Chơng Iv chu trình thực tế động đốt Khác với chu trình lý tởng, chu trình thực tế động đốt giống nh chu trình thực tế máy công tác khác l chu trình hở, không thuận nghịch Cụ thể, chu trình thực tế có trình trao đổi khí v có tổn thất nạp thải (ví dụ tổn thất áp suất); trình nén v gi n nở đoạn nhiệt m có tổn thất nhiệt cho môi trờng xung quanh; trình cháy có tổn thất nh cháy không hết, phân giải sản vật cháy Ngo i ra, môi chất công tác thay đổi chu trình nên tỷ nhiệt môi chất thay đổi Nghiên cứu chu trình thực tế nhằm mục đích sau: Tìm qui luật diễn biến trình tạo nên chu trình thực tế v xác định nhân tố ảnh hởng Qua tìm phơng hớng nâng cao tính kinh tế v hiệu chu trình Xác lập phơng trình tính toán thông số động thiết kế v kiểm nghiệm động 4.1 Quá trình nạp 4.1.1 Diễn biến trình nạp v hệ số nạp Quá trình nạp l phận trình trao đổi khí, trình thải v có liên hệ mật thiết với trình n y Vì nghiên cứu trình nạp tách rời khỏi mối liên hệ với trình thải Đối với loại động khác nhau, trình nạp diễn với nét đặc trng riêng 4.1.1.1 Động bốn kỳ không tăng áp Quá trình nạp bắt đầu sau trình thải Tại điểm r, hình 4-1, p xy lanh chứa đầy khí sót Khi piston xuống, khí sót gi n nở, áp suất xy lanh giảm xuống Xu páp b' thải đóng muộn điểm r, Từ thời điểm áp suất xy lanh áp b" pth suất đờng nạp pk trở đi, khí nạp r d1 pth pk d2 pk thực v o xy lanh v ho r' a trộn với khí sót tạo th nh hỗn hợp V công Vh Vc tác áp suất xy lanh phụ thuộc ĐCD v o tốc độ v piston, có giá trị nhỏ ĐC vmax Tại điểm ĐCD (điểm T a), ta viết: (4-1) pa = pk - pk Hình 4-1 Diễn biến trình nạp với pk l tổn thất áp suất nạp động bốn kỳ không tăng áp Đối với động không tăng áp, coi gần pk p0 v Tk T0 http://www.ebook.edu.vn 35 4.1.1.2 Động bốn kỳ tăng p áp b' Đặc điểm động tăng áp l áp suất đờng nạp lớn áp suất đờng thải pk pth p0, hình 4-2 Khi b" pk xu páp nạp mở sớm điểm d1 pth d1 d2 pk a r khí nạp v o xy lanh quét pth r' khí đ l m việc qua xu páp thải đờng thải Từ điểm r, ứng với thời điểm xu páp thải đóng muộn trở V có trình nạp khí nạp v o xy lanh Cũng nh động bốn kỳ không Vc Vh tăng áp, xu páp nạp đóng muộn ĐCT ĐCD điểm d2 Từ hình 4-2 ta viết: pa = pk - pk Hình 4-2 Diễn biến trình nạp động bốn kỳ tăng áp 4.1.1.3 Động hai kỳ Ta trở lại loại động hai kỳ đơn giản quét thải qua cửa, xem hình 1-5 Từ piston mở cửa quét điểm d đến ĐCD, hình 4-3, khí nạp có áp suất cao nạp v o xy lanh đồng thời quét khí đ cháy cửa thải Khi piston đổi chiều chuyển động từ ĐCD đến ĐCT, trình quét nạp tiếp tục piston đóng cửa quét d Từ piston đóng p thải a, môi chất xy lanh bị đẩy qua cửa thải đờng thải (giai đoạn lọt khí) Nh vậy, trình quét (nạp) - thải động kỳ so với động kỳ phức tạp nhiều dùng b khí quét khí Chúng ta trở lại vấn đề pk n y chơng VI pth pk Từ hình 4-3 ta viết: d o a pth pa = pk - pk Vh (1 - )Vh Từ phân tích diễn biến trình ĐCD V ĐCT nạp động khác ta Vh Vc rút v i nhận xét