Mô phỏng quá trình nạp nhiên liệu LPG-ethanol

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH NẠP, CHÁY VÀ PHÁT THẢI Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG CƠ XE GẮN MÁY

3.3. Mô phỏng quá trình nạp nhiên liệu LPG-ethanol

3.3.1. Mô hình hình học của động cơ và điều kiện biên mô phỏng

Miền tính toán được mô hình hóa và chia lưới bằng công cụ thiết kế và chia lưới của Ansys. Đường nạp và buồng cháy tại ĐCT (vị trí góc quay =0TK) được thể hiện như trên hình 3.2.

Để đánh giá đặc điểm nạp, hòa trộn hỗn hợp, cháy và hình thành chất ô nhiễm, chế độ mô phỏng dự kiến như bảng 3.2.

51

Bảng 3.2: Các giá trị tính của điều kiện biên mô phỏng

TT Thông số Đơn vị Giá trị

1 Tốc độ làm việc động cơ (n) vg/ph 2000; 2500; 3000; 3500;

4000; 4500; 5000; 5500;

6000, 6500; 7000 2 Tỷ lệ ethanol trong hỗn hợp

ethanol-LPG (ExL) % 0, 10; 15; 20; 30; 40; 45; 50;

60; 70; 80; 90; 100

3 Độ mở bướm ga (BG) % 0; 30; 45; 100

4 Nhiệt độ khí nạp (Tnạp) K 280; 290; 310; 315; 330; 350 5 Góc đánh lửa sớm (s) TK 10; 15; 20; 25; 28; 30; 35

Hình 3.2: Mô hình hình học đường nạp và buồng cháy động cơ J52C

Hình 3.3: Điều kiện biên và thông số ban đầu

Chia lưới không gian tính toán được thực hiện tự động trong Ansys Worbench. Đặc trưng của các phần tử trong không gian tính toán như sau:

52 24359 mixed cells, zone 2, binary.

9200 tetrahedral cells, zone 3, binary.

1184 wedge cells, zone 4, binary.

1736 quadrilateral interior faces, zone 18, binary.

16403 triangular interior faces, zone 17, binary.

46328 mixed interior faces, zone 15, binary.

1342 triangular wall faces, zone 1, binary.

4382 mixed wall faces, zone 5, binary.

182 triangular pressure-inlet faces, zone 6, binary.

18 triangular pressure-inlet faces, zone 7, binary.

12 triangular wall faces, zone 8, binary.

12 triangular wall faces, zone 20, binary.

342 triangular wall faces, zone 9, binary.

342 triangular wall faces, zone 21, binary.

272 triangular wall faces, zone 10, binary.

272 triangular wall faces, zone 22, binary.

18 triangular wall faces, zone 11, binary.

18 triangular wall faces, zone 23, binary.

216 triangular interior faces, zone 12, binary.

80 quadrilateral wall faces, zone 13, binary.

1184 triangular wall faces, zone 14, binary.

1184 triangular interior faces, zone 16, binary.

Hình 3.4: Chia lưới không gian tính toán và đặc trưng của các phần tử

Trình tự các bước được thực hiện mô phỏng bằng phần mềm Ansys Fluent, thể hiện như hình sau:

53

Hình 3.5: Trình tự thực hiện mô phỏng bằng phần mềm Ansys Fluent 3.3.2. Ảnh hưởng đặc tính lý hóa của ethanol, LPG đến quá trình phun

Trong phần này chúng ta sẽ nghiên cứu về việc tạo hỗn hợp khi phun LPG- ethanol trên đường nạp động cơ J52C của Honda RSX. Ethanol được phun vào đường nạp ngay trước xu páp nạp bằng vòi phun xăng nguyên thủy của động cơ.

LPG được phun sau bướm ga bằng vòi phun có đường kính lỗ 6 mm. Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ được cải tạo lại như đã mô tả ở phần trên.

