Mezcla en el motor de combustión interna. Combustibles aplicados. formación de mezclas en motores de gasolina

La mezcla es el proceso de mezclar combustible con aire y formar una mezcla combustible en un período de tiempo muy corto. Cuanto más uniformemente se distribuyan las partículas de combustible por toda la cámara de combustión, más perfecto será el proceso de combustión. La homogeneización de la mezcla está asegurada por la evaporación del combustible, pero para una buena evaporación, el combustible líquido debe atomizarse previamente. La atomización del combustible también depende de la velocidad del flujo de aire, pero su aumento excesivo aumenta la resistencia hidrodinámica del tracto de admisión, lo que empeora ...

Si este trabajo no le conviene, hay una lista de trabajos similares al final de la página. También puedes usar el botón de búsqueda

Página 4

Mezcla en motores de combustión interna

LECCIÓN 6.7

FORMACIÓN DE PRECAUCIÓN EN HIELO

1. Formación de mezclas en motores carburados

La mejora del proceso de combustión depende en gran medida de la calidad de la formación de la mezcla. La mezcla es el proceso de mezclar combustible con aire y formar una mezcla combustible en un período de tiempo muy corto. Cuanto más uniformemente se distribuyan las partículas de combustible por toda la cámara de combustión, más perfecto será el proceso de combustión. Hay motores con formación de mezcla externa e interna. En los motores con formación de mezcla externa, la homogeneización de la mezcla se produce en el carburador y al pasar por el colector de admisión. Estos son motores de carburador y de gas. La homogeneización de la mezcla la proporciona la evaporación del combustible, pero para una buena evaporación, el combustible líquido debe ser pre-atomizado. La atomización fina la proporciona la forma de las secciones de salida de los orificios de las boquillas o canales. La atomización del combustible también depende de la velocidad del flujo de aire, pero su aumento excesivo aumenta la resistencia hidrodinámica del tracto de admisión, lo que empeora el llenado del cilindro. Coeficiente de tensión superficial, la temperatura afecta la energía de la trituración por chorro. Las gotas más grandes alcanzan las paredes del conducto de admisión y se depositan en las paredes en forma de una película que arrastra el lubricante de los cilindros y reduce la homogeneidad de la mezcla. La película se mueve a velocidades mucho más bajas que el flujo de la mezcla. La mezcla de vapores de aire y combustible se produce tanto por difusión como por turbulencia de los flujos de vapor de aire y combustible. La formación de la mezcla comienza en el carburador y termina en el cilindro del motor. Recientemente, han aparecido sistemas de bengalas de precámara.

La evaporación completa de la gasolina se asegura calentando la mezcla en el colector de admisión debido a los gases de escape o al refrigerante.

La composición de la mezcla está determinada por el modo de carga: arranque del motor - mezcla rica (alfa \u003d 0.4-0.6); ralentí (alfa=0,86-0,95); cargas medias (alfa=1,05-1,15); poder completo(alfa=0,86-0,95); aceleración del motor (fuerte enriquecimiento de la mezcla). Un carburador elemental no puede proporcionar la composición cualitativa requerida de la mezcla, por lo tanto, los carburadores modernos tienen sistemas y dispositivos especiales que aseguran la preparación de una mezcla de la composición requerida en todos los modos de carga.

En los motores de carburador de dos tiempos, la formación de la mezcla comienza en el carburador y termina en la cámara del cigüeñal y el cilindro del motor.

1. C formación de desorden en motores con inyección ligera de combustible

La carburación tiene desventajas: el difusor y el acelerador crean resistencia; Formación de hielo en la cámara de mezcla del carburador; heterogeneidad de la composición de la mezcla; distribución desigual de la mezcla sobre los cilindros. El sistema de inyección forzada de combustible ligero se salva de estas y otras deficiencias. La inyección forzada garantiza una buena homogeneidad de la mezcla debido a la pulverización a presión, no es necesario calentar la mezcla, es posible purgar de forma más económica un motor de 2 tiempos sin pérdida de combustible, se reduce la cantidad de componentes tóxicos en los gases de escape y el motor arranca más fácilmente a bajas temperaturas. La desventaja del sistema de inyección es la dificultad para regular el suministro de combustible.

