CHƯƠNG 6
HÌNH THÀNH HÒA KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ
Hòa khí là gì ?
Là hỗn hợp nhiên liệu-không khí đáp ứng yêu cầu của quá trình cháy và phù
hợp với các chế độ làm việc của đc.
6.1 Hình thành hòa khí trong động cơ xăng
6.1.1 Cơ sở vật lý
Xăng được hút hay phun vào động cơ, được xé nhỏ,bay hơi và hoà trộn với
không khí tạo thành hòa khí.
a) Xé nhỏ nhiên liệu
-Xăng phun vào dòng khí được xé nhỏ chủ yếu do chênh lệch vận tốc Dv với kk.
-Dv càng lớn thì xăng càng đựợc xé nhỏ, ví dụ Dv = 6m/s thì xăng bắt đầu bị xé
và Dv = 30m/s thì được xé tơi hoàn toàn.
- Độ xé tơi phụ thuộc kết cấu vòi phun, Dpp, Tkk tại vòi phun, tính chất vật lý của
xăng... 1
b) Bay hơi nhiên liệu
-Quá trình bay hơi xảy ra cả trên đường ống nạp và ở bên trong xylanh.
-Xăng càng được xé nhỏ thì bay hơi càng nhanh;những hạt xăng có kích thước
lớn có thể bám vào thành tạo màng và bay hơi với tốc độ chậm hơn,gây sai
lệch qt cấp nl,đặc biệt là ở chế độ quá độ.
-Tốc độ bay hơi được tính bằng lượng nl bay hơi vào hòa khí / đơn vị thời gian:
A
p
pp
k
dt
dG
h
nlb-
=
+ pb:áp suất hơi bão hòa của chất lỏng ởđiều kiện nhiệt độ đã cho;
+ pnl:áp suất riêng phần của hơi nhiên liệu trong hòa khí;
+ ph:áp suất của hòa khí;
+ A: diện tích bề mặt bay hơi;
+ k: hệ số, Îvận tốc tương đối giữa kk và nl trên bề mặt bay hơi, tc của nl…
trong đó:
2
-Xăng được sấy nóng thì sẽ bay hơi nhanh;
•Nhiệt độ sấy nóng tối thiểu để xăng bay hơi hoàn toàn có thể xđ được từ pt
cân bằng nhiệt khi bay hơi hoàn toàn nl trong hòa khí có l:
Dtbh(lL0Ckk + Cnl) = rnl (6-1)
trong đó:
+ L0:lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu;
+ Ckk và Cnl:tỷ nhiệt của không khí và tỷ nhiệt của nhiên liệu;
+ r: nhiệt hóa hơi của nhiên liệu.
Từ (6-1) rút ra:
nlkk0
nl
bh CCL
r
t
+l
=D
Khi giảm nhiệt độ thì áp suất hơi bão hòa pbgiảm.Nếu pb£pnl thì nhiên liệu
không thể bay hơi tiếp tục.
•Nhiệt độ ban đầu thấp nhất của không khí để nhiên liệu bay hơi hoàn toàn xđ
như sau:
3
Theo định luật Đantông: pnl + pkk = ph(6-2)
với pkk, pnl là áp suất riêng phần của không khí và nhiên liệu trong hòa khí, ta có:
pkkV = GkkRkkTk
pnlV = GnlRnlTk
®
nl
kk
nl
kk
nl
kk
R
R
.
G
G
p
p=
Thay
0
nl
kk L
G
Gl=
và
kk
nl
nl
kk
R
R
µ
µ
=
kk
nl
0
nl
kk L
p
p
µ
µ
l=
nl
kk
nl
0kk pLp µ
µ
l=
(6-3)
4
với Tklà nhiệt độ của hòa khí.
Từ (6-2) và (6-3) tìm được:
kk
nl
0
h
nl
L1
p
p
µ
µ
l+
=
Từ giá trị pnl tìm được, tra đồ thị hay bảng áp suất hơi bão hòa phụ thuộc nhiệt
độ để tìm được nhiệt độ t1tương ứng.
Nhiệt độ tối thiểu của hòa khí khi bay hơi hết nhiên liệu là t1và nhiệt độ tối thiểu
trước khi bay hơi là t1+ Dtbh.
Nếu coi nhiệt độ của hòa khí khi chưa sấy nóng gần đúng là t0thì nhiệt độ sấy
nóng môi chất cần thiết trong đường nạp sẽ là Dtsn = t1+ Dtbh - t0.
Không nên sấy nóng quá cần thiết vì sẽ làm giảm mật độ của khí nạp mới.
c) Hòa trộn nhiên liệu với không khí
QT hòa trộn nl-kk xảy ra do khuếch tán của hơi nl và chuyển động của kk.
-Nếu nhiên liệu càng được xé nhỏ,tính bay hơi tốt ®hòa trộn càng tốt.
-Tốc độ dòng khí tăng cũng làm hòa trộn nhanh hơn.
5