V = , TH tốc độ tàu tương ứng với chế độ
2.3.2.Quá trình hoà trộn hỗn hợp và cháy ở các chế độ chuyển tiếp.
Các quá trình hoà trộn hỗn hợp và cháy trong buồng cháy xảy ra trong chế độ chuyển tiếp khác với các quá trình xảy ra trong chế độ chuyển tiếp khác với các quá trình xảy ra trong chế độ ổn định :
_ Khi cùng lượng nhiên liệu cấp cho chu trình thời gian cháy trì hoãn tăng lên do nhiệt độ thành buồng cháy và áp suất cuối quá trình nén thấp ( áp suất tăng áp thấp do ảnh hưởng mô men quán tính rô to tua bin – máy nén ).
_ Chiều dài chùm tia nhiên liệu phun vào buồng cháy tăng lên so với chế độ định mức, phần nhiên liệu rơi vào thành xi lanh cũng tăng lên.
_ Hệ số dư lượng không khí α, hiệu suất chỉ thị ηi, tính kinh tế đều giảm
xuống, hàm lượng khói trong khí xả tăng lên do lượng không khí nạp giảm và lượng nhiên liệu cấp cho chu trình tăng lên 110% định mức ( đóng tải đột ngột ). Kết quả động cơ phát ra mô men chỉ bằng một phần giá trị của nó ở chế độ ổn định khi có cùng lượng nhiên liệu cấp cho chu trình.
Trên cơ sở tính toán và thực nghiệm thấy rõ, do giảm khối lượng riêng không khí trong xi lanh pct và tăng hiệu số giữa áp suất phun nhiên liệu và áp suất môi chất trong xi lanh ∆pctnên chiều dài chùm tia nhiên liệu tăng lên. Nếu thời gian
cháy trì hoãn không thay đổi thì độ tăng chiều dài chùm tia nhiên liệu phun vào thành buồng cháy khi động cơ làm việc ở chế độ chuyển tiếp được tính
0,25 1, 1, ct od F od ct p p L p p ∆ ∆ ≈ ÷ − ∆
Khi tăng thời gian cháy trì hoãn τimột lượng ∆τithì độ tăng chiều dài chùm
tia nhiên liệu phun vào thành buồng cháy khi động cơ làm việc ở chế độ chuyển tiếp được tính : 0,25 1 i 1 F iod L τ τ ∆ ∆ = + ÷ −
pod, τiod - khối lượng riêng không khí nạp vào thời gian cháy trì hoãn ở chế độ
ổn định.
Phân tích kết quả thực nghiệm thấy rõ không phải tất cả nhiên liệu phun vào thành buồng cháy có thể cháy không hoàn toàn. Độ cứng quá trình công tác tăng lên sẽ tăng cường chuyển động của dòng không khí, khi đó hệ số trao đổi nhiệt cục bộ tăng lên. Kết quả phần nhiên liệu phun vào thành buồng cháy cháy muộn hơn. Trong vùng vách sự tạo muội diễn ra mãnh liệt hơn do phần nhiên liệu từ vách buồng cháy bay hơi muộn khi thể tích buồng cháy tăng và hệ số dư lượng không khí α1bé. Trong quá trình giãn nở do hàm lượng ô xi thấp nên phần nhiên liệu cháy
rớt sẽ cháy không hoàn toàn. Sau khi đóng tải mô men quay động cơ cũng như lượng nhiên liệu cấp cho chu trình đạt đến mức cực đại bằng khoảng 60÷70% giá trị cực đại ứng với chế độ ổn định.
Đối với động cơ không tăng áp khi đóng tải, mô men quay Mq của động cơ tăng lên. Độ tăng mô men quay tỷ lệ với lượng nhiên liệu cấp vào cho một chu trình gct nghĩa là tỷ lệ với hành trình thanh răng bơm nhiên liệu. Trong trường hợp trên quá trình cháy trong động cơ bị hạn chế.
Quá trình phun nhiên liệu cần phải phù hợp với quá trình tự bốc cháy nhiên liệu. Đối với các động cơ có buồng cháy thống nhất thì chùm tia nhiên liệu cần phải phun đến thành buồng cháy đúng lúc bắt đầu tự bốc cháy nhiên liệu.
RTA A n i e p A . = τ
p,T - áp suất nhiệt độ môi chất tại thời điểm cấp nhiên liệu,MPa,oK; A,n,E,R- là các hằng số.
Ở chế độ đóng tải lớn và đột ngột thanh răng nhiên liệu bị đẩy đến chốt tì lượng cấp nhiên liệu cực đại. Khi đó thời gian cháy trì hoãn ở chế độ định mức khác với chế độ không tải. Điều đó diễn ra đối với động cơ không tăng áp cũng như động cơ tăng áp, vì ở chế độ định mức Pc, Tc khác với chế độ không tải. Đối với động cơ 6ЧH25/34 ở chế độ định mức τi= 2,8 ÷3 giây, còn ở chế độ không tải τi
= 4,2 giây. Kết quả phần đầu chùm tia nhiên liệu phun vào thành buồng cháy, tại đó nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ trong buồng cháy ( khoảng một nửa nhiệt độ buồng cháy ). Tại đây một phần nhiên liệu phun vào thành buồng cháy không hoà trộn được với không khí mà có tác dụng rửa sạch lớp dầu bôi trơn trên thành xi lanh.
Theo kết quả thực nghiệm và công thức trên tính được: Khi tăng thời gian cháy trì hoãnτi lên 1,2 giây với tổng thời gian phun nhiên liệu τi= 4 giây thì lượng
nhiên liệu tương đối phun vào thành buồng cháy gvt =0,15. Phần nhiên liệu này cháy muộn hơn do đó hiệu suất chỉ thị giảm.
Nhiên liệu phun vào xi lanh bị rơi vào thành buồng cháy, tại vùng khối lượng riêng không khí giảm, nhất là đối với chế độ không tải. Theo số liệu thực nghiệm đo ở chế độ định mức pk = 150 kPa, còn ở chế độ không tải pk = 105 kPa, chiều dài chùm tia nhiên liệu tăng khoảng 10%, khi đó một phần nhiên liệu rơi vào thành buồng cháy, phần nhiên liệu này khoảng 0,1τi/τf . Để tính chính xác hơn nhiên liệu phun
lên thành buồng cháy có thể dùng phương pháp Lưsepki. Phần nhiên liệu này cũng cháy muộn hơn và không hoàn toàn. Một nguyên nhân nữa cũng làm giảm hiệu suất chỉ thị là sự hoà trộn hỗn hợp và cháy khi hệ số dư lượng không khí ở nhỏ hơn pk nhỏ ứng với chế độ không tải.
Xác định thực nghiệm sự phụ thuộc hiệu suất chỉ thị vào các yếu tố khác nhau ở chế độ không ổn định được tiến hành theo kết quả đo đồ thị chỉ thị. Chùm tia nhiên liệu được xác định theo phương pháp Lưsepxki trên máy tính.
Trên cơ sở thực nghiệm sẽ có sự phụ thuộc hiệu suất chỉ thị ηi hay xmax ( khối
lượng nhiệt toả ra ) theo α1và lượng nhiên liệu phun lên vách xi lanh. Để tính toán các chế độ không ổn định trong lần tính gần đúng thứ nhất có thể sử dụng các số liệu thu được khi thử nghiệm. Theo các kết quả thu được khi đóng tải hiệu suất chỉ thị tương đối có thể giảm đến 0,6 và thấp hơn.