Факторы влияющие на показатели дизеля
Качество смесеобразования и тип камеры сгорания. Качество смесеобразования зависит от следующих факторов:
1) параметры топливоподающей аппаратуры; качество распыления (форма камера, его глубина);
2) организация направленного движения воздуха в период впрыска;
3) термодинамические параметры;
4) свойства топлива.
Различают следующие способы смесеобразования:
1) в объеме камеры сгорания (объемное смесеобразование), топливо впрыскивается в движущийся поток воздуха и не попадает на поверхности, воспламенение начинается в нескольких зонах;
2) основная часть впрыскиваемого топлива попадает на нагретую поверхность камеры сгорания в виде тонкой пленки (пленочное смесеобразование) и лишь 5% распыляется. Топливо находящееся в объеме воспламеняется и способствует испарению и перемешиванию топливной пленки;
3) объемно-пленочное смесеобразование, при котором часть топлива поступает в объем, а часть в виде пленки оседает на поверхность.
В разделенных вихревых камерах сгорания направленное движение воздуха создается в процессе сжатия. Наличие узкой горловины обеспечивает перетекание заряда из вспомогательной камеры с большой скоростью.
В предкамерах кинетическая энергия заряда, образующаяся в процессе сжатия, используется для перемешивания.
Индикаторные показатели двигателя зависят от типа камеры сгорания и топливоподающей аппаратуры, которые влияют на протекание процесса сгорания и характеристику тепловыделения, а также на тепловые и гидродинамические потери.
|
|
|
Разделенные камеры сгорания имеют меньший индикаторный КПД, вследствие необходимой потери теплоты на протекание и большей относительной величины теплоотдающих поверхностей.
Неразделенные и полуразделенные камеры сгорания в большем диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха имеют лучшие показатели индикаторного КПД.
От типа камер зависит наличие компонентов токсичных в продуктах сгорания.
В неразделенной камере сгорания при той же степени сжатия, что и в разделенных, вследствие меньших тепловых потерь и большей температуры при наличии избытка воздуха образуется значительное количество окислов азота.
В неразделенных и полуразделенных камерах в процессе смесеобразования возникают зоны с переобогащенной смесью, где наряду со сгоранием происходит распад топлива с образованием углерода (сажа).
Такие дизели склонны к дымлению, поэтому в них предельные значения коэффициента избытка воздуха при полной нагрузке несколько увеличены чем в дизелях с разделенными камерами.
В разделенных камерах сгорания топливо впрыскивается в вихревую камеру или в предкамеру, где воздуха недостаточно для сгорания всего топлива. Вследствие этого несмотря на высокие температуры образование окислов азота не происходит из-за недостатка воздуха.
|
|
|
В последующем процессе развивается в надпоршневой зоне, где хотя и имеется избыток воздуха, но температуры значительно ниже.
Это , а также интенсивное движение заряда при перетекании заряда в основную камеру приводит к снижению содержания окислов азота и сажи в продуктах сгорания в дизелях с раздельными и полураздельными камерами сгорания.
Содержание СО в продуктах сгорания дизелей при хорошо организованных процессах смесеобразования и сгорания незначительно при использовании любой камеры сгорания.
Степень сжатия. Увеличение степени сжатия ведет к росту давления и температуры в период впрыска, что сокращает период задержки воспламенения.
В многотопливных двигателях для снижения длительности периода задержки и скорости нарастания давления, при работе на бензине повышают степень сжатия до 20 и более.
Повышение степени сжатия улучшает также пуск двигателя.
Величина степени сжатие, в зависимости от допустимого значения максимального давления цикла и прочности кривошипно-шатунного механизма, может автоматически регулироваться системой “ПАРСС”.
|
|
|
“ПАРСС” поршень автоматического регулирования степени сжатия увеличивает или уменьшает рабочий объем цилиндра.
Угол опережения начала впрыска. При чрезмерно раннем впрыске период задержки воспламенения увеличивается из-за снижения температуры и давления воздуха в момент впрыска. Одновременно процесс сгорания смещается таким образом, что максимальное давление достигается до ВМТ, что снижает индикаторные показатели работы давления.
При позднем впрыске топлива процесс сгорания начинается за ВМТ в процессе расширения и происходит при медленном повышении давлении (т.е. меньшей скорости нарастания давления), т.е. поздний впрыск также ухудшает индикаторные показатели.
Оптимальный угол снижения впрыска определяется для каждого двигателя экспериментально и зависит от степени сжатия, способа образования смеси, скоростного и нагрузочного режима работы двигателя.
С уменьшением угла опережения впрыска вследствие снижения температуры и давления уменьшается содержание окиси кислорода. Если приходится уменьшать угла опережения относительно оптимального, что ухудшает экономичность двигателя.
|
|
|
Нагрузка. С уменьшением нагрузки наблюдается некоторое снижение индикаторного КПД и удельного индикаторного расхода топлива, что является результатом ухудшения условий сгорания топлива, вследствие уменьшения мелкости распыления малых порций топлива и увеличения периода задержки воспламенения топлива.
Частота вращения. С повышением частоты вращения, качество распыления топлива улучшается, скорость движения воздушного заряда увеличивается, а температура и давление к концу процесса сжатия становится выше.
Таким образом с увеличением частоты вращения увеличивается максимальное давление в цикле, индикаторный КПД и скорость роста в фазе сгорания.
Индикаторные показатели с ростом n увеличиваются до тех пор, пока нормально работает топливоподающая аппаратура.
Скорость движения заряда. Для каждого сочетания параметров топливоподающей аппаратуры и скорости движения воздушного заряда в период впрыска топлива в неразделенных камерах существует оптимальная скорость движения заряда, при котором обеспечивается наилучшее теплоиспользование.
В разделенных камерах сгорания размер проходных сечений соединительной горловины определяет скорости вытеснения заряда во вспомогательную камеру и вытекания горящего факела в основную камеру, что влияет на показатели дизеля.
Надпоршневой зазор. С уменьшением надпоршневого зазора увеличивается отношение поршневой камеры сгорания VС (VКС/VС), а также увеличивается количество перетекающего воздуха.
Минимальный поршневой зазор определяется невозможностью касания поршнем головки в ВМТ.
Рис. 12.7. Влияние надпоршневого зазора на показатели работы двигателя.
Вопросы для самоконтроля
1.Что называется средним индикаторным давлением?
2. Что называется индикаторной мощностью?
3. Что называется эффективной мощностью?
4. Какие факторы влияют на показатели двигателей с искровым зажиганием?
5. Какие факторы влияют на показателя дизеля?
ЛЕКЦИЯ 13
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 947; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!