thời gian được đưa ra trên hình 2.11. Tốc độ mặt trước của chùm tia wtr thì giảm, độ xa của chùm tia Lch và bề rộng chùm tia Bch thì tăng dần theo sự phát triển của chùm tia.
2.4.2. Ảnh hưởng của các nhân tố khác nhau tới sự phát triển và cấu trúc chùm tia. chùm tia.
Một trong những nhân tố cơ bản xác định độ xa của chùm tia là động năng của dòng nhiên liệu phun ra từ vòi phun. Chúng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ chảy qua, được xác định bởi áp suất phun (đặc tính phun) và tiết diện ngang qua lỗ phun. Bởi vậy đặc tính phun ảnh hưởng đến sự phát triển và độ xa của chùm tia. So sánh các đường cong 1 và 2 của độ xa chùm tia (hình 2.12) với đặc tính phun 3 cho thấy rằng sự chuyển động của mặt trước chùm tia sẽ biến đổi cùng với sự biến đổi của tốc độ dòng nhiên liệu (sự tăng lên của dVb/d). Khi tăng động năng của phần nhiên liệu, bên trong chùm tia sẽ xuất hiện tích tụ những hạt nhiên liệu mới bay nhanh hơn tới bề mặt trước chùm tia. Điều đó làm tăng độ xa và tốc độ chuyển động của bề mặt trước chùm tia.
Hình 2.13: Các đường cong độ xa của chùm tia và đặc tính phun (bộ cấp dẫn nhiên liệu Điezen IAM 236, nb = 550v/ph; Vctr = 155 mm3); 1. pnp = 1,5 MN/m2; 2. pnp =0,1 MN/m2; 3. Đặc tính phun
Trên hình 2.12, các đường nét đứt chỉ ra quỹ đạo chuyển động của những hạt nhiên liệu tích tụ trong chùm tia có sự biến đổi tốc độ dòng nhiên liệu từ vòi phun đến mặt trước chùm tia theo thời gian.
Các đường cong 2 và a đặc trưng cho chuyển động của hạt giọt nhiên liệu trong môi trường có điều kiện như khí quyển, các đường cong 1 và b tương ứng với trong môi trường khí có mật độ lớn.
Sự tăng tốc độ quay của trục khuỷu và lượng cấp nhiên liệu cho chu trình sẽ kích thích việc tăng động năng dòng nhiên liệu khi chảy qua từ vòi phun, và tiếp đến là độ xa của chùm tia. Các đường cong độ xa và tốc độ bề mặt trước wtr của chùm tia phụ thuộc vào chế độ công tác của bộ phận cấp dẫn nhiên liệu Điezen IAM236 được trình bày trên hình 2.14.
Cần thấy rằng tốc độ chuyển động của chùm tia khi cấp nhiên liệu hoàn toàn và trung bình (Vctr bằng 115 và 80mm3) đạt được khá cao. Chùm tia đạt được bằng 50mm sau thời gian phù hợp với góc quay trục cam 0
4 7
K
.
Hình 2.14: Sự biến đổi của wtr và Lch theo các chế độ công tác khác nhau của bộ 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; 2. nb = 850 v/ph 3.nb = 550 v/ph; 4. Vct = 80 mm3 5.Vct = 30 mm3
Hình 2.15: Sự biến đổi độ xa của chùm tia Lch theo đường kính của lỗ phun dc: 1.Qua 0,001s sau khi bắt đầu phun;
2.Qua 0,003s sau khi bắt đầu phun (nb = 800 v/ph; pph = 20 MN/m2,
Pnp = 1,5 MN/m2; tiết diện lưu thông tổng cộng của các lỗ vòi
phun không đổi).
Khi tăng đường kính các lỗ phun và giữ không thay đổi tiết diện thông qua chung của chúng (cfc const) thì độ xa của chùm tia tăng lên (hình 2.15). điều đó được giải thích là do sự tăng lên của khối lượng nhiên liệu phun từ lỗ vòi phun và tiếp theo là động năng của nó.
Mật độ của môi trường khí mà nhiên liệu phun vào thực tế có ảnh hưởng tới độ xa của chùm tia. Độ xa của chùm tia bị rút ngắn đáng kể khi tăng mật độ môi trường (xem các đường cong
1 và 2 hình 2.13). Đồng thời khi giảm độ xa chùm tia thì bề rộng và góc còn của chùm tia tăng lên.
Trong trường hợp vòi phun có chốt cắm trong lỗ phun, khi tăng mật độ môi trường khí thì góc côn và bề rộng của chùm tia sẽ giảm. Điều đó được giải thích rằng khi vòi
phun có chốt cắm trong lỗ phun sẽ cho tia rỗng với chất khí
điền đầy bên trong. Chất khí chiếm chỗ phần nhiên liệu chuyển động và kết quả là áp suất trong chùm tia giảm, ở mức độ lớn hơn so với khi tăng mật độ khí. Dưới tác dụng của áp suất, chùm tia sẽ bị bóp co lại. Khả năng phân bố đồng đều nhiên
liệu trong chùm tia tăng lên cùng với việc tăng mật độ môi trường và tốc độ dòng nhiên liệu từ lỗ vòi phun. Việc tồn tại xoáy lốc ban đầu của nhiên liệu ở vòi phun sẽ tạo điều kiện phân bố nhiên liệu ở chùm tia đồng đều hơn.
Tất cả những tài liệu nghiên cứu theo động lực học sự phát triển của chùm tia có quan hệ với trường hợp phun nhiên liệu vào môi trường bất động. Sự tồn tại chuyển động xoay lốc của không khí trong buồng cháy động cơ Điezen có ảnh hưởng lớn tới sự phát triển và kết cấu của chùm tia.
Khi phun trong môi trường khí bất động (hình 2.16a), phương chuyển động của chùm tia không thay đổi. Nếu chuyển động của dòng khí vuông góc với chùm tia nhiên liệu (hình 2.16b) thì lớp ngoài của chùm tia bị phá hủy và bị cuốn theo phương của dòng khí, chùm tia trở nên không đối xứng, còn trục của nó bị cong đi. Sự phát triển của chùm tia trong buồng cháy xoáy lốc (hình 2.16c) bị cong đi và nhiên liệu chuyển một phần tới thành xilanh. Những hạt nhiên liệu nhỏ ở lớp bên ngoài chùm tia sẽ được cuốn theo bằng dòng không khí tới vùng bắt đầu đốt cháy nhiên liệu. Khi gặp dòng khí chuyển động (hình 2.16d) trong buồng cháy cháy trước có sự sụt ít áp suất, chùm tia nhiên liệu được đốt cháy cưỡng bức, lớp ngoài của nó bị xé vụn làm xuất hiện những hạt nhiên liệu trong đó và bị cuốn theo dòng không khí tới vùng trên của buồng cháy cháy trước.
Mặt khác cũng có nhận xét rằng cùng với việc tăng tốc độ quay, có ý nghĩa là nâng cao tốc độ chuyển động của khí trong buồng cháy, ảnh hưởng của dòng khí tới sự phát triển của chùm tia cũng mạnh lên.
Hình 2.16: Hình ảnh chụp sự phát triển của chùm tia nhiên liệu khi phun:
1. Chùm tia, mũi tên chỉ hướng dòng khí.