Bảng 5. 2. Nhiên liệu thử nghiệm theo thời gian
T.gian (ms) B0 (gam) B10 (gam)
0 0 0 1 0.00205 0.00201 2 0.02153 0.02073 3 0.04034 0.03956 4 0.06602 0.06492 0 1 2 3 4 5 0 Điểm chớp cháy( C) 67 71 Thành phần lưu huỳnh (ppm) 428 430 Hàm lượng nước (ppm) 62 84 L ư ợ ng n h iê n li ệu ( ga m )
5.1.2.2. Điều kiện thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng CVCC với vịi phun 6 lỗ, đường kính lỗ vịi 0,14 mm. Áp suất phun giữ khơng đổi 1500 bar. Thời gian phun nhiên liệu 3ms. Nhiệt độ mơi trường thay đổi 300K, 450K. Nồng độ ơxy được giữ nguyên ở 20% hoặc 10% theo mục đích thử nghiệm. Điều kiện thí nghiệm được tiến hành như Bảng 5. 3.
Bảng 5. 3. Điều kiện thí nghiệm
5.2. Quy trình và phạm vi thử nghiệm
Thử nghiệm phun nhiên liệu trước thời điểm CNLM.
Thử nghiệm trên CVCC để nghiên cứu quá trình cháy theo quy trình sau.
Vận hành mơ tơ điện ba pha chạy ở tần số 15 Hz ổn định tương ứng với số vịng quay của bơm là 900 vịng/phút. Đảm bảo cho áp suất của hệ thống nhiên liệu đạt yêu cầu và áp suất ở vịi phun đạt 1500 bar.
Hút chân khơng và thiết lập áp suất ban đầu cho buồng cháy.
Hệ thống điều khiển khí nạp cĩ nhiệm vụ nạp lần lượt các khí trong hỗn hợp (C2H2, N2, O2) vào buồng cháy sao cho lượng ơxy sau phản ứng là 20%.
Đối với trường hợp hịa trộn trước thời điểm CNLM: -
- -
-
Gia nhiệt buồng cháy 450K
Cài đặt tham số thời gian phun 3 (ms) tương ứng lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy 0,039 (gam) và thời điểm phun trước khi CNLM 1 (s). Cài đặt thời gian quạt hịa trộn trước thời điểm phun nhiên liệu 2 (s) và kết thúc khi nhiên liệu mồi bắt đầu cháy. Đây là khoảng thời gian nhiên liệu phun vào cĩ nhiều thời gian hịa trộn với hỗn hợp khí bên trong. Kết hợp với quạt hịa trộn với tốc độ rất cao hỗn hợp đồng nhất trong CVCC trước khi tự cháy (HCCI).
Thiết bị đo áp suất AVL FLEXIFEM và cảm biến áp suất xylanh AVL QC33C đo diễn biến áp suất trong xylanh theo thời gian thực. Đồng thời máy ảnh tốc độ cao Chrĩnos 4.1 chụp lại tồn bộ quá trình cháy theo thời gian thực tính từ khi bắt đầu CNLM.
102
STT Thơng số Điều kiện thí nghiệm
1 Nhiên liệu thử B0, B10
2 Đương kính và số lỗ vịi phun 6 lỗ, đường kính lỗ 0,14 mm
3 Thời gian phun 3ms
4 Áp suất phun 1500 bar
5 Nhiệt độ buồng cháy 300K; 450K;
6 Nồng độ ơxy 10%; 20%
-
Sau khi q trình cháy kết thúc, dùng máy đo khí thải đặt trên đường thải để xác định thành phần của khí thải (khơng dùng máy nén khí đẩy sản phẩm cháy ra ngồi).
Vệ sinh buồng cháy: sử dụng bơm chân khơng và máy nén khí để đẩy tồn bộ sản phẩm cháy ra ngồi.
Trường hợp hịa trộn hỗn hợp sau thời điểm CNLM: - - - - - -
Gia nhiệt buồng cháy.
Cài đặt thời gian phun 3 (ms) thời điểm phun sau thời điểm CNLM 100 (ms).
Cài đặt thời gian chạy quạt hịa trộn 1 (s) trước thời điểm cháy mhiên liệu mồi.
Thiết bị đo áp suất AVL FLEXIFEM và cảm biến áp suất xylanh AVL QC33C đo diễn biến áp suất trong xylanh theo thời gian thực. Đồng thời máy ảnh tốc độ cao Chrĩnos 4.1 chụp lại tồn bộ q trình cháy theo thời gian thực tính từ khi bắt đầu CNLM.
