• Vị trí nến đánh lửa, hệ số dư lượng không khí gây ảnh hưởng đến QT cháy (đã trình bày ở trên)
• Góc đánh lửa sớm:
Za : Đánh lửa hợp lý Zb: Đánh lửa quá sớm Zc: Đánh lửa quá muộn
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Xăng 5. Những yếu tố ảnh hưởng tới QT cháy:
•Góc đánh lửa sớm:
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Xăng 5. Những yếu tố ảnh hưởng tới QT cháy:
• Phương pháp phun và vị trí đặt nến đánh lửa:
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Diễn biến của quá trình:
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Diễn biến của quá trình:
• Nhiên liệu được phun vào với áp xuất cao (1200-1500 bar- 2500 bar) sẽ tự bốc cháy
• Tia phun nhiên liệu đi qua lỗ phun sẽ được xé tơi thành các hạt nhỏ và hoà trộn với không khí nén
• Với áp xuất phun cao, Sự xé tơi và bốc hơi của tia phun đã được bắt đầu tại lỗ vòi phun bởi bọt khí (Cavitation). Bong bóng hơi đầu tiên xuất hiện do sự thay đổi áp xuất mạnh qua lỗ phun và áp xuất giảm xuống dưới áp xuất bốc hơi
• Sự nổ các bong bóng này tạo ra sóng áp xuất mà làm tăng tốc quá trình xé tơi và hình thành các hạt
• Sự xé các hạt và lực bề mặt gây ra do tốc độ tương đối các hạt và không khí sẽ dẫn đến sự xộ tơi thành cỏc hạt tiếp theo. Cỏc hạt cú cỡ 10-100àm
• thông số đặc trưng cho sự xé tơi thành các hạt là số Weber (Weber number):
2
W e ρ ω d T rel
= σ dT: Đường kính lỗ phun
ωrel: Tốc độ tia phun σ: Sức căng bề mặt
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Diễn biến của quá trình:
Tia phun Cơ chế hình thành các hạt
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Diễn biến của quá trình:
• Cơ chế xé thành các hạt nhiên liệu nhỏ:
- 1: Kiểu xé tơi rung động (Oscillation Breakdown) - 2: Kiểu xé tơi bong bóng (Buble Breakdown) - 3: Kiễu xé tơi có vấu (Lobe Breakdown)
- 4: Kiễu xé tơi trượt (Shear Breakdown)
- 5: Kiễu xé tơi mạnh (Catastrophic Breakdown)
• Bên cạnh xé tơi, sự va chạm giưa các hạt có thể xảy ra vì thế các hạt có thể bị đẩy lẫn nhau, xé thành các hạt nhỏ hơn hay kết hợp với nhau thành các hạt lớn hơn
• Ở gờ tia phun, các hạt hoà trộn với không khí nóng và bôc hơi. Sự bốc hơi có thể do cả sự khuyếc tán của nhiên liệu từ bề mặt các hạt.
