Вопрос 10

Период задержки воспламенения и его зависимости от скоростного режима , сорта топлива , параметра конца сжатия и т.д. Скорость нарастания давления цикла .

ОТВЕТ

Продолжительность периода задержки самовоспламенения топлива относительно момента начала впрыска топлива определяет характер протекания всего процесса сгорания. При длительном периоде задержки воспламенения в камере сгорания испаряется большое количество впрыснутого топлива, и в дальнейшем, вследствие вовлечения этого топлива в процесс сгорания, давление повышается и увеличивается «жесткость» работы дизеля. Поэтому стремятся уменьшить до определенного предела период задержки воспламенения топлива. В зависимости от условий протекания процесса сгорания продолжительность периода задержки воспламенения топлива составляет 0,0005—0,0002 с

На продолжительность периода задержки воспламенения топлива и на характер процесса сгорания влияют следующие факторы:

• физические и химические свойства топлива; • температура и давление воздуха в период впрыска топлива; • характер и интенсивность вихревого движения воздуха в камере сгорания; • работа топливоподающей аппаратуры; конструкция камеры сгорания; • угол опережения начала впрыска топлива; • нагрузка и частота вращения коленчатого вала. Для наиболее эффективного протекания процесса сгорания необходимо, чтобы его продолжительность была как можно меньше, а давление в камере сгорания повышалось плавно. Очень резкое повышение давления приводит к «жесткой» работе двигателя.

Период задержки воспламенения зависит от состава смеси. В момент запуска в камере сгорания образуется большое количество зон с богатой и бедной смесью горючего с окислителем. Поэтому одним из требований, предъявляемых к топливу для ЖРД, является постоянство периода задержки самовоспламенения топлива по составу смеси при достаточно низком его значении по абсолютной величине. [9]

Период задержки воспламенения зависит также от теплового режима работы двигателя и, в частности, от температуры охлаждающей воды. Понижение температуры охлаждающей воды повышает период задержки воспламенения, и, наоборот, более высокая температура охлаждающей воды ускоряет воспламеняемость топлива. [11]

Вопрос 11

Влияние характеристики подачи топлива и вихревого движения воздуха на протекание процесса сгорания

ОТВЕТ

Бедная смесь образуется в результате неисправности карбюратора, впускного трубопровода или приборов подачи топлива. Признаками работы двигателя на бедной смеси являются хлопки в карбюраторе, перегрев и снижение мощности двигателя. Хлопки в карбюраторе объясняются тем, что бедная смесь горит медленно, горение ее продолжается до начала такта впуска, отчего смесь воспламеняется во впускном трубопроводе и даже в карбюраторе. В результате увеличения времени сгорания смеси двигатель перегревается и теряет мощность.

Богатая смесь. Работа двигателя на богатой смеси сопровождается черным дымом и выстрелами из глушителя. При длительной работе на такой смеси двигатель перегревается, снижает мощность и перерасходует топливо, а в его цилиндрах интенсивно откладывается нагар.

Для удовлетворения этих требований «сгорания» необходимым является создание интенсивного направленного движения воздуха, но организовать этот процесс нужно так, чтобы с впрыскиваемым топливом смешалось необходимое для сгорания количество воздуха. Принципиально для этой цели существуют две возможности: направлять либо воздух к топливу, либо топливо к воздуху.

В первом из них топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр несколькими струями (факелами), которые обдуваются вращающимся потоком воздуха. Скорость потока должна обеспечивать прохождение воздухом пути от одной струи к другой за время сгорания [2].

Число струй, однако, ограничено, и поэтому необходимое количество топлива должно впрыскиваться с определенной скоростью, чтобы обеспечивалось, его хорошее распыливание. Если топливо хорошо распылено, то оно быстро прогревается после впрыска в горячий воздух, и время, проходящее до его воспламенения (так называемая задержка воспламенения), уменьшается. Малое время задержки воспламенения нужно для того, чтобы количество топлива, поданного в камеру сгорания за этот период, не было настолько большим, чтобы после воспламенения вызвать резкое нарастание давления и большую жесткость работы двигателя. Регулирование процесса, сгорания может быть обеспечено законом подачи топлива в уже воспламененную среду.

Если скорость, время и количество подаваемого топлива определены, то можно рассчитать диаметр силовых отверстий распылителя форсунки, задавшись их числом. Для устранения опасности закоксовывания и обеспечения технологичности изготовления распылителей форсунок минимальный диаметр отверстий ограничивается 0,25—0,3 мм. Поэтому их число в автомобильных дизелях не превышает 4—5.