QUÁ TRÌNH CHẠY VÀ TẠO HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL

Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn
hợp trong động cơ diesel
3.1 Các giai đoạn của quá trinh cháy
3.2 . Các yếu tố anh hưởng đến các giai đoạn của quá
trinh cháy
3-3 Quá trinh tạo hỗn hợp
3.4 Các dạng buồng cháy
05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuong

1


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn
hợp trong động cơ diesel
3.1 Các giai đoạn của quá trinh cháy





Quá trinh cháy trong động cơ Diesel bao gồm nhiều
quá trinh trung gian kế tiếp nhau.
Nhưng để cho việc nghiên cứu được dễ dàng,
Người ta chia quá trinh cháy thành 4 giai đoạn trên cơ
sở can cứ vào ban chất các quá trinh xay ra trong
xilanh động cơ.

05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuong

2


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp
trong động cơ diesel

dx/d X



p

3.1 Các giai đoạn của quá
P
trinh cháy
Giai đoạn chuẩn bị cháy:
Giai đoạn này được đặc trư
ng bằng thời gian chuẩn bị
cháy i (giây) hay góc chuẩnI
bị cháy i (độ góc quay trục
khuỷu).

Tz
Z

z

05/14/16

i
i =
6n

19000K

T
C

I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1

0.8
0.6

0.015

dx/d

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


400 3 600

800

1000

0.4

b

v

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X



3.1 Các giai đoạn của quá
P

trinh cháy
Giai đoạn chuẩn bị cháy:
Thời gian i dài, lượng nhiên
liệu tích luỹ trong giai đoạn
này lớn.
I
Trong các động cơ cao tốc,
lượng nhiên liệu cấp trong
dx/d
giai đoạn này khá cao.

Tz
Z

z





05/14/16

19000K

T
C

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200

I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4
0.015

400 4 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel

X



3.1 Các giai đoạn của quá
P
trinh cháy
Giai đoạn chuẩn bị cháy:
Cá biệt có nhung động cơ lư
ợng nhiên liệu cấp trong
giai đoạn đoạn này bằngI
100% lượng nhiên liệu cung
cấp cho chu trinh (qct).

Tz
Z

z




19000K

T
C

I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4

dx/d

05/14/16

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


0.015

400 5 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của




quá trinh cháy

Tz
Z

Pz

3.1.2 Giai đoạn tang áp
suất:
Giai đoạn này gọi là giai
đoạn cháy nổ,
I
ở giai đoạn này tốc độ toa
nhiệt, áp suất chất khí trong
xi lanh động cơ tang lên một
dx/d
cách đáng kể.
05/14/16

19000K

T
C

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4
0.015

400 6 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của quá
trinh cháy

19000K

Tz
Z

Pz

3.1.2 Giai đoạn tang áp suất:
Hai thông số đặc trưng:
Tốc độ tang áp suất tức thời:
I
dP
dP


W

=
d
(3-1)
W = d


Hoặc tốc độ tang áp suất
trung binh:
dx/d

T
C

max

max

P Pz1 Pc
Wtb =
=


1 cEditor: Nguyen Trung00 Cuo200
05/14/16



I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4
0.015

400 7 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của quá

trinh cháy

19000K

Tz
Z

Pz

3.1.2 Giai đoạn tang áp suất:
Khi động cơ làm việc binh
thường, giá trị của W nằm
trong khoang 1ữ6 (kg/cm .độI
góc quay trục khuỷu)

T
C

I
I

14000K

III

IV

2

X

1

Z1
0.4

dx/d

05/14/16

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


0.015

400 8 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của quá
trinh cháy

Tz
Z

Pz

3.1.2 Giai đoạn tang áp suất:
Giai đoạn này có sự toâ
nhiệt mạnh là vi:
Phần nhiên liệu phun vào
I
trong giai đoạn chuẩn bị
cháy và một phần nhiên liệu
phun vào giai đoạn này bắt
dx/d
đầu bốc cháy.
05/14/16

19000K

T
C

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4
0.015

400 9 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của quá
trinh cháy

19000K

Tz
Z

Pz

3.1.2 Giai đoạn tang áp suất:
Nhiệt lượng toa ra trong giai
đoạn này chiếm khoang 1/3
I
số nhiệt lượng do nhiên liệu
cung cấp

T
C

I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4

dx/d

05/14/16

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


0.015

400 10 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của
quá trinh cháy



19000K

Tz
Z

Pz

3.1.3. Giai đoạn tang nhiệt
độ:
Trong giai đoạn này, việc
I
cung cấp nhiên liệu vào
trong xi lanh động cơ cơ ban
là chấm dứt.

T
C

I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4

dx/d

05/14/16

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


0.015

400 11 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong

động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của
quá trinh cháy





19000K

Tz
Z

Pz

3.1.3. Giai đoạn tang nhiệt
độ:
Cường độ toa nhiệt ở giai C
đoạn này bắt đầu giam
xuống do nồng độ oxy I
giam.
ở đầu giai đoạn này piston
dx/d
đi xuống, thể tích xi lanh
tang dần
05/14/16
Editor: Nguyen Trung0 Cuo20

0

T
I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4
0.015

0

400 12 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của
quá trinh cháy



19000K

Tz
Z

Pz

3.1.3. Giai đoạn tang nhiệt
độ:
Nhưng do nhiên liệu còn tiếp
I
tục cháy mãnh liệt nên áp
suất trong xi lanh động cơ
thay đổi không lớn lắm.

