Смесеобразование в дизелях.

Сжигание топлива является одним из самых распространенных ме­тодов получения тепловой энергии, используемой для различных произ­водственных целей и особенно для последующего трансформирования ее в механическую работу с помощью различных типов тепловых двига­телей. Учитывая, что получение механической энергии таким способом со­ставляет примерно 90% от всей вырабатываемой в мире (около 110 млрд. л.с),вопрос правильной организации процесса сгорания приобретает особо важное значение. Применительно к д.в.с. это означает, что процесс сгорания должен иметь небольшую продолжительность. При этом следует иметь в виду, что чрезмерно малая продолжительность процесса сгорания приводит к жесткой работе, а при увеличении длительности процесса сгорания резко возраста­ют тепловые потери двигателя и снижается его мощность.

Для обеспечения качественного смесеобразования в цилиндре ДВС необходимы следующие конструктивные условия :

1. обеспечить время на процесс смесеобразования- топливо подается в цилиндр до прихода поршня в ВМТ в конце такта сжатия на угол опережения подачи топлива.

Угол а₃ - угол опережения подачи топлива – это угол между кривошипом коленвала и вертикальной осью цилиндра в момент начала подачи топлива в цилиндр.

2. поступивший в цилиндр воздух должен иметь мощные завихрения, что обеспечивается формой камеры сгорания.

Формы камер сгорания

а\ с плоским днищем.

б\ полусферическим углублением

в\ с выступом в центре

днища( Гессельман)

г\ с углублением трапецеидальной

формы

д\ сферическим углублением в поршне

е\ сферической формы со

вставной горловиной

3. перед достижением температуры воспламенения топливо должно распылено до туманообразного состояния ( подается в цилиндр под давлением 120-2200 кг\см ² через распылитель форсунки) , испариться (в конце такта сжатия Т воздуха достигает 800-1100 К от резкого сжатия).

4. перемешаться с воздухом

Время от начала подачи топлива и до его воспламенения называется периодом задержки самовоспламенения.

Он зависит от угла опережения подачи топлива и температуры деталей двигателя в момент пуска. При пуске холодного двигателя период задержки увеличивается , и по этой причине дизель до момента прогрева работает жестко по причине большой скорости нарастания давления - ( сгорание топлива происходит взрывоподобно).

Угол опережения подачи топлива для дизелей в зависимости от их типа находится в пределах 15⁰--33⁰. на развернутой диаграмме это т.k. в т.m происходит воспламенение топлива. k-m --- есть период задержки самовоспламенения. За это время в цилиндр поступает 15-50 % топлива от цикловой дозы, которое успевает испариться и перемешаться с воздухом. Остальное топливо цикловой дозы поступает в камеру сгорания после т. m, т.е. поступает уже в среду охваченную пламенем.

Самовоспламенение и сгорание топлива — сложный процесс химического соединения его горючих элементов с кислородом воздуха, сопровождаемый выделением теплоты.

При расчете процесса сгорания промежуточные физико-химические изменения, происходящие с топливом внутри рабочего цилиндра, не рассматриваются, а учитываются лишь количественные конечные результаты химических реакций.

Начало горения в расчетном цикле предполагается в в. м. т. В действительном цикле начало горения не совпадает с в м. т. и, кроме того, горение не заканчивается в точке z, а часть топлива догорает на линии расширения zb

Процесс сгорания рассчитывают исходя из 1 кг сжигаемого топлива. Для удобства расчета количество воздуха и образующихся газов измеряется в киломолях.