При каком давлении воспламеняется дизельное топливо? Возгорание дизельных двигателей


Горение в дизельном двигателе | AutoNewsWeek

Дизельные двигатели используются все шире и шире, т.к. они экономичны и долговечны. В отличие от бензиновых, дизельные двигатели сжигают топливо без помощи искры. 

 

Условия горения

Для горения требуется 3 вещи: что-то, что может гореть, достаточное количество кислорода в воздухе и источник воспламенения. Существуют два пути воспламенения: вещество может загораться от пламени или от искры, или может воспламеняться от нагрева. Если солярку аккуратно нагревать в фарфоровой чашке без доступа к нему пламени, то при определенной температуре его пары воспламеняются. Температура, при которой это происходит, называется температурой самовоспламенения. В дизельном двигателе воспламенение происходит аналогичным образом, но где дизельный двигатель берет высокую температуру, необходимую для такого воспламенения? Если стоять около работающего воздушного компрессора, то можно обнаружить, что компрессор нагревается. Это происходит из-за нагревания воздуха при его сжатии. Аналогичным образом дизельный двигатель сжимает воздух, поднимая его температуру до необходимой для самовоспламенения. Давление воздуха в цилиндре превышает 30 кгс/см2, когда поршень находится в ВМТ. По мере роста давления, температура воздуха в цилиндре растет. В то же время, температура самовоспламенения дизельного топлива снижается с увеличением давления. Это означает, что чем выше давление, тем легче воспламеняется воздушно-топливная смесь.

 

 

Механизм горения

Топливо впрыскивается в цилиндр из форсунки, затем оно распыляется и самовоспламеняется. Пламя распространяется по всему цилиндру. В этот момент впрыск прекращается, но не сгоревшее топливо продолжает гореть. Процесс горения в дизельном двигателе продолжается очень короткое время и может разбит на 4 периода в соответствии с процессами, происходящем в каждом из них:

 

  • — период задержки воспламенения;
  • — период распространения пламени;
  • — период прямого горения;
  • — период догорания.

 

Период задержки воспламенения

Период от начала впрыска до момента начала горения называется периодом задержки воспламенения. Рассмотрим его более детально. Топливо впрыскивается форсунками в виде тумана в воздух, нагретый до высокой температуры и находящийся под высоким давлением. Этот туман состоит из множества капель. Даже, несмотря на то, что солярка впрыскивается в очень горячий воздух, она не воспламеняется немедленно, т.к. должна сначала испариться под действием высокой температуры. По мере испарения происходит ее перемешивание с воздухом и нагреваение до температуры самовоспламенения. Период задержки воспламенения —  это период подготовки горения, во время которого горючее впрыскивается в разогретый воздух, перемешивается с ним и разогревается до температуры самовоспламенения. Этот период должен быть как можно короче, т.к. он оказывает существенное влияние на последующие периоды горения.

 

 

Период распространения пламени

Период от начала воспламенения до момента, когда пламя распространится на все топливо, впрыснутое в цилиндр во время периода задержки воспламенения, называется периодом распространения пламени. Смесь воздуха и топлива образуется в период задержки воспламенения, но воздух не перемешивается полностью с соляркой с самого начала. Воздушнотопливная смесь воспламеняется там, где топливо уже перемешалось с воздухом. В этот период происходит резкое увеличение температуры, и, как следствие, давления в цилиндре.

 

 

Период прямого горения

Форсунка продолжает впрыскивать горючее, которое сгорает немедленно после контакта с открытым пламенем в камере сгорания. В этот момент пламя уже распространилось по всей камере. Период от момента, когда пламя распространилось по всей камере сгорания до момента окончания впрыска горючего, называется периодом прямого горения. В это время давление в цилиндре достигает максимальной величины. Момент воспламенения регулируется таким образом, чтобы максимальная величина давления достигалась приблизительно при 10 градусах после ВМТ.

 

 

Период догорания

Период от конца впрыска до момента окончания горения, называется периодом догорания. Горение продолжается и после окончания впрыска. Несгоревшее горючее должно полностью сгореть в этот период. Поршень движется вниз во время этого периода, это позволяет воздуху в камере сгорания расширяться, в результате чего давление и температура падает.

 

Для нормального и полного сгорания дизельному двигателю требуется две вещи: достаточно высокое давление в камере сгорания, чтобы топливо могло самовоспламеняться и правильный впрыск. Правильный впрыск означает, что солярка впрыскивается в нужный момент и в нужном количестве. Попробуем разобраться, что же произойдет, если какое-то из этих условий не будет выполнено.

 

Неправильное давление или впрыск топлива

Низкая компрессия

В дизельном двигателе необходимая температура воспламенения достигается за счет сжатия воздуха в цилиндре. Когда давление в цилиндре низкое, температура сжатого воздуха также остается низкой. Иными словами, требуется больше времени, чтобы топливовоздушная смесь достигла температуры воспламенения.

 

Низкая компрессия вызывает увеличение периода задержки воспламенения. Смесь топлива с воздухом рано или поздно воспламенится, но количество топлива в этом случае будет больше нормального. Одновременно воспламенится большое количество топлива, что вызовет чрезмерный и быстрый рост давления и температуры в камере сгорания. Такое резкое увеличение давления вызывает ударную воздушную волну, действующую на днище поршня и стенки цилиндра. Действие ударной волны вызывает "металлический" звук, также называемый дизельным стуком.

Еще более низкое давление может также вызывать белый дым. Когда давление в цилиндре очень низкое, самовоспламенение не происходит до достижения ВМТ. Т.к. поршень уже идет вниз, температура падает и пламя не успевает распространиться в период распространения пламени. Испарение топлива продолжается в периодах прямого горения и догорания. Несгоревшее топливо выбрасывается из цилиндра в конце периода догорания. Именно поэтому виден белый дым.

 

Ранний впрыск

Если горючее впрыскивается слишком рано, также возникает характерный дизельный стук. Слишком ранний впрыск означает, что топливо впрыскивается в камеру сгорания тогда, когда температура воздуха еще не достигла нужного уровня. Капли солярки не испаряются также быстро, как в случае нормального горения и требуется больше времени, чтобы горючее воспламенилось. Это приводит к увеличению периода задержки воспламенения. Когда же топливо воспламеняется, одновременно загорается сразу большое его количество. Это и вызывает дизельный стук, который мы слышим.

 

 

Поздний впрыск

Белый дым может также быть вызван поздним впрыском. Давление и температура в камере сгорания достигает нужного уровня, но поздний впрыск не оставляет достаточного времени топливу, чтобы испариться. Воспламенение топлива происходит уже после ВМТ. Т.к. давление и температура в камере сгорания начинают немедленно падать, пламя не успевает распространиться по всей камере сгорания и период распространения пламени и горения, вскоре, прекращаются. Испарение продолжается и несгоревшее топливо выбрасывается из цилиндра. В результате мы видим белый дым из выхлопной трубы.

 

 

Низкое давление топлива

Дизельный стук может быть вызван, также, низким давлением впрыска. Если топливо впрыскивается при нормальном давлении, то оно распространяется нормально. Но, если давления впрыска низкое – горючее не распыляется нормально и величина капель топлива больше, чем надо. Большие капли не могут нормально испаряться и требуется больше времени, чтобы топливовоздушная смесь воспламенялась. Это вызывает увеличение периода задержки воспламенения. При воспламенении загорается сразу большое количество топлива, что вызывает дизельный стук.

 

 

Большой объем впрыска

И, наконец, давайте разберемся, почему может появиться черный дым, если количество впрыскиваемого горючего больше нормального. Если в камеру сгорания впрыскивается нормальное количество топлива, его капли полностью перемешиваются с воздухом и топливо сгорает до конца. Но, если количество впрыскиваемого горючего больше нормального, то, т.к. в камере находится ограниченное количество кислорода, кислород полностью выгорает в период прямого горения. Оставшееся топливо не может перемешаться с кислородом из-за его отсутствия и превращается в углерод, который и вызывает черный дым.

 

Источник: Diesel-line.com.ua — дизельная топливная аппаратура

autonewsweek.ru

Воспламенение дизельного топлив рабочей смеси

    Бензиновые фракции процессов переработки нефти и газов широко потребляются в качестве горючего для двигателей. Бензины являются основным топливом для двигателей, в которых рабочая смесь воспламеняется от искры. В последние годы некоторые двигатели с воспламенением смеси от сжатия (дизельные двигатели) оборудуют на заводах таким образом, чтобы можно было использовать в качестве горючего и бензины (например, многотопливные двигатели). Однако возможность использования бензинов в дизелях рассматривается как временная мера при каких-то особых обстоятельствах. [c.8]     Дизельное топливо. Этот вид топлива предназначен для дизельных двигателей, не имеющих карбюратора. Воспламенение топлива в этих двигателях происходит не от электрической искры, а за счет его самовоспламенения. Газообразная рабочая смесь топлива и воздуха, попадающая в цилиндры, подвергается сильному сжатию (до 40—50 атм и выше), что приводит к ее интенсивному разогреванию и самовоспламенению. [c.205]

    Двигатели внутреннего сгорания. Для преобразования химической энергии топлива в механическую широко используют двигатели внутреннего сгорания, которые могут работать по двум основным термодинамическим циклам Отто и Дизеля, базирующимся на получении механической энергии за счет сжатия, нагрева и вывода отработанного газа. В первом цикле топливо распыляется или испаряется и засасывается в рабочую камеру вместе с воздухом. Смесь топлива и воздуха сжимается, а затем воспламеняется от внешнего источника (чаще всего им является электроискровой разряд), что и является началом генерирования энергии за счет тепла горящей смеси. Во втором цикле рабочее тело, т. е. воздух, сжимается самостоятельно, а топливо впрыскивается в жидком виде в конце периода сжатия. Воспламенение осуществляется после того, как топливо перемещается с горячим сжатым воздухом. Требования, предъявляемые к топливу, зависят от типа двигателя. В карбюраторном двигателе, работающем по циклу Отто, следует применять топливо, не вызывающее детонации в момент сжатия топливовоздушной смеси. Необходимо, чтобы оно сгорало равномерно, без преждевременного воспламенения и не имело несгоревшего остатка. В дизельном двигателе [c.331]

    Таким образом, характерным отличием второй схемы рабочего цикла от первой является самовоспламенение топлива. Двигатели, рабочий цикл у которых протекает по второй схеме, называют дизелями. Процесс образования горючей смеси в да-зелях происходит внутри цилиндра. Для достижения высоких температур в дизельном двигателе приходится сжимать воздух во много раз больше (в 15—17 раз), чем сжимают топливовоздушную смесь в двигателе с принудительным воспламенением (в 7—9 раз). Более высокая степень сжатия в дизеле обеспечивает и более высокий коэффициент полезного действия в таких двигателях. Для совершения одной и той же работы в дизеле расходуется топлива примерно на 25—30% меньше, чем в двигателе с принудительным зажиганием. Высокая степень сжатия в дизеле обусловливает и высокие давления и нагрузки, что требует применения более прочных деталей. При одной и той же мощности материалоемкость дизельного двигателя обычно больше. Тем не менее планами развития народного хозяйства нашей страны предусмотрена широкая дизелизация автомобильного парка и значительное расширение использования дизелей во всех отраслях промышленности. [c.26]

    Топливно-энергетическая и экологическая ситуапия, складывающаяся в Российской Федерации и в мире, свидетельствует о том, что природный газ, используемый в качестве моторного тогшива, является реальной альтернативой жидким углеводородным топливам. Это вытекает из физико-химических свойств метана высокое октановое число, щирокий диапазон воспламенения по коэффициенту избытка воздуха, способность образовывать гомогенную с воздухом смесь, низкая фотохимическая активность и, в перспективе, более низкая но сравнению с дизельным топливом токсичность отработавших газов. Однако природный газ только тогда является экологически чистым топливом, когда решены проблемы с организацией соответствуюшего рабочего процесса и аппаратурой, его обеспечиваюшей. [c.317]

chem21.info

Температура в камере сгорания дизельного двигателя и давление

Дизельный двигатель сегодня является вторым по степени распространенности типом ДВС после бензинового агрегата. Конструктивно дизельный мотор похож на бензиновый аналог, так как имеет все те же цилиндры, шатуны, поршни, коленвал  и т.д. При этом все детали более массивные и тяжелые, ведь они должны выдерживать повышенные нагрузки.

Дело в том, что степень сжатия в дизеле выше, чем в агрегатах на бензине. Если в бензиновом моторе указанный средний показатель составляет от 9-и до 11-и единиц, то в дизельном уже целых 20-24. По этой причине дизельный двигатель тяжелее и крупнее бензинового агрегата.

Главным же отличием является способ приготовления, подачи и воспламенения топливно-воздушной смеси. В большинстве моторов на бензине рабочая смесь образуется во впускном коллекторе и «засасывается» в цилиндры.

После подачи в цилиндры рабочая смесь воспламеняется в камере сгорания от искры. При этом в дизельном двигателе топливо и воздух подаются отдельно, при этом смесь воспламеняется самостоятельно от резкого сжатия и нагрева.

Далее мы поговорим о том, какие процессы протекают в камере сгорания дизельного двигателя, как реализована подача дизтоплива, каким образом происходит смесеобразование и воспламенение заряда, а также какое давление и температура в камере сгорания дизеля.

Читайте в этой статье

Камеры сгорания дизельных двигателей и особенности работы такого ДВС

Начнем с того, что камеры сгорания дизельных двигателей несколько отличаются от бензиновых. Существует два основных типа камер:

  • неразделенная камера сгорания дизельного мотора;
  • разделенная камера сгорания дизельного ДВС;

Неразделенный тип является однообъемной камерой, как правило, простой формы, которая согласована с расположением форсунок. Такие камеры обычно выполняются в днище поршней, также могут быть изготовлены частично в днище и частично в ГБЦ, редко только в головке блока.

Разделенный тип камеры сгорания предполагает два отдельных друг от друга объема, которые соединены посредством особых каналов. Таких каналов может быть от одного и больше.

Если говорить о плюсах и минусах, первый тип позволяет обеспечить двигателю лучший КПД, однако температуры в такой камере сгорания выше. Также растут и ударные нагрузки. Что касается разделенных камер сгорания, КПД меньше, однако удается реализовать более полноценное сгорание топлива, такой дизель меньше коксуется, дымит и т.д.

Как сгорает топливо в дизельном двигателе

Теперь давайте рассмотрим сам процесс горения. Как известно, для горения топлива необходимо определенное количество кислорода, а также источник, который позволит смеси воспламениться.

В дизеле вместо внешней искры таким источником является высокая температура, то есть нагрев.

Указанный нагрев достигается благодаря тому, что воздух в цилиндре сильно сжимается, а дизтопливо подается в самый последний момент. Это обусловлено тем, что температура, необходимая для воспламенения, растет с ростом давления, при этом температура самовоспламенения топлива в подобных условиях понижается.

