trong tia nhiờn liệu ở động cơ diesel
Sau khi được phun vào buồng đốt, quỏ trỡnh tự phỏt hỏa sẽ diễn ra trước tiờn ở những khu vực cú hỗn hợp chỏy hơi giầu. Bộ phận nhiờn liệu ở ngồi rỡa tia nằm ngoài giới hạn dưới của sự tự bộn lửa do đú chỳng khụng thể tự phỏt hỏa và cũng khụng thể duy trỡ màng lửa. Tại khu vực đú chỉ cú thể diễn ra cỏc phản
ứng tiền ngọn lửa (preflame reactions) và là nơi hỡnh thành những sản
phẩm chỏy khụng hoàn tồn. Do đú, trong vựng này cú mặt nhiờn liệu chưa chỏy hết, những sản phẩm phõn giải nhiờn liệu, những sản phẩm oxy húa cục bộ (CO, aldehyde, v.v.) và một bộ phận những sản phẩm này sẽ cú mặt trong khớ thải. Lượn g hydrocarbon chưa chỏy từ những khu vực nghốo này phụ thuộc vào lượng nhiờn liệu phun vào động cơ trong thời kỳ chỏy trễ, cườn g độ vận độn g rối t ron g buồn g đố t và những điều kiện lý húa ảnh hưởng đến quỏ trỡnh tự phỏt hỏa của nhiờn
liệu trong xylanh. Như vậy, nồng độ HC trong khớ thải và độ dài của giai đoạn chỏy trễ cú quan hệ mật thiết với nhau, hay núi cỏch khỏc mức độ phỏt sinh HC cú liờn quan đến tớnh tự bốc chỏy của nhiờn liệu. Những thay đổi điều kiện vận hành của động cơ làm kộo dài thời kỳ chỏy trễ sẽ làm gia tăng nồng độ HC.
Hỡnh thành HC trong trường hợp hỗn hợp quỏ giàu
Cú hai nguyờn nhõn dẫn đến sự phỏt sinh HC do hỗn hợp quỏ giàu. Nguyờn nhõn thứ nhất do nhiờn liệu rời khỏi vũi phun với tốc độ thấp và thời gian phun kộo dài. Nguồn phỏt sinh HC chớnh trong trường hợp này là khụng gian chết ở mũi vũi phun và sự phun rớt do sự đúng kim phun khụng dứt khoỏt. Nguyờn nhõn thứ hai là do tồn tại những khu vực cú hỗn hợp chỏy quỏ giầu.
Vào cuối giai đoạn phun, lỗ phun ở mũi vũi phun chứa đầy nhiờn liệu. Trong giai đoạn chỏy và giĩn nở, nhiờn liệu được sấy núng và một bộ phận bốc hơi thoỏt ra khỏi lỗ phun (ở pha lỏng và hơi) và đi vào xylan h với tốc độ thấp và hũa trộn chậm với khụng khớ, do đú chỳng khụng bị đốt chỏy trong giai đoạn chỏy chớnh. Ở động cơ phun nhiờn liệu trực tiếp (động cơ cú buồng đốt thống nhất), mức độ phỏt sinh HC tỉ lệ với thể tớch khụng gian chết ở mũi vũi phun. Tuy nhiờn, khụng phải tồn bộ thể tớch nhiờn liệu chứa trong khụng gian chết đều cú mặt trong khớ thải. Vớ dụ : 1mm3 khụng gian chết trong buồng đ ố t động cơ phỏt sinh khoảng 350 ppm C trong khớ t hả i, trong khi đú 1 mm3 nhiờn liệu chứa 1660 ppm C. Sự chờnh lệch này là do một bộ phận hydrocarbon nặng tiếp tục lưu lại trong vũi phun và một bộ phận hydrocarbon nhẹ bị oxy húa khi thoỏt ra khỏi khụng gian chết. Trong động cơ cú buồng đốt dự bị, cơ chế này cũng diễn ra tương tự nhưng với mức độ thấp hơn.
Phỏt sinh HC do tụi ngọn lửa và hỗn hợp khụng tự bốc chỏy
Tương tự như ở động cơ phỏt hỏa cưỡng bức, hiện tượng tụi màng lửa diễn ra ở những khu vực sỏt vỏch buồng đốt và đú là một trong những nguyờn nhõn tồn tại HC trong khớ thải. Hiện tượng này chỉ diễn ra khi động cơ cú tỉ số nộn thấp và gúc p hu n sớ m n hiờ n liệu nh ỏ. Mặt khỏc, sự bỏ lửa cũng xảy ra khi khởi động động cơ d iesel ở trạng thỏi nguội với sự hỡnh thành khúi trắng do sự t ồ n t ạ i c ủ a những hạt nhiờn liệu c h ưa đ ư ợ c đ ố t chỏy.
2.2.3. CƠ CHẾ HèNH THÀNH MONOXIDE CARBON
Monoxide carbon (CO) cú mặt trong khớ thải của ĐCĐT là do quỏ trỡnh chỏy khụng hồn tồn của hỗn hợp giầu hay do phõn giải sản phẩm chỏy, nghĩa là nú được hỡnh thành tại khu vực chỏy cú nhiệt độ cao.
Ở động cơ xăng, nồng độ CO phụ thuộc nhiều vào thành phần hỗn hợp chỏy (). Nếu hỗn hợp chỏy giầu ( < 1), lượng oxy cú trong hỗn hợp khụng đủ để oxy húa hồn tồn cacbon của nhiờn liệu thành khớ CO2. Mặt khỏc, ở điều kiện nhiệt độ cao, sự phõn hủy sản phẩm chỏy cũng làm tăng nồng độ CO ngay cả khi hỗn hợp nghốo ( > 1). Động cơ nhiều xylanh thường phỏt thải nhiều CO hơn động cơ ớt xylanh do mức độ phõn bố hỗn hợp chỏy khụng đều cao hơn.
CO [%] 0 2 4 6 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3