CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO HỖN HỢP TRONG ĐỘNG CƠ CÓ BUỒNG CHÁY THỐNG NHẤT...
3. Các phương pháp tạo hỗn hợp trong động cơ có buồng cháy thống nhất a. Phương pháp tạo hỗn hợp thể tíchNhiên liệu được phun trực tiếp vào thể tích buồng cháy. Để phân đồng đều nhiên liệu theo thể tích buồng cháy thì nhiên liệu đượcphun qua đầu phun nhiều lỗ. Chất lượng tạo hỗn hợp phụ thuộc chủ yếu vào sự tạo thành xoáy lốc trongbuồng cháy. Xoáy lốc tạo ra nhờ chuyển động của piston và dồn nén khí nạp trongkhông gian phía trên piston. Trong các động cơ 2 kỳ, xoáy lốc hình thành nhờ phân bố lệch nhau các cửaquét trên ống lót xi lanh Hình 3. Buồng cháy thống nhấtĐộng cơ có phương pháp hòa trộn thể tích khác với các dạng buồng cháykhác. Dựa vào việc phân bố khí nạp sơ đồ kết cấu buồng cháy thống nhất theophương pháp tạo hỗn hợp thể tích có thể phân ra làm bốn nhóm. I- Phần khí nạp được phân bố trên đỉnh piston, đáy nắp xi lanh được chế tạophẳng. Loại này dùng cho động cơ 4 kỳ và 2 kỳ có sơ đồ trao đổi khí quét thẳngqua xu páp.II- Phần chủ yếu khí nạp phân bố ở nắp xi lanh, chúng được dùng cho độngcơ 2 kỳ có sơ đồ trao đổi khí quét vòng.III- Khí nạp được phân bố ở đỉnh piston và nắp xilanh, dùng cho động cơ 2kỳ.IV- Khí nạp nằm giữa hai đỉnh piston dùng cho động cơ 2 kỳ bố trí piston đốiđỉnh.Hình 4. Các dạng buồng cháy thống nhất* Ưu điểm- Phương pháp hòa trộn thể tích có dạng buồng cháy đơn giản- Làm sạch buồng cháy tốt, bề mặt làm mát tương đối (tỷ số giữa bề mặtbuồng cháy với thể tích Fc/Fv không lớn và do vậy tổn thất nhiệt tương đối truyềncho thành xi lanh nhỏ.- Các động cơ có phương pháp hòa trộn hỗn hợp kiểu thề tích chất lượng khởiđộng tốt và tính kinh tế cao. Phương pháp hòa trộn thể tích dùng cho các động cơcó đường kính xi lanh lớn hơn 150 mm và chủ ,yếu dùng cho động cơ chính tàuthuỷ.* Nhược điểm- Phuơng pháp hòa trộn hỗn hợp này là cần phải bảm đảm hệ số dư lượngkhông khí cao ( 1,6 - 2,2) để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu, áp suất phun cao(p
r
= 25+130 Mpa)- Yêu cầu cao đối với thiết bị nhiên liệu, không có khả năng đảm bảo hòa trộnhoàn thiện trong động cơ có kích thước xi lanh không lớn. Vì khi đường kính chophép tối thiểu của lỗ phun dc= 0,15 mm thì chiều dài chùm tia đối với động cơ cóđường kính xi lanh D<150 mm là quá lớn. - Các hạt nhiên liệu rơi vào thành xi lạnh sẽ tạo muội, giảm tính tin cậy và kinhtế của động cơ. Do vậy, trong các động cơ kích thước xilanh không lớn dùng cácphương pháp hòa trộn hỗn hợp khác như: màng thể tích, buồng cháy trước, buồngcháy thể tích.- Dễ nhạy cảm với sự thay đổi tốc độ. Khi giảm tốc độ thì áp suất của vòi phungiảm, chất lượng phun kém.- Hệ thống nhiên liệu có giá thành cao.b. Phương pháp hòa trộn màng thể tích.Đây là một trong các phương pháp hòa trộn hỗn hợp hoàn thiện nhất đối vớiđộng cơ có đường kính xi lanh không lớn. Phần thể tích chủ yếu của buồng cháyđược bố trí trên piston.Trong các động cơ do Cộng hoa liên bang Nga sản xuất, sử dụng rộng rãibuồng cháy dạng nón cụt có góc lượnHình 5. Hình thành hỗn hợp bằng phương pháp màng thể tích Nhiên liệu được phun qua vòi phun nhiều lỗ vào xi lanh. Các tia nhiên liệuđược phun vào họng mép trên đỉnh piston dưới góc c
. Nhiên liệu được phun lênbề mặt bên trong họng và bề mặt đầu của piston được phân ra thành lớp mỏngnhanh chóng bay hơi không tạo thành muội. Hơi nhiên liệu hòa trộn tốt với khôngkhí nhờ vận động xoáy lốc mạnh trong thể tích buồng cháy. Xoáy lốc được tạo rado dồn nén khí nạp khi dịch chuyển piston đến ĐCT. Một phần của chùm tia nhiênliệu kịp bay hơi trong thể tích buồng cháy không tiếp xúc với thành piston.Nhờ vậy,phần chủ yếu của lượng nhiên liệu cấp cho chu trình cháy từ từ theo mức độ bayhơi từ bề mặt piston, điều đó làm cho tốc độ tăng áp suất không lớn. Giá trị áp suấtcháy các đại của chu trình pz
không lớn, tiếng ồn vừa phải, suất tiêu hao nhiên liệuriêng thấp hơn các động cơ có kích thước tương tự với phương pháp hòa trộn kháclà đặc trưng của loại động cơ có phương pháp hòa trộn hỗn hợp màng thể tích. Nhờsự hòa trộn tốt hơi nhiên liệu với không khí và cháy hoàn toàn nhiên liệu khi hệ sốdư lượng không khí không lớn ( �1 5, ) .Áp suất phun không đòi hỏi cao, cóthể sử dụng với nhiều loại nhiên liệu khác nhau. Các công trình nghiên cứu chothấy khả năng sử dụng rộng rãi phương pháp hòa trộn hỗn hợp màng thể tích trongcác động cơ có đường kính xi lanh trong khoảng D = 70- 230 mm.Nhược điểm là chất lượng khởi động khi nguội kém vì khi đó nhiệt độ pistonthấp nên nhiên liệu khó bay hơi. Lực quá tính của piston lớn.