1. Смесеобразование в бензиновых двигателях. Смесеобразование в двигателе


Классификация двигателей | Двигатель автомобиля

В зависимости от способа приготовления топливовоздушной (горючей) смеси различают двигатели:

  • с внешним смесеобразованием
  • с внутренним смесеобразованием

Горючей смесью называют смесь паров топлива или горючего газа с воздухом в отношении, обеспечивающем сгорание ее в рабочем цилиндре двигателя. Образуется горючая смесь в двигателях в процессе смесеобразования. Она перемешивается в камере сгорания с остаточными продуктами сгорания и образует рабочую смесь.

Смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси. В двигателях внутреннего сгорания различают смесеобразование внешнее и внутреннее.

Внешнее смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси вне цилиндра двигателя — в карбюраторе (у двигателей, работающих на жидком легкоиепаряющемся топливе) или в смесителе — у двигателей, работающих на газе.

Внутреннее смесеобразование — процесс приготовления рабочей смеси внутри цилиндра. Топливо подается в камеру сгорания форсункой при помощи насоса высокого давления.

В быстроходных дизелях применяют два способа образования смеси: объемное и пленочное.

Объемным смесеобразованием называется такой способ образования горючей смеси, при котором топливо из жидкого состояния превращается в парообразное под действием вихревых потоков воздуха в камере сгорания.

Пленочный способ смесеобразования заключается в превращении топлива из жидкого состояния в парообразное в процессе перемещения тонкого слоя (пленки) топлива по поверхности камеры сгорания под действием потока воздуха. Для полного сгорания топлива при объемном смесеобразовании требуется, чтобы форсунки хорошо распыливали и равномерно распределяли топливо по объему камеры сгорания. В дизелях, работающих с пленочным смесеобразованием, топливо впрыскивается форсункой на поверхность камеры сгорания под малым углом к поверхности. Затем оно вихревыми потоками воздуха перемещается по нагретой поверхности камеры и испаряется. При таком способе смесеобразования к форсунке предъявляются менее высокие требования, чем при объемном.

Для полного сгорания топлива в двигателе требуется минимальное, так называемое теоретически необходимое, количество воздуха. Так, для сгорания 1 кг дизельного топлива требуется 0,496 кмоль воздуха, а для сгорания 1 кг бензина 0,516 кмоль воздуха. Однако вследствие несовершенства процесса смесеобразования количество воздуха, содержащегося в горючей смеси работающего двигателя, может быть больше или меньше, чем указано.

Отношение действительного количества воздуха, поступившего в цилиндр двигателя, к количеству воздуха, теоретически необходимому для полного сгорания топлива, называется коэффициентом избытка воздуха а. Он зависит от типа двигателя, конструкции, вида и качества топлива, режима и условий работы двигателя. У автомобильных двигателей, работающих на бензине, а = 0,85… 1,3. Наиболее благоприятные условия для сгорания топлива создаются при а = 0,85…0,9. Двигатель при этом развивает максимальную мощность. Наиболее экономичный режим работы — при а = 1,1…1,3. Это режим нагрузок, близких к полной.

Образование рабочей смеси в карбюраторных двигателях начинается в карбюраторе, продолжается во впускных трубопроводах и заканчивается в камере сжатия. В дизелях рабочая смесь образуется в камере сжатия при впрыске топлива в нее форсункой. Поэтому времени на приготовление рабочей смеси в дизелях будет меньше, чем в карбюраторных двигателях, и качество приготовления рабочей смеси хуже.

Для обеспечения полного сгорания единицы поступившего в цилиндр топлива дизелям нужно больше воздуха, чем карбюраторным двигателям. В связи с этим коэффициент избытка воздуха у дизелей колеблется на режимах полной и близкой к полной нагрузке в пределах 1,4…1,25, а на холостом ходу равен 5 и более единицам.

Если в составе рабочей смеси воздуха меньше, чем теоретически необходимо для полного сгорания содержащегося в смеси топлива, то такая смесь называется «богатой». Если а>1, т. е. в смеси воздуха больше, чем теоретически необходимо для сгорания топлива, то такая смесь называется «бедной».