sau: - Khí nạp v o xy lanh phải khắc phục sức cản lu động Hình 4-3 Diễn biến trình nạp động hai kỳ nên có tổn thất áp suất pk - Trong tất loại động nêu quét hết sản vật cháy khỏi xy lanh Nói cách khác, xy lanh lợng khí sót ho trộn với khí nạp - Khí nạp v o xy lanh tiếp xúc với chi tiết buồng cháy v ho trộn với khí sót có nhiệt độ cao nên đợc sấy nóng Tất điều l m cho lợng khí nạp xy lanh kết thúc trình nạp thông thờng khác so với lợng khí nạp lý thuyết chứa thể tích xy lanh Vh qui điều kiện đờng nạp với nhiệt độ Tk v áp suất pk Vì vậy, để đánh giá chất lợng trình nạp, ngời ta đa thông số hệ số nạp v đợc định nghĩa nh sau: ht ://www.ebook.edu.vn 36 (4-2) v G1 M1 V1 G h M h Vh G1 (kg/kgnl) v M1(kmol/kgnl) l lợng khí nạp thực tế xy lanh kết thúc trình nạp v V1 l thể tích lợng khí nạp qui điều kiện nhiệt độ Tk v áp suất pk Gh (kg/kgnl) v Mh(kmol/kgnl) l lợng khí nạp lý thuyết chứa thể tích Vh điều kiện nhiệt độ Tk v áp suất pk Với: (4-3) G h k Vh Hệ số nạp l thông số đặc trng cho chất lợng trình nạp, thông th ờng nhỏ v đợc khảo sát kỹ lỡng phần sau Đối với động hai kỳ hệ số nạp tính theo (4-2) l hệ số nạp lý thuyết động hai kỳ có tổn thất h nh trình Thể tích công tác thực tế l Vh m l (1-)Vh ao , hình 4-3 Hệ số nạp thực tế đợc tính nh sau: với l hệ số tổn thất h nh S trình V1 V1 v (1 ) v Vh (1 )Vh 4.1.2 Những thông số trình nạp (4-4) 4.1.2.1 áp suất cuối trình nạp pa áp suất cuối trình nạp pa l thông số quan trọng để đánh giá chất lợng trình nạp k Nếu pa c ng lớn lợng khí nạp c ng nhiều k v ngợc lại Để tìm hiểu mối quan hệ pa với p, thông số kết cấu v thông số l m việc động cơ, f k k,x ta dựa v o sơ đồ tính toán hình 4-4 với k 0,k giả thiết đơn giản hoá Trong thực tế, áp suất dọc theo dòng chảy p 2 thay đổi pk 2knên coi khối lợng riêng môi chất k const Phơng trình Béc-nu-li cho dòng chảy mặt cắt 1-1 v 2-2 có dạng: p,k x k k 2 (4-5) Trong đó: Hình 4-4 Lợc đồ tính toán áp suất pa pk: áp suất đờng nạp k: vận tốc môi chất mặt cắt 1-1, k : vận tốc môi chất mặt cắt 2-2 http://www.ebook.edu.vn 37 x: vận tốc môi chất họng xu páp p: áp suất xy lanh 0: hệ số tổn thất cục họng xu páp l hệ số h m dòng khí, phơng trình (4-5) có dạng: Gọi x 2x pk p (4-6) k k Một cách gần coi dòng chuyển động l ổn định, vận tốc môi chất xy lanh vận tốc trung bình piston cm Khi phơng trình liên tục có dạng: Sn (4-7) Fnx = Fpcm 30 = Fp với fn l tiết diện thông qua xu páp nạp v Fp l diện tích tiết diện piston Từ rút ra: n FpSn (4-8) k x 30f n f n với k l số Từ (4-6) ta tìm giá trị tổn thất áp suất v ý đến (4-8): n2 (4-9) k k pk p k f n f n p (20 ) Trong k l hệ số Dựa v o (4-9) ta phân tích thông số ảnh hởng đến tổn thất áp suất trình nạp Ta dễ d ng nhận thấy, khi,0, n giảm v fn tăng thìpk giảm v ngợc lại Tại điểm a cuối h nh trình nạppkp k p k pa v đóp có dạng nh (4-9): n2 (4-10) p k p f n2 k pa k n với kn l hệ số đờng nạp phụ thuộc chủ yếu v o thông số