Buồng đốt của động cơ diesel

Buồng đốt của động cơ diesel
Buồng đốt của động cơ diesel có nhiệm vụ tạo ra hỗn hợp khí – nhiên liệu càng nhanh, càng hoàn
hảo càng tốt, việc cháy hoàn toàn xuất phát từ việc tự cháy 1 phần hỗn hợp khí nhiên liệu.
Có 3 loại buồng đốt.
1- Buồng đốt phun trực tiếp là loại buồng đốt chỉ có 1 buồng đốt (buồng đốt
thống nhất) ở phía trên
piston.
2- Buồng đốt trước là loại buồng đốt có 1 buồng đốt chính ở phía trên piston
và 1 buồng đốt phụ
được nối với buồng đốt chính qua 1 lỗ nhỏ.
3- Buồng đốt xoáy lốc là loại buồng đốt có 1 buồng đốt phụ lớn hơn và lỗ
thông 2 buồng đốt lớn hơn
so với loại buồng đốt trước.
1- Buồng đốt trực tiếp.
Nhiên liệu được phun trực tiếp vào phần lõm của đỉnh piston. Do không khí di
chuyển chậm trong buồng đốt, nên loại này có 1 cửa hút dạng xoắn ốc để tạo
xoáy lốc khí nạp vòng theo chu vi trong hành trình hút, và 1 vùng nén theo
phương thẳng đứng ở phần lõm đặc biệt trên đỉnh piston trong hành trình nén
để không khí và nhiên liệu hòa trộn tốt và cháy hoàn hảo trong thời giian
ngắn. Buồng đốt phun trực tiếp sử dụng vòi phun có nhiều lỗ phun với áp suất
cao 150 – 300 kg/cm2 vào mọi vị trí trong buồng đốt để hóa sương tốt và
đảm bảo cháy hoàn toàn.
Ưu điểm:
∗ Hiệu suất nhiệt cao, mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn khoảng 10% so với
phun gián tiếp.
∗ Nhiệt độ khí xả thấp.
∗ Dễ khởi động. Không cần xông nóng máy trước khi khởi động ở nhiệt độ
bình thường.
∗ Hiệu suất nhiệt rất cao và tổn thất nhiệt rất thấp nên két nước và quạt gió
có thể làm nhỏ về kích thước và thể tích.
∗ Ít chi tiết hơn và cấu tạo đơn giản hơn so với các loại khác.

Nhược điểm:
∗ Áp suất cháy cao, tăng áp suất đột ngột và tiếng ồn lớn.
∗ Việc đốt cháy phụ thuộc vào chất lượng của vòi phun.
∗ Phạm vi sử dụng nhiên liệu rộng là không thích hợp vì loại phun trực tiếp rất
kén nhiên liệu.
∗ Cường độ xoáy lốc thay đổi giữa tốc độ chậm và tốc độ nhanh và khói đen
được tạo ra ở tốc độ chậm.
2- Buồng đốt trước.
Buồng đốt phụ của loại này có thể tích bằng 30%-45% tổng thể tích buồng
đốt, và lỗ thông buồng đốt chính và buồng đốt phụ có diện tích bằng0,3%–
0,6% diện tích đỉnh piston.
Lỗ thông 2 buồng đốt được điều tiết để dùng như là 1 lỗ phun hỗn hợp khí.
Buồng đốt trước không có đủ không khí để có thể đốt cháy toàn bộ nhiên liệu.
Do đó, khi nhiên liệu được phun vào buồng đốt trước, một phần các hạt nhiên
liệu sẽ cháy và quá trình này sẽ làm tăng áp suất nội tại trong buồng đốt
trước. Một lượng lớn khí đã cháy dở dang và những hạt nhiên liệu chưa được
cháy còn lại trong buồng đốt trước sẽ được phun vào buồng đốt chính ở dạng
xoáy lốc mãnh liệt, hoà trộn kỹ với khí nạp và cháy tiếp.
Ưu điểm:
∗ Loại này có hiệu quả sử dụng tỷ lệ khí nạp cao, có thể cháy hoàn toàn nhiên
liệu mà không ra khói đen.
∗ Hoạt động êm vì ở buồng đốt chính áp suất thấp và không tăng đột ngột
mặc dù ở buồng đốt trước có áp suất cháy cao.
∗ Việc cháy hầu như độc lập với việc phun nhiên liệu, và động cơ này thường
dùng vòi phun loại đót kín, loại này ít bị trục trặc hơn các loại vòi phun khác.
Vì vậy, hoạt động ổn định được duy trì trong một chu kỳ dài và phạm vi sử
dụng nhiên liệu đạt hiệu quả sẽ rộng hơn.
Nhược điểm:
∗ Hiệu quả nhiệt thấp mặc dù cháy hoàn toàn bởi vì phần cháy chính hầu hết
xảy ra khi piston đã qua điểm chết trên. Tổn thất qua lỗ thông buồng đốt và

tổn thất làm mát tăng do diện tích buồng đốt lớn, do đó mức tiêu hao nhiên
liệu sẽ tăng.
∗ Nhiệt độ khí xả cao.
∗ Khó khởi động khi động cơ nguội nếu không xông máy .
∗ Chế tạo mặt quy lát phức tạp. Lỗ thông buồng đốt chịu nhiệt độ cao và dễ
bị trục trặc do nhiệt khi động cơ tạo công suất cao.
3 Buồng đốt xoáy lốc.
Buồng đốt xoáy lốc có buồng đốt phụ lớn và lỗ thông buồng đốt lớn hơn loại
buồng đốt trước. Nó tạo ra dòng khí xoáy mạnh ở buồng xoáy lốc trong hành
trình nén, và 1 lượng lớn nhiên liệu được phun vào dòng khí để bốc cháy.
Buồng đốt xoáy lốc chiếm khoảng 60% - 75% tổng thể tích và tiết diện lỗ
thông chiếm 1% – 3,5% diện tích đỉnh piston. Lỗ thông có vị trí và hướng của
nó sao cho tạo xoáy lốc mãnh liệt. Ap suất tăng lên trong buồng đốt chính khi
piston đến gần điểm chết trên sẽ lớn hơn so với loại buồng đốt trước bởi vì tỷ
lệ cháy hỗn hợp khí khi ở buồng đốt xoáy lốc là cao hơn.
Điều này nghĩa là hiệu quả chu kỳ cháy là cao hơn. Lỗ thông lớn hơn dẫn đến
tổn thất qua lỗ thông nhỏ hơn. Đây là những ưu điểm khi chạy tốc độ cao.
Đặc điểm:
∗ Hiệu quả chu kỳ cháy cao khi chạy ở tốc độ cao, do đó tạo ra công suất lớn
và mức tiêu hao nhiên liệu thấp. Tuy nhiên, ở tốc độ chậm thì làm việc không
hiệu quả, đường cong mô men kéo sẽ võng xuống ở tốc độ chậm và trung
bình.
∗ Tổn thất nhiệt từ buồng đốt xoáy lốc là rất lớn đến mức rất khó khởi động
khi động cơ nguội nếu không có hệ thống xông máy.