Чем выше качество смесеобразования, тем ближе величина а к единице. Для каждого типа двигателя коэффициент а имеет свои значения. В процессе эксплуатации нарушается регулировка топливоподающей аппаратуры, загрязняются воздушные фильтры, а это приводит к повышению гидравлического сопротивления и снижению количества воздуха, поступающего в цилиндры. При этом рабочая смесь часто переобогащается. В результате топливо сгорает не полностью. Вместе с отработавшими газами в атмосферу выбрасываются токсичные их составляющие, такие, как окись углерода (СО), окись и двуокись азота (NO, N02). Они загрязняют окружающую среду. Наряду с этим ухудшается экономичность работы двигателя. Особенно много выделяется окиси углерода при работе бензиновых двигателей на обогащенной смеси. В небольших количествах СО выделяется при работе дизелей на холостом ходу. Это вызывается местными переобогащениями смеси вследствие неудовлетворительной работы топливной аппаратуры.

Для уменьшения загрязнения окружающей среды необходимо своевременно и высококачественно регулировать топливоподающую аппаратуру и обслуживать систему фильтрации воздуха и механизм газораспределения.

По способу воспламенения рабочей смеси различают двигатели с принудительным воспламенением и с воспламенением от сжатия.

В двигателях с принудительным воспламенением рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, которая образуется тогда, когда поршень приближается к верхней мертвой точке (в.м.т.) в такте сжатия. К этому моменту в камере сжатия находится топливовоздушная смесь, сжатая до 0,9… 1,5 МПа и нагретая до 280…480°С.

Жидкое топливо может сгорать только в газообразном состоянии. Поэтому необходимо, чтобы карбюратор обеспечивал возможно более тонкое распыливание топлива. Чем тоньше распыливание, тем больше общая поверхность частичек топлива, тем за более короткий промежуток времени оно испаряется. При возникновении искры воспламеняется только та часть смеси, которая находится у электродов искровой свечи зажигания. В этой зоне температура достигает 10 000° С, и образовавшееся пламя распространяется со скоростью 30…50 м/с по всему объему камеры сгорания. Продолжительность процесса сгорания составляет 30…40° угла поворота коленчатого вала. Угол в градусах поворота коленчатого вала от момента образования искры в свече до в.м.т. называется углом опережения зажигания ф3. Оптимальное значение величины угла ф3 зависит от конструкции двигателя, режима работы, условий эксплуатации двигателя и качества топлива.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Смесеобразование в бензиновых двигателях

Под смесеобразованием в двигателях с искровым зажиганием подразумевают комплекс взаимосвязанных процессов, сопровождающих дозирование топлива и воздуха, распыливание и испарение топлива и перемешивание его с воздухом. Качественное смесеобразование является необходимым условием получения высоких мощностных, экономических и экологических показателей двигателя.

Протекание процессов смесеобразования в значительной степени зависит от физико-химических свойств топлива и способа его подачи. В двигателях с внешним смесеобразованием процесс смесеобразования начинается в карбюраторе (форсунке, смесителе), продолжается во впускном коллекторе и заканчивается в цилиндре.

После выхода струи топлива из распылителя карбюратора или форсунки начинается распад струи под воздействием сил аэродинамического сопротивления (вследствие разности скоростей движения воздуха и топлива). Мелкость и однородность распыливания зависят от скорости воздуха в диффузоре, вязкости и поверхностного натяжения топлива. При пуске карбюраторного двигателя при его относительно низкой температуре распыливания топлива практически нет, и в цилиндры поступает до 90 и более процентов топлива в жидком состоянии. Вследствие этого для обеспечения надежного пуска необходимо существенно увеличивать цикловую подачу топлива (доводить α до значений ≈ 0,1-0,2). При испарении топлива протекает процесс его фракционирования. В первую очередь испаряются легкие фракции, а более тяжелые попадают в цилиндр в жидкой фазе. В результате неравномерного распределения жидкой фазы в цилиндрах может оказаться не только смесь с разным соотношением топливо – воздух, но и топливо различного фракционного состава. Следовательно, и октановые числа топлива, находящегося в разных цилиндрах, будут неодинаковыми.

Качество смесеобразования улучшается с ростом частоты вращения n. Особенно заметно негативное влияние пленки на показатели работы двигателя на переходных режимах.

Неравномерность состава смеси в двигателях с распределенным впрыскиванием определяется, главным образом, идентичностью работы форсунок. Степень неравномерности состава смеси составляет ±1,5 % при работе по внешней скоростной характеристике и ±4 % на холостом ходу с минимальной частотой вращения nх.х.min.

