Luận văn Nghiên cứu mô phỏng quá trình phun nhiên liệu trong động cơ Diesel một xy-Lanh phun trực tiếp (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu mô phỏng quá trình phun nhiên liệu trong động cơ Diesel một xy-Lanh phun trực tiếp (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM ĐÌNH THỌ NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL MỘT XY-LANH PHUN TRỰC TIẾP NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ô TÔ MÁY KÉO - 605246 S K C0 0 1 0 0 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2004
2. BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH o0o LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ NGHIEÂN CÖÙU MOÂ PHOÛNG QUAÙ TRÌNH PHUN NHIEÂN LIEÄU TRONG ÑOÄNG CÔ DIESEL MOÄT XY-LANH-PHUN TRÖÏC TIEÁP Chuyeân ngaønh: Khai thaùc vaø baûo trì oâtoâ Maõ soá ngaønh: 60 52 46 Hoï vaø teân hoïc vieân : KS. PHAÏM ÑÌNH THOÏ Ngöôøi höôùng daãn : TS. NGUYEÃN HÖÕU HÖÔØNG Tp.Hoà Chí Minh, thaùng 08 naêm 2004
3. TOÙM TAÉT Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, vieäc moâ phoûng daàn daàn trôû thaønh moät coâng cuï hoã trôï ñaéc löïc cho vieäc thieát keá kyõ thuaät. Ñaëc bieät laø trong OÂtoâ coù raát nhieàu phaàn meàm moâ phoûng töø nhöõng chi tieát nhoû ñeán moâ phoûng söï hoaït ñoäng cuûa toaøn boä heä thoáng. Chính vì leõ ñoù ñeà taøi “Nghieân cöùu moâ phoûng quaù trình phun nhieân lieäu trong ñoäng cô Diesel moät xylanh-phun tröïc tieáp” ñaõ öùng duïng phaàn meàm HYDSIM do haõng AVL Coäng Hoøa AÙo saûn xuaát ñeå moâ phoûng heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô VIKYNO RV-125 do Coâng Ty Maùy Noâng Nghieäp Mieàn Nam saûn xuaát nhaèm phaân tích söï hoaït ñoäng cuûa heä thoáng nhieân lieäu naøy Do thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi coù haïn. Vì theá ngöôøi nghieân cöùu chæ neâu caùc noäi dung sau: Chöông 1: Trình baøy toång quan veà tình hình vaø yù nghóa cuûa vieäc nghieân cöùu. Chöông 2: Nghieân cöùu veà lyù thuyeát quaù trình phun nhieân lieäu ñoäng cô Diesel, ñeå laøm neàn taûng cho vieäc phaân tích, ñaùnh giaù keát quaû cuûa caùc chöông keá tieáp. Chöông 3: Phaân tích ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa heä thoáng cung caáp nhieân lieäu trong ñoäng cô VIKYNO RV-125, ñaây laø cô sôû cho chuùng ta xaây döïng moâ hình moâ phoûng cho heä thoáng nhieân lieäu moät caùch chính xaùc. Chöông 4: Nghieân cöùu lyù thuyeát moâ phoûng HYDSIM vaø thöïc hieän moâ phoûng heä thoáng cung caáp nhieân lieäu cuûa ñoäng cô VIKYNO RV-125, ñeå töø ñoù ta coù theå ñaùnh giaù keát quaû hoaït ñoäng vaø tìm ra caùc öu, nhöôïc ñieåm cuûa heä thoáng cung caáp nhieân lieäu naøy. Chöông 5: Ñöa ra keát luaän vaø caùc höôùng phaùt trieån veà heä thoáng nhieân lieäu cuûa ñoäng cô VIKYNO RV-125, nhaèm ñeà ra phöông aùn toái öu cho ñoäng cô naøy ngaøy caøng toát hôn. Vôùi nhöõng noäi dung neâu treân seõ giuùp cho chuùng ta hieåu roõ theâm phaàn naøo veà ñoäng cô VIKYNO RV-125 vaø phaàn meàm moâ phoûng HYDSIM. Khi öùng duïng phaàn meàm naøy seõ ñem laïi cho ngöôøi thieát keá nhöõng lôïi ích: . Ruùt ngaén ñöôïc thôøi gian thieát keá vaø thöû nghieäm. . Giaûm chi phí trong vieäc thieát keá, v.v
4. COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc: Hoï vaø teân : Nguyeãn Höõu Höôøng. Chöùc danh khoa hoïc : Hoïc vò : Kyù teân : Caùn boä chaám nhaän xeùt 1: Hoï vaø teân : Phaïm Xuaân Mai. Chöùc danh khoa hoïc : Hoïc vò : Kyù teân : Caùn boä chaám nhaän xeùt 2: Hoï vaø teân : Ñoã Vaên Duõng. Chöùc danh khoa hoïc : Hoïc vò : Kyù teân : Luaän vaên thaïc só ñöôïc baûo veä HOÄI ÑOÀNG CHAÁM BAÛO VEÄ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT. Ngaøy thaùng .naêm 2004.
