ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-------------------------

CHIÊM TRẤN LÂM

ẢNH HƯỞNG THỜI ĐIỂM PHUN NHIÊN LIỆU ĐẾN
ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2
Chun ngành: Ơtơ- Máy kéo
Mã số: 605235

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2013


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học:TS Huỳnh Thanh Công ............................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1:TS Nguyễn Lê Duy Khải ................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2:TS. Nguyễn Ngọc Dũng ..................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày 26 tháng 7 năm 2013

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1. PGS. TS. Phạm Xuân Mai
2.TS. Đặng Thành Trung
3. TS. Nguyễn Lê Duy Khải
4. TS. Nguyễn Ngọc Dũng
5. TS. Huỳnh Thanh Công

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đãđược sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS. TS. Phạm Xuân Mai

TRƯỞNG KHOA

TS. Nguyễn Lê Duy Khải


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Chiêm Trấn Lâm ........................................ MSHV:11130428 ............
Ngày, tháng, năm sinh: 01/06/1988 ......................................... Nơi sinh: Cà Mau ...........
Chun ngành: Ơ-tơ máy kéo ................................................. Mã số : 605235 ...............
I. TÊN ĐỀ TÀI: Ảnh hưởng thời điểm phun nhiên liệu đến đặc động cơ Vikyno
RV125-2
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1. Nghiên cứu tổng quan lý thuyết về hệ thống nhiên liệu của động cơ diesel 1 xy-lanh và
ảnh hưởng của thời điểm phun đến đặc tính động cơ.
2. Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá đặc tính khí thải và công suất hiện tại của động cơ
Vikyno RV125-2.
3. Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi thời điểm phun nhiên liệu
đến đặc tính động cơ diesel 1 xy-lanh RV125-2 theo chu trình thử khí thải ISO 8178 C1 và
tiêu chuẩn TIER 2.Từ đó, rút kết luận và có ý kiến đề xuất cải tiến động cơ RV125-2.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 7/2013
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): TS. Huỳnh Thanh Công

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TS. Huỳnh Thanh Công

TS. Trần Hữu Nhân

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
(Họ tên và chữ ký)

TS. Nguyễn Lê Duy Khải



LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã ủng hộ động, động viên và tạo mọi
điều kiện để tơi có thể hồn thành khố học thạc sĩ này.
Luận văn này được thực hiện trong khuôn khổ Đề tài nghiên cứu khoa học
cấp trọng điểm ĐHQG-HCM (Mã số: B2011-20-02TĐ), tôi xin gửi lời cảm ơn đến
chủ nhiệm đề tài cũng là cán bộ hướng dẫn chính của tôi TS. Huỳnh Thanh Công,
đã hỗ trợ, hướng dẫn tôi trong suốt q trình tơi thực hiện Luận văn tốt nghiệp này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến ThS. Trần Đăng Long và TS. Nguyễn Anh
Thi đã hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn này.
Kết quả thực nghiệm của đề tài này được thực hiện tại Phịng thí nghiệm
trọng điểm ĐHQG-HCM Động cơ đốt trong. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể
cán bộ tại phịng thí nghiệm (Thầy Trần Tiến Dũng, Võ Lê Hoài Phương, Phan Thế
Anh, Vũ Thị Kim Chi) đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành
Luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè, các bạn sinh viên khóa
09, những người đã giúp đỡ, ủng hộ và cổ vũ tôi trong suốt q trình tơi học cao học
tại trường đại học Bách Khoa TP. HCM.


TĨM TẮT
Đề tài này trình bày thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời điểm phun
nhiên liệu, một trong những phương pháp hiệu quả để cải thiện quá trình cháy đối
với đặc tính làm việc của động cơ Diesel 12,5 mã lực buồng cháy trực tiếp. Thời
điểm phun nhiên liệu được thay đổi bởi hệ thống MCVIT (Hệ thống thay đổi thời
điểm phun nhiên liệu liên tục bằng cơ khí) được phát triển để thay đổi thời điểm
phun nhiên liệu trong dãy rộng từ 0 đến 400CA BTDC. Các đặc tính của động cơ
bao gồm cơng suất, mơ-men, suất tiêu hao nhiên liệu, hiệu suất nhiệt, nồng độ NOx,
độ mờ khói của động cơ đã được đo tại những thời điểm phun nhiên liệu khác nhau
từ 4 đến 240 CA BTDC. Kết quả thu được cho thấy các giá trị công suất, mô-men,
hiệu suất nhiệt của động cơ đạt giá trị cao nhất tại thời điểm phun nhiên liệu từ 12160CA BTDC. Khi thay đổi thời điểm phun nhiên liệu từ 4 đến 240 CA BTDC thì

nồng độ NOx tăng 57% tại tốc độ động cơ 1800v/ph, và tăng khoảng 66% tại tốc độ
động cơ 2400v/ph, độ mờ khói trong khí thải giảm khoảng 18% tại tốc độ động cơ
1800v/ph và giảm 2% khi tốc độ động cơ đạt 2400v/ph.

ABSTRACT
This thesis presents the experimental investigation the effect of injection
timing, one of the efficient methods for improving the combustion process, on the
performance characteristics of 12.5HP diesel DI engine. Injection timing is adjusted
by a Mechanically Continuously Variable Injection Timing (MCVIT) system,
which is developed that can continuously adjust the injection timing in a wide range
from 0 to 400CA BTDC. Engine performance characteristics, including brake
torque, brake specific fuel consumption, thermal efficiency, the NOx and opacity
emission is measured for different regulated injection timings ranging from 4 to
240CA BTDC. The obtained results show that brake power, brake torque and BTE
reach maximum value when the injection timing in range 12-160CA BTDC. When
the injection timing changes from 4 to 240CA BTDC, the NOx increases about 57%
at engine speeds of 1800rpm and about 66% at engine speeds of 2400rpm, the
opacity decreases about 18% at engine speeds of 1,800rpm and about 2% at engine
speeds of 2400rpm.