T
C

I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4

dx/d

05/14/16

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


0.015

400 13 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của
quá trinh cháy



19000K

Tz
Z

Pz

3.1.3. Giai đoạn tang nhiệt
độ:
C
Dây là giai đoạn phát nhiệt
I
chủ yếu, nhiệt lượng toa ra
trong giai đoạn này chiếm

khoang 40 ữ 50% toàn bộ
dx/d
nhiệt lượng do nhiên liệu
cháy.
05/14/16
Editor: Nguyen Trung0 Cuo20


0

T
I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4
0.015

0

400 14 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X






3.1 Các giai đoạn của quá
trinh cháy

3.1.3. Giai đoạn tang nhiệt độ:

Tz
Z

Pz

Quá trinh cấp nhiên liệu thư
ờng kết thúc ở cuối giai đoạn
này
Nhưng quá trinh cháy có thể
còn tiếp diễn sau điểm z I
Quá trinh cháy đã bị chậm
lại do số lượng ôxi tự do
dx/d
trong xi lanh động cơ giam
xuống.

05/14/16

19000K

T
C

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4
0.015

400 15 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
X

3.1 Các giai đoạn của

Tz
Z

Pz

quá trinh cháy



19000K

3.1.4.Giai đoạn cháy rớt:
Trong giai đoạn này, tốc
độ toa nhiệt giam và tốc
độ cháy nhiên liệu diễn ra I
chậm.

T
C

I
I

14000K

III

IV

X

1

Z1
0.4

dx/d

05/14/16

Editor: Nguyen Trung00 Cuo200


0.015

400 16 600

800

1000

b

T


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
3.2 . Các yếu tố anh hưởng đến quá trinh cháy
Thời gian chuẩn bị cháy (i = 0,005 ữ 0,001 -giây)

i tang, qi tang thi w tang, động cơ làm việc cứng.
Tính chất nhiên liệu
Trị số xêtan của nhiên liệu lớn, thời gian chuẩn bị cháy
ngắn
Do vậy tốc độ tang áp suất sẽ giam đi.
05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

17


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
3.2 . Các yếu tố anh hưởng đến quá trinh cháy
Dọ nhớt của nhiên liệu
Dọ nhót của nhiên liệu không phù hợp, chất lượng phun sư
ơng kém, thời gian chuẩn bị cháy kéo dài nhưng quá trinh
cháy rớt tang
áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nén
Tang áp suất và nhiệt độ cuối quá trinh nén sẽ rút ngắn đư
ợc i.


05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

18

Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
3.2 . Các yếu tố anh hưởng đến quá trinh cháy
Khi nhiệt độ cuối kỳ nén nhỏ hơn 4000C thi anh hưởng của
TC đến i mới thấy rõ.







Khi TC lớn hơn 4000C thi anh hưởng của nó đến thời gian
chuẩn bị cháy là không đáng kể.
Tốc quay động cơ:
Góc phun sớm
Tính dẫn nhiệt của piston, xilanh,
Cường độ làm mát piston
05/14/16
Editor: Nguyen Trung Cuo
19


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
3.2 . Các yếu tố anh hưởng đến quá trinh cháy
Chất lượng phun sương nhiên liệu và chuyển động xoáy
lốc của dòng không khí cuối kỳ nén.

Dộng cơ có buồng cháy xoáy lốc có khaang tạo hỗn hợp
tốt hơn động cơ có buồng cháy thống nhất.

05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

20


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
3.2 . Các yếu tố anh hưởng đến quá trinh cháy
Vật liệu chế tạo piston cũng có anh hưởng đáng kể tới thời
gian chuẩn bị cháy, đặc biệt là ở chế độ khởi động.
Nhung động cơ có piston chế tạo bằng nhôm khi ở chế độ
khởi động sẽ khó khởi động hơn hoặc dễ bị nhay van an
toàn do thời gian chuẩn bị cháy kéo dài.

05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

21


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel
3.2 . Các yếu tố anh hưởng đến quá trinh cháy
ở nhung động cơ này, thời gian chuẩn bị cháy bị kéo dài

chủ yếu do
Kha nang truyền nhiệt tốt của piston
Khe hở giua piston và xi lanh lớn do hệ số giãn nở nhiệt
lớn, điều này làm giam chỉ số nén đa biến và dẫn đến làm
giam áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nén.

05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

22


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel





3-3 Quá trinh tạo hỗn hợp
Quá trinh hinh thành khí hỗn hợp trong động cơ Diesel đư
ợc diễn ra ngay trong buồng đốt của động cơ.
ở cuối kỳ nén, nhiên liệu được phun vào trong xi lanh
động cơ dưới dạng các hạt sương mịn, có kích nhỏ và đồng
đều,
Các hạt nhiên liệu phân bố đều trong toàn bộ thể tích
buồng cháy.
05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

23


Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel







3-3 Quá trinh tạo hỗn hợp
Dể đam bao chất lượng hỗn hợp nhiên liệu-không khí
đồng dều thi:
Các hạt nhiên liệu phân bố đều trong toàn bộ thể tích
buồng cháy.
Mỗi tia nhiên liệu cần đam bao độ xa xác định để xuyên
qua không khí nén tới gần bề mặt của buồng cháy
Nhưng không đọng lên các bề mặt của buồng cháy.
Các chùm tia nhiên liệu phai có hinh dạng, hướng và số
lượng các tia phù hợp với hinh dạng và thể tích buồng
cháy.
05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

24

Chương 3: quá trinh cháy và tạo hỗn hợp trong
động cơ diesel






3-3 Quá trinh tạo hỗn hợp
3.3.1 Tia nhiên liệu:
Kích thước các hạt sương nhiên liệu trong buồng cháy phụ
thuộc vào các yếu tố :
Sức can khí động của không khí trong buồng đốt,
Sức cang bề mặt của tia nhiên liệu,
Lực hấp dẫn của nhiên liệu và nội lực xuất hiện khi nhiên
liệu cháy.
05/14/16

Editor: Nguyen Trung Cuo

25