Buồng chỏy thống nhất

Một phần của tài liệu bài giảng môn học đại cương động cơ đốt trong (Trang 109 - 114)

4. Ưu nhợc điểm của động cơ đốt trong

5.3.1 Buồng chỏy thống nhất

B/ch thống nhất: bao gồm một khụng gian duy nhất.

a. HK thể tớch

Đặc điểm kết cấu (ĐĐ)

db db

D D

Hỡnh 5-26. B/ch thống nhất với phương phỏp HK thể tớch Thành mỏng, b/c nụng db/D = 0,75 ữ 0,90, hỡnh 5-26, → chốn khớ yếu. Vũi phun nhiều lỗ: 5 đến 10

Đường kớnh lỗ rất nhỏ d = 0,15 ữ 0,25 mm Áp suất phun lớn khoảng 200 ữ 600 bar Tia nhiờn liệu tới sỏt thành b/ch, khụng chạm. •Cơ chế tạo HK (CC)

Piston đi lờn khi nộn → khụng khớ bị chốn vào đỉnh piston khụng mónh liệt → xoỏy lốc khụng mạnh → ớt ảnh hưởng đến tạo hũa khớ: b/c khụng tận dụng xoỏy lốc.

Cuối nộn nhiờn liệu phun rất tơi (pf cao, lỗ nhỏ) tia phun phự hợp với profile b/ch → tia nhiờn liệu thõm nhập phần lớn thể tớch b/ch → bay hơi, hoà trộn với khụng khớ → hỡnh thành HK.

Sau khi chỏy trễ τi→ quỏ trỡnh chỏy thực sự diễn ra.

Bản chất: phự hợp tia nhiờn liệu và kk trong thể tớch b/c hỡnh thành HK.

Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

Do chỏy mónh liệt tập trung gần ĐCT → hiệu quả sinh cụng cao. Buồng chỏy gọn → tổn thất nhiệt nhỏ.

Hai điều đú dẫn đến hiệu suất cao -suất tiờu thụ nhiờn liệu thấp (ge khoảng 220 ữ

240 g/kWh), dễ khởi động.

Nhược điểm:

Tạo thành HK đồng thời trong b/c → lượng HK chuẩn bị trong giai đoạn chỏy trễ lớn → bốc chỏy mónh liệt → ∆ϕ∆p rất lớn → động cơ làm việc khụng ờm (gừ và rung).

Tia nhiờn liệu khụng thể thõm nhập toàn bộ thể tớch b/c → một phần đỏng kể khụng khớ khụng được tham gia tạo thành HK →λ lớn (1,7 ữ 2,0) → tớnh hiệu quả của động cơ khụng cao (pe nhỏ).

Khú bảo đảm sự phự hợp của tia nhiờn liệu với hỡnh dạng b/c ∀ chế độ làm việc → rất nhạy cảm với thay đổi về tải trọng, tốc độ vũng quay, nhiờn liệu.

Vũi phun nhiều lỗ rất nhỏ, ỏp suất phun lớn → vũi phun và bơm cao ỏp khú chế tạo, dễ bị kẹt tắc, chúng mũn.

Phạm vi ứng dụng

Động cơ cỡ trung bỡnh và cỡ lớn: động cơ tàu thuỷ, tĩnh tại.

b. HK thể tớch - màng

Đặc điểm kết cấu

B/c cú thành dày với d D

b = 0,35 ữ 0,75, sõu, hỡnh 5-27, kiểu ∆, ω... (xem chương II, kết cấu đỉnh piston). Vb/Vc lớn (0,75 ữ 0,90). Vũi phun 3 ữ 5 lỗ. Áp suất phun khụng lớn (15 ữ 20 MN/m2). a) b) db db D D Hỡnh 5-27. B/ch với HK thể tớch-màng

Cơ chế làm việc

Piston đi lờn nộn → khụng khớ bị chốn mónh liệt vào khụng gian trờn đỉnh piston → xoỏy lốc hướng kớnh với cường độ lớn (b/ch thống nhất tận dụng xoỏy lốc).

Cuối nộn phun nhiờn liệu → một phần bị xoỏy lốc xộ nhỏ, hoà trộn với khụng khớ tạo thành HK (trong thể tớch b/c) → sau chỏy trễ → bốc chỏy.