При впрыскивании топлива непосредственно в цилиндр возможны два способа смесеобразования:

− с получением гомогенной смеси;

− с расслоением заряда.

Реализация последнего способа смесеобразования сопряжена с немалыми трудностями.

 

Смесеобразование в дизельных двигателях

Время, отводимое на процесс смесеобразования в дизелях, очень мало. Да и топливо, поступающее в нагретый сжатый воздух, воспламеняется не сразу. Между началом его подачи и моментном воспламенения проходит некоторый промежуток времени, называемый периодом задержки воспламенения. В течение этого периода топливо перемешивается с воздухом, испаряется и нагревается до самовоспламенения. Период задержки воспламенения зависит от сорта топлива, его физических свойств и от конструктивных особенностей двигателя. Чем значительнее период задержки воспламенения, тем больше количество топлива накапливается в камере сгорания. После воспламенения оно быстро сгорает, что приводит к резкому увеличению давления газов на поршневую группу. Двигатель работает жестко, его стуками, а его детали подвергаются интенсивному изнашиванию. Мелкое распушивание топлива в завихренный воздух приводит к уменьшению периода задержки воспламенения. С увеличением частоты вращения коленчатого вала повышаются давление и температура в конце, что уменьшает период задержки воспламенения топлива. Следовательно, для быстроходных дизелей необходимо использовать топливо с повышенным метановым числом, так как такое топливо скорее воспламеняется и быстрее сгорает. Особенностью системы питания дизеля является раздельная подача воздуха и топлива в цилиндры. Смесеобразование в дизелях происходит непосредственно в камере сгорания. В сжатый горячий воздух впрыскивается определенная порция топлива. Задача смесеобразовательного процесса заключается в том, чтобы мелко распылить и хорошо перемешать определенную дозу топлива с воздухом. Смесеобразование происходит почти одновременно с процессом сгорания. Если в цилиндр подавать на одну часть топлива теоретически необходимое количество воздуха, достаточное для полного сгорания топлива, то двигатель будет работать с дымлением. Объясняется это тем, что равномерно распределить мелкие частицы топлива в воздухе по всей камере сгорания дизеля очень трудно. Чтобы топливо полностью сгорело, воздуха приходится подавать в цилиндры значительно больше, чем теоретически необходимо. Однако увеличение коэффициента избытка воздуха ухудшает экономические показатели дизеля. Лучше, если сгорание топлива происходит при меньшем значении коэффициента избытка воздуха, так как в этом случае полнее будет использована теплота сгоревшего топлива.

Система питания дизельного двигателя. Общие сведения

При работе дизельного двигателя в его цилиндры всасывается наружный воздух, который сжимается до высокого давления. При этом температура воздуха в результате адиабатического нагрева поднимается до уровня 700-900˚С, превышающего точку воспламенения дизельного топлива. Топливо впрыскивается в цилиндр с некоторым опережением и воспламеняется. Таким образом, необходимость в использовании свечей зажигания отпадает.

Как и на бензиновых моделях система питания состоит из двух трактов: подачи топлива и подачи воздуха; управление функционированием системы осуществляет специальный электронный модуль (ECM). Более подробно принцип функционирования системы управления дизельным двигателем/снижения токсичности отработавших газов изложен в Разделе Система самодиагностики дизельных моделей .



stydopedya.ru

1. Процесс смесеобразование в двигателях с искровым зажиганием.

Комплекс взаимосвязанных процессов дози­рования топлива и воздуха, распыливания и испарения топлива, а также перемешивания топлива с воздухом называется смесеоб­разованием. От состава и качества топливовоздушной смеси, полу­ченной при смесеобразовании, зависит эффективность процесса сгорания.

В четырехтактных двигателях обычно организуют внешнее сме­сеобразование, которое начинается дозированием топлива и воз­духа в форсунке, карбюраторе или в смесителе (газовый двига­тель), продолжается во впускном тракте и завершается в цилиндре двигателя.

Различают два типа впрыскивания топлива: центральное — впрыс­кивание топлива во впускной трубопровод и распределенное — впрыскивание во впускные каналы головки цилиндров.

