Giai đo n chu n b cháy đ c xác đ nh b ng kho ng th i gian t lúc nhiên li u b t đ u phun vào xilanh đ ng c đi m hình 3.1 đ n khi áp su t trong
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 48 xilanh đ ng c b t đ u tăng đ t ng t t c là đ ng cong áp su t bi u th quá trình cháy tách kh i đ ng cong nén (đi m ).
Giai đo n này trong xilanh đ ng c di n ra hàng lo t các quá trình ph c t p s y nóng nhiênli u bay h i phân h y các ph n t có liên k t dài thành các ph n t có liên k t ng n ôxy hóa Nhiên li u đ a vào trong xilanh đ ng c giai đo n
th nh t chi m l ng nhiên li u cung c p cho chu trình Giai đo n
này đ c đ c tr ng b ng th i gian chu n b cháy (giây hay góc chu n b
cháy (đ góc quay tr c khu u Gi a th i gian chu n b cháy và góc chu n b
cháy có quan h v i nhau theo công th c
Trong đó là vòng quay đ ng c )
Trong các đ ngc diesel (giây), còn bi n thiên t
(ogqtk)
Th i gian càng dài l ng nhiên li u tích lũy trong giai đo n này càng l n nó s nh h ng đ n đ c tính quá trình cháy Đ c bi t trong các đ ng c cao t c l ng nhiên li u c p trong giai đo n này khá cao Cá bi t có nh ng đ ng c l ng nhiên li u c p trong giai đo n này b ng l ng nhiên li u cung c p cho chu
trình ( )
3.1.3 Giai đo n tăng áp su t
Giai đo n này g i là giai đo n cháy n đ c xác đ nh b ng kho ng th i
gian t lúc b t đ u s b c cháy nhiên li u (đi m đ n th i đi m áp su t trong
xilanh đ ng c đ t giá tr l n nh t đi m giai đo n này t c đ t a nhI t c a nhiên li u r t l n đ ng th i áp su t ch t khí trong xilanh đ ng c cũng tăng lên m t cách đáng k
Đ đánh giá ch t l ng và m c đ cháy mãnh li t c a giai đo n này
ng i ta dùng hai thông s là
T c đ tăng áp su t t c th i
(3-1)
(o c t c đ tăng áp su t trung bình
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 49
Hai thông s trên đánh giá m c đ làm vi c nh nhàng, tin c y c a đ ng c
Tr s , l n đ ng c làm vi c c ng có ti ng gõ Khi t c đ tăng áp su t quá cao
có th d n đ n h h ng b đ tr c khu u c a đ ng c và các chi ti t khác Khi
đ ng c làm vi c bình th ng giá tr c a n m trong kho ng
, t t nh t là .
S dĩ trong giai đo n này có s t a nhi t m nh là vì ph n nhiên li u phun vào trong giai đo n chu n b cháy đã b t đ u b c cháy Nhi t l ng t a ra trong giai đo n này chi m kho ng s nhi t l ng do nhiên li u cung c p
3.1.4 Giai đo n tăng nhi t đ
Giai đo nnày đ c tính t lúc áp su t trong xi lanh đ ng c đ t giá tr c c
đ i đi m ) đ n khi nhi t đ ch t khí trong xilanh đ ng c đ t giá tr c c đ i (đi m
Trong giai đo n này, vi c cung c p nhiên li u vào xilanh đ ng c c b n là ch m d t C ng đ t a nhi t giai đo n này b t đ u gi m xu ng do n ng đ ôxy gi m đ u giai đo n này m c dù piston đã đi xu ng th tích xilanh tăng d n nh ng do nhiên li u còn ti p t c cháy mãnh li t nên áp su t trong xilanh đ ng c thay đ i không l n l m Đây là giai đo n phát nhi t ch y u nhi t l ng
t a ra trong giai đo n này chi m kho ng toàn b nhi t l ng do
nhiên li u cháy S thay đ i áp su t trong xilanh đ ng c giai đo n này ph thu c vào m i t ng quan gi a t c đ c p nhiên li u và vi c tăng th tích c a
xilanh công tác. M c dù quá trình c p nhiên li u th ng k t thúc cu i giai đo n
này nh ng quá trình cháy có th còn ti p di n sau đi m vì quá trình cháy đã b ch m l i do s l ng ôxy t do trong xilanh đ ngc gi m xu ng
3.1.5 Giai đo n cháy r t
Giai đo n này t ng ng v i th i kỳ cháy r t c a nhiên li u đ c tính t lúc nhi t đ ch t khí trong xilanh đ ng c đ t giá tr c c đ i đ n khi k t thúc quá trình cháy nhiên li u đi m Trong giai đo n này t c đ t a nhi t gi m và t c
đ cháy nhiên li u di n ra ch m Trong t t c các đ ngc diesel h u nh đ u t n t i giai đo n cháy r t này Do t c đ quay cao các đ ng c cao t c có quá trình cháy r t dài s làm cho t n th t nhi t khí x tăng tính kinh t c a đ ng c gi m xu ng làm x u đi ch đ nhi t c a các chi ti t đ c bi t là nhóm piston và c c u phân ph i khí Gi m h s d l ng không khí đ c bi t ch đ quá t i gi m góc phun s m ch t l ng phun nhiên li u kém thay đ i lo i nhiên li u s d ng tăng s vòng quay và hàng lo t các y u t khác thay d i là nguyên nhân làm
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 50 Đ rút ng n th igian cháy r t c n đ m b o ch t l ng t o h n h p tăng h s d l ng không khí và rút ng n th i gian c p nhiên li u giai đo n
3.2 Các y u t nh h ng đ n các giaiđo n c a quá trình cháy 3.2.1 Các y u t nh h ng đ n giai đo n chu n b cháy 3.2.1 Các y u t nh h ng đ n giai đo n chu n b cháy
Th i gian c a giai đo n chu n b cháy r t ng n (giây).