Tính chất lý hóa của ethanol, xăng và LPG (hỗn hợp của propane và butane) đã được trình bày ở bảng 1.4. Quá trình bay hơi và sự hình thành hòa khí phụ thuộc chủ yếu vào đặc tính nhiệt động của nhiên liệu, cấu trúc tia phun và tốc độ truyền nhiệt giữa không khí xung quanh đến các giọt nhiên liệu.

Xăng nguyên chất với giá trị nhiệt ẩn hóa hơi thấp và áp suất hơi bão hòa cao so với ethanol tinh khiết, bốc hơi ngay sau khi phun với tốc độ bay hơi trung bình cao hơn khoảng 1,5 lần so với ethanol [61]. Tốc độ bay hơi của xăng nguyên chất sau đó giảm dần và thực tế có xu hướng giảm về phía cuối của quá trình nén. Xăng chủ yếu bay hơi trong thời gian phun và đạt nồng độ ổn định ở nồng độ góc quay khoảng 210TK.

Tốc độ bay hơi của tia phun ethanol tinh khiết khá khác biệt so với tia phun xăng nguyên chất được mô tả ở trên. Sự thay đổi tốc độ bay hơi của ethanol theo góc quay xuất hiện hai đỉnh: lần đầu tiên xảy ra trong giai đoạn phun và lần thứ hai

54

xuất hiện ở cuối quá trình nén. Trái ngược với trường hợp xăng nguyên thủy, đỉnh thứ hai của diễn biến bay hơi của ethanol tinh khiết là quan trọng hơn so với lần đầu. Việc bay hơi của xăng tinh khiết xảy ra chủ yếu trong quá trình nạp trong khi đó bay hơi của ethanol tinh khiết được diễn ra chủ yếu trong quá trình nén. Ở các điều kiện hoạt động nêu trên, quá trình bay hơi của ethanol tinh khiết có thể không diễn ra hoàn toàn trước khi đánh lửa, dẫn đến các hạt nhiên liệu ethanol còn lại có thể tiếp tục bay hơi trong quá trình cháy. Sự cháy lan truyền của những giọt này là nguyên nhân chính gây ra lượng bồ hóng trong khí thải của động cơ.

Ethanol có nhiệt ẩn hóa hơi cao hơn so với xăng, do đó hiệu quả làm mát khí nạp cũng cần được xem xét. Nhiệt độ nạp trong trường hợp ethanol nguyên chất thấp hơn khoảng 60K so với trong trường hợp xăng nguyên chất. Hiệu ứng làm mát khí nạp góp phần tăng khả năng chống kích nổ và hiệu quả nạp cho động cơ.

Nghiên cứu của Yuan Zhuang [66], [67] cho biết rằng nhiệt độ khí nạp giảm 10K tương đương tăng 5 đơn vị trị số octane. LPG là nhiên liệu khí hóa lỏng gồm propane C3H8 và butane C4H10 trong đó butane dễ hóa lỏng nhưng khó bốc hơi hơn propane. Vì vậy tùy theo điều kiện khí hậu, thành phần propane/butane có thể khác nhau ở từng nước và khu vực. Ở nước ta sử dụng LPG chứa 50% propane và 50%

butane (theo % mol), do vậy tính toán được chọn theo tỷ lệ này. Do LPG ở trạng thái khí trong điều kiện môi trường nên việc tính toán quá trình tạo hỗn hợp do nó tạo ra đơn giản hơn nhiều so với nhiên liệu lỏng. Toàn bộ quá trình bốc hơi và phân rã tia phun được bỏ qua khi xem xét tia phun LPG. Khi tính toán chỉ cần xác định điều kiện đầu vào gồm nhiệt độ, áp suất phun và thành phần nhiên liệu LPG.