Распыливание топлива при центральном впрыскивании и в кар­бюраторах начинается в период, когда струя топлива после ее выхода из отверстия форсунки или распылителя под воздействи­ем сил аэродинамического сопротивления и за счет высокой ки­нетической энергии воздуха распадается на пленки и капли раз­личных диаметров. По мере движения капли дробятся на более мелкие. С повышением мелкости распыливания растет суммарная поверхность капель, что приводит к более быстрому превраще­нию топлива в пар.

С увеличением скорости воздуха мелкость и однородность рас­пыливания улучшаются, а при большой вязкости и поверхност­ном натяжении топлива — ухудшаются. Так, при пуске карбюра­торного двигателя распыливания топлива практически нет.

При впрыскивании бензина качество распыливания зависит от давления впрыскивания, формы распыливающих отверстий фор­сунки и скорости течения топлива в них.

В системах впрыскивания наибольшее применение получили электромагнитные форсунки, к которым топливо подводится под давлением 0,15...0,4 МПа для получения капель требуемого раз­мера.

Распыливание пленки и капель топлива продолжается при дви­жении топливовоздушной смеси через сечения между впускным клапаном и его седлом, а на частичных нагрузках — в щели, обра­зуемой прикрытой дроссельной заслонкой.

Образование и движение пленки топлива возникает в каналах и трубопроводах впускной системы. При движении топлива из-за взаимодействия с потоком воздуха и гравитации оно частично оседает на стенках впускного трубопровода и образует топливную пленку. Из-за действия сил поверхностного натяжения, сцепле­ния со стенкой, тяжести и других сил скорость движения пленки топлива в несколько десятков раз меньше скорости потока смеси. С пленки потоком воздуха могут срываться капельки топлива (вто­ричное распыливание).

При впрыскивании бензина обычно в пленку попадает 60...80 % топлива. Ее количество зависит от места установки форсунки, даль­нобойности струи, мелкости распыливания, а в случае распреде­ленного впрыскивания в каждый цилиндр — и от момента его начала.

В карбюраторных двигателях на режимах полных нагрузок и малой частоты вращения до 25% от общего расхода топлива по­падает в пленку на выходе из впускного трубопровода. Это связа­но с небольшой скоростью потока воздуха и недостаточной мел­костью распыливания топлива. При прикрытии дроссельной зас­лонки количество пленки во впускном трубопроводе меньше из-за вторичного распыливания топлива около заслонки.

Испарение топлива необходимо для получения однородной смеси топлива с воздухом и организации эффективного процесса сгорания. Во впускном канале, до поступления в цилиндр, смесь является двух­фазной. Топливо в смеси находится в газовой и жидкой фазах.

При центральном впрыскивании и карбюрации для испарения пленки впускной трубопровод специально подогревают жидко­стью из системы охлаждения или отработавшими газами. В зависи­мости от конструкции впускного тракта и режима работы на вы­ходе из впускного трубопровода в горючей смеси топливо на 60...95 % находится в виде паров.

Процесс испарения топлива продолжается и в цилиндре во время тактов впуска и сжатия, а к началу сгорания топливо испа­ряется практически полностью.

При распределенном впрыскивании топлива на тарелку впускно­го клапана и работе двигателя на полной нагрузке испаряется 30...50 % цикловой дозы топлива до поступления в цилиндр. При впрыскивании топлива на стенки впускного канала доля испа­рившегося топлива возрастает до 50...70 % благодаря увеличению времени на его испарение. Подогрев впускного трубопровода в этом случае не нужен.

Условия для испарения бензина на режимах холодного пуска ухудшаются, а доля испарившегося топлива перед поступлением в цилиндр при этом составляет лишь 5... 10%.

Неравномерность состава смеси, поступающей в разные цилиндры двигателя, при центральном впрыскивании и карбюрации опреде­ляется разной геометрией и длиной каналов (неодинаковым сопро­тивлением ветвей впускного тракта), разницей скоростей движения воздуха и паров, капель и, главным образом, пленки топлива.

При неудачной конструкции впускного тракта степень равно­мерности состава смеси может достигать ±20%, что существенно снижает экономичность и мощность двигателя.

Неравномерность состава смеси зависит также от режима ра­боты двигателя. При центральном впрыскивании и в карбюратор­ном двигателе с ростом частоты вращения улучшаются распыли­вание и испарение топлива, поэтому неравномерность состава смеси снижается. Смесеобразование улучшается при уменьшении нагрузки двигателя.

