Động cơ HCCI ( động cơ cháy đồng đều nhờ nén)

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

371
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguyên lý hoạt đông và việc thiết kế động cơ đốt trong mà sử dụng năng lượng tiềm tàng trong các chất cháy là một ý tưởng tương đối cũ. Tuy nhiên trong mười năm cuối tập trung nghiên cứu về động cơ đốt trong đã đặc biệt tập trung quanh lý thuyết của một động cơ Diesel HCCI (cháy đồng đều do nén). Và nghiên cứu tiếp tục được định hướng đến động cơ HCCI để phát triển hơn về hiêu quả của nhiên liệu và độ tin cậy của động cơ nhằm để thay thế cho động cơ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Động cơ HCCI ( động cơ cháy đồng đều nhờ nén)

Động cơ HCCI ( động cơ cháy đồng đều nhờ nén) Nguyên lý hoạt đông và việc thiết kế động cơ đốt trong mà sử dụng năng lượng tiềm tàng trong các chất cháy là một ý tưởng tương đối cũ. Tuy nhiên trong mười năm cuối tập trung nghiên cứu về động cơ đốt trong đã đặc biệt tập trung quanh lý thuyết của một động cơ Diesel HCCI (cháy đồng đều do nén). Và nghiên cứu tiếp tục được định hướng đến động cơ HCCI để phát triển hơn về hiêu quả của nhiên liệu và độ tin cậy của động cơ nhằm để thay thế cho động cơ đốt trong hiện nay. Sau khi nhiên liệu được đốt cháy kết quả tạo thành động năng đẩy piston xuống. Một khi tất cả nhiên liệu đã được đốt cháy thì sau đó các khí thải được đẩy
ra khỏi buồng đốt thông qua một van xả. Về cơ bản toàn bộ chu trình đốt cháy được hiển thị trực quan bằng sơ đồ sau. Chỉ số octan của nhiên liệu là một chỉ tiêu đánh giá khả năng nén của nhiên liệu trước khi tự động bốc cháy. Chỉ số octan là sự đánh giá tương đối độ giàu của một trong hai chuỗi: hydrocarbon Octan (CH 3 (CH CH 3) là tám nguyên tử cacbon 2) 6 nối chuỗi với nhau (tiền tố octan), hoặc các chuỗi hydrocarbon Hexan (CH 3 (CH CH 3): là sáu nguyên tử cacbon chuỗi lại với nhau. The higher the octane rating 2) 4 ) is present: such as Chỉ số the more Octane than Hexane ( CH (CH ) CH 3 2 4 3 octan càng cao thì octan càng nhiều hơn hecxan: như xăng (Hãy tham khảo biểu đồ dưới đây cho công thức cấu trúc). Một nhiên liệu với chỉ số octan cao hơn có khả năng đạt tỷ lệ nén cao hơn trong buồng đốt, và duy trì ổn định tại cùng thời điểm để ngăn chặn việc cháy sớm.
Tỉ số nén đặc trưng cho lượng nhiên liệu và không khí dưới STP (nhiệt độ và áp suất chuẩn) so với số lượng nhiên liệu và không khí được chứa trong một không gian như vậy và dưới sự nén. Ví dụ: một tỉ lệ nén là: 10/1 xác định rằng có mười lần số lượng nhiên liệu và không khí trong một thể tích bình thường dưới điều kiện STP. Nhiên liệu với chỉ số octan cao là mong muốn trong động cơ đốt cháy bằng tia lửa vì ta muốn cho tất cả các năng lượng tiềm tàng trong xăng được giải phóng tại đỉnh điểm của kỳ nén để hiệu suất tạo ra động năng là lớn nhất. Tỷ lệ nén trong động cơ đốt cháy bằng tia lửa thông thường khoảng từ 6:1, qua 11:01 trong một số ứng dụng hiệu suất cao. Tuy nhiên, với nhiên liệu diesel hay động cơ đốt cháy do nén nhiên liệu thì lại mong muốn với chỉ số octan thấp hơn. Điều này là do trong một động cơ diesel hỗn hợp nhiên liệu / không khí được đặt dưới một suất nén cao hơn nhiều (14:1 18:1) là nguyên nhân hỗn hợp bốc cháy từ áp lực. Chỉ số octan thấp hơn là điều cần thiết bởi vì hecxan thấp cho phép nén áp lực cao. Việc nén là nguyên