Distinguir entre inyección en el colector de admisión o en los cilindros del motor; inyección continua o alimentación cíclica, sincronizada con el funcionamiento de los cilindros; inyección bajo n Y baja presión (400-500KPa) o alta presión (1000-1500KPa). La inyección de combustible proporciona bomba de combustible, filtros, válvula reductora de presión, inyectores, accesorios. El control de combustible puede ser mecánico o electrónico. La operación del dispositivo de control de flujo requiere la recopilación de datos sobre la frecuencia de rotación del cigüeñal, vacío en el sistema de admisión, carga, temperaturas de enfriamiento y gases de escape. Los datos recibidos son procesados ​​por una minicomputadora y, de acuerdo con los resultados obtenidos, se cambia el suministro de combustible.

1. Formación de mezclas en motores diesel

En los motores con formación de mezcla interna, el aire ingresa al cilindro y luego se suministra combustible finamente atomizado, que se mezcla con el aire dentro del cilindro. Esta es una mezcla a granel. Los tamaños de gota en el chorro no son los mismos. La parte central del chorro se compone de partículas más grandes, mientras que la parte exterior se compone de partículas más pequeñas. La microfotografía muestra que a medida que aumenta la presión, el tamaño de las partículas disminuye bruscamente. Cuanto más uniformemente se distribuya el combustible por todo el volumen del cilindro, menos zonas faltarán de oxígeno.

En los motores diesel modernos, se utilizan tres métodos principales de formación de la mezcla: jet para cámaras de combustión no divididas y formación de mezcla y combustión en cámaras divididas en dos partes (precámara (20-35 %) + cámara de combustión principal, cámara de turbulencia (hasta 80 % ) + cámara de combustión principal) . Los motores diésel con cámaras de combustión divididas tienen un mayor consumo específico de combustible. Esto se debe al consumo de energía durante el flujo de aire o gases de una parte de la cámara a otra.

En los motores con CS indiviso, la atomización fina del combustible se complementa con el movimiento del aire en forma de vórtice debido a la forma en espiral del tubo de entrada.

Mezcla de películas.Recientemente, la eficiencia de la formación de la mezcla se ha incrementado debido a la inyección de combustible en las paredes de la cámara de combustión: formación de la mezcla de película. Esto ralentiza un poco el proceso de combustión y ayuda a reducir la presión máxima del ciclo.En la mezcla de películas, tienden a, para que la cantidad mínima de combustible tenga tiempo de evaporarse y mezclarse con el aire durante el período de retardo del encendido.

La antorcha de combustible se alimenta en un ángulo agudo a la pared de la cámara de combustión para que las gotas no se reflejen, sino que se extiendan sobre la superficie en forma de una película delgada de 0,012-0,014 mm de espesor. El recorrido de la antorcha desde el orificio de la boquilla hasta la pared debe ser mínimo para reducir la cantidad de combustible evaporado durante el movimiento del chorro en la cámara de combustión. La dirección del vector de velocidad de la carga de aire coincide con la dirección del movimiento del combustible, lo que contribuye a la expansión de la película. Al mismo tiempo, esto reduce la vaporización, porque. la velocidad del combustible y el aire se reduce. La energía de los chorros de combustible es 2 veces menor que en el caso de los chorros volumétricos (2,2-7,8 ​​J/g). Al mismo tiempo, la energía de la carga de aire debe ser 2 veces mayor. Las gotas finas y los vapores resultantes se mueven hacia el centro de la cámara de combustión.

El calor para la evaporación del combustible proviene principalmente del pistón (450-610K). A una temperatura más alta, el combustible comienza a hervir y rebota en las paredes en forma de formas esféricas; también es posible la descomposición térmica del combustible y su coquización, enfriando el pistón con aceite. La evaporación del combustible ocurre debido al movimiento del aire a lo largo de la pared, el proceso de evaporación aumenta bruscamente después del inicio de la combustión debido a la transferencia de energía de la llama a las paredes.

Ventajas. Con PSO aumenta la eficiencia del motor (218-227g/kWh), la presión efectiva media, disminuye la rigidez en el funcionamiento del motor (0,25-0,4 MPa/g), la presión máxima del ciclo aumenta a 7,0- 7,5 MPa. El motor puede funcionar con varios combustibles, incluida la gasolina de alto octanaje.

