.TỔN THẤT NHIỆT TRONG BUỒNG CHÁY TRƯỚC VÀ TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG DO PH...

18).Tổn thất nhiệt trong buồng cháy trước và tổn thất năng lượng do phun hỗnhợp và khí qua lỗ thông tăng lên là nguyên nhân làm giảm tính kinh tế của động cơ,suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge = 220-270 g/(kwh).Sự thay đổi áp suất trong buồng cháy chính và buồng cháy phụ được biểu

p

diễn trên hình bên:Từ hình vẽ thấy rõ, nhờ có buồngcháy trước nên áp suất mối chất tác

z

dụng lên nhóm Piston-xilanh, biên

r

khuỷu giảm xuống. Điều đó cho thấy

1

2

khi sử dụng buồng cháy trước nói riêng,

a

buồng cháy phân cách nói chung làm

t

b

giảm ứng suất cơ và cả ứng suất nhiệtcác chi tiết chủ yếu của động cơ. Chấtlượng hoà trộn hỗn hợp và cháy tốt, ítnhạy cảm khi sử dụng các loại nhiênliệu khác nhau, đó là một số yếu tố cầnthiết để có thể sử dụng loại nhiên liệu



ĐCT

có chất lượng xấu cho loại động cơ này.

Hình 6. Sự thay đổi áp suất theo góc quay trục

khuỷu ở QT cháy đối với

10Vì thế, đối với các động cơ có buồng cháy phân cách bô trí làm động cơ laimáy phát điện trên tàu có thể dùng nhiên liệu nặng (nhiên liệu hoà trộn),nếu nhưđộng cơ chính sự dụng nhiên liệu nặng.c. Phương pháp hòa trộn buồng cháy xoáy lốc .Để tạo ra hỗn hợp nhiên liệu không khíđồng đều cần phải tạo ra chuyển động xoáylốc không khí nén trong buồng cháy. Điềuđó đảm bảo cháy hoàn toàn nhiên liệu trongđộng cơ có đường kính xi lanh không lớnkhi áp suất phun thấp và hệ số dư lượngkhông khí nhỏ. Trong các động cơ tạo hỗnhợp bằng buồng cháy xoáy lốc, kết cấubuồng cháy cũng giống như trường hợptrên, bao gồm buồng cháy xoáy lốc vàbuồng cháy chính, chúng được nối với nhaubằng lỗ thông có tiết diện ngang lớn. Buồngcháy xoáy lốc có dạng hình cầu hay hình trụbố trí trên nắp xi lanh 3. Hình 7. buồng cháy xoáy lốc Buồng cháy chính nằm giữa nắp xilanh và đỉnh piston 4(chủ yếu nằm trênđỉnh piston), lỗ nối hướng tiếp tuyến với đường tròn buồng cháy xoáy lốc. Trongquá trình nén, không khí bị dồn nén từ buồng cháy chính qua lỗ thông vào buồngcháy xoáy lốc và tạo vận động xoáy lốc ở đó. Tia nhiên liệu được vòi phun 1 phunvào thể tích buồng cháy xoáy lốc. Thường vòi phun có một lỗ. Chất lượng phuncần thiết đạt được khi áp suất phun pr = 9 – 12Mpa. Sau giai đoạn phun dòng khíxoáy lốc tạo nên một vòng quay do đó phần nhiên liệu phun vào được hoà trộn tốtvới không khí.Khi cháy nhiên liệu áp suất trong buồng cháy xoáy lốc tăng lên. Hỗn hợp sảnphẩm cháy, phần không khí chưa kịp sử dụng và phần nhiên liệu chưa cháy đượcphun qua đường thông vào buồng cháy chính, tại đây hỗn hợp tiếp tục hòa trộn vàcháy hoàn toàn. Hòa trộn trong buông cháy xoáy lốc tốt hơn, đảm bảo cháy nhiênliệu không có khói khi hệ số dư lượng không khí = 1,3 – 1,4.Bộ phận quan trọng nhất của buồng cháy xoáy lốc là đế không làm mát 2được' chế tạo từ thép chịu nhiệt, nó được lắp phía dưới buồng cháy xoáy lốc. Đế 2có bố trí lỗ thông và được lắp có khe hở với nắp xi lanh, khe hở này chứa khí, nhờvậy giảm được tổn thất nhiệt cho nước làm mát. Khi động cơ làm việc đế 2 đóngvai trò thiết bị thu hồi nhiệt. Đế 2 được sấy nóng do cháy nhiên liệu và do lưuthông khí cháy từ buồng cháy xoáy lốc qua buồng cháy chính, do đó nó sẽ sấy nóngkhông khí khi lưu thông từ buồng cháy chính vào buồng cháy xoáy lốc trong quátrình nén . Nhờ vậy điều kiện bốc cháy nhiên liệu sẽ tốt hơn.Động cơ có buồng cháy xoáy lốc được đặc trưng bởi áp suất cực đại của chutrình vừa phải. Nhiệt độ đế 2 cao đảm bảo sự làm việc ổn định của động cơ trongkhoảng tải rộng và động cơ ít nhạy cảm với chất lượng nhiên liệu.Do bố trí buồng cháy xoáy lốc trên nắp xi lanh và bề mặt tương đối buồngcháy Fc/Vc tăng lên nên các động cơ có buồng cháy xoáy lốc có nhược điểm nhưbuồng cháy trước: kết cấu nắp xilanh phức tạp, chất lượng khởi động xấu và suấttiêu hao nhiên liệu tăng (ge 250-270 g/kwh) . Để đảm bảo khởi động động cơ từtrạng thái lạnh thì buồng cháy này cần bố trí thiết bị sấy. Suất tiêu hao nhiên liệu cóích tăng lên do tăng tổn thất nhiệt khi trao đổi nhiệt với thành xi lanh, cũng như tiêuhao năng lượng để tạo xoáy lốc trong buồng cháy, lưu thông không khí và hỗn hợpkhí qua lỗ thông.Như vậy, chất lượng hòa trộn hỗn hợp trong xi lanh động cơ phụ thuộc vàokích thước và độ đồng đều hạt nhiên liệu sau khi phun. Kích thước các hạt nhiênliệu càng đều, càng nhỏ thì tổng diện tích sấy nóng và bốc hơi của một đơn vị thểtích càng lớn, tốc độ bốc hơi càng nhanh. Kích thước và độ đồng đều hạt nhiên liệusau khi phun phụ thuộc vào loại vòi phun, áp suất phun, vòng quay động cơ, loạinhiên liệu sử dụng, kích thước xi lanh và dạng buồng cháy, tóm lại phụ thuộc loạiđộng cơ sử dụng. d. Hình thành khí hỗn hợp trong buồng cháy không khí- Đặc điểm cấu tạoBuồng cháy không khí nằm trên nắp xy lanh, buồng cháy chính ở xy lanh.Vòi phun đặt ở buồng cháy chính về phía đối diện với miệng thông từ BCKK vớiBCC. BCKK lại chia thành hai phần. Toàn bộ thể tích BCKK chiếm khoảng25%V

