VII. Bố cục luận án
3.4.2. Ảnh hưởng của tỷ số nén đến mômen và công suất
Hình 3.27 trình bày các kết quả thí nghiệm thu được từ động cơ nghiên cứu với các tỷ số nén khác nhau và cấp nhiên liệu khí thiên nhiên. Kết quả thu được đã chỉ ra rằng Mô men của động cơ ở mỗi tỷ số nén khác nhau như là một hàm số thay đổi theo tốc độ động cơ. Quy luật thay đổi của mô men đều có hình dạng giống nhau khi tốc độ động cơ tăng từ n = 1000 vòng/phút đến 2000 vòng/phút. Trong khoảng n = 1000 vòng/phút đến 1400 vòng/phút, mô men ở bất kỳ tỷ số nén đều có giá trị đo được lớn hơn so với vùng tốc độ khác. Thêm vào đó, mô men lớn nhất được tìm thấy tại tốc độ 1200 vòng/phút và các giá trị tại tỷ số nén ε = 12 đều lớn hơn so với những tỷ số nén khác.
Từ các kết quả thu được ở trên có thể thấy rằng ảnh hưởng của tỷ số nén đến đặc tính làm việc của động cơ là lớn hơn so với ảnh hưởng của tổn hao cơ giới. Để làm rõ hơn ảnh hưởng của tỷ số nén đến đặc tính làm việc của động cơ, cần phải xem xét sự thay đổi của công suất theo tỷ số nén ở các tốc độ động cơ như n = 1000 vòng/phút, 1200 vòng/phút, 1400 vòng/phút và 1600 vòng/phút.
Hình 3.27. Ảnh hưởng của tỷ số nén đến mô men động cơ
Hình. 3.28. Ảnh hưởng của tỷ số nén đến công suất động cơ
Hình 3.28 trình bày các kết quả thu được khi động cơ làm việc ở điều kiện: = 1, bướm gió mở hoàn toàn và góc đánh lửa được điều chỉnh sao cho đạt mô men lớn nhất.
Quan sát trên hình vẽ có thể thấy rằng Công suất ở mỗi tốc độ động cơ đều có xu hướng thay đổi giống nhau khi tăng tỷ số nén. Khi tăng tỷ số nén từ ε = 10 đến ε = 14, công suất tăng và đạt giá trị lớn nhất tại tỷ số nén ε = 12 sau đó giá trị của công suất giảm khi tỷ số nén lớn hơn, tuy nhiên, tại tỷ số nén ε = 14 công suất của mỗi tốc độ đều lớn hơn so với tỷ số nén ε = 10.
Kết quả này là do tăng được hiệu suất nhiệt của động cơ và mức độ tăng này đã bù đắp được phần nào cho phần công tổn thất cho các quá trình nạp, nén và thải khi tăng tỷ số nén của động cơ, thêm vào đó tổn thất công suất tại ε = 12 chỉ lớn hơn so với ε = 10.
Hình 3.29. Ảnh hưởng của tỷ số nén đến góc đánh lửa sớm tối ưu
Hình 3.29 cho thấy ở điều kiện lambda λ = 1 và cố định tốc độ động cơ, để đạt được mô men lớn nhất góc đánh lửa sớm của động cơ có xu hướng đánh sớm hơn khi tăng tỷ số nén. Góc đánh lửa sớm cũng có cùng xu hướng đánh sớm lên khi tăng tốc độ động cơ, tại tỷ số nén lớn hơn ε = 13 động cơ chỉ làm việc ở tốc độ từ 1200 vòng/phút. Tại mỗi tỷ số nén cố định, góc đánh lửa sớm có xu hướng tăng khi tăng tốc độ động cơ. Như vậy có thể thấy rằng cho dù tăng tốc độ hay tăng tỷ số nén, cần thiết phải tăng góc đánh lửa sớm lên để có thể đạt được mô men lớn nhất.
Hình 3.30 trình bày các giới hạn về tốc độ động cơ và góc đánh lửa theo chiều tăng của tỷ số nén. Các kết quả thu được từ thực nghiệm cho thấy tốc độ giới hạn của động cơ và góc đánh lửa giới hạn có sự thay đổi khác nhau. Tốc độ giới hạn của động cơ có xu hướng giảm nhưng góc đánh lửa giới hạn lại có xu hướng tăng lên khi tăng tỷ số nén. Các kết quả này đã khẳng định rằng ảnh hưởng của tỷ số nén đến đặc tính làm việc của động cơ là rất lớn, nhưng nguyên nhân chính được tìm thấy đó là hình dạng buồng cháy khi động cơ sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên.
Hình. 3.30. Ảnh hưởng của tỷ số nén đến giới hạn tốc độ và góc đánh lửa sớm