|
|
Конструкция двигателя: камеры сгорания
Горение в камере сгорания двигателя с искровым зажиганием
начинается у свечи зажигания, а затем распространяется по
всему объему цилиндра. В случае с двигателем с
воспламенением от сжатия горение топлива начинается от
нагрева воздуха в камере сгорания. Когда топливо в
распыленном состоянии проходит через воздух, оно поглощает
теплоту и, если его температура оказывается достаточно
высокой, топливо испаряется и загорается. В фазе нагрева
топливо распространяется по всему цилиндру и поэтому горение
начинается сразу во многих местах камеры сгорания. В случае
с двигателем с прямым впрыском, когда начинается горение,
большая часть сгоревших газов концентрируется в зонах,
расположенных поблизости от форсунки. Эти зоны должны
подпитываться воздухом, который будет вытеснять сгоревшие
газы, и доставлять кислород, необходимый для полного
сгорания топлива: недостаток кислорода в местах сгорания
газов может привести к появлению черного дыма в отработанных
газах. Поскольку величина мощности зависит от количества
впрыскиваемого топлива, а оно в свою очередь ограничено тем
моментом, от которого начинается выброс смога, в некоторых
системах может применяться последовательная подача воздуха
вслед за топливом. Поступающий воздух создает вихревой поток
(термин, используемый вместо термина турбулентность,
поскольку турбулентность относится к беспорядочному
движению).
Фазы горения
На рис. 30.1 изображен график горения топлива в двигателе с
воспламенением от сжатия, работающем при полной нагрузке.
Процесс горения, описываемый таким графиком, можно условно
разделить на три фазы.
Рис. 30.1
Фазы горения
Фаза 1: период задержки воспламенения. Это время (или угол
поворота коленчатого вала) от начала впрыска до момента
возникновения очагов самовоспламенения частиц топлива. Во
время этой важной фазы частицы впрыснутого топлива
нагреваются горячим воздухом до температуры, которая
необходима для самовоспламенения топлива.
Фаза 2: распространение пламени приводит к резкому росту
давления, вызываемому быстрым сгоранием топлива впрыснутого
во время первой фазы. Скорость роста давления влияет на
место, с которого начинается «взрывное» сгорание. Это
«взрывное» сгорание называется «жесткой» работой дизеля и
является главным недостатком двигателя с воспламенением от
сжатия.
Фаза 3: непосредственное сгорание топлива по мере его
поступления в камеру сгорания вызывает дальнейший рост
давления. Когда двигатель работает не с максимальной
нагрузкой, эта фаза частично отсутствует.
При внимательном изучении графика можно увидеть, что при
укорачивании периода задержки воспламенения количество
топлива в камере сгорания уменьшается и двигатель работает
тише и более равномерно. Совершенствуя конструкцию, можно
увеличить вихревые потоки, степень распыления и температуру
топлива, что приведет к уменьшению периода задержки
воспламенения, но гораздо более важным фактором является
воспламеняемость топлива. В отличие от бензина, дизельное
топливо должно быть способно воспламеняться в массе
нагретого воздуха без помощи электрической искры. Свойство
топлива воспламеняться или его «воспламеняемость» выражается
цетановым числом. Классификация обеспечивается путем
сравнения топлива хорошим топливом, с цетановым числом 100 и
с плохим топливом, альфаметилнафталеном, цетановое число
которого принимается за 0. Большинство сортов продаваемого
топлива имеют цетановое число около 50. назад
>> |
|
