cưỡng bức.
I. Cháy trễ; II. Cháy nhanh; III. Cháy rớt
1. Đánh lửa; 2. Hình thành màng lửa trung tâm; 3. Áp suất lớn nhất pz
Thời kỳ cháy rớt III: được tính từđiểm 3 (điểm áp suất cực đại) trở đi. Mặc dù cuối thời kỳ II màng lửa đã lan khắp buồng cháy, nhưng do hịa khí phân bố khơng thật
đều, điều kiện áp suất và nhiệt độ ở mọi khu vực trong buồng cháy khơng hồn tồn giống nhau, nên cĩ những khu vực nhiên liệu chưa cháy hết. Trong quá trình giãn nở,
do điều kiện hịa trộn thay đổi sẽ làm cho số nhiên liệu chưa cháy được hịa trộn và bốc cháy tiếp tạo nên thời kỳ cháy rớt. Trong thời kỳ này, nhiệt lượng nhảra tương đối ít,
dung tích động cơ lại tăng nhanh nên áp suất trong xilanh sẽ giảm dần theo gĩc quay trục khuỷu. Thời kỳ cháy rớt dài hay ngắn là tùy thuộc vào sốlượng hịa khí cháy rớt, nhìn chung đều mong muốn rút ngắn thời kỳ cháy rớt. Nhưng cũng cĩ trường hợp cháy rớt cịn kéo dài sang cả quá trình thải, thậm chí đến khi bắt đầu q trình nạp của chu trình kế tiếp, khí thải đang cháy cịn chui vào đường nạp đốt cháy hịa khí tại đây, đĩ là
hiện tượng hồi hỏa của động cơ xăng (nổtrên đường nạp). Nĩi chung thời kỳ cháy rớt của động cơ xăng thường rất ngắn.
b) Phân tích những hiện tượng cháy khơng bình thường của động cơ xăng. Cháy kích nổ.
Hiện tượng cháy kích nổ: sau khi bật tia lửa điện và hình thành màng lửa thì màng lửa bắt đầu lan truyền. Trong quá trình lan truyền, áp suất và nhiệt độ phần hịa khí ở phía trước màng lửa được tăng lên liên tục do bức xạ nhiệt và do bị chèn ép bởi kết quả
nhả nhiệt của phần hịa khí đã cháy gây ra, làm gia tăng phản ứng hĩa học tại khu vực
phía trước màng lửa. Càng ở xa màng lửa trung tâm, phản ứng phía trước màng lửa của hịa khí càng sâu. Nếu màng lửa lan tới kịp thời đốt cháy số hịa khí này thì hiện tượng
cháy bình thường. Nếu số hịa khí trên tự phát hỏa bốc cháy khi màng lửa chưa lan tới sẽ tạo nên màng lửa mới thì đĩ chính là hiện cháy kích nổ của động cơ. Khi hiện tượng cháy kích nổ xảy ra, tốc độ lan truyền của màng
lửa mới đạt tới 1200 ÷ 2000 m/s, làm cho hịa
khí chưa cháy được bốc cháy với tốc độ cực lớn. Trên thực tế hiện tượng bốc cháy kể trên mang tính nổ phá. Do tốc độ cháy nhanh, dung tích hịa khí khơng kịp giãn nở làm cho áp suất và nhiệt độ tăng lên đột ngột, tạo nên sĩng áp suất, truyền đi mọi phương theo tốc độ truyền âm,
đập vào thành vách xilanh tạo nên tiếng gõ kim loại sắc và đanh.
110
Hình 8.18: Cháy kích nổ a/ đồ thị P –V; b/ đồ thị P – .
Qua đồ thị P-V và P-φ (hình 8-18) ta thấy cuối quá trình cháy nhanh tạo thành
sĩng dao động rất lớn trong dịng khí xả. Do truyền động qua lại của sĩng áp suất, kích nổ đã gây phá hoại bề mặt của thành xilanh, cũng như lớp dầu nhờn phủ trên bề mặt này. Kết quả sẽ làm tăng tản nhiệt cho thành xilanh, làm tăng nhiệt các chi tiết máy trong buồng cháy, hệ thống làm mát trởnên quá nĩng, đồng thời gia tăng tổn thất nhiệt. Khi cháy kích nổ xảy ra cịn làm xuất hiện khĩi đen và tàn than đỏ một cách gián
đoạn. Vì vậy khơng cho phép động cơ hoạt động lâu ở tình trạng cháy kích nổ, nếu khơng chẳng những cơng suất và tính kinh tế (hiệu suất) của động cơ kém mà cịn gây cháy piston, supap, làm hỏng bạc, phá vỡ lớp sứ cách điện của bugi. Nhưng nếu chỉ
cháy kích nổ nhẹ trong thời gian rất ngắn, sẽ khơng gây tác hại rõ rệt đối với động. Các nhân tố ảnh hưởng tới kích nổ: cĩ rất nhiều nhân tốảnh hưởng tới kích nổ.
Để phân tích cĩ thể lý giải việc phát sinh kích nổnhư: sau khi đã bật tia lửa điện, màng lửa trung tâm bắt đầu lan truyền, đồng thời xảy ra phản ứng phía trước màng lửa của phần hịa khí chưa cháy, những phản ứng trên là tiền đề chuẩn bị phát hỏa. Nếu gọi t1 là thời gian lan truyền của màng lửa (tính từ lúc màng lửa trung tâm bắt đầu lan đến khi màng lửa lan hết buồng cháy) và t2 là khoảng thời gian từ lúc màng lửa trung tâm bắt
đầu lan, tới khi hịa khí chưa cháy tự phát hỏa.Lý giải như vậy cĩ thể thấy rằng: bất kỳ
một nhân tố nào làm giả t1 và làm tăng t2 đều làm giảm khuynh hướng kích nổ, ngược lại các nhân tốlàm tăng t1 và giảm t2 đều làm tăng khuynh hướng kích nổ.
Vì vậy cĩ thể thấy rằng rút ngắn hành trình lan truyền của màng lửa cũng như tăng
tốc độ lan truyền của màng lửa đều làm giảm t1; giảm nhiệt độ hoặc làm tăng hàm lượng khí sĩt của phần hịa khí ở khu vực cuối hành trình màng lửa đều làm cho hịa khí trở
thành đậm đặc hoặc quá nhạt, gây tác dụng tương tự như sử dụng nhiên liệu cĩ sốốc
tan cao, làm tăng t2. Cĩ rất nhiều nhân tố để thực hiện các yêu cầu trên nhưng những nhân tố chính gồm: phẩm chất nhiên liệu (sốốc tan), tỷ sốnén ε, cấu tạo buồng cháy, thời gian đánh lửa, thành phần hịa khí, và chếđộ làm việc của động cơ thể hiện qua tốc
độ và chếđộ tải của động cơ.
Cháy sớm
Cháy sớm xảy ra trước khi bugi bật tia lửa điện, làm sai qui luật cháy bình thường của động cơ. Cĩ hiện tượng cháy sớm của hịa khí trong xilanh động cơ vì xuất hiện những điểm hoặc mặt nĩng rực trong buồng cháy, phần lớn muội than tích nhiệt trên nấm supap thải hoặc trên cực bugi.