Menu
RSS


Сгорание топлива в двигателе. Фазы сгорания и характеристики динамичности рабочего процесса

При анализе процесса сгорания по развернутой диаграмме весь процесс условно разбивают на четыре периода (фазы), которые в общих чертах отражают сущность явлений, происходящих в цилиндре при сгорании топлива:

1 - период задержки самовоспламенения охватывает часть цикла от начала поступления топлива в цилиндр (точка НПФ) до момента отрыва кривой давления в цилиндре от политропы сжатия (точка с), условно принимаемого за начало самовоспламенения топлива. В течении этого периода в цилиндре происходит сложная цепь физических и химических процессов: развитие факела распыленного топлива в объеме камеры сгорания, прогрев и испарение капель, распад молекул топлива на радикалы и атомы под действием высокой температуры, окисление горючих элементов кислородом воздуха;

2 - период начального горения охватывает часть цикла от начала самовоспламенения топлива (точка с) до момента достижения в цилиндре максимального давления (точкая). Этот период характеризуется взрывообразным воспламенением и сгоранием паров топлива, впрыснутого и испарившегося в основном за период задержки самовоспламенения. Сгорание происходит с высокой скоростью тепловыделения и резким нарастанием давления в цилиндре при продолжающемся впрыскивании топлива и повышающейся его концентрации в рабочей смеси;
3 - период основного горения соответствует участку цикла от момента достижения в цилиндре максимального давления до момента достижения максимальной температуры цикла и характеризуется наиболее интенсивным протеканием процесса сгорания по всему объему камеры сгорания при высокой скорости тепловыделения. В течении этого периода обычно заканчивается впрыскивание топлива, причем впрыснутое топливо попадает в среду с высоким давлением и высокой температурой, благодаря чему основная часть его сгорает с небольшой задержкрй по мере поступления в цилиндр. Повышается концентрация продуктов неполного сгорания топлива в цилиндре;
4 - период догорания топлива охватывает промежуток цикла между моментами достижения максимальной температуры в цилиндре и конца сгорания топлива (точка z'). Момент конца сгорания топлива определяют по углу поворота кривошипа, прикотором достигается нулевая скорость тепловыделения. Этот период характеризуется отсутствием подачи топлива в цилиндр, понижением давления в цилиндре, понижением концентрации конечных продуктов сгорания. Догорание на линии расширения - явление нежелательное. Оно приводит к повышению теплонапряженности деталей ЦПГ и увеличению тепловых потерь, а следовательно, к ухудшению экономичности дизеля. 
Для сравнительной оценки характера нарастания нагрузок на детали ЦПГ при сгорании топлива у разных дизелей или у одного и того же дизеля на разных режимах обычно пользуются показателями динамичности (жесткости) рабочего процесса: средней и максимальной скоростью нарастания давления при сгорании, степенью повышения давления.
Средняя скорость нарастания давления при сгорании ωcp = Δp/Δφ. Приращение давления Δp в цилиндре за угол Δφ соответствует периоду начального горения - 2 периоду процесса сгорания.
Максимальную скорость нарастания давления при сгорании определяют как первую производную изменения давления по углу поворота кривошипа на наиболее крутом участке повышения давления в цилиндре за 2 период процесса сгорания.
Степень повышения давления λ = pz/pc.
Показатели динамичности рабочего процесса в значительной степени зависят от фактора динамичности, который представляет собой отношение массы топлива, впрыснутой за период задержки самовоспламенения, к цикловой порции топлива. Чем выше фактор динамичности, тем выше значения показателей динамичности рабочего процесса при равных прочих условиях, в том числе при одинаковом виде топлива.

Login to post comments
back to top
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+
  • VK
  • RSS