Другими словами, топливно-воздушная смесь в дизельном двигателе самовоспламеняется от высокого давления и нагрева. При этом нормальная работа мотора сильно зависит от правильно настроенного впрыска, качественного сжатия смеси, а также от полноты сгорания заряда в цилиндрах.

В самом начале в цилиндр подается воздух, сжимается и нагревается. Далее топливо впрыскивается в камеру сгорания дизельного двигателя, во время впрыска происходит его распыление.

Затем возникает самовоспламенение, пламя распространяется по цилиндру. Впрыск горючего останавливается, а остатки топлива продолжают гореть. Далее процесс повторяется.

Как видно, хотя подача и горение заряда в дизеле протекает за очень короткий промежуток времени, этот отрезок можно разделить на этапы:

  • Первый этап- впрыск топлива до начала его воспламенения (задержка воспламенения). Форсунки на данном этапе подают солярку, причем в распыленном виде. Образуется топливный «туман», который распространяется в сильно сжатом и нагретом воздухе.

Фактически туман представляет собой мельчайшие капли топлива, но они не воспламеняются. Дело в том, что сначала горючее должно испариться.

Только после этого произойдет смешивание испаренного дизтоплива с воздухом, а сама смесь нагреется до температуры, необходимой для самостоятельного воспламенения. Отметим, что задержка воспламенения должна быть короткой.

  • Второй этап-воспламенение и распространение фронта пламени по цилиндру. Дело в том, что после воспламенения сразу горит не весь объем, а возникают точечные «очаги» возгорания. Они локализуются в местах, где топливо наиболее качественно смешалось с воздухом, а температура в камере около 1700 К.

Такое начальное горение приводит к повышению температуры и давления в цилиндре. В результате топливо, которое еще не загорелось, активно испаряется и смешивается с воздухом. В этот момент фактически происходит полное возгорание смеси в цилиндре, при этом резко увеличивается давление.

  • Наступает третий этап, года топливо непосредственно сгорает. Инжекторная форсунка еще впрыскивает солярку, горючее уже сразу загорается от контакта с пламенем в камере сгорания. Пламя в этот момент эффективно распространяется по всему объему, давление также максимально.

Именно на данном этапе давление в результате сгорающего топлива с большой силой толкает поршень, заставляя двигатель совершать полезную работу. Что касается температуры, показатель растет до 2200 К.

  • Завершающий четвертый этап является моментом, когда остатки топлива догорают в цилиндре. В это время поршень уже перемещается вниз, что означает падение давления и температуры.

Как видно, давление в камере сгорания дизельного двигателя играет первостепенную роль для реализации самовоспламенение топлива. Что касается впрыска, необходимо, чтобы солярка подавалась в строго определенный момент, в нужном количестве, а также качественно распылялась.

Если возникнут сбои, распространение пламени будет нарушено, температура в камере сгорания дизельного двигателя  повышается,  возникает риск детонации, топливо не сгорает в полном объеме и т.д.

Частые проблемы дизелей: момент впрыска и компрессия

Если сжатие смеси в цилиндре оказывается недостаточным, во время работы двигателя можно услышать шумы и металлические стуки. Дело в том, что в таком случае смеси нужно больше времени, чтобы нагреться до температуры воспламенения.

Получается, снижение компрессии дизельного двигателя увеличивает время до воспламенения заряда.

При этом в цилиндре несгоревшей смеси будет больше, чем нужно. В результате в момент возгорания такого заряда процесс горения приобретает взрывной характер, давление резко увеличивается, появляется ударная волна и детонация, разрушая ЦПГ и оказывая значительные нагрузки на детали мотора.

Также снижение компрессии приводит к тому, что дизель начинает дымить. Выхлоп может быть черным или серовато-белым. В случае с белым дымом из выхлопной трубы, дизтопливо попросту неэффективно воспламеняется в момент, когда поршень доходит до ВМТ.

Затем поршень идет вниз, температура и давление дополнительно снижаются, нет условий для горения. Получается, несгоревшая солярка испаряется и далее попадает в выпускную систему

То же самое происходит и в том случае, если впрыск дизтоплива слишком поздний. Другими словами, компрессия в цилиндрах нормальная, но подача топлива с опозданием приводит к тому, что поршень уже идет вниз, нет нужного сжатия и давления для самовоспламенения.

Если же выхлоп черный, это может указывать на то, что форсунки «переливают», то есть подача горючего происходит в большем объеме, чем необходимо. Простыми словами, дизтоплива много, а кислорода просто недостаточно на такое количество горючего.

Имеющийся кислород позволяет выгореть только части топлива, а несгоревшие остатки превращаются в углерод, что и проявляется в виде характерного черного дыма из выхлопной трубы.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое степень сжатия двигателя. Из этой статьи вы узнаете о данном параметре применительно к двигателю внутреннего сгорания и особенностям его работы.

Еще отметим, что к похожим проблемам может приводить недостаточная подача воздуха (например, забит воздушный фильтр), завоздушивание системы питания дизельного двигателя и т.д.

В итоге, если нарушается нормальный процесс смесеобразования, это закономерно влияет на момент воспламенения и последующую эффективность сгорания топливного заряда в цилиндрах.

Что в итоге

С учетом вышесказанного становится понятно, что дизель особенно нуждается в высокоточном топливном впрыске. От этого напрямую завит КПД, ресурс мотора, экономичность, уровень токсичности отработавших газов и ряд других важных параметров.

По этой причине дизельные форсунки на современных типах указанных моторов способны обеспечить так называемый фазированный (многофазный) впрыск,  подавая дизтопливо до 10 раз за один рабочий такт мотора.

Напоследок отметим, что сегодня привычный ТНВД с механическими форсунками активно заменяется насос-форсунками или системой Common Rail, позволяя добиться максимальной эффективности впрыска горючего на всех этапах подачи топлива в камеру сгорания.

Подобные решения в сочетании с турбокомпрессором позволяют современному дизельному мотору уверенно конкурировать на рынке с бензиновыми аналогами, при этом высокая топливная экономичность остается главным преимуществом дизельного двигателя.

Читайте также

krutimotor.ru

Температура - самовоспламенение - дизельное топливо

Температура - самовоспламенение - дизельное топливо

Cтраница 1

Температура самовоспламенения дизельного топлива зависит от давления в той среде, куда топливо впрыскивается.  [1]

Поскольку температура самовоспламенения дизельного топлива составляет для марок: Л - 310 С, 3 - 240 С; ЗС - 240 С, А - 230 С - и температура воспламенения топлива всех марок составляет 62 - 119 С, то в помещениях для хранения дизельного топлива запрещается обращение с открытым огнем, а искусственное освещение должно быть во взрывопожаробезопас-ном исполнении.  [2]

При таком давлении температура самовоспламенения дизельного топлива составляет 200 - 210 С. Однако для устойчивого воспламенения с небольшим периодом задержки ( до 60 мс) температура в конце такта сжатия должна быть значительно выше температуры самовоспламенения и в период пуска составлять 300 - 345 С. Достижение этой температуры зависит от температуры окружающего воздуха и частоты вращения коленчатого вала при пуске.  [3]

Экспериментально установлена количественная зависимость между температурой самовоспламенения дизельного топлива и периодом задержки воспламенения в двигателе. Это означает, что в некоторых случаях температура самовоспламенения может быть характеристикой воспламеняемости дизельных топлив, особенно при оценке топлив, полученных из нефтей одинакового состава.  [4]

В результате экспериментальной работы была установлена зависимость температуры самовоспламенения дизельного топлива от его удельного веса и анилиновой точки; эта зависимость была названа дизельным индексом.  [5]

В отличие от бензиновых двигателей в дизельных рабочая смесь воспламеняется не от постороннего источника - искры, а в результате самовоспламенения топлива. Температура самовоспламенения дизельного топлива определяется его групповым углеводородным и фракционным составом и зависит от давления. При атмосферном давлении дизельные топлива самовоспламеняются в пределах температур 275 - 336 С.  [6]

Температура самовоспламенения - это минимальная температура, при которой пары топлива в смеси с воздухом воспламеняются без соприкосновения с открытым огнем. Чем ниже температура самовоспламенения дизельного топлива, тем мягче ( без стуков) будет работать на нем двигатель и тем производительнее, экономичнее и надежнее будет его работа. Легкость самовоспламенения топлива оценивается цетановым числом.  [7]

В цилиндры подается газовоздушная смесь, состав и способ образования которой могут быть различными. Эта смесь сжимается до температуры ниже температуры ее самовоспламенения, но выше температуры самовоспламенения дизельного топлива. В конце такта сжатия температура газовоздушной смеси достигает 500 - 550 С. Подача топлива осуществляется за 15 - 20 до ВМТ. Это топливо воспламеняется и поджигает газовоздушную смесь. Надежное воспламенение дает возможность применять газовоздушную смесь такого же состава, как и при дизельном процессе. При этом напряженность деталей сохраняется на уровне напряженности использованного дизеля, а мощность газодизеля не отличается от мощности дизеля.  [8]

Современные газовые двигатели относятся в большинстве случаев к группе двигателей с внешним смесеобразованием и имеют принудительное зажигание. Применение газовых двигателей с воспламенением от сжатия затруднено в основном вследствие высокой температуры самовоспламенения газообразных горючих веществ, которая на 200 ч - 300 С выше температуры самовоспламенения дизельного топлива. В качестве топлива в таких двигателях могут применяться естественные, промышленные или генераторные газы.  [9]

Цетановым числом дизельного топлива называется условная единица измерения, показывающая предельное содержание ( по объему) цетана в эталонной смеси, составленной из цетана ( цетановое число условно принимается за 100) и альфаметилнафталина ( цетановое число условно принимается за 0), задержка самовоспламенения которой равноценна испытуемому топливу. Определяется цетановое число на специальной установке, представляющей одноцилиндровый дизельный двигатель с переменной степенью сжатия, оборудованной аппаратурой, регистрирующей жесткость работы двигателя. Чем выше цетановое число, тем ниже температура самовоспламенения дизельного топлива и тем мягче будет работать на нем двигатель.  [10]

Некоторое запаздывание воспламенения и последующее сгорание увеличенного топливного заряда с чрезмерно большой скоростью может оказаться причиной жесткой работы дизеля, возникновения стуков в двигателе, что при нормальной эксплуатации недопустимо. Объясняются эти явления тем, что топливо не успевает в известных условиях пройти необходимую для двигателя с воспламенением от сжатия подготовку, заключающуюся в предварительном окислении, которое сопровождается накоплением перекисей, инициирующих процессы самовоспламенения. Отсюда следует, что интенсивность окисления, период задержки воспламенения и температура самовоспламенения дизельного топлива зависят от его химического состава. Алканы и алкены нормального строения окисляются с большей скоростью и при более низких, температурах, чем ароматические углеводороды, образуя более устойчивые в растворе углеводородов перекиси и поэтому накапливающиеся в достаточно высокой концентрации.  [11]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Воспламенение и сгорание топлива в дизеле

    Обш ность стуков (жесткой работы) в двигателях Дизеля и детонации в бензиновых двигателях заключается в том, что они возникают в результате очень большой скорости нарастания давления. Основное различие между стуками в дизелях и детонацией в бензиновых двигателях заключается в том, что детонация возникает при сгорании последней порции топливного заряда Б то время, как стуки в дизелях вызываются запаздыванием воспламенения и взрывным сгоранием первой порции топливного заряда. Опыт показывает, что, когда период запаздывания воспламенения у топлива мал, топливо воспламеняется сразу же при входе в камеру сгорания. В этом случае давление в цилиндре нарастает плавно, и двигатель работает мягко , без стуков. Когда период воспламенения получается большим, то в камере сгорания накапливается топливо и дает взрывное сгорание. В этом случае давление нарастает скачкообразно и двигатель работает жестко , со стуками. [c.645]     Самовоспламенение в дизеле, так же как воспламенение от искры в двигателях легкого топлива, представляет стадию, регулирующую дальнейшее развитие сгорания. Поэтому предположение о бесконечно большой скорости химических реакций нри температурах конца сжатия (приблизительно 700° при 8 = 15—17 ) приобретает еще более фундаментальное значение, как отрицание какой-либо роли химико-кинетических факторов в развитии всего процесса сгорания в дизеле, контролируемого, с этой точки зрения, только процессом смесеобразования. Эта ставшая традиционной трактовка дизельного процесса была подвергнута в недавнее время основательной критике и радикальному пересмотру, в результате которого был осуществлен новый прогрессивный принцип организации дизельного процесса [40]. Однако необоснованность традиционной трактовки следует уже из самых общих представлений о кинетической природе самовоспламенения в дизеле. [c.413]

    Энергия в дизельных двигателях (двигателях с воспламенением от сжатия) вырабатывается за счет использования тепла, получаемого при сгорании топлива, впрыскиваемого в сжатый воздух. Температура воздуха, сжатого до одной десятой первоначального объема, повышается с 15 до 440° С, а при сжатии до одной пятнадцатой — до 565° С при столь высоких температурах топливо самовоспламеняется. В идеальном цикле Дизеля — цикле постоянного давления — топливо впрыскивается и сгорает при определенном угле поворота коленчатого вала, давление в момент совершения поршнем рабочего хода не изменяется. На практике такой идеальный случай никогда не имеет места, и при горении топлива давление повышается. [c.435]

    Вторая фаза— период быстрого горения, который характеризуется резким нарастанием давления и температуры. Эта фаза на диаграмме (см. рис. 20) обозначена цифрой //. От точки 2 до точки 3 происходит интенсивное горение. На процесс сгорания топлива во второй фазе больше всего влияют продолжительность периода задержки воспламенения и количество топлива, накопившегося за этот период. Эти величины определяют скорость нарастания давления и жесткость работы двигателя. Чем больше период задержки воспламенения, тем большее количество топлива успевает накопиться в камере сгорания к моменту воспламенения и тем быстрее нарастает давление во второй фазе. Резкое нарастание давления во второй фазе вызывает появление стуков и жесткую работу дизеля. Чем меньше период задержки воспламенения топлива, тем плавнее оно сгорает во второй фазе и тем мягче работа дизельного двигателя. На скорость сгорания влияет частота вращения вала двигателя, с увеличением которой продолжительность первой фазы сокращается. [c.30]

    Если период задержки воспламенения велик, то топливо накапливается в камере сгорания и дает взрывное сгорание, сопровождающееся жесткой работой двигателя и стуками. Детонационные явления и нормальное сгорание подробно описаны в литературе [323, 324]. При жесткой работе дизеля происходит снижение к. п. д., вместе с выхлопными газами выделяется дым, наблюдается разжижение картерного масла и образование углеродистых отложений в пазах поршневых колец. Любые факторы, ускоряющие процессы окисления (предварительный подогрев, улучшение распределения топлива, повышение степени сжатия), способствуют снижению детонации и уменьшению периода задержки воспламенения в дизельных двигателях. Когда двигатель эксплуатируется при повышенных нагрузках, его температура повышается и в результате этого также уменьшается период задержки воспламенения и ослабляется детонация [325, 326]. Если же, напротив, нагрузки двигателя невысоки, то имеет место неполное сгорание топлива и отложение лакообразного нагара в двигателе [327 ]. С увеличением периода задержки воспламенения детонация усиливается [328]. [c.438]