Sau khi quá trình cháy kết thúc, dùng máy đo khí thải đặt trên đường thải để xác định thành phần của khí thải.
Vệ sinh buồng cháy: sử dụng bơm chân khơng và máy nén khí để đẩy tồn bộ sản phẩm cháy ra ngồi.
Tiến hành thử nghiệm với mỗi loại nhiên liệu 10 lần sau đĩ lấy giá trị trung bình. Lưu ý, sau mỗi lần thử nghiệm phải vệ sinh sạch buồng cháy và kính quan sát sau đĩ mới tiến hành thử nghiệm tiếp theo.
Tiến hành lấy kết quả đo áp suất buồng cháy trung bình với từng nhiên liệu thử nghiệm. Từ đĩ đưa ra tốc độ tăng áp suất trong buồng cháy, tốc độ tỏa nhiệt và phần trăm nhiên liệu cháy.
Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ơxy đến quá trình cháy - - - - -
Vận hành mơ tơ điện ba pha chạy ở tần số 15 Hz ổn định tương ứng với số vịng quay của bơm là 900 vịng/phút. Đảm bảo cho áp suất của hệ thống nhiên liệu đạt yêu cầu và áp suất ở vịi phun đạt 1500 bar. Hút chân khơng và thiết lập áp suất ban đầu cho buồng cháy. Lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy: 0,039 (gam).
Cấp lần lượt các khí trong hỗn hợp (C2H2, N2, O2) vào buồng cháy đảm bảo lượng ơxy sau khi CNLM 20% ơxy trong sản phẩm cháy (sau đĩ là 10% ơxy trong sản phẩm cháy).
Tiến hành các bước thực nghiệm cịn lại tương tự các bước thực nghiệm đối với trường hợp phun nhiên liệu trước và sau khi CNLM.
Tiến hành thử nghiệm với mỗi loại nhiên liệu 10 lần sau đĩ lấy giá trị trung bình. Lưu ý, sau mỗi lần thử nghiệm phải vệ sinh sạch buồng cháy và kính quan sát sau đĩ mới tiến hành thử nghiệm tiếp theo.
Tiến hành lấy kết quả đo áp suất buồng cháy trung bình với từng nhiên liệu thử nghiệm. Từ đĩ đưa ra tốc độ tăng áp suất trong buồng cháy, tốc độ tỏa nhiệt và phần trăm nhiên liệu cháy.
Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình cháy - - - - - -
Gia nhiệt buồng cháy 300K, 450K.
Vận hành mơ tơ điện ba pha chạy ở tần số 15 Hz ổn định tương ứng với số vịng quay của bơm là 900 vịng/phút. Đảm bảo cho áp suất của hệ thống nhiên liệu đạt yêu cầu và áp suất ở vịi phun đạt 1500 bar. Hút chân khơng và thiết lập áp suất ban đầu cho buồng cháy. Lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy: 0,039 (gam).
Cấp lần lượt các khí trong hỗn hợp (C2H2, N2, O2) vào buồng cháy đảm bảo lượng ơxy sau khi CNLM 20% ơxy trong sản phẩm cháy.
Tiến hành các bước thực nghiệm cịn lại tương tự các bước thực nghiệm đối với trường hợp phun nhiên liệu trước và sau khi CNLM.
Tiến hành thử nghiệm với mỗi loại nhiên liệu 10 lần sau đĩ lấy giá trị trung bình. Lưu ý, sau mỗi lần thử nghiệm phải vệ sinh sạch buồng cháy và kính quan sát sau đĩ mới tiến hành thử nghiệm tiếp theo.
Tiến hành lấy kết quả đo áp suất buồng cháy trung bình với từng nhiên liệu thử nghiệm. Từ đĩ đưa ra tốc độ tăng áp suất trong buồng cháy, tốc độ tỏa nhiệt và phần trăm nhiên liệu cháy.
5.3. Sơ đồ bố trí thử nghiệm và các trang thiết bị chính
Sơ đồ bố trí thử nghiệm
Sơ đồ bố trí thử nghiệm (Hình 5. 4), bao gồm hệ thống cung cấp nhiên liệu áp suất cao (Common rail), hệ thống cung cấp khí nạp và thải, hệ thống thơng tin, hệ thống hịa trộn và hệ thống tín hiệu.