• Đặc trưng cho hạt là: SMD (Sauter Mean Diameter) là tỷ lệ giữa thể tích và diện tích bề mặt của các hạt nhiên liệu
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Diễn biến của quá trình:
+ Thời kỳ cháy trễ (Ignition Delay hay Lag- có thể tới 2ms):
- Tính từ khi phun nhiên liệu đến khi bắt đầu cháy (có sự toả nhiệt) - Tốc độ toả nhiệt nhỏ
+ Thời kỳ cháy nhanh (Premixed Combustion-the first phase):
- Hỗn hợp được hình thành sẽ chảy rất nhanh - Áp xuất và toả nhiệt đạt cực đại
- Giống với quá trình cháy chính của ĐC xăng
- Tiếng ồn cháy bị ảnh hưởng chính bởi giai đoạn này vì tốc độ tăng áp xuất mạnh
+ Thời kỳ cháy chính (Diffusion Combustion Mixture Controlled-2nd phase ) - Quá trình hình thành hỗn hợp vẫn tiếp tục
- Quá trình cháy là quá trình bị chi phối bởi hỗn hợp
- Nhiệt độ vươn tới cực đại ở cuối quá trình, áp xuất giảm, toả nhiệt đạt cực đại lần nũa
- Cang về cuối qt áp xuất và nhiệt độ ngọn lửa giảm, tốc đọ phản ứng giảm + Thời kỳ cháy rớt (3rd phase- late Combustion)
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Diễn biến của quá trình:
+ Thời kỳ cháy rớt (3rd phase- late Combustion) - Tốc độ cháy giảm tới kết thúc cháy
- Áp xuất và nhiệt độ giảm vì thể tích tăng lên - Cháy rớt dài có thể làm tăng HC và soot
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Diễn biến của quá trình- Nhiệt độ:
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Kiểu phun:
conventional
pilot injection
ramp
post injection
" boot"
pilot and post injection
split injection double pilot and
post injection double pilot and double post injection
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Kiểu phun:
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Ảnh hưởng một số thông số lên QT cháy:
+ Ảnh hưởng của đường kính lỗ phun và áp xuất phun
Einspritzdruck
Trửpfchen- durchmesser Trửpfchen- durchmesser
DüsenlochdurchmesserĐường kính lỗ phun Áp xuất phun
Đường kính hạt Đường kính hạt
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Ảnh hưởng một số thông số lên QT cháy:
+ Ảnh hưởng của số lần phun (n=2000 1/min; pme= 8bar)
(2 lần so với 5 lần) 100
75
50 100 75
50 100 75
50 100 75 50
double five-times
NOX
Smoke
Fuel
consumption
Cylinder pressure rate
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Ảnh hưởng một số thông số lên QT cháy:
+ Ảnh hưởng của tải ĐC
Toàn tải
Tải nhỏ
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Ảnh hưởng một số thông số lên QT cháy:
+ Ảnh hưởng của T/C nhiên liệu
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30
-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
GTL(CN=74)
H.R.R[kJ/m3.deg.CA]
C.A[deg.]
Diesel fuel (CN=55.5)
Heat release rate in original B.O.E(without EGR)
Tỷ lệ toả nhiệt với các nhiên liệu có số cetane khác nhau
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Ảnh hưởng một số thông số lên QT cháy:
+ Ảnh hưởng của các yếu tố lên tia phun
Cấu trúc tia phun
Khí nạp:
- Áp xuất - Nhiệt độ
- Khối lượng riêng - Tốc độ (Tumble Swirl)
Buồng cháy:
-Hình dạng - Nhiệt độ
Đặc tính tia phun
Cấu tạo vòi phun:
-Hành trình kim phun - Hình dạng đế kim
- Kết cấu lố phun (Sacless…) - Đưòng kính lỗ phun
- Góc lỗ phun
- Tỷ số chiều dài và đường kính lỗ - Độ nhám bề mặt thành lỗ
- Bán kính phần chuyển tiếp của lỗ
Động học dòng nhiên liệu:
-Sóng áp xuất
- Thay đổi do bóp dòng và thay đổi tiết diện
-Động học của kim phun - Tốc độ dòng
- Turbulence - Nhiẹt độ
- Áp xuất buồng cháy
Tính chất của nhiên liệu:
-Thành phần - Độ nhớt - Tính chịu nén - Sức căng bề mặt - Tính chất sôi
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình cháy ĐC Diesel
• Ảnh hưởng một số thông số lên QT cháy:
+ Ảnh hưởng của thông số khác: vật liệu Piston, xy lanh…, ε, góc phun sớm…Xem GT + Phương trình cháy: xem GT
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình giãn nở + Diễn biến và chỉ số giãn nở đa biến: xem GT
+ Công QT và Nhân tố ảnh hưởng tới chỉ số giãn nở đa biến: xem GT
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình Thải + Diễn biến: xem GT
Vấn đề khử độc hại trong khí thải ĐCĐT + Thành phần khí xả ĐCĐT:
ĐC Diesel ĐC xăng
Chu trình làm việc thực tế của ĐCĐT-Quá trình Thải Vấn đề khử độc hại trong khí thải ĐCĐT
+ Thành phần khí xả ĐCĐT: