32
2.2.1 Điều khiển thời điểm cháy bằng luân hồi khí thải.
a. Ảnh hưởng của khí luân hồi đến q trình cháy HCCI
Khí thải ln hồi trở lại xilanh có bốn tác dụng chính làm thay đổi thời điểm cháy của động cơ HCCI:
- EGR gia nhiệt cho hỗn hợp nạp, đặc biệt là trong trường hợp khí luân hồi không được làm mát, làm thời điểm cháy diễn ra sớm hơn, làm tăng tốc độ tỏa nhiệt, tốc độtăng áp suất tăng và thời gian cháy hỗn hợp ngắn hơn [84]. Trên động cơ diesel khí luân hồi làm mát làm trễ thời điểm cháy hỗn hợp [76].
- EGR ảnh hưởng đến pha lỗng hỗn hợp. Khí thải quay trở lại chiếm chỗ khí nạp mới làm giảm nồng độ ôxy. Ảnh hưởng này không tác động đến thời điểm cháy động cơ CAI, nhưng kéo dài thời gian cháy và làm chậm tốc độ tỏa nhiệt khi sử dụng tỷ lệ luân hồi lớn [84,24].
- Nhiệt dung riêng tổng cộng của khí nạp trong xylanh sẽcao hơn khiđược hồ trộn với khí cháy, chủ yếu bởi nhiệt dung riêng cao của CO2 và hơi nước. Sựtăng nhiệt dung riêng của khí nạp là do ảnh hưởng của nhiệt dung riêng khí đã cháy. Nhiệt dung riêng tổng cộng tăng lên làm nhiệt độ tự cháy của hỗn hợp tăng lên.
- Cuối cùng, khí luân hồi tham gia vào các phản ứng trong chu trình tiếp theo. Nếu EGR được làm mát sẽtrơ về mặt hóa học và khơng góp phần vào các phản ứng này [35].
b. Điều khiển luân hồi khí xả
- Luân hồi nội tại: Khí sót được giữ lại trong xilanh thơng qua thay đổi góc đóng mở pha phối khí. Ln hồi nội tại khí thải khơng được làm mát, nên chứa thành phần hoạt tính dễ tham gia phản ứng, làm thời điểm cháy diễn ra sớm hơn. Khí sót được giữ lại trong xilanh càng lớn thì thời điểm cháy diễn ra càng sớm (Hình 2.13). Kiểm sốt q trình cháy thơng qua điều khiển lượng khí sót thường được gọi là kiểm sốt q trình tự cháy CAI.
33
Hình 2.13 Ảnh hưởng của luân hồi nội tại đến tải và thời điểm cháy [47] Trên Hình 2.14 một lượng khí sót được giữ lại bằng cách sử dụng độ trùng