Phun nhiên liệu trước thời điểm CNLM
Dùng vòi phun nhiều lỗ phun vào buồng cháy với áp suất cao kết hợp với quạt hòa trộn trong buồng cháy, buồng cháy được gia nhiệt để tránh hiện tượng bám nhiên liệu lên bề mặt thành buồng cháy. Lúc này, nhiên liệu có nhiều thời gian hòa trộn để hình thành hỗn hợp đồng nhất (Hình 2. 4). Hỗn hợp ban đầu trong buồng cháy bao gồm hỗn hợp khí ban đầu (C2H2, N2, O2) với nhiên liệu phun vào. Điều kiện về nhiệt độ và áp suất ban đầu của hỗn hợp khí trong buồng cháy trước khi phun nhiên liệu vào quyết định độ đồng nhất của hỗn hợp. Hỗn hợp cháy tức thì sau khi buồng cháy có áp suất và nhiệt độ để hỗn hợp tự cháy. Quá trình cháy này bào gồm quá trình cháy của C2H2 (cháy lan tràn từ bugi đánh lửa) tạo điều kiện áp suất nhiệt độ cho buồng cháy và quá trình tự cháy của nhiên liệu phun vào. Như vậy, áp suất đỉnh của buồng cháy là tổng của áp suất khí tạo ra và áp suất cháy của hỗn hợp. Đặc điểm của quá trình cháy này là tốc độ tăng áp suất lớn, thời gian cháy trễ ngắn. Phương án này đạt được độ đồng nhất của hỗn hợp rất cao. Tuy nhiên, yêu cầu nhiệt độ và áp suất ban đầu của buồng cháy cao để nhiên liệu khi phun vào không bị bám lên bề mặt của xylanh.
Hình 2. 4. Phun nhiên liệu trước khi CNLM
Phun nhiên liệu sau thời điểm CNLM
Dùng vòi phun nhiều lỗ khi đó có nhiều khu vực hình thành hỗn hợp đồng nhất. Tuy nhiên không phải toàn bộ buồng đốt hỗn hợp đồng nhất mà là đồng nhất từng vùng. Đồ thị áp suất (Hình 2. 5).
34
Hình 2. 5. Đồ thị áp suất của CVCC phun sau khi CNLM [71]
Phun lưỡng nhiên liệu đạt được hỗn hợp đồng nhất, phun nhiên liệu có nhiệt độ và áp suất cháy cao vào trong buồng cháy trước để có thời gian đồng nhất sau đó phun nhiên liệu có nhiệt độ và áp suất cháy thấp vào sau. Quá trình cháy nhiên liệu phun sau sẽ diễn ra trước khi cháy nhiên liệu chính phun vào trước (Hình 2. 6).
Hình 2. 6. Đồ thị áp suất buồng cháy khi phun lưỡng nhiên liệu
Đồ thị cho thấy, sau khi cháy hỗn hợp khí (C2H2, O2, N2) tạo ra nhiệt độ cao và áp suất cao. Điều chỉnh áp suất của buồng cháy xuống dưới áp suất tự cháy của nhiên liệu thứ 1 phun trên áp suất tự cháy của nhiên liệu thứ 2 phun vào. Thời điểm đó, phun nhiên liệu thứ nhất (nhiên liệu 1) vào dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, nhiên liệu có thời gian hòa trộn trước để đạt được độ đồng nhất cao trước khi phun nhiên liệu thứ 2 vào. Nhiên liệu thứ 2 phun vào trong điều kiện áp suất và nhiệt độ tự cháy sẽ tự cháy và tạo ra áp suất và nhiệt độ đỉnh để nhiên liệu thứ nhất tự cháy. Phương pháp này có thể tiến hành với cả vòi phun 1 lỗ và nhiều lỗ. Để tăng độ đồng nhất của hỗn hợp trong quá trình phun nhiên liệu thứ nhất ta dùng quạt hòa trộn. Như vậy, hỗn hợp sẽ đạt độ đồng nhất cao hơn.