Факторы, влияющие на процесс сгорания в дизеле.

Свойства топлива. Элементарный и групповой химический состав топлива существенно влияет на продолжительность периода задержки воспламенения. Чем выше его цетановое число, тем короче пе­риод задержки и мягче работа дви­гателя.

На рис. 38 приведены три совме­щенные индикаторные диаграммы, полученные при работе дизеля на разных топливах при одинаковом моменте начала впрыска и прочих равных условиях. При работе на парафиновом топливе задержка вос­пламенения короче, наблюдается бо­лее плавное нарастание давления и ниже его максимальное значение, так как большая часть топлива сгорает во втором периоде. Физические характеристики топ­лива – его вязкость, поверхностное натяжение и испаряемость – также влияют на процесс сгорания. Пер­вые два фактора влияют на мелкость распыливания, а испаряемость – на скорость образования горючей смеси. Использование более легкого топлива

Рис. 38.Влияние изменения длительности задержки воспламенения на характер индикаторной диаграммы дизеля в зависимости от цетанового числа топлива.

при неизменном его цетановом числе вызывает некоторое сокращение задержки воспла­менения при одновременном возрастании максимальных давлений сгорания и значений dp/dφ.Однако легкие топлива в большинстве случаев обладают худшей воспламеняемостью (меньшим цетановым числом), что приводит к увеличению Θ_iи к еще большему возра­станию значенийdp/dφиP_z.

Степень сжатия. С увеличением степени сжатия ε повышаются температура и давление воздуха в момент начала впрыска. В резуль­тате этого задержки воспламенения сокращаются, снижается ско­рость нарастания давления, и работа двигателя становится более мягкой. Однако при больших ε вследствие более высоких давлений в цилиндре необходимо увеличивать массу деталей кривошипно-шатунного механизма для повышения прочности, что приводит к возрастанию механических потерь.

Угол опережения впрыска топлива. При большом опережении впрыска задержки воспламенения увеличиваются, так как давление и температура воздуха в мо­мент начала впрыска понижа­ются. Соответственно резко воз­растают значения P_z и dp/φ вследствие накопления в каме­ре сгорания к моменту воспла­менения большего количества топлива, а также из-за того, что большая часть топлива сго­рает вблизи в. м. т. при V = const. При малых углах опере­жения впрыска задержки вос­пламенения уменьшаются, дви­гатель работает мягче, но его мощность и полнота сгорания падают, так как большая часть топлива сгорает в процессе рас­ширения (в третьем периоде). На рис. 39 приведены совмещен­ные индикаторные диаграммы, снятые при различных углах опережения

Рис. 39. Индикаторная диаграмма дизеля при различных углах φ_вп

впрыска φ_вп и неизменной его продолжительности. Оптимальные углы φ_вп зависят от конструкции двигателя, его теплового режима, степени сжатия, давления и температуры воздуха на впуске в цилиндр, характеристик впрыска и частоты вращения коленчатого вала.

Качество распыливапия и продолжительность подачи топлива. Мелкость распыливания улучшается с повышением давления впрыска. При мелком распыливании сокращаются задержки воспламенения, но уменьшается дальнобойность топливных струй, что в некоторых случаях может ухудшить распределение топлива в воздушном заряде, а следовательно, и полноту сгорания.

Продолжительность впрыска и закон подачи (характер изменения количества подаваемого топлива по углу φ существенно влияют на протекание рабочего процесса. С уменьшением продолжительности впрыска при одной и той же цикловой подаче задержка воспламе­нения остается примерно такой же, но скорость нарастания давле­ния увеличивается, так как к моменту воспламенения в цилиндр подается большее количество топлива, в связи с чем возрастают мак­симальные давления сгорания и значения dp/dφ.

Частота вращения. Изменение частоты вращения коленчатого вала влияет на коэффициент наполнения цилиндра (а следовательно, на давление воздуха в конце сжатия), качество распыливания топ­лива, интенсивность вихревого движения воздуха и тепловое состоя­ние камеры сгорания.

С увеличением частоты вращения абсолютные длительности за­держек воспламенения (в миллисекундах) сокращаются, по отно­сительные длительности (в градусах поворота коленчатого вала) возрастают. Поэтому с повышением частоты вращения обычно при­ходится несколько увеличивать угол опережения впрыска.