3.1. Khái quát về môi chất công tác
3.2. Nhiên liệu
3.2.1. Các loại nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong
3.2.1.1. Nhiên liệu khí
3.2.1.2. Nhiên liệu lỏng
3.2.2. Tính chất cơ bản của nhiên liệu lỏng
3.2.2.1. Tính chất vật lí của nhiên liệu lỏng
3.2.2.2. Tínhchất hóa học của nhiên liệu lỏng
3.2.2.3. Đánh giá tính tự cháy của nhiên liệu diesel
3.2.2.4. Đánh giá tính chống kích nổ của nhiên liệu xăng
1
Chương 3. Môi chất công tácc
Chương 3. Môi chất công tácc
3.1. Khái quát về môi chất công tác

Môi chất công tác là chất trung gian để thực hiện chu trình công tác, bao
gồm chất ôxy hoá như không khí hoặc ôxy (trong những trường hợp đặc
biệt), nhiên liệu và sản vật cháy. Trong chu trình công tác, môi chất công
luôn thay đổi thành phần và tính chất lý hoá.

Trong quá trình nạp, môi chất nạp vào xy lanh là không khí đối với động cơ
diesel; là hỗn hợp không khí với nhiên liệu đối với động cơ xăng và động
cơ gas, được gọi là khí nạp mới.

Trong quá trình nén, môi chất công tác là một hỗn hợp bao gồm khí nạp
mới và khí sót, hỗn hợp khi đó còn được gọi là hỗn hợp công tác. Trong
quá trình giãn nở và quá trình thải, môi chất công tác là sản vật cháy.
2
Chương 3. Môi chất công tácc
Chương 3. Môi chất công tácc
2

m
H
n
O
r
. Vì vậy, đối với
một đơn vị nhiên liệu khí (ví dụ như 1 kg, kmol hay m
3
tiêu
chuẩn ) ta có:
ΣC
m
H
n
O
r
+ N
2
= 1
5
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
5
3.2.1. Các loại nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong
3.2.1.1. Nhiên liệu khí

Dựa vào nhiệt trị Q (kJ/m
3
tc) người ta phân nhiên liệu khí thành
ba loại sau:

ethanol(C
2
H
5
OH), dầu thực vật như dầu dừa, dầu hạt cải Đa
số động cơ nhiên liệu lỏng hiện nay dùng nhiên liệu gốc hoá
thạch như xăng và diesel.
7
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
7
3.2.1. Các loại nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong
3.2.1.1. Nhiên liệu lỏng

Trong quá trình chưng cất dầu mỏ, người ta thu được lần lượt
xăng, dầu hoả, nhiên liệu diesel, dầu máy và nhựa đường. Về
thành phần, xăng và nhiên liệu diesel thực chất là hỗn hợp của
các loại cácbuahydrô khác nhau chia thành các nhóm sau đây.

Cácbuhydrô béo: Bao gồm paraphin còn gọi là ankan có công
thức hoá học là C
n
H
2n + 2
; olephin C
n
H
2n
và axetylen C
n

Ankan đồng vị có mạch nhánh nên cấu trúc phân tử khá bền
vững, có tính ổn định hóa học cao, khó tự cháy hay nói cách
khác khó bị kích nổ.
10
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
10
3.2.1. Các loại nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong
3.2.1.1. Nhiên liệu lỏng

Ví dụ điển hình của ankan đồng vị là iso-octan C
8
H
18
, hình 3-2.
Nếu xăng có nhiều thành phần ankan đồng vị thì tính chống
kích nổ càng cao.
11
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
11
3.2.1. Các loại nhiên liệu dùng trong động cơ đốt trong
3.2.1.1. Nhiên liệu lỏng

Napten: C
n
H
2n
còn gọi là xycloankan có kết cấu phân tử mạch
vòng, ví dụ xyclopentan C


Nếu bỏ qua các thành phần tạp chất, nhiên liệu lỏng nói chung
kể cả xăng và diesel chỉ bao gồm cácbon, hydrô và ôxy. Do đó
công thức cấu tạo tính cho một đơn vị đo lường (ví dụ như 1
kg, 1 kmol ) như sau:

C + O + H = 1 (3.2)