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết rằng tất cả kết quả trong luận văn này đều do tôi thực hiện
và chưa được công bố bởi các tác giả khác.
Tp. HCM, Ngày 16 tháng 07 năm 2013

CHIÊM TRẤN LÂM


i


Mục lục
Chương 1 Tổng quan ............................................................................................. 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................ 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 3
1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................. 3
1.4 Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 4
1.5 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng ...................... 5
1.6 Mô hình thực nghiệm ................................................................................ 6
1.7 Tính mới của đề tài.................................................................................... 6
1.8 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài ............................................ 6
Chương 2 Nghiên cứu lý thuyết ............................................................................ 7
2.1 Đặc điểm động cơ Diesel........................................................................... 7
2.2 Ô nhiễm từ động cơ Diesel ........................................................................ 8
2.2.1 Thành phần của khí thải từ động cơ Diesel ................................... 8
2.2.2 Cơ chế hình thành muội than ........................................................ 8
2.2.3 Cơ chế hình thành các khí thải khác trong động cơ Diesel .......... 10
2.3 Ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đối với đặc tính động cơ Diesel
.......................................................................................................................... 13
2.3.1 Ảnh hưởng đến tính năng vận hành của động cơ ........................ 15
2.3.2 Ảnh hưởng đến đặc tính phát thải của động cơ ........................... 17
Chương 3 Nghiên cứu thực nghiệm .................................................................... 20
3.1 Sơ đồ thực nghiệm .................................................................................. 20
3.2 Thiết bị thực nghiệm ............................................................................... 20
3.2.1 Cân điện tử dùng để đo mức tiêu hao nhiên liệu: ........................ 21
3.2.2 Thiết bị đo lưu lượng khơng khí nạp ........................................... 22
3.2.3 Thiết bị đo khí thải động cơ: ....................................................... 22
3.2.4 Hệ thống đo lưu lượng phát thải khí thải..................................... 23
3.3 Hệ thống điều khiển thời điểm phun diesel cho động cơ RV125-2 .......... 24



ii

3.3.1 Giới thiệu hệ thống ..................................................................... 24
3.3.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển thời điểm phun diesel
cho động cơ RV125-2 .................................................................................... 24
3.3.3 Thiết kế bố trí chung hệ thống MCVIT....................................... 26
3.3.4 Phương pháp xác định thời điểm phun của động cơ .................... 29
3.4 Phương pháp và trình tự thực nghiệm ...................................................... 32
3.4.1 Đo kiểm tra thực trạng đặc tính của động cơ............................... 32
3.4.2 Xác định ảnh hưởng của từng thời điểm phun nhiên liệu đến đặc
tính động cơ (công suất, mô-men, suất tiêu hao nhiên liệu, hiệu suất nhiệt,
nồng độ thành phần khí thải…): ..................................................................... 34
3.4.3 Xác định đặc tính khí thải của động cơ theo chu trình ISO 8178
C1 với 8 điểm đo tại thời điểm phun được để xuất tại thử nghiệm 4............... 34
Chương 4 Kết quả và thảo luận .......................................................................... 35
4.1 Xác định thực trạng đặc tính khí thải động cơ theo chu trình ISO 8178 C1
.......................................................................................................................... 35
4.2 Đánh giá ảnh hưởng của thời điểm phun đến đặc tính động cơ ................ 37
4.3 Thực nghiệm đánh giá đặc tính của động cơ tại thời điểm phun nhiên liệu
mới. ................................................................................................................... 40
Chương 5 Kết luận và hướng phát triển ............................................................ 43
Danh mục các cơng trình khoa học ................................................................ 44
Tài liệu tham khảo ........................................................................................ 45
Phụ lục Thưc nghiệm đánh giá hệ thống MCVIT ............................................. i
Phụ lục các bài báo đính kèm ............................................................................... v


iii


Mục lục hình và bảng biểu
Hình 1.1: Động cơ Vikyno RV125-2 ....................................................................... 3
Hình 2.1: Chu kì 4 thì của động cơ Diesel [7] .......................................................... 7
Hình 2.2: Thành phần hạt muội than từ động cơ Diesel ........................................... 9
Hình 2.3: Cơ chế hình thành muội than ................................................................. 10
Hình 2.4: Giản đồ biểu diễn chu kì hoạt trong động cơ Diesel phun trực tiếp [9] ... 13
Hình 2.5: Áp suất trong xy lanh tại từng giai đoạn[9] ............................................ 14
Hình 2.6: Nhiệt độ buồng cháy động cơ theo từng giai đoạn.[9] ............................ 15
Hình 2.7: Áp suất bên trong xy lanh tại 4 thời điểm phun nhiên liệu khác nhau.[8] 16
Hình 2.8: Ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến thành phân khí xả NOx và
muội than trên động cơ thương mại tại tốc độ 1.425 v/ph. [8] ................................ 18
Hình 2.9: Khí thải NOx, khói đen và lượng tiêu hao nhiên liệu ứng với tường thời
điểm phun nhiên liệu và áp suất phun [8]............................................................... 18
Hình 3.1: Sơ đồ thực nghiệm động cơ có trang bị hệ thống MCVIT ...................... 20
Hình 3.2 Cân điện tử dùng đo lượng tiêu hao xăng. ............................................... 21
Hình 3.3 Thiết bị đo lưu lượng khơng khí nạp. ...................................................... 22
Hình 3.5 AVL Dismoke 4000 ................................................................................ 23
Hình 3.4 Hệ thống đo lưu lượng khí thải dựa trên nguyên tắc chênh lệch áp suất... 23
Hình 3.6:Sơ đồ nguyên lý phương pháp thay đổi góc phun sớm khi cặp bánh răng
căn đai chuyển động ngược chiều[23].................................................................... 24
Hình 3.7 : Sơ đồ bố trí phương hệ thống đổi thời điểm phun nhiên liệu trên động cơ
Diesel .................................................................................................................... 25
Hình 3.8: hình biểu diễn mối quan hệ giữa sự dịch chuyển tịnh tiến của cặp bánh
răng căng đai và góc quay trục cam ....................................................................... 26
Hình 3.9: Hình chiếu đứng hệ thống điều khiển phun dầu động cơ RV125-2 ........ 27
Hình 3.10: Sơ đồ tổng thể hệ thống điều khiển phun dầu động cơ RV125-2 (3D) .. 27
Hình 3.11: Mối quan hệ giữ chuyển động tịnh tiến của cặp bánh răng di động và góc
xoay trục cam ........................................................................................................ 28



