СИНЯ ФОРМАЦИЯ- (при двигатели с вътрешно горене) образуване на горима смес. Външното образуване на смес (извън цилиндъра) се извършва от карбуратор (при карбураторни двигатели) или смесител (при газови двигатели), вътрешно смесено образуване чрез дюза ... ... Голям енциклопедичен речник

образуване на смес- аз; вж. Процесът на образуване на смеси. Ускорено s. В. в двигатели с вътрешно горене (смесване на гориво с въздух или друг окислител за най-пълно и бързо изгаряне на горивото). * * * образуване на смес (в двигатели на вътрешни ... ... енциклопедичен речник

образуване на смес- (при двигатели с вътрешно горене), образуване на горима смес. Външното образуване на смес (извън цилиндъра) се извършва от карбуратор (при карбураторни двигатели) или смесител (при газови двигатели), вътрешно смесено образуване чрез дюза ... ... Автомобилен речник

СИНЯ ФОРМАЦИЯ- процесът на получаване на работна (горима) смес във вътрешни двигатели. изгаряне. Има 2 основни тип C.: външни и вътрешни. При външен S. процесът на получаване на работна смес се извършва от гл. обр. извън работния цилиндър на двигателя. С вътрешно S., ... ... Голям енциклопедичен политехнически речник

Под смесообразуване в двигатели с искрово запалване се разбира комплекс от взаимосвързани процеси, които съпътстват дозирането на гориво и въздух, пулверизирането и изпаряването на горивото и смесването му с въздух. Висококачественото образуване на смес е необходимо условие за получаване на висока мощност, икономична и екологична ефективност на двигателя.

Ходът на процесите на смесообразуване до голяма степен зависи от физикохимичните свойства на горивото и начина на неговото подаване. При двигатели с външно карбуриране процесът на карбуриране започва в карбуратора (инжектор, смесител), продължава във всмукателния колектор и завършва в цилиндъра.

След като горивната струя излезе от пулверизатора или дюзата на карбуратора, струята започва да се разпада под въздействието на аеродинамичните сили на съпротивление (поради разликата в скоростите на въздуха и горивото). Финотата и равномерността на пулверизирането зависят от скоростта на въздуха в дифузора, вискозитета и повърхностното напрежение на горивото. При стартиране на карбураторен двигател при относително ниска температура на практика няма пулверизиране на горивото и до 90 процента или повече от горивото в течно състояние влиза в цилиндрите. В резултат на това, за да се осигури надежден старт, е необходимо значително да се увеличи цикличното подаване на гориво (довеждане на b до стойности от ? 0,1-0,2).

Процесът на разпръскване на течната фаза на горивото също протича в проходната секция смукателен клапан, а когато дроселът не е напълно отворен - в образуваната от него междина.

Част от горивните капчици, отнесени от потока въздух и горивни пари, продължават да се изпаряват, а другата част се утаява под формата на филм по стените на смесителната камера, всмукателния колектор и канала в главата на блока . Под действието на тангенциална сила от взаимодействие с въздушния поток, филмът се придвижва към цилиндъра. Тъй като скоростите на сместа въздух-гориво и горивните капчици се различават незначително (с 2–6 m/s), интензитетът на изпарение на капчиците е малък. Изпарението от повърхността на филма протича по-интензивно. За да се ускори процеса на изпаряване на филма, всмукателният колектор в двигателите с карбуратор и централно впръскване се нагрява.

Различното съпротивление на клоните на всмукателния колектор и неравномерното разпределение на филма в тези разклонения водят до неравномерен състав на сместа в цилиндрите. Степента на неравномерност на състава на сместа може да достигне 15-17%.

Когато горивото се изпари, протича процесът на неговото фракциониране. На първо място, леките фракции се изпаряват, а по-тежките влизат в цилиндъра в течната фаза. В резултат на неравномерното разпределение на течната фаза в цилиндрите може да има не само смес с различно съотношение гориво-въздух, но и гориво с различен фракционален състав. Следователно октановите числа на горивото в различните цилиндри няма да са еднакви.

Качеството на образуване на смес се подобрява с увеличаване на скоростта n. Отрицателният ефект на филма върху работата на двигателя в преходни условия е особено забележим.

Неравномерният състав на сместа при двигатели с разпределено впръскване се определя главно от идентичността на работата на инжекторите. Степента на неравномерност на състава на сместа е ± 1,5% при работа по външна скоростна характеристика и ± 4% на празен ход при минимална скорост n x.x.min.

Когато горивото се впръсква директно в цилиндъра, са възможни два метода за образуване на смес:

С получаване на хомогенна смес;

С разделяне на заряда.

Прилагането на последния метод за образуване на смес е свързано със значителни трудности.

При газови двигатели с външно образуване на смес горивото се въвежда във въздушния поток в газообразно състояние. Ниска точка на кипене, висок коефициент на дифузия и значително по-ниска стойност на количеството въздух, теоретично необходимо за горене (например за бензин? 58,6, метан - 9,52 (m 3 въздух) / (m 3 гориво) осигуряват почти хомогенна горима смес Разпределението на сместа върху цилиндрите е по-равномерно.

Горивото, използвано в двигателите с искрово запалване, е по-летливо от дизелово гориво, освен това отнема повече време да се смеси с въздуха преди да влезе в горивната камера, отколкото при дизелов двигател. В резултат на това двигателите с искрово запалване работят с по-хомогенни смеси, които освен това са много близки до стехиометричните (λ = 1). Дизеловите двигатели винаги работят на бедни смеси (λ > 1). Ако съотношението на излишния въздух на сместа гориво-въздух не е достатъчно голямо (λ< 1), это приводит к повышенным выбросам сажи, CO и CH.

Образуване на смес от хомогенна горивна смес

За висококачествено образуване на смес от хомогенна горивно-въздушна смес, горивото трябва напълно да се изпари в момента на запалване, тъй като само висококачествена смес газ или газова пара може да постигне състояние на еднородност.

Ако има фактори, които възпрепятстват пълното изпаряване на горивото и водят до влошаване на качеството на сместа (например ниска температура при студен старт на двигателя), тогава трябва да се добави допълнителна порция гориво за обогатяване на смес въздух-гориво и по този начин я правят силно запалима (обогатяване на сместа при студен старт).старт на двигателя).

Системата за образуване на смес, освен че осигурява хомогенност на сместа, е отговорна и за регулиране на натоварването на двигателя (контрол на дросела) и минимизиране на отклонението на съотношението въздух/гориво в различните цилиндри на двигателя.

Образуване на смес от хетерогенна горивна смес

Целта на смесването на неравномерна смес гориво-въздух е да се осигури работата на двигателя във всичките му режими без контрол на мощността на дроселната клапа. Вътрешното охлаждане е страничен ефект от използването на директно впръскване на гориво и двигателите от този тип могат да работят при по-високи съотношения на компресия. Комбинацията от тези два фактора (липса на дроселиране и по-висок коефициент на компресия) води до по-висока ефективност, отколкото при хомогенни горивни смеси. Натоварването на двигателя се контролира чрез промяна на количеството впръскано гориво.

Развитието на смесообразуващи системи дава нов тласък на развитието на метода за образуване на "хибриден" смес или метод на "слоево разпределение на заряда по състав", чиито възможности се изследват интензивно от 70-те години на миналия век. Известен пробив в този въпрос настъпи с разработването на високоскоростни горивни системи с електромагнитни инжектори, което позволи да се осигури гъвкавост при регулиране на момента на впръскване на горивната смес и необходимите високи налягания на това впръскване.