5. LÔØI CAÛM TAÏ Trong quaù trình hoïc taäp taïi Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh phoá Hoà Chí Minh vaø laøm luaän vaên toát nghieäp taïi Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Thaønh phoá Hoà Chí Minh. Tröôùc heát toâi xin caûm ôn cha meï, vôï vaø caùc thaønh vieân trong gia ñình ñaõ taïo moïi ñieàu kieän thuaän lôïi cho toâi trong suoát quaù trình hoïc taäp. Toâi xin göûi lôøi caûm ôn ñeán PGS.TS Thaùi Baù Caàn Hieäu tröôûng Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh phoá Hoà Chí Minh ñaõ cho pheùp toâi ñöôïc hoïc taäp vaø thöïc hieän luaän vaên thaïc só trong chöông trình ñaøo taïo cao hoïc cuûa nhaø tröôøng. Toâi xin göûi lôøi caûm ôn ñeán phoøng Quaûn lyù khoa hoïc-Quan heä quoác teá-Sau ñaïi hoïc, Quyù thaày coâ trong khoa Cô khí Ñoäng löïc vaø caùc phoøng ban khaùc cuûa Tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät Thaønh phoá Hoà Chí Minh ñaõ giuùp ñôõ toâi trong suoát quaù trình hoïc taäp taïi tröôøng. Toâi xin göûi lôøi caûm ôn ñeán Ban Giaùm Hieäu vaø Quyù thaày coâ trong Khoa Cô khí Tröôøng Cao Ñaúng Giao Thoâng Vaän Taûi III ñaõ taïo ñieàu kieän cho toâi hoaøn thaønh khoùa hoïc. Toâi xin göûi lôøi caûm ôn chaân thaønh ñeán TS. Nguyeãn Höõu Höôøng, Phoù Khoa kyõ thuaät giao thoâng vaø PGS.TS. Phaïm Xuaân Mai, Tröôûng Khoa kyõ thuaät giao thoâng Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch KhoaThaønh phoá Hoà Chí Minh ñaõ nhaän höôùng daãn vaø giuùp ñôõ toâi trong suoát thôøi gian laøm ñeà taøi. Toâi xin göûi lôøi caûm ôn ñeán Ban Giaùm Ñoác Coâng Ty Maùy Noâng Nghieäp Mieàn Nam ñaõ giuùp ñôõ toâi trong coâng taùc thu thaäp caùc taøi lieäu phuïc vuï cho ñeà taøi nghieân cöùu. Cuoái cuøng toâi xin baøy toû loøng bieát ôn ñeán caùc baïn ñoàng nghieäp trong Boä moân oâtoâ- Maùy ñoäng löïc Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch KhoaThaønh phoá Hoà Chí Minh vaø caùc anh em trong lôùp cao hoïc 2002-2004. Tp.HCM ngaøy 30 thaùng 08 naêm 2004. Hoïc vieân thöïc hieän KS. Phaïm Ñình Thoï
6. MUÏC LUÏC Trang Lôøi caûm taï Toùm taét Summary Chöông I : TOÅNG QUAN 1.1. Tình hình nghieân cöùu coù lieân quan ñeán ñeà taøi trong vaø ngoaøi nöôùc . 1 1.2. Ñoái töôïng vaø phaïm vi nghieân cöùu . 1 1.3. YÙ nghóa khoa hoïc vaø tính thöïc tieãn cuûa ñeà taøi . 2 1.4. Phöông phaùp tieáp caän vaø nghieân cöùu . 2 Chöông II : NGHIEÂN CÖÙU QUAÙ TRÌNH PHUN NHIEÂN LIEÄU TRONG ÑOÄNG CÔ DIESEL 2.1. Lyù thuyeát veà quaù trình phun nhieân lieäu trong ñoäng cô Diesel 3 2.1.1. Söï cung caáp nhieân lieäu cuûa bôm cao aùp 3 2.1.2. Ñieàu chænh caùc quaù trình caáp nhieân lieäu ñoái vôùi bôm cao aùp 4 2.1.3. Ñieàu chænh hoãn hôïp caáp cuûa bôm cao aùp . 6 2.1.4. Quaù trình phun nhieân lieäu cuûa voøi phun 6 2.1.5. Quaù trình taïo hoãn hôïp thoâ 7 2.1.6. Ñoä ñoàng ñeàu cuûa haït nhieân lieäu . 8 2.1.7. Ñaùnh giaù chaát löôïng phun nhieân lieäu 9 2.1.8. Söï löu ñoäng cuûa doøng nhieân lieäu qua loã phun 9 2.1.9. Söï hình thaønh chuøm tia nhieân lieäu khi ra khoûi loã phun . 10 2.1.10. Quaù trình bay hôi nhieân lieäu . 11 2.1.11. Söï bay hôi cuûa caùc haït lô löûng khi phun nhieân lieäu vaøo xylanh 12 2.1.12. Quaù trình bay hôi caùc haït nhieân lieäu phun trong theå tích chuøm tia nhieân lieäu 12 2.1.13. Phöông phaùp hoøa troän hoãn hôp trong buoàng ñoát 13 2.1.14. AÛnh höôûng cuûa ñoä nhôùt trong nhieân lieäu Diesel 15 2.1.15. AÛnh höôûng cuûa toác ñoä löu ñoäng ñeán doøng nhieân lieäu qua loã phun 15 2.1.16. AÛnh höôûng cuûa moâi tröôøng khoâng khí trong xylanh . 15 2.2. Moät vaøi keát caáu heä thoáng cung caáp nhieân lieäu trong ñoäng cô Diesel 16 2.2.1. Keát caáu cuûa bôm cao aùp 16 2.2.2. Keát caáu cuûa voøi phun 17 Chöông III: ÑAËC ÑIEÅM CAÁU TAÏO CUÛA HEÄ THOÁNG CUNG CAÁP
7. NHIEÂN LIEÄU TRONG ÑOÄNG CÔ DIESEL MOÄT XYLANH VIKYNO RV 125 3.1. Ñaëc ñieåm keát caáu ñoäng cô VIKYNO RV-125 . 19 3.1.1. Thaân maùy . 20 3.1.2. Naép quy-laùt 20 3.1.3. Cô caáu xupaùp . 21 3.1.4. Khoái xylanh vaø oáng loùt xylanh 22 3.1.5. Truïc khuyûu . 23 3.1.6. Piston vaø xeùc maêng 23 3.1.7. Truïc cam . 24 3.1.8. Baùnh ñaø . 25 3.2. Keát caáu heä thoáng cung caáp nhieân lieäu cuûa ñoäng cô VIKYNO RV-125 26 3.2.1. Heä thoáng nhieân lieäu 26 3.2.2. Bôm cao aùp 26 3.2.3. Voøi phun 27 3.2.4. Bình loïc nhieân lieäu . 28 CHÖÔNG IV: NGHIEÂN CÖÙU MOÂ PHOÛNG QUAÙ TRÌNH PHUN NHIEÂN LIEÄU TRONG ÑOÄNG CÔ DIESEL MOÄT XYLANH PHUN TRÖÏC TIEÁP 4.1. Vai troø cuûa moâ phoûng trong thieát keát tính toaùn ñoäng cô ñoát trong . 30 4.2. Giôùi thieäu phaàn meàm HYDSIM 30 4.3. Cô sôû lyù thuyeát cuûa phaàn meàm moâ phoûng HYDSIM 31 4.3.1. Bieân cô khí . 31 4.3.2. Bieân thuûy cô hoïc . 32 4.3.3. Bieân daïng cam . 32 4.3.4. Theå tích khoâng ñoåi 35 4.3.5. OÁng d’Alembert 36 4.3.6. Bôm oáng . 39 4.3.7. Coång ra treân ñöôøng oáng . 40 4.3.8. Van theå tích khoâng ñoåi 42 4.3.9. Moâ hình loã phun môû roäng 44 4.4. Phaân tích chi tieát keát caáu cuûa heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô VIKYNO RV-125 48 4.4.1. Thoâng soá hình hoïc cuûa cam nheân lieäu 48 4.4.2. Xaây döïng ñöôøng ñaëc tính quan heä giöõa chieàu cao naâng theo thôøi gian 49 4.4.3. Thoâng soá keát caáu cuûa bôm cao aùp 49