kết cấu động Từ (4-10) ta rút ra: n2 (4-11) pa p kp f n2 k p k k n Trong thực tế, muốn tăng pa ta áp dụng biện pháp sau: Thiết kế đờng nạp có hình dạng, kích thớc hợp lý v bề mặt ống nạp phải nhẵn để giảm sức cản khí động http://www.ebook.edu.vn 38 + ( + ) k n 2 Chọn tỷ f n thích hợp để giảm Fp số Tăng fn cách tăng đờng kính xu páp với biện pháp sau: giảm S/D tức tăng D v giảm S; tăng số xu páp nh dùng 2, chí xu páp nạp nhằm tận dụng tối đa diện tích bố trí xu páp; bố trí xu páp nghiêng so với đờng tâm xy lanh buồng cháy chỏm cầu Chú ý động xăng, hệ số cản cục đờng nạp phụ thuộc nhiều v o độ mở van tiết lu tức l phụ thuộc tải trọng Cụ thể, tăng tải, van tiết lu mở to sức cản giảm Tính toán pa theo (4-11) ho n to n không đơn giản nhiều thông số khó xác định Vì vậy, tính toán ngời ta thờng chọn pa theo số liệu kinh nghiệm Động bốn kỳ không tăng áp: pa = (0,8 0,9)pk Động bốn kỳ tăng áp: pa = (0,9 0,96)pk Động hai kỳ quét vòng: p k p th pa Động hai kỳ quét thẳng: pa (0,85 1,05)pk 4.1.2.2 Hệ số khí sót r Hệ số khí sót r đ đợc định nghĩa công thức (3-57) Mr r M1 Nói chung nguyên tắc xác định r tính toán thực nghiệm phân tích khí Sau ta xét cụ thể a Tính toán hệ số khí sót Xuất phát từ phơng trình trạng thái khí sót v biến đổi, ta có: p rVr M 8314Tr r với q p rVr Vc 8314Tr Vc p r Vc q 8314Tr (4-12) Vr Vc gọi l hệ số quét buồng cháy quét buồng cháy q = (4-13) q Khi không quét buồng cháy q = http://www.ebook.edu.vn 39 Vh v o (4-12) v sau thay Mr v o công thức định nghĩa r, ta có: Thay Vc p r Vh (4-14) 8314( 1)M1Tr r q Công thức (4-14) l công thức tổng quát để xác định r Tuy nhiên, để tính đợc r theo (4-14) ta phải biết M1 Trong phần 4.1.2.5 dới diễn giải tới công thức (4-33) tính r thờng sử dụng tính toán chu trình công tác động b Xác định hệ số khí sót phân tích khí Bằng phân tích mẫu hỗn hợp khí trình nén v mẫu khí thải xác định CO2 hỗn hợp hợp khí trình nén l lợng khí CO2 khí sót chu trình trớc M CO , r ta có: M CO , r M1 Mr M CO , r Mr Từ ta có: r v tìm đợc r: r (4-15) (4-16) (4-17) (4-18) Về nguyên tắc xác định r tính toán v thực nghiệm cho động bốn kỳ v hai kỳ Tuy nhiên, động hai kỳ có trình quét thải phức tạp dùng khí quét khí nên khó xác định thông số to n trình nói chung v khí sót nói riêng Do r động kỳ thờng đợc xác định phơng pháp thực nghiệm nêu c Những thông số ảnh hởng đến r áp suất pr Theo (4-14) tăng pr r tăng Nếu nh thải v o tuốc bin hay xử lý khí thải pr tăng so với trờng hợp thải v o bình tiêu âm Đối với trình thải ta xét tơng tự nh trình nạp nên áp dụng công thức (4-10) v (4-11) với lu ý đến chiều dòng chảy: ht :// w w w .ebook.edu.vn 40 th nh phần CO2 tơng ứng mẫu l rCO v rCO Xuất phát từ giả thiết, lợng rCO = rCO = rCO rCO rCO rCO rCO 2 p z p z y c c c' c' V a) V b) Hình 4-15 Sơ đồ tính toán nhiệt động trình cháy a) Động xăng, b) Động diesel trình cháy thực tế, hình 4-15 Nh đ trình b y trên, trình cháy