GDI – директно инжектиранебензин– се превърна в общ термин, използван за идентифициране на системи за смесване, които се разработват по целия свят. Образуването на сместа се влияе основно от разположението на свещта и горивния инжектор, като съпътстващ фактор е естеството на циркулацията на тази смес в горивната камера. Вихровото движение на сместа (произведено от спираловидни и тангенциални канали) е основно въртене около ос, успоредна на оста на цилиндъра на двигателя.

Точното разположение на свещта спрямо струята гориво, подавано от инжектора, е определящият момент за системата за директно впръскване на гориво.

Свещта е под голямо натоварване, тъй като е директно изложена на впръсканото гориво. При метода на образуване на смес, когато горивото се впръсква в вдлъбнатина на дъното на буталото или във въртящ се въздушен поток и се насочва към свещта поради въртеливо движение на заряда, изискванията за точността на местоположението на свещта и дюзата в този случай не са толкова високи.

Методите за смесване на хетерогенна смес работят с излишен въздух (контрол без използване на дросел) и следователно е необходимо да се разработят каталитични преобразуватели, които намаляват емисиите на азотни оксиди в изгорелите газове на двигатели, работещи на бедни смеси.

1. Процесът на образуване на смес в двигатели с искрово запалване.

Комплексът от взаимосвързани процеси на дозиране на гориво и въздух, пулверизиране и изпаряване на горивото, както и смесване на горивото с въздух се нарича образуване на смес. Ефективността на горивния процес зависи от състава и качеството на сместа въздух-гориво, получена по време на образуването на смес.

В четиритактовите двигатели обикновено се организират външно смесване, което започва с дозирането на гориво и въздух в дюзата, карбуратора или в смесителя (газов двигател), продължава във всмукателния тракт и завършва в цилиндъра на двигателя.

Има два вида впръскване на гориво: централно - впръскване на гориво във всмукателния колектор и разпределено - впръскване във всмукателните канали на главата на цилиндъра.

Спрей за горивос централно впръскване и в карбуратори, той започва в момент, когато горивната струя, след като излезе от дюзата или отвора на пулверизатора, под въздействието на аеродинамичните съпротивителни сили и поради високата кинетична енергия на въздуха, се разпада на филми и капки от различни диаметри. Докато капките се движат, те се разпадат на по-малки. С увеличаване на фината на пулверизирането се увеличава общата повърхност на капчиците, което води до по-бързо превръщане на горивото в пара.

С увеличаване на скоростта на въздуха фината и равномерността на пулверизирането се подобряват, а при висок вискозитет и повърхностно напрежение на горивото се влошават. Така че при стартиране на карбураторен двигател на практика няма пулверизиране на горивото.

При впръскване на бензин качеството на пулверизиране зависи от налягането на впръскване, формата на отворите за пулверизиране на дюзата и скоростта на потока на горивото в тях.

В инжекционните системи най-широко се използват електромагнитни дюзи, към които горивото се подава под налягане от 0,15 ... 0,4 MPa, за да се получат капчици с необходимия размер.

Пръскането на филма и капките гориво продължава, когато сместа въздух-гориво се движи през секциите между всмукателния клапан и неговото седло, а при частични натоварвания - в пролуката, образувана от покритата дроселна клапа.

Образуването и движението на филм от гориво се случва в каналите и тръбопроводите на всмукателната система. Когато горивото се движи, поради взаимодействие с въздушния поток и гравитацията, то частично се утаява по стените на всмукателната тръба и образува горивен филм. Поради действието на силите на повърхностно напрежение, адхезията към стената, гравитацията и други сили, скоростта на горивния филм е няколко десетки пъти по-малка от скоростта на потока на сместа. Капчици гориво могат да бъдат издухани от филма чрез въздушен поток (вторично пулверизиране).

Когато се впръсква бензин, обикновено 60 ... 80% от горивото попада във филма. Количеството му зависи от местоположението на дюзата, обхвата на струята, фината на пръскането, а при разпределено впръскване във всеки цилиндър и от момента на стартиране.

При карбураторни двигатели при пълно натоварване и ниска скорост до 25% от общия разход на гориво попада във филма на изхода на всмукателния колектор. Това се дължи на ниския въздушен поток и недостатъчната финост на пулверизирането на горивото. Когато дроселната клапа е затворена, количеството филм във всмукателния колектор е по-малко поради вторичното пулверизиране на горивото близо до клапана.

Изпаряване на горивотонеобходими за получаване на хомогенна смес от гориво с въздух и за организиране на ефективен горивен процес. Във всмукателния канал, преди да влезе в цилиндъра, сместа е двуфазна. Горивото в сместа е в газова и течна фаза.

При централно впръскване и карбуриране, всмукателната тръба се нагрява специално с течност от охладителната система или отработените газове, за да се изпари филмът. В зависимост от конструкцията на всмукателния тракт и режима на работа на изхода на всмукателния тръбопровод, 60 ... 95% от горивото в горимата смес е под формата на пари.

Процесът на изпаряване на горивото продължава в цилиндъра по време на ходовете на всмукване и компресия, като до началото на горенето горивото се изпарява почти напълно.

При разпределено впръскване на гориво върху плочата на входящия клапан и работа на двигателя при пълно натоварване, 30 ... 50% от дозата на цикъла гориво се изпарява преди да влезе в цилиндъра. Когато горивото се впръсква върху стените на входния канал, делът на изпареното гориво се увеличава до 50...70% поради увеличаване на времето за неговото изпаряване. В този случай не е необходимо отопление на входния тръбопровод.

Условията за изпаряване на бензин в режими на студен старт се влошават, а делът на изпареното гориво преди влизане в цилиндъра е само 5 ... 10%.

Неравномерен състав на сместа, навлизане в различни цилиндри на двигателя, с централно впръскване и карбуриране се определя от различната геометрия и дължина на каналите (неравномерно съпротивление на разклоненията на всмукателния тракт), разликата в скоростите на въздуха и парите, капките и основно , горивният филм.

При неуспешен дизайн на всмукателния тракт, степента на еднородност на състава на сместа може да достигне ± 20%, което значително намалява ефективността и мощността на двигателя.

Неравномерният състав на сместа зависи и от режима на работа на двигателя. При централно впръскване и в карбураторен двигател, с увеличаване на скоростта, пулверизирането и изпаряването на горивото се подобряват, така че неравномерният състав на сместа се намалява. Образуването на сместа се подобрява с намаляване на натоварването на двигателя.

При разпределено впръскване неравномерният състав на сместа върху цилиндрите зависи от идентичността на работата на инжекторите. В режима са възможни най-големите неравности ход на празен ходпри ниски дози на цикъла.

Организацията на външното смесообразуване на газовите автомобилни двигатели е подобна на карбураторните двигатели. Горивото се въвежда във въздушния поток в газообразно състояние. Качеството на сместа въздух-гориво с външно смесообразуване зависи от точката на кипене и коефициента на дифузия на газа. Това осигурява образуването на почти хомогенна смес, а разпределението й върху цилиндрите е по-равномерно, отколкото при карбураторните двигатели.

1. Образуване на смес в бензинови двигатели

1.1 Карбуриране на карбуриране

1.2 Образуване на смес с централно и разпределено впръскване на гориво

1.3 Характеристики на образуването на смес в газовите двигатели

2. Смесване в дизелови двигатели

2.1 Характеристики на образуването на смес

2.2 Методи на смесване. Видове горивни камери

Библиографски списък

1. Смесване в бензинови двигатели

Под смесообразуване в двигатели с искрово запалване се разбира комплекс от взаимосвързани процеси, които съпътстват дозирането на гориво и въздух, пулверизирането и изпаряването на горивото и смесването му с въздух. Висококачественото образуване на смес е необходимо условие за получаване на висока мощност, икономична и екологична ефективност на двигателя.

