Опишите протекание процесса сгорания в дизельном двигателе.

Первая фаза (l) называется периодом задержки воспламене-ния. Она продолжается с момента начала впрыска топлива в цилиндр (точка 2) до начала резкого повыше-ния давления (точка 3) В этот период осуществляются физико- химические процессы подготовки топлива к сгоранию. Продолжительность этого периода сильно влияет на все последующие фазы сгорания и должна быть по возможности меньшей. Продолжительность периода задержки воспламенения зависит от физико-химических свойств топлива, температуры и давления сжатого воздуха, качества распыливания топлива, степени завихрения заряда в цилиндре.

Вторая фаза (II), называемая периодом быстрого сгорания (участок 3-4), характеризуется интенсивным тепловыделением и резким повышением давления вследствие сгорания ранее вновь поступающих порций топлива. Длительность второй фазы зависит от продолжительности первой фазы сгорания, равномерности распределения топлива по объему камеры и от закона подачи топлива в течение первой и второй фаз. Подача топлива может заканчиваться во втором, но чаще она продолжается и в третьем периоде.

Третья фаза (III), называемая периодом медленного сгорания, характеризуется незначительным изменением давления (участок 4-5). Замедленная скорость сгорания топлива, а следовательно, и уменьшенная интенсивность тепловыделения в этой фазе обусловлены меньшей концентрацией кислорода и большим количеством продуктов сгорания в цилиндре. Температура газов в третьей фазе непрерывно повышаться, а давление может и взрастать и понижаться. Продолжительность третьей фазы зависит от закона подачи топлива, степени завихрения заряда и коэффициента избытка воздуха. подача топлива обычно прекращается в конце третьей фазы, но догорание его продолжается и дальше в процессе расширения.

Четвертая фаза (IV), называемая периодом догорания топлива, начинается с момента достижения максимальной температуры цикла (точка 5). Необходимо стремиться к уменьшению периода догорания, та как при этом снижаются температура отработавших газов в конце процесса расширения и потери тепла на выпуске, что улучшает экономичность дизеля. Чтобы уменьшить период догорания активизируют процесс сгорания созданием завихрения смеси в цилиндре.

 

61.Индикаторная мощность N_i = (P_iV_hni)/30t

P_i - среднеиндикаторное давление – условно-постоянное давление в цилиндре, при котором за один ход поршня совершается такая же работа, что и за весь цикл.

n-частота вращения [мин^-1]

i-число цилиндров

t(тао)-тактность(4 или 2)

Эффективная мощность N_e = (P_eV_hni)/30t

P_e - среднее эффективное давление

62. Индикаторные показатели работы характеризуют совершенство процессов внутри цилиндров двигателя

P_i - среднеиндикаторное давление – условно-постоянное давление в цилиндре, при котором за один ход поршня совершается такая же работа, что и за весь цикл.

Индикаторная мощность N_i = (P_iV_hni)/30t

Индикаторный КПД η_i – отношение индикаторной работы цикла к затраченному количеству теплоты

η_i = L_i/Q_ц L_i = P_iV_h Q_ц - теплота, выделившаяся за 1 цикл.

Q_ц = G_цH_n G_ц - цикловая подача топлива

H_n - низшая теплота сгорания

η_i = 3600 N_i/ G_т H_n G_т – часовой расход топлива

q_i – средний индикаторный расход топлива – количество топлива, которое расходуется в течение одного часа двигателем, развивающим индикаторную мощность = 1кВт

q_i = G_т / N_i = 3600/ η_i H_n

63. Эффективные показатели – показатели на выходном валу, они отличаются от индикаторных из-за наличия механических потерь.

Эффективная мощность N_e = (P_eV_hni)/30t

N_e = N_i – N_м

N_м – мощность, затрачиваемая на преодоление мех-х потерь

N_м = N_т + N_всп + N_ГО N_всп – затрачиваемая на привод вспомогательных агрегатов и систем

N_ГО – потери на газообмен (процесс впуска и выпуска)

N_м = (P_мV_hni)/30t

P_м – среднее давление механических потерь

η_м = N_e/ N_i = P_e / P_i

η_е = 3600 N_e / G_т H_n

q_e = G_т / N_e = 3600/ η_e H_n

64. практические методы повышения мощности двигателя:

1 Увеличение рабочего объема двигателя.

2 Увеличение степени сжатия.

3 Уменьшение механических потерь.

4 Оптимизация процессов горения смеси.

5 Увеличение наполнения цилиндров.

Повышение экономичности и мощности двигателей всех типов может быть осуществлено за счет снижения механических потерь, на преодоление которых затрачивается 8... 12 % теплоты сгорании топлива. Значение механического КПД можно увеличить, уменьшая потери на трение деталей КШМ и на приведение вспомогательных механизмов двигателя и увеличивая индикаторную мощность Р. Необходимо также учитывать, что наибольшая величина Мм имеет место при работе двигателя на полной нагрузке при малых скоростных режимах. Для уменьшения механических потерь в приводе, например, вентилятора системы охлаждения там устанавливают автоматически отключаемую муфту, что позволяет уменьшать потери мощности на привод вентилятора путем его отключения на некоторых режимах работы. Наиболее эффективными методами повышении экономических показателей двигателя являются: ¦ повышение степени сжатия и использование бедных горючих смесей; ¦ совершенствование качества смесеобразования и повышение механического КПД; ¦ соблюдение условий технической эксплуатации двигателя. Повышения мощности двигателя, кроме того, можно достичь следующими способами: ¦ увеличением объема двигателя; ¦ повышением частоты вращения коленчатого вала; ¦ переходом с четырехтактного цикла на двухтактный; ¦ увеличением массы циклового заряда за счет совершенствования процесса газообмена и за счет наддува и промежуточного охлаждения заряда.

65. Внешняя скоростная характеристика двигателя – зависимость выходных показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала при полном открытии топливоподающего органа.

n_min – устойчивая частота вращения, n_н – частота, соответствующая максимальному крутящему моменту,n_ном – при которой достигается максимум мощности, n_маx – максимально допустимая, n_разн – разносная частота вращения.

Максимум к.м. соответствует высокому наполнению цилиндр и сравнительно небольшим мех. потерям.