8. 4.4.4. Moâ hình cuûa bôm cao aùp treân phaàn meàm HYDSIM 49 4.4.5. Thoâng soá keát caáu cuûa kim phun duøng ñeå moâ phoûng 50 4.4.6. Moâ hình cuûa voøi phun treân phaàn meàm HYDSIM 51 4.4.7. Moâ hình heä thoáng nhieân lieäu 51 4.5. Phaân tích keát quaû moâ phoûng heä thoáng nhieân lieäu trong ñoäng cô VIKYNO RV-125 52 4.5.1. Phaân tích giaù trò aùp suaát toaøn boä heä thoáng 52 4.5.2. Phaân tích giaù trò aùp suaát taïi buoàng bôm 53 4.5.3. Phaân tích giaù trò aùp suaát taïi voøi phun 51 4.5.4. Phaân tích giaù trò aùp suaát vaø löu löôïng dieãn bieán trong quaù trình ñöa nhieân lieäu vaøo buoàng ñoát 54 4.5.5. Phaân tích caùc giaù trò taïi piston bôm 55 4.5.6. Phaân tích caùc giaù trò löu löôïng taïi raõnh xieân . 56 4.5.7. Phaân tích caùc giaù trò löu löôïng taïi buoàng bôm . 57 4.5.8. Phaân tích giaù trò löu löôïng taïi van trieät aùp 57 4.5.9. Phaân tích giaù trò taïi buoàng caáp ñeán kim phun 58 4.5.10. Phaân tích caùc giaù trò taïi vò trí buoàng vaøo cuûa voøi phun . 58 4.5.11. Phaân tích giaù trò löu löôïng taïi vò trí buoàng naâng kim 59 4.5.12. Phaân tích giaù trò taïi vò trí ñaàu voøi phun . 59 4.6. Keát luaän chung vaø ñaùnh giaù keát quaû moâ phoûng cuûa heä thoáng 61 Chöông V: KEÁT LUAÄN VAØ HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN ÑEÀ TAØI 5.1. Keát luaän 63 5.2. Höôùng phaùt trieån ñeà taøi 65 Phuï luïc 67 Taøi lieäu tham khaûo 70
9. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 CHÖÔNG I TOÅNG QUAN 1.1 . TÌNH HÌNH NGHIEÂN CÖÙU COÙ LIEÂN QUAN ÑEÁN ÑEÀ TAØI TRONG VAØ NGOAØI NÖÔÙC Ñaõ töø laâu treân theá giôùi noùi chung vaø ôû ñaát nöôùc ta noùi rieâng, nhu caàu veà söï phaùt trieån caùc loaïi maùy ñoäng löïc ngaøy caøng cao, caùc yeâu caàu veà kyõ thuaät ngaøy caøng ña daïng. Caùc loaïi maùy ñoäng löïc ñöôïc söû duïng chuû yeáu trong caùc lónh vöïc coâng nghieäp, noâng nghieäp, giao thoâng vaän taûi,v.v Ñoäng cô Diesel laø moät trong nhöõng loaïi maùy ñoäng löïc ñang ñöôïc öa chuoäng trong noâng nghieäp. Vì coâng suaát cuûa loaïi ñoäng cô naøy lôùn hôn ñoäng cô xaêng, giaù thaønh nhieân lieäu töông ñoái thaáp. Chính vì nhöõng yeáu toá treân maø ñoäng cô Diesel ngaøy caøng gaàn guõi hôn ñoái vôùi ñôøi soáng noâng thoân vaø ñöôïc ñoái töôïng naøy choïn laøm nguoàn ñoäng löïc phuïc vuï cho hoï trong coâng cuoäc cô giôùi hoùa noâng nghieäp ôû nöôùc ta. Nôi söû duïng ñoäng cô Diesel côõ nhoû nhieàu nhaát ôû nöôùc ta laø ñoàng baèng Baéc Boä vaø ñoàng baèng Nam Boä, noù ñöôïc duøng laøm nguoàn ñoäng löïc ñeå thay theá cho söùc ngöôøi nhö: caøy xôùi, gaët ñaäp, bôm nöôùc, v.v Maët khaùc noù coøn laøm nguoàn ñoäng löïc phuïc vuï trong sinh hoaït, cheá bieán noâng saûn vaø phöông tieän vaän chuyeån haøng hoùa. ÔÛ caùc vuøng cao nguyeân loaïi ñoäng cô naøy coøn ñöôïc duøng trong nhieàu lónh vöïc khaùc nhö: phun thuoác tröø saâu, maùy xay xaùt, xe coâng noâng, v.v Nhìn chung caùc loaïi ñoäng cô Diesel moät xylanh coâng suaát nhoû thöôøng ñöôïc söû duïng raát roäng raûi taïi caùc vuøng noâng thoân ôû nöôùc ta bôûi tính kinh teá cao, cô ñoäng, coâng suaát thích öùng vaø giaù thaønh phuø hôïp vôùi ngöôøi söû duïng. Ngaøy nay, vôùi söï ra ñôøi cuûa caùc heä thoáng cung caáp nhieân lieäu môùi ñaõ laøm cho ñoäng cô Diesel coù nhöõng tính chaát öu vieät gaàn gioáng nhö ñoäng cô xaêng nhö: suaát tieâu hao nhieân lieäu thaáp, giaûm oâ nhieãm moâi tröôøng, v.v Töø nhöõng tính naêng treân maø theá giôùi ñang taäp trung nghieân cöùu öùng duïng heä thoáng naøy leân ñoäng cô Diesel tónh taïi. Do hoaøn caûnh lòch söû vaø nhöõng qui ñònh veà moâi tröôøng ôû nöôùc ta coøn loûng leûo, neân vieäc öùng duïng caùc heä thoáng nhieân lieäu môùi vaøo ñoäng cô Diesel tónh taïi coøn raát haïn cheá, chöa ñöôïc trieån khai maø vaãn coøn söû duïng heä thoáng cung caáp nhieân lieäu kieåu cuõ (kieåu cô khí). Ñieàu naøy phaàn naøo ñaõ laøm haïn cheá möùc ñoä xuaát khaåu loaïi ñoäng cô naøy cuûa Vieät Nam. 1.2. ÑOÁI TÖÔÏNG VAØ PHAÏM VI NGHIEÂN CÖÙU Hieän nay quy moâ cuûa caùc nhaø saûn suaát ñoäng cô ôû nöôùc ta coøn raát haïn cheá, chuû yeáu laø saûn xuaát caùc loaïi ñoäng cô Diesel côõ nhoû moät xylanh phuïc vuï trong noâng GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 1 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
10. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 nghieäp laø chính. Vì vaäy toâi choïn ñoái töôïng nghieân cöùu laø loaïi ñoäng cô Diesel moät xylanh hieäu VIKYNO RV-125 do Coâng Ty Maùy Noâng Nghieäp Mieàn Nam saûn xuaát. 1.3 . YÙ NGHÓA KHOA HOÏC VAØ TÍNH THÖÏC TIEÃN CUÛA ÑEÀ TAØI Muïc ñích cuûa ñeà taøi laø moâ phoûng kieåm nghieäm nhöõng khuyeát ñieåm coøn toàn taïi trong heä thoáng cung caáp nhieân lieäu cuûa ñoäng cô VIKYNO RV-125 do Vieät Nam saûn xuaát, ñeå laøm cô sôû cho vieäc ñaùnh giaù laïi tính naêng kyõ thuaät cuûa ñoäng cô VIKYNO RV-125 hieän coù. Töø ñoù coù theå naâng caáp, caûi thieän ñoäng cô naøy ngaøy caøng hoaøn thieän hôn ñaùp öùng vôùi yeâu caàu kyõ thuaät mong muoán. 1.4. PHÖÔNG PHAÙP TIEÁP CAÄN VAØ NGHIEÂN CÖÙU Ñeå ñaùp öùng phaàn naøo yeâu caàu cuûa thöïc teá, trong quaù trình laøm ñeà taøi toâi ñaõ ñeà ra hai phöông phaùp tieáp caän ñeå giaûi quyeát vaán ñeà moät caùch hoaøn chænh. Tieáp caän vôùi thöïc teá thieát keá, cheá taïo heä thoáng nhieân lieäu ñoäng cô VIKYNO RV-125 hieän coù taïi Coâng Ty Maùy Noâng Nghieäp Mieàn Nam. Ñaây laø cô sôû döõ lieäu ñaàu vaøo cuûa heä thoáng vaø cuõng laø caùc giaù trò ñeå so saùnh vôùi keát quaû ñaàu ra cuûa moâ hình nghieân cöùu. Moâ phoûng heä thoáng baèng phaàn meàm HYDSIM, vôùi muïc ñích ñaùnh giaù laïi toaøn boä caùc chöùc naêng hoaït ñoäng cuûa heä thoáng, ñeå töø ñoù chæ ra caùc nhöôïc ñieåm coøn toàn taïi trong heä thoáng vaø vaïch ra phöông höôùng nghieân cöùu hoaøn thieän heä thoáng nhieân lieäu cho ñoäng cô VIKYNO RV-125 do Vieät Nam saûn xuaát. GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 2 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
11. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 CHÖÔNG II NGHIEÂN CÖÙU QUAÙ TRÌNH PHUN NHIEÂN LIEÄU TRONG ÑOÄNG CÔ DIESEL 2.1 . LYÙ THUYEÁT VEÀ QUAÙ TRÌNH PHUN NHIEÂN LIEÄU TRONG ÑOÄNG CÔ DIESEL Quaù trình hoøa troän hoãn hôïp trong loøng xylanh laø moät quaù trình roái loaïn giöõa khoâng khí coù aùp vaø nhieân lieäu coù ñoäng naêng lôùn ôû daïng söông trong thôøi gian raát ngaén töø 1,6 ñeán 60 µs. Quaù trình chaùy vaø caùc thoâng soá cuûa quaù trình chaùy phuï thuoäc raát nhieàu vaøo chaát löôïng vaø thôøi gian chuaån bò hoãn hôïp nhieân lieäu. Chaát löôïng vaø thôøi gian cuûa quaù trình cung caáp nhieân lieäu vaøo buoàng ñoát ñoäng cô seõ quyeát ñònh hieäu suaát, tính kinh teá vaø möùc ñoä oâ nhieãm moâi tröôøng cuûa ñoäng cô Diesel. Ñeå quaù trình cung caáp nhieân lieäu cho ñoäng cô Diesel ñaït hieäu quaû cao thì heä thoáng nhieân lieäu phaûi thoûa maõn caùc thoâng soá sau: Löôïng nhieân lieäu cung caáp cho chu trình phaûi ñaûm baûo tính ñoàng nhaát trong taát caû caùc xylanh öùng vôùi töøng cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Chaát löôïng vaø vaän toác cuûa caùc haït nhieân lieäu khi ñi vaøo buoàng ñoát phaûi töông ñoái ñoàng ñeàu ñeå cho quaù trình chaùy ñöôïc dieãn ra nhanh choùng nhö mong muoán. Thôøi gian baét ñaàu phun vaø keát thuùc phun phaûi ñöôïc ñaûm baûo theo töøng cheá ñoä taûi troïng cuûa ñoäng cô. 2.1.1. Söï cung caáp nhieân lieäu cuûa bôm cao aùp Heä thoáng cung caáp nhieân lieäu Diesel duøng ñeå cung caáp nhieân lieäu saïch vaøo buoàng ñoát döôùi daïng söông, aùp suaát cao, kòp thôøi, ñuùng luùc vaø phuø hôïp vôùi töøng cheá ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô. Khi nhieân lieäu ñöôïc ñieàn ñaày vaøo khoaûng khoâng gian phía treân ñænh piston vaø bòt kín ñöôøng nhieân lieäu vaøo xylanh thì quaù trình neùn baét ñaàu. Luùc naøy quaù trình taêng aùp nhieân lieäu seõ dieãn ra cho ñeán khi thaéng ñöôïc löïc caûn loø xo cuûa van trieät aùp thì van trieät aùp môû, nhieân lieäu ñöôïc ñieàn ñaày vaøo khoang chöùa treân bôm cao aùp ñeå ñeán voøi phun. 1. Thuøng nhieân lieäu. 2. Loïc. 3. Bôm tieáp vaän. 4. Bôm cao aùp. 5. Ñöôøng oáng cao aùp. 6. Voøi phun. 7. Ñöôøng hoài daàu roø ræ. 8. Van hoài daàu. 9. Vít xaû khoâng khí. GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 3 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
12. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 1 2 3 1. Van trieät aùp. 4 2. Buoàng bôm. 5 3. Loã caáp daàu. 4. Piston bôm. 5. Thanh ga. Hình 2-1: Bôm cao aùp Khi raõnh xieân treân piston bôm truøng vôùi loã caáp nhieân lieäu treân xylanh cuûa bôm cao aùp thì quaù trình bôm nhieân lieäu seõ khoâng coøn nöõa, do söï cheânh leäch aùp suaát phía treân vaø döôùi van trieät aùp laøm cho van trieät aùp ñoùng laïi ñoät ngoät, keát thuùc quaù trình cung caáp nhieân lieäu cuûa bôm cao aùp. Nhôø vaäy phía treân van trieät aùp giöõa caùc chu trình seõ toàn taïi moät aùp suaát dö cao aùp, laøm taêng ñoä ñoàng ñeàu löôïng nhieân lieäu caáp cho caùc chu trình laøm vieäc tieáp theo. a b c Hình 2-2: Pha caáp nhieân lieäu cuûa bôm cao aùp a: Ñieàu chænh thôøi ñieåm baét ñaàu caáp b: Thôøi ñieåm keát thuùc caáp c: Hoãn hôïp giöõa a vaø b. ha: Haønh trình coù ích cuûa piston BÑC: Baét ñaàu caáp KTC: keát thuùc caáp. cb: Vaän toác piston bôm. : Goùc caáp nhieân lieäu cuûa bôm. BÑC : Goùc öùng vôùi thôøi ñieåm baét ñaàu caáp. KTC: Goùc öùng vôùi thôøi ñieåm baét ñaàu caáp. a, a1, a2, a3: Thôøi ñieåm baét ñaàu caáp. b, b1, b2, b3: Thôøi ñieåm keát thuùc caáp. 2.1.2. Ñieàu chænh caùc quaù trình caáp nhieân lieäu ñoái vôùi bôm cao aùp Vieäc ñieàu chænh thôøi ñieåm baét ñaàu caáp nhieân lieäu cuûa bôm cao aùp seõ taùc ñoäng ñeán goùc phun sôùm. Khi thôøi ñieåm baét ñaàu caáp nhieân lieäu treã hôn trong phaïm vi GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 4 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
13. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 cho pheùp thì aùp suaát chaùy cöïc ñaïi (pz ) cuûa chu trình taêng leân, suaát tieâu hao nhieân lieäu giaûm xuoáng. pz =  pe (2.1) Trong ñoù:  : Heä soá taêng aùp suaát. pe : AÙp suaát moâi tröôøng trong xylanh taïi thôøi ñieåm phun nhieân lieäu (bar). a: Thôøi ñieåm baét ñaàu naâng piston. b: Thôøi ñieåm keát thuùc naâng piston. ha: Haønh trình coù ích cuûa piston. hmax: Haønh trình naâng toái ña. BÑC: Baét ñaàu caáp. KTC: Keát thuùc caáp. : Goùc quay cuûa truïc cam. c: Vaän toác cuûa piston bôm. c : Goùc caáp nhieân lieäu. Hình 2-3: Haønh trình vaø vaän toác cuûa piston bôm cao aùp Coøn vieäc ñieàu chænh thôøi ñieåm keát thuùc caáp nhieân lieäu seõ laøm cho chaát löôïng phun ñöôïc caûi thieän vaø oån ñònh hôn khi ñoäng cô laøm vieäc ôû cheá ñoä toác ñoä oån ñònh. Nhöng ñoái vôùi nhöõng giaù trò voøng quay khaùc thì tính kinh teá cuûa noù seõ thaáp hôn. 1. Van choáng hoài ngöôïc. 2. Van ngaét 3. Van huùt 4. Vaønh tieát löu 5. Tay ñoøn 6. Cam leäch taâm 7. Cam truyeàn ñoäng 8. Con laên 9. Con ñoäi 10.Tay ñoøn 11.Cam leäch taâm 12.Vít ñieàu chænh 13.Piston bôm 14.Cô caáu töï ñieàu chænh. a: Cô caáu truyeàn ñoäng. b: Haønh trình, toác ñoä cuûa piston. HB: ÖÙng vôùi haønh trình beù. a b HBT: ÖÙng vôùi haønh trình trung bình. HTH: ÖÙng vôùi haønh trình toaøn boä Hình 2-4: Bôm nhieân lieäu ñieàu chænh keát thuùc phun h : Haønh trình xaû nhieân lieäu. rl a: Cô caáu truyeàn ñoäng bôm cao aùp b: Haønh trình vaø toác ñoä cuûa piston GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 5 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
14. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 2.1.3. Ñieàu chænh hoãn hôïp caáp cuûa bôm cao aùp Bôm cao aùp ñieàu chænh hoãn hôïp laø loaïi bôm hoaøn thieän nhaát. Heä thoáng ñieàu chænh phoái hôïp giöõa caùc thôøi ñieåm caáp nhieân lieäu nhaèm baûo ñaûm caùc cheá ñoä hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô. Ñieàu chænh thôøi ñieåm keát thuùc caáp laø ñieàu chænh löôïng nhieân lieäu caáp cho ñoäng cô ôû moãi chu trình. Phöông phaùp phoái hôïp naøy seõ baûo ñaûm cho ñoäng cô hoaït ñoäng vôùi suaát tieâu hao nhieân lieäu laø nhoû nhaát, hoaït ñoäng ñöôïc trong daõy taûi troïng roäng. 1. Thaân bôm. 2. Van ngaét. 3. Van huùt. 4. Boä ñieàu toác. 5. Caàn ñieàu khieån. 6. Vaáu cam. 7. Ñoái troïng. 8. Ñoái troïng. ÑCT: Ñieåm cheát treân Hình 2-5: Söï thay ñoåi haønh trình cuûa piston bôm cao aùp 2.1.4. Quaù trình phun nhieân lieäu cuûa voøi phun Hai loaïi voøi phun ñöôïc söû duïng phoå bieán treân ñoäng cô Diesel hieän nay laø: Voøi phun ñoùt kín loã tia kín. Voøi phun ñoùt kín loã tia hô.û Phöông trình moâ taû voøi phun: 2 Gnl nl p2 – pz = 2 (2-2) 2 c fc Trong ñoù: p2 : AÙp suaát nhieân lieäu tröôùc loã phun (Pa). pz : AÙp suaát moâi chaát coâng taùc trong buoàng ñoát (Pa) . 3 Gnl : Löu löôïng nhieân lieäu caáp cho voøi phun (m /s). 3 nl : Khoái löôïng rieâng cuûa nhieân lieäu (kg/m ). c : Heä soá löu löôïng thoâng qua loã phun. 2 fc : Dieän tích löu thoâng qua loã phun (m ). Ñoái vôùi loaïi voøi phun naøy, ta phaûi xeùt ñeán ñoä cheânh leäch aùp suaát tröôùc vaø sau maët coân cuûa kim khi ñi ra loã phun. 2 Gnl nl py – p2 = 2 (2-3) 2 1 f1 GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 6 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
15. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 Trong ñoù: py : AÙp suaát tröôùc maët coân. 1 : Heä soá löu löôïng löu thoâng qua maët coân. f1 : Dieän tích löu thoâng qua maët coân. f1 = x dtb sin x : Haønh trình naâng maët coân. dtb : Ñöôøng kính trung bình cuûa maët coân. : Goùc coân. py: AÙp suaát nhieân lieäu phía tröôùc loã (Pa). pc: AÙp suaát moâi chaát trong buoàng ñoát (Pa). 3 Q : Löu löôïng nhieân lieäu qua loã phun (m /s). p : AÙp suaát naâng kim (Pa). x : Haønh trình naâng kim cöïc ñaïi (m). max p2: Heä soá aùp suaát. Hình 2-6: Quaù trình phun nhieân lieäu cuûa voøi phun 2.1.5. Quaù trình taïo hoãn hôïp thoâ Khi ñi ra khoûi loã phun doøng nhieân lieäu bò xeù nhoû taïo thaønh chuøm tia, caøng ñi xa loã tia, vaän toác cuûa chuøm tia seõ giaûm daàn do taùc ñoäng cuûa löïc khí ñoäng beân trong buoàng ñoát cuoái haønh trình neùn. Vaän ñoäng cuûa chuøm tia nhieân lieäu seõ loâi cuoán theo lôùp khoâng khí bao quanh, ñaëc bieät laø ôû vuøng loõi chuøm tia, vì vuøng naøy laø nôi taäp trung caùc haït nhieân lieäu coù kích thöôùc haït vaø maät ñoä phaân boá lôùn. Khoâng khí cuoán theo chuøm tia moät maët laøm giaûm toác ñoä töông ñoái cuûa caùc haït so vôùi toác ñoä doøng khí, maët khaùc laøm cho khoâng khí beân trong chuøm tia bò doàn ra vuøng beân ngoaøi. Phaàn nhieân lieäu phun ra tröôùc gaëp söùc caûn cuûa khoâng khí neân toác ñoä bi giaûm maïnh, phaàn nhieân lieäu phun ra sau ñöôïc phun vaøo moâi tröôøng tia nhieân lieäu ñang chuyeån ñoäng neân toác ñoä giaûm chaäm hôn. Vì theá, phaàn nhieân lieäu phun vaøo sau ñuoåi kòp vaø gaït soá nhieân lieäu phun tröôùc ra ngoaøi roài ñi vaøo loõi chuøm tia. Quaù trình naøy ñaõ taïo thaønh chuøm tia roái loaïi hai pha Pha 1: Loõi chuøm tia coù toác ñoä vaø kích thöôùc haït lôùn, maät ñoä phaân boá nhieân lieäu cao. Pha 2: Voû chuøm tia coù toác ñoä, kích thöôùc haït nhoû, maät ñoä phaân boá nhieân lieäu thaáp. GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 7 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
16. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 Quaù trình hình thaønh hoãn hôïp thoâ chæ ñöôïc xem xeùt ôû pha 1, vì pha naøy taäp trung caùc haït lôùn, toác ñoä lôùn, nhöng do aûnh höôûng cuûa doøng khí cuoái haønh trình neùn neân noù bò haõm laïi, vì theá xuaát hieän doøng höôùng taâm maïnh ñaåy caùc haït ra pha 2. Söï chuyeån ñoäng naøy gaây ra söï hoøa troän giöõa nhieân lieäu vaø khoâng khí. 1. Loõi chuøm tia. 2. Voû chuøm tia. 3. Ñænh chuøm tia. CT: Goùc taùn xaï chuøm tia. Sf : Noàng ñoä nhieân lieäu. R : Baùn kính chuøm tia. Hình 2-7: Chuøm tia nhieân lieäu CT Caùc thoâng soá hình hoïc cuûa chuøm tia ñöôïc ñaëc tröng bôûi 3 thoâng soá: Chieàu daøi, chieàu roäng vaø goùc coân cuûa tia phun. Giöõa hình daïng hình hoïc, chieàu daøi chuøm tia vaø goùc coân cuûa tia phun coù moái quan heä xaùc ñònh. Ñoä phun söông caøng maûnh thì chuøm tia caøng daøy vaø taùc ñoäng qua laïi giöõa chuøm tia vôùi khoâng khí xung quanh caøng keùm. Ta coù theå tính chieàu daøi chuøm tia theo coâng thöùc: G. Xitki: 0.48 0.3 0.35   nldtb nl Ltp = AL dtb (2-4) dtb nl kk Trong ñoù: AL : Thoâng soá keát caáu cuûa voøi phun (m).  : Vaän toác cuûa tia phun (rad). 2 nl : Ñoä nhôùt cuûa nhieân lieäu (m /s). dtb : Ñöôøng kính trung bình cuûa haït nhieân lieäu (m). 3 nl : Khoái löôïng rieâng cuûa nhieân lieäu (kg/m ). 3 kk : Khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí (kg/m ) . 2.1.6. Ñoä ñoàng ñeàu cuûa haït nhieân lieäu Ñoä ñoàng nhaát ñöôïc ñaëc tröng bôûi sai soá bình phöông ñöôøng kính haït. Vì vaäy khi phun ñoàng nhaát ñöôøng kính haït ñöôïc tính bôûi coâng thöùc: d = 2.rtb GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 8 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
17. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 Ñoä ñoàng nhaát laø yeáu toá taïo neân hoãn hôïp ñoàng nhaát. Vôùi moâi tröôøng hai pha thì hoãn hôïp chuû yeáu laø khoâng ñoàng nhaát. Chaát löôïng cuûa hoãn hôïp seõ quyeát ñònh tính ñoàng nhaát cuûa hoãn hôïp. Vì vaäy hoãn hôïp caøng ñoàng nhaát laø hoãn hôïp phaûi coù chæ soá ñaäm ñaëc lôùn hôn moät. 1. Phaân boá chuøm tia. 2. Phaân boá haït taïi loõi chuøm tia. I. Phaân boá vaän toác taïi loõi. II. Phaân boá vaän toác taïi caùc maët. caét. Hình 2-8: Söï phaân boá nhieân lieäu trong tia phun 2.1.7. Ñaùnh giaù chaát löôïng phun nhieân lieäu Chaát löôïng phun nhieân lieäu ñöôïc ñaëc tröng bôûi hai thoâng soá: Ñaëc tính phun nhieân lieäu vaø ñoä mòn cuûa haït nhieân lieäu. Khi phun vôùi aùp suaát lôùn vaø ñoät ngoät thì seõ naâng cao ñöôïc ñaëc tính phun vaø ñoä tôi cuûa haït. Ñieàu naøy laøm taêng dieän tích tieáp xuùc giöõa khoâng khí vôùi haït nhieân lieäu trong buoàng ñoát. Nhôø ñoù maø quaù trình chaùy ñöôïc toát hôn, toác ñoä vaø coâng suaát cuûa ñoäng cô taêng leân. 1. Ñöôøng ñaëc tính phun öùng vôùi ñöôøng kính loã 0,4 mm. 2. Ñöôøng ñaëc tính phun öùng vôùi ñöôøng kính loã 0,57 mm. 3. Ñöôøng ñaëc tính phun öùng vôùi ñöôøng kính loã 0,8 mm. Hình 2-9: Ñaëc tính phun nhieân lieäu 2.1.8. Söï löu ñoäng cuûa doøng nhieân lieäu qua loã phun Khi phun nhieân lieäu vaøo buoàng ñoát cuûa ñoäng cô döôùi aùp suaát cao, nhieân lieäu ñöôïc taùch thaønh nhieàu haït nhoû. Nguyeân nhaân taùn xaï naøy laø do nhieãu loaïn nhieân lieäu phaùt sinh khi ñi qua loã phun. GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 9 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
18. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 Cô cheá phun söông nhieân lieäu phuï thuoäc vaøo hình daùng tieát dieän ngang cuûa loã, chaát löôïng thaønh loã doïc theo ñöôøng taâm khoâng gioáng nhau, döôùi aùp löïc phun lôùn, toác ñoä löu thoâng cuûa doøng nhieân lieäu taïi caùc ñieåm treân maët caét ngang cuûa loã cuõng khoâng gioáng nhau. Taïi vuøng taâm toác ñoä lôùn, taïi vuøng meùp loã do ma saùt vaø xoaùy neân toác ñoä nhoû, do vaäy sau khi ra khoûi loã phun, trong tia xuaát hieän theâm thaønh phaàn löïc vuoâng goùc vôùi ñöôøng taâm tia, löïc naøy gaây neân löïc kích ñoäng ban ñaàu. Löïc lieân keát giöõa caùc phaàn töû vaø löïc caêng maët ngoaøi coù xu höôùng giöõ cho tia nhieân lieäu chuyeån ñoäng tieáp tuïc, khoâng bò xeù nhoû, trong khi ñoù löïc kích ñoäng ban ñaàu vaø löïc khí ñoäng cuûa khoâng khí neùn trong buoàng ñoát laïi coù xu höôùng xeù tia nhieân lieäu thaønh caùc haït nhoû, luùc naøy taïo ra cô cheá roái loaïn chuøm tia. Möùc ñoä nhieãu loaïn phuï thuoäc vaøo thieát bò vaø tính chaát vaät lieäu cuûa nhieân lieäu. a. Söï löu ñoäng doøng nhieân lieäu qua loã phun coù tyû leä lpo /dpo nhoû. lpo b. Söï löu ñoäng doøng nhieân lieäu qua lpo loã phun coù tyû leä lpo /dpo lôùn. dpo lpo: Chieàu daøi chuøm tia. dpo: Ñöôøng kính loã phun. a. b. d po Hình 2-10: Söï löu ñoäng cuûa chuøm tia qua loã tia 2.1.9. Söï hình thaønh chuøm tia nhieân lieäu khi ra khoûi loã phun Tia nhieân lieäu ñöôïc phun thaønh caùc haït nhoû döôùi taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá beân ngoaøi vaø beân trong leân tia phun. Treân ñöôøng ra khoûi loã phun xung roái loaïn ñaõ laøm bieán daïng chuøm tia nhieân lieäu, laøm cho doøng nhieân lieäu bò xeù tan thaønh caùc haït coù kích thöôùc khaùc nhau. Söï taùch tia ñaàu tieân khi ra khoûi caùc loã phun do aûnh höôûng cuûa nhieãu ngang, doïc, trong tia chaûy roái doøng vaø neùn nhieân lieäu. Maët khaùc caùc yeáu toá beân ngoaøi taùc ñoäng leân tia khi ra khoûi loã phun, laøm ngaên caûn khoâng cho tia phun ñi vaøo buoàng ñoát. Nhöng do doøng nhieân lieäu cöù tieáp tuïc chuyeån ñoäng vôùi vaän toác lôùn laøm cho caùc haït bò bieán daïng döôùi taùc ñoäng cuûa roái nhieãu loaïn vaø löïc khí ñoäng hoïc, khi caùc haït coù kích thöôùc lôùn bò chia nhoû. Söï bieán daïng, phaân raõ haït nhieân lieäu bò caûn trôû bôûi söùc caêng beà maët. Söùc caêng beà maët caøng taêng khi ñöôøng kính haït caøng giaûm. Haït nhieân lieäu giöõ ñöôïc traïng thaùi oån ñònh khi noù caân baèng vôùi caùc yeáu toá töông taùc. Nhö vaäy luùc naøy ta caøng thaáy roõ reät löïc khí ñoäng hoïc, löïc kích ñoäng nhieãu loaïn vaø nhieät ñoä coù xu höôùng laøm xeù tan chuøm tia, trong khi ñoù söùc caêng beà maët vaø löïc lieân keát giöõa caùc phaàn töû nhieân lieäu laïi coù xu höôùng giöõ nguyeân chuøm tia. Chính vì theá ñaõ hình thaønh neân chuøm tia nhieân lieäu. GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 10 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
19. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 Thôøi gian (t) (L) tia Chieàuphun daøi Hình 2-11: Söï hình thaønh chuøm tia khi ñi qua loã phun 2.1.10. Quaù trình bay hôi nhieân lieäu AÙp suaát moâi chaát trong xylanh ôû cuoái quaù trình neùn cao hôn aùp suaát tôùi haïn cuûa caùc nguyeân töû cacbuahydroâ coù trong thaønh phaàn nhieân lieäu. Vì vaäy khi phun vaøo buoàng ñoát caùc nguyeân töû cacbuahydroâ ôû daïng thoâ khoâng theå hoøa troän vôùi khoâng khí, maëc duø nhieät ñoä trong buoàng ñoát töông ñoái cao. Vôùi ñieàu kieän nhö theá, vieäc chuyeån ñoåi pha chæ thöïc hieän baèng phöông phaùp bay hôi. Khi caùc phaân töû haït nhieân lieäu loûng coù toác ñoä chuyeån ñoäng nhieät lôùn thaéng ñöôïc söùc caêng beà maët thì caùc phaân töû cacbuahydroâ taùch khoûi haït nhieân lieäu, nhieät ñoä cuûa haït caøng cao thì caùc phaân töû cacbuahydroâ coù ñuû naêng löôïng taùch khoûi chuøm tia caøng lôùn. Khi taùch khoûi chuøm tia thì nhieät ñoä cuûa caùc phaân töû cacbuahydroâ seõ giaûm xuoáng. Vì vaäy ñeå baûo toaøn vaø naâng cao cöôøng ñoä bay hôi thì phaûi caáp nhieät cho haït nhieân lieäu. Quaù trình bay hôi cuûa caùc haït nhieân lieäu ñöôïc chia ra laøm 3 giai ñoaïn (hình 2.11): Giai ñoaïn1 : Haït nhieân lieäu ñöôïc saáy noùng, söùc caêng maët ngoaøi taêng leân. Giai ñoaïn 2: Caùc phaân töû cacbuahydroâ taùch ra khoûi beà maët haït nhieân lieäu laøm cho haït nhieân lieäu coù kích thöôùc giaûm xuoáng roõ reät. Giai ñoaïn 3: Haït nhieân lieäu ñaït traïng thaùi baûo hoøa giöõa caùc phaân töû cacbuahydroâ vôùi nhau. GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 11 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
20. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 df: Ñöôøng kính haït. dfo: Ñöôøng kính ban ñaàu cuûa haït.  : Thôøi gian töùc thôøi.  : Thôøi gian bay hôi hoaøn bhH toaøn haït nhieân lieäu. Hình 2-12: Söï phuï thuoäc ñöôøng kính haït vaøo thôøi gian bay hôi 2.1.11. Söï bay hôi cuûa caùc haït lô löûng khi phun nhieân lieäu vaøo xylanh Ñoäng löïc hoïc bay hôi haït lô löûng phuï thuoäc vaøo kích thöôùc trung bình cuûa haït cuõng nhö ñoä ñoàng nhaát khi phun. Taïi thôøi ñieåm ban ñaàu caùc haït khoâng ñoàng nhaát coù cöôøng ñoä bay hôi maïnh hôn (ñöôøng soá1) caùc haït ñoàng nhaát (ñöôøng soá 2), (hình 2.12). Tuy nhieân caùc haït lô löûng naøy yeâu caàu phaûi coù thôøi gian daøi ñeå noù bay hôi toaøn boä, vì haït coù ñöôøng kính khoâng baèng nhau vaø toàn taïi trong traïng thaùi khoâng ñoàng nhaát neân khoaûng caùch giöõa caùc haït lôùn. Nhö vaäy tính khoâng ñoàng nhaát khi phun moät maët ñaûm baûo bay hôi trong giai ñoaïn ñaàu nhanh, maët khaùc loâi cuoán söï chaùy. Ñieàu naøy laøm giaûm chaát löôïng cuûa quaù trình coâng taùc. 1. Haït khoâng ñoàng nhaát. 2. Haït ñoàng nhaát. : Phaàn nhieân lieäu bay hôi.  : Thôøi gian töùc thôøi. A: Thôøi ñieåm bay hôi toaøn boä. Hình 2-13: Quaù trình bay hôi cuûa haït ñoàng nhaát vaø khoâng ñoàng nhaát 2.1.12. Quaù trình bay hôi cuûa caùc haït nhieân lieäu phun trong theå tích chuøm tia nhieân lieäu Trong theå tích chuøm tia nhieân lieäu coù ñoä khoâng ñoàng nhaát vaø ñoä khoâng oån ñònh cuûa noàng ñoä, nhieät ñoä, toác ñoä chuyeån ñoäng. Caùc yeáu toá naøy laøm cho toác ñoä bay hôi cuûa caùc haït trong chuøm tia khaùc nhau. Taïi loõi chuøm tia do coù söï trao ñoåi khí ñoäng hoïc vaø trao ñoåi nhieät laøm cho söï phaân boá noàng ñoä theo theå tích chuøm tia cuõng khoâng gioáng nhau. Quaù trình bay hôi khoâng aûnh höôûng lôùn chieàu daøi, bôûi vì ñoäng GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 12 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
21. Luaän vaên toát nghieäp cao hoïc Khoùa 2002-2004 löïc hoïc loõi chuøm tia laø thoâng soá quyeát ñònh. Vì theá khi chieàu daøi cuûa chuøm tia lôùn, nhieät ñoä cao thì söï chuyeån ñoåi pha baét ñaàu aûnh höôûng roõ reät tôùi ñoäng hoïc chuøm tia. Hình 2-14: Söï aûnh höôûng nhieät ñoä moâi tröôøng Hình 2-15: Söï phaân boá noàng ñoä bay hôi. ñeán chuøm tia. 1.ÖÙng vôùi vò trí quan saùt 40 mm. 2. ÖÙng vôùi vò trí quan saùt 80 mm. 3.ÖÙng vôùi vò trí quan saùt 120 mm. 4. ÖÙng vôùi vò trí quan saùt 160mm. 2.1.13. PhöôngrCT: Baùn kính phaùp chuøm hoøa tia. troän hoãn hôïp trong S buoàngfd: Noàng ñoátñoä theå tích hôi. Quaù trình hình thaønh hoãn hôïp trong ñoäng cô Diesel baét ñaàu töø luùc phun nhieân lieäu vaøo buoàng ñoát. Söï hình thaønh hoãn hôïp trong buoàng ñoát döïa treân 2 thoâng soá cô baûn ñoù laø: Chaát löôïng tia phun vaø hình daùng cuûa chuøm tia. Ñeå ñaûm baûo hoøa troän hoãn hôïp coù chaát löôïng cao trong loøng xylanh ngöôøi ta duøng caùc phöông phaùp hoøa troän sau: Theå tích, maøng-theå tích, buoàng ñoát tröôùc, buoàng ñoát xoaùy loác,v.v Do loaïi ñoäng cô nghieân cöùu coù buoàng ñoát laø loaïi buoàng ñoát thoáng nhaát, vì vaäy ôû ñaây chæ quan taâm ñeán phöông phaùp hoøa troän hoãn hôïp theå tích vaø maøng-theå tích.  Phöông phaùp taïo hoãn hôïp theå tích Nhieân lieäu ñöôïc ñöa tröïc tieáp vaøo buoàng ñoát, ñeå ñaûm baûo ñoä phun ñoàng ñeàu theo theå tích buoàng ñoát ngöôøi ta duøng loaïi voøi phun coù nhieàu loã phun. Chaát löôïng cuûa hoãn hôïp phuï thuoäc chuû yeáu vaøo söï taïo thaønh xoaùy loác trong khoâng gian buoàng ñoát. Xoaùy loác töông taùc vaøo chuøm tia gaây ra söï trao ñoåi ñoäng naêng lôùn giöõa chuøm tia vaø moâi chaát coâng taùc taïo neân hoøa khí trong xylanh. Nhôø vaäy maø ñoäng cô deã khôûi ñoäng, tính kinh teá cao. Tuy nhieân phöông phaùp naøy coù nhöôïc ñieåm laø caàn phaûi coù heä soá dö löôïng khoâng khí ( )cao, aùp suaát cao ñeå ñoát chaùy nhieân lieäu hoaøn toaøn. GVHD: TS.Nguyeãn Höõu Höôøng 13 HVTH: Phaïm Ñình Thoï
22. S K L 0 0 2 1 5 4