Ходът на процесите на смесообразуване до голяма степен зависи от физикохимичните свойства на горивото и начина на неговото подаване. При двигатели с външно карбуриране процесът на карбуриране започва в карбуратора (инжектор, смесител), продължава във всмукателния колектор и завършва в цилиндъра.

След като горивната струя излезе от пулверизатора или дюзата на карбуратора, струята започва да се разпада под въздействието на аеродинамичните сили на съпротивление (поради разликата в скоростите на въздуха и горивото). Финотата и равномерността на пулверизирането зависят от скоростта на въздуха в дифузора, вискозитета и повърхностното напрежение на горивото. При стартиране на карбураторен двигател при относително ниска температура на практика няма пулверизиране на горивото и до 90 процента или повече от горивото в течно състояние влиза в цилиндрите. В резултат на това, за да се осигури надежден старт, е необходимо значително да се увеличи цикличното подаване на гориво (да се доведе α до стойности от ≈ 0,1-0,2).

Процесът на пулверизиране на течната фаза на горивото протича и в проходната секция на всмукателния клапан, а когато дроселната клапа не е напълно отворена, в образуваната от нея междина.

Част от горивните капчици, отнесени от потока въздух и горивни пари, продължават да се изпаряват, а другата част се утаява под формата на филм по стените на смесителната камера, всмукателния колектор и канала в главата на блока . Под действието на тангенциална сила от взаимодействие с въздушния поток, филмът се придвижва към цилиндъра. Тъй като скоростите на сместа въздух-гориво и горивните капчици се различават незначително (с 2–6 m/s), интензитетът на изпарение на капчиците е малък. Изпарението от повърхността на филма протича по-интензивно. За да се ускори процеса на изпаряване на филма, всмукателният колектор в двигателите с карбуратор и централно впръскване се нагрява.

Различното съпротивление на клоните на всмукателния колектор и неравномерното разпределение на филма в тези разклонения водят до неравномерен състав на сместа в цилиндрите. Степента на неравномерност на състава на сместа може да достигне 15-17%.

Когато горивото се изпари, протича процесът на неговото фракциониране. Леките фракции се изпаряват първо, докато по-тежките влизат в цилиндъра в течната фаза. В резултат на неравномерното разпределение на течната фаза в цилиндрите може да има не само смес с различно съотношение гориво-въздух, но и гориво с различен фракционален състав. Следователно октановите числа на горивото в различните цилиндри няма да са еднакви.

Качеството на образуване на смес се подобрява с увеличаване на скоростта n. Отрицателният ефект на филма върху работата на двигателя в преходни условия е особено забележим.

Неравномерният състав на сместа при двигатели с разпределено впръскване се определя главно от идентичността на работата на инжекторите. Степента на неравномерен състав на сместа е ± 1,5% при работа по външна скоростна характеристика и ± 4% на празен ход с минимална скорост n x.x. мин.

Когато горивото се впръсква директно в цилиндъра, са възможни два метода за образуване на смес:

- да се получи хомогенна смес;

− със стратификация на заряда.

Прилагането на последния метод за образуване на смес е свързано със значителни трудности.

При газови двигатели с външно образуване на смес горивото се въвежда във въздушния поток в газообразно състояние. Ниска точка на кипене, висок коефициент на дифузия и значително по-ниска стойност на количеството въздух, теоретично необходимо за горене (например за бензин - 58,6, метан - 9,52 (m 3 въздух) / (m 3 гориво) осигуряват почти хомогенна горима смес Разпределението на сместа върху цилиндрите е по-равномерно.

1.1 Карбуриране на карбуриране

Пръскане на гориво. След като горивната струя излезе от пулверизатора на карбуратора, започва разпадането му. Под действието на аеродинамичните съпротивителни сили (скоростта на въздуха е много по-висока от скоростта на горивото), струята се разпада на филми и капки с различен диаметър. Средният диаметър на капчиците на изхода на карбуратора може приблизително да се счита за равен на 100 микрона. Подобряването на атомизацията увеличава общата повърхност на капчиците и допринася за по-бързото им изпаряване. Чрез увеличаване на скоростта на въздуха в дифузора и намаляване на вискозитета и повърхностното напрежение на горивото, фината и равномерността на пулверизирането се подобрява. При стартиране на карбураторен двигател на практика няма пулверизиране на горивото.

Образуване и движение на горивен филм. Под въздействието на въздушния поток и гравитационните сили, някои капки се утаяват по стените на карбуратора и всмукателния колектор, образувайки горивен филм. Горивният филм се влияе от силите на сцепление със стената, тангенциалната сила от страната на въздушния поток, статичния спад на налягането по периметъра на секцията, както и гравитацията и повърхностното напрежение. В резултат на действието на тези сили филмът придобива сложна траектория на движение. Скоростта на движението му е няколко десетки пъти по-малка от скоростта на потока на сместа. Най-голямото количество филм се образува при режими на пълно натоварване и ниска скорост, когато скоростта на въздуха и фината на пулверизирането на горивото са ниски. В този случай количеството филм на изхода на всмукателния колектор може да достигне до 25% от общия разход на гориво. Характерът на съотношението на физическите състояния на горимата смес зависи основно от конструктивните особености на системата за подаване на гориво (фиг. 1).

Ориз. 1. Подаване на гориво по време на карбуриране (а), централно (б) и разпределено (в) впръскване: 1 - въздух; 2 - гориво; 3 - горима смес

Изпаряване на горивото. Горивото се изпарява от повърхността на капчиците и филма при относително ниски температури. Капките са във всмукателната система на двигателя за около 0,002-0,05 s. През това време само най-малките от тях имат време да се изпарят напълно. Ниските скорости на изпаряване на капчиците се определят главно от молекулярния механизъм на топло- и масопренос, тъй като през повечето време капчиците се движат с малък въздушен поток. Следователно, изпарението на капчиците се влияе значително от фината на пулверизирането и началната температура на горивото, докато ефектът от температурата на въздушния поток е незначителен.

Филмът на горивото се издухва интензивно от потока. В същото време топлообменът със стените на всмукателния тракт е от голямо значение за неговото изпарение, следователно при централно впръскване и карбуриране всмукателният тръбопровод обикновено се нагрява от охлаждащата течност на двигателя или отработените газове. В зависимост от конструкцията на всмукателния тракт и режима на работа на карбураторния двигател и при централно впръскване на изхода на всмукателния тръбопровод, съдържанието на горивни пари в горивната смес може да бъде 60-95%. Процесът на изпаряване на горивото продължава в цилиндъра по време на всмукателния и компресионния ход. До началото на горенето горивото се изпарява почти напълно.

Така в режимите на студен старт и загряване, когато температурите на горивото, всмукателния тракт и въздушните повърхности са ниски, изпарението на бензина е минимално, в режим на стартиране, освен това почти няма пръскане и условията на смесване са изключително неблагоприятни.

Неравномерен състав на сместа в цилиндрите. Поради нееднаквото съпротивление на клоните на всмукателния тракт, пълненето на отделните цилиндри с въздух може да се различава (с 2-4%). Разпределението на горивото върху цилиндрите на карбураторния двигател може да се характеризира с много по-голяма неравномерност, главно поради неравномерното разпределение на филма. Това означава, че съставът на сместа в цилиндрите не е един и същ. Характеризира се със степента на неравномерен състав на сместа:

където α i - коефициент на излишния въздух в i-ти цилиндър; α е средната стойност на съотношението на излишния въздух на сместа, приготвена от карбуратора или инжектора за централно впръскване.

