Процессы, происходящие при воспламенении и сгорании в цилиндре дизельного двигателя с построением графиков.

Введение

Эксплуатация легкового автомобиля невозможна без применения эксплуатационных материалов, которые расходуются при его работе, в результате чего требуется их периодическое пополнение или замена через определенный промежуток времени. К таким материалам, относятся:

автомобильное топливо – бензин, дизельное топливо;

автомобильные масла для двигателя (моторные) и для агрегатов трансмиссии (трансмиссионные);

пластичные смазки для узлов ходовой части и механизмов управления;

специальные жидкости для системы охлаждения двигателя и для тормозной системы автомобиля.

Так как автомобильный транспорт потребляет значительную часть жидкого топлива, проблема экономии горюче-смазочных материалов для этой отрасли является наиболее острой. В связи с повышением роли и значения ТСМ в экономике страны, как фактора увеличения надёжности, долговечности и экономичности работы техники, возникла потребность иметь научную основу их применения.

Норма расхода топлива (или смазочного материала), применительно к автомобильному транспорту, подразумевает установленное значение меры его потребления при работе автомобиля конкретной модели, марки или модификации.

Нормы расхода топлив (смазочных материалов) на автомобильном транспорте предназначены для расчетов нормируемого значения расхода топлива, для ведения статистической и оперативной отчетности, определения себестоимости перевозок и других видов транспортных работ, планирования потребности предприятий в обеспечении нефтепродуктами, осуществления расчетов по налогообложению предприятий, осуществления режима экономии и энергосбережения потребляемых нефтепродуктов, проведения расчетов с пользователями транспортных средств, водителями и т.д.

Теоретическая часть

Процессы, происходящие при воспламенении и сгорании в цилиндре дизельного двигателя с построением графиков.

Двигатели внутреннего сгорания проектируются и создают­ся таким образом, чтобы максимально использовать энергию сго­рающего в них топлива.

От процесса сгорания зависят надежность работы двигателя, мощность, экономичность, токсичность и дымность отработав­ших газов.

В связи с тем, что в курсовой работе рассчитывают 4 автотранспортных средств работавших на разных двигателях внутреннего сгорания, то, в качестве примера, для рассмотрения выберем автобус МАРЗ-52661 с силовым агрегатом (ЯМЗ-236 НЕ) работающий на дизельном топливе.

Процесс сгорания в дизеле делят на четыре периода;

1 - период задержки воспламенения;

2 - период быстрого (интенсивного) горения;

3 - период диффузионного (управляемого и основного) го­рения;

4 - период догорания.

На рис. 1 показана индикаторная диаграмма дизеля, рабо­тающего на номинальной частоте вращения, с номинальной цик­ловой подачей топлива, свойства которого соответствуют ГОСТ 305-2013."

Рисунок 1 - Развернутая индикаторная диаграмма дизеля

Точка А соответствует моменту начала впрыскивания топ­лива, определяется величиной установочного угла опережения впрыскивания топлива, который, в свою очередь, устанавли­вается с учетом свойств топлива, давления и температуры в ци­линдре.

Первая фаза (период задержки воспламенения), промежу­ток времени от момента начала подачи топлива (т. А) до момента отрыва линии нарастания давления на диаграмме расширения-сжатия (т. В) составляет первый период процесса сгорания - пе­риод задержки воспламенения (ПЗВ). ПЗВ характеризуется тем, что первые порции топлива, поданные форсункой, воспламеня­ются не сразу, а после того, как претерпевают физико-химические изменения. В течение этого времени происходит рас­пад струи на капли, перемещение капель по объему цилиндра. При этом топливо испаряется, нагревается, изменяется его моле­кулярная структура. Пары топлива смешиваются с воздухом. В ходе физико-химических изменений получают развитие предпламенные реакции, возникают очаги самовоспламенения.

Второй период (фаза быстрого горения). Отрезок времени от момента воспламенения топлива (т. В) до момента достижения максимального давления в цилиндре (т. z) называют периодом быстрого (интенсивного) горения. Продолжительность этого пе­риода зависит от положения точек А и В (установочного угла, свойств топлива, давления и температуры в цилиндре), а также закона топливоподачи (профиля кулачка и величины номиналь­ной подачи). Давление и температура резко повышаются вслед­ствие сгорания значительной части заряда (смеси испарившегося в течение периода задержки воспламенения топлива с воздухом) и топлива, впрыскиваемого во второй фазе. Второй период харак­теризуют - максимальной скоростью нарастания давле­ния (жесткостью процесса сгорания) и степенью повышения дав­ления.

Третья фаза горения (фаза быстрого диффузионного горе­ния). Она условно измеряется отрезком времени от точки достижения максимального давления газов в цилиндре дизеля до точки достижения максимальной температуры цикла. Ктечение управ­ляемого горения в цилиндре имеются избыток воздуха, высокая температура и пламя из очагов возгорания легко распространяет­ся на всю камеру сгорания (КС). А во время основного горения коэффициент избытка воздуха уменьшается, Основное внимание в это время уделяется возможности подвода к несгоревшему топливу неизрасходованного кислорода. Чем интенсивней в этот пе­риод диффузия, тем меньше образо­вание сажи.

Четвертая фаза (фаза догорания). Последним, до момента открытия выпускных клапанов, является период догорания топ­лива. Он характеризуется малым выделением тепла, вялым горе­нием из-за уменьшения кислорода, ухудшает экономичность ди­зеля, поэтому его желательно сократить. Сгорание в этот период характеризуется постепенным замедлением скорости тепловыде­ления, поскольку скорость процесса догорания определяется ско­ростью диффузии и турбулентного смешения остатков топлива и продуктов неполного сгорания с воздухом. В целом, период до­горания топлива характеризует техническое состояние дизеля и уровень его конструкции или исполнения.

Таким образом, для организации экономичной работы дизе­ля необходимо:

- начать подачу в соответствии со свойствами топлива и ре­жимом работы дизеля;

- в период задержки воспламенения подавать в цилиндр ми­нимальное количество топлива, достаточное только для его вос­пламенения на любых режимах работы;

- обеспечивать качественное перемешивание частиц топлива с воздухом;

- максимально сократить период догорания.