При распределенном впрыскивании неравномерность состава смеси по цилиндрам зависит от идентичности работы форсунок. Наибольшая неравномерность возможна на режиме холостого хода при малых цикловых дозах.

Организация внешнего смесеобразования газовых автомобиль­ных двигателей подобна карбюраторным двигателям. Топливо в воздушный поток вводится в газообразном состоянии. Качество топливовоздушной смеси при внешнем смесеобразовании зави­сит от температуры кипения и коэффициента диффузии газа. При этом обеспечивается формирование практически однородной сме­си, а ее распределение по цилиндрам равномернее, чем в карбю­раторных двигателях.

studfiles.net

Внутреннее смесеобразование - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Внутреннее смесеобразование

Cтраница 1

Внутреннее смесеобразование используют для двух - и четырехтактных двигателей с наддувом и без него для исключения потерь газа во время продувки.  [2]

Внутреннее смесеобразование применяется для двух - и четырехтактных двигателей с наддувом во избежание потерь газа во время продувки. В газовых двигателях с внутренним смесеобразованием каждый цилиндр дополнительно снабжается клапаном для подачи газа. С помощью этого же клапана осуществляется регулирование работы двигателя.  [3]

Внутреннее смесеобразование используют для двух-и четырехтактных двигателей с наддувом и без наддува для исключения потерь газа во время продувки. В двигателях с внутренним смесеобразованием в крышке каждого цилиндра необходимо установить дополнительный клапан для ввода газообразного топлива и использования системы качественного регулирования. Газовый клапан приводится в действие механическим или гидравлическим способом.  [4]

Принцип внутреннего смесеобразования заключается в том, что перемешивание топлива с воздухом происходит внутри цилиндров двигателя за счет интенсивного движения воздуха, топлива и горящих газов. Иначе говоря, для получения большей или меньшей мощности в двигателях этого типа в цилиндры вводят большее или меньшее количество топлива при неизменном и всегда максимально возможном заполнении цилиндров воздухом. Принцип самовоспламенения топлива основан на том, что, применяя в дизелях высокие степени сжатия к 12 - 22, температура воздуха в конце сжатия превышает температуру самовоспламенения топлива и последнее, попав в такую среду, легко и надежно самовоспламеняется.  [5]

При внутреннем смесеобразовании с подачей топлива в процессе сжатия рабочий объем цилиндра в конце впуска заполнен только воздухом, поэтому коэффициент k в знаменателе выра - ения для энергоемкости заряда будет отсутствовать.  [6]

При внутреннем смесеобразовании с подачей топлива на линии сжатия требования к топливам по скорости формирования гомогенной смеси более жесткие, поскольку время, отводимое на смесеобразование, в этом случае в несколько раз меньше, чем при внешнем смесеобразовании. Указанные свойства водорода удовлетворяют этим требованиям лучше любого из углеводородных топлив, как жидких, так и газообразных.  [7]

В случае внутреннего смесеобразования - подача водорода непосредственно в цилиндр в поздней стадии впуска или на сжатии - обратные вспышки исключаются полностью. Внутреннее смесеобразование также перспективно для повышения удельной мощности водородных двигателей. Однако реализация внутреннего смесеобразования на современных быстроходных автомобильных двигателях сопряжена с рядом трудностей, таких, как подача значительного количества водорода ( до трети рабочего объема цилиндра) за несколько миллисекунд. Остается неясным также вопрос момента подачи водорода, а это в значительной мере определяет рабочее давление водорода в системе питания и конструктивное решение элементов подачи и дозирования водорода.  [8]

Двигатели с внутренним смесеобразованием, в которых воспламенение топлива происходит в результате высокого сжатия, называются двигателями с воспламенением от сжатия, или дизелями.  [9]

Двигатели с внутренним смесеобразованием могут быть с посторонним зажиганием или с самовоспламенением топлива в цилиндре.  [10]

Горелки с внутренним смесеобразованием выполняются с периферийным или центральным подводом газа.  [12]

Двигатели с внутренним смесеобразованием работают на тяжелом топливе. Исключение составляют газодизели, в которых одновременно используется газ и тяжелое топливо. Газовоздушная смесь приготовляется вне цилиндра, а жидкое топливо впрыскивается в цилиндр в канце сжатия газовоздушной смеси и воспламеняется за счет ее высокой температуры.  [13]

