Với kết cấu nội dung gồm 2 phần, giáo trình "Động cơ đốt trong", phần 1 gồm chương 1 trình bày về nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong, phần 2 gồm chương 2 đến chương 10 trình bày về các cơ cấu và hệ thống của động cơ đốt trong. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Cơ khí - Chế tạo máy.
Chơng nhiên liệu môi chất công tác 3.1 nhiên liệu dùng cho ĐCĐT 3.1.1 phân loại nhiên liệu Nhiên liệu chất cháy đợc sinh nhiều nhiệt cháy Bảng 3-1 Phân loại tổng quát nhiên liệu Loại nhiên liệu - Khí đốt : khí mỏ, khí lò ga, khí thắp, khí lò cao, khí hoá lỏng, v.v Trạng thái tồn điều kiện áp suát - Nhiên liệu lỏng : xăng, dầu hoả, gas oil, benzol, cån, dÇu solar, dÇu mazout, v.v nhiƯt độ khí - Nhiên liệu rắn : than đá, than bùn, củi, v.v Tiêu chí phân loại Nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu Mục đích sử dụng Công nghệ sản xuất Theo nhiệt trị - Nhiên liệu gốc dầu mỏ : xăng, dầu diesel, dầu hoả, v.v Nhiên liệu thay : xăng tổng hợp, cồn, hydro, v.v Nhiên liệu dùng cho động phát hoả tia lửa : xăng, cồn, khí đốt, v.v Nhiên liệu diesel : gas oil, mazout, khí đốt, v.v Nhiên liệu máy bay : xăng máy bay, nhiên liệu phản lực - Xăng chng cất trực tiếp - Xăng cracking - Xăng reforming - Nhiên liệu tổng hợp - Nhiên liệu có nhiệt trị cao : xăng, dầu diesel, v.v - Nhiên liệu có nhiệt trị thấp : khí lò ga, khí lò cao, v.v 1) Khí mỏ - gọi khí tự nhiên (natural gas) - hỗn hợp loại khí đợc khai thác từ mỏ khí đốt mỏ dầu lòng đất Khí mỏ đợc phân loại thành : khí đồng hành, khí không ®ång hµnh vµ khÝ hoµ tan KhÝ ®ång hµnh - Khí tự có mỏ dầu Khí không đồng hành - Khí đợc khai thác từ mỏ khí đốt lòng đất không tiếp xúc với dầu thô mỏ dầu Khí hoà tan - Khí hoà tan dầu thô đợc khai thác từ mỏ dầu Thành phần khí mỏ khác tuỳ thuộc vào vị trí địa lý mà khí mỏ đợc khai thác (Bảng 3-2), nhiên chúng chứa chủ yếu methane (CH4), ethane (C2H6) lợng nhỏ chất khác nh dioxide carbon (CO2), nitơ (N2), helium (He), v.v Ngoài công dụng làm nhiên liệu cho ĐCĐT nói riêng nhiên liệu nói chung, khí mỏ đợc sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất phân hoá học, vật liệu tổng hợp, xăng, v.v 2) Khí lọc-hoá dầu - Các loại khí thu đợc trình chế biến dầu mỏ, ví dơ : chưng cÊt trùc tiÕp, nhiƯt ph©n, cracking, v.v 3) Khí lò ga (Producer gas) - Khí đốt thu đợc cách khí hoá loại nhiên liệu rắn nh : than đá, than nâu, than củi, gỗ,v.v nhiệt độ cao loại thiết bị có tên lò sinh khí Hình 3-1 giới thiệu sơ đồ lò sinh khí số thông số công tác trình khí hoá than đá Khí lò ga 150 - 500 0C 500 - 900 0C 900 - 1100 0C ≈ 1300 0C H.3-1 Sơ đồ lò sinh khí 1- Tầng sấy, 2- Tầng chng cất, 3- Tầng tạo khí, 4- Tầng cháy, 5- Phần chứa tro KK + H2O Nguyên lý hoạt động lò sinh khí nh sau : không khí đợc thổi vào lò từ phía dới Ngay phía ghi lò, than đá đợc đốt cháy theo phản øng to¶ nhiƯt : C + O2 = CO2 + 406000 kJ/kmol (3.1) Khu vực diễn trình cháy nói đợc gọi tầng cháy Khu vực phía tầng cháy tầng khử Tại tầng khử diễn loại phản ứng thu nhiệt dới : CO2 + C ⇔ 2CO - 176000 kJ/kmol + H2 - 132000 kJ/kmol (3.3) 76 (3.2) H2O + C ⇔ CO Phản ứng (3.2) (3.3) phản ứng chiều Tỷ số CO/CO2 đợc hình thành phản ứng (3.2) H2/H2O phản ứng (3.3) phụ thuộc trớc hết vào nhiệt độ khu vực diễn phản ứng nhiệt độ 700 0C, CO/ CO2 H2/ H2O 2,3 ; nhiệt độ 1000 0C, CO/ CO2 ≈ 165 vµ H2/ H2O ≈ 103 Trong trờng hợp sản xuất khí lò ga từ than đá, ngời ta thờng thổi lợng định nớc vào lò với không khí nhằm mục đích giảm nhiệt độ tầng cháy để bảo vệ phận lò tiếp xúc trực tiếp với than tro có nhiệt độ cao Nếu nớc, nhiệt độ khu vực ghi lò đạt tới 1700 0C Ngoài ra, nớc có tác dụng làm tăng chất lợng khí lò ga nhờ tăng hàm lợng H2 đợc hình thành từ H2O Tuỳ theo chiều cao lò, nhiệt độ tầng khử dao động khoảng 900-1100 0C Phía tầng khử tầng chng cất có nhiệt độ đợc trì khoảng 500 ữ 900 0C Tại đây, hầu hết thành phần dễ bay nhiên liệu rắn thoát đợc hút với thành phần khác khí lò ga Khí lò ga đợc sản xuất phơng pháp cổ điển có thành phần với hàm lợng trung bình nh sau : 27 % CO, % H2 , % CH4 , % CO2 , 58 % N2 Ngoài ra, khí lò ga có lợng nhỏ nớc số loại hydrocarbon [6] Khí lò ga đợc sử dụng làm nhiên liệu cho động động ga, turbine khí, ngành luyện kim, thuỷ tinh, đồ gốm, v.v Nó có u điểm có số octane cao (RON ≈ 100), cã nhiƯt trÞ thÊp ( H ≈ 5650 kJ/m3 ) v× chøa nhiỊu N2 4) KhÝ thắp (Illuminating gas) - Khí đốt đợc sản xuất quy mô công nghiệp từ loại nhiên liệu rắn lỏng nh : than đá, than nâu, dầu, v.v Các loại khí thắp thông dụng khí ớt (water gas), khí dầu (carbureted water gas) khí than (coal gas) Khí ớt thu đợc cách thổi nớc qua lớp than đá coke nóng Thành phần chđ u cđa khÝ ưít lµ CO vµ H2 KhÝ dầu Khí than thu đợc cách nhiệt phân dầu than Thành phần chủ yếu chúng H2, CH4 , C2H4 CO 5) Khí hoá lỏng Các loại khí đốt cha hoá lỏng có giá thành sản xuất thấp, nhng việc vận chuyển phân phối phức tạp Khí đốt thờng đợc cung cấp đến nơi tiêu