3.3.3. Quá trình hình thành hỗn hợp khi phun nhiên liệu LPG-ethanol Hình 3.6 dưới đây giới thiệu kết quả tính toán diễn biến mật độ hạt và sự phân bố ethanol, LPG trong xi lanh khi động cơ chạy ở tốc độ 5000 vg/ph, bướm ga mở hoàn toàn. Thành phần nhiên liệu phun vào đảm bảo cho hệ số tương đương

=1 với tỷ lệ ethanol- LPG 50/50 (theo % mol), k=1. Vòi phun Ethanol mở ở

=20TK và vòi phun LPG mở ở =30TK. Ethanol thoát ra khỏi vòi phun dạng những hạt nhiên liệu lỏng có đường kính bé, bị cuốn theo dòng khí nạp và bốc hơi.

55

BG0, n=5000 vg/ph, Tnạp=310K, k=1, =1 (min - max)

 t_hạt (ms) Ethanol (%V) LPG (%V)

40

0-0,6 0-8 0-80

60

0-1 0-24 0-80

80

0-2 0-24 0-30

100

0-2 0-8 0-15

120

0-3 0-12 0-8

56 140

0-3 0-10 0-5

n=3000 vg/ph

140

0-7 0-18 0-4

Hình 3.6: Diễn biến mật độ hạt và sự phân bố ethanol, LPG trong xi lanh khi động cơ chạy ở tốc độ 5000 vg/ph và 3000 vg/ph, bướm ga mở hoàn toàn

Khi =140TK, hầu như còn rất ít hạt nhiên liệu ethanol chưa bốc hơi, toàn bộ hơi ethanol được hút vào xi lanh. Đối với LPG, do động lượng của tia phun bé nên tốc độ di chuyển vào xi lanh nhỏ hơn ethanol. Ở thời điểm =140TK, vẫn còn một lượng LPG trên đường nạp.

Chúng ta thấy ethanol bốc hơi ngay sau khi phun, tạo thành vùng giàu hơi ethanol trên đường nạp về phía đối diện vòi phun. Mật độ hạt ethanol lỏng gần cửa nạp tăng cao vào cuối giai đoạn phun sau đó giảm dần song song với quá trình bốc hơi. Trong khi đó nồng độ LPG cao tập trung về phía vòi phun. Do vận động của dòng khí nạp, những hạt nhiên liệu bốc hơi sau cùng tập trung về thành xi lanh phía tay trái. Cuối kỳ nạp, không gian xi lanh chia thành hai khu vực rõ rệt, ngăn cách bởi một vệt giàu nhiên liệu LPG.

57

n=7000 vg/ph, Tnạp=310K, =1, k=1 (min - max)

 v (m/s) LPG (%V) Ethanol (%V) t_hạt (ms)

60

0-110 0-80 0-15 0-1

90

0-120 0-20 0-20 0-1

120

0-120 0-15 0-20 0-2

150

0-120 0-7 0-10 0-2

180

0-120 0-3 0-5 0-3

Hình 3.7: Diễn biến mật độ hạt và sự phân bố ethanol, LPG trong xi lanh trong kỳ nạp khi động cơ chạy ở tốc độ 7000 vg/ph, bướm ga mở hoàn toàn

Hình 3.7 giới thiệu diễn biến mật độ hạt và sự phân bố ethanol, LPG trong xi lanh trong kỳ nạp khi động cơ chạy ở tốc độ 7000 vg/ph, bướm ga mở hoàn toàn. So sánh đường đồng mức nồng độ nhiên liệu trong trường hợp n=3000 vg/ph và 5000 vg/ph cho thấy tốc độ động cơ không ảnh hưởng đáng kể để sự phân bố nhiên liệu trong xi lanh trong kỳ nạp.