iv

Hình 3.12: Mơ hình bệ thử động cơ RV125-2 ........................................................ 28
Hình 3.13 Đĩa Incremental Encoder ....................................................................... 29
Hình 3.14 Incremental Encoder. ............................................................................ 29
Hình 3.15 Các xung của Encoder........................................................................... 30
Hình 3.16 Phương pháp xác định góc phun sớm. ................................................... 31
Hình 3.17: Mơ hình sự thay đởi góc phun dầu sớm động cơ một xy-lanh............... 32
Hình 4.1 Đặc tính ngồi của động cơ RV125-2 hiện tại ......................................... 35
Hình 4.2: Thành phần khí thải của động cơ theo chu trình ISO 8178 C1 ................ 35
Hình 4.3 Ảnh hường của thời điểm phun đến đặc tính của động cơ tại tốc độ
1800v/ph ở chế độ tồn tải ..................................................................................... 37
Hình 4.4 Ảnh hường của thời điểm phun đến đặc tính động cơ tại tốc độ 2400 v/ph
.............................................................................................................................. 38
Hình 4.5 Cơng suất động cơ tương ứng với thời điểm phun 14, 200 CA BTDC ..... 40
Hình 4.6 Mô-men động cơ tương ứng với thời điểm phun 14, 200 CA BTDC ........ 40
Hình 4.7 Suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ tương ứng với thời điểm phun 14, 200
CA BTDC ............................................................................................................. 41
Hình 4.8 So sánh mức độ phát thải ô nhiễm của động cơ tại thời điểm phun nhiên
liệu khác nhau ....................................................................................................... 42
PL- Hình 1: Độ chính xác của hệ thống ...................................................................ii
PL- Hình 2: Độ ổn định của hệ thống .....................................................................iii
PL- Hình 3: Độ tổn hao cơ khí của hệ thống theo tốc độ .........................................iii
Bảng 1.1 : Thơng số đặc tính kỹ thuật động cơ RV 125-2 ........................................ 4
Bảng 2.1: Các thơng số ảnh hưởng đến khí xả động cơ [8] .................................... 17
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của thiết bị cân điện tử ............................................... 21
Bảng 3.2: Bảng thống kê chu trình thử ISO 8178................................................... 33
Bảng 4.1Kết quả tính toán sự phát thải theo hệ số của chu trình ISO 8178 C1 ....... 36
Bảng 4.2 Cơng suất và khí thải tính theo hệ số của chu trình ISO 8178 ................. 41



1

Chương 1 Tổng quan
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Động cơ nhiệt dùng nhiên liệu truyền thống (như xăng, diesel,…) hiện là một
trong những nguồn động lực chủ yếu được lắp đặt và sử dụng trong công nghiệp,
nông nghiệp, ô tơ chun dùng trong các cơng trình xây dựng; đặc biệt là trong lĩnh
vực giao thông vận tải. Tuy nhiên, một trong những hạn chế của loại động cơ này là
gây ra sự gia tăng đáng kể mức phát thải ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Động cơ mang nhãn hiệu Vikyno/ Vinapro của Công ty TNHH Một Thành
Viên Động Cơ và Máy Nông Nghiệp Miền Nam (SVEAM) hiện đang là những sản
phẩm động cơ chính của Việt Nam trên thị trường và là sản phẩm chủ lực của Bộ
Công Thương về động cơ đốt trong. Theo số liệu thống kê của công ty SVEAM,
hiện nay hàng năm công ty cung cấp tổng cộng hơn 45.000 động cơ trên tổng số
khoảng 48.000 động cơ sản xuất tại Việt Nam ra thị trường mỗi năm. Trong các
dòng sản phẩm của SVEAM, động cơ RV125-2 là sản phẩm chủ lực với hơn 40%
tổng số động cơ của SVEAM bán trên thị trường, tức khoảng trên dưới 15.000 động
cơ mỗi năm.
Hiện tại, Công ty SVEAM đang sản xuất chuỗi động cơ mang nhãn hiệu
RV125-2 theo bản quyền của hãng Kubota cách đây hơn 20 năm. Hiện trạng về đặc
tính phát thải của loại động cơ này là chưa được công bố. Những nghiên cứu tiêu
biểu trên dòng sản phẩm này gồm những nghiên cứu về ứng dụng nguồn nhiên liệu
đối với động cơ và những nghiên cứu về cải tạo động cơ để sử dụng các nguồn
nhiên liệu mới như: biodiesel, LPG, biogas...[1-6]
Tuy nhiên, các nghiên cứu trên tập trung cải thiện tính năng làm việc và điều
khiển động cơ, chưa cho thấy hiện trạng đặc tính phát thải của động cơ Vikyno
RV125-2 hiện tại. Ngoài ra, những phương án cải thiện mức phát thải của dòng sản
phẩm này phục vụ cho nhu cầu xuất khẩu và thương mại trong nước chưa được đề
cập.