Двигатели с внутренним смесеобразованием могут быть и низкого сжатия. Воздух в цилиндре 3 ( рис. 175) такого двигателя сжимается до дав лени я, при котором его температура не превышает температуру самовоспламенения топлива. Рабочая смесь в камере сжатия 2 воспламеняется от раскаленного запального шара 1 ( калоризатора), установленного на головке цилиндра двигателя. Перед пуском калоризатор разогревают паяльной лампой до температуры 773 - 823 К. Во время работы двигателя высокая температура калоризатора поддерживается теплотой, выделяемой сгораемым топливом. Такие двигатели называются калоризатор-ными. Калоризаторные двигатели малоэкономичны, поэтому широкого распространения в настоящее время не получили.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Смесеобразование в двигателях - Справочник химика 21

    Большие работы по исследованию динамической испаряемости различных жидкостей выполнены в НАТИ в связи с решением проблемы улучшения смесеобразования в двигателях с искровым зажиганием рабочей смеси. Динамическую испаряемость различных жидкостей исследовали на модели, воспроизводящей всасывающий трубопровод, в который из карбюратора поступала смесь топлива с воздухом. В качестве показателя динамической испаряемости принимали долю испарившегося топлива X. Данные испаряемости различных топ- [c.108]     Испытания на тракторных двигателях показали, что применение присадки АЛП-2 позволяет за короткий срок заводской обкатки (1—2 ч) приработать поршневые кольца и цилиндры двигателя в такой же степени, как и при длительной обкатке (30—60 ч) без применения присадки. Побочных нежелательных явлений, связанных с применением присадки, не обнаружено. Присадка хорошо растворима в топливе, не обладает коррозионной агрессивностью, не влияет на работу топливной аппаратуры и фильтров. Оптимальная концентрация присадки АЛП-2 в топливе зависит от способа смесеобразования в двигателе и колеблется от 2,5 до 5%. Особенно эффективна она при работе двигателя на специальном обкаточном масле. [c.253]

    Многочисленные исследования показывают, что качество смесеобразования в двигателе зависит от таких физических свойств топлива, как давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытая теплота испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. [c.93]

    Испаряемость топлив определяет главным образом эффективность процессов смесеобразования в двигателе и потерн топлив при производстве, транспортировании, хранении и применении. [c.74]

    Д. И. Вырубов, Смесеобразование в двигателях Дизеля, сб. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания и их агрегатов, М., 1946. [c.111]

    Д. Н. Вырубов, Смесеобразование в двигателях Дизеля, сб. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания и их агрегатов. М., 1946 Технический бюллетень , № 3, 1949. [c.323]

    Вырубов Д. Н. Смесеобразование в двигателях дизеля. Сб. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания . Машгиз, 1946. [c.272]

    Распыливание топлива с целью увеличения поверхности испарения и равномерного распределения паров по объему камеры осуществляется в нагретом и сильно завихренном воздухе. Скорость испарения и смесеобразования в двигателе в значительной мере зависит от степени турбулизации воздуха. Уже при входе в камеру сгорания в потоке первичного воздуха создается винтовое движение газов и их завихрение. Для повышения температуры воздуха непосредственно вблизи форсунки в зоне образования горючей смеси и увеличения интенсивности процессов тепло- и массообмена в период испарения и смесеобразования создаются специальные обратные токи горячих газов по направлению к форсунке. Обратные токи газов способствуют лучшему перемешиванию топлива с воздухом, повышают скорость нагрева и полноту сгорания смеси. [c.165]

    ИСПАРЕНИЕ И СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДВИГАТЕЛЯХ [c.82]

    Испарение и смесеобразование в двигателях [c.84]

    ИСПАРЕНИЕ И СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДВИГАТЕЛЯХ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКОМ [c.88]

    Скорость иснарения топлива и последующего смесеобразования в двигателе зависит также от фракционного состава топлива. Топлива оолее легкого фракционного состава быстрее испаряются, что создает более благоприятные условия для смесеобразования в двигателе, особенно в быстроходном. Топлива чрезмерно тяжелого фракционного состава не успевают испариться и образовать однородную рабочую смесь, горение будет продолжаться в такте расширения с выбросом в выхлопную трубу несгоревшего углерода. [c.184]

    Оценка детонационной стойкости (анти-детонационных свойств) топлив Испарение и смесеобразование в двигателях [c.2]