Ако D i > 0, това означава, че в този цилиндър сместа е по-слаба, отколкото в целия двигател. Стойността на α се определя най-лесно чрез анализиране на състава на отработените газове, напускащи i-тия цилиндър. Степента на неравномерен състав на сместа при неуспешен дизайн на всмукателния тракт може да достигне стойност от 20%, което значително влошава икономическите, екологичните, мощностните и други показатели на двигателя. Неравномерният състав на сместа зависи и от режима на работа на двигателя. С увеличаване на честотата n се подобрява пулверизирането и изпаряването на горивото, поради което неравномерността на състава на сместа намалява (фиг. 2а). Образуването на сместа също се подобрява с намаляване на натоварването, което по-специално се изразява в намаляване на степента на неравномерност на състава на сместа (фиг. 2b).

По време на образуването на смес се получава фракциониране на бензина. В този случай леките фракции се изпаряват преди всичко (те имат по-ниско октаново число), а средните и тежките фракции се намират предимно в капки и филм. В резултат на неравномерното разпределение на течната фаза на горивото в цилиндрите може да се получи не само смес с различни α, но и фракционният състав на горивото (и следователно октановото му число) също може да бъде неравен. Това важи и за разпределението на бензинови добавки, по-специално добавки против детонация, между цилиндрите. Поради посочените особености на образуване на смес в цилиндрите карбураторни двигателиподава се смес, в общия случай, различна по състава на горивото и неговото октаново число.

Ориз. 2. Промяна в степента на неравномерност на състава на сместа за 1, 2, 3 и 4 цилиндъра в зависимост от скоростта n (пълен газ) (a) и натоварването (n=2000 min -1) (b )

1.2 Образуване на смес с централно и разпределено впръскване на гориво

Впръскването на гориво в сравнение с карбурирането осигурява:

1. Увеличаване на коефициента на пълнене поради намаляване на аеродинамичното съпротивление на всмукателната система при липса на карбуратор и нагряване на въздуха на всмукателя поради по-късата дължина на всмукателния тракт.
2. По-равномерно разпределение на горивото по цилиндрите на двигателя. Разликата в коефициента на излишния въздух в цилиндрите при впръскване на гориво е 6-7%, а при карбурация 20-30%.
3. Възможността за увеличаване на степента на сгъстяване с 0,5-2 единици при същото октаново число на горивото в резултат на по-малко нагряване на свежия заряд на входа, по-равномерно разпределение на горивото върху цилиндрите.
4. Увеличение на енергийните показатели (Ni, Ne и др.) с 3-25%.
5. Подобрена реакция на двигателя и по-лесно стартиране.

Нека разгледаме процесите на образуване на смес по време на централно впръскване, подобно на хода на тези процеси в карбураторен двигател и да отбележим основните разлики между тези процеси.

Пръскане на гориво. Инжекционните системи доставят гориво под повишено налягане, както обикновено, към всмукателния тръбопровод (централно впръскване) или всмукателните канали в главата на цилиндъра (впръскване на порта) (фиг. 1b, c).

За системите за централно и разпределено впръскване, в допълнение към горните параметри, фината на пулверизиране зависи и от налягането на впръскване, формата на отворите за пръскане на дюзата и скоростта на потока на бензин в тях. В тези системи най-широко се използват електромагнитните дюзи, към които горивото се подава под налягане 0,15–0,4 MPa, което осигурява производството на капки със среден диаметър 50–400 микрона, в зависимост от вида на дюзите (струя, щифт или центробежен). При карбурация този диаметър е до 500 микрона.

Образуване и движение на горивен филм. Количеството филм, образуван при впръскване на бензин, зависи от местоположението на дюзата, обхвата на струята, фината на струята, а при разпределено впръскване във всеки цилиндър, от момента на стартирането му. Практиката показва, че при всеки метод за организиране на инжектиране масата на филма е до 60 ... 80% от общото количество подадено гориво.

Изпаряване на горивото. Филмът се изпарява особено интензивно от повърхността на всмукателния клапан. Въпреки това, продължителността на това изпарение е кратка, следователно, при разпределено впръскване на плочата на всмукателния клапан и работа на двигателя с пълно подаване на гориво, само 30-50% от цикълната доза гориво се изпарява, преди да влезе в цилиндъра.

При разпределено впръскване по стените на входящия канал времето за изпаряване се увеличава поради ниската скорост на филма и делът на изпареното гориво се увеличава до 50-70%. Колкото по-висока е скоростта на въртене, толкова по-кратка е продължителността на изпарението, което означава, че делът на изпарения бензин също намалява.

Загряването на входящия тръбопровод с разпределено впръскване не е препоръчително, т.к не може значително да подобри образуването на смес.

Неравномерен състав на сместа в цилиндрите. При двигатели с разпределено впръскване неравномерният състав на сместа в цилиндрите зависи от качеството на изработка (идентичност) на инжекторите и дозата на впръсканото гориво. Обикновено при разпределено инжектиране неравномерният състав на сместа е малък. Най-голямата му стойност се осъществява при минимални циклични дози (по-специално в режим на празен ход) и може да достигне ±4%. Когато двигателят работи при пълно натоварване, неравномерният състав на сместа не надвишава ± 1,5%.

1.3 Характеристики на образуването на смес в газовите двигатели

При външно смесване качеството на сместа зависи от точката на кипене и коефициента на дифузия на газа. Следователно при работа с газово гориво и външно смесообразуване се осигурява образуването на практически хомогенна горима смес и се изключва образуването на течен филм върху повърхностите на всмукателния тракт. За газови двигатели не се изисква нагряване на входящия тръбопровод.

Газовъздушната смес се разпределя по цилиндрите по-равномерно от сместа с течно гориво. Вътрешното смесообразуване се използва за няколко вида двутактови, както и четиритактови стационарни газови двигатели. Качеството на образуване на смес в този случай е по-лошо, отколкото при външно образуване на смес, но загубите на газ при продухване на цилиндъра са изключени.

2. Смесване в дизелови двигатели

Образуване на смес в дизелови двигателивъзниква в края на хода на компресия и в началото на хода на разширяване. Процесът продължава за кратък период от време, съответстващ на 20-60° въртене на коляновия вал. Този процес в дизелов двигател има следните характеристики:

Образуването на сместа се извършва вътре в цилиндъра и се извършва главно в процеса на впръскване на гориво;

В сравнение с карбураторния двигател, продължителността на образуване на смес е няколко пъти по-малка;

Горима смес, приготвена при условия на ограничено време, се характеризира с голяма нехомогенност, т.е. неравномерно разпределение на горивото в целия обем на горивната камера. Наред със зони с висока концентрация на гориво (с малки стойности на локалния (локален) коефициент на излишък на въздух), има зони с ниска концентрация на гориво (с големи стойности на α). Това обстоятелство предопределя необходимостта от изгаряне на гориво в дизелови цилиндри с относително голям общ коефициент на излишък на въздух a>1,2.

Следователно, за разлика от карбураторния двигател, който има граници на запалимост за горима смес, при дизелов двигател α не характеризира условията за запалване на горивото. Запалването в дизелов двигател е практически възможно при всяка обща стойност на α, тъй като съставът на сместа в различните зони на горивната камера (CC) варира в широк диапазон. От нула (например в течната фаза на капчици гориво) до безкрайност ¾ извън капката, където няма гориво.

2.1 Характеристики на образуването на смес

Процесите на смесообразуване в дизеловите двигатели включват пулверизиране на горивото и развитие на горивен пламък, неговото нагряване, изпаряване на парите на горивото и смесването им с въздуха.

Пръскане на гориво. Впръскването и пулверизирането на горивото в дизеловия цилиндър се извършва с помощта на специални устройства - различни видове инжектори, които имат по-специално различен брой отвори за дюзи в пулверизатора.

Пръскането на струята на малки капчици драстично увеличава повърхностната площ на течната доза. Съотношението на повърхностите на получения набор от капки към една капка със същата маса е приблизително равно на кубичния корен от броя на капките. Общият брой на капчиците в резултат на пръскане достига (0,5-20)·10 6 , което дава увеличение на повърхността приблизително 80-270 пъти. Последното осигурява бързо протичане на процесите на топло- и масообмен между капчици и въздух в горивната камера, която има висока температура до 2000°C или повече. Размерът на частиците, които осигуряват бързо горене в дизелов двигател, е 5–40 µm.

За едновременно оценяване на фината и равномерността на разпръскването се използва характеристиката на пръскане, която е връзката между диаметрите на капките d до и тяхното относително съдържание Ω - съотношението на обема на капчиците с диаметър от минималния до този към обем на всички капки. Зависимостта Ω = f(d k) е показана на фиг. 3. Колкото по-стръмна и по-близо до оста y е общата характеристика на пулверизиране, толкова по-фино и по-равномерно се пулверизира горивото. Вместо посочените обеми, относителната маса на капките може да бъде нанесена по оста y.

Разработване на горивна горелка. Първичното разпадане на струята (на относително големи частици) се случва чрез турбулентни смущения, които възникват, когато горивото тече през отвора на дюзата, както и еластичното разширение на горивото, когато то напусне отвора на дюзата. Впоследствие големите частици се разбиват по време на полет на по-малки чрез силите на аеродинамичното съпротивление на средата.

Формата на горелката (струята) се характеризира с нейната дължина L st, ъгъл на конусност γ st и ширина B st (фиг. 4). Образуването на горелката става постепенно с развитието на процеса на инжектиране. Дължината на изделието L на горелката се увеличава поради непрекъснатото "промотиране" на нови горивни частици към горната му част. Скоростта st на преместване на горната част на горелката с увеличаване на съпротивлението на средата и намаляване на кинетичната енергия на частиците намалява, а ширината на горелката B st се увеличава. Ъгълът на конус In st с цилиндрична форма на отвора на дюзата на пръскачката е In st = 12-20°. На фиг. 5 е показано изменението във времето L st, st, V st.

Горивото, въведено в цилиндъра под формата на факли, се разпределя неравномерно във въздушния заряд, т.к. броят на горелките, определен от конструкцията на пулверизатора, е ограничен. Друга причина за неравномерното разпределение на горивото в горивната камера е хетерогенната структура на самите факли.

Обикновено в една факла се разграничават три зони (фиг. 6): сърцевината, средната част и черупката. Ядрото се състои от големи частици гориво, които имат най-висока скорост на движение. Средната част на горелката съдържа голям брой малки частици, образувани при смачкването на предните частици на ядрото от силите на аеродинамичното съпротивление. Разпръснати и загубени от кинетична енергия, горивните частици се избутват настрани и продължават да се движат само благодарение на въздушния поток, увлечен по пътя от факела. Черупката съдържа най-малките частици с минимална скорост на движение.

Влиянието върху параметрите на пулверизиране на горивото и развитието на пламъка на горивото се оказва от конструкцията на пулверизатора, налягането на впръскване, състоянието на средата, в която се впръсква горивото, и свойствата на самото гориво.

Пулверизаторите с цилиндрични отвори за дюзи (фиг. 7а) могат да бъдат многоотворни и с един отвор, отворени и затворени (със затваряща игла). Щифтовите пулверизатори (фиг. 7б) са само с един отвор, затворен тип. Пулверизаторите с насрещни струи и с винтови завихрители могат да бъдат само отворени (фиг. 7в, г). Цилиндричните отвори за дюзи осигуряват сравнително компактни пламъци с малки разширителни конуси и висока проникваща сила.

Ориз. 7. Видове разпръскващи дюзи: а) цилиндрични; б) щифт; в) с контра струи; г) с завихрящи

С увеличаване на диаметъра на отвора d 0 на отвора на дюзата на пръскачката дълбочината на проникване на горелката се увеличава. Напръскайте отворен типбез заключваща се игла се характеризира с по-ниско качество на пулверизиране от затвореното и не се използва за впръскване на гориво в дизелови горивни камери. При пулверизаторите с щифт горелката има формата на кух конус. Това подобрява разпределението на горивото във въздуха, но намалява проникващата способност на горелката.

С увеличаване на налягането на впръскване дължината на горелката се увеличава, фиността и равномерността на пръскането се подобряват. С увеличаване на натоварването на двигателя и скоростта n, качеството на пулверизиране се подобрява.

Състоянието на околната среда (работната течност) вътре в дизеловия цилиндър значително влияе върху процеса на образуване на смес. С увеличаване на налягането в горивната камера, обикновено в рамките на 2,5–5,0 MPa, съпротивлението на напредването на пламъка се увеличава, което води до намаляване на дължината му. В този случай качеството на пръскане се променя леко. Повишаването на температурата на въздуха в диапазона от 750...1000 K води до намаляване на дължината на пламъка поради по-интензивно изпаряване на горивните частици. Движението на средата в цилиндъра има положителен ефект върху равномерността на разпределението на горивото в пламъка и в обема на горивната камера. Повишаването на температурата на горивото води до намаляване на дължината на горелката и по-фино пулверизиране, което се дължи на намаляване на вискозитета на нагрятото гориво. По-тежките горива с по-висока плътност и вискозитет, разбира се, при други идентични условия, се разпръскват по-лошо от леките горива за автотрактор.

Нагряване, изпаряване и смесване. Атомизираните горивни частици в среда с горещ въздух бързо се нагряват и се изпаряват. Този процес е по-интензивен за пулверизирани частици, които имат най-високо съотношение на повърхността към обема. Практиката показва, че частиците с диаметър 10¸20 микрона в горивната камера имат време да се изпарят напълно за време от (0,5¸0,9)-10-3 s, т.е. преди да започне запалването. Изпаряването на по-големите частици завършва по време на започналия процес на горене.

Концентрацията на парите около капчиците, които все още не са се изпарили, е променлива. Той е максимален на повърхността им и непрекъснато намалява, когато се отдалечава встрани. Както беше отбелязано по-горе, местните стойности на коефициента на излишък на въздух варират в много широк диапазон. Движението на частиците спрямо въздуха донякъде изравнява разпределението на горивото в микросместа, т.к част от получените пари се разпръскват по траекторията на частиците.Смесването на гориво и въздух частично става вътре в горелката, което се дължи на увличането на въздух в сърцевината на горелката по време на нейното образуване. Но високата концентрация на гориво в сърцевината и по-неблагоприятните температурни условия значително забавят процеса на изпарение в тази зона, което характеризира процеса на смесване на тази част от горивото, която е постъпила в цилиндъра преди запалването. В бъдеще смесването на останалото гориво се ускорява значително, т.к. протича при условията на започналия при по-високи температури и налягания горивен процес. Качеството на горимата смес се определя значително от скоростта на смесване на горивото с въздуха. Образуването на смес от част от горивото, която влиза в камерата в началото на впръскването, оказва значително влияние върху работните процеси в горивната камера.В хода на предпламъчните химични реакции се получава критична концентрация на междинни окислителни продукти в определени зони на микросместа, което води до термична експлозия и поява на първични пламъци. Най-вероятната зона за появата на такива огнища е пространството в близост до изпаряващите се частици, където концентрацията на парите на горивото е оптимална (α = 0,8-0,9). Първичните огнища на пламъка на първо място се образуват по периферията на факлата, т.к тук по-рано приключват физико-химичните процеси на подготовка на горивото за изгаряне.