58 n=7000 vg/ph

(min - max)

 Etha (%V) LPG (%V) 

210

0-4 1,3-2,3 0,6-1,2

240

0-4 1,5-2,2 0,7-1,1

270

0-4 1,6-2,2 0,7-1

300

2-3,5 1,4-1,8 0,85-1,05

330

2,5-3,5 1,7-1,8 0,94-1,04

360

3-3,6 1,67-1,76 0,96-1,05

Hình 3.8: Diễn biến mật độ hạt và sự phân bố ethanol, LPG trong xi lanh trong kỳ nén khi động cơ chạy ở tốc độ 7000 vg/ph, bướm ga mở hoàn toàn

Hình 3.8 giới thiệu diễn biến mật độ hạt và sự phân bố ethanol, LPG trong xi lanh trong kỳ nén khi động cơ chạy ở tốc độ 7000 vg/ph, bướm ga mở hoàn toàn.

59

Trong kỳ nén, sự phân bố nồng độ ethanol, LPG phụ thuộc vào vận động dòng khí trong xi lanh theo xu hướng khu vực giàu ethanol nằm về phía thành bên trái của xi lanh còn khu vực giàu LPG nằm về phía bên phải xi lanh. Điều này là do cuối quá trình nạp những hạt ethanol chưa bốc hơi phân bố về phía trái xi lanh. Trước khi đánh lửa chúng ta thấy khu vực quanh nến đánh lửa có hệ số tương đương tối ưu (

xấp xỉ 1). Khu vực tương đối giàu nhiên liệu LPG tập trung gần nến đánh lửa còn khu vực giàu ethanol lại tập trung ở khu vực xa nến đánh lửa. Sự phân bố nồng độ nhiên liệu trong trường hợp này rất có lợi đối với quá trình cháy. Thật vậy, ethanol có chỉ số octane cao nên khi nó phân bố xa nến đánh lửa sẽ tránh được hiện tượng kích nổ do áp suất và nhiệt độ hỗn hợp tăng cao. Sự phân lớp octane của hỗn hợp nhiên liệu là một lợi thế rất lớn đối với động cơ đánh lửa cưỡng bức [61] sử dụng

ethanol. Lead_BG0_n5000_fi-etha-LPG

0 1 2 3 4 5

0 60 120 180 240 300 360

0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

% Etha

%LPG fi

(TK)

Etha(%);LPG(%)



(a) (b)

Hình 3.9: Biến thiên mật độ hạt và nồng độ hơi ethanol (a); Biến thiên nồng độ ethanol, LPG và hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu (b)

(BG0, n=5000 vg/ph)

Hình 3.9a giới thiệu biến thiên nồng độ hạt nhiên liệu ethanol và tốc độ bốc hơi hạt nhiên liệu trong xi lanh động cơ. Chúng ta thấy khoảng 15 độ góc quay trục khuỷu kể từ khi phun, những hạt nhiên liệu ethanol đã được dòng khí nạp hút vào xi lanh với mật độ hạt tăng nhanh. Khoảng =60TK, hạt nhiên liệu bay hơi mạnh làm giảm số lượng hạt. Tốc độ bay hơi hạt lớn nhất tại vị trí =100TK sau đó giảm nhanh và tiến về 0 khi =160TK. Cuối quá trình nạp hầu như tất cả hạt nhiên liệu

Lead_dpm_evapo_n5000_BG0

0 10 20 30 40

0 60 120 180 240 300 360

0 0.03 0.06 0.09 0.12 dpm(g/m3)

mv(mg/m3)

(TK)

dpm (g/m3) mv (mg/m3)

0,12

0,09

0,06

0,03

1,5

1,2

0,9

0,6

0,3

Etha (%); LPG (%)

% Etha % LPG 

60

ethanol đã bốc hơi hoàn toàn. Điều này thể hiện rõ trên hình 3.9b giới thiệu biến thiên nồng độ ethanol, LPG và hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu. Nồng độ nhiên liệu ban đầu tăng nhanh đến khoảng 120 độ. Sau khi kết thúc phun, do không khí tiếp tục hút vào xi lanh nên nồng độ nhiên liệu giảm kéo theo giảm hệ số tương đương. Khi xu páp nạp đóng, do ethanol đã bốc hơi hoàn toàn, cũng như nồng độ LPG, nồng độ ethanol trong xi lanh không đổi, dẫn đến hệ số tương đương của hỗn hợp gần như hằng số trong suốt quá trình nén.