Desventajas. Dificultad para arrancar el motor, a bajas velocidades un aumento de la toxicidad de los gases de escape, un aumento en la altura y la masa del pistón debido a la presencia del COP en el pistón, dificultades para forzar el motor debido a la velocidad.

El suministro de combustible se realiza con la ayuda de una bomba de inyección y boquillas. La bomba de combustible de alta presión proporciona dosificación de combustible y suministro oportuno. La boquilla proporciona suministro, atomización fina de combustible, distribución uniforme de combustible en todo el volumen y corte. Las boquillas cerradas, según el método de mezcla, tienen un diseño diferente de la parte de pulverización: boquillas de orificios múltiples (4-10 orificios con un diámetro de 0,2-0,4 mm) y boquillas de un orificio con un pasador en el extremo de la aguja y pinless de un solo orificio.

La cantidad de combustible suministrada a todos los cilindros debe ser la misma y corresponder a la carga. Para una formación de mezcla de alta calidad, el combustible se suministra 20-23 grados antes de que el pistón alcance el PMS.

El rendimiento del motor depende de la calidad de los dispositivos del sistema de energía diesel: potencia, respuesta del acelerador, consumo de combustible, presión de gas en el cilindro del motor, toxicidad de los gases de escape.

CS separados: antecámaras y cámaras de vórtice.El combustible se inyecta en una cámara adicional ubicada en la cabeza del bloque. Debido al puente en la cámara adicional, se forma un poderoso movimiento de aire comprimido, que contribuye a una mejor mezcla del combustible con el aire. Después de la ignición del combustible, se acumula presión en la cámara adicional y el flujo de gas comienza a moverse a través del canal del puente hacia la cámara sobre el pistón. La formación de la mezcla depende ligeramente de la energía del chorro de combustible.

En la cámara de vórticeel canal de conexión está situado formando un ángulo con el plano final de la cabeza del bloque, de modo que la generatriz del canal es tangente a la superficie de la cámara. El combustible se inyecta en la cámara en ángulo recto con el flujo de aire. Las pequeñas gotas son recogidas por el flujo de aire y pertenecen a la parte central, donde la temperatura es más alta. El corto período de retardo de encendido del combustible en alta temperatura provoca un encendido rápido y fiable del combustible. Grandes gotas de combustible fluyen hacia las paredes de la cámara de combustión, en contacto con las paredes calentadas, el combustible también comienza a evaporarse. El movimiento de aire intensivo en la cámara de vórtice le permite instalar una boquilla de tipo cerrado con un atomizador de pin.

Ventajas . Presión máxima más baja, acumulación de presión más baja, utilización de oxígeno más completa (alfa 1.15-1.25) con escape sin humo, capacidad para operar a alta modos de velocidad con desempeño satisfactorio, la posibilidad de utilizar combustible de composición fraccionada diferente, menor presión de inyección.

desventajas . Mayor consumo específico de combustible, deterioro de las cualidades de arranque.

La antecámara tiene un volumen más pequeño, un área más pequeña del canal de conexión (0.3-0.6% de F n), el aire fluye hacia la precámara a altas velocidades (230-320 m/s). La boquilla generalmente se coloca a lo largo del eje de la precámara hacia el flujo. Para evitar el sobreenriquecimiento de la mezcla, la inyección debe ser gruesa, compacta, lo que se logra mediante una boquilla de un solo pasador a baja presión de inyección de combustible. El encendido se produce en la parte superior de la precámara y, utilizando todo el volumen de la cámara, la antorcha se esparce por todo el volumen. La presión aumenta bruscamente y, al estallar a través de un canal estrecho en la cámara principal, se conecta con la masa principal de aire.

Ventajas . Bajo presiones máximas(4.5-6 MPa), baja acumulación de presión (0.2-0.3 MPa/gr.), Calentamiento intensivo de aire y combustible, menores costos de energía para la atomización del combustible, posibilidad de forzar el motor en frecuencia, menor toxicidad.

desventajas . Deterioro de la eficiencia del motor, mayor eliminación de calor al sistema de refrigeración, arranque difícil de un motor frío (aumentar la relación de compresión e instalar bujías incandescentes).

Los diésel con cámaras de combustión no divididas tienen mejores prestaciones económicas y de arranque, posibilidad de utilizar sobrealimentación. El peor indicador en términos de ruido, acumulación de presión (0.4-1.2 MPa / g).