Qua các phân tích trên, chúng ta thấy là việc nghiên cứu chế tạo động cơ ở
nước ta còn nhiều hạn chế. Việc nghiên cứu cải tiến động cơ RV 125-2 nhằm nâng
cao công suất động cơ và cải thiện đặc tính phát thải của động cơ hiện đang là nhu
cầu rất cấp thiết giúp sản phẩm của doanh nghiệp này có thể cạnh tranh trên thị
trường trong nước và quốc tế.
Đối với động cơ diesel thì việc cải thiện đặc tính về khí thải động cơ thường
đi theo hướng: (1) Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay từ nguồn bằng cách sử


2

dụng nhiên liệu sạch hoặc nhiên liệu mới; (2) Xử lý khí thải tại đầu ra của động cơ,
trên đường ống thải thông qua việc nghiên cứu ứng dụng các cơng nghệ xử lý khí
thải tiên tiến; (3) Hồn thiện quá trình hình thành hỗn hợp và quá trình cháy bằng
cách cải thiện hệ thống cung cấp nhiên liệu và tối ưu kết cấu buồng cháy động cơ.
Trong các phương pháp trên, việc ứng dụng các dạng nhiên liệu mới như biodiesel,
biogas, pha trộn biodiesel và diesel, ... trên động cơ nông nghiệp vẫn đang được các
nhà khoa học nghiên cứu ở mức độ phịng thí nghiệm. Phương pháp này đòi hỏi
nguồn nhiên liệu mới phải dồi dào và bền vững một khi các nghiên cứu này thành
công. Phương pháp thứ hai đề cập đến việc ứng dụng công nghệ hiện đại xử lý khí
thải thơng qua các bộ xử lý xúc xác trên đường thải. Các việc ứng dụng này cần
được nghiên cứu tính tốn hợp lý vị trí của các bộ xử lý cho phù hợp với đặc điểm
sử dụng. Tuy nhiên, giá thành của các bộ xử lý này khá cao và người nông dân sẽ
phải trả thêm một khoản tiền lớn khi mua động cơ có gắn các hệ thống này. Ngoài
ra, động cơ diesel một xy-lanh RV125-2 được sản xuất dựa trên bản quyền của
Kubota từ rất lâu nên các thông số hoạt động của động cơ không giúp tối ưu đặc
tính động cơ, đặc biệt là đặc tính về hình thành hỗn hợp nhiên liệu và khí thải. Do
vậy, việc nghiên cứu cải thiện quá trình cháy đối với động cơ Diesel, các giải pháp
kỹ thuật tối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay tại buồng cháy là khả thi
và có tính quan trọng cao, cần phải được cân nhắc trong việc giảm nồng độ của các

chất HC, NOx và muội than trong khí xả.
Về phía hệ thống cung cấp nhiên liệu, có nhiều phương án nghiên cứu đã
được đề ra và ứng dụng để tối ưu quá trình cháy của động cơ nhằm nâng cao công
suất cũng như giảm phát thải ô nhiễm từ động cơ, cụ thể là : 1- Tăng tốc độ phun để
làm giảm nồng độ muội than do tăng tốc độ hòa trộn nhiên liệu – khơng khí. 2Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp. 3-Điều chỉnh thời
điểm phun nhiên liệu hợp lý để cải thiện quá trình cháy. 4- Cải tiến dạng hình học
của buồng cháy để tạo sự hòa trộn hỗn hợp tốt hơn. 5- Sử dụng hệ thống nhiên liệu
tiên tiến commonrail. 6- Các kỹ thuật khác như hồi lưu khí xả… đều góp phần đáng
kể vào việc làm giảm mức độ phát ô nhiễm ngay từ trong quá trình cháy.
Trong các phương án nêu trên thì phương án thứ 3 (điều chỉnh thời điểm
phun nhiên liệu hợp lý) có tính khả thi và khả năng ứng dụng vào thực tiễn cao.
Thời điểm phun nhiên liệu tối ưu sẽ không chỉ giúp tăng tính đồng nhất của hỗn hợp
nhiên liệu và khơng khí, vì vậy q trình cháy diễn ra thuận lợi và giúp giảm thành
phần khí độc hại từ động cơ. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng việc thay đổi
góc phun sớm có ảnh hưởng trái ngược nhau đến nồng độ PM và NOx nên các nhà
chế tạo động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và tổ


3

chức quá trình cháy nhằm giới hạn nồng độ hai chất ô nhiễm này. Do đó, đề tài
được thực hiện nhằm mục đích khảo sát sự ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên
liệu đến đặc tính làm việc và đặc tính phát thải của động cơ qua đó tạo bộ dữ liệu cơ
sở cho việc cảo tạo đặc tính phát thải của động cơ RV125-2.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu chính của luận văn này là đánh giá thực nghiệm hiện
trạng đặc tính phát thải ơ nhiễm của động cơ diesel một xy-lanh RV125-2 và phân
tích ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến đặc tính khí thải của động cơ tại
chế độ làm việc toàn tải nhằm tìm ra thời điểm phun phù hợp nhằm giảm sự phát
thải trong khi vẫn đảm bảo về mặt công suất động cơ.

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là động cơ Diesel RV125-2 phun trực tiếp, buồng cháy
thống nhất dùng trong nông nghiệp. Đề tài này nghiên cứu ảnh hưởng của thời phun
nhiên liệu diesel đến đặc tính cơng suất và đặc tính phát thải động cơ, làm cơ sở so
sánh với tiêu chuẩn khí thải EPA TIER 2 đối với động cơ diesel tĩnh tại 1 xy-lanh.
Động cơ Vikyno RV125-2 là động cơ một xy-lanh cỡ nhỏ, được sản xuất bởi
Công ty TNHH MTV Động cơ và Máy Nông Nghiệp miền Nam (SVEAM) và sử
dụng phổ biến trong nông nghiệp. Đây là sản phẩm có doanh số bán tốt nhất của
cơng ty. Thơng số đặc tính kỹ thuật của động cơ được trình bày trong Bảng 1.Xét về
kết cấu thì đây là động cơ 1 xy-lanh với pít-tơng nằm ngang, sử dụng bơm cao áp
kiểu Bosch và bộ điều tốc cơ khí, bộ điều tốc này có tác dụng giữ cho tốc độ động
cơ không thay đổi và đồng thời điều chỉnh công suất ra.

Hình 1.1: Động cơ Vikyno RV125-2


4

Bảng 1.1 : Thơng số đặc tính kỹ thuật động cơ RV 125-2
4 Kỳ, 1 xy-lanh nằm
ngang

Loại động cơ
Đường kính x Hành trình

mm

94 x 90

Dung tích làm việc


cm3

624

Cơng suất định mức

Hp/vịng/phút

10,5/2200

Cơng suất tối đa

Hp/vịng/phút

12,5/2400

kgf.m/ vịng/phút

4,04/1800

Mơ moment tối đa
Tỉ số nén

18:1

Hệ thống phun nhiên liệu
Áp suất phun nhiên liệu
Dạng buồng cháy


Phun trực tiếp
bar

200
Thống nhất

1.4 Nội dung nghiên cứu
Luận văn nghiên cứu: “Ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến đặc
tính động cơ Vikyno RV125-2” dự kiến chia làm 4 nội dung chính như sau:
Nội dung 1: Nghiên cứu tổng quan về tình hình nghiên cứu liên quan về
động cơ RV125-2 hiện nay. Đề xuất các giải pháp, phân tích và lựa chọn giải pháp
phù hợp để cải tiến động cơ.
Nội dung 2: Nghiên cứu các lý thuyết cơ sở của hệ thống cung cấp nhiên liệu
(như thời điểm phun nhiên liệu) và ảnh hưởng của chúng đến quá trình hình thành
hỗn hợp và quá trình cháy, cũng như đặc tính cơng suất và khí thải động cơ diesel
nơng nghiệp.
Nội dung 3: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống thay đổi thời điểm phun
nhiên liệu liên tục, điều khiển điện tử. Hiệu chỉnh và cân chuẩn hệ thống.
Nội dung 4: Tiến hành thử nghiệm đánh giá đặc tính khí thải và đặc tính
cơng suất động cơ RV125-2 hiện hữu. Phân tích đánh giá ảnh hưởng của thời điểm


5

phun nhiên liệu đến đặc tính cơng suất và khí thải động cơ RV125-2 trước và sau
khi thay đổi thời điểm phun.
1.5 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng





Cách tiếp cận:
 Tiếp cận bằng lý thuyết: Cơ bản dựa trên lý thuyết vận hành động cơ đốt
trong, lý thuyết về nhiệt động lực học và quá trình cháy. Kết quả từ các
nghiên cứu chuyên sâu trên động cơ Diesel tĩnh tại trên thế giới cũng sẽ
được tham khảo trong quá trình phát triển.
 Tiếp cận bằng thực nghiệm: Các thực nghiệm xác định đặc tính phát thải
và đặc tính cơng suất của động cơ RV125-2 hiện hữu cũng sẽ được thực
hiện trên băng thử động cơ 1 xy-lanh (thuộc phịng thí nghiệm trọng
điểm ĐHQG-HCM Động cơ đốt trọng) làm cơ sở đánh giá và so sánh
với một vài động cơ diesel tĩnh tại cùng loại của Thái Lan, Indonesia,
Nhật,…
Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng:
 Phương pháp nghiên cứu: Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu kết
hợp bao gồm:
- Nghiên cứu lý thuyết: vận sử dụng các lý thuyết động cơ hiện đại, lý
thuyết thủy khí và nhiệt động lực học vào trong đề tài nghiên cứu.
- Nghiên cứu thực nghiệm: nghiên cứu thực nghiệm xác định các thơng
số đặc tính phát thải và đặc tính cơng suất động cơ hiện hữu làm căn cứ
đề xuất giải pháp cải tiến.
 Kỹ thuật sử dụng: Đề tài có sử dụng các kỹ thuật đo đạc, thử nghiệm, và
mô phỏng hiện đại với các thiết bị và công cụ hỗ trợ như:
-Băng thử động cơ do phòng thí nghiệm trọng điểm ĐHQG-HCM Động
cơ đốt trong thiết kế và chế tạo
-Hệ thống MCVIT thay đổi thời điểm phun nhiên liệu cho động cơ, được
thiết kế và chế tạo trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu B2011-20-02TĐ.
-Hệ thống phân tích khí thải động cơ chuyên sâu AVL SESAM 60iFT.
-Hệ thống đovà theo dõi nhiệt độ động cơ.
- Thiết bị đo và giám sát lưu lượng không khí nạp ABB
- Thiết bị đo lưu lượng nhiên liệu



6

1.6 Mơ hình thực nghiệm

Hình 1.2: Sơ đồ thử nghiệm động cơ Vikyno RV125-2 trên băng thử cơng suất

1.7 Tính mới của đề tài
Lần đầu xác định một cách hệ thống hiện trạng mức phát thải ô nhiễm của
động cơ diesel Vikyno RV125-2 dùng các thiết bị phân tích hiện đại tại Phịng thí
nghiệm trọng điểm động cơ đốt trong với độ tin cậy cao.
Ngồi ra, thơng qua đề tài, một hệ thống điều khiển thời điểm phun nhiên
liệu liên tục, điều khiển điện tử được phát triển, cho phép điều khiển sự thay đổi
thời điểm phun trong một dãy rộng, trước điểm chết trên.
1.8 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Góp phần phân tích ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến đặc tính
làm việc của động cơ Vikyno RV125 dùng trong nông nghiệp, sản xuất tại Việt
Nam.
Kết quả nghiên cứu này sẽ làm cơ sở cho việc cải thiện đặc tính phát thải của
động cơ diesel Vikyno RV125-2 nhằm đáp ứng lộ trình áp dụng khí thải của Việt
Nam trong tương lai góp phần giảm thiểu ô nhiểm môi trường, và phục vụ cho nhu
cầu xuất khẩu của công ty SVEAM.


7

Chương 2 Nghiên cứu lý thuyết
2.1 Đặc điểm động cơ Diesel
Động cơ diesel được Rudolf Diesel, kĩ sư người Đức, nghiên cứu và đăng kí

bằng phát minh vào năm 1892 ở Berlin. Đến năm 1927 Robert Bosch mới phát triển
bơm cao áp (bơm phun Bosch lắp cho động cơ Diesel trên ôtô thương mại và ôtô
khách vào năm 1936). Động cơ Diesel hoạt động theo nguyên lý tự cháy. Ở gần
cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hịa
khí rồi tự bốc cháy. Do những vượt trội về tính hiệu quả và kinh tế, nên động cơ
Diesel được sử dụng ngày càng rộng rãi và phổ biến trong các ngành công nghiệp,
đặc biệt trong ngành giao thông vận tải thủy và vận tải đường bộ.

Hình 2.1: Chu kì 4 thì của động cơ Diesel [7]
1. Nạp khí; 2. Nén; 3. Nở và giãn nở; 4. Xả
Động cơ Diesel hoạt động theo chu trình Diesel hay cịn gọi là chu trình cấp
nhiệt đẳng áp, trong đó chu kì của động cơ Diesel gồm 4 giai đoạn: nạp/ nén/ nổ,
giãn nở sinh công/ xả. Ở kì nạp động cơ Diesel chỉ có khơng khí được nạp vào xilanh động cơ. Sau đó ở kì nén, khơng khí bị nén ở áp suất cao làm nhiệt độ khí tăng
theo, nhiệt độ khí thu được sẽ cao hơn nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu sử dụng. Đến
cuối chu kì nén, nhiên liệu diesel được phun vào xi-lanh ở dạng những hạt sương
nhỏ; nhiên liệu hoặc sẽ được phun trực tiếp vào buồng cháy, hoặc được phun vào
một buồng hòa trộn trước nhằm cải thiện quá trình cháy của nhiên liệu khi tiếp xúc
với khơng khí nóng. Khơng khí nóng sẽ hịa trộn với nhiên liệu phun vào, gia nhiệt
và hóa hơi nhiên liệu. Quá trình cháy sau đó diễn ra rất nhanh, áp suất tăng nhanh
và có thể đến cực đại (60 bar đến 100 bar). Khơng khí ở thời điểm này rất nóng


8

(2000 đến 3000°C). Áp suất và nhiệt độ cùng tăng. Động cơ Diesel vận hành trong
điều kiện nghèo nhiêu liệu, tức là dư oxy. Nhiệt độ khí thải của động cơ Diesel ở
khoảng 150 đến 500°C.
Đối với động cơ Diesel, khi nhiên liệu được phun vào ở dạng sương, quá
trình cháy bắt đầu bằng sự tự bốc cháy của hỗn hợp nhiên liệu. Do đó, quá trình
cháy trong động cơ Diesel là quá trình cháy không đồng nhất. Cơ chế chảy rối giữa

nhiên liệu và khơng khí làm cho nồng độ của các cấu tử hóa học và nhiệt độ trong
buồng cháy không đồng nhất. Sự không đồng nhất này là nguồn gốc của sự hình
thành NOx trong các vùng có nhiệt độ rất cao, và hình thành muội than (soot hay
Particulate matter – PM) trong các vùng thiếu oxygen.
2.2 Ô nhiễm từ động cơ Diesel
2.2.1 Thành phần của khí thải từ động cơ Diesel
Động cơ Diesel chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học.
Nhiên liệu diesel là hỗn hợp của các hydrocarbone (HC) mà trong quá trình cháy lý
tưởng, nó chỉ sinh ra CO2 và H2O. Nhưng thực tế, q trình cháy diễn ra khơng
hồn tồn và trong khí xả động cơ Diesel cịn có một nhiều sản phẩm khí và hạt rắn
khác. Điều này liên quan một phần đến sự có mặt của các tạp chất chứa trong nhiên
liệu (như các hợp chất chứa lưu huỳnh), và mặt khác liên quan đến sự phức tạp của
các phản ứng hóa học xảy ra trong q trình cháy dẫn đến sự cháy không hết của
nhiên liệu và từ đó phát sinh các chất khí khác như HC, CO, NOx, SOx, hạt muội
than) và các hợp chất khác.[8]

2.2.2 Cơ chế hình thành muội than
Để khởi động động cơ diesel, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ
Diesel ở dạng sương. Quá trình cháy được khơi mào bằng sự tự bốc cháy của nhiên
liệu như đã nói ở trên. Điều này đã tạo ra quá trình cháy không đồng nhất và nó là
nguồn gốc của sự hình thành các hạt muội than trong các vùng thiếu oxygen. Thành
phần hạt muội than như hình 2.2.[8]


9

Hình 2.2: Thành phần hạt muội than từ động cơ Diesel
Thuật ngữ muội than (soot, PM) chỉ một loại vật liệu hóa than hình thành từ
q trình cháy của nhiên liệu trong điều kiện giàu nhiên liệu (thiếu oxygen). Các hạt
muội than này sẽ tự kết hợp với nhau trong ống xả để hình thành các tở hợp. Cuối

cùng khi khí thải được làm mát, các hydrocarbon và sulphate sẽ hấp thụ lên các tổ
hợp muội than. Như vậy, muội than Diesel sẽ gồm một lớp vật liệu rắn hóa than
sinh ra từ quá trình cháy, và trên đấy là các hợp chất hữu cơ khác nhau hấp thụ lên
(SOF: Solube Organic Fraction).
Hiện nay cơ chế hình thành muội than từ quá trình cháy trong động cơ Diesel
vẫn còn gây nhiều tranh cãi, vì nó liên quan đến các hiện tượng ít có tính tái lập, lại
xảy ra ở nhiệt độ cao, áp suất lớn, và với một loại nhiên liệu có thành phần phức
tạp, trong một hỗn hợp chảy rối. Nhưng nhìn chung, quá trình hình thành muội than
cũng đã được đề cập trong các tài liệu với 05 cơ chế điển hình sau:






Polyme hóa qua acetylene và polyacetylence.
Khởi tạo các hydrocacbon thơm đa nhân (HAP).
Ngưng tụ và graphit hóa các cấu trúc HAP.
Tạo hạt qua các tác nhân ion hóa và hợp thành các phân tử nặng.
Tạo hạt qua các tác nhân trung tính và phát triển bề mặt hợp thành các
thành phần nặng.

Các giai đoạn hình thành muội than trong động cơ Diesel được mô tả trong hình 2.5
như sau:


10

Hình 2.3: Cơ chế hình thành muội than
1. Hình thành các hợp chất trung gian; 2. Phát triển nhân; 3. Sự đông tụ các hạt rắn;

4. Kết tụ muội than sơ cấp thành tở hợp.

2.2.3 Cơ chế hình thành các khí thải khác trong động cơ Diesel
2.2.3.1 Khí NOx
Quá trình cháy trong động cơ diesel gồm hai giai đoạn: giai đoạn cháy đồng
nhất diễn ra ngay sau kì cháy trễ và giai đoạn cháy khuếch tán. Sự phân bố nhiệt độ
và thành phần khí cháy trong khơng gian buồng cháy là không đồng nhất. Trong
buồng cháy động cơ diesel luôn tồn tại những khu vực hay các “túi” không khí có
nhiệt độ thấp. Nhờ bộ phận khơng khí này mà NOx hình thành trong buồng cháy
động cơ diesel và được làm mát.
Mặt khác, nhiệt độ cực đại là yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự hình thành NOx
trong quá trình cháy của động cơ diesel. Trong mọi loại động cơ, sản phẩm cháy
của bộ phận nhiên liệu cháy trước tiên trong chu trình đóng vai trò quan trọng nhất
đối với sự hình thành NOx. Vì sau khi hình thành, bộ phận sản phẩm cháy đó bị nén
làm nhiệt độ gia tăng, do đó làm tăng nồng độ NOx. Ngoài ra ở các động cơ diesel
tăng áp, sự gia tăng áp suất dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ khi cháy cũng là nguyên
nhân làm tăng nồng độ NOx.


11

- Quá trình hình thành monoxyde nitơ (NO)
NO là hợp chất chiếm tỉ lệ cao nhất trong họ NOx. Sự hình thành NO do q
trình oxy hóa nitơ trong khơng khí có thể được mô tả bởi cơ chế Zeldovich. Trong
điều kiện hệ số dư lượng khơng khí 1, những phản ứng chính tạo thành và phân
hủy NO là:

O

+


N2



NO

+

N

N

+

O2



NO

+

O

(2)

N

+


OH



NO

+

H

(3)

(1)

Phản ứng (1) và (2) diễn ra mạnh trong khu vực màng lửa và trong vùng khí
đã cháy cịn phản ứng (3) xảy ra khi hỗn hợp rất giàu. NO tạo thành trong màng lửa
và trong sản phẩm cháy phía sau màng lửa. Trong động cơ, quá trình cháy diễn ra ở
điều kiện áp suất cao, vùng phản ứng rất mỏng (khoảng 0,1mm) và thời gian cháy
rất ngắn, thêm vào đó áp suất trong xi-lanh tăng trong quá trình cháy, điều này làm
nhiệt độ của bộ phận khí cháy trước cao hơn nhiệt độ đạt được ngay sau khi ra khỏi
khu vực màng lửa nên đại bộ phận NO hình thành trong khu vực sau màng lửa:

N2

+

O2




2NO

(4)

Cịn NO hình thành trong màng lửa có khả năng tạo ra những hợp chất cịn
lại của họ NOx. Sự hình thành NO phụ thuộc rất mạnh vào nhiệt độ, nhiệt độ càng
cao thì tốc độ tạo NO càng lớn. Nồng độ NO cũng phụ thuộc mạnh vào nồng độ
oxy. Do đó, trong điều kiện nhiệt độ cao và nồng độ oxy lớn thì nồng độ NO trong
sản phẩm cháy sẽ lớn.
Quá trình hình thành dioxyde nitơ (NO2)
Dioxyde nitơ (NO2) được hình thành từ monoxyde nitơ (NO) và các chất
trung gian của sản vật cháy theo phản ứng sau:
NO

+

HO2



NO2

+

OH

(5)

Trong điều kiện nhiệt độ cao, NO2 tạo thành có thể phân giải theo phản ứng:

NO2

+

O



NO

+

O2

(6)

Trong trường hợp NO2 sinh ra bị làm mát ngay bởi sự vận động của dịng khí
có nhiệt độ thấp trong buồng cháy thì phản ứng (6) bị khống chế, nghĩa là NO2 tiếp
tục tồn tại trong sản vật cháy. Vì vậy khi động cơ làm việc kéo dài ở chế độ không
tải hay ở chế độ tải thấp thì nồng độ NO2 trong khí xả sẽ gia tăng do phản ứng
ngược biến đổi NO2 thành NO bị khống chế bởi các vùng khơng khí có nhiệt độ


12

thấp. Dioxyde nitơ cũng hình thành trên đường xả khi tốc độ tải thấp và có sự hiện
diện của oxy.
- Quá trình hình thành protoxyde nitơ (N2O)
Protoxyde nitơ (N2O) chủ yếu hình thành từ các chất trung gian
NCO khi chúng tác dụng với NO theo phản ứng:

+

NO



N2 O

+

H

(7)

NCO +

NO



N2 O

+

CO

(8)

NH




NH và

N2O chủ yếu được hình thành ở vùng oxy hóa có nồng độ nguyên tử H cao,
mà nguyên tử H lại tạo ra sự phân hủy mạnh protoxyde nitơ theo phản ứng:
N2 O

+

H



NH

+

NO

(9)

N2 O

+

H




N2

+

OH

(10)

Chính vì vậy N2O chỉ chiếm tỉ lệ rất thấp trong khí xả của động cơ đốt trong
(khoảng 38 ppmV).
2.2.3.2 Khí HC
Do nguyên lý làm việc của động cơ Diesel, thời gian lưu lại của nhiên liệu
trong buồng cháy ngắn hơn trong động cơ đánh lửa cưỡng bức nên thời gian dành
cho việc hình thành sản phẩm cháy khơng hồn tồn cũng rút ngắn làm giảm thành
phần HC cháy khơng hồn tồn trong khí xả.
Q trình cháy trong động cơ Diesel diễn ra đồng thời sự bay hơi nhiên liệu
và hịa trộn nhiên liệu với khơng khí và sản phẩm cháy. Khi độ đậm đặc trung bình
của hỗn hợp quá lớn hay quá bé đều làm giảm khả năng tự cháy và lan truyền màng
lửa. Trong trường hợp đó nhiên liệu sẽ được tiêu thụ từng phần trong những phản
ứng oxy hóa diễn ra chậm ở giai đoạn giãn nỡ sau khi hịa trộn thêm khơng khí.
Có thể chia ra hai khu vực đối với bộ phận nhiên liệu được phun vào buồng
cháy trong giai đoạn cháy trễ : khu vực hỗn hợp quá nghèo do pha trộn với khơng
khí q nhanh và khu vực hỗn hợn q giàu do pha trộn với khơng khí q chậm.
Trong trường hợp đó, chủ yếu là khu vực hỗn hợp q nghèo diễn ra sự cháy khơng
hồn tồn cịn khu vực hỗn hợp quá giàu sẽ tiếp tục cháy khi hịa trộn thêm khơng
khí.
Đối với bộ phận nhiên liệu phun sau giai đoạn cháy trễ, sự oxy hóa nhiên
liệu hay các sản phẩm phân hủy nhiệt diễn ra nhanh chóng khi chúng dịch chuyển



13

trong khối khí ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên sự hịa trộn khơng đồng đều có thể làm cho
hỗn hợp quá giàu cục bộ dẫn đến sự làm mát đột ngột làm tắt màng lửa, sinh ra các
sản phẩm cháy khơng hồn tồn trong khí xả.
Mức độ phát sinh trong động cơ Diesel phụ thuộc nhiều vào điều kiện vận
hành; ở chế độ không tải hay tải thấp, nồng độ HC cao hơn ở chế độ đầy tải. Thêm
vào đó, khi thay đởi tải đột ngột có thể gây ra sự thay đổi mạnh các điều kiện cháy
dẫn đến sự gia tăng HC do những chu trình bỏ lửa.
Cuối cùng, khác với động cơ đánh lửa cưỡng bức, không gian chết trong
động cơ Diesel không gây ảnh hưởng quan trọng đến nồng độ HC trong khí xả vì
trong q trình nén và giai đoạn đầu của quá trình cháy, các khơng gian chết chỉ
chứa khơng khí và khí sót. Ảnh hưởng của lớp dầu bôi trơn trên mặt gương xi-lanh,
ảnh hưởng của lớp muội than trên thành buồng cháy cũng như ảnh hưởng của sự tôi
màng lửa đối với sự hình thành HC trong động cơ Diesel cũng không đáng kể so
với trường hợp động cơ đánh lửa cưỡng bức.
2.3 Ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đối với đặc tính động cơ Diesel
Quá trình cháy trong động cơ diesel là được tính từ thời điểm nhiên liệu thực
tế được phun vào buồng cháy. Để có thời gian cần thiết cho q trình hình thành hỗn
hợp nhiên liệu- khơng khí và chuẩn bị cho hỗn hợp bốc cháy, nhiên liệu được phun
vào buồng cháy trước khi piston tới điểm chết trên (ĐCT). Góc quay của trục khuỷu
tính từ thời điểm phun nhiên liệu đến ĐCT được gọi là góc phun sớm (  S ). Trị số của
góc phun sớm  S thường xê dịch trong khoảng 10 ÷ 40o và phụ thuộc vào đặc điểm
cấu tạo và tốc độ quay của động cơ. Tồn bộ q trình phun nhiên liệu kéo dài khoảng
25÷ 30o góc quay trục khuỷu. [7]

Hình 2.4: Giản đồ biểu diễn chu kì hoạt trong động cơ Diesel phun trực tiếp [9]


14


Hình 2.4 trình bày quá trình từ thời điểm nạp khơng khí vào buồng cháy đến
khi q trình cháy diễn ra hoàn toàn. Trong đó thời điểm từ lúc phun nhiên liệu đến
khi pit-tông lên đến ĐCT được gọi là thời điểm phun sớm, thời điểm tính từ lúc
phun nhiên liệu đến khi hỗn hợp nhiên liệu- không khí bùng cháy được gọi là thời
gian cháy trễ của nhiên liệu. Hình 2.5 biểu diễn áp suất trong buồng cháy theo từng
giai đoạn của chu kì làm việc trong buồng cháy động cơ cháy trực tiếp.

Hình 2.5: Áp suất trong xy lanh tại từng giai đoạn[9]
1: Giai đoạn nạp không khí; 2: giai đoạn nén khơng khí nạp; 3: giai đoạn phun
nhiên liệu vào buồng cháy; 4: giai đoạn cháy giản nở.


15

Hình 2.6: Nhiệt độ buồng cháy động cơ theo từng giai đoạn.[9]
1: Giai đoạn nạp không khí; 2: giai đoạn nén khơng khí nạp; 3: giai đoạn phun
nhiên liệu vào buồng cháy; 4: giai đoạn cháy giản nở.
2.3.1 Ảnh hưởng đến tính năng vận hành của động cơ
Q trình cháy của động cơ (ở đây là động cơ diesel) trong buồng đốt sẽ
mãnh liệt nhất sau thời điểm phun nhiên liệu một chút (đó chính là góc phun sớm
 S so với điểm chết trên của động cơ), do vậy nếu nhiên liệu phun sớm đúng lúc sẽ
tạo lực mạnh để đẩy pit-tơng đi xuống, thực hiện hành trình sinh cơng với áp lực khí
cháy tối đa. Khi đó áp suất trong buồng cháy động cơ sẽ tăng lên, trong Hình 2.8
trình bày ảnh hưởng của thời điểm phun trên động cơ thương mại. Với các đường
chỉ thị áp suất buồng cháy tại bốn thời điểm phun khác nhau. [10, 11]