động xăng thay trình cấp nhiệt đẳng tích cz v động diesel thay trình cấp nhiệt hỗn hợp cyz Nh vậy, mục đích tính toán cuối l xác định nhiệt độ Tz, áp suất pz v hệ số gi n nở sớm (cũng có nghĩa l xác định toạ độ điểm z đồ thị công) Để tính toán, ta sử dụng định luật nhiệt động I cho trình c-z: (4-51) Qcz =Ucz + Lcz Trong đó: Qcz l tổng (đại số) nhiệt lợng m môi chất trao đổi với môi trờng, bao gồm nhiệt nhận đợc cháy nhiên liệu Qch (dơng) v nhiệt mát cho vách chi tiết truyền cho môi chất l m mát Qlm (âm);U = Uz Uc l biến đổi nội môi chất v Lcz l công trình Sau ta xác định th nh phần cụ thể Qcz tính theo phơng trình cân lợng sau: (4-52) Qcz = Qch Qlm = QH -QH - Qc - Qp - Qlm Trong đó: QH: nhiệt trị nhiên liệu QH: nhiệt lợng phần nhiên liệu không cháy đợc thiếu không khí Khi coiQH = Còn dùng công thức thực nghiệm sau: (4-53) QH = 126.106(1 -)M0 (J/kg) Qlm: Nhiệt lợng truyền cho môi chất l m mát Qc: Nhiệt lợng phần nhiên liệu cha cháy, cháy giai đoạn sau 61 http://www.ebook.edu.vn Qp: Nhiệt lợng mát cho phân giải sản vật cháy Tuy nhiên khó xác định xác th nh phần (4-52) Để đơn giản v thuận tiện cho tính toán, ta gọi: Qcz (4-54) z QH Q H l hệ số lợi dụng nhiệt điểm z, đợc lựa chọn theo số liệu kinh nghiệm, z 0,85 0,95 động xăng,cz 0,70 0,85 động diesel Từ tính: (4-55) Qcz =z (QH -QH) Ucz = Uz Uc = M z CvzTz M c CvcTc (4-56) (4-57) Lcz = động xăng Còn động diesel, l công trình gi n nở đẳng áp yz (4-58) Lcz = Lyz = pz(Vz Vy) = pzVz pcVc = 8314MzTz 8314McTc với l hệ số tăng áp suất Thay phơng trình (4-55), (4-56) v (4-57) v o (451) cho trờng hợp động xăng, ta đợc: z (QH -QH) = M z CvzTz M c CvcTc Với lu ý: Mc = M1(1 +r) Mz =zMc đóz l hệ số biến đổi phân tử điểm z, xác định theo (3-59) o (4-59) z r x z ta đợc: z ( QHQH ) CvcTcz CvzTz (4-60) M1(1 r ) Tơng tự, thay (4-55), (4-56) v (4-58) v o (4-51) động diesel, ta có: z (QH -QH) = M z CvzTz M c CvcTc + 8314MzTz 8314McTc biến đổi tơng tự nh Ngo i ra, theo (4-63): Cpz Cvz 8314 (J/kmol.K), cuối ta đợc: r) z ( QHQ (Cvc H) 8314)Tc z CpzTz M1(1 (4-61) Các phơng trình (4-60) v (4-61) gọi l phơng trình cháy Để giải chúng, ta phải xác định thêm số thông số Các giá trị tỷ nhiệt đợc xác định theo chơng III v có dạng nh (3-69): http://www.ebook.edu.vn 62 b Cvc Tc av b Tz Cvz a b v Tz (4-62) (4-63) (4-64) Cpz a p Để tính đ ợc z theo (4-59) ta phải biết xz l tỷ lệ nhiên liệu đ cháy tính đến điểm z Ta đ biết, trình cháy thực tế kéo d i đ ờng gi n nở Gọi l ợng nhiệt nhiên liệu cháy sinh trừ l ợng nhiệt mát cho vách chi tiết tính đến điểm b (xem mục 4.4) l Qcb T ơng tự nh z , xem (4-54), ta đặt: Qcb (4-65) b QH Q H gọi l hệ số lợi dụng nhiệt điểm b Theo kinh nghiệm b = 0,85 0,95 động xăng v 0,8 0,9 động diesel Có thể coi: z (4-66) x b z Ngo i ra, động diesel phải chọn hệ số tăng áp suất Theo kinh nghiệm động diesel nằm khoảng v động xăng 1,2 2,4 Sau thay tất thông số v o (4-60) v (4-61) ta đ ợc ph ơng trình bậc Tz: (4-67) aTz2 + bTz + c = Giải (4-67) v loại bỏ nghiệm âm, ta tìm đ ợc Tz Theo kinh nghiệm, Tz nằm khoảng 2300 2800 K động xăng v khoảng 1800 2200 K động diesel Để tìm áp suất pz v hệ số gi n nở sớm ta sử dụng ph ơng trình trạng thái cho hai điểm c v z: pcVc cTc v pzVz 8314M zTz M z T8314M z Lập lập tỷ số: p zVz pz Mz Vz cuối ta đ ợc: Chú ý pcVc M c Tc pc , M c z v Vc Tz z Tc Từ tính đ ợc : http://www.ebook.edu.vn 63 (4-68) Tc v pz = pc Riêng động xăng = nên chọn m đ ợc rút từ (468): Tz Tc z 4.4 Quá trình giãn nở 4.4.1 Diễn biến Trong trình gi n nở xảy nhiều trình vật lý phức tạp nh cháy rớt, tái hợp sản vật cháy, truyền nhiệt phức tạp từ môi chất với vách chi tiết v lọt khí T ơng tự nh trình nén, coi p trình đa biến với số đa biến pVk = const n thay đổi, hình 4-16 Đầu z y trình gi n nở, cháy rớt mạnh, môi chất nhận nhiệt nên đ ờng n gi n nở thoải đờng đoạn nhiệt (nằm trên), n k Piston c ng xa k ĐCT, cháy rớt giảm v diện tích trao đổi nhiệt tăng nên lợng nhiệt nhận đ ợc giảm v l ợng nhiệt V mát tăng Do n tăng dần ĐCT ĐCD điểm M với n = k, l ợng nhiệt nhận đ ợc l ợng nhiệt mát Nói cách khác, l chế Hình 4-16 Diễn biến trình gi n nở độ đoạn nhiệt tức thời Từ trở đi, môi chất nhiệt ng y c ng nhiều, đ ờng gi n nở dốc đ ờng đoạn nhiệt (nằm d ới), n k Để tính toán đơn giản, t ơng tự nh trình nén, ta thay trình đa biến với n thay đổi trình đa biến với số n2 = const với điều kiện điểm đầu z v công gi n nở Theo kinh nghiệm n2 nằm khoảng 1,25 1,29 Nếu nh biết đ ợc n2 ta dễ d ng tìm đ ợc nhiệt độ v áp suất cuối trình gi n nở điểm b n V V n V n (4-69) Vb.Vy Vb n V Vb n Đối với động xăng = 1: http://www.ebook.edu.vn (4-70) 64 z Tz p b = p z z = pz z y Tb = Tz z = Tz = pz p b n pz Tb n Tz (4-71) (4-72) 4.4.2 Cân nhiệt trình giãn nở Để xác định n2, thông số đặc trng cho trình gi n nở, ta dựa v o định luật nhiệt động I: (4-73) Qzb Lzb U zb Trong đó, Qzb l tổng (đại số) nhiệt lợng m môi chất trao đổi với môi tr ờng, bao gồm nhiệt nhận đợc cháy (dơng) v nhiệt mát cho vách chi tiết (âm); Lzb l công gi n nở v U zb l lợng biến đổi nội môi chất Sau ta tính toán th nh phần cụ thể Qzb Có thể viết nhsau: Q zb Qcb Qcz v sử dụng (4-55) v (4-65), ta có: Q zb (b z )(QH Q H) (4-74) Lzb p zVz p bVb 8314M zTz M bTb Lzb n n1 Thay Mz = zMc = zM1(1 + r) v Mb = Mc = M1(1 + r) ta đợc: 8314 (4-75) zTz Tb L M1(1 zb r) n Uzb U zb U b U z M b CvbTb M z CvzTz M1(1 r ) C vbTb z CvzTz Thay giá trị tỷ nhiệt đợc xác định theo chơng III v có dạng nh(3-69): b Cvb av Tb b Tz Cvz av Trong phạm vi nhiệt độ 12002600 K coi z . Thay tất v o (4-73) v rút gọn, cuối ta đợc: ht ://www.ebook.edu.vn 65 8314 n (b z)( Q H QH ) b (4-76) + a v + (Tz Tb ) M1(1 r )(Tz Tb ) Hệ phơng trình (4-72), (4-76) đợc giải phơng pháp mò nghiệm để tìm n2 v Tb tơng tự nh tìm n1 v Tc trình nén Khác với n1, nh lựa chọn zv b xác kết n2 nhận đợc l xác Để tìm áp suất pb ta