2.2 Методи на смесване. Видове горивни камери

Разпределението на горивото върху CS се осъществява поради кинетичните енергии на горивото и движещия се въздушен заряд. Съотношението на тези енергии се определя от метода на образуване на сместа и формата на CS. В съвременните автомобилни дизелови двигатели са намерили приложение обемно, пристенно (филмово), комбинирано, предкамерно и вихрово смесообразуване.CS в комбинация с оборудване за подаване на гориво определят условията за процесите на смесообразуване и горене. Горивните камери са проектирани да осигуряват:

Пълно изгаряне на горивото при възможно най-нисък коефициент a и за възможно най-кратко време при TDC;

Плавно повишаване на налягането по време на горене и допустими стойности на максималното налягане на цикъла p z ;

Минимални топлинни загуби към стените;

Приемливи условия на работа на горивното оборудване.

Обемно смесване. Ако горивото се разпръсква в обема на горивни камери с една кухина (неразделени) и само малка част от него навлиза в слоя на стената, тогава образуването на смес се нарича обемно. Такива CV имат малка дълбочина и голям диаметър, характеризиращ се с безразмерна стойност - съотношението на диаметъра на CV към диаметъра на цилиндъра: d ks /D = 0,75¸0,85. Такъв CS обикновено се намира в буталото, а осите на инжектора, CS и цилиндъра съвпадат (фиг. 8b).

Работният цикъл на дизеловите двигатели с обемно смесване се характеризира със следните характеристики:

Образуването на сместа се осигурява чрез фино пулверизиране на горивото при високи максимални налягания на впръскване (p vpr max = 50¸150 MPa), турбуленция в горивната камера възниква поради изместването на въздуха от пролуката между рамото на буталото и главата на цилиндъра, когато буталото се приближава до TDC;

Равномерното разпределение на горивото във въздуха се осигурява чрез взаимно координиране на формата на CS с формата и местоположението на горивните факли;

Процесът на горене в номинален режим се извършва при α = 1,50-1,6 или повече, т.к. в резултат на неравномерното разпределение на горивото върху обема на горивната камера при по-ниско α, не е възможно да се осигури бездимно горене, въпреки координацията на формата на камерата и горелката, както и използването на високо налягане на впръскване;

Работният цикъл се характеризира с висок максимални наляганиягорене р z и високи скорости на повишаване на налягането Δр/Δφ;

Двигателите с работен обем имат висок индекс на ефективност. поради относително бързото изгаряне на горивото в TDC и по-ниските топлинни загуби в стените на горивната камера, както и добрите стартови качества.

От голямо значение е повърхността на горивните струи, през която се осъществява дифузията на горивните пари в околния въздух. Ъгълът на дисперсия на горивните струи обикновено не надвишава 20°. За да се осигури пълно покритие на струята на целия обем на горивната камера и използването на въздух, броят на отворите за пръскане на дюзата теоретично трябва да бъде i c \u003d 360/20 \u003d 18.

Стойността на дебита на отворите за пръскане f c се определя от типа и размера на дизеловия двигател, условията пред входните органи. Влияе значително на продължителността и налягането на впръскване, ограничава се от условията за осигуряване на добро образуване на смес и отделяне на топлина. Следователно, при голям брой отвори за пръскане, диаметърът им трябва да бъде малък. Колкото по-малък е броят на пулверизиращите отвори, толкова по-интензивно се върти въздухът за пълно изгаряне на горивото, т.к. в този случай зарядът трябва да се завърти на по-голям ъгъл за характерен период от време, обикновено равен на продължителността на впръскване на гориво. Това се постига чрез използване на спираловиден или тангенциален входен порт.

Създаването на въртеливо движение на заряда по време на всмукване води до влошаване на пълненето на цилиндрите с въздух. Увеличаването на максималната стойност на тангенциалната скорост tmax води до намаляване на v (фиг. 9). Смесване на стена. Методът на образуване на смес, при който горивото се подава към стената на горивната камера и се разпространява по повърхността й под формата на тънък филм с дебелина 12–14 µm, се нарича стена или филм.

Ориз. 8. Горивни камери в буталото:

а) полусферичен тип дизелови двигатели VTZ; б) тип четиритактови дизелови двигатели ЯМЗ и АМЗ; в) тип ЦНИДИ; г) тип дизелови двигатели "MAN"; д) тип "Дойц"; е) дизел тип Д-37М;ж) тип "Хеселман"; з) дизел тип "Daimler-Benz"

Ориз. 9. Зависимост на коефициента на запълване от стойността на тангенциалната компонента на скоростта на заряда

При такова образуване на смес CS може да бъде разположен коаксиално с цилиндъра, а дюзата да се измести към периферията му. Една или две струи гориво са насочени или под остър ъгъл към стената на горивната камера, която има сферична форма (фиг. 8г), или близо до и по протежение на стената на горивната камера (фиг. 8д). И в двата случая зарядът се задвижва в доста интензивно въртеливо движение (тангенциалната скорост на заряда достига 50–60 m/s), което допринася за разпространението на капчици гориво по стената на горивната камера. Горивният филм се изпарява поради топлината на буталото.

След началото на горенето процесът на изпаряване се увеличава рязко под действието на пренос на топлина от пламъка към горивния филм. Изпареното гориво се отвежда от въздушния поток и изгаря във фронта на пламъка, разпространяващ се от източника на запалване. Когато горивото се впръсква, поради топлината, изразходвана за неговото изпаряване, температурата на заряда намалява значително (до 150–200 °C по осите на струята). Това затруднява запалването на горивото поради намаляване на скоростта на химичните реакции, които предхождат появата на пламък.

Значителното подобрение на запалимостта на нискоцетановите горива се амортизира с увеличение, което при специалните многогоривни дизелови двигатели трябва да се увеличи до 26. За камери с околостенно образуване на смес, рискът от впръскване при недостатъчна дължина на горивото струи е значително по-малко, отколкото в случай на камери с обемно образуване на смес. Следователно увеличението не води до влошаване на образуването на смес. При метода на смесване около стената е необходимо по-малко фино пулверизиране на горивото. Максималните стойности на налягането на впръскване не надвишават 40¸45 MPa. Използват се един или два отвора за пръскане с голям диаметър.

При дизеловите двигатели CS, разработена от Централния изследователски дизелов институт (ЦНИДИ), намери приложение (фиг. 8в). Горивните факли в такава камера падат върху страничните й стени под входния ръб. Отличителна чертаобразуване на смес - противоположното движение на струи гориво и заряд, изместени от пространството над буталото, което допринася за увеличаване на количеството гориво, суспендирано в обема на CS, и доближава този процес до обемно образуване на смес. При използване на камерата TsNIDI се използват 3¸5 отвори за дюзи. Параметрите на впръскване на гориво са близки до тези, които се извършват в КС на VTZ и YaMZ (фиг. 8а, б).

