Nhiên Liệu Động Cơ Và Sự Cháy
nhiên liệu được sử dụng rộnd rãi nhất trong các lại động cơ xe hơi là Xăng. Xăng là hydrocacbon ( HC ), thành phần chính gồm các nguyên tử hydro và cacbon. Sự đốt cháy xăng là các phản ứng hóa học của quá trình cháy. Nếu sự cháy là hoàn hảo, toàn bộ xăng trong buồng đốt sẽ cháy hết, tuy nhiên sự cháy hoàn hảo không thể xảy ra, một phần vì bốc hơi và không cháy. Xăng bị bốc hơi sẽ thoát khỏi Cylinder như một phần của khí xả cùng với Co và Nox. Đây là phương trình phản ứng cháy trong Cylinder động cơ: HC+N+O2 = Co2 +H2O +CO+ NOx+HC
Sự cháy bắt đầu khi nhiên liệu Hydrocacbon bốc cháy với sự hiện diện của Nitơ và oxy. Điều này lám nóng không khí bên trong Cylinder, làm tăng tốc độ quá trình cháy, khí cháy giản nở và tác dụng lên Piston.
Bạn hãy chú ý HC xuất hiện ở cả hai vế của phương trình, nghĩa là một phần xăng không bị cháy, thoát ra khỏi Cylinder ở dạng hơi xăng trong khí xả.
Vế phải của phương trình còn có các chất khác hình thành trong quá trình cháy. Ngoài HC, khí xả luôn chứa CO, CO2, NOx, và hơi nước ( H2O). CO là sản phẩm của quá trình cháy không hoàn chỉnh. Quá trình cháy thiếu oxy sẽ cản trở sự hình thành CO2. CO là khí độc có thể ngây chết người. Lượng CO tích tụ khi động cơ chạy trong buồng kín trong vòng 3 phút đủ để làm chết người.
Khói bụi, xả ra từ động cơ, từ phản ứng giữa HC và N2 với xúc tác là ánh nắng mặt trời, sẽ chứa nhiều NOx, đây là loại khí gây ô nhiễm môi trường. Nox thường được tạo thành ở các nhiệt độ cháy cao ( trên 2500 Độ F, 1380 Độ C).
Hơi nước và CO2 là các chất khí không độc hại với người. Tuy nhiên, CO< HC, NOx là các chất ô nhiễm không khí, gây nguy hại cho con người, mùa màng, động thực vật,... các quy định về khói xả đưa ra các giới hạn về các chất này.
Hầu hết các khí xả là kết quả của quá trình cháy. Có bốn nguồn chất ô nhiễm không khí từ xe hơi, hộp trục khuỷu động cơ, bộ lọc không khí hoặc bộ chế hào khí, bình nhiên liệu, ống xả. Hàm lượng các chất ô nhiễm từ các nguồn này được kiểm soát bằng các thiết bị kiểm soát khí xả trên xe:
1. Hệ thống kiểm soát khí xả họp trục khuỷu, đưa khí thoát quay trở lại động cơ để đốt cháy, không cho khí này thoát ra ngoài khí quyển.
2. Hệ thống kiểm soát sự bốc hơi, giữ hơi nhiên liệu thoát ra từ bộ lọc không khí, bộ chế hòa khí và bình nhiên liệu. Các hơi nhiên liệu này được đưa trở lại động cơ và không đốt cháy.
3. Hệ thống kiểm soát khí xả, gồm nhiều thiết bị quản lý động cơ và kiểm soát khí xả, chủ yếu có tác dụng giảm các chất ô nhiễm trong khí xả.
nhiên liệu được sử dụng rộnd rãi nhất trong các lại động cơ xe hơi là Xăng. Xăng là hydrocacbon ( HC ), thành phần chính gồm các nguyên tử hydro và cacbon. Sự đốt cháy xăng là các phản ứng hóa học của quá trình cháy. Nếu sự cháy là hoàn hảo, toàn bộ xăng trong buồng đốt sẽ cháy hết, tuy nhiên sự cháy hoàn hảo không thể xảy ra, một phần vì bốc hơi và không cháy. Xăng bị bốc hơi sẽ thoát khỏi Cylinder như một phần của khí xả cùng với Co và Nox. Đây là phương trình phản ứng cháy trong Cylinder động cơ: HC+N+O2 = Co2 +H2O +CO+ NOx+HC
Sự cháy bắt đầu khi nhiên liệu Hydrocacbon bốc cháy với sự hiện diện của Nitơ và oxy. Điều này lám nóng không khí bên trong Cylinder, làm tăng tốc độ quá trình cháy, khí cháy giản nở và tác dụng lên Piston.
Bạn hãy chú ý HC xuất hiện ở cả hai vế của phương trình, nghĩa là một phần xăng không bị cháy, thoát ra khỏi Cylinder ở dạng hơi xăng trong khí xả.
Vế phải của phương trình còn có các chất khác hình thành trong quá trình cháy. Ngoài HC, khí xả luôn chứa CO, CO2, NOx, và hơi nước ( H2O). CO là sản phẩm của quá trình cháy không hoàn chỉnh. Quá trình cháy thiếu oxy sẽ cản trở sự hình thành CO2. CO là khí độc có thể ngây chết người. Lượng CO tích tụ khi động cơ chạy trong buồng kín trong vòng 3 phút đủ để làm chết người.
Khói bụi, xả ra từ động cơ, từ phản ứng giữa HC và N2 với xúc tác là ánh nắng mặt trời, sẽ chứa nhiều NOx, đây là loại khí gây ô nhiễm môi trường. Nox thường được tạo thành ở các nhiệt độ cháy cao ( trên 2500 Độ F, 1380 Độ C).
Hơi nước và CO2 là các chất khí không độc hại với người. Tuy nhiên, CO< HC, NOx là các chất ô nhiễm không khí, gây nguy hại cho con người, mùa màng, động thực vật,... các quy định về khói xả đưa ra các giới hạn về các chất này.
Hầu hết các khí xả là kết quả của quá trình cháy. Có bốn nguồn chất ô nhiễm không khí từ xe hơi, hộp trục khuỷu động cơ, bộ lọc không khí hoặc bộ chế hào khí, bình nhiên liệu, ống xả. Hàm lượng các chất ô nhiễm từ các nguồn này được kiểm soát bằng các thiết bị kiểm soát khí xả trên xe:
1. Hệ thống kiểm soát khí xả họp trục khuỷu, đưa khí thoát quay trở lại động cơ để đốt cháy, không cho khí này thoát ra ngoài khí quyển.
2. Hệ thống kiểm soát sự bốc hơi, giữ hơi nhiên liệu thoát ra từ bộ lọc không khí, bộ chế hòa khí và bình nhiên liệu. Các hơi nhiên liệu này được đưa trở lại động cơ và không đốt cháy.
3. Hệ thống kiểm soát khí xả, gồm nhiều thiết bị quản lý động cơ và kiểm soát khí xả, chủ yếu có tác dụng giảm các chất ô nhiễm trong khí xả.