    Стационарный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизель), впервые в мире освоенный строительством на Петербургском машиностроительном заводе в 1899 г., способствовал еще большему увеличению потребления нефтяного топлива, обеспечив ему решительную победу над углем и паровой машиной во флоте. Автомобильный и авиационный двигатели предъявил , промышленности спрос на легкое моторное горючее — бензин, сделав его ведущим продуктом нефтепереработки, продуктом наибольшего потребления. [c.5]

    При сгорании в дизелях одновременно в нескольких местах по внешней оболочке струи впрыскиваемого топлива образуются объемные очаги пламени. Скорость распространения пламени здесь достигает 1000 м/с. Количество возникающих очагов зависит от интенсивности протекания предпламенных реакций окисления и продолжительности периода задержки воспламенения. Процесс сгорания протекает благоприятнее, если период задержки небольшой. [c.89]

    Однако ни одно из приведенных объяснений неприменимо к дымлению в дизеле — первое, поскольку развитие экзотермических реакций до воспламенения предполагает поступление в зону реакции кислорода второе, поскольку в условиях дизельного воспламенения вообще не возникает детонационной волны и третье, поскольку в дизеле дымление не только не связано со стуком , но само возникновение стука затрудняет дымление. Остается поэтому искать источник дымления ие в стадии воспламенения, а в основной стадии сгорания именно в крекинге топлива при температуре пламени в зонах со значительным недостатком кислорода. Механизм дымления в дизеле оказывается, таким образом, совершенно аналогичным выделению сажи в диффузионных пламенах. Диффузионный характер сгорания в турбулентных пламенах в дизеле подтверждается уже тем, что повышение давления от сгорания продолжается и при видимой остановке пламени относительно стенок цилиндра [2, стр. 733]. К тому же заключению об одинаковом механизме в основной стадии сгорания в дизеле и диффузионных пламенах, в частности пламенах ацетилена, пришел и Лин [35] на основании сходства в обоих случаях спектров инфракрасного излучения. В дизеле этот спектр с интенсивным углеродным континуумом регистрируется непосредственно после воспламенения. Но возможность крекинга углеводородной молекулы до ацетилена в турбулентном пламени, при недостатке кислорода, отнюдь не означает, как это иногда утверждается, что в дизеле крекинг углеводорода вообще предшествует процессу сгорания, включая и стадию воспламенения (см., например, [19]). [c.421]

    Исходя из общих соображений, выше отмечалась целесообразность снижения количества топлива, поступающего в камеру сгорания к моменту воспламенения. Одпако при обычном осуществлении процесса сгорания в дизеле сокращается время для сжигания основной массы топлива, что приводит незначительному недожогу топлива. [c.115]

    Однако увеличение температуры в цилиндре дизеля нельзя во всех случаях рассматривать как позитивный фактор. Имеются указания на то, что перевод двигателя на более жесткий термический режим при одном и том же топливе сопровождается иногда ухудшением его работы и, в частности, уменьшением полноты сгорания топлива. Причины этого, надо полагать, заключаются в том, что при высоких температурах более глубокие процессы предпламенной деструктивной подготовки топлива могут вызвать активное воспламенение, на которое расходуется большое количество кислорода воздушного заряда. Это может привести к тому, что основной, а главное конечный этапы горения протекают менее активно по сравнению с обычным термическим режимом.  [c.115]

    Использование в РМ-процессе принудительного воспламенения наряду со способом подачи топлива, характерным для дизелей, позволяет вести процесс сгорания топлива без его предпламенной подготовки. [c.134]

    Одним из важнейших свойств Д. т., от к-рого зависит характер его сгорания в дизеле, является темн-ра самовоспламенения. В двигателе самовоспламенение топлива наступает через нек-рое время с момента начала впрыска топлива в камеру сгорания до начала интенсивного горения. Чем короче период задержки воспламенения, тем лучше условия работы двигателя. Время запаздывания, а также темп-ра, при к-рой происходит самовоспламенение, зависят от химич. состава Д. т. Показатель, характеризующий склонность дизельного топлива к самовоспламенению, наз. цета- [c.556]

    Дизельные топлива предназначены для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизелей). [c.92]

    ВОСПЛАМЕНЕНИЕ И СГОРАНИЕ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЕ [c.190]

    В одной из последних работ по изучению процессов воспламенения топлив в дизелях высказана новая точка зрения на причины возникновения стуков в двигателе [25]. На основе эксперимента ль ных данных, полученных на специальном двигателе, выявлено, что существуют два различных вида воспламенения и сгорания топлива в дизеле. [c.195]

    Изучение химических реакций, происходящих в цилиндре дизеля, показывает, что начальными продуктами окисления топлива при впрыске его в горячий сжатый воздух являются перекиси и альдегиды. После того как концентрация этих продуктов, в основном перекисей, достигнет необходимого минимума, произойдет воспламенение топлива. В этом, но-видимому, и состоит механизм действия присадок, повышающих воспламеняемость дизельных топлив. Присадки, повышающие цетановое число, — это активные продукты той или иной степени предварительного окисления углеводородов (перекиси, альдегиды, кетоны и т. д.) или продукты, активизирующие реакции окисления углеводородов. Добавленные в топливо или введенные в цилиндр двигателя с воздухом они ускоряют воспламенение топлива и этим обеспечивают плавное и равномерное сгорание топлива по мере его подачи в цилиндр двигателя. [c.218]

    В отличие от карбюраторного двигателя, в котором рабочая смесь воспламеняется электрической искрой, в дизеле воспламенение топлива происходит под воздействием высокой температуры воздуха после его сжатия. Промежуток времени от момента поступления топлива в цилиндр до момента его воспламенения называется периодом задержки воспламенения. Чем короче этот период, тем лучше работа двигателя. Когда период задержки воспламенения велик, сгорание топлива вызывает жесткую работу двигателя, повышенный его износ и снижение экономичности. [c.227]

    Влияние свойств топлива на характер сгорания в дизеле. Важнейшим свойством дизельного топлива, которое фактически определяет характер его сгорания, является температура самовоспламенения. Чем ниже температура самовоспламенения топлива, тем при прочих равных условиях меньше промежуток времени между началом поступления топлива в цилиндр и его воспламенением. [c.111]

    Воспламенение топлив в дизеле. Воспламенение топлива в цилиндре дизеля представляет собой процесс почти одновременного возникновения многочисленных очагов пламени в объеме смеси, заполняющей камеру сгорания. В настоящее время считается доказанным, что центрами возникновения очагов пламени являются зоны, где пары топлива образуют с воздухом воспламеняющиеся смеси.  [c.112]

    Максимальная скорость нарастания давления (1Р1 1(р на участке 2—3 индикаторной диаграммы характеризует жесткость процесса сгорания, которая в дизелях существенно выше, чем в двигателях с воспламенением от искры. Для дизеля считают обычными средние значения Р/й Максимальные значения Р и dP/dif) оказываются тем большими, чем больше топлива сгорает в фазе 6[. Это количество топлива зависит от длительности задержки воспламенения 0,-, от закона подачи топлива (т. е. характера изменения dG d(f), а также от интенсивности испарения и смешения с воздухом впрыснутого топлива. [c.157]