Обемно-стенно образуване на смес. Такова смесообразуване се получава при по-малки диаметри на горивната камера, когато част от горивото достигне стената й и се концентрира в пристенния слой. Част от това гориво е в пряк контакт със стената на CS. Другата част се намира в граничния слой на заряда. Частичният контакт на горивото по стените на горивната камера и интензивното смесване на въздуха и горивните частици намаляват количеството на горивните пари, генерирани по време на периода на забавяне на запалването. В резултат на това скоростта на отделяне на топлина в началото на горенето също намалява. След появата на пламъка скоростта на изпаряване и смесване се увеличава драстично. Следователно подаването на част от горивото в зоната около стената не забавя завършването на горенето, ако температурата на стената в точките, където струите го удрят, е в диапазона 200–300 °C.

При d cs /D = 0,5-0,6 (фиг. 8a, b, g), поради значителното ускорение на въртенето на заряда при вливането му в CC, е възможно да се използват 3¸5 отвори за пръскане с достатъчно голям диаметър. Стойността на тангенциалната компонента на скоростта на движение на заряда достига 25¸30m/s. Максималните налягания на впръскване, като правило, не надвишават 50–80 MPa.

Поради факта, че при хода на разширение по време на обратния поток на заряда от камерата, част от неизгорялото гориво се прехвърля в пространството над избутвача, където има въздух, който все още не е използван за горене. Той не участва напълно в процеса на окисление. Следователно те се стремят да сведат до минимум количеството заряд, разположен в пространството между буталото (в положение ВМТ) и главата на цилиндъра, като довеждат височината му δ от (фиг. 8а) до 0,9-1 mm. В този случай е важно да се стабилизира празнината при производството и ремонта на дизелов двигател. Положителни резултати се осигуряват и чрез минимизиране на пролуката между главата на буталото и втулката и намаляване на разстоянието от короната на буталото до първия компресионен пръстен.

Образуване на смес в отделни горивни камери. Разделените горивни камери се състоят от основната и спомагателната кухини, свързани с шийка. Понастоящем се използват основно вихрови CS и предкамери.

Вихрови горивни камери.Вихровата горивна камера (фиг. 10) е сферично или цилиндрично пространство, свързано с пространството над буталото на цилиндъра чрез тангенциален канал. Обемът V K на вихъра COP 2 е приблизително 60-80% от общия обем на компресия V c, площта на напречното сечение f c на свързващия канал 3 е 1-5% от площта на буталото F p.

По правило във вихровите горивни камери се използват затворени щифтови дюзи 1, осигуряващи куха струя от пулверизирано гориво.

Когато въздухът навлезе във вихровата камера от цилиндъра по време на хода на компресия, въздухът се завихря интензивно. Въздушният вихър, действащ непрекъснато върху образуващия се пламък на горивото, допринася за по-доброто пулверизиране на горивото и смесването му с въздуха. По време на началото на горенето въздушният вихър осигурява свеж въздух към горелката и отстраняване на продуктите от горенето от нея. В този случай скоростта на вихъра трябва да бъде такава, че по време на впръскване на горивото въздухът да може да направи поне един оборот в горивната камера.

Изгарянето първо се извършва във вихрова камера. Налягането, което се повишава в този случай, води до изтичане на продуктите от горенето и сместа въздух-гориво в цилиндъра, където процесът на горене завършва.

На фиг. 11 са показани конструктивните елементи на вихровите камери. Долната част на камерата, като правило, е оформена от специална вложка, изработена от топлоустойчива стомана, която предпазва главата от изгаряне. Топлинавложки (800-900 K) помага за намаляване на периода на забавяне на запалването на горивото в горивната камера. Интензивното образуване на вихър и наличието на вложка позволяват да се получи стабилен поток на работния цикъл в широк диапазон от режими на натоварване и скорост.

Работният цикъл на вихровата камера осигурява бездимно изгаряне на гориво при ниски коефициенти на излишък на въздух (α = 1,2-1,3) поради благоприятния ефект на интензивен въздушен вихър. Изгарянето на значителна част от горивото в допълнителна камера, разположена извън цилиндъра, причинява намаляване на максималното налягане на горене (pz \u003d 7-8 MPa) и скоростта на повишаване на налягането (0,3-0,4 MPa / ° PKV) в надбуталната кухина на цилиндъра при пълно натоварване.

Работният цикъл на двигателя с вихрова камера е по-малко чувствителен към качеството на пулверизиране на горивото, което позволява използването на пулверизатори с един отвор с ниско максимално налягане на впръскване (pvp = 20-25 MPa) и относително голям диаметър на отвора на дюзата - нагоре до 1,5 мм.

Основните недостатъци на двигателя с вихрова камера са: повишен специфичен ефективен разход на гориво, достигащ в режим пълно натоварване 260¸270 g/(kWh), както и най-лошите стартови качества в сравнение с двигатели с неразделен CS. Въпреки това, когато се използват подгревни свещи във вихровата камера, стартовите качества се подобряват значително.

По-ниската ефективност на дизеловите двигатели с вихрова камера се обяснява с увеличаване на топлопреминаването към стените на главните и допълнителните горивни камери поради по-развитата им повърхност, наличието на интензивно вихрово образуване в горивната камера, големи хидравлични загуби по време на потока на работния флуид от цилиндъра до вихровата камера и обратно, а също и често увеличаване на продължителността на горивния процес. Влошаването на пусковите качества на двигателя се дължи на намаляване на температурата на въздуха при вливане във вихровата камера и увеличаване на топлопреминаването към стените поради развитата повърхност на допълнителната CS.

Сред двигателите с вихрово-камерно смесване са тракторните дизелови двигатели SMD, ZIL-136, D50, D54 и D75, автомобилните дизелови двигатели Perkins и Rover (Великобритания) и други.

Предкамерни дизели.Обемът на предкамерата (фиг. 12) е 25-35% от общия обем на компресия V s. Площта на потока на свързващите канали е равна на 0,3-0,8% от площта на буталото.

CS използва дюза с един отвор (обикновено щифтова) 1, която осигурява впръскване на горивото по посока на свързващите канали 3.

В предкамерния дизелов двигател по време на процеса на компресия въздухът частично се влива в предкамерата, където продължава да се компресира. В края на компресията в него се впръсква гориво, което се запалва и изгаря, причинявайки бързо повишаване на налягането. Част от горивото изгаря в обема на предкамерата, т.к количеството въздух в него е ограничено. Неизгорялото гориво се пренася от продуктите на горенето в цилиндъра, където допълнително се разпръсква и се смесва старателно с въздух поради получените интензивни газови потоци. Горенето се прехвърля в пространството над буталото, което води до повишаване на налягането в цилиндъра.

Така в предкамерните дизелови двигатели за образуване на смес се използва енергията на газа, изтичащ от предкамерата поради предварителното изгаряне на част от горивото в неговия обем.

Използването на газов поток за образуване на смес прави възможно засилването на смесването на горивото с въздух с относително грубо пулверизиране на горивото от дюзата. Следователно при дизеловите двигатели с предкамерна камера относително ниските начални налягания на впръскване не надвишават 10-15 MPa, а съотношението на излишния въздух при пълно натоварване е 1,3-1,

Друго важно предимство на дизеловите двигатели с предкамерна камера е ниската твърдост на горене на горивото Dr/Dj. Налягане на газа в надбуталното пространство - не повече от 5,5¸6 MPa поради дроселиране на газ в свързващите канали.