Mezcla en motores diesel

La formación de la mezcla en los motores diesel se realiza en un período de tiempo muy corto, aproximadamente una vez menos que en los de carburador. Por lo tanto, obtener una mezcla homogénea en la cámara de combustión de este tipo de motores es una tarea mucho más difícil que en los de carburador. Para garantizar una combustión oportuna y completa del combustible, es necesario introducir un exceso significativo de aire (a = 1,2-1,75) y aplicar una serie de otras medidas para garantizar una buena mezcla de aire y combustible.

Para reducir la relación de exceso de aire y, en consecuencia, aumentar la presión efectiva media y la capacidad en litros, es necesario mejorar la calidad de la formación de la mezcla debido a: - adaptar la forma de la cámara de combustión a la forma del chorro de combustible expulsado de la boquilla cuando se suministra combustible; - creación de intensos flujos de aire de vórtices en la cámara de combustión, que contribuyen a la mezcla del combustible con el aire; – implementación de atomización fina y uniforme del combustible.

El cumplimiento de las dos primeras condiciones se asegura mediante el uso de cámaras de combustión de formas especiales. La finura y uniformidad de la atomización del combustible mejora con un aumento en la presión de inyección, una disminución en el diámetro de la abertura de la boquilla del inyector y la viscosidad del combustible.

Según el método de formación de la mezcla, los motores diesel vienen con cámaras de combustión indivisas y separadas.

Las cámaras indivisas son un solo volumen delimitado por la cabeza del pistón y las superficies de la cabeza y las paredes del cilindro (Fig. 69, a). En este volumen se inyecta combustible a través de la tobera en forma de uno o más chorros, y en él tienen lugar los procesos de formación de la mezcla y combustión. Para mejorar la formación de la mezcla, se busca que la forma de la cámara de combustión coincida con la forma del chorro de combustible suministrado por la boquilla, y se obliga al flujo de aire a girar alrededor del eje vertical del cilindro y formar un vórtice anular adicional.

Las principales ventajas del método de formación de mezcla considerado son la alta eficiencia y la fácil puesta en marcha.

Las desventajas incluyen un trabajo relativamente duro y una presión de inyección alta (25-40 MPa).

Las cámaras de combustión divididas constan de una cámara principal delimitada por la cabeza del pistón y la superficie de la cabeza, y una cámara adicional ubicada en la cabeza del cilindro o cabeza del pistón. Las cámaras principal y adicional se comunican entre sí por uno o más canales o un cuello.

Dependiendo del método para mejorar la formación de la mezcla, los motores diesel con cámaras de combustión separadas se dividen en precámara y cámara de vórtice.

En los motores de precámara (Fig. 69.6), la cámara de combustión se divide en dos cavidades: la precámara, cuyo volumen es del 25-40% del volumen total de la cámara de combustión, y la cámara principal ubicada sobre el pistón. La precámara y la cámara se comunican entre sí a través de un canal con uno o más orificios de pequeño diámetro. La esencia de la formación de mezcla ancestral es que durante la carrera de compresión, parte del aire fluye desde el cilindro a través del canal de conexión hacia la precámara. El combustible inyectado por el inyector en la precámara es atomizado adicionalmente por los chorros de aire que se aproximan y se enciende espontáneamente. Dado que hay una pequeña parte de la carga de aire en la precámara, solo una parte del combustible inyectado se quema en ella. Al mismo tiempo, la presión y la temperatura en la precámara aumentan y los gases, junto con el combustible no quemado, son expulsados ​​a través del canal de conexión hacia la cámara principal a una velocidad alta de 200-300 m/s. Debido al uso de la energía de una parte del combustible quemado, se forma un intenso movimiento de vórtice y el combustible aún sin quemar se mezcla bien con el aire y se quema. La presión de inyección en la precámara suele ser de 8-13 MPa, lo que reduce el desgaste de los equipos de combustible y asegura una mayor fiabilidad de las conexiones de las tuberías de alta presión. Los motores de precámara funcionan de manera más suave, debido a la combustión secuencial de combustible en dos volúmenes.

Arroz. 69. Esquemas de cámaras de combustión de motores diesel.