Th i gian chu n b cháy và quy lu t c p nhiên li u hay l ng nhiên li u c p trong th i gian chu n b cháy có nh h ng r t l n đ n t c đ tăng áp su t và đ c ng c a đ ng c làm vi c êm tránh đ c các h h ng do ng su t c gây ra Các y u t nh h ng đ n th i gian chu n b cháy bao g m các y u t hóa h c các y u t v t lý các y u t c u t o và các y u t v khai thác.
Các y u t v hóa h c bao g m thành ph n tính ch t và c u trúc c a nhiên li u n ng đ ôxy trong bu ng đ t l ng khí sót còn sót l i t chu trình tr c và các ch t ph gia kích thích quá trình cháy khi pha thêm vào nhiên li u
Trong các y u t v hóa h c thì thành ph n và tính ch t c a nhiên li u có nh h ng đáng k đ n giai đo n chu n b cháy. Tr s xêtan ( ) c a nhiên li u s d ng càng l n càng rútng n th i gian chu n b cháy và do v y t c đ tăng áp su t s gi n đi Tăng n ng d ôxy gi m l ng khí sót trong bu ng đ t hay pha thêm các ch t ph gia kích thích quá trình cháy vào trong nhiên li u đ u có th làm rút ng n th gian chu n b cháy
nh h ng c a lo i nhiên li u đ n quá trình cháy trong xilanh đ ng c đ c ch ra trên hình 3.2.
Hình 3.2 nh h ng c a lo i nhiên li u đ n quá trình ch|y trong xilanh đ ng c (t đ n ng v i s gi m d n c a TSXT có trong nhiên li u
Các y u t v t lý bao g m áp su t nhi t đ cu i quá trình nén và m t đ không khí trong bu ng đ t
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 51 Trong các y u t v t lý thì áp su t và nhi t đ cu i kỳ nén có nh h ng nhi u nh t đ n giai đo n chu n b cháy Tăng áp su t và nhi t đ cu i quá trình nén s rút ng n đ c Tuy nhiên ng i ta cũng ch ng t đ c r ng khi nhi t đ cu i kỳ nén nh h n thì nh h ng c a đ n m i th y rõ Còn khi l n h n thì nh h ng c a nó đ n th i gian chu n b cháy là không đáng k
Các y u t k t c u bao g m t s nén k t c u bu ng cháy vòng quay đ ng c góc phun s m nhiên li u tính d n nhi t c a piston xilanh c ng đ làm mát piston là các y u t ch y u nh h ng đ n giai đo n chu n b cháy
Các y u t k t c u nh h ng đ n thông s cu i kỳ nén và ch t l ng hòa tr n c a h nh p Tăng s làm cho thông s cu i kỳ nén tăng t o đi u ki n thu n l i cho s chu n b cháy nhiên li u Đ i v i đ ng c s d ng các lo i nhiên li u khác nhau thì nh h ng c a t s nén đ n th i gian chu n b cháy cũng khác nhau
Tăng s vòng quay c a đ ng c làm cho th i gian chu n b cháy gi m xu ng còn góc t ng ng v i th i gian chu n b cháy ng c l i l i tăng lên nh h ng c a t s nén và vòng quay đ ng c đ n th i gian chu n b cháy đ c th hi n trên hình 3.3.
Hình 3.3 nh h ng c a t s nén v{ t c đ quay đ n góc chu n b ch|y (ogqtk)
1. 2.
