Đang tải... (xem toàn văn)
Trong giai đọan này phần lớn nhiên liệu phun vào trong giai đọan trước được bốc cháy vì đã được chuẩn bị và cả một phần nhiên liệu mới phun vào ở giai đọan II đã được bay hơi và trộn kịp[r]
(1)SO SÁNH QUÁ TRÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ XĂNG VÀ ĐỘNG CƠ DIESEL KÌ
Xăng Diesel
Hình 3.9 Đồ thị cơng triển khai theo p- động cháy
bình thường
Sự cháy động thực tế bắt đầu thực trước lúc piston tới ĐCT hành trình nén, bugi bật tia lửa điện (20 -35o góc quay
của trục khuỷu trước ĐCT) đến supap thải đóng Q trình cháy gồm giai đoạn:
Hình 3.12 Đồ thị khai triển trình cháy động cơ diesel
Quá trình cháy động diesel q trình cháy khơng đồng nhất, nhiên liệu phun vào xylanh cuối q trình nén vào mơi trường khơng khí nén có áp suất khoảng từ - MN/m2, nhiệt độ 700 - 900oK
Nhiên liệu hòa trộn với khơng khí tự bốc cháy khơng cần nguồn lửa bên Dựa vào biến thiên
áp suất nhiệt độ xylanh chia trình cháy động diesel làm bốn giai đọan: Giai đọan I : Gọi giai đoạn cháy
trễ
Giai đọan cháy trể kể từ bugi bật tia lửa điện kết thúc điểm đường áp suất cháy bắt đầu tách khỏi đường áp suất nén Đây giai đoạn hình thành trung tâm cháy ban đầu Khi vừa bật tia lửa, lượng hỗn hợp tham gia phản ứng ít, nhiên liệu cháy khoảng 1,5%, chưa có biến đổi rõ rệt áp suất nhiệt độ
Thời gian cháy trễ phụ thuộc vào tính chất lý hố nhiên liệu, chuyển động rối, nhiệt độ ban đầu hỗn hợp, tỉ số nén lượng tia lửa điện
Giai đọan cháy trễ (I):
Giai đoạn giai đoạn chuẩn bị trung tâm tự cháy
Kể từ lúc bắt đầu phun nhiên liệu đường áp suất cháy tách khỏi đường áp suất nén Khi nhiên liệu phun vào buồng cháy, nhờ chuyển động xốy lốc khơng khí xylanh để xé nhỏ trộn với khơng khí, nhiên liệu bắt đầu bốc Giai đoạn áp suất tăng lên chậm vì:
- Mất nhiệt trình bay nhiên liệu - Những trung tâm cháy hình thành với tốc độ cháy cịn q nhỏ Do nhiệt độ áp suất xylanh tăng lên chậm
(2)cho toàn chu trình
- Rất nhiều nguồn lửa hình thành lúc nơi có hệ số dư lượng khơng khí thích
hợp 0,80,9 nơi vỏ chùm tia
nhiên liệu
Thời gian cháy trễ ảnh hưởng toàn đến trình cháy Thời gian cháy trễ dài hay ngắn phụ thuộc vào:
- Tính chất nhiên liệu
- Nhiệt độ áp suất khí nén xylanh thời điểm phun
- Độ phun tơi sương nhiên liệu - Sự chuyển động rối khơng khí
- Ảnh hưởng nhiệt độ bề mặt buồng cháy Giai đọan II: Giai đọan cháy
chính Giai đoạn cháy kể từ áp suất cháy cao áp suất nén đến lúc áp suất xylanh đạt giá trị cực đại Giai đoạn màng lửa lan tràn khắp thể tích buồng cháy, nhiệt độ áp suất tăng cao Trong giai đoạn này, q trình ơxy hóa mãnh liệt, tốc độ cháy lớn, màng lửa lan tràn nhanh Khi màng lửa lan tràn hầu hết buồng cháy, áp suất đạt giá trị cực đại
Giai đọan cháy phụ thuộc vào:
- Nhiệt độ thành xylanh, tỷ số nén, cách bố trí bugi
- Tính chất lý hóa nhiên liệu
- Chuyển động rối nhiên liệu
Đặc trưng giai đọan cháy tốc độ tăng áp suất
p
Giai đoạn cháy nhanh (II):
Là giai đoạn phát triển trung tâm bốc cháy lan tràn màng lửa Giai đọan kể từ đường áp suất cháy tách khỏi đường áp suất nén áp suất xylanh đạt giá trị cực đại Quá trình cháy giai đọan tự bốc cháy toàn thể tích buồng cháy nơi có thành phần hỗn hợp thích hợp 0,80,9 lan tràn màng lửa
những vùng hỗn hợp chuẩn bị
Trong giai đọan phần lớn nhiên liệu phun vào giai đọan trước bốc cháy chuẩn bị phần nhiên liệu phun vào giai đọan II bay trộn kịp thời bốc cháy, nên tốc độ bốc cháy tăng lên nhanh, tốc độ tỏa nhiệt lớn, nhiệt độ áp suất tăng nhanh Nhiệt lượng tỏa giai đọan chiếm khoảng 1/3 nhiệt lượng cung cấp
- Quá trình phun nhiên liệu thường kết thúc giai đọan Đặc trưng cho giai đọan tốc độ tăng áp suất trung bình
p
Tốc độ tăng áp suất trung bình phụ thuộc vào :
(3)Thơng số phản ánh tính làm việc êm dịu động cơ, thơng số quan trọng ảnh hưởng tới hao mòn tuổi thọ động Đối với động xăng 0,110,16
p
MN/m2
- Qui luật phun
- Thời gian cháy trể dài nhiên liệu phun vào tập trung giai đọan I dẫn đến
p
tăng Ở động diesel 0,30,6
p
MN/m2
Trị số lớn động xăng, động diesel làm việc ồn
- Tốc độ tăng trung bình áp suất khơng phụ thuộc vào thời gian cháy trễ mà phụ thuộc vào việc cung cấp nhiên liệu nhanh hay chậm, nhiều hay Do đó, thời gian cháy trễ ảnh hưởng lớn, phun nhiên liệu sớm động làm việc không êm dịu
Giai đọan III: Giai đọan cháy rớt Giai đoạn cháy rớt bắt đầu từ lúc áp suất xylanh đạt giá trị cực đại nhiệt độ xylanh đạt giá trị cực đại Giai đọan cháy phần nhiên liệu lại buồng cháy
Tốc độ cháy giảm dần nhiệt độ trung bình tăng, áp suất giảm nhiên liệu cháy không bù lại sụt áp dịch chuyển xuống piston
Quá trình cháy rớt trình cháy đường giản nở nên nhiệt độ tỏa biến thành cơng ít, phần lớn truyền cho chi tiết buồng cháy
Giai đoạn cháy rớt dài hay ngắn phụ thuộc vào mức độ xốy lốc khí cuối q trình cháy, thành phần hỗn hợp, góc đánh lửa sớm
Trong ba giai đọan cần phải khống chế giai đọan cháy rớt Giai đọan cháy làm cho chi tiết động nóng lên, khơng có
Giai đoạn cháy (III):
Kể từ lúc áp suất xylanh đạt giá trị cực đại lúc nhiệt độ xylanh đạt giá trị cực đại
Khí hỗn hợp cơng tác chủ yếu cháy giai đọan Tốc độ giảm dần nồng độ ôxy giảm
Sản vật cháy tăng lên nhiệt độ tỏa giai đoạn lớn
Nhiệt độ xylanh tiếp tục tăng áp suất bên xylanh giảm, tăng áp suất cháy không bù lại giảm áp suất piston xuống Giai đọan cháy chiếm khoảng 40% ÷ 50% nhiên liệu Sự tập trung nhiên liệu phản ứng xảy tốt trình cháy có ý nghĩa quan trọng tính êm dịu động bảo đảm
(4)ích cho động Để khống chế giai đọan cháy rớt cần:
- Có hệ số dư lượng khơng khí
thích hợp
- Phải tạo chuyển động rối hỗn hợp
- Góc đánh lửa sớm phải thích hợp Khi động làm việc với hỗn hợp loãng đánh lửa muộn làm cho trình cháy kết thúc chậm
Quá trình cháy coi hoàn hảo nhiên liệu cháy hoàn toàn lúc tức nhiệt độ tỏa công thu lớn tốc độ tăng áp không lớn cho động
Giai đoạn cháy rớt (IV) :
Là giai đoạn cháy phần hỗn hợp cơng tác cịn lại Được kể từ nhiệt độ xylanh đạt giá trị cực đại kết thúc trình cháy, nhiên liệu chưa cháy hết giai đọan cháy giai đọan Có thể xem điểm kết thúc q trình cháy ứng với hệ số tỏa nhiệt khoảng 95 - 97%
Nhiên liệu cháy giai đọan cháy rớt chiếm khoảng 10 - 20% Tốc độ cháy giai đọan chậm do:
- Thiếu ôxy
- Quá nhiều sản vật cháy, nhiệt độ áp suất giảm xuống Như vậy, khống chế giai đọan cháy rớt nhiều tốt, cháy rớt dài ảnh hưởng:
- Nhiệt độ khí thải tăng
- Tổn thất nhiệt cho nước làm mát tăng
(5)Các yếu tố ảnh hưởng đến q trính cháy
-Tỷ số nén
-Hình dạng buồng cháy phân bố bugi
- Góc đánh lửa sớm - Thành phần hổn hợp - Số vòng quay
- Các yếu tố ảnh hưởng đến q trính cháy
+ Góc phun nhiên liệu : + Tính chất nhiên liệu:
+ Chất lượng phun sương thời gian cung cấp nhiên liệu:
+ Tỷ số nén:
+ Kết cấu buồng cháy: