Смесообразуване в двигатели с вътрешно горене. Използвани горива. Образуване на смес в бензинови двигатели Образуване на смес в двигатели с вътрешно горене

Образуването на смес е процес на смесване на гориво с въздух и образуване на горима смес за много кратък период от време. Колкото по-равномерно са разпределени частиците на горивото в горивната камера, толкова по-съвършен е процесът на горене. Хомогенизирането на сместа се осигурява чрез изпаряване на горивото, но за добро изпарение течното гориво трябва да бъде предварително напръскано. Разпръскването на горивото също зависи от скоростта на въздушния поток, но прекомерното й увеличаване увеличава хидродинамичното съпротивление на всмукателния тракт, което влошава...

Ако тази работа не ви подхожда, в долната част на страницата има списък с подобни произведения. Можете също да използвате бутона за търсене

СТРАНИЦА 4

Смесообразуване в двигатели с вътрешно горене

ЛЕКЦИЯ 6.7

ОБРАЗУВАНЕ НА СМЕС В ЛЕД

1. Смесване в карбураторни двигатели

Подобряването на горивния процес до голяма степен зависи от качеството на образуване на сместа. Образуването на смес е процес на смесване на гориво с въздух и образуване на горима смес за много кратък период от време. Колкото по-равномерно са разпределени частиците на горивото в горивната камера, толкова по-съвършен е процесът на горене. Има двигатели с външно и вътрешно смесообразуване. При двигатели с външно смесване хомогенизирането на сместа става в карбуратора и при движение по всмукателния колектор. Това са карбуратор и газови двигатели. Хомогенизирането на сместа се осигурява чрез изпаряване на горивото, но за добро изпаряване течното гориво трябва да бъде предварително пулверизирано. Финото разпръскване се осигурява от формата на изходните секции на отворите или каналите на дюзите. Разпръскването на горивото също зависи от скоростта на въздушния поток, но прекомерното му увеличаване увеличава хидродинамичното съпротивление на всмукателния тракт, което влошава пълненето на цилиндъра. Коефициентът на повърхностно напрежение и температурата влияят върху енергията на фрагментиране на струята. По-големите капки достигат до стените на всмукателния тракт и се утаяват по стените под формата на филм, който отмива смазката в цилиндрите и намалява хомогенността на сместа. Филмът се движи със значително по-ниски скорости от потока на сместа. Смесването на парите на горивото и въздуха възниква както поради дифузия, така и поради турбулизация на потоците на парите на горивото и въздуха. Образуването на сместа започва в карбуратора и завършва в цилиндъра на двигателя. Напоследък се появиха предкамерни факелни системи.

Пълното изпаряване на бензина се осигурява чрез нагряване на сместа във всмукателния колектор с помощта на отработени газове или охлаждаща течност.

Съставът на сместа се определя от режима на натоварване: стартиране на двигателя богата смес (алфа = 0,4-0,6); празен ход (алфа=0,86-0,95); средни натоварвания (алфа=1,05-1,15); пълна мощност(алфа=0,86-0,95); ускорение на двигателя (рязко обогатяване на сместа). Един елементарен карбуратор не може да осигури необходимия висококачествен състав на сместа, поради което съвременните карбуратори имат специални системи и устройства, които осигуряват приготвянето на смес от необходимия състав при всички режими на натоварване.

При двутактовите карбураторни двигатели смесообразуването започва в карбуратора и завършва в коляновия механизъм и цилиндъра на двигателя.

1. ° С Измерване при двигатели с лек инжекцион

Карбурирането има недостатъци: Дифузьорът и дроселовата клапа създават съпротивление; заледяване на смесителната камера на карбуратора; хетерогенност на състава на сместа; неравномерно разпределение на сместа между цилиндрите. Системата за принудително впръскване на леко гориво елиминира тези и други недостатъци. Принудителното впръскване осигурява добра хомогенност на сместа поради пулверизиране под налягане, няма нужда от нагряване на сместа, възможно е по-икономично продухване на 2-тактов двигател без загуба на гориво, количеството на токсичните компоненти в отработените газове е намалено, и се осигурява по-лесно стартиране на двигателя при минусови температури. Недостатъкът на системата за впръскване е трудността при регулиране на подаването на гориво.

Има инжекции във всмукателния колектор или в цилиндрите на двигателя; непрекъснато впръскване или циклично подаване, синхронизирано с работата на цилиндрите; инжекция подИ високо налягане (400-500KPa) или високо налягане (1000-1500KPa). Впръскването на гориво се осигурява от горивна помпа, филтри, редуцир клапан, инжектори и фитинги. Управлението на горивото може да бъде механично или електронно. Работата на устройството за контрол на потока изисква събиране на данни за скоростта на коляновия вал, вакуума във всмукателната система, натоварването, охлаждането и температурите на отработените газове. Получените данни се обработват от миникомпютър и в съответствие с получените резултати се променя подаването на гориво.

1. Смесване в дизелови двигатели

При двигатели с вътрешно образуване на смес въздухът навлиза в цилиндъра и след това там се подава фино пулверизирано гориво, което се смесва с въздуха вътре в цилиндъра. Това е обемно смесване. Размерите на капките в струята не са еднакви. Средната част на струята се състои от по-големи частици, а външната - от по-малки. Микроснимката показва, че с увеличаване на налягането размерите на частиците рязко намаляват. Колкото по-равномерно се разпределя горивото в обема на цилиндъра, толкова по-малко са зоните с недостиг на кислород.

В съвременните дизелови двигатели се използват три основни метода на смесообразуване: струен за неразделени горивни камери и смесообразуване и изгаряне в камери, разделени на две части (предкамера (20-35%) + основна горивна камера, вихрова камера (до 80%) + основна горивна камера) . Дизелите с отделени горивни камери имат по-висок специфичен разход на гориво. Това се обяснява с консумацията на енергия, когато въздухът или газовете преминават от една част на камерата в друга.

При двигатели с неразделени горивни камери финото разпръскване на горивото се допълва от вихрово движение на въздуха поради спиралната форма на входящата тръба.

Образуване на филмова смес.Напоследък ефективността на образуване на смес се повишава чрез впръскване на гориво върху стените на горивната камера за образуване на филмова смес. Това донякъде забавя процеса на горене и помага за намаляване на максималното налягане в цикъла.При образуване на филмова смес се стреми към, така че минимално количество гориво да има време да се изпари и смеси с въздуха по време на периода на забавяне на запалването.

Горивната горелка се подава под остър ъгъл към стената на горивната камера, така че капките да не се отразяват, а да се разпространяват по повърхността под формата на тънък филм с дебелина 0,012-0,014 mm. Пътят на горелката от отвора на дюзата до стената трябва да бъде минимален, за да се намали количеството изпарено гориво по време на движението на струята в горивната камера. Посоката на вектора на скоростта на въздушния заряд съвпада с посоката на движение на горивото, което допринася за разпространението на филма. В същото време това намалява изпарението, т.к скоростта на движение на горивото и въздуха намалява. Енергията на горивните струи е 2 пъти по-малка, отколкото при обемните (2,2-7,8 ​​J/g). В същото време енергията на въздушния заряд трябва да бъде 2 пъти по-голяма. Малки капчици и получените пари се движат към центъра на горивната камера.

Топлината за изпаряване на горивото се доставя главно от буталото (450-610K). При по-високи температури горивото започва да кипи и да отскача от стените под формата на сферични форми; термичното разлагане на горивото и коксуването му също са възможни охлаждане на буталото с масло. Изпаряването на горивото се дължи на движението на въздуха по протежение на стената; процесът на изпаряване се увеличава рязко след началото на горенето поради прехвърлянето на енергия от пламъка към стените.

Предимства. С PSO ефективността на двигателя се увеличава (218-227 g/kWh), средното ефективно налягане, работната твърдост на двигателя намалява (0,25-0,4 MPa/g), максималното налягане в цикъла се увеличава до 7,0-7,5 MPa. Двигателят може да работи с различни горива, включително високооктанов бензин.

недостатъци. Трудно стартиране на двигателя, повишени емисии на отработени газове при ниски скорости, увеличаване на височината и масата на буталото поради наличието на CS в буталото, затруднено форсиране на двигателя поради скоростта на въртене.

Горивото се доставя с помощта на инжекционни помпи и инжектори. Инжекционната помпа осигурява дозиране на горивото и навременна доставка. Дюзата осигурява подаване, фино разпръскване на горивото, равномерно разпределение на горивото в целия обем и прекъсване. Затворените дюзи, в зависимост от метода на образуване на сместа, имат различен дизайн на разпръскващата част: дюзи с много отвора (4-10 отвора с диаметър 0,2-0,4 mm) и дюзи с един отвор с щифт в края на иглата и дюзите с един отвор без щифт.

Количеството гориво, подавано към всички цилиндри, трябва да бъде еднакво и да съответства на натоварването. За висококачествено образуване на смес горивото се подава 20-23 градуса, преди буталото да достигне TDC.

Индикаторите за работа на двигателя зависят от качеството на работа на устройствата на дизеловата система за захранване: мощност, реакция на дросела, разход на гориво, налягане на газа в цилиндъра на двигателя, токсичност на отработените газове.

Разделени CS предкамери и вихрови камери.Горивото се впръсква в допълнителна камера, разположена в главата на цилиндъра. Благодарение на джъмпера в допълнителната камера се образува мощно движение на сгъстен въздух, което допринася за по-доброто смесване на горивото с въздуха. След като горивото се запали, налягането се натрупва в допълнителната камера и газовият поток започва да се движи през преходния канал в камерата над буталото. Образуването на смес зависи малко от енергията на горивната струя.

Във вихровата камерасвързващият канал е разположен под ъгъл към крайната равнина на главата на блока, така че формиращата повърхност на канала да е допирателна към повърхността на камерата. Горивото се впръсква в камерата под прав ъгъл спрямо въздушния поток. Малките капки се поемат от въздушния поток и принадлежат към централната част, където температурата е най-висока. Кратък период на забавяне на запалването на горивото при висока температураосигурява бързо и надеждно запалване на горивото. Големи капки гориво текат към стените на горивната камера, в контакт с нагретите стени, горивото също започва да се изпарява. Интензивното движение на въздуха във вихровата камера позволява монтирането на дюза от затворен тип с щифтов пулверизатор.

Предимства . По-ниско максимално налягане, по-ниско повишаване на налягането, по-пълно използване на кислород (алфа 1,15-1,25) с бездимни отработени газове, Възможност за работа при високи ограничения на скоросттасъс задоволителна производителност, възможност за използване на гориво с различни фракционни състави, по-ниско налягане на впръскване.

недостатъци . По-висок специфичен разход на гориво, влошаване на стартовите качества.

Предкамерата има по-малък обем, по-малка площ на свързващия канал (0,3-0,6% отЕ p), въздухът тече в предкамерата с високи скорости (230-320 m/s). Дюзата обикновено се поставя по оста на предкамерата към потока. За да се избегне прекомерно обогатяване на сместа, впръскването трябва да е грубо и компактно, което се постига с еднощифтов инжектор при ниско налягане на впръскване на горивото. Запалването става в горната част на преддверието и, използвайки целия обем на камерата, факелът се разпространява в целия обем. Налягането се увеличава рязко и, втурвайки се през тесен канал в главната камера, възниква връзка с основната маса въздух.

Предимства . Къс максимални налягания(4,5-6 MPa), ниско повишаване на налягането (0,2-0,3 MPa/g), интензивно нагряване на въздуха и горивото, по-ниски енергийни разходи за пулверизиране на горивото, възможност за повишаване на честотата на двигателя, по-ниска токсичност.

недостатъци . Влошаване на ефективността на двигателя, повишено разсейване на топлината в охладителната система, затруднено стартиране на студен двигател (увеличете съотношението на компресия и инсталирайте подгревни свещи).

Дизелите с неразделени горивни камери имат по-добри икономически и стартови характеристики и възможност за използване на компресор. Най-лошият показател за шум и натрупване на налягане (0,4-1,2 MPa/g).

Образуване на смеси в дизелови двигатели

Образуването на смес при дизеловите двигатели става за много кратък период от време, приблизително един път по-малко, отколкото при карбураторните двигатели. Следователно получаването на хомогенна смес в горивната камера на такива двигатели е много по-трудна задача, отколкото при карбураторните двигатели. За да се осигури своевременно и пълно изгарянегориво, е необходимо да се въведе значителен излишък на въздух (a = 1,2-1,75) и да се приложат редица други мерки за осигуряване на добро смесване на въздух и гориво.

За да се намали коефициентът на излишък на въздух и следователно да се увеличи средното ефективно налягане и мощността в литра, е необходимо да се подобри качеството на образуване на сместа чрез: – координиране на формата на горивната камера с формата на горивната горелка, изхвърлена от дюза при подаване на гориво; – създаване на интензивни въздушни потоци от вихри в горивната камера, които насърчават смесването на горивото с въздуха; – осъществяване на фино и равномерно разпръскване на горивото.

Изпълнението на първите две условия се осигурява от използването на горивни камери със специална форма. Фиността и еднородността на пулверизирането на горивото се подобрява с увеличаване на налягането на впръскване, намаляване на диаметъра на отвора на дюзата и намаляване на вискозитета на горивото.

Според метода на образуване на сместа дизеловите двигатели се предлагат с неразделени и разделени горивни камери.

Неразделените камери са един обем, ограничен от дъното на буталото и повърхностите на главата и стените на цилиндъра (фиг. 69, а). Горивото се впръсква в този обем през дюза под формата на една или няколко струи и в него протичат процесите на образуване на смес и изгаряне. За да се подобри образуването на смес, те се стремят да координират формата на горивната камера с формата на горивната струя, подавана от дюзата, а въздушният поток е принуден да се върти около вертикалната ос на цилиндъра и допълнително да образува пръстеновиден вихър.

Основните предимства на разглеждания метод за смесване са висока ефективност и лесно стартиране.

Недостатъците включват относително тежка работа и високо (25-40 MPa) налягане на впръскване.

Разделените горивни камери се състоят от основна камера, ограничена от челото на буталото и повърхността на главата, и допълнителна камера, разположена в главата на цилиндъра или челото на буталото. Основната и допълнителната камера комуникират помежду си чрез един или повече канали или шия.

В зависимост от метода за подобряване на смесообразуването, дизеловите двигатели с разделени горивни камери се разделят на предкамерни и вихрови камерни двигатели.

В двигателите с предкамера (фиг. 69.6) горивната камера е разделена на две кухини: предкамерата, чийто обем е 25-40% от общия обем на горивната камера, и основната камера, разположена над бутало. Предкамерата и камерата комуникират една с друга чрез канал с един или повече отвора с малък диаметър. Същността на образуването на предкамерна смес е, че по време на такта на компресия част от въздуха преминава от цилиндъра през свързващия канал в предкамерата. Горивото, впръскано от дюзата в предкамерата, се разпръсква допълнително от противоструйки въздух и се самозапалва. Тъй като няма повечето отвъздушен заряд, тогава в него изгаря само част от впръсканото гориво. В същото време налягането и температурата в предкамерата се повишават и газовете, заедно с неизгорялото гориво, висока скорост 200-300 m/s се издухват през свързващия канал в основната камера. Използвайки енергията на част от изгорялото гориво, се образува интензивно вихрово движение и неизгорялото гориво се смесва добре с въздуха и изгаря. Налягането на впръскване в предкамерата обикновено е 8-13 MPa, което намалява износването на горивното оборудване и осигурява по-голяма надеждност на тръбопроводните връзки с високо налягане. Предкамерните двигатели работят по-меко - поради последователното изгаряне на гориво в два обема.

Ориз. 69. Схеми на горивни камери на дизелови двигатели

Недостатъците включват големи топлинни загуби, повишен специфичен разход на гориво (поради увеличени хидравлични загуби) в сравнение с двигатели с неразделени камери и трудно стартиране на двигателя, което изисква използването на специални стартови устройства.

При двигателите с вихрова камера (фиг. 69, c) горивната камера също е разделена на две кухини - вихрова камера, чийто обем е 60-80% от обема на горивната камера, и камера, разположена над буталото . Вихровата камера и камерата са свързани чрез канал със специална форма, наречен дифузьор. Дифузьорът е разположен тангенциално на вихровата камера. По време на такта на компресия въздухът от камерата преминава през дифузора във вихровата камера и придобива въртеливо движение в нея. Благодарение на интензивното завихряне на въздуха в камерата, впръскваното от дюзата гориво се разпръсква добре, смесва се във въздуха и се самозапалва. Когато горивото гори във вихрова камера, налягането и температурата на газовете се повишават и те заедно с неизгорялата част от горивото се вливат в основната горивна камера, където се смесват с неизползван въздух и изгарят напълно. Предимствата и недостатъците на двигателите с вихрова камера в сравнение с еднокамерните двигатели са същите като тези на двигателите с предкамерна камера.

Както знаете, за да гори горивото и да отделя топлина, е необходим кислород, тъй като горенето е процес на окисляване на горивото (запалимо вещество), т.е. комбинирането му с кислород. И ако няма достатъчно кислород, тогава дори и най-запалимото и експлозивно горимо вещество няма да изгори.
Цялата тази философия се отнася напълно за топлинните двигатели. За да започне горивото в горивната камера да гори, е необходим кислород, който в нашия случай се подава към цилиндрите с атмосферен въздух.
Но това не е всичко. Горивото в цилиндрите трябва да изгори много бързо, в противен случай това, което не е имало време да изгори, ще „излети в канализацията“ в буквалния смисъл на думата.
Скоростта на горене зависи пряко от това колко бързо и ефективно смесваме въздуха с горивото в цилиндъра преди запалването.
Процесът на смесване на гориво с въздух преди изгарянето на тази смес се нарича образуване на смес. Висококачественото смесване е ключът към ефективната и икономична работа на всеки топлинен двигател.

При карбураторните двигатели бензинът се смесва с въздух първо в карбуратора, след това, докато се движи през всмукателния колектор покрай всмукателния клапан в цилиндъра и по време на такта на всмукване и компресия. При дизеловите двигатели този най-важен процес е изключително кратък - горивото се подава в горивната камера на дизеловите двигатели в края на такта на компресия 10...20 ˚ от ъгъла на коляновия вал преди горната мъртва точка (TDC). В същото време той не се подава към цилиндъра в смес с въздух, както при карбураторен двигател, а се впръсква в „чиста форма“ и само в цилиндрите получава възможност да се „срещне“ с кислород от въздуха за бързо смесване, изгаряне и отделяне на топлина.

Времето, отделено за образуване на смес и изгаряне в дизеловите двигатели, е приблизително пет до десет пъти по-малко, отколкото в карбураторните двигатели и не възлиза на повече 0,002…0, 01 секунди.
Тъй като горенето става толкова бързо, дизелът работи „трудно“ – два до три пъти по-трудно от бензинов двигател.
Трябва да се отбележи, че твърдостта на двигателя е измерен параметър ( Ж = dp/dφ) е скоростта на нарастване на налягането ( dp) по ъгъл на завъртане ( dφ) на коляновия вал, така че може да се изчисли.

Въпреки бързината на горене в дизеловите двигатели, тя условно се разделя на четири фази, първата от които се нарича период на забавяне на запалването ( 0,001…0,003 сек). По това време впръскваното гориво се разпада на малки капчици, които, движейки се през горивната камера, се изпаряват и смесват с въздуха, както и ускорението химична реакцияспонтанно възпламеняване. Следващите три фази са фазите на горене на въздушно-горивната смес.

Ако периодът на забавяне на запалването е дълъг, значителна част от горивото има време да се изпари и да се смеси с въздуха. В резултат на едновременното запалване на тази част в целия обем възниква рязко повишаване на налягането в горивната камера (усилена работа) с увеличаване на динамичните натоварвания на частите и повишаване на нивото на шума.
Следователно, дълъг период на забавяне на самозапалването не е желателен. Зависи от температурните условия, вида на горивото, натоварването на двигателя и други фактори. въпреки това вътрешно смесванепри дизеловите двигатели винаги определя по-тежка работа в сравнение с карбураторните двигатели.

Тъй като времето за образуване на сместа в дизеловия двигател е много кратко, за по-пълно изгаряне на горивото в неговите цилиндри се вкарва повече въздух, отколкото в бензинови двигатели(с изключение инжекционни двигателиизползвайки директно впръскване, където също се пропуска въздух малко повече от нормалното). Коефициентът на излишък на въздух α при дизеловите двигатели варира от 1,4 преди 2,2 .

По този начин се поставят високи изисквания към смесообразуването на дизеловите двигатели. Той трябва да осигури равномерно смесване на горивото с въздуха, постепенно изгаряне на горивото във времето, пълно използване на целия въздух в горивната камера при минималната възможна стойност на α, както и най-меката работа на дизеловия двигател.

Начини за подобряване на образуването на смес

Повечето проблеми за подобряване на качеството на образуване на сместа в дизеловите двигатели до голяма степен се решават чрез избора на формата на горивната камера.
Разграничете неразделени горивни камери(единична кухина) (фиг. 1a, b) и разделени(фиг. 1,в).

Неразделени горивни камериТе представляват камера, образувана от дъното на буталото, когато е в ГМТ и равнината на главата на цилиндъра. Неразделените горивни камери се използват главно в дизелови двигатели на трактори и камиони. Те ви позволяват да увеличите ефективността на двигателя и неговите стартови качества (особено когато двигателят е студен).

Разделени горивни камериимат основни и спомагателни кухини, свързани с канал 11 . Спомагателната камера може да бъде не само сферична, както е показано на фиг. 1, в, но също и цилиндрични.
В първия случай се нарича вихър(дизели D-50, SMD-114), във втория - предкамераили както по-често се нарича - предкамера(KDM-100).

Вихровата камера работи по следния начин. Главата на цилиндъра има сферична кухина - вихрова камера, свързана с канал към основната горивна камера над буталото. Когато буталото се движи нагоре по време на компресия, въздухът навлиза във вихровата камера с висока скорост тангенциално към нейните стени.
В резултат на това въздушният поток се завихря със скорост до 200 m/s. В тази гореща ( 700…900 K) въздушният вихров инжектор впръсква гориво, което се запалва и налягането в камерата рязко се повишава.
Газовете с неизгоряло гориво се отделят през канала в основната камера, където останалото гориво изгаря. Обемът на вихровата камера е 40…60% общия обем на горивната камера, т.е. приблизително половината от обема.

Предкамерни (предкамерни) двигателиИмат камера от две части. Горивото се впръсква в цилиндрична предкамера (прекамера), а част от нея (до 60% ) запалва. Процесът на изгаряне на гориво протича по същия начин, както във вихрова камера.

Разделените горивни камери са по-малко чувствителни към състава на горивото и работят в широк обхватскорости на въртене на коляновия вал, осигуряват по-добро образуване на смес и по-малко тежка работа чрез намаляване на периода на забавяне на запалването.
Основният им недостатък обаче е трудното стартиране на двигателя и увеличеният разход на гориво в сравнение с неразделените горивни камери.

Понякога изолиран полуотделени горивни камери(виж фиг. 2), които включват камери, образувани от дълбоки кухини в главата на буталото. Процесите на изгаряне на въздушно-горивната смес в такива камери са подобни на процесите на изгаряне в разделени камери, докато впръскването на гориво в кухината на буталото има благоприятен ефект върху охлаждането му по време на работа.