Предимствата на дизеловите двигатели с предкамерна камера трябва да включват и по-ниската чувствителност на работния цикъл към вида на използваното гориво и към промените в ограничение на скоросттаработа. Първото се обяснява с влиянието на нагрятата повърхност на дъното на предкамерата върху условията на запалване, второто - с независимостта на енергията на газовия поток, изтичащ от предкамерата, от скоростта на буталото. Максималната скорост за предкамерни дизелови двигатели с малък размер на цилиндъра (малък диаметър) е 3000¸4000 min -1.

Основните недостатъци на предкамерния дизелов двигател са: ниска горивна ефективност поради топлинни и хидравлични загуби, произтичащи от потока на газове, поради продължителността на горивния процес, както и увеличената обща повърхност на горивната камера. Средно налягане механични загуби rm за предкамерни дизелови двигатели е с 25–35% по-висока, отколкото за двигатели с неразделени камери, а специфичният ефективен разход на гориво е 260–290 g/(kWh).

Подобно на дизелите с вихрова камера с образуване на предкамерна смес, те имат ниски стартови качества. Поради това тези дизелови двигатели често се отличават с повишена (до 18-20) степен на компресия и са оборудвани със стартови подгревни свещи.

В табл. 1 са представени статистически данни за двигатели с различни методи на карбуриране.

Таблица 1 Характеристики на образуването на смес

Характеристики на образуването на смес по време на презареждане. Значително голямо циклично подаване на гориво трябва да се извършва за време, не по-дълго от подаването на гориво в базовия дизелов двигател с естествено пълнене. За да се увеличи цикличното подаване на гориво и да се поддържа общата продължителност на впръскване j dp, ефективната площ на потока на отворите за пръскане може да се увеличи до приемлива граница.

Втората възможност е да се увеличи налягането на впръскване. На практика обикновено се прибягва до комбинация от тези мерки.Увеличаването на наляганията на впръскване при други идентични условия осигурява по-фино и по-равномерно пулверизиране на горивото, което може да подобри качеството на смесообразуването. Необходимата степен на повишаване на наляганията на впръскване се задава въз основа на необходимата степен на ускоряване на процеса на образуване на смес. При инжектиране в по-плътна среда ъгълът на дисперсия на горивните струи се увеличава.

Отбелязаната стойност на j dp, ако е необходимо, може да бъде намалена и по други, по-отнемащи време начини, по-специално чрез увеличаване на диаметъра на буталото горивна помпаи увеличаване на стръмността на гърбиците му. При модернизиране на дизелови двигатели с компресор, значителни променивъв всичките му основни системи и механизми: намаляват степента на сгъстяване, скоростта на въртене n, променят ъгъла на изпреварване на впръскване и т.н. Тези мерки, разбира се, влияят върху образуването на смес в CS.

В случай на презареждане с газова турбина, плътността на заряда в цилиндъра се увеличава с увеличаване на скоростта на въртене n и натоварването, а продължителността на периода на забавяне на запалването намалява с времето. За да се осигури необходимото проникване на горивните струи във въздушния слой по време на периода на забавяне на запалването, оборудването за подаване на гориво трябва да осигурява по-рязко увеличение на стойностите на налягането на впръскване с увеличаване на скоростта n и натоварването, отколкото при дизелов двигател с естествено пълнене . При високи степени на принудително усилване се използват помпа-инжектори и горивни системи от акумулаторен тип. В дизелови двигатели с малка вихрова камера автомобили =21-23.

Библиографски списък

смесообразуване вихрова камера дизел

1. Луканин, В.Н. Двигатели с вътрешно горене [Текст]: учеб. в 3 т. Т. 1. Теория на работните процеси / В.Н. Луканин, К.А.Морозов, А.С. Хачиян [и др.]; изд. В.Н. Луканин. - М. : Висше училище, 2009. - 368 с. : аз ще.

2. Луканин, В.Н. Двигатели с вътрешно горене [Текст]: учеб. в 3 т. Т. 2. Динамика и дизайн / В.Н. Луканин, К.А.Морозов, А.С. Хачиян [и др.]; изд. В.Н. Луканин. - М. : Висше училище, 2008. - 365 с. : аз ще.

3. Колчин, А.И. Изчисление на автомобилни и тракторни двигатели [Текст] / A.I. Колчин, В.П. Демидов. - М.: Висше училище, 2003.

4. Автомобилен справочник [Текст] / изд. В.М. Приходко. - М. : Машиностроение, 2008.

5. Сокол, Н.А. Основи на автомобилния дизайн. Двигатели с вътрешно горене [Текст]: учеб. надбавка / Н.А. Сокол, С.И. Попов. - Ростов n / a: Издателски център DSTU, 2010.

6. Кулчицки, А.Р. Токсичност на автомобилни и тракторни двигатели [Текст] / A.R. Кулчицки. - М.: Академичен проект, 2010.

7. Вахламов, В.К. Техника автомобилния транспорт. Подвижен състав и експлоатационни свойства [Текст]: учеб. надбавка за студенти. по-висок учебник институции / В.К. Вахламов. - М. : Академия, 2009. - 528 с.

8. Иванов, А.М. Основи на автомобилния дизайн [Текст] / A.M. Ivanov, A.N. Солнцев, В.В. Гаевски [и д-р]. - М .: "Книжно издателство" Зад волана "", 2009. - 336 с. : аз ще.

9. Орлин, А.С. Двигатели с вътрешно горене. Теория на буталните и комбинираните двигатели [Текст] / Изд. КАТО. Орлин и М.Г. Круглов. - М. : Машиностроение, 2008.

10. Алексеев, В.П. Двигатели с вътрешно горене: устройство и работа на бутални и комбинирани двигатели [Текст] / В. П. Алексеев [и др.]. - 4-то изд., преработено. и допълнителни - М. : Машиностроение, 2010.

11. Бочаров, А.М. Насоки за лабораторна работа по дисциплината "Теория на работните процеси на двигатели с вътрешно горене" [Текст] / A.M. Бочаров, Л.Я. Шкрет, В.М. Сичев [и др.]; Южно-Рос. състояние технология не-т. - Новочеркаск: YuRGTU, 2010.

12. Ленин, И.М. Автомобилни и трактори двигатели [Текст]. в 2 часа / И.М. Ленин, A.V. Костров, О.М. Малашкин [и д-р]. - М.: Висше училище, 2008. - Част 1.

13. Григориев, М.А. Модерен автомобилни двигателии техните перспективи [Текст] / M.A. Григориев // Автомобилна индустрия. - 2009. - бр. 7. - С. 9-16.

14. Гирявец, А.К. Двигатели ZMZ-406 за автомобили GAZ и UAZ. Характеристики на дизайна. Диагностика. Поддръжка. Ремонт [Текст] / А.К. Гирявец, П.А. Голубев, Ю.М. Кузнецов [и д-р]. - Нижни Новгород: Издателство на НСУ на името на Н.И. Лобачевски, 2010 г.

15. Шкрет, Л.Я. За методи за оценка на токсичността на карбураторни двигатели при работни условия [Текст] / L.Ya. Шкрет // Двигателестроение. -2008г. - No 10-11.

16. Бочаров, А.М. Оценка на техническото състояние на КПГ [Текст] / А.М. Бочаров, Л.Я. Шкрет, В.З. Русаков // Автомобилна индустрия. - 2010. - бр.11.

17. Орлин, А.С. Двигатели с вътрешно горене. Устройство и работа на бутални и комбинирани двигатели [Текст] / изд. КАТО. Орлин и М.Г. Круглов. - М. : Машиностроение, 2009. - 283 с.