CHƯƠNG 3 : QUÁ TRÌNH CHÁY
3.3.1 Thời gian chậm cháy
Thời gian chậm cháy (Ignition Lag) là khoảng thời gian cần thiết để HHC phát hoả khi chịu tác dụng của áp suất và nhiệt độ đủ lớn. Đối với động cơ xăng, thời gian chậm cháy được tính từ thời điểm xuất hiện tia lửa điện giữa hai cực của buji đến thời điểm xuất hiện những trung tâm cháy đầu tiên; còn ở động cơ diesel - thời gian chậm cháy kéo dài từ thời điểm nhiên liệu thực tế bắt đầu được phun vào buồng đốt đến thời điểm xuất hiện những trung tâm cháy đầu tiên. Thời gian chậm cháy có thể được tính bằng giây (τi) hoặc bằng độ góc quay của trục khuỷu (ϕi).
Thời gian chậm cháy vật lý và thời gian chậm cháy hóa học
Nhiều thí nghiệm đã được tiến hành nhằm mục đích xác định thời gian chậm cháy.
Hình 3.2 giới thiệu kết quả thí nghiệm bằng cách phun hỗn hợp của 33 % isooctane và 67 % n-heptane vào một bình chứa khơng khí và một bình khác chứa nitơ đã được đốt nóng . Kết quả thí nghiệm chứng tỏ sự tồn tại các q trình vật lý và hố học diễn ra trong giai đoạn chậm cháy. Thời gian diễn ra các q trình hóa hơi nhiên liệu, hịa trộn hơi nhiên liệu với khơng khí và sấy nóng hỗn hợp cháy đến nhiệt độ tự bốc cháy được gọi là thời gian chậm cháy vật lý (τi.ph . Thời gian tính từ thời điểm xuất hiện các phản ứng tiền ngọn lửa đến thời điểm xuất hiện những trung tâm cháy đầu tiên được gọi là thời gian chậm cháy hóa học (τi. ch).
τ i = τi. ph + τi. ch
Ảnh hưởng của giai đoạn chậm cháy đến chất lượng quá trình cháy
Ảnh hưởng của giai đoạn chậm cháy đến diễn biến và chất lượng quá trình cháy ở động cơ xăng và diesel khơng hồn toàn như nhau. Giai đoạn chậm cháy ở động cơ xăng diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn và khơng có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng của tồn bộ q trình cháy. Ngược lại, giai đoạn chậm cháy ở động cơ diesel diễn ra trong một khoảng thời gian khá dài so với tổng thời gian dành cho q trình cháy và có ảnh hưởng rất lớn đến diễn biến của các giai
đoạn tiếp theo của quá trình cháy. Giai đoạn chậm cháy ở động cơ diesel kéo dài sẽ làm cho lượng nhiên liệu cháy rớt, tốc độ tăng áp suất (wp.m) và áp suất cháy cực đại (pz) đều tăng.
a)
Hình 3. 3 Các điểm đặc trưng trên đồ thị công chỉ thị trong quá trình cháy.
a) Động cơ xăng , b) Động cơ diesel
cf - thời điểm bugi đánh lửa (động cơ xăng) hoặc thời điểm phun nhiên liệu thực tế (động cơ diesel) ; ci - thời điểm phát hỏa ; ec- thời điểm kết thúc q trình cháy ; θ - góc đánh lửa sớm (động cơ xăng) hoặc góc phun sớm
(động cơ diesel) ; ϕ i - góc chậm cháy
Hình 3. 4 Thời gian chậm cháy vật lý và hoá học
Trang 47 p b) zz' e c c cfci i §CT pz e c c c cf i i §CT
1- Tc1 = 1300 0 F , pc1 = 465 psia , gf = 0,108 g ;
2- Tc1 = 900 0 F , pc1 = 465 psia , gf = 0,139 g.