Качеството на образуване на сместа също се влияе значително от взаимната посока и интензивност на движение на горивните струи и въздушния заряд в горивната камера. В това отношение има разграничение образуване на обемна смес, филм и обемен филм.

Обемно смесванесе различава по това, че горивото се впръсква директно в дебелината на горещия въздух, разположен в обема на горивната камера. В същото време, за по-добро смесване на частици от пулверизирано гориво с въздух, неговият свеж заряд се върти с помощта на завихрящи устройства или шнекови входни канали, а формата на горивната камера се търси да бъде координирана с формата на горивото. струя, инжектирана от дюзата.
За нормална операциядизеловите двигатели с обемно смесообразуване изискват много високо налягане на впръскване на горивото - до 100 MPaи още. Двигателите с такова образуване на смес са доста икономични, но работят сурово ( F = 0,6…1,0 MPa/град).

Смесване на филмихарактеризиращ се с факта, че по-голямата част от инжектираното гориво се подава към горещите стени на сферичната горивна камера, върху която образува филм и след това се изпарява, отнемайки част от топлината от стените.
Основната разлика между обемното и филмообразуването е, че в първия случай частиците на пулверизираното гориво се смесват директно с въздуха, а във втория основната част от горивото първо се изпарява и се смесва с въздуха в състояние на пара.
Образуването на филмова смес се използва от двигатели MAN, някои двигатели от семействата D-120 и D144. Този метод гарантира приемлива работна твърдост на дизела ( F = 0,2…0,3 MPa/град) и добра ефективност, но изисква поддържане на температурата на буталото в определени граници, осигурявайки интензивно изпаряване на горивния филм.

Образуване на смес от обемен филмсъчетава процесите на образуване на обемна и филмова смес. Този метод на смесване се използва например при домашни двигатели ZIL-645, където обемната горивна камера е разположена в буталото.
Инжектор, разположен в главата на цилиндъра, впръсква гориво през дюза с два отвора под формата на две прахообразни струи. Струята на стената се насочва по протежение на генератора на горивната камера, създавайки тънък филм върху нея. Обемната струя е насочена по-близо до центъра на горивната камера.

Образуването на смес от обемен филм осигурява по-плавна работа на дизелов двигател ( F = 0,25…0,4), приемливи стартови качества с добра ефективност и се използва при повечето съвременни дизелови двигатели. Вдлъбнатините в буталото образуват камера под формата на тор (SMD, KamAZ, YaMZ A-41, A-01) или пресечен конус - делтавидна камера (D-243, D-245).

Качеството на образуване на сместа в дизеловите двигатели може да се подобри не само чрез дизайна и формата на горивната камера. Технологията на самия процес на впръскване на гориво играе основна роля.
Тук дизайнерите решават проблемите за подобряване на смесването по няколко начина:

• увеличаване на налягането на впръскване, което подобрява качеството на пръскането на горивната струя (един от начините за постигане на тази цел е използването на помпени инжектори);
• използването на поетапно (разделено) впръскване, когато горивото се подава към горивната камера на няколко етапа (поетапното впръскване е лесно за прилагане в енергийни системи, управлявани от микрокомпютър);
• избор на разпръскващи дюзи, които осигуряват оптимална форма на разпръскващата струя, броя на струите и тяхната посока.

При карбураторните двигатели горивната смес се приготвя в специално устройство, наречено карбуратор.

Диаграмата на елементарен карбуратор с падащ поток е показана на фиг. 16.9.

В камерата на поплавъка 2 с помощта на плувка 4 и иглена клапа 3 Поддържа се постоянно ниво на горивото.

Когато двигателят работи поради засмукващото действие на буталото в дифузора 6 създава се вакуум. Гориво от поплавъчна камера 2 през калибриран отвор 1, Наречен д с джет,се засмуква към пръскачката 5, която го разпръсква.

За да предотвратите изтичане на гориво от дюза 5, когато двигателят не работи, горният й ръб се намира на 2-3 mm над нивото на горивото в камерата на поплавъка 2. Последното се случва балансиранИ неуравновесен.В първия случай камерата на поплавъка комуникира с ат-

Ориз. 16.9.

