đânh lửa cưỡng bức
4.4.2. Ảnh hưởng của câc không gian chết
Câc không gian năy được xem lă nguyắn nhđn chủ yếu phât sinh HC. Câc không gian chết quan trọng nhất lă câc khe hở giới hạn giữa piston, segment vă cylindre (hình 4.15). Những không gian chết khâc bao gồm chđn ren vă không gian quanh cực trung tđm của bougie, không gian quanh nấm vă đế soupape, không gian giới hạn giữa nắp cylindre, thđn mây vă đệm culasse. Ở thời điểm gia tăng âp suất trong quâ trình nĩn, hỗn hợp nhiắn liệu-không khắ bị đẩy văo câc không gian chết. Do tỉ số giữa diện tắch bề mặt vă thể tắch của câc không gian chết lớn nắn lượng khắ dồn văo đđy được lăm mât nhanh chóng. Trong giai đoạn chây, âp suất tiếp tục tăng vă một bộ phận hỗn hợp mới lại được nĩn văo không gian chết. Khi măng lửa lan đến câc khu vực năy, nó có thể lan trăn văo bắn trong để đốt chây hỗn hợp năy hoặc nó bị tôi ngay trước khi văo trong không gian chết. Khả năng măng lửa bị tôi phụ thuộc văo dạng hình học của lối văo không gian chết, thănh phần của hỗn hợp chưa chây vă trạng thâi nhiệt động học của nó. Thực nghiệm cho thấy sự tôi măng lửa diễn ra khi khe hở giữa piston vă cylindre nhỏ hơn 0,18mm. Sau khi măng lửa đến vă
Chương 4: Cơ chế hình thănh CO vă HC trong quâ trình chây của động cơđốt trong
50
bị tôi, khắ chây lại chui văo không gian chết cho đến khi âp suất bắt đầu giảm. Khi âp suất trong không gian chết trở nắn lớn hơn âp suất trong cylindre, bộ phận khắ chứa trong câc không gian năy quay trở ngược lại cylindre.
Hình 4.15 thể hiện những không gian chết quan trọng nhất, đó lă thể tắch bao gồm giữa piston, segment vă thănh cylindre. Nó bao gồm một loạt câc thể tắch nối liền nhau bởi những khe hẹp như khe hở segment, không gian giới hạn giữa hai segment liắn tiếp... Dạng hình học của câc không gian chết năy thay đổi khi segment dịch chuyển trong rênh để che kắn mặt trắn hay mặt dưới rênh segment. Câc không gian chết vừa nắu có thể chứa từ 5 đến 10% hỗn hợp trong cylindre vă bộ phận hỗn hợp năy không chây được trong quâ trình chây chắnh. Trong giai đoạn giên nở, khi quay ngược lại cylindre, một bộ phận HC chứa trong không gian chết bị oxy hóa, phần còn lại (hơn 50%) thoât ra ngoăi theo khắ xả. Thực nghiệm cho thấy hơn 80% HC chứa trong sản phẩm chây do câc không gian chết của nhóm piston-segment-cylindre gđy ra; 13% lượng HC do không gian chết của đệm culasse 2% do không gian chết của bougie. Giảm khoảng câch giữa segment thứ nhất so với đỉnh piston có thể lăm giảm nồng độ HC từ 47 đến 74% so với giâ trị bình thường tùy theo điều kiện lăm việc của động cơ.
Vị trắ của nến đânh lửa cũng ảnh hưởng đến mức độ phât sinh HC; nếu nến đânh lửa đặt gần câc không gian chết thì trong không gian đó có chứa một bộ phận sản phẩm chây; ngược lại, nếu nến đânh lửa đặt xa thì không gian chết chứa chủ yếu hỗn hợp khắ chưa chây. Trong nhiều trường hợp, sự chắnh lệch nồng độ HC có thể đạt đến 20%.
Lọt khắ carter lă lượng khắ lọt từ cylindre xuống carter trong quâ trình nĩn vă chây do sự không kắn khắt của segment. Lọt khắ carter cũng lă nguồn phât sinh HC nếu nó được thải trực tiếp ra khắ quyển. Ngăy nay, ở hầu hết động cơ ô tô, lượng khắ năy được dẫn văo đường nạp để tăng tắnh kinh tế vă giảm mức độ phât sinh HC. Để lượng hỗn hợp chưa chây chứa trong câc không gian chết không quay ngược lại buồng chây, trong một số trường hợp người ta có thể giảm độ kắn khắt của segment để lượng khắ năy lọt xuống carter vă bị đốt chây khi quay văo lại cylindre theo đường nạp.
Hình 4.15: Nguồn phât sinh HC trong động cơđânh lửa cưỡng bức
Không gian chết giữa đế vă nấm soupape Không gian chết ở chđn ren bougie Không gian chết ởđệm culasse Không gian chết giữa segment vă rênh segment
Chương 4: Cơ chế hình thănh CO vă HC trong quâ trình chây của động cơđốt trong
51
Vì vậy, việc thiết kế hợp lắ buồng chây, lựa chọn hợp lắ dạng piston, segment, đệm culasse để giảm câc không gian chết, lựa chọn vị trắ đặt bougie tốt sẽ lăm giảm đâng kể nồng độ HC trong khắ xả.