thụ hệ thống đờng ống Khí hoá lỏng có u điểm hẳn khí cha hoá lỏng chỗ có nhiệt trị thể tích lớn (nhiệt lợng sinh đốt cháy hoàn toàn đơn vị thể tích nhiên liệu), nên thích hợp dùng làm nhiên liệu cho động ôtô nơi cha có hệ thống ống dẫn khí đốt 77 Khí tự nhiên qua xử lý, chế biến hoá lỏng đợc gọi khí tự nhiên hoá lỏng (Liquefied Natural Gases - LNG); khí đốt thu đợc trình chế biến dầu mỏ hoá lỏng đợc gọi khí dầu mỏ hoá lỏng (Liquefied Petroleum Gases - LPG) Thành phần khí hoá láng lµ propane (C3H8) vµ butane (C4H10) , ngoµi khí hoá lỏng chứa lợng nhỏ hydrocarbon kh¸c : ethane (C2H6), pentane (C5H10), ethylene (C2H4), propylene (C3H6), buthylene (C4H8) đồng phân (isomer) chúng Trớc kia, khí hoá lỏng đợc sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cho ĐCĐT, công nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm, gia dụng,v.v Khi sử dụng để chạy động ôtô, khí hoá lỏng thờng đợc chứa bình dới áp suất khoảng 16 bar Hiện nay, ứng dụng trên, khí hoá lỏng đợc phân tách thành cấu tử riêng biệt để làm nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất cao su nhân tạo, vật liệu tổng hợp, phẩm màu, dợc liệu, v.v Bảng 3-2 Thành phần hoá học số loại khí đốt [5] Loại khí đốt Khí mỏ : - California - Oklahoma - Pensylvania KhÝ lß ga : - Anthracite coal - Bituminous coal - Coke KhÝ th¾p : - KhÝ ưít - Khí dầu - Khí than Khí sản phẩm phụ : - KhÝ lß lun coke - KhÝ lß lun thép 78 Thành phần [ % vol ] CH4 C2H4 C2H6 O2 CO2 N2 H2 CO - - 68.9 83.1 68.4 - 19.3 10.5 30.4 - 11.3 0.7 0.1 0.5 5.7 1.1 20.0 10.0 10.0 25.0 23.0 29.0 3.0 - 0.5 - - 0.5 0.5 0.5 5.0 5.0 4.5 49.5 58.0 56.0 50.0 40.0 46.0 43.3 19.9 6.0 0.5 25.0 40.0 8.5 5.0 - 0.5 0.5 3.0 3.0 0.5 3.2 4.0 2.0 50.0 5.2 6.0 26.8 36.0 1.6 4.0 - - 0.5 0.2 1.5 8.2 2.0 58.0 B¶ng 3-3 Mét số tính chất khí đốt [6] ON Loại khí ®èt ρ [kg/m3] H [kJ/m3] L0 [m3/m3] Hh (λ= 1) [kJ/m3] Khí mỏ Khí lò ga Khí thắp Khí coke Monoxide carbon (CO) Hydrogen (H2) Methane (CH4) 0,695 1,015 0,614 0,468 1,147 0,082 0,655 90 90 100 70 110 34.700 5.650 17.000 13.000 12.100 10.200 36.000 9,5 1,2 3,9 4,5 2,4 2,38 9,5 3.400 2.600 3.250 3.350 3.500 3.000 3.400 Propane (C3H8) 1,80 - 83.000 23,8 3.300 Butane (C4H10) 2,37 - 110.000 31 3.400 6) Xăng - Xăng hỗn hợp nhiều loại hydrocarbon khác có nhiệt độ sôi khoảng 25-250 0C Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất xăng dầu mỏ Ngoài ra, xăng đợc tổng hợp từ số loại nguyên liệu khác nh than đá, than nâu, đá phiến nhiên liệu, khí mỏ,v.v C ăn vào mục đích sử dụng, xăng đợc phân loại thành : xăng ôtô, xăng máy bay xăng công nghiệp Xăng công nghiệp tên gọi chung cho loại xăng không thuộc nhóm xăng dùng làm nhiên liệu cho ĐCĐT Xăng công nghiệp thờng phân đoạn xăng chng cất trực tiếp với thành phần phân đoạn hẹp, ví dụ : 70 - 120 0C, 165 - 200 C, v.v , đợc sử dụng công nghiệp cao su, sơn, ép dầu ngành công nghiệp khác Xăng ôtô tên gọi chung cho loại xăng dùng để chạy động xăng thờng gặp nay, nh : động xăng ôtô, xe máy, xuồng cao tốc, v.v Xăng máy bay dùng để chạy động máy bay loại piston turbine khí 7) Dầu hoả - sản phẩm trình chng cất dầu mỏ, chứa loại hydrocarbon có số nguyên tử carbon phân tử từ đến 14, sôi khoảng nhiệt độ 150-300 0C Căn vào mục đích sử dụng, phân biệt : dầu hoả động cơ, dầu hoả kỹ thuật dầu hoả dân dụng Dầu hoả động đợc sử dụng để chạy động phát ho¶ b»ng tia lưa cã tû sè nÐn thÊp (ε ), động diesel thấp tốc, turbine khí động phản lực Dầu hoả kỹ thuật đợc dùng làm dung môi, nguyên liệu cho trình nhiệt phân, v.v Dầu hoả dân dụng (gọi tắt dầu hoả ký hiệu KO - Kerosene Oil) đợc dùng để thắp sáng, đun nấu, v.v 79 Bảng 3-4 Dầu hoả theo tiêu chuẩn ASTM - D.3699-90 Các tiêu Mức qui định thử 205 Thành phần cÊt , [ 0C] : - t10 , max , max §iĨm chíp lưa cèc kÝn , [ -0C]FBP , 300 38 1,0 / 1,9 §é nhít ®éng häc ë 40 C , [cSt] , min/max Hàm lợng lu huỳnh , [ % wt ] , max - Lo¹i 1- K - Lo¹i 2- mercaptan K Hàm lợng , [ % wt ] , max Điểm đông đặc , [ C ] , max ăn mòn đồng 100 0C , , max Màu Saybolt , Phơng ph¸p ASTM - D.86 ASTM - D.56 ASTM - D.445 ASTM - D.1266 0,04 0,03 0,003 - 30 No + 16 ASTM - D.3227 ASTM - D.2386 ASTM - D.130 ASTM - D.156 8) Gas oil - tên gọi thơng mại phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi khoảng 180 - 360 0C, chứa loại hydrocarbon có số nguyên tử carbon phân tử từ 11 đến 18 Gas oil đợc coi loại nhiên liệu thích hợp cho động diesel cao tốc Ngoài ra, gas oil đợc dùng làm nguyên liệu công nghệ nhiệt phân cracking 9) Dầu solar - (còn đợc gọi dầu diesel tàu thuỷ - marine diesel oil ) phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi khoảng 300 ữ 400 0C Dầu solar đợc sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, nh : làm nhiên liệu cho động diesel có tốc độ quay trung bình thấp (n < 1000 vg/ph) ; làm chất bôi trơn-làm mát trình cắt, dập, kim loại ; để tẩm da dùng công nghiệp dệt, v.v 10) Fuel Oil (FO) - tên gọi chung loại nhiên liệu chứa phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi > 350 0C Tuỳ thuộc vào nhiệt độ chng cất, công nghệ chế biến, cách thức pha chế,v.v., FO có nhiều tên gọi thơng mại khác nhau, nh : mazout, dầu cặn, dầu nặng, dầu đốt lò, Bunkier B, Bunkier C, v.v Mazout phần lại sau chng cất dầu mỏ áp suất khí quyển, chiếm khoảng nửa khối lợng dầu mỏ Mazout có độ nhớt hàm lợng tạp chất cao nhiều so với phần cất ; đợc sử dụng làm nhiên liệu cho động diesel thấp tốc, dùng để đốt lò nguyên liệu cho công đoạn chế biến dầu mỏ nh chng cất chân không, cracking, v.v 11) Benzol - Phần chng cÊt cđa nhùa than (coal tar), nã chøa kho¶ng 70 % benzene (C6H6), 20 % toluene (C7H8), 10 % xylene (C8H10) lợng nhỏ hợp 80 chất chứa lu huỳnh (S) Benzol có khả chống kích nổ cao (RON 105) nên loại nhiên liệu tốt cho động phát hoả tia lửa Trớc kia, benzol thờng đợc sử dụng để hoà trộn với xăng với hàm lợng tới 40 % để làm nhiên liệu cho động xăng 12) Alcohol - DÉn xuÊt cña hydrocarbon cã chøa nhãm hydroxyl (OH) ë nguyên tử carbon bão hoà Tuỳ theo đặc điểm nguyên tử carbon kết hợp với nhóm OH mà alcohol đợc gọi bậc ( CH2 OH ) , bËc hai ( CH – OH ) vµ bËc ba ( C OH ) Các hợp chất mà nhóm OH nối với nguyên tử C có nối đôi đợc gọi enol, nối với nguyên tử C vòng thơm đợc gọi phenol C ho đến có hai loại alcohol đợc sử dụng quy mô công nghiệp làm nhiên liệu cho động phát hoả tia lửa ethyl alcohol (C2H5OH) methyl alcohol (CH3OH) Chúng đợc gọi etanol metanol không chứa nớc Etanol chất lỏng không màu, đợc sản xuất cách lên men sản phẩm nông nghiêp nh ngũ cốc, khoai tây, mía đờng ,v.v Metanol chất lỏng suốt có mùi đặc trng, đợc sản xuất cách chng khô gỗ tổng hợp từ than hydrogen Khác với etanol, metanol gây nhiễm độc nặng cho thể ngời động vật thâm nhập vào thể Cho đến có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng metanol etanol làm nhiên liệu cho động phát hoả tia lửa Các kết nghiên cøu cho thÊy r»ng, etanol vµ metanol cã thĨ dïng dới dạng nguyên chất hỗn hợp với xăng để chạy động xăng Nếu sử dụng dới dạng nguyên chất, cần cải hoán số phận hệ thống cung cấp nhiên liệu hệ thống khởi động để việc khởi động động đợc dễ dàng Bảng 3-5 Tính chất nhiệt động số loại nhiên liệu lỏng [6] Tính chất Khối lợng riêng, [kg/dm ] áp suất Xăng Ethanol Methanol Benzol Gas oil Dầu hoả 0,720,76 0,789 0,793 0,88 0,840,88 0,81 0,6-0,8 0,18 - 0,3 0,01 0,15-0,20 27000 19500 40500 40500 920 1150 380 3500044000 - b·o hoµ [bar] Nhiệt trị, 43000[kJ/kg] 44000 Nhiệt ẩn hoá 315-350 hơi, [kJ/kg] 81 - 3.1.2 yêu cầu nhiên liệu dùng cho đcđt Quá trình đốt cháy nhiên liệu loại động đốt (ĐCĐT) đợc phÐp diƠn mét thêi gian rÊt ng¾n, tõ vài phần trăm đến vài phần ngàn giây Tuỳ thuộc vào chủng loại động mà nhiên liệu phải đáp ứng yêu cầu khác động hình thành hỗn hợp cháy bên nh động carburetor động phun xăng, nhiên liệu phải loại dễ bay để hoà trộn nhanh với không khí vào xylanh động diesel, nhiên liệu phải đợc phun vào buồng đốt dới dạng sơng mù hoà trộn với không khí đợc nạp vào xylanh trớc khoảng thời gian ngắn Những yêu cầu mà nhiên liệu dùng cho ĐCĐT phải đáp ứng bao gồm : - Hoà trộn dễ dàng với không khí cháy nhanh, - Khi cháy toả nhiều nhiệt từ đơn vị thể tích nhiên liệu, - Không để lại tro cặn sau cháy sản phẩm cháy không gây ô nhiễm môi trờng, - Vận chuyển, bảo quản phân phối dễ dàng Nhiên liệu khí có u điểm lớn dễ hoà trộn với không khí để tạo thành hỗn hợp cháy đồng có số octane cao xăng, nhiên liệu tốt cho động phát hoả tia lửa điện Khi cháy hoàn toàn, nhiên liệu khí hầu nh không để lại tro cặn Nhợc điểm nhiên liệu khí có nhiệt trị ứng với đơn vị thể tích thấp, sử dụng cho động ôtô phải đợc chứa bình có áp suất lớn ( tới 200 bar ), tầm hoạt động ôtô bị hạn chế Than đá đợc sử dụng để chạy ĐCĐT R Diesel đăng ký Mỹ ngày 16 tháng năm 1895 sáng chế số 542846, mô tả loại động chạy than đá dới dạng bột tự bốc cháy đợc nạp vào cylindre chứa không khí bị nén đến áp suất nhiệt độ cao Động hoạt động theo nguyên lý nói có hiệu suất cao nhng sớm bị thay loại động dùng nhiên liệu lỏng tiện lợi nhiều Trong thời gian xẩy khủng hoảng lợng thập kû 70, ý tưëng sư dơng than ®Ĩ thay thÕ nhiên liệu gốc dầu mỏ lại đợc đề cập đến Nhiều công trình nghiên cứu sử dụng than bột để chạy động tuabin khí, than bột hoà trộn với nớc dầu để chạy động diesel cho kết khả quan Cho đến nay, nhiên liệu lỏng loại đợc sử dụng phổ biến cho loại ĐCĐT So với nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng có u điểm vận chuyển, bảo quản phân phối dễ dàng ; có nhiệt trị thể tích lớn , thích hợp cho động trang bị phơng tiện giới di động Nhợc điểm nhiên liệu lỏng khó tạo hỗn hợp cháy đồng khoảng thời gian ngắn đòi hỏi phải có thời gian để phun nhỏ hoá nhiên liệu 82 3.1.3 loại hydrocarbon có dầu mỏ Dầu mỏ nguyên liệu gốc để chế biến hầu hết loại nhiên liệu chất bôi trơn dùng cho ĐCĐT C ho đến nay, cha biết đợc cách xác nguồn gốc nh trình hình thành dầu mỏ lòng ®Êt Cã nhiỊu