Lượng hỗn hợp làm việc trước khi chỏy cú vai trũ quyết định đến quỏ trỡnh làm việc của động cơ, hỗn hợp làm việc gồm
Khớ mới nạp và khớ cũn lại ( đối với động cơ cacbuaratơ, phun xăng) Khụng khớ mới nạp, nhiờn liệu được phun tơi và khớ cũn lại (đối với động cơ diesel)
Lượng khớ nạp mới cho 1kg nhiờn liệu lỏng
G1 = l0 + 1 kg khớ nạp/kg nhiờn liệu (2.4) M1 = L0 +
T
m
1
Kmol khớ nạp/Kg nhiờn liệu (2.5) ở đõy mT trọng lượng phõn tử của nhiờn liệu ( đối với động cơ xăng mT =114, diesel mT=186 nờn
T
m
1 thường bỏ qua. Khi đú
M1 = L0 Kmol khớ nạp /kg nhiờn liệu (2.6) ở cuối quỏ trỡnh nộn trước khi chỏy xilanh của động cơ chứa đầy hỗn hợp làm việc, số lượng của nú là
Mc= M1 + Mr Kmol/kg (2.7) ở đõy Mr lượng Kmol khớ cũn lại
Tỷ số giữa số khớ cũn lại và số lượng khớ mới nạp gọi là hệ số khớ cũn lại 1 M Mr (2.8) Hay từ biểu thức (2.8) cú 0 L Mr (2.9) Giải phương trỡnh ( 2.9) đối với Mr, đặt giỏ trị nhận được vào phương trỡnh (2.7), sau khi biến đổi được:
Mc = L0(1+) (2.10) Biểu thức này đặc trưng cả cho lượng hỗn hợp làm việc ở trong xi
2.1.5. Thành phần của cỏc sản phẩm chỏy
Khi chỏy hoàn toàn nhiờn liệu lỏng (khi >=1), tạo thành cỏc sản phẩm chớnh sau (do sự chỏy hoàn toàn cacbon, hydro trong nhiờn liệu): CO2
và H2O, N2 trong khụng khớ và O2 tự nhiờn của khụng khớ.
Số lượng tổng cộng cỏc sản phẩm chỏy 1kg nhiờn liệu khi ≥ 1: M2 = MCO2 + MH2O + MN2 + MO2 = 2 0.79 0 0.21( 1) 0 2 12 L L g gC H kmol/kg (2.11) Thờm vào vế phải của phương trỡnh 2.11 số hạng
32 2 O g với dấu + và - cú tớnh đến (2.11) ta được: 0 2 2 2 32 4 L g g M H O kmol/kg (2.12)
L0 – số kmol khụng khớ đưa vào xilanh,
4 2
H
g
- lượng tăng thể tớch khi chỏy hyđro của nhiờn liệu thành nước,
32 2
O
g
- tương ứng với thể tớch ụxi của nhiờn liệu; phần ụxi này khụng tớnh trong L0 nhưng tham gia vào sự chỏy.
Khi chỏy khụng hoàn toàn nhiờn liệu lỏng khi <1, tạo thành cỏc sản phẩm chỏy sau đõy CO2 và H2O là cỏc sản phẩm chỏy hoàn toàn phần ụxi và hyđro ở trong nhiờn liệu, CO là sản phẩm chỏy khụng hoàn toàn của phần cỏc bon của nhiờn liệu và N2 của khụng khớ.
Khi làm giàu đỏng kể hỗn hợp ụxi chứa trong khụng khớ cú thể khụng đủ chỏy phần cỏc bon của nhiờn liệu thành ngay cả CO
Điều này dẫn đến xuất hiện trong cac sản phẩm chỏy cỏc bon chưa chỏy ở dạng khúi đen hay muội .
Hệ số thừa khụng khớ mà ụxi chỉ đủ để chỏy cỏc bon của nhiờn liệu thành CO gọi là hệ số thừa khụng khớ khủng hoảng kớ hiệu là K. Khi đú xẩy ra ba trường hợp sau:
- Nếu = K thỡ tất cả cỏc bon chỏy thành CO
- Nếu < K thỡ 1 phần cỏc bon của nhiờn liệu khụng chỏy.
- Nếu >K thỡ trong cỏc sản phẩm chỏy đồng thời tạo thành CO2 và CO . Theo mức độ tăng của lượng CO2 trong cỏc sản phẩm chỏy tăng lờn, nếu = 1 thỡ tất cả cỏc cỏc bon của nhiờn liệu chỏy thành CO2,đối với cỏc loại nhiờn liệu lỏng khỏc nhau k =0.64-0.67
Khi 1 số lượng tổng cụng cỏc sản phẩm chỏy 1kg nhiờn liệu bằng : M2 =M CO2 +MCO +MH2O + MN2 = 2 0 0 0.79 2 ) 1 ( 42 . 0 12 L g L gc H Kmol/ kg (2.13)
Sau khi biến đổi tương tự như biến đổi để rỳt ra phương trỡnh (2.13) ta được:
) 1 ( 21 . 0 32 4 0 0 2 2 2 g g L L M H O Kmol/kg (2.14) Nếu =1, số hạng cuối bằng 0 ta cú phương trỡnh (2.15) Số hạng 0,21 L0(1-) đặc trưng cho sự tăng số Kmol do chỏy phần cỏc bon thành CO.
Cỏc yếu tố đó nờu ảnh hưởng trực tiếp đến quỏ trỡnh làm việc cũng như cỏc chi tiờu kinh tế kỹ thuật của động cơ đốt trong. Với cơ sở lý thuyết đó cú sẽ là cơ sở quan trọng để lựa chọn cỏc thiết bị trong hệ thống chẩn đoỏn.