Сгорание в дизельных двигателях
Особенности процесса сгорания, рис. 25:
- подача топлива начинается с опережением на угол θ до в.м.т. и заканчивается после в.м.т.;
- изменение давления от т.1 до т.2 происходит только вследствие сжатия.
- подъем давления вследствие тепловыделения при сгорании начинается с т.2. К этому моменту в цилиндр попалоσ1 топлива;
- φ1 – задержка воспламенения;
- повышение температуры на участке 1΄ – 2΄ обусловлено сжатием заряда, при этом часть теплоты расходуется на испарение впрыснутого топлива;
- наибольшая интенсивность тепловыделения происходит в начальный период сгорания, но количество выделившейся теплоты δ3 около 1/3 от общего количества тепла, выделившегося в цилиндре;
- мах значения температура т.4΄ достигает после мах давления т.3.
- Положение т.4΄ зависит от скорости сгорания. К этому моменту т.δ4выделилось 70-80% от всей теплоты;
- тепловыделение продолжается и после достижения мах Т , к моменту 5΄ количество выделивщейся теплоты составляет около 97%.
Процесс сгорания можно разделить на 4 фазы:
1 - фаза подготовки очагов воспламенения 1 -2;
2 - фаза развития очагов воспламенения и распространения пламени 2 – 3;
3 - фаза сгорания основной массы рабочей смеси 3 – 4;
4 - фаза относительно медленного догорания оставшихся горючих компонентов смеси 4 – 5.
Фаза 1 (задержка воспламенения) существенно влияет на процесс сгорания. Если процесс задержки велик и к концу его в цилиндр попадет большая часть дозы топлива, то ее сгорание вызовет резкое нарастание
давления и приведет к повышению максимального давления цикла. Экономичность цикла повысится, но нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма возрастут и наоборот. При увеличении вязкости топлива, доза его, попавшая в цилиндр за период задержки воспламенения увеличится за счет снижения утечек в насосе, что приведет к более резкому нарастанию давления и увеличению нагрузок на детали КШМ.
Рис. 25. Процесс сгорания в дизельном двигателе
На продолжительность 1-й фазы влияет:
- физико-химические свойства топлива;
- Т и р сжатого воздуха;
- вихревые движения в камере сгорания;
- содержание в рабочем теле инертных газов.
Фаза 2 определяет жесткость работы двигателя и его экономич-ность.(наилучшее положение т.3 (рмах) 6 – 100 после в.м.т.) .
На продолжительность 2-й фазы влияют:
- продолжительность задержки воспламенения;
- величина подачи топлива за период задержки;
- равномерность распределения топлива в камере сгорания.
Фаза 3 – от рмах до Тмах . К началу 3-й фазы подача топлива обычно заканчивается. Несмотря на повышение температуры давление снижается за счет движения поршня (увеличения объема внутренней полости цилиндра).
Продолжительность 3-й фазы зависит от:
- величины избытка воздуха ( α = (Lфакт/Lтеор; при α >1 – смесь обедненная; а при α < 1 смесь обогащенная).
- характеристики подачи топлива;
- скорости движения заряда в камере сгорания.
Оптимальным считается, когда Тмах появляется 20 - 350 после в.м.т.. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом используют перетекание заряда из вспомогательной камеры в основную камеру сгорания (вихрекамерные и предкамерные ДВС)
Фаза 4 (период 4-5) характеризуется замедленным сгоранием (95 – 97% теплоты уже выделилось). Если период впрыска растянут, то в 4-й фазе может выделиться 10 – 30% теплоты. Продолжительность сгорания будет соответствовать 50 – 600 поворота коленчатого вала. Условия сгорания в этом случае неблагоприятные. Перенос тепловыделения в 4 фазу понижает эффективность использования теплоты, т.к. повышает температуру выпуска и экономичность двигателя снижается.
На продолжительность 4-й фазы влияет:
- коэффициент избытка воздуха;
- продолжительность подачи топлива в 3-ей фазе.
Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 1415;