Còn nh h ng c a góc phun s m đ c gi i thích nh sau Trong m i đ ng c khi làm vi c t c đ quay đ nh m c đ u có m t góc phun s m có l i nh t g i là góc phun s m t i u Tăng góc phun s m l n h n góc phun s m t i u t c là nhiên li u đ c phun vào trong xilanh đ ng c khi nhi t đ và áp su t trong xilanh còn th p d n đ n th i gian chu n b cháy quá l n s làm cho quá trình cháy
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 52 c ng ng su t c tăng Còn gi m góc phun s m so v i góc phun s m t i u s
làm cho quá trình cháy r t phát tri n tính kinh t c a đ ng c gi m xu ng
Ch t l ng t o h n h p s làm thay đ i quá trình ôxy hóa các h t nhiên li u trong th igian chu n b cháy và do đó th i gian chu n b cháy s dài ra hay ng n đi Ch t l ng t o h n h p ph thu c ch y u vào ch t l ng phun s ng nhiên li u và chuy n đ ng xoáy l c c a dòng không khí cu i kỳ nén Đ ng c có bu ng cháy xoáy l c có kh năng t o h n h p t t h n đ ng c có bu ng cháy th ng nh t
V t li u ch t o piston cũng có nh h ng đáng k t i th i gian chu n b cháy đ c bi t là ch đ kh i đ ng Nh ng đ ng c có piston ch t o b ng nhôm khi ch đ kh i đ ngs khó kh i đ ng h n ho c d b nh y van an toàn do th i gian chu n b cháy kéo dài nh ng đ ng c này th i gian chu n b cháy b kéo dài ch y u do kh năng truy n nhi t t t c a piston và khe h gi a piston và xilanh l n do h s giãn n nhi t l n đi u này làm gi m ch s nén đa bi n và d n đ n làm gi m áp su t và nhi t đ cu i kỳ nén
Các y u t v khai thác bao g m các đi u ki n v môi tr ng nh áp su t nhi t đ đ m không khí môi tr ng nhi t đ n c làm mát ph t i và tr ng thái nhi t c a đ ng c Các y u t này s nh h ng đ n các thông s v t lý hóa h c và do đó nh h ng đ n th i gian chu n b cháy trong xilanh đ ng c
3.2.2 Các y u t nh h ng đ n các giai đo n còn l i c a quá trình cháy
Giai đo n t c là giai đo n cháy n ph thu c r t nhi u vào th i gian chu n b cháy Trong cùng m t đi u ki n khai thác khi rút ng n th i gian chu n b
cháy s làm cho t c đ tăng áp su t và áp su t cháy l n nh t gi m xu ng
đ ng c làm vi c êm nh nhàngh n
Ngoài y u t thì l ng nhiên li u c p vào trong th i gian chu n b cháy cũng là y u t đáng k nh h ng đ n s thay đ i và Vì v y
Thay đ i quy lu t c p nhiên li u s làm qi thay đ i vì v y trong nh ng đ ng c diesel tàu th y hi n đ i ng i ta ch t o cam nhiên li u có biên d ng thay đ i nh m thay đ i v n t c c a piston b m cao áp \p su t phun nhiên li u giai đo n đ u c a nh ng b m cao áp lo i này có th nh h n l n so v i giai đo n cu i c p hình 3.4).
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 53
Hình 3.4 nh h ng c a quy lu t cung c p nhiên li u t i quá trình cháy
Biên d ng cam nhiên li u d c qi l n Biên d ng cam nhiên li u tho i qi nh
Giai đo n cháy th là giai đo n cháy khi piston đã đi t ĐCT xu ng ĐCD Th i gian c a giai đo n ph thu c vào th i gian c a giai đo n giai đo n và góc c p nhiên li u toàn b Thay đ i góc c p nhiên li u toàn b s làm cho th i gian c a giai đo n thay đ i Khi góc c p nhiên li u toàn b không đ i vi c kéo dài hay rút ng n th i gian c a giai đo n s làm thay đ i giai đo n
Có th dùng thông s sau đ phân tích đ ng cong c a quá trình cháy:
(3-3)
đây là góc quay tr c khu u t ng ng v i th i gian chu n b cháy là góc c p nhiên li u toàn b
Thông s trên còn đ c g i là tiêu chu n kh ng ch quá trình do D Travropski đ a ra
T -3 có th nh n th y
- Khi , tr ng h p này i = tb, quá trình cháy di n ra
Đ NG C D)ESEL T[U T( Y )) Đ ) ( C GTVT TP.HCM 2012 54
- Khi tăng d n đ n t c là gi n d n d n 0, vi c kh ng ch quá trình
cháy tăng lên Khi ( ) quá trình cháy kh ng ch đ c hoàn
toàn Th c t đi u này không th x y ra đ c v i các đ ng c diesel - Khi th i gian chu n b cháy dài h n th i gian c p nhiên li u toàn b
Trong th ct tr ng h p này có th x y ra trong quá trình kh i đ ng đ ng c diesel tr ng thái ngu i l nh
- Khi gi m xu ng, tăng lên quá trình cháy ti n d n đ n quá trình
cháy nhanh, hi u su tch th c a đ ng c tăng và đ ng th i các thông s
đ ng c a chu trình cũng tăngtheo Các đ ng c diesel tàu th y công su t
l n, giá tr c a n m trong kho ng .
Giai đo n c a quá trình cháy là h u q a c a t t c các giai đo n tr c Càng rút ng n đ c th i gian c a giai đo n thì tính kinh t c a đ ng c càng tăng tr ng thái nhi t c a các chi ti t nhóm piston xilanh càng đ m b o. Gi m t c
đ quay c a đ ng c tăng h s d l ng không khí ho c c i thi n ch t l ng
phun s ng và t o h n h p là nh ng bi n pháp h u hi u nh m rút ng n giai đo n cháy r t này Tuy nhiên giai đo n này v n t n t i trong t t c các đ ng c diesel.
3.3 Quá trình t o h n h p
Quá trình hình thành khí h n h p trong đ ng c Diesel đ c di n ra