sử dụng phơng trình (4-69) v (4-71) 4.4.3 Các nhân tố ảnh hởng đến n2 Để dễ d ng khảo sát, ta ý rằng, nhiệt m môi chất nhận đợc tăng (hay nhiệt m môi chất giảm) đờng gi n nở c ng thoải tức n2 c ng giảm 4.4.3.1 Tốc độ vòng quay n n2 n2 n nmax nmin a) nmax nmin n b) Hình 4-17 ảnh hởng tốc độ vòng quay đến n1 a) Động xăng tải nhỏ, tải trung bình v động diesel b) Động xăng tải lớn v to n tải Khi tăng n, thời gian truyền nhiệt v lọt khí giảm nên nhiệt giảm, đồng thời nhận nhiệt tăng cháy rớt tăng Tất điều dẫn tới l m giảm n2 Điều n y nói chung cho động xăng v diesel Riêng động xăng có thêm ảnh hởng tải trọng Tại chế độ tải lớn v to n tải, ban đầu n2 giảm nhanh nguyên nhân trên, sau tăng chút n lớn môi chất vận động rối mạnh có tác dụng cải thiện trình cháy dẫn tới giảm cháy rớt ảnh hởng tổng hợp tốc độ vòng quay n đợc thể hình 4-17 http://www.ebook.edu.vn 66 4.4.3.2 Tải trọng Khi tăng tải, áp suất xy lanh tăng l m tăng lọt khí Đồng thời chênh lệch nhiệt độ môi chất v vách chi tiết T TW tăng Những yếu tố l m tăng nhiệt nên n2 tăng Điều n y cho động xăng v diesel Riêng động diesel, tăng tải, hệ số d lợng không khí giảm, góc d nh cho trình cháy tăng tức trình cháy kéo d i l m tăng cấp nhiệt nên n2 giảm Tổng hợp lại, ảnh hởng riêng mạnh nên thực tế n2 giảm Đối với động xăng có ảnh hởng riêng phức tạp Ta khảo sát cho trờng hợp cụ thể dùng chế ho khí với đặc tính hỗn hợp nhạt dần tăng tải (xem giáo trình Hệ thống nhiên liệu v tự động điều chỉnh động cơ) Thực nghiệm chứng tỏ, ảnh hởng lọt khí v tăng chênh lệch nhiệt độ (mất nhiệt tăng) v ảnh hởng cháy rớt tăng (nhận nhiệt tăng) cân khoảng từ 50 100% tải nên n2 gần nh không đổi chế độ tải nhỏ khoảng 10%, van tiết lu mở nhỏ, r lớn, cháy rớt nhiều, lợng nhiệt môi chất nhận đợc lớn nên n2 nhỏ Khi tăng tải, van tiết lu mở to dần, r giảm dần, cháy rớt giảm l m giảm nhận nhiệt nên n2 tăng v đạt cực đại khoảng 2025% tải Tiếp tục tăng tải, cháy rớt lại tăng hỗn hợp nhạt dần, nhận nhiệt tăng nên n2 giảm n2 n2 b) a) Tải 100% 0 50 Tải 100% Hình 4-18 ảnh hởng tải trọng đến n2 a) Động diesel, b) Động xăng ảnh hởng tổng hợp tải trọng đến n2 đợc thể hình 4-17 4.4.3.3 Kích thớc xy lanh Ta xét cho trờng hợp tơng tự nh 4.2.3.3 http://www.ebook.edu.vn 67 Khi giữ tỷ số S/D = const, tăng D (tăng Vh) l Flm giảm nên nhiệt Vh m cho giảm, nên n2 giảm Nh động nhỏ bất lợi Nếu giữ Vh = const v giảm S/D (tức tăng D, giảm S) l m cho Flm/Vh giảm, nhiệt giảm nên n2 giảm, công gi n nở thu đợc lớn Nh động có S/D nhỏ có lợi 4.4.4 Xác định nhiệt độ môi chất trình giãn nở Trong trình gi n nở xảy p tợng cháy kèm theo biến đổi phân tử nên tính toán nhiệt độ môi chất sử dụng cách đơn giản y z phơng trình trình đa biến nh trình nén m phải kể đến yếu c tố n y Tuy nhiên, ta dựa v o x nhiệt độ trình nén l m sở tính px b toán, hình 4-19 n Phơng trình trạng thái cho điểm pn a x n o đờng gi n nở v điểm n đờng nén có thể tích