Las desventajas incluyen grandes pérdidas de calor, mayor consumo específico de combustible (debido a mayores pérdidas hidráulicas) en comparación con los motores con cámaras indivisas, arranque difícil del motor, lo que provoca el uso de dispositivos de arranque especiales.

En los motores de cámara de turbulencia (Fig. 69, c), la cámara de combustión también se divide en dos cavidades: una cámara de turbulencia, cuyo volumen es del 60-80% del volumen de la cámara de combustión, y una cámara ubicada sobre el pistón . La cámara de turbulencia y la cámara están conectadas por un canal de forma especial, que se llama difusor. El difusor está ubicado tangencialmente a la cámara de vórtice. Durante la carrera de compresión, el aire de la cámara fluye a través del difusor hacia la cámara de vórtice y adquiere un movimiento de rotación en ella. Debido al intenso remolino de aire en la cámara, el combustible inyectado por la boquilla se atomiza bien, se mezcla con el aire y se enciende espontáneamente. Durante la combustión del combustible en la cámara de vórtice, la presión y la temperatura de los gases aumentan y, junto con la parte no quemada del combustible, fluyen hacia la cámara de combustión principal, donde se mezclan con el aire no utilizado y se queman por completo. Las ventajas y desventajas de los motores con cámaras de vórtice en comparación con los motores con cámaras indivisas son las mismas que para los motores con precámara.

Como sabes, para que el combustible se queme y libere calor, se necesita oxígeno, ya que la combustión es el proceso de oxidación del combustible (sustancia combustible), es decir, su combinación con oxígeno. Y si no hay suficiente oxígeno, incluso la sustancia combustible más inflamable y explosiva no se quemará.
Toda esta filosofía se aplica plenamente a los motores térmicos. Para que el combustible en la cámara de combustión comience a arder, se necesita oxígeno, que en nuestro caso se suministra a los cilindros con aire atmosférico.
Pero eso no es todo. El combustible en los cilindros debe quemarse muy rápidamente, de lo contrario, lo que no ha tenido tiempo de quemarse "saldrá volando hacia la tubería" en el sentido literal de la palabra.
La tasa de combustión depende directamente de qué tan rápido y eficientemente mezclemos el aire con el combustible en el cilindro antes del encendido.
El proceso de mezclar combustible con aire antes de la combustión de esta mezcla se llama formación de mezcla. La formación de una mezcla de alta calidad es la clave para el funcionamiento eficiente y económico de cualquier motor térmico.

En los motores con carburador, la gasolina se mezcla con el aire primero en el carburador, luego, a medida que viaja a través del múltiple de admisión, pasando por la válvula de admisión hacia el cilindro, y también durante las carreras de admisión y compresión. En los motores diesel, este proceso más importante se realiza en un momento extremadamente breve: se suministra combustible a la cámara de combustión de los motores diesel al final de la carrera de compresión durante 10 ... 20 ˚ del ángulo de rotación del cigüeñal hasta el punto muerto superior (TDC). ). Al mismo tiempo, no se introduce en el cilindro mezclado con aire, como en un motor de carburador, sino que se inyecta en "forma pura", y solo en los cilindros tiene la oportunidad de "encontrarse" con el oxígeno atmosférico en para mezclar, quemar y liberar calor rápidamente.

El tiempo asignado para la formación de la mezcla y la combustión de la mezcla en los motores diesel es aproximadamente de cinco a diez veces menor que en los motores de carburador y no es más de 0,002…0, 01 segundos.
Debido a que la combustión es lo suficientemente rápida, el diésel funciona "fuertemente", de dos a tres veces más que un motor de gasolina.
Cabe señalar que la rigidez del motor es un parámetro medido ( W = dp/dφ) es la tasa de aumento de la presión ( doble penetración) por el ángulo de rotación ( dφ) del cigüeñal, por lo que se puede calcular.

A pesar de la rapidez de la combustión en los motores diésel, convencionalmente se divide en cuatro fases, la primera de las cuales se denomina período de retardo del encendido ( 0.001…0.003 seg). En este momento, el combustible inyectado se descompone en pequeñas gotas que, al moverse a través de la cámara de combustión, se evaporan y se mezclan con el aire, así como la aceleración de las reacciones químicas de autoignición. Las siguientes tres fases son las fases de combustión de la mezcla de aire y combustible.

