2) Ảnh hưởng của tớnh húa hơi của xăng ụtụ
4.2.2. TÍNH TỰ BỐC CHÁY
Tớnh tự bốc chỏy của nhiờn liệu là tớnh chất liờn quan đến khả năng tự phỏt hoả khi hỗn hợp nhiờn liệu - khụng khớ chịu tỏc dụng của ỏp suất và nhiệt độđủ lớn.
Đểđịnh lượng tớnh tự bốc chỏy của nhiờn liệu, cú thể sử dụng cỏc đại lượng dưới
đõy :
• Thời gian chậm chỏy (τi) - Nhiờn liệu cú tớnh tự bốc chỏy càng cao thỡ thời gian chậm chỏy (τi) càng ngắn, và ngược lại. Thời gian chậm chỏy là đại lượng phản ỏnh tớnh tự bốc chỏy của nhiờn liệu diesel theo cỏch mà chỳng ta mong muốn nhất, bởi vỡ nú cú ảnh hưởng mạnh và trực tiếp đến toàn bộ diễn biến và chất lượng của quỏ trỡnh chỏy ở động cơ diesel. Tuy nhiờn, thời gian chậm chỏy của nhiờn liệu diesel ởđộng cơ thực tế
chỉ kộo dài từ vài phần vạn đến vài phần ngàn một giõy. Đo trực tiếp một khoảng thời gian ngắn như vậy là một việc rất khú, cho nờn người ta đó sử dụng một số đại lượng khỏc đểđỏnh giỏ tớnh tự bốc chỏy trờn cơ sở một số tớnh chất lý-hoỏ của nhiờn liệu cú liờn quan mật thiết với thời gian chậm chỏy, hoặc so sỏnh tớnh tự bốc chỏy của mẫu thử và của nhiờn liệu chuẩn.
• Hằng số Độ nhớt -Tỷ trọng - (Viscosity Gravity Number - VG) là một thụng sốđược tớnh toỏn trờn cơ sởđộ nhớt và tỷ trọng của dầu diesel. Tuỳ thuộc vào đơn vị của
độ nhớt, đơn vị của tỷ trọng và quan điểm của tỏc giả, cụng thức tớnh VG cú những dạng khỏc nhau. Vớ dụ, theo [9] , giữa độ nhớt, tỷ trọng và hằng số độ nhớt-tỷ trọng cú mối quan hệ như sau : d = 1.0820 VG + (0.776 – 0.72 VG) [log log ( ν - 4 ) ] – 0.0887 (4.1) trong đú : d - tỷ trọng ở 60 0F; ν - độ nhớt động học ở 100 0F , [mSt]; VG - hằng số độ nhớt-tỷ trọng.
- -
• Chỉ số diesel - (Diesel Index - DI) là thụng số được tớnh toỏn trờn cơ sở tỷ
trọng và điểm aniline của nhiờn liệu theo cụng thức [9] :
DI = 0A . 0,01 0API (4.2)
trong đú : 0A - điểm aniline, [0F]; 0 API - tỷ trọng tớnh theo thang API.
Bởi vỡ độ nhớt, tỷ trọng và điểm aniline đều là những đại lượng cú quan hệ chặt chẽ với thành phần hoỏ học của dầu diesel xột từ gúc độ hàm lượng cỏc nhúm hydrocarbon, nờn hằng số độ nhớt-tỷ trọng và chỉ số diesel sẽ phản ỏnh tớnh tự bốc chỏy của nhiờn liệu. Khi được xỏc định bằng cụng thức (4.1 và (4.2), VG càng nhỏ thỡ thời gian chậm chỏy càng ngắn, tớnh tự bốc chỏy càng cao ; cũn DI càng nhỏ thỡ thời gian chậm chỏy càng dài (H. 4-1).
• Số cetane - (Cetane Number - CN) là đại lượng đỏnh giỏ tớnh tự bốc chỏy của nhiờn liệu bằng cỏch so sỏnh với nhiờn liệu chuẩn. Về trị số, đú là số phần trăm thể tớnh của chất n-cetane (C16H34) cú trong hỗn hợp với chất α -methylnaphthalen (C10H7CH3) nếu hỗn hợp này tương đương với nhiờn liệu thớ nghiệm về tớnh tự bốc chỏy.
0,92H H ằn g số Đ ộ nh ớt - T ỷ tr ọn g (V G ) 0,96 0,88 0,84 0,80 0 20 40 60 80 100 90 70 50 30 10 C hỉ s ố di es el ( D I) VG DI Số cetane (CN) H. 4-1. Quan hệ giữa VG, DI và CN
Phương phỏp xỏc định số cetane được ỏp dụng phổ biến hiện nay là so sỏnh tỷ số
nộn tới hạn (tỉ số nộn tới hạn - εCR - là tỉ số nộn, tại đú nhiờn liệu sẽ phỏt hoả) của nhiờn liệu thớ nghiệm và của nhiờn liệu chuẩn trờn một loại động cơ tiờu chuẩn hoỏ hoạt động ở
một chếđộ quy ước.
Trờn thị trường hiện nay cú nhiều loại động cơ thớ nghiệm tớnh tự bốc chỏy của nhiờn liệu, nhưΙΡ 9-3 , ΙΡ 9 - 3 M (Liờn xụ) , CFR (Mỹ) , v.v. Khi thớ nghiệm theo tiờu chuẩn ASTM D613-61T , điều kiện hoạt động cơ bản của động cơ như sau :
- -
Tốc độ quay : 900 rpm Gúc phun sớm nhiờn liệu : 13 0 Nhiệt độ nước làm mỏt : 212 0F Nhiệt độ khụng khớ nạp : 150 0F.
Nhiờn liệu chuẩn là hỗn hợp với những tỷ lệ thể tớch khỏc nhau của n-C16H34 và α- C10H7CH3. n- C16H34 là một hydrocarbon loại parafin thường cú tớnh tự bốc chỏy rất cao, người ta quy ước số cetane của nú bằng 100 ; cũn α-C10H7CH3 là một hydrocarbon thơm, chứa một nhúm methyl trộn lẫn với cỏc nguyờn tử hydrogen α , khú tự bốc chỏy , cú số
cetane quy ước bằng 0.