Методы организации процесс сгорания в дизелях.
Процесс сгорания в дизеле, где не образуется однородная смесь, существенно отличается от рассмотренного. В зонах, где смесь имеет такой состав, что при высоких температурах возможно ее воспламенение, после некоторого времени от начала впрыска происходит самовоспламенение смеси. Для обеспечения протекания сгорания вблизи в. м. т. необходимо начать впрыск топлива в камеру сгорания дизеля за 10—20° до в. м. т. После того как начальные очаги воспламенения возникли, пламя быстро распространяется в те зоны, где уже имеется подготовленная к сгоранию топливовоздушная смесь. По мере проникновения пламени в эти зоны происходит дальнейшее испарение и перемешивание паров топлива с воздухом. Это приводит к последующему сгоранию всего топлива, которое в конце процесса осуществляется путем диффузии неиспользованного еще кислорода, имеющегося в воздушном заряде, в зоны, где смесь переобогащена. Протекание всех стадий смесеобразования и сгорания в двигателях с внешним и внутренним смесеобразованием значительно зависит от метода ввода топлива в камеру сгорания и параметров топливоподающей аппаратуры и от метода организации процесса смешения топлива с воздухом.
21.Организация процессов смесеобразования и сгорания в дизелях с неразделенными камерами сгорания
Неразделенная камера сгорания представляет собой единый объем, заключенный между головкой цилиндра и поршнем. Этот объем образуется обычно за счет углубления в поршне или иногда в головке двигателя. Конфигурация неразделенных камер сгорания весьма разнообразна.
Объемное смесеобразование. При объемном смесеобразовании топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Неравномерность состава смеси, необходимая для сокращения задержки воспламенения, получается из-за неравномерности распределения топлива в факелах и в объеме камеры сгорания.
В случае неразделенных камер сгорания основную долю энергии смесеобразования составляет кинетическая энергия, полученная топливом при впрыске. Энергия воздушного вихря в этих камерах меньше энергии топлива.
Смесеобразование улучшается путем создания тангенциального вращательного движения воздуха в камере сгорания. Вращательное движение воздуха, как показано выше, получается в процессе наполнения цилиндра свежим зарядом.
Число сопловых отверстий распылителя при проведении испытаний было различным, а общее проходное сеченне оставалось постоянным.
Интенсивность вихря повышалась также изменением направления впускного канала.
Изменение скоростного режима двигателя влияет на интенсивность вращательного движения воздуха в камере сгорания, так как при этом меняется скорость и, следовательно, кинетическая энергия воздушного потока во впускном канале и клапане. С повышением частоты вращения коленчатого вала интенсивность вихря в камере сгорания увеличивается, поэтому при больших частотах вращения интенсивность вихря, создаваемая путем изменения направления впускного канала, может оказаться достаточной. Дополнительное завихрение воздуха с помощью ширмы на впускном клапане в этом случае будет ухудшать показатели двигателя.
Таким образом, на каждом скоростном режиме двигателя в зависимости от числа сопловых отверстий распылителя может быть подобрана оптимальная интенсивность вращательного движения воздушного заряда в камере сгорания. Поэтому при отработке рабочего процесса в дизеле интенсивности тангенциального вихря уделяется большое внимание.
К преимуществам рассматриваемых камер сгорания следует отнести более легкий пуск двигателей, а также возможность форсирования дизелей путем применения наддува.
22.Организация процессов смесеобразования и сгорания в дизелях с разделенными камерами сгорания.
Предкамерные дизели. Камера сгорания у этих двигателей состоит из двух полостей — предкамеры и основной камеры , которые сообщаются между собой одним или несколькими каналами; объем предкамеры составляет 25—40% от общего объема камеры. Площадь соединительных отверстий равняется в среднем 0,3—0,6% площади поршня. Форсунка расположена в предкамере таким образом, что топливная струя направляется в сторону соединительного канала . Так как в предкамере содержится ограниченное количество воздуха, то топливо, впрыснутое в нее в конце процесса сжатия, сгорает только на 20—30%; давление в предкамере при этом повышается до 7—8 Мн/м2 (70—80 кГ/см2), и топливо, перемешанное с горящими газами, начинает перетекать в основную камеру. Перетекание происходит со скоростями 200—300 м/сек, что значительно улучшает распыливание и перемешивание топлива с зарядом воздуха в основной камере.
Давление впрыска топлива в предкамерных дизелях составляет 8—12,5 Мн/м2 (80—125 кГ/см2), удельный расход топлива ge = 258—283 г/э.квтч (190—210 Г/э.л.с.ч), что на 10—20% больше, чем в двигателях с нераздельными камерами. Двигатели с предкамерным смесеобразованием работают удовлетворительно с коэффициентами избытка воздуха α=1,4—1,8.
Предкамерное смесеобразование имеют отечественные тракторные двигатели КДМ-100 (трактор Т-100), Д-70 и стационарные двигатели Т-62 и 2Д 16,5/20-1.