24 LÀM GIẢ MÔ NHIỄM MÔI TRƯỜNG
24.1.9 6.3 Độngcơ 4 kỳ đánh lửa cưỡng bức phun trực tiếp
Phun trực tiếp nhiên liệu vào trong buồng cháy cho phép động cơ 4 kỳ đánh lửa cưỡng bức làm việc với hỗn hợp rất nghèo(Φ=0,3÷0,4). Tổn thất áp suất trên đường nạp rất bé, có thể bỏ qua trong toàn bộ phạm vi hoạt động của động cơ từ không tải đến toàn tải. Ngoài việc giảm tổn thất bơm, việc áp
dụng kỹ thuật phun trực tiếp cho phép tăng độ chính xác trong việc định lượng nhiên liệu và cải thiện điều kiện cháy ở chế độ tải thấp. Nói chung, kỹ thuật này cho phép tăng hiệu suất động cơ.
Giống như đối với động cơ phun gián tiếp, quá trình cháy của hỗn hợp nghèo chỉ được quan tam khi động cơ làm việc ở tải cục bộ và tốc độ thấp. Trong những điều kiện đó sự phân lớp mạnh độ đậm đặc cho phép động cơ làm việc tốt ở hỗn hợp rất nghèo. Điều này được thực hiện nhờ giảm góc phun sớm(khi piston đi lên) do đó hạn chế sự khuếch tán của không khí vào tia nhiên liệu. Ở chế độ đầy tải và tốc độ cao, nhiên liệu được phun vào buồng cháy rất sớm, ngay trong giai đoạn nạp sao cho hỗn hợp nhiên liệu không khí với độ đậm đặc Φ= 1 có thời gian phân bố đồng đều trong không gian buồng cháy.
Năm 1996, Hãng Mitshubishi đã thương mại hoá ô tô lắp động cơ phun xăng trực tiếp. Động cơ này có đặc điểm là dạng đường nạp được thiết kế đặc biệt, vị trí lắp đặt hợp lý phối hợp với mặt phản xạ trên đỉnh piston, tạo thuận lợi cho sự phân lớp độ đậm đặc theo sự chuyển động của dòng khí. Nhiên liệu được phun với áp suất cao (50Bar ). Sự bay hơi nhiên liệu lỏng dẫn đến giảm nhiệt độ khi nạp do đó có thể sử dụng tỉ số nén của động cơ cao hơn so với động cơ cổ điển(có thể nâng tỷ số nén lên đến 12). Do đó hiệu suất động cơ gia tăng và suất tiêu hao nhiên liệu có thể giảm đến 25%
Người ta cũng có thể phân lớp hỗn hợp trong buồng cháy theo sự dịch chuyển của các vùng xoáy lốc. Phương án này được áp dụng trên động cơ mẫu D-4 do hãng Toyota sáng chế. Các giai đoạn công tác của động cơ được giới thiệu trên hình 6-10. Khi động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo, sự phân lớp được thực hiên nhờ tiết lưu một trong 2 ống nạp và nhờ thiết kế hợp lý của ống nạp còn lại.
Hình 6-10: Các giai đoạn công tác của động cơ 4 kỳ đánh lửa cưỡng bức (động cơ mẫu là D-4 do hãng Toyota sáng chế).
24.1.10 6.4. Quan hệ tối ưu mới giữa tính năng kinh tế-kỹ thuật và mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ.