b. Theo lượng nhiên liệu chu trình
2.2.1. Phát thải CO
Phát thải CO hình thành và tăng nhanh trong vùng trước màng lửa, chủ yếu được sinh ra do hyđrôcacbon bị ôxy hóa không hoàn toàn, và sau đó bị ôxy hóa thành CO2
trong điều kiện có ôxy thông qua cơ chế điều khiển động học. Do đó, giá trị CO có thể được tính toán bằng việc giải phương trình vi phân dựa trên các phản ứng sau [45], [46]:
CO + OH ⇆ CO2 + H, CO2 + O ⇆ CO + O2
Tốc độ phản ứng hình thành CO được tính toán theo công thức:
1 2 [ ] [ ] 1 [ ]e d CO CO R R dt CO (2.32)
50 bởi công thức:
1 1 [ ] [e ]e
R k CO OH = 6,76 1010 exp(T/1102) (2.33)
𝑅2 = 𝑘2−[𝐶𝑂]𝑒[𝑂2]𝑒 = 2,5 1012 exp(-24055/T) (2.34)
Hình 2.9. Tỷ lệ mol CO tính toán theo góc quay trục khuỷu (tốc độ động cơ
3000v/ph, toàn tải, A/F=12,6)
Hình 2.10 Tỷ lệ mol CO tính toán theo giữa góc đánh lửa sớm và hệ số dư lượng không khí (tốc độ động cơ 3000v/ph, toàn
tải, A/F=12,6)
Hình 2.9 thể hiện hàm lượng CO cân bằng và CO động học theo góc quay trục khuỷu. Trên đó, tỷ lệ mol CO cân bằng và CO động học là như nhau ở giai đoạn đầu của quá trình cháy và giãn nở. Từ góc quay trục khuỷu là + 600TK trở đi, CO cân bằng giảm nhanh hơn so với CO động học.
Tỷ lệ mol CO được dự đoán bởi mô hình này được mô tả trong Hình 2.10 theo góc đánh lửa sớm và hệ số dư lượng không khí (Lambda). Có thể thấy rõ rằng CO giảm khi tăng tỷ số A/F do có đủ lượng O2 tham gia phản ứng ôxy hóa CO thành CO2. Trong khi đó, góc đánh lửa sớm không có ảnh hưởng tới lượng CO vì áp suất xylanh và nhiệt độ khí cháy hầu như không ảnh hưởng tới sự hình thành CO.