    Жесткая работа (стуки) дизеля вызывается чрезвычайно быстрым (взрывным) сгоранием топлива. Количество быстро сгорающего топлива, а значит, и скорость нарастания давления в цилиндре будут тем больше, чем длительнее период задержки воспламенения топлива, т. е. чем ниже цетановое число топлива. [c.114]

    Сжигание альтернативных топлив возможно как в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (в бензиновых двигателях, приспособленных к работе на этих топливах), так и в двигателях с воспламенением от сжатия (в дизельных двигателях). Однако многие альтернативные топлива плохо испаряются в условиях, характерных для процесса смесеобразования бензиновых двигателей не всегда возможно их воспламенение в камерах сгорания этих двигателей при сравнительно невысоких температурах конца сжатия и низких значениях коэффициента избытка воздуха. Дизельные двигатели (далее — дизели) более приспособлены к работе на топливах с различными физико-хими-ческими свойствами. Сгорание альтернативных топлив в дизелях при высоких степенях сжатия и больших коэффициентах избытка воздуха более эффективно, чем в двигателях с принудительным воспламенением. При этом дизели отличаются от бензиновых двигателей лучшей топливной экономичностью и меньшими выбросами газообразных продуктов неполного сгорания (монооксида углерода, углеводородов, альдегидов) и углекислого газа (диоксида углерода). Поэтому при использовании альтернативных топлив в дизелях, как правило, достигаются близкие к необходимым показатели работы двигателя. [c.4]

    Одним из важных факторов обеспечения работы дизеля на альтернативных топливах является организация вихревого движения воздушного заряда в цилиндре двигателя [1.20, 1.44]. Такое движение воздуха способствует более равномерному распределению топлива по объему камеры сгорания, его лучшему испарению и многоочаговому характеру воспламенения. Все эти факторы обеспечивают лучшую подготовку топлива к воспламенению, сокрашение периода задержки воспламенения и, следовательно, более мягкое сгорание топлива. [c.35]

    В дальнейшем, с появлением двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизеля), появилась необходимость в дизельном топливе, занимающем промежуточное положение между керосином и мазутом. Увеличение скорости самолетов и необходимость преодоления звукового барьера выявили потребность в реактивном двигателе. Для него требовалось новое топливо — реактивный или авиационный керосин с повышенной химической стабильностью. [c.3]

    Важным преимуществом дизеля также является практически неограниченная возможность обеднения горючей смеси. Это позволяет изменять мощность двигателя только путем регулирования подачи топлива при постоянном расходе воздуха. К достоинствам сгорания в дизеле следует отнести также возможность использования топлив с различной испаряемостью среднедистил-лятных, утяжеленных, а при определенных условиях и легких (типа бензина). Удельный расход топлива в дизеле всегда существенно ниже, чем в двигателе с воспламенением от искры, вследствие более высокой степени сжатия горючей смеси. [c.158]

    Интенсивное вращательное движение воздуха в сочетании с высоким давлением впрыска обеспечивают в неразделенной камере сгорания преимущественное объемное смесеобразование и большую скорость увеличения давления в фазе быстрого сгорания. Жидкое топливо впрыскивается непосредственно в движущуюся массу воздуха, не попадая на поверхность камеры сгорания, и может воспламеняться в нескольких зонах, где воздух нагрелся до наиболее высоких температур. Смесеобразование осуществляется главным образом за счет кинетической энергии, сообщенной топливу при впрыске под высоким давлением. В связи с этим, если по каким-либо причинам снижается давление впрыска и качество распыления топлива, то эти изменения сразу влияют на смесеобразование, полноту сгорания топлива и экономичность дизеля с неразделенной камерой сгорания. Такими причинами в условиях эксплуатации дизеля бывают понижение давления впрыска при износах плунжерных пар в топливном насосе высокого давления и смешение момента впрыска. Угол опережения впрыска равен углу поворота коленчатого вала от момента впрьюка топлива до прихода поршня в верхнюю мертвую точку. Оптимальное значение этого угла подобрано с учетом длительности периода задержки воспламенения, степени сжатия, способа смесеобразования и составляет в среднем от 18 до 25°. Угол опережения впрыска существенно влияет на топливную экономичность автомобиля с дизелем, поэтому за ним нужен систематический контроль. [c.159]

    Опытные образцы водородных дизелей созданы в лаборатории института Мусащи (Япония) [172]. Для организации рабочего процесса дизеля водород непосредственно впрыскивается в камеру сгорания в конце такта сжатия под давлением 8 МПа с помощью специальной форсунки с гидравлическим приводом от штатного топливного насоса высокого давления. Для воспламенения смеси служит керамическая калильная свеча с встроенным вольфрамовым электронагревателем. Электронагреватель включается на режимах пуска и прогрева двигателя, на остальных режимах свеча обеспечивает температуру 1170—1270 К за счет выделяющегося при сгорании топлива тепла. Благодаря комплексу конструктивных мероприятий прн работе на водороде сохранена мощность двигателя на уровне базового дизеля при относительно высоких показателях энергетической эффективности (рис. 4.25). [c.178]

    В двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, называемых дизелями, четырехтактный рабочий процесс протекает несколько иначе, чем в двигателях с зажиганием от искры. В дизельном двигателе в первых двух тактах засасывается и сжимается чистый воздух. Температура воздуха в конце хода сжатия достигает 550—650 °С, а давление возрастает до 4 МПа. В конце хода сжатия в сжатый и нагретый воздух шрыскивается в течение определенного времени под большим давлением порция топлива. Мельчайшие капельки топлива переходят в парообразное состояние и распределяются в воздухе. Через определенный весьма незначительный момент времени топливо самовоспламеняется и полностью сгорает. Время между началом впрыска и воспламенением топлива называется периодом задерокки самовоспламенения. В современных быстроходных двигателях этот период не более 0,002 с. В результате сгорания топлива давление газа достигает 6—10 МПа. Весьма важным для обеспечения плавной, нормальной работы двигателя является скорость нарастания давления газов. Из практики известно, что эта скорость не должна превышать 0,5 МПа на 1° угла поворота коленчатого вала. В противном случае двигатель начинает стучать, работа его становится жесткой , а нагрузка на подшипники чрезмерной. Появление стуков и жесткая работа двигателя тесно связаны с длительностью периода задержки самовоспламенения. Чем продолжительнее этот период, тем большее количество топлива успеет поступить в цилиндр двигателя. В результате — одновременное поопламенение повышенного количества топлива приводит к взрывному характеру сгорания, и давление газов будет нарастать скачкообразно. В двух последующих тактах рабочий ход и выхлоп — происходит рабочее расширение газов и освобождение цилиндра двигателя от продуктов сгорания.  [c.93]

    Однако при такой организации процесса мы сталкиваемся со своеобразной зависимостью между стадиями воспламенения и сгорания. С одной стороны, улучшение макрораспределения затрудняет развитие воспламенения и тем самым способствует возникновению стука . С другой стороны, удлинение задержки воспламенения предоставляет больше времени для смесеобразования, а возникающие при стуке ударные волны сами по себе становятся дополнительным фактором смесеобразования. Таким образом, подавление дымления в дизеле достигается за счет усиления стука и наоборот. В этом проявляется принципиальная противоречивость между двумя стадиями процесса сгорания в дизеле (отмеченная в работе [1]). Упомянутая ранее М-система представляет один из путей разрешения этой противоречивости отделением порции топлива для воспламенения от основной его части, равномерно распределяемой по объему камеры (см. [16]). [c.421]