Si el período de retraso del encendido resulta ser largo, entonces una parte significativa del combustible tiene tiempo para evaporarse y mezclarse con el aire. Como resultado del encendido simultáneo de esta parte en todo el volumen, se produce un fuerte aumento de la presión en la cámara de combustión (trabajo duro) con un aumento de las cargas dinámicas en las partes y un aumento del nivel de ruido.
Por lo tanto, no es deseable un largo período de retardo de encendido. Depende de las condiciones de temperatura, el tipo de combustible, la carga del motor y otros factores. pero mezcla interna en los diesel siempre determina una operación más dura en comparación con los motores carburados.

Dado que el tiempo de formación de la mezcla en un motor diesel es muy corto, para una combustión más completa del combustible, se introduce más aire en sus cilindros que en motores de gasolina(excepto motores de inyeccion utilizando inyección directa, donde también se deja entrar aire un poco más de lo normal). El coeficiente de aire en exceso α en los motores diésel oscila entre 1,4 antes de 2,2 .

Por lo tanto, se imponen altos requisitos en la formación de mezclas de motores diesel. Debe garantizar una mezcla uniforme del combustible con el aire, la combustión gradual del combustible a lo largo del tiempo, el uso completo de todo el aire en la cámara de combustión al valor más bajo posible de α, así como el funcionamiento más suave del motor diésel.

Formas de mejorar la formación de mezclas

La mayoría de los problemas para mejorar la calidad de la formación de la mezcla en los motores diésel se resuelven en gran medida eligiendo la forma de la cámara de combustión.
Distinguir cámaras de combustión no divididas(cavidad única) (Fig. 1a, b) y apartado(Fig. 1, c).

Cámaras de combustión no divididas son una cámara formada por la parte inferior del pistón cuando está en el PMS, y el plano de la culata. Las cámaras de combustión no divididas se utilizan principalmente en motores diesel de tractores y camiones. Le permiten aumentar la eficiencia del motor y sus cualidades de arranque (especialmente un motor frío).

Cámaras de combustión separadas tienen cavidades principal y auxiliar conectadas por un canal 11 . La cámara auxiliar puede ser no solo esférica, como se muestra en la Fig. 1, c, pero también cilíndrico.
En el primer caso, se llama vórtice(diesel D-50, SMD-114), en el segundo - antecámara o, como se le llama más comúnmente, antesala(KDM-100).

La cámara de vórtice funciona de la siguiente manera. La culata tiene una cavidad esférica, una cámara de turbulencia conectada por un canal a la cámara de combustión principal sobre el pistón. Cuando el pistón se mueve hacia arriba durante la compresión, el aire ingresa a la cámara de vórtice a alta velocidad tangencialmente a sus paredes.
Como resultado, el flujo de aire se arremolina a una velocidad de hasta 200 m/s. En este candente 700…900K) un inyector de vórtice de aire inyecta combustible, que se enciende y la presión en la cámara aumenta bruscamente.
Los gases con combustible no quemado se expulsan a través del canal hacia la cámara principal, donde se quema el combustible restante. El volumen de la cámara de vórtice es 40…60% el volumen total de la cámara de combustión, es decir, aproximadamente la mitad del volumen.

Motores de precámara (precámara) tener una cámara de dos piezas. El combustible se inyecta en una precámara cilíndrica (precámara), y parte de ella (hasta 60% ) se enciende. El proceso de combustión de combustible procede de la misma manera que en la cámara de vórtice.

Las cámaras de combustión separadas son menos sensibles a la composición del combustible, funcionan en una amplia gama de velocidades del cigüeñal, proporcionan una mejor formación de la mezcla y un funcionamiento menos duro al reducir el período de retardo del encendido.
Sin embargo, su principal desventaja es el difícil arranque del motor y el mayor consumo de combustible en comparación con las cámaras de combustión no divididas.

A veces aislado cámaras de combustión semi-separadas(ver fig. 2), que incluyen cámaras formadas por cavidades profundas en la cabeza del pistón. Los procesos de combustión de la mezcla de aire y combustible en tales cámaras son similares a los procesos de combustión en cámaras separadas, mientras que la inyección de combustible en la cavidad del pistón tiene un efecto beneficioso sobre su enfriamiento durante la operación.

