rất lớn, áp suất tăng lênrất mạnh là do kết quả của việc chuẩn bị phần nhiên liệu phun vào ở giai đoạn cháytrễ càng lớn thì tốc độ tăng áp suất dp/dɸ tăng càng nhanh, và áp suất cực đại tăng

càng cao bởi vì trong thể tích làm việc khi đó được tích luỹ một số lượng lớn nhiênliệu đã đến thời điểm bốc cháy.

Hình 2.6 Đồ thị công biểu diễn quá trình cháy của động cơ điêzen

I, II, III, IV: Các giai đoạn của quá trình cháy

C" ÷ C: Giai đoạn chuẩn bị các trung tâm bốc cháy (I)

C÷Z: Giai đoạn phát triển trung tâm bốc cháy và lan tràn màng lửa (II) Z÷T : Giai đoạn cháy chính của hỗn hợp công tác (III)

T÷X : Giai đoạn cháy rớt phần hỗn hợp còn lại (IV)

2.6.2.5 Giai đoạn 4

Đây là giai đoạn cháy rớt phần hỗn hợp khí công tác còn lại, nó được bắt đầu

từ lúc nhiệt độ trong xy lanh đạt cực đại đến khi kết thúc quá trình cháy Đặc trưngcủa giai đoạn này là sự giảm tốc độ toả nhiệt và giảm tốc độ cháy

Từ những quan điểm này và quá trình bốc lửa và cháy nhiên liệu ở động cơcho phép kết luận:

Sự ảnh hưởng cơ bản đến ồn của động cơ ở hai giai đoạn 2 và 3 Việc tách rathành từng giai đoạn từ toàn bộ quá trinh cháy đã giúp cho việc giải thích bản chấtcủa tiếng ồn có liên quan đến quá trình này

Tiếng gõ của động cơ điêzen trong quá trình cháy có thể là do sự tăng áp suấtvới tốc độ lớn Và trong một số trường hợp riêng biệt còn có sự kích nổ ở đầu quátrình cháy nhiên liệu khi ở giai đoạn cháy trễ gây nên Khi kích nổ trong xy lanh củađộng cơ sẽ hình thành sóng áp lực tiếp xúc với thành ống lót gây lên rung độngmạnh và là nguyên nhân làm xuất hiện âm thanh có tần số cao Đây là hiện tượnghiểm và không bình thường mà ta có thể khắc phục bằng cách chọn góc phun sớmhoặc sử dụng loại nhiên liệu thích hợp hơn với việc tăng giai đoạn cháy trễ nhưXokolic đã chỉ ra rằng: Mật độ của các trung tâm tự bốc cháy với giá trị bốc cháytăng lên với giá trị tương đối lớn của giai đoạn cháy trễ thì không thể loại trừ được

sự lan truyền các sóng áp lực mạnh với tốc độ âm thanh lớn hơn

Do ở giai đoạn 3 của sự cháy tiến triển không đồng đều dẫn đến sự tăng vàgiảm áp suất theo thời gian có tính chất chu kỳ cục bộ Điều đó làm xuất hiện khảnăng cộng hưởng của ống lót và đỉnh pitston ở trong vùng có tần số cao, dẫn đếnlàm tăng cường độ rung của điêzen Nói chung giai đoạn này cũng đóng vai trò nhấtđịnh về việc hình thành ồn trong động cơ điêzen phải nghiên cứu chúng

Như vậy ồn do quá trình cháy được xác định bằng đặc tính của sự tiến triểnban đầu và hai giai đoạn khác nhau của quá trình bốc cháy và cháy hỗn hợp, ta thấygiai đoạn này được đặc trưng bởi sự tăng áp suất một cách độtngột trong xy lanh.Các chi tiết của động cơ điêzen chịu tải trọng động lực theo đặc tính của tải trọngnày giống sự va đập Cường độ của tải trọng động lực được đặc trưng bởi tốc độtăng áp suất dp/dɸ, thời gian tác động của tốc độ cực đai tăng áp suất và tỷ sốPz/Pc

như thực nghiệm đã chỉ ra khi dp/dɸ thay đổi ít thì tỷ sốPz/Pc ảnh hưởng rất rõ lên