Процесс сгорания топлива

Сгорание топлива и преобразование выделившейся тепловой энергии в механическую являются основной частью рабочего процесса двигателя, от которой в значительной степени зависят показатели его работы. Чтобы добиться наибольшей мощности и экономичности двигателя, необходимо обеспечить полное, достаточно быстрое и своевременное сгорание топ­лива.

Протекание процесса сгорания зависит главным образом от того, как подготовлена горючая смесь. Подготовка горючей смеси, или смесеобразова­ние, у дизельных двигателей происходит внутри цилиндра. Смесеобразова­ние заключается в механическом распыливании струи топлива па капельки диаметром от 0,005 до 0,1 мм и в распределении этих капелек в массе сжатого воздух.

Сгорание может произойти полно и достаточно быстро только в том случае, если горючая смесь имеет нужный состав и частицы топлива доста­точно мелко распылены и равномерно перемешаны с воздухом. Состав смеси характеризуется соотношением в ней топлива и воздуха. Для полного сго­рания 1 кг дизельного топлива требуется по расчету около 15 кг воздуха.

Условия смесеобразования в дизельных двигателях чрезвычайно сложны, так как этот процесс протекает очень короткое время - 0,003-0,005 секунды (25-30° поворота коленчатого вала). За это время трудно равномерно рас­пределить топливо в сжатом воздухе, поэтому состав смеси в разных частях камеры сгорания получается неодинаковый. В продолжение процесса сгорания состав смеси непрерывно изменяется, так как почти до конца сгорания продол­жается впрыск топлива. Чем ближе к концу впрыска, тем меньше остается в камере неиспользованного воздуха, и часть топлива может не сгореть, если в камере сгорания не будет некоторого избытка воздуха. Поэтому горючая смесь у дизельных двигателей должна содержать воздуха па 20-50% больше, чем нужно по расчету для полного сгорания топлива (бедная смесь).

Необходимость сжигать в цилиндре дизельного двигателя бедную смесь приводит к тому, что объем цилиндра используется не полностью: с нагретым воздухом из цилиндра выбрасывается большое количество тепла, снижается мощность, приходящаяся на 1 л рабочего объема, увеличивается вес двига­теля. Это несколько снижает те преимущества, которые дизельные двигатели имеют перед карбюраторными.

От начала впрыска топлива до начала самовоспламенения проходит некоторый промежуток времени (0,001-0,002 секунды), который называется периодом задержки воспламенения. Если задержка воспламенения является продолжительной, то в камере сгорания скапливается много топлива, что вызывает резкое нарастание давления при вспышке. Детали кривошипно-шатунного механизма подвергаются при этом ударной нагрузке, и двигатель стучит. Такая работа называется жесткой.

Оставить комментарий

(не обязательно)

(не обязательно)