Kỳ cháy của động cơ điêzen

1. Tính dễ cháy của nhiên liệu điêzen

Tăng nhiệt độ nhiên liệu làm cho nhiên liệu bốc cháy ngay mà không cần đốt. Nhiệt độ tối thiếu để điều này xuất hiện được gọi là điểm tự bốc cháy (nhiệt độ tự cháy).
Nhiên liệu được phun vào trong buồng đốt và được sấy nóng bởi không khí ở nhiệt độ và áp suất cao. Khi đó nhiên liệu tự bắt lửa và bùng cháy.

Trong động cơ điêzen, tính dễ bắt lửa của nhiên liệu được cải thiện do khi tỷ số nén tăng, nhiệt độ tăng nhanh.
Tương tự, đặc tính cháy được cải thiện khi sử dụng nhiên liệu có chỉ số xêtan cao.
Chỉ số xêtan
Chỉ số xêtan của nhiên liệu điêzen tương ứng với chỉ số ốctan của xăng và cho thấy tính dễ cháy của nhiên liệu.
Chỉ số càng cao điểm cháy càng thấp và nhiên liệu tốt hơn.
Đối với nhiên liệu động cơ điêzen, chi số xêtan tối thiểu đạt mức yêu cầu là 40-45.
Nhìn chung sử dụng chỉ số xêtan 53-55.
Chỉ số xêtan cao tương ứng với những ảnh hưởng sau.
Khởi động tốt
Khí xả sạch
Công suất lớn
Cải thiện tính kinh tế nhiên liệu
Động cơ hoạt động tốt và ít tiếng ồn.

2. Mối quan hệ giữa tỷ số nén và áp suất hoặc nhiệt độ nén

Động cơ điêzen nén không khí bên trong xilanh và tăng nhiệt độ để đốt cháy.
Đồ thị ở bên trái chỉ ra mối quan hệ giữa tỷ số nén và áp suất nén hoặc nhiệt độ nén. Giả sử không có sự rò rỉ không khí và giảm sức nóng giữa pít tông và xi-lanh.Ví dụ, khi tỷ số nén là 16, đồ thị cho thấy áp suất và nhiệt độ nén có thể lên tới xấp xỉ 5 MPa (50 kgf/cm2) và 560 0C (1.040 0F).
Tuy nhiên, trong một động cơ thực, giá trị áp suất nén và nhiệt độ không khí thường thấp hơn giá trị trên lý thuyết được chỉ ra trong đồ thị do nhiệt toả ra.

3. Quá trình đốt cháy trong động cơ điêzen

Do quá trình đốt cháy xuất hiện trong động cơ điêzen, giữa áp suất bên trong buồng đốt và góc quay của trục khuỷu có mối quan hệ – như được thể hiện ở trên hình bên trái.
Quá trình đốt cháy chia làm bốn giai đoạn dưới đây.
(1) Chậm bắt lửa (A-B)
Để đốt cháy, nhiên liệu được phun thành hạt nhỏ li ty, bốc hơi và trộn với không khí trong xilanh để tạo hỗn hợp cháy.
(2) Lan truyền ngọn lửa (B-C)
Trong giai đoạn này, đánh lửa bắt đầu từ khu vực khi không khí-nhiên liệu đạt tỷ số chuẩn và sau đó tiếp tục bốc cháy ra ngoài. Từ điểm B tới điểm C, áp suất tăng mạnh.
Áp suất tăng do lượng nhiên liệu đưa vào giai đoạn chậm đánh lửa, do điều kiện phun nhiên liệu và hỗn hợp không khí và nhiên liệu.v.v..
(3) Đốt cháy trực tiếp (C-D)
Trong giai đoạn này, nhiên liệu được đốt cháy bằng ngọn lửa trong buồng đốt ngay sau khi được phun vào.
Áp suất cháy tăng nhanh hơn do nhiên liệu cháy ngay khi phun vào.
Áp suất tại thời điểm này có thể được điều chỉnh ở một mức độ nhất định bằng cách điều chỉnh lượng nhiên liệu vào.
(4) Sau khi cháy (D - C)
Quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt kết thúc ở điểm D.
Tuy nhiên, phần nhiên liệu còn lại sẽ tiếp tục cháy trong giai đoạn này.
Khi giai đoạn sau cháy càng dài thì nhiệt độ khí xả tăng và hiệu suất nhiệt *1 giảm.
*1: với động cơ nóng, hiệu suất nhiệt nghĩa là tỷ số giữa nhiệt năng được chuyển thành công và nhiệt năng do nhiên liệu cung cấp.