Ðề: Tỷ lệ nén nghĩa là gì? Nó quyết định điều gì?
Trước khi đi thẳng vào vấn đề cho phép Ubuntu vòng vo đôi chút, thứ nhất đây là lĩnh vực tay mơ và hiểu biết nông cạn của mình, thứ hai chúng ta cùng lên đây để thảo luận những gì chưa biết và hiểu.
Đầu tiên ta có định nghĩa về:
Công suất
Công suất P là một đại lượng cho biết công được thực hiện ΔW hay năng lượng biến đổi ΔE trong một khoảng thời gian T = Δt.
Trong hệ SI, công suất có đơn vị đo là watt (W).
Công suất cơ
Trong chuyển động đều, thời gian Δt, khoảng cách ΔS, chuyển động với vận tốc v dưới tác dụng của lực F.
Trong chuyển động quay, thời gian Δt, góc quay Δφ, vận tốc góc ω dưới tác dụng của mômen M.
Động cơ
Động cơ là thiết bị chuyển hóa một dạng năng lượng nào đó (thiên nhiên hoặc nhân tạo) thành động năng.
Rồi ta lại có:
Động cơ đốt trong:
Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt tạo ra công cơ học bằng cách đốt cháy nhiên liệu bên trong động cơ.
Ngay từ định nghĩa về động cơ đốt trong ta đã có là sự đốt cháy nhiên liệu vậy để đốt cháy được nhiên liệu chúng ta phải có đủ điều kiện để sinh ra sự cháy (3 điều kiện cơ bản của sự cháy là: chất cháy, ôxy và nguồn nhiệt) ta lại có sự cháy nhỏ, cháy lớn và không cháy. Rồi với sự cháy trong khoảng thời gian Δt thì được gọi là sự nổ (Cái này thì chưa chắc lắm chỉ nhớ nhớ quên quên một định nghĩ đã đọc từ lâu, giờ sách đấy mất rồi :-() nhưng chắc là đúng)
Ta lại có sự nổ mạnh, nổ yếu và không nổ. Và rồi ta lại có một định nghĩa khác về nổ là: Là một quá trình tăng lên đột ngột của một loại vật chất thành thể tích lớn hơn rất nhiều lần thể tích ban đầu dẫn đến sự vượt áp, đồng thời giải phóng ra năng lượng lớn và nhiệt độ cao.
Ta lại có: Nếu khối chất nổ được nén lại trước khi nổ, lực được tạo ra tác dụng lên một diện tích nhỏ hơn, và áp suất được nâng cao lên đáng kể. Kết quả là vận tốc nổ cao hơn rất nhiều so với khi cho nổ trong không khí.
Ở đây ta thấy xuất hiện của sự nén hỗn hợp nhiên liệu. Nhưng đặc tính khi nén hỗn hợp nhiên liệu là nhiệt độ sẽ tăng vậy tăng đến ngưỡng (đủ điều kiện cháy) tạo nên sự tự nổ gọi là tự kích nổ. Cái này lại được phát huy với động cơ Diesel, điều kiện nhiên liệu xuất hiện cuối cùng (sự phun nhiên liệu trực tiếp) trong khi hai điều kiện kia xuất hiện trước vì khi chưa đủ 3 điều kiện thì chưa xẩy ra cháy rồi nổ. Cực kỳ thông minh phải không bạn.
Ta có hiện tượng xẩy ra trong động cơ đốt trong là từ khi hỗn hợp cháy đến khi nổ ta có một khoảng thời gian. Để đạt được sự nổ khi đỉnh piston tới điểm chết trên (Cái thời gian này lại thay đổi theo vận tốc vòng) nên ta có sự đánh lửa sớm, ta có các phương án điều khiển đánh lửa sớm điều khiển bằng vít, văng rồi CDI (Capacitor discharge ignition) rồi thì là ECU (engine control unit) rồi CPU (Central processing unit) rồi còn cái gì gì nữa cũng chưa biết (Để đảm bảo sự nổ sẩy ra khi áp suất nén là lớn nhất để sinh ra áp suất nổ lớn nhất tại bất kỳ vận tốc góc nào, đương nhiên là để sinh ra công lớn nhất rồi).
Tôi đang phân vân giữa Sự tự nổ này khác với sự tự kích nổ do Octane có trong xăng có là một hay không nữa.
