v. Phương pháp nghiên cứu
5.4. CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG VÀ THÔNG SỐ ĐIỀU KHIỂN CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY HCCI
TRÌNH CHÁY HCCI
5.4.1. Tỷ số nén
Tỷ số nén ảnh hưởng trực tiếp tới nhiệt độ quá trình cháy và là thông số quan trong quyết định tốc độ tăng nhiệt độ của quá trình cháy, khi tăng tỷ số nén sẽ làm tăng nhiệt độ cuối quá trình cháy và phản ứng LTO sẽ giảm. Nếu tỷ số nén giảm sẽ ảnh hưởng tới hiệu suất nhiệt vì thế tỷ số nén phải hợp lý.
Theo Ryan’s, nếu tỷ số nén thay đổi từ 8:1 đến 12:1 thì nhiệt độ bắt đầu xảy ra tự cháy sẽ tăng khoảng 200K.
Hình 5.6. Ảnh hưởng của tỷ số nén tới quá trình cháy
5.4.2. Thay đổi pha phối khí
Khác với động cơ diesel HCCI, động cơ xăng HCCI cần ngăn chặn đánh lửa sớm. Hỗn hợp đồng nhất giữa xăng – không khí cần được sấy nóng. Thay đổi pha phối khí giúp nhiệt độ khí nạp cao hơn và hỗn hợp nhạt hơn. Đóng sớm xupap xả để lượng khí sót còn lưu lại trong chu trình tiếp theo, hoặc cho khí sót quay lại đường nạp
5.4.3. Nhiệt độ khí nạp
Điều khiển Ta để kiểm soát thời điểm tự cháy
Hình 5.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp tới quá trình cháy HCCI
5.4.4. Hệ số dư lượng không khí λ
Hỗn hợp giàu (λ nhỏ) sẽ làm tăng tính tự cháy và giải phóng năng lượng lớn. Hệ
số dư lượng không khí sẽ bị giới hạn bởi kích nổ và lượng NOx trong khí thải.
Hỗn hợp nghèo (λ lớn) sẽ làm giảm năng lượng, nếu hỗn hợp quá nghèo sẽ dẫn tới không tự cháy được, nhiệt độ rất thấp và làm tăng hàm lượng CO và HC
5.4.5. Tốc độ động cơ
Ở động cơ thông thường, khi tăng tốc độ động cơ thời gian dành cho quá trình cháy giảm tuy nhiên tốc độ chuyển động rối của hỗn hợp tăng dẫn đến tăng tốc độ lan tràn màng lửa hỗn hợp sẽ cháy tốt hơn.
Tuy nhiên, với hỗn hợp HCCI hỗn hợp đồng nhất đã hình thành trước khi cháy vì thế tốc độ động cơ không ảnh hưởng nhiều tới quá trình cháy, thậm chí tốc độ quá cao có thể làm hỗn hợp không cháy và làm giảm công suất của động cơ.
5.4.6. Tính chất nhiên liệu
Hình 5.8. So sánh quá trình cháy của các loại nhiên liệu diesel
Nhiên liệu có trị số Xe lớn (tính tự cháy cao), độ nhớt nhỏ (dễ phun tơi), khối lượng riêng nhỏ (dễ bay hơi).
Nhiên liệu dành cho quá trình cháy HCCI có thể chia thành 2 loại chính: nhiên liệu kiểu diesel và nhiên liệu kiểu xăng. Nhiên liệu kiểu diesel (số Xe cao, tính tự cháy cao) thì quá trình cháy diễn ra 3 giai đoạn. LTO không chỉ phụ thuộc vào kết câu buồng cháy và nhiệt của xylanh mà còn phụ thuộc vào tính chất của nhiên liệu. LTO ảnh hưởng trực tiếp tới sự bắt đầu của quá trình cháy chính vì thế toàn bộ quá trình cháy HCCI chịu ảnh hưởng của thành phần nhiên liệu.
Nhiên liệu xăng trị số Xe nhỏ, tính tự cháy thấp nên quá trình cháy chỉ diễn ra 2 giai đoạn (không có giai đoạn LTO). Trong trường hợp này, thành phần nhiên liệu không có ảnh hưởng đáng kể tới nhiệt độ bắt đầu tự cháy
Hình 5.9. So sánh quá trình cháy của nhiên liệu xăng và diesel