Hình 3.10: Ảnh hưởng của vị trí bướm ga đến sự phân bố nồng độ ethanol trong xilanh

Hình 3.10 giới thiệu ảnh hưởng của vị trí bướm ga đến sự phân bố nồng độ ethanol trong xilanh ứng với các vị trí góc quay trục khuỷu =90TK khi bướm ga mở hoàn toàn BG0 và khi BG45, động cơ chạy ở tốc độ 3000 vg/ph. Chúng ta thấy tại cùng thời điểm, mật độ hạt trong trường hợp BG thưa hơn rất nhiều so với trường hợp BG0. Điều này là do khi đóng nhỏ bướm ga, áp suất tại khu vực đặt vòi phun giảm làm gia tăng tốc độ bốc hơi ethanol. Qui luật phân bố nồng độ ethanol và LPG trong xi lanh động cơ khi bướm ga đóng nhỏ hầu như không thay đổi gì nhiều so với khi bướm ga mở hoàn toàn.

=90TK, n=3000 vg/ph, k=1, =1 (min - max)

BG t (ms) Ethanol (%V) 

0

0-4 0-15 0-4

45

0-4 0-15 0-2,5

61

Lead_dpm_evapo_n5000_BG45

0 10 20 30 40

0 60 120 180 240 300 360

0 0.03 0.06 0.09 0.12 dpm(g/m3)

mv(mg/m3)

(TK)

dpm (g/m3) mv (mg/m3)

Lead_BG45_n5000_fi-etha-LPG

0 1 2 3 4

0 60 120 180 240 300 360

0 0.3 0.6 0.9 1.2

% Etha

%LPG fi (TK)

Etha (%); LPG (%)



(a) (b)

Hình 3.11: Biến thiên mật độ hạt và nồng độ hơi ethanol (a); Biến thiên nồng độ ethanol, LPG và hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu (b)

(BG45, n=5000 vg/ph)

Hình 3.11a giới thiệu biến thiên mật độ hạt, nồng độ hơi ethanol theo góc quay trục khuỷu khi BG45, số vòng quay 5000 vg/ph. Mật độ hạt nhiên liệu ethanol đạt cực đại ở vị trí =50TK và đỉnh đường cong hẹp hơn rất nhiều so với trường hợpBG0. Đường cong bốc hơi dao động mạnh từ =60TK trở đi. Do mật độ không khí thấp đồng thời tốc độ vận động của dòng khí trong xi lanh giảm khi đóng nhỏ bướm ga nên hệ số truyền nhiệt đối lưu giữa không khí và hạt nhiên liệu giảm.

Do đó hạt nhiên liệu ethanol cần nhiều thời gian để nhận đủ nhiệt lượng bốc hơi tạo nên các xung trên đường bốc hơi nhiên liệu. Cuối quá trình nạp, nhiên liệu lỏng bốc hơi hoàn toàn do đó nồng độ ethanol, LPG và hệ số tương đương hầu như không thay đổi trong kỳ nén như hình 3.11b.

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

0 10 20 30 40 50 60

0 60 120 180 240 300

Evaporation Rate (mg/s)

Liquid Particle Density (g/m3)

(CA)

(a) (b)

Hình 3.12: Biến thiên của mật độ hạt nhiên liệu lỏng và tốc độ bay hơi của ethanol E15L (a) và E30L (b) đối với góc quay trục khuỷu (n=5000 vg/ph, Tnạp=315K)

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

0 10 20 30 40 50 60

0 60 120 180 240 300

Evaporation Rate (mg/s)

Liquid Particle Density (g/m3)

