Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Методы смесеобразования и воспламенения в двигателях

Приготовление горючей смеси в д. в. с. различается в зависимости от типов и конструкций двигателей, видов применяемого топлива и способов воспламенения топлива в цилиндре.
Смесеобразование и воспламенения в дизелях
Дизели относятся к двигателям с внутренним смесеобразованием и с воспламенением от сжатия. Воздух в цилиндре при сжатии нагревается до 500—700°, и впрыскиваемое топливо быстро самовоспламеняется. Смесеобразование в этих двигателях совпадает по времени с вводом топлива в цилиндр и частично с процессом сгорания; на эту операцию отводится весьма малый промежуток времени — ~ сек j . Для того чтобы топливо полностью сгорело, использовав весь наличный к и его род заряда воздуха, нужно:
а)            распыливать впрыскиваемое жидкое топливо на мельчайшие капли; тонкость распиливания характеризуется диаметром и числом капель, получающихся при распаде струи топлива;
б)           равномерно распределить распыленное топливо по всей массе заряда воздуха;
в)            чтобы капли топлива не попадали на относительно холодные стенки цилиндра и днища поршня, так как в этом случае они не будут гореть.
Распыливание впрыскиваемого жидкого топлива в дизелях можно осуществлять с помощью распыливающего воздуха, предварительно сжатого в специальном компрессоре (пневматическое распыливание), и без помощи воздуха, путем механического распыливания топлива, проталкиваемого топливным насосом через отверстия малого сечения. Первый метод распыливания называют компрессорным, а второй—бес компрессорным.
Компрессорный метод смесеобразования, воплощенный в компрессорных дизелях, с самого появления завоевал широкое применение; это объясняется тем, что дизели были самыми экономичными по сравнению с другими двигателями того времени. Однако пневматический распыл связан с необходимостью иметь компрессор высокого давления, на приведение в действие которого расходуется от 5 до 10% индикаторной мощности двигателя. Наличие компрессора усложняет конструкцию и эксплуатацию двигателя, увеличивает его габариты и стоимость. По этим причинам компрессорные дизели в настоящее время не выпускаются.
Бес компрессорное распыливание топлива осуществляется в бес компрессорных дизелях. Все современные дизели являются бес компрессорными. В них топливо под значительным давлением, создаваемым насосом, подается по трубопроводу к форсунке, которая и осуществляет нужный распыл топлива в камере сгорания. Тонкость распыла определяется рядом факторов, в первую очередь — скоростью истечения топлива, зависящей от давления впрыска и противодавления в цилиндре, величиной диаметра распыливающих отверстий форсунки, вязкостью топлива и др.
Бес компрессорные дизели в зависимости от способа смесеобразования делятся на двигатели со струйным распылом топлива, предкамерные двигатели, двигатели с вихревыми камерами и двигатели с воздушными камерами.
Наибольшее распространение в стационарных установках имеют дизели со струйным распыливанием и предкамерные дизели.
Дизели со струйным распыливанием
Смесеобразование в бес компрессорных дизелях со струйным распыливанием основано на подаче топлива насосом в цилиндр под большим давлением (200—500 ати и выше) через малые отверстия в форсунке (диаметром порядка 0,15—0,45 мм).
При компрессорном распыливании топлива распыливающий воздух, благодаря большой скорости истечения, создает сильные вихревые движения и способствует равномерному образованию горючей смеси в простой по форме камере сгорания. Конфигурация же камеры сгорания в бес компрессорных дизелях со струйным распыливанием должна иметь определенные очертания, чтобы каждая частица топлива успела загореться раньше, чем достигнет стенок цилиндра, температура которых ниже температуры пространства сгорания. В противном случае эти частички топлива полностью не сгорают, образуя нагар.
Для более полного перемешивания топлива с воздухом при струйном распыливании в ряде конструкций применяется принудительное завихрение воздуха. В четырехтактных двигателях для этой цели применяют впускные клапаны с козырьком, а в двухтактных — тангенциально направленные каналы продувочных окон. Citroen picasso цена купить Ситроен http://www.ma.by.
От момента впрыска топлива в цилиндр до момента его воспламенения проходит время, которое, как указывалось выше, называется задержкой воспламенения. Это явление приводит к скоплению в цилиндре некоторого количества топлива и сгоранию его с резким повышением давления. После в. м. т. поршень начинает двигаться вниз, увеличивая объем цилиндра; в это время еще продолжается подача топлива и его сгорание при почти постоянном давлении. Таким образом, рассматриваемые двигатели работают по смешанному циклу. Наличие задержки воспламенения является причиной, по которой впрыск топлива в двигателях с воспламенением от сжатия всегда осуществляют с некоторым опережением, т. е. до прихода поршня в в. м. т.
Наивыгоднейший угол опережения устанавливается опытным путем при условии получения наибольшей мощности и экономичности дизеля; этот угол обычно составляет 15—30°. Следует иметь в виду, что чем меньше угол опережения, тем впрыскивание топлива происходит в среду с более высокой температурой воздуха, а это сокращает период задержки и дает возможность вести весь процесс сгорания в условиях возрастающего объема цилиндра. Жесткость работы двигателя в этом случае уменьшается.
Бес компрессорные дизели со струйным распыливанием имеют наименьший удельный расход топлива и более легко пускаются в ход. Вместе с тем дизели со струйным распыливанием имеют ряд недостатков, в основном связанных с большим давлением распиливания. Это предъявляет жесткие технологические требования к изготовлению топливной аппаратуры (высокая точность обработки насоса и форсунки). Кроме того, создаются трудности в использовании низкосортных топ л ив и имеется необходимость тонкой фильтрации топлива во избежание износа и нарушения плотности прецизионных деталей топливного насоса, засорения и износа форсуночных отверстий.