    В ы р у б о в Д. Н. Смесеобразование в двигателях дизеля. Сб. под ред. Б. Либрович. Машгиз, 1946. [c.117]

    В общем сложном комплексе физико-химических превращений топлива в воздушно-реактивных двигателях важное место занимают процессы испарения. Наряду с рапыливапием и распределением распыленного топлива процесс испарения является одним из важнейших элементарных процессов смесеобразования в двигателях. Воспламенение и сгорание топлив в воздушно-реактивных двигателях происходит в паровой фазе при определенном соотношении между топливом и воздухом, т. е. испарение предшествует воспламенению и сгоранию, и в значительной степени определяет характер этих процессов. [c.195]

    Условия смесеобразования в двигателе с воспламенением от сжатия более сложны и менее благоприятны, чем в карбюраторном двигателе. При работе карбюраторного двигателя смесеобразование практически начинается в диффузоре карбюратора и заканчивается в конце хода сжатия. В этот отрезок времени, составляющий при 2000 об1мин около 0,025 сек., легкое карбюраторное топливо успевает испариться и равномерно перемешаться с воздухом. [c.165]

    В зависимости от конструкции камеры сгорания и форсунок давление впрыскивания топлива может колебаться в очень широких пределах. В двигателях с разделенной камерой (вихрека-меры, предкамеры и воздушно-вспомогательные камеры) достаточное распыливание и хорошее смесеобразование обеспечиваются при давлении впрыска 100—250 кПсм . Дальнейшее повышение давления практически очень мало меняет характер распыливания и смесеобразования в двигателе. [c.174]

    Вязкость топл1ша. Экспериментально установлено большое влияние вязкости топлива на его распыливание и последующее смесеобразование в двигателе. Средний диаметр капель распылен- [c.175]

chem21.info

1. Смесеобразование в бензиновых двигателях. Процессы смесеобразования

Процессы смесеобразования

курсовая работа

Под смесеобразованием в двигателях с искровым зажиганием подразумевают комплекс взаимосвязанных процессов, сопровождающих дозирование топлива и воздуха, распыливание и испарение топлива и перемешивание его с воздухом. Качественное смесеобразование является необходимым условием получения высоких мощностных, экономических и экологических показателей двигателя.

Протекание процессов смесеобразования в значительной степени зависит от физико-химических свойств топлива и способа его подачи. В двигателях с внешним смесеобразованием процесс смесеобразования начинается в карбюраторе (форсунке, смесителе), продолжается во впускном коллекторе и заканчивается в цилиндре.

После выхода струи топлива из распылителя карбюратора или форсунки начинается распад струи под воздействием сил аэродинамического сопротивления (вследствие разности скоростей движения воздуха и топлива). Мелкость и однородность распыливания зависят от скорости воздуха в диффузоре, вязкости и поверхностного натяжения топлива. При пуске карбюраторного двигателя при его относительно низкой температуре распыливания топлива практически нет, и в цилиндры поступает до 90 и более процентов топлива в жидком состоянии. Вследствие этого для обеспечения надежного пуска необходимо существенно увеличивать цикловую подачу топлива (доводить б до значений ? 0,1-0,2).

Процесс распыливания жидкой фазы топлива протекает также в проходном сечении впускного клапана, а при не полностью открытой дроссельной заслонке - в образуемой ею щели.

Часть капель топлива, увлекаемая потоком воздуха и паров топлива, продолжает испаряться, а часть - оседает в виде пленки не стенках смесительной камеры, впускного коллектора и канала в головке блока. Под действием касательного усилия от взаимодействия с потоком воздуха пленка движется в сторону цилиндра. Так как скорости движения топливовоздушной смеси и капель топлива отличаются незначительно (на 2-6 м/c), то интенсивность испарения капель низка. Испарение с поверхности пленки протекает более интенсивно. Для ускорения процесса испарения пленки впускной коллектор в двигателях карбюраторных и с центральным впрыскиванием подогревают.

Разное сопротивление ветвей впускного коллектора и неравномерное распределение пленки в этих ветвях приводят к неравномерности состава смеси по цилиндрам. Степень неравномерности состава смеси может достигать 15-17 %.

При испарении топлива протекает процесс его фракционирования. В первую очередь испаряются легкие фракции, а более тяжелые попадают в цилиндр в жидкой фазе. В результате неравномерного распределения жидкой фазы в цилиндрах может оказаться не только смесь с разным соотношением топливо - воздух, но и топливо различного фракционного состава. Следовательно, и октановые числа топлива, находящегося в разных цилиндрах, будут неодинаковыми.