    ДВИГАТЕЛИ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ СЖАТИЯ (дизели) -поршневые двигатели внутреннего сгорания, в цилиндре к-рых сжимается воздух, а топливо, впрыскиваемое в конце сжатия, воспламеняется вследствие высокой т-ры сжатого воздуха. Работают по циклу Дизеля или Са-батэ с четырехтактным или двухтактным рабочим процессом (см. Двухтактные судовые двигатели) с использованием в за-висимоии от числа оборотов, конструктивных особенностей и условий применения легкого ди-стиллятнсго или тяжелого остаточного топлива. [c.172]

    Применение различных бензинов в отдельных лабораториях затрудняет сравнение оценок топлив по этому методу. Получающаяся в некоторых случаях малая разность гептановых чисел при больших изменениях цетеновых чисел Жожет быть частично объяснена влиянием испаряемости бензиновой смеси на воспламенение и сгорание топлива в условиях карбюраторного двигателя, резко-отличающихся от условий сгорания чистого топлива в дизеле. [c.261]

    Следует отметить, что природа стуков в дизеле ничего общего не имеет с детонацией в карбюраторных двигателях. Причины, вызывающие стуки в дизеле, противоположны тем, но которым происходит детонация в двигателях с зажиганием. Почти все свойства топлива, благоприятствующие возникновению детонации в двигателях с зажиганием, способг ствуют нормальному сгоранию топлива в дизеле и наоборот. Общее между детонацией в двигателях с зажиганием и стуками в дизелях заключается лишь в том, что в обоих этих явлениях резкое нарастание давления в цилиндре возникает в результате сгорания топлива с большой скоростью (взрыва). Основное различие между этими явлениями заключается в следующем. Детонация в двигателях с зажиганием возникает в конце цикла сгорания, когда в результате накопления большого количества перекисей в горючей смеси развивается бурная реакция нанротив, в дизельном двигателе стук появляется при большой длительности задержки воспламенения в этом случае детонационная волна отсутствует и сгорание сразу принимает взрывной характер. [c.48]

    Из рассмотрения М-процесса вытекает, что скорость смесе--образования не является решающим фактором воспламенения w горения топлив в дизеле. Действительно, М-процесс характери-i зуется достаточной длительностью смесеобразования из-за до-i полнительной затраты времени на процессы образования и испа-i рения пленки топлива с поверхности камеры поршня, менее на- гретой, чем воздушный заряд. В то же время Мейрер отрицает положительную роль крекинга в предпламенных процессах, счи- тая, что неполное сгорание в обычных дизелях с объемным сме -сеобразованием является именно результатом преобладания реакций крекинга над окислительными реакциями (сгоранием топлива) и это якобы вызвано участием всей порции топлива E контакте с кислородом воздушного заряда. [c.131]

    В настоящее время работами Д. Н. Вырубова, Н. В. Иноземцева, А. И. Сербинова и других исследователей доказано, что сгорание топлива в двигателе происходит в основном в паровой фазе и что время и условия, при которых топлива находятся в цилиндре дизеля, вполне достаточны для испарения основной части топлива. Для получения смеси топлива с воздухом в соотношении, равном нижнему пределу воспламенения, топливо должно превратиться в нар. Только после этого смесь воспламенится в той именно части струи, где раньше будет достигнут нижний предел воспламеняемости смеси. [c.183]

    В двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, называемых дизелями, четырехтактный рабочий процесс протекает несколько иначе, чем в двигателях с зажиганием от искры. В дизельном двигателе в первых двух тактах засасывается и сжимается чистый воздух. Температура воздуха в конце хода сжатия достигает 550—650°С, а давление возрастает до 4 МПа. В конце хода сжатия в сжатый и нагретый воздух впрыскивается в течение определенного времени иод большим давлением порция топлива. Мельчайшие капельки топлива переходят в парообразное состояние и распределяются в воздухе. Через определенный весьма незначительный момент времени топливо самовоспламеняется и полностью сгорает. Время между началом впрыска и воспламенением топлива называется периодом задержки самовоспламенения. В современных быстроходных двигателях этот период не более 0,002 с. В результате сгорания топлива давление газа достигает 6—10 МПа. Весьма важной для обеспечения плавной, нормальной работы двигателя является скорость нарас- [c.84]

    Для обеспечения многотопливности дизелей необходимо организовать процессы топливоподачи, смесеобразования, воспламенения и сгорания топлив с различными свойствами. Значительное влияние на работу дизелей оказывает протекание процесса топливоподачи. При переводе дизелей на альтернативные топлива может возникнуть проблема корректирования топливоподачи и последующих процессов их воспламенения и сгорания. В частности, при работе дизелей со штатной системой топливоподачи на легких альтернативных топливах (спирты, эфиры и др.) наблюдаются уменьшение массового часового расхода топлива и соответствующее снижение мощности двигателя. Другой проблемой является увеличение периода задержки воспламенения низкоцетановых альтернативных топлив, приводящее к более жесткому процессу сгорания топлива, большим градиентам нарастания давления и возрастанию максимального давления сгорания. Причем снижение мощности дизелей и увеличение жесткости сгорания указанных топлив могут превышать их предельно допустимые значения. Поэтому для обеспечения требуемых показателей работы дизелей необходимо корректирование цикловой подачи и угла опережения впрыскивания топлива в соответствии с его физико-химическими свойствами. [c.5]

    Преимущества и недостатки рассмотренных в разделе 1.2 альтернативных топлив, а также особенности их применения в дизелях обусловлены физико-хи-мическими свойствами этих топлив. Штатное дизельное топливо по ГОСТ 305-82 представляет собой многокомпонентную смесь индивидуальных углеводородов, выкипающих при различных температурах и имеющих различные физико-химические свойства. Оптимизация диапазона температур перегонки нефти при производстве дизельного топлива и его фракционного состава позволяет получить топливо в наибольшей степени адаптированное для использования в дизельных двигателях. Дизельное тогииво среднего состава имеет диапазон температур выкипания 160-360 °С, цетановое число 45 ед., температуру самовоспламенения 250 °С, что обеспечивает его хорошее воспламенение в цилиндрах дизеля, сравнительно плавное сгорание, хорошие топливно-экономические показатели и приемлемые характеристики токсичности ОГ. [c.29]

    Некоторые результаты исследований указанного дизеля приведены на рис. 4.11. При испытаниях концентрация ДМЭ в воздухе, подаваемом в цилиндры, изменялась от 0,95 до 1,32 %. Поскольку ДМЭ характеризуется хорошей воспламеняемостью в КС дизеля, его работа на эфирметаноловой смеси отличается мягким процессом сгорания. Так, отмечены снижение максимальной скорости нарастания давления на 30-50 % по сравнению с работой на дизельном топливе, а также снижение максимальных температур сгорания. В результате значительно уменьшилась концентрация в ОГ оксидов азота. Причем дополнительное снижение содержания N0 в ОГ может быть достигнуто при целенаправленном изменении угла начала воспламенения метанолового топлива путем регулирования количества ДМЭ во впускаемом воздухе. [c.152]

    В заключение следует отметить, что широкое применение спиртов в качестве моторных топлив для дизелей сдерживается тем обстоятельством, что по ряду физико-химических свойств они сушественно уступают дизельным топливам (табл. 4.1). Основным недостатком спиртов является плохая воспламеняемость в цилиндрах дизелей, что требует использования различных мероприятий для их принудительното воспламенения. Этот недостаток усугубляется высокой испаряемостью спиртов и, как следствие, переохлаждением спиртовоздушной смеси. В частности, теплота испарения метанола в 4,4 раза больше теплоты испаренгш дизельного топлива (соответственно 1 115 и 250 кДж/кг) при низкой температуре кипения, что обуславливает чрезмерное охлаждение воздушного заряда при испарении спирта и при низких ЦЧ и высоких температурах самовоспламенения спиртов приводит к их плохому воспламенению в КС дизеля. Меньшие значения низшей теплоты сгорания по сравнению с дизельным топливом (соответственно 19 670 и 42 500 кДж/кг) приводят к необходимости корректирования цикловой подачи топлива для сохранения мошностных показателей дизеля. [c.159]