nhân các liên kết của cacbon trong hexane bị phá vỡ, nhiên liệu bốc cháy. Tuy nhiên vấn đề chính hiện nay của hệ thống này là trong suốt quá trinh cháy của chu kỳ. Trong động cơ cổ điển thiết kế động cơ đốt trong một tia lửa được đưa đến nhiên liệu hoặc nhiên liệu tự động bốc cháy thông qua nén. Vấn đề là với một tia lửa nhiên liệu bồc cháy vào thời điểm mà các tia lửa tiếp xúc với nhiên liệu. Kết quả là, "sau đó ngọn lửa lan truyền ra ngoài theo hướng của các thành buồng đốt. Tốc độ ngọn lửa phụ thuộc vào nhịp độ năng lượng, môi chất công tác và sản phẩm có thể được vận chuyển đến và từ ngọn lửa phía trước. Điều này là không
mong muốn bởi vì sau đó năng lượng sinh ra thay vì được dẫn về hướng piston lại được hấp thụ bởi thành buồng đốt có nhiệt độ tương đối thấp hơn. mà thường bao gồm một loại nhôm hoặc hợp kim nhôm. Diesel hoặc động cơ cháy bằng tia lửa đạt được hiệu quả hơn khi sử dụng tiềm năng năng lượng có chứa trong nhiên liệu. Khi chuỗi cacbon Hexan trong nhiên liệu đạt tới điểm mà tại đó các liên kết bắt đầu bị phá vỡ, các phân tử bắt đầu phân rã hàng loạt trong toàn bộ mẫu nhiên liệu, tuy nhiên không phải trong mỗi chuỗi vì một khi các phân tử bắt đầu phá vỡ là nguyên nhân gây cháy đẩy piston di chuyển xuống giảm tỉ lệ nén và không cho phép các phân tử Hexan còn lại phá vỡ.Quá trình cháy xảy ra nhanh hơnso với động cơ đánh lửa trực tiếp do có tỉ số nén cao hơn, kết quả nhiên liệu chưa cháy đã cháy hoàn toàn sau khi kết thúc quá trình Động cơ HCCI được thiết kế chủ yếu dựa trên nguyên lý hoạt động của một động cơ diesel. Tuy nhiên được sử dụng đồng thời những ý tưởng từ động cơ đánh lửa và động cơ diesel. Đầu tiên, không khí được đưa vào buồng đốt với một lượng nhỏ nhiên liệu. Việc phun nhiên liệu lần đầu xem như là phun khởi điểm nóng trong buồng đốt trước khi phun chính. Sau khi phun chính, nhiên li ệu được nén trong buồng đốt gần với nhiệt độ bốc cháy của nhiên liệu lúc đó là trong quá trình cháy. Điều này cho phép nhiều năng lượng hơn được chuyển sang động năng thay vì nhiệt năng, hướng xuống phía piston. Các loại nhiên liệu đó là đặc tính mong muốn cho động cơ HCCI là một loại động cơ với trị số octan thấp cho phép tỷ lệ nén cao hơn trong động cơ đánh lửa. Tuy nhiên tỷ số nén trong động cơ HCCI thấp hơn trong động cơ diesel. Điều này là do tỉ số nén cao thì lượng nhiệt lớn hơn được giải phóng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu. Trong các động cơ HCCI chủ yếu là điều khiển quá trình cháy của động cơ trong giai đoạn cháy chính, và cho phép việc đốt cháy nhiên liệu hoàn chỉnh hơn. Việc nhiên liệu tự cháy do nén bắt đầu bằng cách phá vỡ các hàng
phân tử Hexan như trong động cơ diesel, nhưng kể từ năng lượng ít chuyển đổi sang nhiệt hơn,kết quả phân tích chất hóa học thêm từ áp lực và nhiệt, cho phép cho một phản ứng hoàn chỉnh hơn. The process of a HCCI engine can be visually represented by the following diagram. Các quá trình của động cơ HCCI có thể được biểu diễn trực quan bằng sơ đồ sau. Kết quả trong thử nghiệm của động cơ HCCI đã sớm cho thấy một sự gia tăng hiệu quả đáng kể trong động cơ diesel cổ điển. Tuy nhiên lượng khí thải từ động cơ lại tăng lên. Kết quả cho thấy, NOx và muội than đã thực sự giảm đến mức tối thiểu. Tuy nhiên, lượng khí thải các hydrocarbon (HC) và oxit cacbon (CO), mà thường thấp động cơ diesel.