1 - струя; 2 - поплавъчна камера; 3 - иглена клапа; 4 - плувка; 5 - пръскачка; 6 - дифузьор; 7 - дроселна клапа; 8 - тръбопровод с атмосферен въздух през въздухопречиствател, във втория - директно с атмосферен въздух, както е показано на фиг. 16.9.

Предимствата на балансираните поплавъчни камери включват факта, че независимо от съпротивлението, въздушен филтър, разходът на въздух и бензин е по-добре балансиран и камерата е по-малко замърсена.

Оформен в дифузера 6 горима смес през всмукателния колектор 8 през всмукателните клапани се насочва в цилиндрите на двигателя. Изпаряването на горивото и образуването на смес започва в дифузора на карбуратора 6 и продължава, докато горимата смес се движи през смукателния тръбопровод. 8 и завършва, когато се компресира в цилиндъра. IN четиритактови двигателитози процес протича при два хода на буталото, което съответства на 330-340° въртене на коляновия вал. При засмукване и компресия се образува турбуленция, в резултат на което изпареното гориво се смесва добре с въздуха.

За по-добро изпаряване на горивото по време на образуването на сместа, горимата смес понякога се нагрява в смукателния тръбопровод, което осигурява икономично изгаряне на гориво с ниски коефициенти на излишък на въздух и висока честотавъртене на коляновия вал.

Количеството горима смес, постъпваща в двигателя, и следователно неговата мощност, се регулира дроселна клапа 7. Когато се отвори повече, скоростта на въздуха в дифузора се увеличава 6, вакуумът и интензивността на потока на гориво от дюзата 5 се увеличават, както и количеството на горимата смес, постъпваща в цилиндъра.

В зависимост от конструкцията на двигателя и неговото натоварване, скоростта на въздуха в дифузора варира от 50 до 150 m/s. Съставът на горимата смес, приготвена в карбуратора, се характеризира с коефициента на излишък на въздух a. Горима смес при a = 1 се нарича нормално, с a = 1-=-1,15 - изчерпани, за > 1,15 - беден.Средна производителност на двигателя до пълно натоварванена бедна смес осигурява най-нисък специфичен разход на гориво. Когато a > 1,3, горимата смес не се запалва поради липса на гориво. Горима смес с прекомерно количествогориво при a = 1.00-ID 5 се нарича обогатен, и когато a е богат. Когато

При работа с обогатена смес се осигурява най-висока мощностдвигател поради увеличаване на топлината на изгаряне на заряда и по-висока скорост на разпространение на пламъка. Въпреки това, когато работите с тази смес, горивото не изгаря напълно, което води до повишен специфичен разход.

При богата смес двигателят трябва да работи при стартиране, празен ход и при максимална мощност.

Когато двигателят работи с основен карбуратор по време на стартовия период, поради ниския вакуум в дифузора и разположението на нивото на горивото в дюзата на 2-3 mm под устието й, горивото не изтича от дюзата , и в двигателя влиза чист въздух (a -? °°) . По този начин стартирането на двигател с основен карбуратор е невъзможно.

Основният карбуратор не може да осигури стартиране и стабилна работа на двигателя. на празен ход, както и необходимия състав на сместа при преминаване от един режим на работа в друг. Поради това той е оборудван с устройства, които гарантират получаването на най-благоприятния състав на сместа при различни режимиработа на двигателя. Такива устройства включват компенсационни дюзи, економайзери, ускорителни помпи и др.

Бензинови двигатели –
един от видовете двигатели с вътрешно горене
(вътрешни двигатели
изгаряне), в който той запали
смеси от въздух и гориво,
извършен през
цилиндри, чрез
искри от свещи.
Ролята на регулатора на мощността
извършва газ
клапан, който регулира
входящ поток
въздух.

Принципът на работа на системата гориво-въздух

Образуване на смесване

Смесообразуване на инжекционен двигател с вътрешно горене

Смесообразуване на карбураторен двигател с вътрешно горене

10.