Аналіз процесів згоряння в дизелі 





Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Аналіз процесів згоряння в дизелі



У дизелі паливо впорскується в стиснене повітря, що має тиск 3-4 МПа і температуру 800-1000 ºС. Для аналізу процесу згоряння використовують індикаторну діаграму в координатах p-j.

 
 

Малюнок 6.1 – Індикаторна діаграма в координатах p-j

Позначені: точка 1- початок вприскування палива; точка 2- точка відриву лінії підвищення тиску (лінії згоряння) від лінії стиску; точки 3 і 4 - моменти досягнення максимальних тисків і температури циклу; jвп- кут випередження вприскування палива.

 

 

У дизелі весь процес згоряння складається з власне трьох періодів (фаз) згоряння q1,q2,q3 і одного підготовчого періоду qi.

Підготовчий період qi - період затримки запалення. Він займає проміжок часу від точки 1 до точки 2. Затримка складається з фізичної (розпад струменя, прогрів і частковий випар крапель палива) і хімічної (реакцій попереднього окислювання). Швидкість тепловиділення в цьому періоді мала і навіть переважає витрата теплоти на випар палива, унаслідок його підвищення тиску не спостерігається.

На тривалість qi впливають наступні фактори:

1. Хімічні властивості палива (цетанове число). Чим більше цетанове число, тим більше паливо схильне до окислювання і тим qi коротше.

2. Ступінь стиску. З її ростом період затримки запалення скорочується, тому що тиск і температура в процесі стиску при збільшенні ступеня стиску підвищується.

3. Якість розпилювання. Чим дрібніше розпилене паливо, тим коротше qi унаслідок більш швидкого випару крапель.

4. Рух повітряного потоку в камері згоряння. Турбулізація приводить до швидкого випару крапель палива і їхньому перемішуванню з повітрям, що зменшує підготовчий період.

Перша фаза q1 - період швидкого згоряння (від точки 2 до точки 3). За цей період виділяється велика кількість теплоти.

Як критерій інтенсивності згоряння в першій фазі приймають середню швидкість зростання тиску Wср = Dp/Dj.

Швидкість зростання тиску характеризує твердість роботи дизеля. Якщо Wср=0,3-0,6 МПа/град.п.к.в., то роботу двигуна вважають м'якою; при Wср>0,6 МПа/град.п.к.в. – твердою. Зі збільшенням твердості зростають навантаження на деталі двигуна.

Тривалість q1 залежить від наступних факторів:

1. Конструкції камери згоряння. Більш короткий період q1 у нерозділених камер згоряння, а самий довгий період у двигунів з передкамерою.

2. Навантаження двигуна. З ростом навантаження тривалість q1 зростає, тому що в цьому випадку кількість палива, що впорскується, збільшується і потрібно більше часу для згоряння.

3. Закон подачі палива. Паливо можна подати в камеру швидко чи повільно. Ніж коротше тривалість вприскування qвп, тим менше q1 .На практиці прагнуть qвп зробити мінімальним. Це поліпшує економічність, але при цьому твердість роботи двигуна підвищується.

На малюнку 6.1 показані теоретична і дійсна характеристики вприскування палива. Крива 1 показує, що подача палива на початку вприскування відбувається повільно, а потім різко зростає. Однак у реальних умовах таку криву одержати складно.

Подача палива закінчується наприкінці q1 чи на початку другої фази q2.

Друга фаза θ2 - період уповільненого згоряння від точки 3 до точки 4.

У цій фазі температура газів безупинно підвищується, тому що паливо ще згоряє, а тиск різкий падає внаслідок збільшення об'єму циліндра при русі поршня від ВМТ до НМТ.

На тривалість q2 впливають закон подачі палива, інтенсивність вихрового руху заряду, коефіцієнт надлишку повітря.

Третя фаза q3 - період догоряння палива: від точки 4 до моменту, коли тепловиділення досягає 95-97%. Завжди прагнуть скоротити q3. Велика тривалість q3 приводить до росту температури відпрацьованих газів, і до підвищення теплового стану двигуна. У результаті погіршуються потужність і економічність. Для зменшення q3 скорочують подачу палива в другому періоді q2 і підсилюють турбулізацію повітря в камері згоряння.


ТЕМА 7 ТЕРМОДИНАМІЧНІ СПІВВІДНОШЕННЯ В ПРОЦЕСІ ЗГОРЯННЯ

Процес згоряння

Ціль розрахунку - визначення температури і тиску наприкінці згоряння, а також об'єму Vz для циклів зі змішаним підведенням теплоти і з підведенням теплоти при постійному тиску.

У загальному випадку відповідно до першого закону термодинаміки можна записати наступне рівняння

чи

де xz - частка нижчої теплоти згоряння палива;

Uz, Uc - внутрішня енергія газу після і до згоряння;

Lcz - теплота, еквівалентна роботі газу в процесі згоряння.

Чисельне значення xz лежить у межах 0.8...0.95 для карбюраторних двигунів, 0,65...0,88 для дизелів.

Для двигунів з підведенням теплоти при V = const

Для двигунів зі змішаним підведенням теплоти

де l = pz /pc - ступінь підвищення тиску.

В обидва ці рівняння входять дві невідомі величини - (mcv’’)tzto чи (mcp’’)tzto і шукана температура tz.. Вирішити ці рівняння вдається або методом послідовних наближень, або з рівняння другого порядку виду

Для розрахунку температури згоряння tz дизельних двигунів рекомендується приймати значення l у межах 1,5...2,5.

Значення l для карбюраторних двигунів визначається після обчислення температури tz. і звичайно лежить в інтервалі 3…5

Після визначення tz знаходиться тиск наприкінці процесу згоряння.

1. Для двигунів з підведенням теплоти при V = const

2. Для двигунів зі змішаним підведенням теплоти

Звичайно в дизельних двигунах r = 1.2...1.7.






Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 116; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.87.33.97 (0.006 с.)