Kiến thức ô tô

Quá trình cháy trong động cơ đốt trong có gì đặc biệt?

Rate this post

(news.oto-hui.com) —— Hỗn hợp nhiên liệu và ko khí theo tỉ lệ phù hợp sẽ tạo ra công tác hữu dụng giúp động cơ hoạt động. Trong động cơ đốt trong 4 kỳ, hỗn hợp nhiên liệu-không khí được trộn lẫn trong xi lanh, được nén và đốt cháy ngay sau lúc bugi đánh lửa (đối với động cơ xăng). Sau đây là phần giảng giải về giai đoạn cháy trong động cơ đốt trong.

Không gian đốt cháy là ko gian giữa piston và xylanh, và giai đoạn đốt cháy thường xảy ra trước lúc piston chạm vào tâm chết trên. Do giai đoạn đốt cháy, áp suất trong các xylanh nâng cao, sinh ra mômen quay qua các piston và thanh nối với trục khuỷu của động cơ.

Chu trình làm việc của động cơ xăng bốn kỳ.
Chu trình làm việc của động cơ xăng 4 kỳ.

Trước nhất, khái niệm về động cơ đốt trong:

Quá trình đốt cháy trong động cơ đốt trong được khái niệm là giai đoạn oxy hóa nhanh nhiên liệu tạo ra nhiệt và ánh sáng. Nói cách khác, giai đoạn đốt cháy là giai đoạn biến đổi năng lượng được lưu trữ trong các kết hợp hóa học của nhiên liệu thành nhiệt.

Trong động cơ, giai đoạn đốt cháy xảy ra lúc ngọn lửa chuyển di qua các xi lanh. Ngọn lửa bùng cháy xảy ra lúc có 3 thành phần trong xi lanh: nhiên liệu, oxy và nhiệt độ. Tùy thuộc vào loại nhiên liệu, nhiệt độ bắt lửa có thể khởi hành từ tia lửa điện (đối với động cơ xăng) hoặc khí nén (đối với động cơ diesel).

2. thành phầm đốt cháy trong động cơ đốt trong?

Thành phầm chính của giai đoạn cháy trong động cơ đốt trong là cơ năng. Ngoài năng lượng cơ học, còn có các thành phầm phụ như khí thải. Ở điều kiện tiêu chuẩn, lúc giai đoạn đốt cháy chấm dứt, thành phầm cháy chỉ nên là khí cacbonic (CO2) và hơi nước (H2O).

  Làm thế nào để xe hơi vượt qua phần kiểm tra khí thải khi đi đăng kiểm ?

Trên thực tiễn, do giai đoạn đốt cháy ko hoàn toàn nên khí thải cũng sẽ chứa nhiều khí thải gây ô nhiễm không giống nhau như nitơ oxit (NOx), hydrocacbon chưa cháy (HC), cacbon monoxit (CO) và muội than (PM)… ..

  • Xem xét: CO2 không hề là khí thải gây ô nhiễm vì nó vô hại đối với con người và môi trường.Vấn đề với carbon dioxide là nó là 1 khí nhà kính gây ra sự hot lên thế giới

Nếu chúng ta sử dụng metan (CH4) làm nhiên liệu thay thế, thì sau giai đoạn đốt cháy lý tưởng, chúng ta sẽ chỉ nhận được H2O và CO2.

Quá trình đốt cháy trong động cơ đốt trong hoàn toàn là mêtan (CH4).
Quá trình đốt cháy trong động cơ đốt trong hoàn toàn là mêtan (CH4).

Trên thực tiễn, nhiên liệu được trộn với ko khí, nhưng mà ko khí không hề là ôxy thuần chất vì hơn 70% ko khí là nitơ (N2), và 1 số nitơ phản ứng với ôxy để tạo thành ôxít nitơ (NOx). Ngoài ra, vì hỗn hợp nhiên liệu ko khí ko tương đồng 100%, 1 số nhiên liệu sẽ ko cháy hoàn toàn, có tức là sẽ có hydrocacbon (HC) chưa cháy hết trong khí thải. Do đấy, cũng có thể ko đủ oxy để đốt cháy, tạo ra carbon monoxide (CO).

Động cơ đốt trong có kết quả đầu ra ko mong muốn do giảm thiểu về hiệu suất biến đổi năng lượng.

Nguyên nhân của việc chuyển hóa năng lượng bị giảm thiểu bao gồm:

  • Áp suất xi lanh ko đều
  • hỗn hợp nhiên liệu kém
  • Áp suất xi lanh quá cao
  • Quá nhiều / ko đủ oxy trong xi lanh.
  • Áp suất xả quá cao.

Bảng dưới đây thể hiện tóm lược về các thành phầm đốt cháy mong muốn và thực tiễn (ko mong muốn) trong động cơ đốt trong:

Hiệu suất và công suất của động cơ đốt trong còn dựa dẫm 1 phần to vào đặc tính áp suất của động cơ (lược đồ PV), chu trình động cơ (4 kỳ) và khí thải.

  Những điều bạn chưa biết về thử nghiệm va chạm xe

3. So sánh động cơ xăng và động cơ diesel đốt:

Việc tạo ra khí thải ô nhiễm cũng dựa dẫm phần to vào chu trình động cơ. Đương nhiên, có sự dị biệt giữa động cơ diesel và động cơ xăng, đặc thù là ở cách trộn hỗn hợp nhiên liệu-không khí và phương pháp kích hoạt giai đoạn đốt cháy. Hơn nữa, các đặc tính của nhiên liệu được xác định lúc mở màn giai đoạn đốt cháy, cách ngọn lửa lan truyền và hàm lượng khí thải.