(CA)

dpm (g/m3) Ev (mg/s) dpm (g/m3) Ev (mg/s)

dpm (g/m3) Ev (mg/s)

dpm (g/m3) Ev (mg/s)

1,2

0,9

0,6

0,3

0,3 0,12

0,09

0,06

0,03

0,3

0,06 0,05 0,04

0,03 0,02 0,01 0

0,06 0,05 0,04

0,03 0,02

0,01 0

Etha (%); LPG (%)

% Etha % LPG 

 (TK)  (TK)

62

Trường hợp thay đổi hàm lượng ethanol trong hỗn hợp ethanol-LPG, hình 3.12a và 3.12b mô tả biến thiên mật độ hạt nhiên liệu ethanol và tốc độ bốc hơi hạt nhiên liệu trong xi lanh động cơ khi cung cấp nhiên liệu E15L và E30L. Thời điểm bắt đầu phun ethanol là 20TK, nhiệt độ khí nạp trung bình 315K. Chúng ta thấy khoảng 15TK kể từ khi phun, những hạt nhiên liệu ethanol đã được dòng khí nạp hút vào xi lanh làm mật độ hạt tăng nhanh. Khi tiếp xúc với không khí nóng trong xi lanh, các hạt nhiên liệu đầu tiên bốc hơi nhanh chóng khiến mật độ của chúng giảm nhanh. Khi lượng hạt hút vào xi lanh tiếp tục tăng, nhiệt độ khí trong xi lanh giảm nên mật độ hạt tăng trở lại. Ở vị trí góc quay trục khuỷu khoảng =90TK, do tốc độ dòng khí trong xi lanh tăng làm tăng tốc độ truyền nhiệt đối lưu, khiến tốc độ bốc hơi tăng trở lại. Cùng với sự gia tăng tốc độ bốc hơi, mật độ hạt giảm. Biên dạng đường cong mật độ hạt và tốc độ bốc hơi hạt nhiên liệu lỏng trong trường hợp E15L và E30L tương tự như nhau. Sự khác biệt thể hiện ở thời điểm kết thúc bốc hơi. Ứng với E15L, quá trình bốc hơi kết thúc ở khoảng =180TK, nghĩa là cuối quá trình nạp hầu như tất cả hạt nhiên liệu ethanol đã bốc hơi hoàn toàn. Trong khi đó ứng với E30L, quá trình bốc hơi hạt nhiên liệu lỏng kéo dài đến cuối quá trình nén. Do vậy cần phải có những giải pháp hỗ trợ bốc hơi ethanol khi sử dụng nhiên liệu với hàm lượng ethanol cao hơn 30% trên động cơ xe gắn máy.

3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp đến việc hình thành hỗn hợp Lead_Evapo_n5000_BG0_Vs-Tnap_Internet

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

0 60 120 180 240 300 360

Tn=280 Tn=290 Tnap=310 Tnap=330 Tnap=350

(TK)

Ev (kg/s)

Hình 3.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp đến tốc độ bốc hơi hạt nhiên liệu ethanol trong quá trình nạp và nén (BG0, E30L, n=5000 vg/ph)

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

63

Hình 3.13 mô tả ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp đến tốc độ bốc hơi hạt nhiên liệu ethanol lỏng trong quá trình nạp và nén khi động cơ chạy ở tốc độ 5000 vg/ph với nhiệt độ khí nạp thay đổi. Chúng ta thấy tốc độ bốc hơi diễn ra mạnh nhất vào giữa kỳ nạp tương ứng với lúc tốc độ dòng khí nạp đạt cực đại. Nhiệt độ khí nạp càng cao thì tốc độ bốc hơi tại thời điểm này càng lớn. Tốc độ bốc hơi cuối quá trình nén phụ thuộc vào nhiệt độ khí nạp. Nhiệt độ khí nạp càng thấp thì tốc độ bốc hơi cuối quá trình nén càng cao do còn nhiều hạt nhiên liệu chưa kịp bốc hơi trong quá trình nạp. Lead_Dpm-V_n3000_BG0_Vs-Tnap_Internet