Ví dụ, nhiên liệu diesel D1 và D2 theo TCVN 5689-92 có C =
0,84 ÷ 0,88; H = 0,10 ÷ 0,14; phần còn lại là O.
14
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
14
3.2.2. Tính chất cơ bản của nhiên liệu lỏng
3.2.2.1. Tính chất vật lí của nhiên liệu lỏng
a. Khối lượng riêng

Thông thường, khối lượng riêng ρ của nhiên liệu được cho ở
nhiệt độ 20
o
C. Căn cứ vào khối lượng riêng cũng có thể sơ bộ
biết được khả năng bay hơi của nhiên liệu và từ đó phán đoán
khả năng bốc cháy của nhiên liệu.

Đối với nhiên liệu nhẹ, dễ bay hơi như xăng ρ = 0,65 ÷ 0,8
g/cm
3
. Còn nhiên liệu nặng, khó bay hơi như nhiên liệu diezel,
ρ = 0,80 ÷ 0,95 g/cm

Độ nhớt tương đối E
t
: Là tỷ số giữa thời gian chảy của 200ml
nhiên liệu và 200ml nước cất ở cùng 20
o
C qua lỗ đo của thiết bị
đo độ nhớt. Độ nhớt tương đối còn có tên gọi là độ nhớt Engle
ký hiệu là E
t
có đơn vị là độ Engle và thiết bị đo gọi là Engle
kế. Nếu độ nhớt tương đối lớn hơn 5
o
E
t
thì phải hâm nóng
nhiên liệu trước khi sử dụng.
17
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
17
3.2.2. Tính chất cơ bản của nhiên liệu lỏng
3.2.2.1. Tính chất vật lí của nhiên liệu lỏng
b. Độ nhớt

Độ nhớt lớn gây khó khăn cho việc xé nhỏ và hòa trộn nhiên
liệu với không khí, do đó ảnh hưởng xấu đến chất lượng của
quá trình hình thành và cháy hòa khí. Ngoài ra, độ nhớt lớn
làm tăng sức cản lưu động trong hệ thống nhiên liệu và khó xả
khí (xả air) nếu như trong hệ thống có lẫn khí.
18

được quá dễ bay hơi làm tăng hao tổn bay hơi và tạo nút hơi
trong hệ thống nhiên liệu.
20
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
3.2.2. Tính chất cơ bản của nhiên liệu lỏng
3.2.2.1. Tính chất vật lí của nhiên liệu lỏng
c. Tính bốc hơi

Tính bốc hơi phụ thuộc thành phần của nhiên liệu và được thể hiện thông
qua đường cong chưng cất, hình 3-5.
21
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác
3.2.2. Tính chất cơ bản của nhiên liệu lỏng
3.2.2.1. Tính chất vật lí của nhiên liệu lỏng
c. Tính bốc hơi

Đường cong chưng cất được xác định theo tiêu chuẩn ASTM-
D.86 (ASTM là viết tắt của từ American Society for Testing
and Materials) thể hiện sự phụ thuộc vào nhiệt độ của tỉ lệ (thể
tích) nhiên liệu đã bay hơi trong điều kiện cách li hoàn toàn với
không khí rồi ngưng tụ trong thiết bị chưng cất tiêu chuẩn. Trên
đồ thị thể hiện rõ, xăng có các thành phần bay hơi trong vùng
nhiệt độ từ 40 đến 200
o
C. So với diezel và dầu hỏa thì xăng có
tính bốc hơi cao nhất.
22
Chương 3. Môi chất công tác

Nhiệt độ bén lửa là nhiệt độ thấp nhất mà hỗn hợp nhiên liệu-
không khí với tỷ lệ nhất định bén lửa từ nguồn lửa bên ngoài.
Nhiệt độ bén lửa tỷ lệ với thành phần chưng cất nhẹ trong
nhiên liệu và được dùng làm chỉ tiêu phòng hoả khi bảo quản.
Trong thực tế, nhiệt độ bén lửa không được thấp hơn 65
0
C.
25
Chương 3. Môi chất công tác
Chương 3. Môi chất công tác

Trích đoạn Đánh giá tính chống kích nổ của nhiên liệu xăng

---