Phần cũn lại (đến 50%) → bỏm lờn thành b/ch tạo thành màng → bay hơi xoỏy cuốn dần tạo thành HK → chỏy từ từ.

Bản chất: sử dụng xoỏy lốc mạnh kk, khống chế (50%) nhiờn liệu tham gia chuẩn

bị.

Ưu nhược điểm (so sỏnh với HH thể tớch)

Ưu điểm:

Tận dụng xoỏy lốc → khụng khớ được tận dụng triệt để hơn → λ do đú cũng nhỏ hơn (1,5 ữ 1,7) → làm tăng tớnh hiệu quả (pe tăng khoảng 10 ữ12%)

Khống chế lượng nhiờn liệu tham gia chuẩn bị khi chỏy trễ bị → lượng HK chuẩn bị (trong τi) ớt hơn → ∆ϕ∆p nhỏ hơn → làm việc ờm hơn.

Xoỏy lốc với cường độ lớn ở mọi chế độ → ớt nhạy cảm với thay đổi chế độ làm việc cũng như loại nhiờn liệu.

Áp suất phun nhỏ hơn, số lỗ phun ớt hơn nờn → bơm cao ỏp và vũi phun chế tạo dễ dàng hơn.

Nhược điểm:

Đầu piston nặng → lực quỏn tớnh lớn.

B/c khụng gọn bằng → tổn thất nhiệt và tổn thất lưu động cũng lớn hơn một chỳt → ge cao hơn một chỳt.

Ứng dụng

Dựng rộng rói cho động cơ ụ tụ, mỏy kộo: chế độ làm việc thay đổi nhiều

c. HK màng

Buồng chỏy màng do Giỏo sư Meurer phỏt minh, hóng MAN ỏp dụng đầu tiờn → b/ch M (viết tắt của Meurer) hay b/ch MAN.

Đặc điểm

Khụng gian trờn đỉnh piston hỡnh cầu d = 0,5 D, sõu, hỡnh 5-28. Vũi phun cú 1 ữ 2 lỗ

Áp suất phun tương đối nhỏ (15 ữ 18 MN/m2) Tia phun gần tiếp tuyến với thành b/c cầu.

Đường nạp tiếp tuyến với xy lanh → khụng khớ xoỏy trũn.

Phun dầu làm mỏt đỉnh piston (xem chương II) → duy trỡ nhiệt độ 300 ữ 400oC

d D

Hỡnh 5-28. Buụng chỏy HK màng •Cơ chế làm việc

Cuối nộn, nhiờn liệu phun ra phần lớn lờn thành b/ch (khoảng 90- 95%), được xoỏy kk dàn thành màng mỏng.

Phần cũn lại rất tơi trong thể tớch b/c, bị xoỏy lốc xộ nhỏ, bay hơi hoà trộn thành hh → bốc chỏy gia nhiệt cho màng → màng bay hơi dần và cuốn vào ngọn lửa → chỏy. (HK màng).

Bản chất: khống chế nhiờn liệu (5-10%) tham gia chuẩn bị chỏy trễ, cũn lại ở dạng màng.

Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

Khống chế được lượng nhiờn liệu chuẩn bị khi chỏy trễ → ∆ϕ∆p nhỏ, chỏy nhiờn liệu màng từ từ → ờm.

Tổ chức tốt quỏ trỡnh chỏy và tận dụng triệt khụng khớ → ge nhỏ (230 g/kWh) và pe

lớn (0,65 ữ 0,75 MN/m2).

Xoỏy lốc lớn, sấy núng nhiờn liệu từ thành b/ch → ớt nhạy cảm với thay đổi chế độ làm việc và nhiờn liệu.

Nhược điểm:

Đầu piston dài, điều kiện làm việc của xộc măng khú khăn.

D > 200mm → khú tổ chức HK màng dàn đều trờn 3/4 diện tớch b/c. •Ứng dụng

Động cơ D = 100 ữ 150 mm.

Khớ thải nhiều độc hại gần đõy ớt được sử dụng hơn.

Một phần của tài liệu bài giảng môn học đại cương động cơ đốt trong (Trang 109 - 114)