Vx có pxVx = 8314MxTx V pnVx = 8314MnTn Vx CT CD Lập tỷ số, ta đợc: Hình 4-19 Xác định nhiệt độ môi chất p trình gi n nở M n Tn pn Có thể coi Mn = Mc = M1(1 +r) l lợng môi chất cuối trình nén không đến nạp thêm v lọt khí M x x l hệ số biến đổi phân tử điểm x tính theo (3-59) Mn Từ tính đợc: 1px (4-77) Tx Tn x p n với: n1 n2 n 1 p n pa a , p x p b a v Tn Ta a Vx Vx Vx 4.5 Quá trình thải Trong thực tế, trình nạp liên quan chặt chẽ đến trình thải Do khảo sát trình nạp đ đề cập tỷ mỷ đến trình thải với thông số liên quan nh pth, pr, Tr,r Vì sau ta đề cập cách tóm tắt vấn đề trình thải ht :// www.ebook.edu.vn 68 M x Tx =x V V V 4.5.1 Diễn biến v vấn đề thải Để đơn giản, ta khảo sát trình thải cho trờng hợp l động kỳ không tăng áp, hình 4-19 Khi xu páp p thải mở sớm điểm b, chênh lệch áp suất lớn, dòng khí lu động qua xu páp thải với vận tốc lớn tới 600 700 m/s b' Trong giai đoạn thải tự tính đến điểm b (ĐCD) có b tới 60 70% khí cháy đợc thải khỏi xy lanh Từ ĐCD trở tới ĐCT, môi chất xy lanh bị piston đẩy cỡng qua xu páp thải với vận tốc khoảng 200 250 m/s Khi piston tiêu tốn công gọi l công bơm pr b" r Góc mở sớm xu páp thải3 có ảnh pth hởng lớn đến chất lợng thải v công r' bơm V Nếu mở sớm công gi n nở tổn thất ĐCD ĐCT nhiều, nhiên công bơm nhỏ áp suất xy lanh nhỏ v ngợc lại Vì vậy,3 đợc lựa chọn cho lợi công Hình 4-20 Quá trình thải Góc đóng muộn4 đợc lựa chọn động kỳ không tăng áp quan hệ chặt chẽ với góc mở sớm xu páp nạp1 nhằm bảo đảm thải v nạp đầy (r nhỏ vv lớn) Mục đích cuối nhằm đạt đợc công chu trình l lớn tức l lợi công Nh đ trình b y, lựa chọn pha phối khí tối u thờng lựa chọn thực nghiệm đòi hỏi thời gian d i v chi phí lớn Ng y với trợ giúp phơng pháp mô (Simulation) với phần mềm tính toán tiên tiến, thời gian v chi phí cho thực nghiệm giảm nhiều Chú ý: Nói phần b mục 4.3.3.2 (viết tay) v o phần đặc tính điều chỉnh chơng Đặc tính động Đa số động xăng h nh có trình tạo th nh hỗn hợp bên ngo i xy lanh qua chế ho khí hay phun xăng v o đờng nạp nên coi l hỗn hợp đồng Mặt khác, chất hỗn hợp xăng v không khí có giới hạn cháy hẹp, ví dụ ngo i khoảng 0,4 < < 1,68 nhiệt độ 3000C hỗn hợp cháy đợc Do nói giới hạn điều chỉnh th nh phần hỗn hợp động xăng hỗn hợp gián tiếp t ơng đối hẹp Vì vậy, để điều chỉnh tải trọng phải sử dụng phơng pháp điều chỉnh l ợng thông qua phận tiết lu đờng nạp nh van tiết lu (vấn đề n y đ phải nói đại cơng v nhắc lại nói phần hệ thống nhiên liệu hay chơng hình th nh hỗn hợp chơng V m Vì không nên nói phần nhân tố ảnh hởng trình cháy) Đối với động diesel nên nói phần f mục 4.3.4.2 (viết tay) v o phần đặc tính điều chỉnh chơng Đặc tính động http://www.ebook.edu.vn 69 d1 http://www.ebook.edu.vn 70 ... nạp mớiT Theo (4-32) tăngT thìv giảm Điều n y đ phân tích rõ mục 4.1.1 Tuy nhiên, ảnh hởng củaT t iv không lớn 4.1.3.6 Pha phối khí Khi động l m việc chế độ ứng với pha phối khí tối u hệ số nạp