La calidad de la formación de la mezcla también se ve significativamente afectada por la dirección mutua y la intensidad del movimiento de los chorros de combustible y la carga de aire en la cámara de combustión. Al respecto, distinguir mezcla volumétrica, película y volumen-película.

Mezcla a granel se diferencia en que el combustible se inyecta directamente en el espesor del aire caliente ubicado en el volumen de la cámara de combustión. Al mismo tiempo, para una mejor mezcla de las partículas de combustible atomizado con el aire, se le da movimiento de rotación a su carga fresca por medio de canales de entrada de tornillo o remolinos, y se busca que la forma de la cámara de combustión coincida con la forma del combustible. chorro inyectado por la boquilla.
Para el funcionamiento normal de un motor diesel con formación de mezcla volumétrica, se requiere una presión de inyección de combustible muy alta, hasta 100 MPa y más. Los motores con esta formación de mezcla son bastante económicos, pero trabajan duro ( W = 0,6…1,0 MPa/grado).

mezcla de películas se caracteriza por el hecho de que la mayor parte del combustible inyectado se suministra a las paredes calientes de la cámara de combustión esférica, sobre las cuales forma una película, y luego se evapora, llevándose parte del calor de las paredes.
La diferencia fundamental entre la formación volumétrica y la formación de película es que en el primer caso, las partículas de combustible atomizado se mezclan directamente con el aire, y en el segundo, la parte principal del combustible primero se evapora y se mezcla con el aire en estado de vapor.
Los motores MAN utilizan la mezcla de película, algunos motores de las familias D-120 y D144. Este método proporciona una rigidez aceptable del motor diesel ( W = 0,2…0,3 MPa/grado) y buena eficiencia, pero requiere mantener la temperatura del pistón dentro de los límites especificados, proporcionando una evaporación intensiva de la película de combustible.

Mezcla de película a granel combina los procesos de mezcla a granel y película. Este método de formación de la mezcla se usa, por ejemplo, en motores domésticos ZIL-645, donde la cámara de combustión volumétrica se encuentra en el pistón.
Una tobera situada en la cabeza del bloque inyecta combustible a través de una tobera que tiene dos orificios en forma de dos toberas polvorientas. El chorro de pared se dirige a lo largo de la generatriz de la cámara de combustión, creando una fina película sobre ella. El chorro de volumen se dirige más cerca del centro de la cámara de combustión.

La formación de una mezcla de película volumétrica asegura un funcionamiento más suave del motor diésel ( W = 0,25…0,4), cualidades de arranque aceptables con buena economía, y se usa en la mayoría de los motores diesel modernos. Los huecos en el pistón tienen la forma de una cámara en forma de toro (SMD, KamAZ, YaMZ A-41, A-01) o un cono truncado: una cámara en forma de delta (D-243, D-245) .

La calidad de la formación de la mezcla en los motores diesel se puede mejorar no solo por el diseño y la forma de la cámara de combustión. La tecnología del propio proceso de inyección de combustible juega un papel importante.
Aquí, los diseñadores resuelven los problemas de mejorar la formación de la mezcla de varias maneras:

• un aumento de la presión de inyección, lo que mejora la calidad de la pulverización del chorro de combustible (una de las formas de lograr este objetivo es el uso de inyectores unitarios);
• el uso de inyección escalonada (separada), cuando el combustible se suministra a la cámara de combustión en varios pasos (la inyección escalonada es fácil de implementar en sistemas de energía controlados por microcomputadora);
• selección de atomizadores para boquillas que proporcionan la forma óptima del chorro atomizado, el número de chorros y su dirección.

En los motores de carburador, la mezcla combustible se prepara en un dispositivo especial llamado carburador.

Un diagrama de un carburador elemental con un flujo descendente se muestra en la fig. 16.9.

en la cámara de flotación 2 usando un flotador 4 y válvula de aguja 3 mantiene un nivel de combustible constante.

Cuando el motor está en marcha debido a la acción de succión del pistón en el difusor 6 se crea un vacío. Combustible de la cámara de flotación 2 a través de un agujero calibrado 1, llamado e jet, es succionado al atomizador 5, que lo rocía.

Para evitar fugas de combustible del atomizador 5 cuando el motor no está funcionando, su borde superior está ubicado 2-3 mm por encima del nivel de combustible en la cámara del flotador. 2. esto último sucede equilibrado Y desequilibrado. En el primer caso, la cámara del flotador se comunica con at-

Arroz. 16.9.

