113
Vịtrí đặt bugi
Vị trí đặt bugi trong buồng cháy gây ảnh hưởng lớn đến khuynh hướng kích nổ. Khoảng cách từ nến lửa đến khu vực xa nhất của buồng cháy càng dài (tức hành trình màng lửa càng dài) thì khuynh hướng gây kích nổ càng lớn. Nếu đặt bugi gần sát supap nạp xa supap xả sẽlàm tăng khảnăng nâng cao nhiệt độ của khối hịa khí ở cuối hành trình màng lửa, do nhiệt độ lớn của supap xả gây ra, vì vậy làm tăng khuynh hướng kích nổ. Do đĩ cần phải đặt bugi sát với khu vực giữa buồng cháy và gần bộ phận nĩng nhất của buồng cháy, qua đĩ một mặt rút ngắn hành trình màng lửa, mặt khác cịn giảm bớt nhiệt độ của khối hịa khí ở khu vực cuối hành trình màng lửa làm giảm khuynh
hướng gây kích nổ.
Loại bugi cĩ phù hợp khơng sẽảnh hưởng lớn tới tính năng của động.
Chọn loại bugi phải dựa vào trạng thái phụ tải nhiệt của động cơ. Năng lực chịu phụ thải nhiệt của bugi được gọi là đặc tính nhiệt của bugi và được thể hiện qua trị số
nhiệt. Chọn đúng bugi, cần phải đảm bảo cho động cơ hoạt động tốt ở tốc độ thấp và
khơng được tạo ra điểm nĩng rực để gây đánh lửa bề mặt khi chạy ở tải lớn. Thực nghiệm chỉ rằng: nhiệt độ phần đầu của sứ cách điện phải nằm trong phạm vi 580 ÷ 8500C động cơ mới hoạt động bình thường, vì trong phạm vi nhiệt độấy dầu nhờn vào xilanh và dính trên cực bugi sẽ bị đốt cháy, làm giảm khảnăng gây tích muội than tại khe hở của bugi. Nếu thấp hơn 5800C sẽ gây tích than trên cực bugi làm đoản mạch gây nên hiện tượng bỏ lửa (khơng cĩ tia lửa điện). Nếu nhiệt độ lớn 8500C sẽ làm cho cực bugi trở thành điểm nĩng rực gây đánh lửa bề mặt, kết quả làm chảy cực bugi và phá vỡ sứcách điện.
Vì vậy phải chọn loại bugi cĩ đặc tính nhiệt đúng với động cơ sử dụng.
Năng lượng đánh lửa: Năng lượng tia lửa phải đủ sức đốt cháy hỗn hợp trong
xylanh động cơ. Điều này hiện nay được giải quyết bằng loại hệ thống đánh lửa bán dẫn, với nhiều ưu điểm.
Khắc phục hồn tồn hiện tượng bỏ lửa ở tốc độ cao.
Tuổi thọ tiếp điểm tăng lên nhiều, vì dịng điện đi qua tiếp điểm chỉ bằng khoảng 1/10 so với đánh lửa truyền thống (khoảng 300 ÷ 700mA).
Dễ khởi động khi trời lạnh. Ngồi ra do năng lượng của tia lửa rất lớn nên gia tăng
tốc độ cháy, giảm cháy rớt, làm tăng cơng suất và hiệu suất động cơ.
Người ta cịn dùng các giải pháp về phân lớp hịa khí, đảm bảo cho hịa khí ở khu vực cực bougie cĩ thành phần đậm ( = 0,85 ÷ 0,95) để tạo ra màng lửa mạnh, lan truyền
và đốt kiệt số hịa khí cịn lại với thành phần nhạt ( tới 2), nhằm tiết kiệm xăng, giảm ơ nhiễm mơi trường (giảm CO).
Ảnh hưởng của tốc độ và phụ tải tới quá trình cháy.
Ảnh hưởng của tốc độ
Khi tăng tốc độ động cơ, một mặt làm tăng tốc độ dịng khí nạp vào xilanh, mặt
khác tăng tốc độ chuyển dịch của piston sẽlàm tăng cường độ dịng khí khí nén, vì vậy
đã cải thiện chất lượng hịa trộn của hịa khí. Ngồi ra khi tăng tốc độcũng làm tăng
nhiệt độ hịa khí cuối kỳnén, tăng quá trình chuẩn bị cháy của hịa khí, kết quảlàm tăng
nhanh tốc độ lan truyền màng lửa.