0 20 40 60 80 100 120 140

0 60 120 180 240 300 360

Tn=280 Tn=290 Tnap=310 Tnap=330 Tnap=350

(TK)

dpm(kg/kg)

n=3000 v/ph

Lead_Dpm-V_n5000_BG0_Vs-Tnap_Internet

0 20 40 60

0 60 120 180 240 300 360

Tn=280 Tn=290 Tnap=310 Tnap=330 Tnap=350

(TK)

dpm (kg/kg)

n=5000 v/ph

(a) (b)

Lead_Dpm-V_n7000_BG0_Vs-Tnap_Internet

0 20 40 60 80

0 60 120 180 240 300 360

Tn=280 Tn=290 Tnap=310 Tnap=330 Tnap=350

(TK)

dpm (kg/kg)

n=7000 v/ph

(c)

Hình 3.14: Ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp đến mật độ hạt nhiên liệu ethanol lỏng khi động cơ chạy ở tốc độ 3000 vg/ph (a), 5000 vg/ph (b) và 7000 vg/ph (c) với

nhiên liệu E30L

64

Hình 3.14 trình bày ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp đến mật độ hạt nhiên liệu ethanol lỏng khi động cơ chạy ở tốc độ 3000, 5000 và 7000 vg/ph với nhiên liệu E30L. Nhiệt độ khí nạp ảnh hưởng rất lớn đến mật độ hạt nhiên liệu lỏng trong buồng cháy. Khi nhiệt độ khí nạp trên 330K thì cuối quá trình nén hầu như không còn hạt nhiên liệu lỏng. Tuy nhiên khi nhiệt độ khí nạp thấp hơn giá trị này thì cuối quá trình nén vẫn còn một lượng hạt nhiên liệu lỏng đáng kể. Lượng hạt càng cao khi nhiệt độ khí nạp càng thấp. Khi động cơ chạy ở tốc độ thấp, do có nhiều thời gian trao đổi nhiệt nên phần lớn hạt nhiên liệu bốc hơi trong giai đoạn đầu của quá trình nạp. Tuy nhiên khi tốc độ động cơ cao và nhiệt độ khí nạp thấp thì hạt nhiên liệu bốc hơi chính vào cuối quá trình nén khi nhiệt độ môi chất tăng.

Kết quả trên cho thấy khi nhiệt độ khí nạp lớn hơn 310K thì hạt nhiên liệu lỏng bốc hơi gần như hoàn toàn cuối quá trình nén khi động cơ chạy ở tốc độ nhỏ hơn 5000 vg/ph. Khi tốc độ động cơ tăng thì mật độ hạt trong quá trình nạp giảm nhưng mật độ hạt cuối quá trình nén tăng mạnh. Cụ thể khi tốc độ động cơ tăng từ 3000 vg/ph lên 7000 vg/ph thì mật độ hạt trong kỳ nạp giảm 1,5 lần nhưng mật độ hạt trong kỳ nén tăng 3 lần ứng với nhiệt độ khí nạp 310K. Lead_fi_n5000_BG45_Vs-Tnap_Internet

0 0.4 0.8 1.2 1.6

0 60 120 180 240 300 360

Tn=280 Tn=290 Tnap=310 Tnap=330 Tnap=350

(TK)



Lead_fiComposant_n5000_BG45_Vs- Tnap_Internet

0 0.4 0.8 1.2 1.6

0 60 120 180 240 300 360

fi_Etha fi_LPG fi

(TK)



(a) (b)

Hình 3.15: Ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp đến biến thiên hệ số tương đương khi động cơ chạy bằng nhiên liệu LPG-ethanol E30L, n=5000 vg/ph

1,6

1,2

0,8

0,4

1,6

1,2

0,8

0,4

_Etha _LPG 