Nhưng rồi thì các nhà sản xuất nhiên liệu lại thay đổi cho nhiên liệu có sự chống kích nổ khi áp suất nén cao hơn.
(Một số xe máy thiết kế cho thị trường Châu Âu có tỷ số nén cao vì tại họ xăng có chỉ số Octan cao, ví dụ A98, A100 nên theo tôi chưa chắc đi SH, LX tại Việt Nam là đã là tốt đâu, nhưng mà nếu là Châu Âu thiết kế cho Việt Nam thì lại khác đấy nhé - theo ngu ý của mình không biết có bị gọi là xính ngoại không)
Điều này cũng dễ hiểu khi áp suất trong buồng đốt bị mất thì công sinh ra yếu và là điều kiện để kiểm tra xem có phải làm lại hơi hay không, các bác cứ thấy mấy bác thợ sửa xe hay tháo buzi rồi bịt tay vào đạp nổ để thử đấy thôi, rồi có bác phán xanh giờn xe này phải làm lại hơi rồi, sau đấy cũng tháo ra nhưng mà đem đi đổi cái khác đểu hơn (cũng có hiện tượng này nếu khách là gà và là phụ nữ), tuy nhiên theo một số hãng tôi được đọc là nếu kiểm tra bằng đồng hồ áp suất thì ứng với áp suất nào thì nên làm gì, ví dụ chỉ cần vệ sinh buồng đốt hay phải thay xéc măng hay với áp suất này thì cần lên cos.
Bây giờ mới tới hỗn hợp cháy. Cái này thì các bạn tự dịch nhớ.
Air-to-fuel ratio
It is important to realize that there are narrow limits of acceptability for the combustion of
air and fuel, such as gasoline or diesel. In the case of gasoline, the ideal fuel is octane, C8H18,
which burns "perfectly" with air in a balanced equation called the stoichiometric equation.
Most students will recall that air is composed, volumetrically and molecularly, of 21 parts
oxygen and 79 parts nitrogen. Hence, the chemical equation for complete combustion becomes:
2C
8H
18 + 25[ O
2 +(79/21) N
2] = 16CO
2 + 18H
2O + 25*(79/21)N
2
This produces the information that the ideal stoichiometric air-to-fuel ratio, AFR, is such
that for every two molecules of octane, we need 25 molecules of air. As we normally need the
information in mass terms, then as the molecular weights of O2, H2, N2 are simplistically 32,
2 and 28, respectively, and the atomic weight of carbon C is 12, then:
AFR = (25*32+25*28*79/21)/(2*(8*12+18*1))
As the equation is balanced, with the exact amount of oxygen being supplied to burn all
of the carbon to carbon dioxide and all of the hydrogen to steam, such a burning process
yields the minimum values of carbon monoxide emission, CO, and unburned hydrocarbons,
HC. Mathematically speaking they are zero, and in practice they are also at a minimum level.
As this equation would also produce the maximum temperature at the conclusion of combustion,
this gives the highest value of emissions of NOx, the various oxides of nitrogen. Nitrogen
and oxygen combine at high temperatures to give such gases as N2O, NO, etc. Such
statements, although based in theory, are almost exactly true in practice as illustrated by the
expanded discussion in Chapters 4 and 7.
As far as combustion limits are concerned, although Chapter 4 will delve into this area
more thoroughly, it may be helpful to point out at this stage that the rich misfire limit of
g
combustion probably occurs at an air-fuel ratio of about 9, peak power output at
an air-fuel ratio of about 13, peak thermal efficiency (or minimum specific fuel consumption)
at an air-fuel ratio of about 14, and the lean misfire limit at an air-fuel ratio of about 18. The
air-fuel ratios quoted are those in the combustion chamber at the time of combustion of a
homogeneous charge, and are referred to as the trapped air-fuel ratio, AFRt. The air-fuel
ratio derived in Eq. 1.5.17 is, more properly, the trapped air-fuel ratio, AFRt, needed for
stoichiometric combustion.
To briefly illustrate that point, in the engine shown in Fig. 1.6 it would be quite possible
to scavenge the engine thoroughly with fresh air and then supply the appropriate quantity of
fuel by direct injection into the cylinder to provide a AFRt of, say, 13. Due to a generous
oversupply of scavenge air the overall AFR0 could be in excess of, say, 20.
Bấy nhiêu điều tôi biết có vậy
Chúc bạn vui vẻ.
Ps: Anh em có gì chém nhẹ tay nhé.