Formarea amestecului în motorină
Formarea amestecului în motoarele diesel
După cum se știe, pentru că combustibilul ars și căldura alocată, au nevoie de oxigen ca ardere - procesul de oxidare a combustibilului (materialelor combustibile), adică, compuși cu oxigen ... În cazul în care oxigenul nu este suficient, chiar materialul inflamabile cele mai inflamabile și explozive nu se va arde.
Toate această filozofie se aplică în totalitate motoarelor termice. Pentru combustibilul în camera de ardere a început să ardă, necesită oxigen, care în acest caz este furnizat în cilindrii cu aerul ambiant.
Viteza de ardere depinde de cât de rapid și precis, vom amesteca aerul cu combustibil în cilindru înainte de aprindere.
Procesul de amestecare a combustibilului cu aerul înainte de arderea acestui amestec se numește formarea amestecului. Formarea amestecului Calitativ - cheia pentru funcționarea eficientă și eficace a oricărui motor termic.
La motoarele pe benzină, benzină este amestecat cu aer în carburator, apoi în timpul deplasării în apropierea galeriei de admisie supapa de admisie în cilindru, precum și în timpul de admisie și compresie accidente vasculare cerebrale. In diesel acest proces important este dat o extrem de scurt moment - o camera de ardere a combustibilului motor diesel este alimentat în capătul cursei de compresie de 10 ... 20 ˚ unghi de rotire, înainte de punctul mort superior (TDC). În acest caz, nu este alimentat în cilindru se amestecă cu aer în motor carburator și injectat într-o formă „pură“, și numai în cilindri este capabil să „întâlni“ cu oxigenul atmosferic pentru a amesteca rapid, arde și se izolează termic.
Timpul permis pentru prepararea amestecului și arderea în amestec motoarele diesel aproximativ cinci până la zece ori mai mici decât motoarele pe benzină și nu este mai mare de 0,002 ... 0, 01 secunde.
Din moment ce are loc arderea rapidă suficient diesel funcționează „hard“ - motor de două până la trei ori mai acerba benzina.
Trebuie remarcat faptul că rigiditatea de funcționare a motorului - parametru de măsurare (F = dp / dφ) - este rata de creștere a presiunii (dp) peste unghiul de rotație (dφ) a arborelui cotit, astfel încât să poată fi calculată.
Deși combustia efemeritate la motoarele diesel, este împărțit convențional în patru etape, dintre care prima este numită perioada de întârziere de aprindere (0,001 ... 0,003 s). În acest moment, dezintegrarea combustibilului injectat in picaturi mici care se deplasează prin camera de ardere, vaporizat și amestecat cu aer, și accelerarea reacțiilor chimice autoaprinderea. Următoarele trei etape - combustibil de ardere fazele amestecului.
În cazul în care perioada de întârziere de aprindere este lung, o mare parte a combustibilului are timp să se evapore și se amestecă cu aerul. Ca urmare a aprinderii simultane a acestei părți în întregul volum este o creștere bruscă a presiunii în camera de ardere (munca grea), odată cu creșterea sarcinilor dinamice pe părțile și zgomotul a crescut.
Prin urmare, o lungă perioadă de întârziere a aprinderii nu este de dorit. Aceasta depinde de condițiile de temperatură, gradul de combustibil, sarcina motorului și a altor factori. Cu toate acestea, formarea amestecului intern în motoarele diesel definește întotdeauna un loc de muncă mai dure decât cu motoare pe benzină.
Deoarece timpul de formare a amestecului într-un motor diesel este foarte mic, este administrat este mai mare decât la motoarele pe benzină (cu excepția motoarelor de injecție folosind injecție directă, în cazul în care aerul este admis de asemenea ușor supraponderali) pentru o ardere mai completă a combustibilului în cilindri de aer. excesul de aer Coeficientul α în motoarele diesel este de 1.4 - 2.2.
Astfel, prin operarea de încărcare a motoarelor diesel pentru a satisface cerințele ridicate. Acesta ar trebui să asigure o amestecare uniformă a combustibilului cu aerul, treptat în timpul arderii combustibilului, utilizarea completă a tuturor aerului din camera de ardere, la cea mai mică valoare posibilă a α. și maximă a motorului diesel de buna funcționare.
Modalități de îmbunătățire a carburatorului
Cele mai multe sarcini pentru îmbunătățirea calității formării amestecului în motoarele diesel rezolvate în mare măsură prin selectarea formei camerei de ardere.
Distinge camera de ardere nedivizat (o formă de foaie) (Fig. 1a, b) și separate (Fig. 1c).
camera de ardere nedivizat sunt formate de coroana pistonului când acesta este în punctul mort superior, și planul chiulasă. camera de ardere nedivizat sunt utilizate în principal în motoarele diesel de tractoare și camioane. Acestea vă permit să crească eficiența motorului și a calității sale de pornire (în special un motor rece).
Camera de ardere divizată are o principală și o cavitate auxiliară 11. Canalul auxiliar conectat la camera poate fi nu numai sferice, după cum se arată în Fig. 1. dar cilindric.
În primul caz este numit vortex (motoare diesel D-50, RMA-114), în al doilea - antecameră sau cum este mai frecvent numit - antecameră (SBL-100).