b»ng chøng cho thÊy r»ng, dÇu má đợc hình thành từ xác động vật thực vật qua trình kéo dài hàng triệu năm Hàm lợng chất hoá học dầu mỏ dao động ph¹m vi sau : 81-87 % C ; 10-14 % H2 ; 0-6 % S ; 0-7 % O2 ; 0-1,2 % N2 Ngoài ra, dầu mỏ có nhiều nguyên tố khác với hàm lợng nhỏ Mặc dù có hai nguyên tố chủ yếu C H, nhng dầu mỏ chất phức tạp mặt hoá học Các nguyên tử C H dầu mỏ có khả kết hợp với theo cách thức tỷ lệ khác nhau, tạo thành hợp chất đợc gọi hydrocarbon (CnHm) Tính chất lý hoá nhiên liệu chất bôi trơn đợc sản xuất từ dầu mỏ phụ thuộc nhiều vào hàm lợng nhóm hydrocarbon khác Naphthene Aromatic (CnH2n -có nhóm loại có gốc Có(C thể hydrocarbon dầu má nHnguyªn 2n + ), liƯu nHchia 2n ), tất )trong hydrocarbon thành nhómkhác : Parafin (C 1) Parafin - loại hydrocarbon có công thức hoá học chung CnH2n + Các phân tử parafin thờng có cấu trúc mạch thẳng với liên kết đơn nguyên tử carbon (C) hoàn toàn đợc bão hoà nguyên tử hydro (H) nên đợc gọi hydrocarbon bão hoà Ví dụ : H H C H H Metane( CH4 ) H H H H C C C H H H n-Propane (C3H8) H H H H H H H C C C C C H H H H H n-Pentane (C5H12) C h÷ n đặt trớc tên gọi parafin để loại parafin thờng (normal paraffin) Trong dầu mỏ, parafin thờng, có đồng phân (isomer) chúng Đó hydrocarbon có số nguyên tử carbon hydro phân tử, nhng có cấu trúc phân tử khác Dới thí dơ vỊ cÊu tróc ph©n tư cđa isomer cđa n-heptane methylhexane, dimethylpentane ethylpentane Chúng có công thøc ho¸ häc cđa n-heptane (C7H16 ) cã cấu trúc phân tử kiểu mạch nhánh với nhóm methyl (CH3) vµ ethyl (C2H5) 83 H H H H H H C C C C C C H H H H H H C H H H H H H H H C H H H C C C C C H C H H H H 2-Methylhexane (C7H16) H H H H H H C C C C C H H C H H H C H H H 2,2-Dimethylpentane (C7H16) H H H H 3-Ethylpentane (C7H16) H H Trong tªn gäi cđa isomer nãi trªn, methyl ethyl tên nhóm CH3 C2H5 ; pentane, hexane số nguyên tử carbon lại phần cấu trúc mạch thẳng; số 2, vị trí nguyên tử carbon liên kết với nhóm methyl ethyl 2) Naphthene - gọi Cyclane Cycloparafin, có công thức hoá học chung CnH2n Ph©n tư cđa naphthene cã cÊu tróc kiĨu mạch vòng, vòng nguyên tử C liên kết với nguyên tử C khác mối liên kết đơn Ví dụ : H H C C H H H H Cyclopropane ( C3 H6 ) 84 C H C H H H C C C C C H H H H H H H H Methylcyclopentane ( C 6H12 ) 5.5 trình cháy động diesel 5.5.1 diễn biến thông số đặc trng a) T p z' ci cf y T = f(ϕ ) z' ef ec ci cf ϕi b) p = f(ϕ ) ϕ g c t.x θ ef ci c) ξ ϕ cf ξ d Q /dϕ d Q /dϕ cf ĐCT H 5-21 Các đồ thị mô tả trình cháy động diesel a) Đồ thị công khai triển, b) Quy luật phun nhiên liệu dạng tích phân c) Quy luật phun nhiên liệu dạng vi phân Hệ số toả nhiệt cf - Thời điểm nhiên liệu bắt đầu đợc phun vào buồng đốt, ci - Thời điểm nhiên liệu phát hoả, z - Thời điểm áp suất cháy đạt giá trị cực đại , z' - Thời điểm áp suất cháy cực đại bắt đầu giảm, ef - Thời điểm kết thúc trình phun nhiên liệu, ec - Thời điểm kết thúc trình cháy , i - Góc chậm cháy, - Góc phun sớm nhiên liệu - Lý thuyết ĐCĐT - 158 Căn vào đặc điểm biến thiên áp suất MCCT xylanh, chia trình cháy động diesel thành giai đoạn (H 5-21) Giai đoạn I - Giai đoạn chậm cháy Giai đoạn chậm cháy kéo dài từ thời điểm nhiên liệu bắt đầu thực tế đợc phun vào buồng đốt (điểm cf) đến thời điểm nhiên liệu phát hoả (điểm ci) Trong giai đoạn diễn hàng loạt trình lý hoá nhiên liệu, nh phá vỡ tia nhiên liệu thành hạt nhỏ, sấy nóng hoá hạt nhiên liệu không khí nén buồng đốt, hoà trộn nhiên liệu với không khí nén, sấy nóng đến nhiệt độ tự phát hoả, phản ứng tiền lửa cuối hình thành trung tâm cháy Đờng áp suất cháy giai đoạn chậm cháy hầu nh trùng với đờng nén tốc độ toả nhiệt từ ph¶n øng tiỊn ngän lưa rÊt nhá, thËm chÝ nhiƯt độ áp suất xylanh giảm chút nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt phần nhiệt MCCT tiêu hao để hoá nhiên liệu Giai đoạn chậm cháy động diesel kéo dài khoảng vài phần ngàn giây, dài nhiều so với trờng hợp động xăng Lợng nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt giai đoạn chậm cháy gI = (30 ữ 40) % gct ; gI = 100 % gct số loại động diesel cao tốc Giai đoạn II - Giai đoạn cháy không điều khiển Giai đoạn II kéo dài từ thời ®iĨm ®ưêng ch¸y t¸ch khái ®ưêng nÐn (®iĨm ci) ®Õn thời điểm áp suất cháy đạt đến trị số cực đại pz (điểm z) Trong giai đoạn này, lợng nhiên liệu đợc phun vào giai đoạn chậm cháy (gI) với nhiên liệu đợc phun vào đầu giai đoạn II (g'II) bốc cháy mãnh liệt điều kiện nhiệt độ cao nồng độ oxy lớn Ngọn lửa từ trung tâm cháy phát triển khắp không gian buồng đốt Tốc độ toả nhiệt lớn điều kiện thể tích không gian công tác nhỏ làm cho nhiệt độ áp suất xylanh tăng lên mãnh liệt Đờng áp suất dốc nên coi giai đoạn II trình cháy động diesel tơng ứng với trình cấp nhiệt đẳng tích chu trình lý thuyết cấp nhiệt hỗn hợp (xem mục 2.2) Các thông số đặc trng cho giai đoạn cháy không điều khiển bao gồm : áp suất cháy cực đại (pz), tốc độ tăng áp suất trung bình (wp), tỷ số tăng áp st ψ = pz / pc TrÞ sè cđa pz , wp vµ ψ phơ thc trưíc hÕt vµo thêi điểm phun nhiên liệu, quy luật tạo HHC thời gian chậm cháy Giai đoạn III - Giai đoạn cháy có điều khiển Khác với động xăng, trình cháy động diesel có giai đoạn áp suất xylanh đợc trì gần nh không đổi (đoạn z - z'), đợc gọi giai đoạn cháy có điều khiển Đặc điểm kết tác động đồng thời yếu tố : yếu tố Lý thuyết ĐCĐT 159 làm tăng áp suất nhiên liệu tiếp tục cháy yếu tố làm giảm ¸p st thĨ tÝch cđa kh«ng gian c«ng t¸c tăng dần Giai đoạn cháy có điều khiển dài hay ngắn phụ thuộc chủ yếu vào quy luật tạo HHC tốc độ động động thấp tốc, ngời ta thờng kéo dài trình phun nhiên liệu để đảm bảo lợng nhiên liệu phun vào buồng đốt giai đoạn chậm cháy , động làm việc " mềm " Một phần lớn nhiên liệu cháy giai đoạn III nên áp suất cực đại đợc trì thời gian dài Ngợc lại, để đảm bảo cho nhiên liệu động cao tốc cháy gần ĐCT, thời gian phun nhiên liệu phải ngắn, phần lớn lợng nhiên liệu chu trình đợc phun vào buồng đốt giai đoạn chậm cháy cháy đầu giai đoạn II Bởi hình dạng đồ thị công động diesel cao tốc không khác nhiều so với động xăng Vào cuối giai đoạn III, phần lớn lợng nhiên liệu chu trình cháy, áp suất nhiệt độ xylanh lớn, nồng độ oxy giảm đáng kể, nồng độ khí trơ ( CO2 , H2O , ) tăng Nếu chất lợng trình tạo HHC cháy không tốt, có khu vực buồng đốt tập trung nhiều nhiên liệu hạt nhiên liệu cha hoá ; lợng oxy lại khó tiếp xúc với phân tử nhiên liệu Trong điều kiện thiếu oxy, áp suất nhiệt độ cao, phân tử nhiên liệu bị phân huỷ thành C , H , làm cho khí thải có màu đen Giai đoạn VI - Giai đoạn cháy rớt Hiện tợng cháy rớt động diesel thờng nghiêm trọng động xăng động diesel khó tạo HHC đồng thời gian ngắn Vì vậy, áp dụng nhiều biện pháp để hoá hoà trộn nhanh nhiên liệu với không khí buồng đốt, động diesel phải sử dụng hệ số d lợng không khí lớn ( = 1,3 ữ 2,0) để đảm bảo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn Cháy rớt động diesel gây tác hại nh động xăng Nguyên nhân làm tăng cháy rớt động diesel góc phun sớm nhỏ, cấu trúc tia nhiên liệu không phù hợp , chuyển động rối MCCT buồng đốt không đủ lớn, nhiên liệu cã sè cetane thÊp - Lý thuyÕt §C§T - 160 5.5.2 Những yếu tố ảnh hởng đến trình cháy động diesel 1) Tỷ số nén Tăng tỷ số nén có ảnh hởng tốt đến trình cháy phơng diện nhiệt động học nhiệt độ áp suất thời điểm phun nhiên liệu (Tcf , pcf) tăng, thời gian chậm cháy ( i ) giảm Tuy nhiên , tăng tỷ số nén làm tăng áp suất cháy cực đại, chi tiết chịu lực phải có kích thớc lớn Tiêu chí để chọn tỷ số nén cho động diesel đảm bảo khởi động đợc động điều kiện khai thác 2) Cấu hình buồng đốt Cấu hình buồng đốt yếu tố có ảnh hởng trực tiếp đến diễn biến chất lợng trình cháy kéo theo hàng loạt tiêu kinh tếkỹ thuật động , nh : suất tiêu thụ nhiên liệu, áp suất thị trung bình, tốc độ tăng áp suất áp suất cháy cực đại, độ độc hại khí thải, tính khởi động động cơ, v.v Do đặc điểm trình tạo HHC phát hoả nhiên liệu , buồng đốt động diesel thờng có cấu hình phức tạp nhiều so với động xăng Mọi cố gắng hoàn thiện buồng đốt động diesel tập trung trớc hết vào vấn đề rút ngắn giai đoạn chậm cháy, hoá nhanh hoà trộn nhiên liệu với không khí buồng đốt theo quy luật phù hợp với đặc điểm tổ chức trình cháy tính kỹ thuật động 3) Tính chất lý hoá nhiên liệu Các tính chất lý hoá nhiên liệu có ảnh hởng trực tiếp đến diễn biến trình cháy động diesel bao gồm : tính tự bốc cháy, độ nhớt tính hoá Hiện nay, tính tự bốc cháy nhiên liệu thờng đợc định lợng số cetane (Cetane Number - CN) Nhiên liệu có CN lớn thời gian chậm cháy (i) ngắn Nếu điều kiện khác nh mà i ngắn lợng nhiên liệu cháy đầu giai đoạn cháy không điều khiển hơn, thời gian cháy toàn lợng nhiên liệu phun vào buồng đốt ngắn Kết động làm việc mềm mà tiêu khác (ví dụ : công suất, hiệu suất, độ độc khí thải v.v.) đợc cải thiện Điều đặc biệt có ý nghĩa động cao tốc , thời gian dành cho trình tạo HHC cháy ngắn Nh vậy, từ góc độ trình cháy, nhiên liệu diesel có CN lớn tốt Động diesel có tốc độ quay cao yêu cầu nhiên liệu phải có CN lớn Độ nhớt tính hoá nhiên liệu có liên quan trực tiếp đến tốc độ hình thành HHC, từ ảnh hởng đến diễn biến trình cháy Tuy nhiên thực tế, động diesel chạy đợc loại nhiên liệu có độ nhớt tính hoá - Lý thuyết ĐCĐT - 161 khác nhau, bao gồm từ xăng đến dầu nặng Sở dĩ nh có nhiều biện pháp khác để đảm bảo tốc độ tạo HHC trờng hợp nhiên liệu có độ nhớt cao tính hoá kém, nh : sấy nóng nhiên liệu, phun nhiên liệu thành hạt nhỏ hơn, tạo chuyển động rối buồng đốt mạnh , sử dụng chất phụ gia giảm sức căng bề mặt ,v.v 4) Cấu trúc tia nhiên liệu , quy luật phun nhiên liệu quy luật tạo HHC Cấu trúc tia nhiên liệu (xem mục 1.3.6.4) có ảnh hởng trực tiếp đến trình tạo HHC Trong trờng hợp tạo HHC kiểu thể tích tuý, cấu trúc tia nhiên liệu có vai trò định việc đảm bảo nhiên liệu hoá hơi, hoà trộn nhanh nhiên liệu với không khí buồng đốt Nếu tia nhiên liệu ngắn, hạt nhiên liệu lớn tốc độ tạo HHC thấp, lợng nhiên liệu cháy rớt , chí cháy không hoàn toàn nhiều Các tia nhiên liệu dài làm cho phần nhiên liệu bám vách buồng đốt kéo theo hàng loạt hậu nh cháy rớt, cháy không hoàn toàn, phá huỷ màng dầu bôi trơn thành xylanh,v.v Trong trờng hợp khác, ảnh hởng cấu trúc tia nhiên liệu có mức độ khác tuỳ thuộc vào phơng pháp tạo HHC Ví dụ trờng hợp sử dụng buồng đốt kiểu M buồng đốt ngăn cách (xem chơng 5), chất lợng HHC chủ yếu buồng đốt định , cấu trúc tia nhiên liệu giữ vai trò thứ yếu Quy luật phun nhiên liệu khái niệm bao hàm thời gian phun nhiên liệu quy luật phân bố tốc độ phun (xem mục 1.3.6.4) Quy luật tạo HHC khái niệm bao hàm thời gian tạo HHC quy luật phân bố tốc độ tạo HHC Quy luật tạo HHC yếu tố ảnh hởng trực tiếp đến diễn biến trình cháy Với phơng pháp tạo HHC kiểu thể tích thông dụng (toàn lợng nhiên liệu chu trình đợc phun trực tiếp vào buồng đốt hoà trộn với toàn khối không khí có buồng đốt ) quy luật phun nhiên liệu định quy luật tạo HHC Với số phơng pháp tạo HHC khác (ví dụ : tạo HHC kiểu bề mặt buồng đốt kiểu M, buồng đốt ngăn cách ,v.v.), quy luật phun nhiên liệu quy luật tạo HHC khác Có thể tất lợng nhiên liệu chu trình đợc phun vào buồng đốt thời gian ngắn, nhng hoá nhiên liệu hoà trộn với không khí để bốc cháy lại đợc điều chỉnh theo quy luật khác Với điều kiện khác nh (ví dụ : loại nhiên liệu, lợng nhiên liệu chu trình - gct , gãc phun sím - θ ,v.v.) thu đợc đồ thị công khác thay đổi quy luật tạo HHC H 5-22 thể ảnh hởng quy luật phun nhiên liệu đến diễn biến trình cháy trờng hợp áp dụng phơng pháp tạo HHC kiểu thể tích, có thĨ coi quy lt t¹o HHC trïng víi quy lt phun nhiên liệu - Lý thuyết ĐCĐT - 162 a) T p z1 z'1 ef H 5-22 ¶nh hưëng cđa quy luật phun nhiên liệu đến đồ thị công thị động diesel z2 ec1 cf ec2 ci ϕi b) z'2 ϕ gct.x θ cf ci ef ϕ Víi quy luËt phun (H 5-22b), lợng nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt giai đoạn chậm cháy lớn (gI.1 > gI.2) dẫn đến tốc độ tăng áp suất (wp) áp suất cháy cực đại (pz) lớn (đồ thị công 1) Kết động làm việc cứng hơn, nhng công MCCT sinh lớn Với quy luật phun 2, động làm việc mềm lợng nhiên liệu cháy giai đoạn dẫn đến wp pz nhỏ hơn, nhng công suất hiệu suất động giảm lợng nhiên liệu cháy rớt nhiều 5) Góc phun sớm nhiên liệu ( ) Tơng tự nh động xăng, nhiên liệu động diesel phải đợc phát hoả trớc piston tới ĐCT để trình cháy diễn xung quanh ĐCT Góc quay trục khuỷu tính từ thời điểm nhiên liệu bắt đầu đợc phun vào buồng đốt đến thời điểm piston tới ĐCT đợc gọi góc phun sớm () H 5-23 thể ảnh hởng góc phun sớm đến đặc điểm biến thiên áp suất cháy, công suất tiêu thụ nhiên liệu động diesel Nếu lớn, nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt áp suất nhiệt độ không khí nén thấp, trình chuẩn bị cho nhiên liệu phát hoả diễn chậm - Lý thuyết ĐCĐT - 163 Kết thời điểm phát hoả, buồng đốt tập trung phần lớn lợng nhiên liệu chu trình (gI lớn) Lợng nhiên liệu bốc cháy mãnh liệt điều kiện nồng độ oxy lớn thể tích không gian công tác nhỏ, áp suất cháy cực đại (pz) tốc độ tăng áp suất (w p) lớn động làm việc " cứng " (đờng 1) Nếu nhỏ, động làm việc " mềm " nhng công suất hiệu suất động giảm lợng nhiên liệu cháy rớt nhiều p [bar] 80 H 5-23 ¶nh hưëng cđa gãc phun sím nhiên liệu đến số thông số công tác ®éng c¬ diesel 60 40 c f3 cf2 cf1 20 ϕ i.3 ϕ i.2 ϕ i.1 40 §CT ϕ 40 [ gqtk] Ne Ne Ge ge Ne n1 = 2000 Ne.max n1 = 1500 Ge rpm rpm ge n = 1000 ge.min ϕopt ϕfs ϕopt rpm ϕopt ϕopt H 5-24 Quan hƯ gi÷a gãc phun sím tèi ưu (θopt) víi c«ng st (Ne) , lợng tiêu thụ nhiên liệu (Ge), suất tiêu thụ nhiên liệu (ge) tốc độ quay động (n) - Lý thuyết ĐCĐT - 164 fs Trị số gãc phun sím tèi ưu (θopt) phơ thc vµo rÊt nhiều yếu tố, nh : cấu hình buồng đốt, tỷ số nén, loại nhiên liệu, chế độ làm việc động , v.v Đối với loại động cụ thể, opt đợc lựa chọn đờng thực nghiệm đợc nhà chế tạo quy định tài liệu hớng dẫn khai thác kỹ thuật động Những loại động có chế độ làm việc thờng xuyên thay đổi phạm vi rộng thờng đợc trang bị thiết bị tự động điều chỉnh góc phun sớm để đảm bảo opt sở xử lý thông số công tác động nh tốc độ quay, tải, nhiệt độ áp suất khí nạp, v.v 6) Tốc độ quay động ( n ) Tốc độ quay ảnh hởng đến trình cháy theo hai chiều trái ngợc Tốc độ quay tăng làm tăng chất lợng phun nhiên liệu tăng cờng độ chuyển động rối MCCT, điều có ảnh hởng tốt đến trình cháy Tuy nhiên, tốc độ quay cao góc cháy lớn Nếu tốc độ tạo HHC không thoả đáng lợng nhiên liệu cháy rớt tăng nhanh Chính vậy, để nâng cao tốc độ quay động diesel, nguời ta phải áp dụng biện pháp nhằm tăng tốc trình tạo HHC, phát hoả cháy, ví dụ : sử dơng nhiªn liƯu cã sè cetane cao, hƯ thèng phun nhiên liệu kiểu bơm cao áp-vòi phun liên hợp với ¸p st phun rÊt lín (tíi 1500 bar) ®Ĩ phun nhiên liệu thành hạt nhỏ, buồng đốt ngăn cách ®Ĩ t¹o hiƯu øng nhiƯt, hiƯu øng phun thø cÊp chuyển động rối mạnh MCCT, v.v 7) Tải động Tải động ảnh hởng đến trình cháy theo hai