Ảnh hưởng của tải
Động cơ xăng cĩ bộ chế hịa khí sử dụng biện pháp điều chỉnh lượng hịa khí ở tải nhỏ, đĩng bớt bướm ga, tạo cản đối dịng khí nạp, qua đĩ là. Giảm lượng hịa khí đi vào xilanh. Nhưng lúc ấy do lượng khí sĩt cịn lại trong buồng cháy thay đổi khơng nhiều,
làm tăng hệ số khí sĩt γr, qua đĩ làm gia tăng độ lỗng của hịa khí và tăng thời gian cháy trễ, quá trình cháy trở nên chậm chạp, kết quảlàm tăng thời gian quá trình cháy.
114
Ở tải lớn lượng hịa khí mới nạp vào xilanh tăng, làm tăng áp suất cháy. Mặt khác do hệ sốkhí sĩt γr tăng, nên dễ gây kích nổ.
Ảnh hưởng của tỷ số nén ε và loại buồng cháy tới quá trình cháy.
Ảnh hưởng của tỷ sốnén ε
Khi tăng tỷ sốnén ε, áp suất nhiệt độ cuối quá trình nén đều tăng, tạo điều kiện tốt cho các phản ứng ơxy hĩa của hịa khí, nhờđĩ sẽ rút ngắn thời kỳ cháy trễvà làm tăng
tốc độ lan màng lửa. Vì vậy trong các động cĩ tỷ sốnén ε cao, thời gian cháy trễ ti (φi), và thời gian lan tràn màng lửa đều được rút ngắn, áp suất cháy cực đại càng nằm sát khu vực ĐCT, tốc độtăng áp suất ∆p/∆φ và áp suất cháy cực đại đều lớn.
Ảnh hưởng của loại buồng cháy tới q trình cháy
Loại buồng cháy và cách bố trí supap cĩ liên hệ mật thiết với nhau. Với loại buồng cháy khác nhau thì tỷ số Flm/Vc sẽ khác nhau nên tốc độ lan truyền của màng lửa cũng
khác nhau. Nếu tỷ số Flm/Vc càng lớn thì tốc độ lan truyền của màng lửa càng nhỏ và
ngược lại.
d) Giới thiệu các thơng số của quá trình cháy
Một số thơng sốđặc trưng của quá trình cháy là:
- Tốc độ cháy w: biểu thịlượng hỗn hợp tham gia phản ứng trong một đơn vị thời gian (kg/s hay kmol/s). Tốc độ cháy w quyết định tốc độ tỏa nhiệt dQ
d và qua đĩ đến
p
.
- Tốc độ phản ứng ơxy hĩa w’: biểu thị tốc độ cháy riêng cho một đơn vị thể tích hỗn hợp (kg/sm3 hay kmol/s.m3).
- Tốc độ lan tràn màng lửa u (m/s): quyết định thời gian cháy hỗn hợp 8.3.3.2. Quá trình cháy trong động cơ diesel
Động cơ diesel là động cơ cĩ quá trình hình thành
hỗn hợp bên trong xilanh. Từđặc điểm này cĩ thể chia
quá trình cháy thành 4 giai đoạn được thể hiện trên đồ
thị P, T –φ0 (hình 8-22).
a) Diễn biến q trình cháy Thời kỳ cháy trễ I:
Được tính từ lúc bắt đầu phun nhiên liệu vào xilanh
động cơ (điểm 1) tới khí phát hỏa bốc cháy (điểm 2) (giai
đoạn I trên hình 8-22). Đặc điểm của thời kỳ cháy trễ là: - Tốc độ phản ứng của hĩa học tương đối chậm, sản vật của phản ứng là sản vật trung gian (như quá trình của ngọn lửa lạnh).
- Nhiên liệu phun liên tục vào buồng cháy, cuối thời kỳ cháy trễ khoảng 30 ÷ 40% nhiên liệu được phun vào, một vài động cơ tốc độ cá biệt cĩ thể phun 100% nhiên liệu trong thời kỳ này.
- Do tốc độ nhả nhiệt dQ/đồ thị cơng rất thấp.