Trong bảng dưới đây, chúng ta có thể thấy 1 số đặc điểm chính của xăng và dầu diesel.

nhiên liệu xăng dầu đi-e-zel
Tỉ trọng [kg / L] 0,745 0,832
Nhiệt lượng [MJ / kg] 43,2 43.1
năng lượng khối lượng [MJ / L] 32,18 35,86
* Điểm sáng [° C] -43 52
* Điểm đánh lửa tự động [° C] 280 256
Số nguyên tử C trên mỗi phân tử 4 – 12 9 – 25
carbon monoxide 2 vòng sự bức xạ [kg / kg nhiên liệu] 2,30 2,65
khí thải carbon monoxide 2 [g / MJ] 73,38 73,25
Hiệu suất động cơ [%] 30 40
  • Điểm chớp cháy: Nhiệt độ thấp nhất nhưng mà nhiên liệu tạo thành hỗn hợp dễ cháy trong ko khí.
  • Điểm chớp cháy tự động: Nhiệt độ thấp nhất tại đấy khí hoặc hơi sẽ tự bốc cháy nhưng mà ko cần nguồn đánh lửa.

Từ bảng đặc tính nhiên liệu ở trên, chúng ta có thể kết luận rằng:

  • Mật độ năng lượng của động cơ diesel cao hơn xăng có tức là chúng ta thu được nhiều năng lượng hơn từ động cơ diesel so với động cơ xăng cho cùng 1 lượng nhiên liệu.
  • Xăng dễ bay hơi, có điểm chớp cháy thấp hơn nhiều so với dầu diesel và có thể dễ ợt bắt lửa từ nguồn bên ngoài (tia lửa điện).
  • Lượng CO2 thải ra trên 1 kg nhiên liệu, lúc đốt cháy lý tưởng là nhiên liệu diesel sẽ có nhiều CO2 hơn vì khối lượng nguyên tử cacbon cao hơn. Tuy nhiên, nếu lượng khí thải CO2 liên can tới trị giá năng lượng của nhiên liệu, thì lượng khí thải diesel sẽ thấp hơn 1 chút.
  Tìm hiểu về xe pin nhiên liệu hydro

Trong biểu đồ dưới đây, chúng ta có thể quan sát mối tương quan giữa hành trình pít-tông và giai đoạn đốt cháy trong động cơ đốt trong 4 kỳ:

Quá trình hoạt động của động cơ đốt trong - diesel và xăng (xăng), TDC - tâm điểm chết trên, BDC - tâm điểm chết dưới.
Dòng động cơ đốt trong – diesel và xăng (xăng): TDC – tâm điểm chết trên, BDC – tâm điểm chết dưới.

Trong động cơ đốt trong xăng, hỗn hợp nhiên liệu-không khí phải tương đồng trước lúc đánh lửa. Điều này rất quan trọng, 1 lúc bugi bắt lửa, màng lửa sẽ lan nhanh trong xi lanh.

Hồ quang (plasma) do bugi tạo ra có nhiệt độ 1000 độ C để kích hoạt giai đoạn cháy. Sự đi lại của khí nạp cũng rất quan trọng vì độ hỗn loạn trong xi lanh càng cao thì giai đoạn cháy và cháy lan càng nhanh.

Quá trình cháy trong động cơ đốt trong có gì đặc biệt?
Quá trình cháy của động cơ đốt trong có gì đặc thù?

Trong động cơ diesel, hỗn hợp ko khí – nhiên liệu ko tương đồng nhưng mà phân tầng. So với động cơ xăng, thời kì để nhiên liệu hòa trộn với ko khí ngắn hơn rất nhiều, ngắn hơn khoảng 5-8 lần.

Nếu trong động cơ xăng, hỗn hợp ko khí và nhiên liệu được trộn trong vòng 2 lần hành trình piston (nạp và nén) thì trong động cơ diesel, hỗn hợp này chỉ được tạo thành lúc trục khuỷu quay từ 40 tới 80 độ. Trong động cơ diesel, lúc nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt và xúc tiếp với khí nén hot, nhiều tâm đánh lửa được tạo nên.

Do đấy, từ định nghĩa đốt trong động cơ đốt trong, chúng ta có thể phân biệt dễ dãi giữa động cơ diesel và động cơ xăng như sau:

Loại động cơ Động cơ diesel động cơ xăng
Thuốc thử để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí Bên trong (nhiệt độ cao khí nén) Bên ngoài (bugi)
hỗn hợp nhiên liệu ko khí phân vùng cục bộ Ngang nhau
kiểm soát tải Định tính (bằng cách kiểm soát lượng nhiên liệu), không hề kiểm soát ko khí Liều lượng (được kiểm soát bởi thể tích ko khí)
vận tốc đốt cháy Chậm, dẫn tới vận tốc động cơ thấp nhưng mà mô-men xoắn cao vận tốc cao, dẫn tới vận tốc và công suất động cơ cao
khí thải ô nhiễm Muội và NOx cao, CO và HC thấp HC và CO cao, muội và NOx thấp

Những bài viết liên can:

  • Động cơ đốt trong chu trình 4 thì Otto
  • Động cơ chu trình Miller – Biến thể của chu trình Otto
  • Chu trình Atkinson – 1 sự cải tiến của chu trình Otto

Quảng cáo

VuManh Le

A humble man who wants to challenge and explore himself in his 30s

Related Articles

Back to top button