TRONG QUÂ TRỉNH CHÂY
3.4.1. Trường hợp động cơ đânh lửa cưỡng bức
Những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thănh NO lă hệ số dư lượng không khắ của hỗn hợp, hệ số khắ sót vă góc đânh lửa sớm. Ảnh hưởng của tắnh chất nhiắn liệu đến nồng độ NO có thể bỏ qua so với ảnh hưởng của câc yếu tố năy.
NO2 +O→←NO O+ 2
NH NO+ ←→N O H2 + NCO NO+ ←→N O CO2 +
N O H2 + ←→NH NO+ N O H2 + ←→N2+OH
Chương 3: Cơ chế hình thănh NOx trong quâ trình chây của động cơ đốt trong
31
1. Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khắ
Hình 3.5 minh họa ảnh hưởng của hệ số
dư lượng không khắ đến mức độ phât sinh NO. Nhiệt độ chây đạt giâ trị cực đại tương ứng với hệ số dư lượng không khắ khoảng 0,9, nghĩa lă khi hỗn hợp hơi giău. Tuy nhiắn trong điều kiện đó nồng độ O2 thấp nắn nồng độ NO không đạt giâ trị lớn nhất. Khi hệ số dư lượng không khắ tăng, ảnh hưởng của sự gia tăng âp suất riắng O2 đến nồng độ NO lớn hơn ảnh hưởng của sự giảm nhiệt độ chây nắn NO đạt giâ trị cực đại ứng với hệ số dư lượng không khắ khoảng 1,1 (hỗn hợp hơi nghỉo). Nếu độ đậm đặc của hỗn hợp tiếp tục giảm thì tốc độ
của phản ứng tạo thănh NO cũng giảm do nhiệt
độ chây thấp. Điều ấy giải thắch sự giảm nồng
độ NOx khi tăng hệ số dư lượng không khắ.
Hình 3.5: Biến thiắn nồng độ NO theo Hệ số dư lượng không khắ 2. Ảnh hưởng của hệ số khắ sót
Trước khi chây, hỗn hợp trong xi lanh bao gồm không khắ, hơi nhiắn liệu vă khắ sót. Khắ sót có mặt trong hỗn hợp lă do khắ chây của chu trình trước còn sót lại trong xy lanh hay do hồi lưu khắ xả. Khi không có sự hồi lưu, lượng khắ sót trong xi lanh phụ thuộc văo tải, góc độ phối khắ vă đặc biệt lă khoảng trùng điệp giữa câc soupape thải vă nạp. Khi khoảng trùng điệp tăng thì lượng khắ sót tăng lăm giảm nồng độ NO. Mặt khâc, lượng khắ sót còn phụ thuộc văo chếđộđộng cơ, độđậm đặc của hỗn hợp vă tỉ số nĩn.
Khắ sót giữ vai trò lăm bẩn hỗn hợp, do đó lăm giảm nhiệt độ chây dẫn đến sự
giảm nồng độ NOx. Tuy nhiắn, khi hệ số khắ sót gia tăng quâ lớn, động cơ sẽ lăm việc không ổn định lăm giảm tắnh kinh tế vă tăng nồng độ HC.
Hình 3.6 trình băy ảnh hưởng của tỉ lệ khắ xả hồi lưu đến nồng độ NO ứng với câc
độđậm đặc khâc nhau của hỗn hợp. Nồng độ câc chất ô nhiễm giảm mạnh theo sự gia tăng của tỉ lệ khắ xả hồi lưu cho đến khi tỉ lệ năy đạt 15 Ơ 20%, đđy lă tỉ lệ khắ sót lớn nhất chấp nhận được đối với động cơ lăm việc ở tải cục bộ. Nhiệt độ chây giảm khi gia tăng lượng khắ sót trong hỗn hợp lă do sự gia tăng của nhiệt dung riắng môi chất.
0,8 1,0 1,2 1,41000 1000 2000 3000 4000 NO(ppm) 50 1000 2000 3000 NO(ppm) Góc đânh lửa sớm 17 16 A/F=15 40 30 20 10 0 a 10 20 1000 2000 3000 NO(ppm) EGR(%) 17 16 A/F=15
Chương 3: Cơ chế hình thănh NOx trong quâ trình chây của động cơ đốt trong
32
Hình 3.6: Ảnh hưởng của tỉ lệ khắ xả