chiều hớng ngợc chế độ tải lớn hơn, nhiệt độ áp suất xylanh cao có tác dụng tăng tốc độ cháy Tuy nhiên, để đốt cháy hoàn toàn lợng nhiên liệu chu trình lớn cần phải có nhiều thời gian Khác với động xăng, mức độ tăng tốc độ cháy thờng không bù đắp hết mức độ tăng thời gian cháy nên động diesel thờng phải tăng góc phun sớm tăng tải để đảm bảo yêu cầu cháy gần ĐCT - Lý thuyết ĐCĐT - 165 tài liệu tham khảo Nguyễn Tất Tiến Nguyên lý động đốt NXB Giáo dục 2000 Quách Đình Liên, Nguyễn Văn Nhận Động đốt tàu cá - Phần I NXB Nông nghiệp 1992 Động đốt Bài giảng - Nha trang - 2004 Hoàng Xuân Quốc Hệ thống phun xăng điện tử dùng xe du lịch NXB Khoa học Kỹ thuật - Hµ néi 1996 V Arkhangelski, M Khovakh, et all Motor vehicle engine Mir Publishers - Moscow 1979 Hå Tấn Chẩn, Nguyễn Đức Phú Kết cấu tính toán §C§T TËp 1, 2, NXB Gi¸o dơc – 1996 - Lý thuyết ĐCĐT - 166 câu hỏi trắc nghiệm nguyên lý ĐCĐT a) b) c) d) a) b) c) d) Động Cơ Đốt Trong (ĐCĐT) loại động có chức biến đổi nhiệt thành năng, chạy xăng, dầu diesel, mazout, v.v loại máy có chức biến đổi nhiệt đợc sinh trình đốt cháy nhiên liệu thành loại động nhiệt chạy nhiên liệu đợc đốt cháy bên không gian công tác động Cả định nghĩa Động diesel loại ĐCĐT có đặc điểm nh sau : chạy loại nhiên liệu nh : dầu diesel, dầu cặn, mazout, v.v đợc đốt cháy bên không gian công tác xylanh dùng vòi phun để phun nhiên liệu lỏng vào không gian công tác động cơ, không dùng chế hoà khí nhiên liệu tự phát hoả đợc phun vào không gian công tác chứa không khí đợc nén đến áp suất nhiệt độ đủ cao Cả định nghĩa d) Động xăng loại động đốt chạy nhiên liệu đợc phát hoả cỡng tia lửa đợc tạo nguồn nhiệt bên loại động nhiệt chạy nhiên liệu đợc phát hoả tia lửa cháy bên không gian công tác động loại động đốt mà hỗn hợp cháy hình thành từ bên không gian công tác xylanh Cả định nghĩa a) b) c) d) Động kỳ loại ĐCĐT có hành trình piston, : Nạp, Nén, Nổ, Xả có lần sinh công sau vòng quay trục khuỷu không đòi hỏi phải pha nhớt vào nhiên liệu để bôi trơn xylanh Cả định nghĩa a) b) c) Động kỳ loại ĐCĐT a) hoạt động theo kiểu chu kỳ, chu trình công tác đợc hoàn thành sau vòng quay trục khuỷu b) có đặc điểm nguyên ly hoạt động nh sau : hành trình piston có lần sinh công - Lý thuyết ĐCĐT - 167 c) có trình Nạp, Nén, Nổ, Dãn nở, Xả đợc hoàn thành sau vòng quay trục khuỷu d) C ả định nghĩa a) b) c) d) Động xăng kỳ loại ĐCĐT chạy nhiên liệu đợc phát hoả tia lửa có chu trình công tác đợc hoàn thành sau hành trình piston có đặc điểm : hỗn hợp cháy đợc hình thành carburetor, nhiên liệu đợc pha thêm nhớt để bôi trơn động có chức biến đổi nhiệt thành năng, chạy nhiên liệu đợc phát hoả bên không gian công tác động C ả định nghĩa d) Động xăng kỳ loại động đốt chạy nhiên liệu đợc phát hoả tia lửa có chu trình công tác đợc hoàn thành sau hành trình piston loại động đốt kỳ có đặc điểm : hỗn hợp cháy đợc hình thành từ bên không gian công tác đợc phát hoả tia lửa loại động nhiệt có đặc điểm : chạy nhiên liệu đợc phát hoả tia lửa cháy bên không gian công tác động cơ, chu trình công tác đợc hoàn thành sau vòng quay trục khuỷu C ả định nghĩa a) b) c) d) Động kỳ đợc sử dụng phổ biến động kỳ, : động kỳ có tuổi thọ cao so với động kỳ động kỳ tiêu hao nhiên liệu so với động kỳ không đòi hỏi phải pha dầu bôi trơn vào nhiên liệu cho động kỳ C ả nhận định chưa chÝnh x¸c a) b) c) NÕu cã tèc độ quay nh động kỳ có tuổi thọ cao động kỳ : a) động kỳ có công suất nhỏ b) động kỳ có cờng độ làm việc thấp c) động kỳ đợc bôi trơn tốt d) Cả nhận định cha xác - Lý thuyết ĐCĐT - 168 a) b) c) d) 10 Động diesel đợc sử dụng tàu thuỷ phổ biến động xăng động diesel có công suất lớn giá dầu diesel thấp so với xăng dầu diesel khó gây hoả hoạn xăng C ả nhận định 11 Xecmăng khí ĐCĐT có chức sau : a) ngăn không cho khí từ buồng đốt lọt xuống cacte b) ngăn không cho dầu bôi trơn từ cacte lọt lên buồng đốt c) h¹n chÕ piston tiÕp xóc trùc tiÕp víi xylanh d ( C ả chức a) b) c) d) 12 Xecmăng dầu ĐCĐT có chức sau : hạn chế khí từ buồng ®èt lät xuèng cacte h¹n chÕ khÝ tõ cacte lät lên buồng đốt hạn chế dầu bôi trơn lọt lên buồng đốt C ả chức 13 Trong trờng hợp động đợc làm mát trực tiếp nớc biển, nhiệt độ nớc làm mát khỏi động : a) 50 ữ 55 0C b) 60 ÷ 65 0C c) 70 ÷ 75 0C d) 80 ÷ 85 0C 14 So víi hƯ thèng làm mát gián tiếp (2 vòng nớc ngọt-nớc biển), hệ thống làm mát trực tiếp nớc biển động diesel tàu thuỷ có u điểm sau : a) Kết cấu đơn giản có vòng tuần hoàn nớc làm mát b) Động c¬ hiƯu st cao h¬n tỉn thÊt nhiƯt cho nớc làm mát c) Hiện tợng kích nổ xẩy nhiệt độ thành xylanh thấp d) C ả u điểm kể 15 Trớc khởi động động diesel sau sửa chữa hệ thống nhiên liệu cần phải "xả E" (xả khí hệ thống nhiên liệu) nhằm mục đích : a) để động đạt công suất tốc độ quay định mức b) để bơm cao áp vòi phun không bị kẹt tạp chất c) đảm bảo phun đủ số lợng nhiên liệu cần thiết vào buồng đốt d) Cả mục đích - Lý thuyết §C§T - 169 a) b) c) d) 16 NÕu ®iỊu chỉnh lợng nhiên liệu cấp vào xylanh không suất tiêu thụ nhiên liệu động tăng số xylanh động bị tải động không đạt công suất danh nghĩa C ả nhận định cha xác a) b) c) d) 17 Tèc ®é quay danh nghÜa (nn) ĐCĐT tốc độ quay nhà chế tạo quy định sử dụng tốc độ quay lớn mà động không bị tải tốc độ quay, động phát công suất danh nghĩa C ả định nghĩa cha xác a) b) c) d) 18 Tèc ®é quay danh nghÜa (nn) ĐCĐT đợc dùng làm để : lựa chọn tốc độ quay sử dụng xác định công suất danh nghĩa tính toán, thiết kế động C ả ý nghĩa a) b) c) d) 19 Công suất danh nghĩa (Nen) ĐCĐT : công suất có ích lớn mà động phát cách liên tục điều kiện quy ớc công suất lớn mà động phát mà không bị tải điều kiện quy ớc công suất có ích lớn mà động phát cách liên tục mà không bị tải C ả định nghĩa 20 Hai động diesel (A vµ B) cã cïng sè xylanh (i), cïng số kỳ (z), dung tích công tác xylanh (Vs) áp suất có ích trung bình (pe) Động A có tốc độ quay danh nghĩa lớn (nnA > nnB) Công suất danh nghĩa động A lớn (NenA > NenB), : a) Trong lần phun, vòi phun A phun nhiều nhiên liệu b) Nhiên liệu A cháy nhanh hoàn toàn c) Lợng nhiên liệu cháy đơn vị thời gian A nhiều d) Cả nhận định - Lý thuyÕt §C§T - 170 a) b) c) d) 21 áp suất thị trung bình (pi) ĐCĐT tỷ số Công đợc sinh chu trình Dung tích công tác xylanh áp suất trung bình MCCT, tác dụng lên piston sinh công Công thị đại lợng thể Công thị chu trình ứng với đơn vị Dung tích công tác xylanh C ả định nghĩa cha xác 22 áp suất thị trung bình động A piA = bar, động B piB = bar Điều có nghĩa : a) b) c) d) C ông thị ứng với cm3 Dung tích công tác xylanh A lớn áp suất MCCT xylanh động A lớn so với động B C ông sinh chu trình công tác ®éng c¬ A lín h¬n so víi ®éng c¬ B C ả nhận định 23 Căn vào áp suất thị trung bình (pi) đánh giá : a) b) c) d) Hiệu sử dụng Dung tích công tác động C ông thị động ứng với đơn vị Dung tích công tác xylanh Tải động cơ, Phụ tải nhiệt, Phụ tải cơ, Cờng độ làm việc C ả ý nghĩa 24 Đối với động xăng kỳ, ngời ta thờng pha dầu bôi trơn vào xăng nhằm mục đích : a) b) c) d) làm cho hỗn hợp cháy có thành phần tối u để bốc cháy nhanh bôi trơn bền mặt tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp cháy làm tăng hiệu suất động xăng cháy hoàn toàn C ả mục đích 25 Trong số trờng hợp, ngời ta xịt xăng vào đờng ống nạp động diesel để khắc phục tính trạng khó khởi động, : a) b) c) d) xăng có tính tự bốc cháy cao dầu diesel xăng bay nhanh làm cho hỗn hợp cháy đậm xăng làm cho dầu diesel loãng nên dễ cháy Cả nhận định ®óng - Lý thut §C§T - 171 a) b) c) d) 26 Động tác "kéo E" xe máy khởi động động nhằm mục đích : hạn chế lợng không khí qua họng chế hoà khí tăng lợng xăng phun vào đờng ống nạp động làm cho hỗn hợp cháy đậm nhờ xăng bay nhiều C ả nhận định 27 Nếu Góc phun sớm nhiên liệu đợc điều chỉnh nhỏ so với giá trị tối u công suất hiệu suất động giảm, động nóng hơn, : a) nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt piston tới gần ĐCT hơn, áp suất nhiệt độ xylanh lúc cao b) nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt muộn nên chất lợng phun giảm, nhiên liệu cháy không hoàn toàn c) nhiên liệu đợc phun vào buồng đốt muộn nên nhiệt truyền cho môi chất làm mát theo khí thải nhiều d) C ả nhận định 28 Động có buồng đốt ngăn cách thờng có vòi phun lỗ với áp suất phun thấp ; ngợc lại, động có buồng đốt thống thờng có vòi phun nhiều lỗ với áp suất phun cao, : a) động với buồng đốt thống loại có công suất lớn nên cần vòi phun nhiều lỗ để đảm bảo cấp đủ nhiên liệu b) động với buồng đốt ngăn cách loại có công suất nhỏ nên cần vòi phun lỗ mà đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu c) không cần thiết phải trang bị vòi phun nhiều lỗ với áp suất phun cao cho động có buồng đốt ngăn cách d) C ả nhận định 29 Trong trờng hợp động diesel khó khởi động xecmăng mòn, ngời ta xịt dầu bôi trơn vào buồng đốt nhằm : a) làm tăng nhiệt độ khí cuối trình nén b) làm kín khe hở piston-xecmăng-xylanh c) làm tăng áp suất khí cuối trình nén d) C ả mục đích 30 Cho đến nay, hệ thống phun nhiên liệu cổ điển đợc trang bị cho động diesel có nn < 3.000 rpm, v× víi nn 3000 rpm th× : b) hƯ thèng phun nhiên liệu cổ điển làm việc không an toàn c) chất lợng định thời chất lợng định lợng không đảm bảo d) cấu trúc vĩ mô vi mô tia nhiên liệu bị phá vỡ e) Vì lý - Lý thuyết ĐCĐT - 172 ... carbon (CO2 ), h¬i nưíc (H2O), oxyt lưu huỳnh (SO2), oxy d (O2) nitơ có không khÝ (N2) KÝ hiƯu M2 lµ sè M , M H 2O , M SO2 , M O2 , M N số kmol chất khí CO2 , kmol sản phẩm cháyCO, H2O, SO2 , O2 N2 có... (3 .22 c) [kmol/kg] (3 .22 d) [kmol/kg] (3 .22 e) of 32 [kmol/kg] (3 .23 ) Đối với nhiên liÖu khÝ M CO2 = ∑ n ⋅ Cn H m Or [kmol/kmol] (3 .24 a) m ⋅ C n H m Or [kmol/kmol] (3 .24 b) M H 2O = ∑ 100 M O2 = 0 ,21 ... c M CO = 24 (3.34b) h M H 2O = (3.34c) (1 H ) Để đốt cháy H2 : 12 N2 Tổng lợng oxy cần thiết CO + M CO + M H 2O = , 21 ⋅ λ ⋅ M c h of of + + − = λ ⋅ 12 32 32 1 02 + o f 32 (3.35)