    Расширение. В такте расширения происходит преобразованпо тепловой энергии в механическую. Для расширения характерны догорание смеси и соединение продуктов диссоциации, наблюдающиеся преимущественно в начальной стадии расширения, а также теплоотдача в стенки. Два первых процесса, проходящие с выделением тепла, замедляют понижение температуры и давления в цилиндре, в результате чего ухудшается экономичность двигателя. Если при сгорании топлива по тем или иным причинам нормальный процесс нарушается и основная масса топлива к моменту завершения видимого сгорания не успевает сгорать, то догорание топлива завершается в конце процесса расширения, что приводит к ухудшению показателей работы двигателя. После расширения температура газов падает до 1200—1700° в двигателях с воспламенением от искры и до 700° в дизелях, а давление до 4—8 кГюм . [c.13]

chem21.info

Дизельный двигатель. Сгорание топлива. — RAZVOZ.BY

Работа дизельного и бензинового двигателя

 

Начинающие водители (чаще женщины) думают, что кроме топлива, на котором работают бензиновые и дизельные двигателя, разницы между ними нет. И в том и в другом двигателе одинаковые цилиндры, поршни и шатуны. Но принципиальное отличие все же есть.  Оно заключается в формировании топливовоздушных смесей, в том, как происходит их воспламенение и последующее сгорание. В бензиновом двигателе в цилиндр попадает уже сформировавшаяся смесь бензина и кислорода, которая возгорается от свечной искры.  В дизельном ДВС процесс сильно отличается: топливо и кислород попадают в цилиндр раздельно, причем кислород попадает первый, после чего он сжимается под высоким давлением, при этом, конечно же, очень сильно нагревается (до 700-800 градусов). Только после этого, так же под высоким давлением, форсунками подается топливо. Возгорание происходит от созданной высокой температуры и давления. Дизельные агрегаты воспроизводят больше шума, чем бензиновые.  Однако в наше время, производители значительно уменьшили уровень шума работающего дизеля. Стоит отметить, что КПД дизельных двигателей выше, чем у бензиновых. Кроме того, расход топлива при езде в городском режиме, смешанном и вне населенном пункте у автомобилей с дизельным двигателем меньше, чем у автомобилей с двигателем, работающим на бензине. Как правило, долговечность дизельных ДВС продолжительней бензиновых конкурентов. Какие бывают дизельные двигатели?

Дизельные двигатели отличаются друг от друга. Основным их отличием является камера сгорания.  Существуют моторы с неразделенной камерой сгорания. Их еще прозвали двигателями с непосредственным впрыском.  Топливо в подобном ДВС попадает в пространство над поршнем; в поршне же расположена камера сгорания. В текущий момент такие двигатели очень сильно модернизированы за счет появления ТНВД - топливных насосов высокого давления и впрыска топлива с двумя ступенями. Еще добавилось электронное управление всеми процессами, - например, оптимизацией сгорания топлива. Результатом модернизированных моторов с непосредственным впрыском стали: более уверенная работа при 4500 оборотах в минуту, значительное уменьшение уровня шума, повышение показателей экономичности, сведение вибрации к минимуму.

Следующий тип дизельный моторов - вихрекамерные. В основном стоят на легковых автомобилях. Их главная особенность - это раздельная камера сгорания.  В данном случае топливо подается в дополнительную камеру, а не прямо в цилиндр.  Место расположения такой камеры чаще всего в головке блока цилиндров. Кислород, попадая в такую камеру, закручивается более интенсивно, что приводит к лучшему возгоранию дизельного топлива. От этого и дали название - вихревая. Камера соединена с цилиндром каналом.

К третьему типу моторов можно отнести - предкамерные двигатели. Распространенность таких моторов самая низкая, их основное отличие - специальная форкамера, которая соединена с каждым из цилиндров через несколько небольших каналов. В подобной конструкции мотора отмечается более высокий ресурс работы, уровень токсичных выбросов и шум двигателя снижены.

Не стоит забывать, что любой двигатель, будь то дизельный или бензиновый, требует своевременного обслуживания и ухода. Нельзя забывать о замене масла. Заправляйтесь только качественным топливом на проверенных АЗС. Двигатель - сердце автомобиля, и пусть он работает, как можно дольше.

 

Похожие статьи:

Статьи → Зима. "Супротек" поможет с холодным пуском

razvoz.by

При каком давлении воспламеняется качественное дизельное топливо

Воздух, поступающий в цилиндр дизельного движка, сильно сжимается, поэтому температура в камере начинает превышать величину температуры воспламенения. При каком давлении воспламеняется дизельное топливо?

До того, как поршень достигнет «мертвой точки», в камеру впрыскивается дизтопливо и под давлением моментально воспламеняется. Если объем впрыснутого топлива велик для определенного объема камеры сгорания, то в цилиндре образуется ударная волна, которая вызывает детонацию.

Принцип работы дизельного двигателя

В дизеле сначала воздух подается в цилиндр и сжимается, без подачи топлива. Высокая степень сжатия (от 14:1 до 24:1) вызывает повышение температуры (800-900 градусов – температура самовоспламенения ДТ) . После нагрева воздуха в камеру впрыскивается топливо через форсунки под давлением от 10 до 220 Мпа, в зависимости от типа двигателя и объема камеры. При высокой температуре воздуха впрыснутое топливо мгновенно воспламеняется.

Воспламенение ДТ в цилиндре дизельного мотора – это одновременное возникновение очагов пламени в конкретном объеме смеси, поступившей в камеру сгорания. Центры возникновения очагов пламени – зоны смешения паров воздуха и паров топлива.

Жесткая работа двигателя вызывается быстрым (детонирующим) сгоранием топлива. Объем быстро сгорающего ДТ и скорость нарастания давления зависят от длительности периода задержки воспламенения. Чем ниже цетановое число, тем длительнее период задержки воспламенения.

Четырехтактные дизельные двигатели

Принцип работы четырехтактного двигателя состоит из нескольких циклов:

  • Первый цикл – впуск в цилиндр воздуха через впускной клапан.
  • Второй цикл – сжатие набранного объема воздуха в 18 – 22 раза. В коне такта давление под поршнем, достигшем верхней мертвой точки, 40 кг/см2. При этом температура повышается до 500 градусов и выше.
  • Третий цикл – в камеру через форсунки впрыскивается под давлением ДТ, которое самовоспламеняется, так как температура сжатого воздуха предельна.
  • Сгорая, ДТ расширяется и давление в камере увеличивается. Под давлением поршень перемещается к нижней мертвой точке и поворачивает коленвал (через шатун). При рабочем ходе давление в цилиндре – 100 кг\см2.
  • Четвертый цикл – выпуск отработанных газов, который освобождает цилиндр.

Цетановое число напрямую влияет на плавную и бесперебойную работу дизельного двигателя. На сегодня нормативами установлен предельный размер цетанового числа – 51, не ниже.

Компания «ExpressDiesel» является дилером крупнейших НПЗ северо-западного региона России. У нас всегда можно прибрести качественное сертифицированное ДТ по лучшим ценам в регионе.

expressdiesel.ru