c

, trong đó nửa phía ngoài chiếm 5 – 10%V

c

, còn lại là phần ở giữa trực tiếpthông với BCC. Hai phần của BCKK thông với nhau bằng một đường thông nhỏ.- Đặc điểm hình thành hỗn hợp trong buồng cháy không khíKhi nén, không khí từ buồng cháy chính đi vào buồng cháy không khí nhờ sựchênh lệch áp suất không lớn lắm, cuối quá trình nén nhiên liệu phun vào BCChướng tới miệng thông với BCKK. Một phần nhiên liệu đi vào bên trong BCKK vàđược sấy nóng, bốc hơi và bốc cháy ở khu vực miệng thông với buồng cháy chính.Do thể tích của phần này nhỏ, nên áp suất tăng nhanh và đạt tới 7 – 8 MN/m

²

, trongkhi đó p

c

không vượt quá 4 – 5 MN/m

²

. Nhờ sự chênh lệch áp suất này mà khôngkhí, nhiên liệu, sản vật cháy từ BCKK phun ra BCC với tốc độ khá lớn, tạo điềukiện cho nhiên liệu tiếp tục bốc hơi, hoà trộn và cháy hết.- Ưu điểm:Có hệ số dư lượng không khí nhỏ (1,2 – 1,4). Nhiên liệu có khả năng cháykiệt.- Nhược điểm:+ Tổn thất nhiệt và tiết lưu lớn, khó khởi động khi động cơ nguội…+ Ứng dụng cho những động cơ công suất nhỏ dưới 150Kw.+ Để dễ khởi động, người ta thường chế tạo một cái van ở giữa hai nửa củabuồng cháy không khí, khi khởi động ta đóng lại để làm tăng tỷ số nén.III. Thiết bị cung cấp và điều chỉnh áp suất nhiên liệu