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...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 lượngtiềm 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 đặcbiệt tập trung quanh lý thuyết của một động cơ Diesel HCCI (cháy đồng đều donén). Và nghiên cứu tiếp tục được định hướng đến động cơ HCCI để phát triểnhơn về hiêu quả của nhiên liệu và độ tin cậy của động cơ nhằm để thay thế chođộng cơ đốt trong hiện nay. Sau khi nhiên liệu được đốt cháy kết quả tạo thành động năng đẩy pistonxuống. Một khi tất cả nhiên liệu đã được đốt cháy thì sau đó các khí thải được đẩyra khỏi buồng đốt thông qua một van xả. Về cơ bản toàn bộ chu trình đốt cháyđược 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 liệutrước khi tự động bốc cháy. Chỉ số octan là sự đánh giá tương đối độ giàu của mộttrong hai chuỗi: hydrocarbon Octan (CH 3 (CH CH 3) là tám nguyên tử cacbon 2) 6nối 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 rating2) 4 ) is present: such as Chỉ sốthe more Octane than Hexane ( CH (CH ) CH 3 2 4 3octan càng cao thì octan càng nhiều hơn hecxan: như xăng (Hãy tham khảo biểuđồ dưới đây cho công thức cấu trúc). Một nhiên liệu với chỉ số octan cao hơn cókhả năng đạt tỷ lệ nén cao hơn trong buồng đốt, và duy trì ổn định tại cùng thờiđiểm để ngăn chặn việc cháy sớm.Tỉ số nén đặc trưng cho lượng nhiên liệu và không khí dưới STP (nhiệt độ và ápsuất chuẩn) so với số lượng nhiên liệu và không khí được chứa trong một khônggian như vậy và dưới sự nén. Ví dụ: một tỉ lệ nén là: 10/1 xác định rằng có mườilần số lượng nhiên liệu và không khí trong một thể tích bình thường dưới điều kiệnSTP.Nhiên liệu với chỉ số octan cao là mong muốn trong động cơ đốt cháy bằng tia lửavì ta muốn cho tất cả các năng lượng tiềm tàng trong xăng được giải phóng tạiđỉnh điểm của kỳ nén để hiệu suất tạo ra động năng là lớn nhất. Tỷ lệ nén trongđộng cơ đốt cháy bằng tia lửa thông thường khoảng từ 6:1, qua 11:01 trong một sốứng dụng hiệu suất cao. Tuy nhiên, với nhiên liệu diesel hay động cơ đốt cháy donén nhiên liệu thì lại mong muốn với chỉ số octan thấp hơn. Điều này là do trongmột động cơ diesel hỗn hợp nhiên liệu / không khí được đặt dưới một suất nén caohơn nhiều (14:1 18:1) là nguyên nhân hỗn hợp bốc cháy từ áp lực. Chỉ số octanthấp hơn là điều cần thiết bởi vì hecxan thấp cho phép nén áp lực cao. Việc nén lànguyên 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 củachu kỳ. Trong động cơ cổ điển thiết kế động cơ đốt trong một tia lửa được đưa đếnnhiên liệu hoặc nhiên liệu tự động bốc cháy thông qua nén. Vấn đề là với một tialửa nhiên liệu bồc cháy vào thời điểm mà các tia lửa tiếp xúc với nhiên liệu. Kếtquả 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 sảnphẩm có thể được vận chuyển đến và từ ngọn lửa phía trước. Điều này là khôngmong muốn bởi vì sau đó năng lượng sinh ra thay vì được dẫn về hướng piston lạiđược hấp thụ bởi thành buồng đốt có nhiệt độ tương đối thấp hơn. mà thường baogồm một loại nhôm hoặc hợp kim nhôm. Diesel hoặc động cơ cháy bằng tia lửa đạt được hiệu quả hơn khi sử dụngtiềm năng năng lượng có chứa trong nhiên liệu. Khi chuỗi cacbon Hexan trongnhiên liệu đạt tới điểm mà tại đó các liên kết bắt đầu bị phá vỡ, các phân tử bắt đầuphân rã hàng loạt trong toàn bộ mẫu nhiên liệu, tuy nhiên không phải trong mỗichuỗi vì một khi các phân tử bắt đầu phá vỡ là nguyên nhân gây cháy đẩy piston dichuyển xuống giảm tỉ lệ nén và không cho phép các phân tử Hexan còn lại phávỡ.Quá trình cháy xảy ra nhanh hơnso với động cơ đánh lửa trực tiếp do có tỉ sốnén cao hơn, kết quả nhiên liệu chưa cháy đã cháy hoàn toàn sau khi kết thúc quátrình Động cơ HCCI được thiết kế chủ yếu dựa trên nguyên lý hoạt động củamột động cơ diesel. Tuy nhiên được sử dụng đồng thời những ý tưởng từ động cơđánh lửa và động cơ diesel. Đầu tiên, không khí được đưa vào buồng đốt với mộtlượng nhỏ nhiên liệu. Việc phun nhiên liệu lần đầu xem như là phun khởi điểmnóng trong buồng đốt trước khi phun chính. Sau khi phun chính, nhiên li ệu đượcnén trong buồng đốt gần với nhiệt độ bốc cháy của nhiên liệu lúc đó là trong quátrình cháy. Điều này cho phép nhiều năng lượng hơn được chuyển sang động năng ...