- Thành phần cất phân đoạn ASTM:
3.2.2.2. Khả năng chống cháy kích nổ
a. Sự cháy kích nổ
Theo nhiệt động học, hệ số tác dụng hữu ích của động cơ phụ thuộc vào độ tăng áp suất, tăng nhiệt độ trong xylanh. Trên hình 3.5 là sự phụ thuộc của cơng suất động cơ, của lượng nhiên liệu cần dùng vào độ nén, tức phụ thuộc vào tỷ số giữa thể tích xylanh tại ĐCD và ĐCT. Nhưng rất khĩ tăng độ nén lên quá cao, vì cĩ tồn tại một giới hạn trên gây ra bởi tính cháy đặc biệt của nhiên liệu hydrocacbon. Đĩ là hiện tượng cháy kích nổ của xăng ở áp suất cao.
Động cơ chỉ làm việc điều hịa khi quá tình cháy xảy ra ổn định, nghĩa là mặt lửa phát sinh từ bugi phải lan truyền ra xung quanh một cách tuần tự, ra xa dần khỏi bugi. Trong quá trình lan truyền mặt lửa đĩ, hỗn hợp khí phái trong mặt lửa phải cháy hết, cịn hỗn hợp khí phái ngồi mặt lửa tuy bị đốt nĩng bởi bức xạ quang nhiệt nhưng khơng bốc cháy. Với quá tình cháy điều hịa như vậy, sự thay đổi áp
suất trong xylanh tuy nhanh nhưng khơng vơ trật tự, sự tăng áp suất xả ra đồng đều trên tồn mặt pittơng nên pittơng chuyển động hài hịa, động cơ chạy êm (hình 3.6). Quá trình cháy của nhiên liệu diễn ra trong xylanh của động cơ như trên được gọi là sự cháy điều hịa. Ngược lại với sự cháy như trên thì được gọi là cháy kích nổ hay cháy khơng điều hịa. Khi đĩ động cơ thường xuất hiện tiếng gõ, giảm cơng suất, bị
mài mịn nhanh và gây ra hiện tượng quá nĩng.
Nguyên nhân gây ra sự cháy kích nổ rất phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Hình dạng, kích thước của xylanh.
- Tốc độ quay của động cơ. - Tỷ số nén.
- Thởi điểm bật tia lửa điện của bugi. - Tỷ số nhiên liệu/khơng khí trong xylanh. - Bản chất hĩa học của nhiên liệu.
Trong các yếu tố đĩ, bản chất hĩa học của nhiên liệu là yếu tố quan trọng nhất. Nguyên nhân của sự cháy kích nổ chưa được hiểu một cách đầy đủ. Song người ta cho rằng, nguyên nhân chủ yếu được đưa ra ở đây là do nhiên liệu cĩ chứa nhiều các hợp chất dễ bị phân hủy, oxi hĩa tạo ra các hợp chất peoxit, hydropeoxit khơng bền dễ
cháy. Do vậy, khi đạt đến một nồng độ nào đĩ, các hỗn hợp peoxit này tự bốc cháy dù
Hình 3.5: Đặc trưng cơng suất, tiêu hao nhiên liệu – độ nén của động cơ
mặt lửa chính chưa lan truyền đến. Điều này dẫn đến sự cháy hỗn loại, vơ trật tự gây ra sự cháy kích nổ trong xylanh.
Hình 3.6: Mơ hình cháy kích nổ
Hình 3.7: Sự thay đổi áp suất trong động cơ khi nhiên liệu cháy