Качество смесеобразования улучшается с ростом частоты вращения n. Особенно заметно негативное влияние пленки на показатели работы двигателя на переходных режимах.

Неравномерность состава смеси в двигателях с распределенным впрыскиванием определяется, главным образом, идентичностью работы форсунок. Степень неравномерности состава смеси составляет ±1,5 % при работе по внешней скоростной характеристике и ±4 % на холостом ходу с минимальной частотой вращения nх.х.min.

При впрыскивании топлива непосредственно в цилиндр возможны два способа смесеобразования:

? с получением гомогенной смеси;

? с расслоением заряда.

Реализация последнего способа смесеобразования сопряжена с немалыми трудностями.

В газовых двигателях с внешним смесеобразованием топливо вводится в воздушный поток в газообразном состоянии. Низкое значение температуры кипения, высокое значение коэффициента диффузии и существенно меньшее значение теоретически необходимого для сгорания количества воздуха (например для бензина ? 58,6, метана - 9,52 (м3 возд)/(м3 топл) обеспечивают получение практически гомогенной горючей смеси. Распределение смеси по цилиндрам более равномерное.

tran.bobrodobro.ru

Смесеобразование и воспламенение в дизелях

Дизели относятся к двигателям с внутренним смесеобразо­ванием и с воспламенением от сжатия. Воздух в цилиндре при сжатии нагревается до 500—700°, и впрыскиваемое топливо быстро самовоспламеняется. Смесеобразование в этих двигателях сов­падает по времени с вводом топлива в цилиндр и частично с про­цессом сгорания; на эту операцию отводится весьма малый про­межуток времени (1/100 -1/200 сек). Для того чтобы топливо пол­ностью сгорело, использовав весь наличный кислород заряда воздуха, нужно:

а)  распыливать впрыскиваемое жидкое топливо на мельчайшие капли; тонкость распыливания характеризуется диаметром и числом капель, получающихся при распаде струи топлива;

б)  равномерно распределить распыленное топливо по всей массе заряда воздуха;

в)  чтобы капли топлива не попадали на относительно холодные стенки цилиндра и днища поршня, так как в этом случае они не будут гореть.

Распыливание впрыскиваемого жидкого топлива в дизелях можно осуществлять с помощью распыливающего воздуха, пред­варительно сжатого в специальном компрессоре (пневматическое распыливание), и без помощи воздуха, путем механического распы­ливания топлива, проталкиваемого топливным насосом через отвер­стия малого сечения. Первый метод распыливания называют компрес­сорным, а второй — бескомпрессорным.

Компрессорный метод смесеобразования, воплощенный в компрессорных дизелях, с самого появления завоевал широкое применение; это объясняется тем, что дизели были самыми экономич­ными по сравнению с другими двигателями того времени. Однако пневматический распыл связан с необходимостью иметь компрессор высокого давления, на приведение в действие которого расходуется от 5 до 10% индикаторной мощности двигателя. Наличие компрессора усложняет конструкцию и эксплуатацию двигателя, увеличивает его габариты и стоимость. По этим причинам компрессорные дизели в настоящее время не выпускаются.

Бескомпрессорное распыливание топлива осущест­вляется в бескомпрессорных дизелях. Все современные дизели являются бескомпрессорными. В них топливо под значительным давлением, создаваемым насосом, подается по трубопроводу к фор­сунке, которая и осуществляет нужный распыл топлива в камере сгорания. Тонкость распыла определяется рядом факторов, в пер­вую очередь — скоростью истечения топлива, зависящей от давле­ния впрыска и противодавления в цилиндре, величиной диаметра распыл ива ющих отверстий форсунки, вязкостью топлива и др.

Бескомпрессорные дизели в зависимости от способа смесеобразования делятся на двигатели со струйным распылом топлива, предкамерные двигатели, двигатели с вихревыми камерами и дви­гатели с воздушными камерами.

Наибольшее распространение в стационарных установках имеют дизели со струйным распыливанием и предкамерные дизели.

- Дизели со струйным распыливанием

- Предкамерные дизели

- Вихрекамерные дизели

- Воздушнокамерные дизели

vdvizhke.ru