1 - chorro; 2 - cámara de flotación; 3 - válvula de aguja; 4 - flotador; 5 - atomizador; 6 - difusor; 7 - la válvula del acelerador; 8 - tubería con aire atmosférico a través de un filtro de aire, en el segundo, directamente con aire atmosférico, como se muestra en la fig. 16.9.

A los beneficios del equilibrio cámaras de flotación se refiere a lo que hay en ellos, independientemente de la resistencia filtro de aire, el consumo de aire y gasolina está mejor equilibrado y la cámara está menos contaminada.

Formado en un difusor 6 mezcla combustible en el multiple de admision 8 a través de las válvulas de admisión se dirige a los cilindros del motor. La evaporación del combustible y la formación de la mezcla comienzan en el difusor 6 del carburador, continúan cuando la mezcla combustible se mueve por el tubo de succión. 8 y termina cuando se comprime en el cilindro. En los motores de cuatro tiempos, este proceso ocurre en dos carreras del pistón, lo que corresponde a 330-340° de rotación del cigüeñal. Durante la succión y la compresión se forman turbulencias, como resultado de lo cual el combustible evaporado se mezcla bien con el aire.

Para una mejor evaporación del combustible durante la formación de la mezcla, la mezcla combustible a veces se calienta en la tubería de succión, lo que asegura una combustión económica del combustible con bajas proporciones de exceso de aire y alta velocidad del cigüeñal.

La cantidad de mezcla combustible que ingresa al motor, y por lo tanto su potencia, está regulada por el acelerador 7. Con una apertura más grande, la velocidad del aire en el difusor aumenta 6, la rarefacción y la intensidad de la salida de combustible del atomizador 5 aumentan, así como la cantidad de mezcla combustible que ingresa al cilindro.

Según el diseño del motor y su carga, la velocidad del aire en el difusor oscila entre 50 y 150 m/s. La composición de la mezcla combustible preparada en el carburador se caracteriza por el coeficiente de exceso de aire a. La mezcla combustible en a = 1 se llama normal, en a = 1-=-1.15 - agotado, cuando a > 1,15 - pobre. El rendimiento del motor es de medio a carga completa en una mezcla pobre proporciona el consumo de combustible específico más bajo. Cuando a > 1,3, la mezcla combustible no se enciende por falta de combustible. mezcla combustible con exceso combustible a \u003d 1.00 - ID 5 se llama enriquecido, mientras que en un rico. Cuando una

Cuando se trabaja en una mezcla enriquecida, se proporciona mayor poder motor debido a un aumento del calor de combustión de la carga y una mayor velocidad de propagación de la llama. Sin embargo, cuando se opera con esta mezcla, el combustible no se quema por completo, lo que conduce a su mayor consumo específico.

El motor debe funcionar con una mezcla rica durante el arranque, el ralentí y la potencia máxima.

Cuando el motor está funcionando con un carburador elemental durante el período de arranque, debido a un pequeño vacío en el difusor y la ubicación del nivel de combustible en el atomizador 2-3 mm por debajo de su boca, no hay salida de combustible desde el atomizador, y entra aire limpio al motor (a -?°°) . Por lo tanto, arrancar un motor con un carburador elemental es imposible.

Un carburador elemental no puede garantizar el arranque del motor y un funcionamiento estable en De marcha en vacío, así como la composición requerida de la mezcla durante la transición de un modo de operación a otro. Por lo tanto, está equipado con dispositivos que proporcionan la composición de mezcla más ventajosa para varios modos de funcionamiento del motor. Dichos dispositivos incluyen chorros de compensación, economizadores, bombas aceleradoras, etc.

motores de gasolina -
uno de los tipos de ICE
(motores de interior
combustión) en la que se encendió
mezclas de aire y combustible,
llevado a cabo en
cilindros, a través
chispas de las bujías.
El papel del regulador de potencia
realiza el acelerador
válvula que regula
flujo de entrada
aire.

El principio de funcionamiento del sistema de aire y combustible.

formación de mezcla

Formación de mezclas de motor de combustión interna de inyección.

La formación de la mezcla de un motor de combustión interna con carburador.

10.