Camera turbionară funcționează după cum urmează. Chiulasa are o cavitate sferică - o cameră turbionară conectată la canalul principal al camerei de ardere deasupra pistonului. Atunci când pistonul se deplasează în sus în timpul comprimării aerului cu viteză mare pătrunde în camera de turbionare tangențial la pereții săi.
Ca rezultat al acestui curent de aer este răsucit la o viteză de până la 200 m / s. În acest incandescent (700 ... 900 K), injectorul turbionar injectează combustibil, care este aprins, iar presiunea din camera crește brusc.
Gaze cu canal de combustibil nears ejectate în camera principală, unde arderea combustibilului rămas. Volumul camerei turbionare este de 40 ... 60% din volumul total al camerei de ardere, adică. E. Aproximativ jumătate din volum.
Precombustie (antecameră) motoare au o cameră cu două părți. Combustibilul este injectat într-o antecameră cilindric (antecameră) și o parte (60%) este aprins. procesul de ardere are loc în același mod ca și în camera de turbionare.
Camera de ardere divizată este mai puțin sensibilă la combustibil compoziție, funcționează pe o gamă largă de frecvența de rotație a arborelui cotit, asigură o amestecare mai bună și să lucreze mai puțin rigidă prin reducerea perioadei de întârziere de aprindere.
Cu toate acestea dezavantajul principal este dificil de pornire a motorului, iar consumul de combustibil a crescut în comparație cu camerele de ardere indivize.
Uneori, izolat în camera de ardere semiseparation (vezi. Fig. 2), care includ camere formate cavități adânci în capul pistonului. Arderea unui astfel de amestec aer-combustibil în camerele de ardere similare cu procedeul din camera de separare, injecția de combustibil în cavitatea pistonului este benefică pentru răcirea acestuia în timpul funcționării.
Calitatea de amestecare este, de asemenea, în mod semnificativ afectează direcția reciprocă a mișcării și intensitatea jeturilor de combustibil și a aerului de supraalimentare în camera de ardere. În acest sens, distincția carburatie volumetric, și un film de film de volum.
carburație Volumetric caracterizat prin aceea că combustibilul este injectat direct în interiorul aerului cald conținut în camera de ardere. Mai mult, pentru o mai bună amestecare a particulelor de combustibil pulverizat cu încărcătura de aer proaspăt raportează o mișcare de rotație prin intermediul unor conducte de admisie sau de creare a turbulențelor elicoidale și forma camerei de ardere tind să fie de acord cu forma jetului de combustibil al duzei de injecție.
Pentru funcționarea normală a unui motor diesel cu o operațiune de încărcare volumetrică necesită o presiune foarte mare de injecție de combustibil - până la 100 MPa sau mai mare. Motoarele cu astfel de smeseobrazovaniem suficient de economic, dar funcționează rigid (M = 0,6 ... 1,0 MPa / DEG).
carburație Film caracterizat prin aceea că cea mai mare parte a combustibilului injectat furnizat în camera de ardere sferică perete fierbinte, care formează un film, și apoi se evaporă scăzând căldura din porțiunea de perete.
Principala diferență între forma în vrac și film este că, în primul caz, particulele de combustibil pulverizat amestecat direct cu aerul, iar a doua parte principală a combustibilului se evaporă mai întâi, și deja în stare de vapori, este amestecat cu aerul.
Filmul folosit motoare carburatie MAN companie, unele familii de motoare D-120, și D144. Această metodă asigură o rigiditate acceptabilă a motorului diesel (M = 0,2 ... 0,3 MPa / deg) și eficiență bună, dar necesită menținerea temperaturii pistonului într-un interval predeterminat, oferind evaporarea intensă a filmului combustibil.
proces de amestecare Space-film combină în vrac și film de amestecare. Această metodă se utilizează de amestecare, de exemplu, motoarele interne Zil-645, în cazul în care camera de ardere volumetrică situată în piston.
O duză situată în capul cilindrului, injectează combustibil prin pulverizare având două deschideri în formă de două jeturi de praf. jet de perete este direcționat de-a lungul unei generatoare a camerei de ardere, creând un strat subțire pe acesta. jet Volumetric este direcționat mai aproape de centrul camerei de ardere.
Space-film oferă o operație carburație mai moale a motorului diesel (M = 0,4 ... 0,25), pornind de o calitate acceptabilă la o bună eficiență, și este utilizat în majoritatea motoarelor diesel moderne. Locașurile din camera pistonului care formează forma unui torus (SMD, Kamaz, YaMZ A-41, A-01) sau trunchi de con - camera deltoid (D-243, D-245).
Calitatea formării amestecului în motoarele diesel pot fi îmbunătățite nu numai designul și forma camerei de ardere. Tehnologia joacă un rol important al procesului de injecție a combustibilului a duzei.
Aici designeri rezolva probleme pentru a îmbunătăți amestecarea în mai multe moduri:
- creșterea presiunii de injecție, îmbunătățind astfel calitatea atomizare a jetului de combustibil (una dintre modalitățile de realizare a acestui obiectiv - injectoare aplicare);
- aplicare (split) injecție de fază, atunci când combustibilul în camera de combustie este alimentat în etape (injecție în trepte ușor de implementat în sistemele alimentare microcalculator controlate);
- duze de pulverizare pentru selecție oferind forma optimă a jetului pulverizat, numărul de jeturi și direcția lor.