Особенности смесеобразования в дизелях - раздел Образование, КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ
Приготовление Горючей Смеси Топлива С Воздухом Внутри Цилиндр...
Приготовление горючей смеси топлива с воздухом внутри цилиндров является особенностью двигателей с самовоспламенением от сжатия, или дизелей (по имени изобретателя Р. Дизеля).
В дизелях топливо поступает от насоса высокого давления и посредством форсунки впрыскивается в цилиндры под давлением, которое в несколько раз превышает давление воздуха в конце такта сжатия. Смесеобразование начинается с момента поступления топлива в цилиндр. В цилиндре в процессе смесеобразования струя топлива о воздух распыливается на мельчайшие частицы, которые образуют топливный факел конусообразной формы. Причем частицы топлива сгорают тем полнее, чем мельче распылено топливо и чем равномернее распределено оно в воздухе.
Высокая температура и давление сжатого воздуха (к концу такта сжатия температура воздуха составляет 550…700°С, а давление - 3,5…5,5 МПа) способствуют испарению и воспламенению топлива. После начала горения смеси температура и давление в камере сгорания резко возрастают, это ускоряет процессы испарения и воспламенения остальных частиц распыленного факела топлива. Чтобы обеспечить наилучшие мощностные и экономические показатели работы дизеля, необходимо впрыскивать топливо в его цилиндры до прихода поршня в ВМТ.
Чтобы обеспечить впрыскивание топлива с требуемым опережением, топливный насос должен начинать подавать топливо еще раньше. Это вызвано необходимостью иметь некоторое время на нагнетание топлива от насоса к форсунке. Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до ВМТ в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют углом опережения подачи топлива.
Независимо от нагрузки в цилиндры дизеля фактически поступает одно и то же количество воздуха. При малой нагрузке в цилиндрах практически всегда имеется достаточное количество воздуха для полного сгорания топлива, при этом коэффициент избытка воздуха имеет большую величину. С увеличением нагрузки возрастает только подача топлива, но значение коэффициента избытка воздуха уменьшается, вследствие чего ухудшается процесс сгорания топлива. Минимальное значение коэффициента избытка воздуха для различных типов дизелей, соответствующее их бездымной работе, устанавливают в пределах α =1,3…1,7. Этим обусловливается высокая экономичность дизелей по сравнению с карбюраторными двигателями.
Улучшение смесеобразования и процесса сгорания зависит от способа приготовления рабочей смеси и принятой формы камеры сгорания.
По способу приготовления рабочей смеси различают объемное, объемно-пленочное и пленочное смесеобразования. Каждому способу смесеобразования требуются камеры сгорания с соответствующими конструктивными решениями. Камеры сгорания дизелей по конструктивным признакам объединяют в две большие группы: неразделенные (однополостные) и разделенные (двухполостные).
Неразделенные камеры сгорания (рис.8.1,а) представляют собой объем 3, заключенный между днищем поршня, когда он находится в ВМТ, и плоскостью головки 2. Процесс смесеобразования в таких камерах основан на впрыскивании топлива непосредственно в толщу горячего воздуха, находящегося в объеме камеры сгорания дизеля, поэтому их называют также однополостными с объемным смесеобразованием. При впуске для лучшего перемешивания частиц распыленного топлива с воздухом его свежему заряду сообщают вращательное движение с помощью завихрителей или винтовых впускных каналов, а форму камеры сгорания согласовывают с формой струи топлива, подаваемой форсункой 1. Такой принцип смесеобразования используется в дизелях ЯМЗ и КамАЗ.
Рис.8.1. Камеры сгорания дизелей: а – ЯМЗ-236;
б – ЗИЛ-645; в – вихревого типа
Пленочное смесеобразование, которое используется в современных дизелях, характеризуется тем, что большая часть впрыскиваемого топлива подается на горячие стенки шарообразной камеры сгорания. На стенках топливо образует пленку, а затем испаряется, отнимая часть тепла от стенок.
Пленочный и объемный способы отличаются тем, что в первом случае основная часть топлива сначала испаряется и в парообразном состоянии перемешивается с воздухом при интенсивном вихревом движении его в камере, а во втором – частицы распыленного топлива непосредственно смешиваются с воздухом.
Разновидностью указанных способов смесеобразования является объемно-пленочное смесеобразование, которое обладает свойствами как объемного, так и пленочного смесеобразования. Такой способ смесеобразования позволяет создавать многотопливные дизели, позволяющие использовать наряду с дизельным топливом высокооктановые бензины и спиртовые (метоноловые) смеси, например, дизель ЗИЛ-645, у которого процесс смесеобразования происходит в объемной камере сгорания 5 (см.рис.8.1,б), расположенной в поршне 6 в виде наклонной цилиндрической выемки со сферическим дном. Вращение воздушного заряда в камере обеспечивается при помощи вихреобразующего канала, создающего кольцевой вихрь, направление вращения которого показано стрелкой. Из двухдырочного распылителя форсунки 9, расположенного в головке цилиндра 4, топливо впрыскивается в камеру сгорания. Пристеночная струя 8 направлена вдоль образующей камеры сгорания, объемная струя 7 пересекает внутренний объем камеры ближе к ее центру. Из-за пристеночной струи такой процесс часто называют объемным пристеночно-пленочным смесеобразованием. По сравнению с другими способами смесеобразования этот процесс дает хорошую экономичность и обеспечивает более мягкую работу дизеля с плавным нарастанием давления в его цилиндрах, а также улучшает пусковые качества дизеля и экологические показатели: снижается его дымность и токсичность отработавших газов.
Разделенные камеры сгорания состоят из двух объемов: основного объема, заключенного в полости над днищем поршня, и дополнительного, расположенного чаще всего в головке блока. Камеры соединены между собой каналами. Применяются в основном две группы разделенных, или двухполостных камер: вихревые камеры и предкамеры. Дизели с такими камерами называют соответственно вихревыми и предкамерными.
В вихрекамерных дизелях (см.рис.8.1,в) объем дополнительной камеры 10 составляет 0,5…0,7 общего объема камеры сгорания. Основная 12 и дополнительная 10 камеры соединяются каналом 11, который располагается тангенциально к образующей дополнительной камере, что позволяет обеспечивать вихревое движение воздуха.
В дизелях с предкамерным смесеобразованием предкамера имеет цилиндрическую форму и соединяется прямым каналом с основной камерой, расположенной в днище поршня. В результате частичного воспламенения топлива в момент его впрыскивания в предкамере повышаются температура и давление, что способствует эффективному смесеобразованию и сгоранию топлива в основной камере.
Достоинствами современных быстроходных вихре- и предкамерных дизелей являются достаточно высокие мощностные показатели при сравнительно высокой степени сжатия. К их основным недостаткам следует отнести увеличенный расход топлива по сравнению с дизелями с неразделенными камерами и затрудненный пуск двигателя, требующий применения специальных пусковых устройств.
Сокол Николай Александрович... Попов Сергей Иванович КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Особенности смесеобразования в дизелях
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ
Под автомобилем понимают самоходное механическое транспортное средство, которое используется для перевозки грузов, людей и решения специальных задач.
По своему назначению
Основные типы двигателей внутреннего сгорания
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) получили широкое распространение на современных автомобилях. По конструкции их разделяют на поршневые и роторные.
В порш
Общее устройство двигателя внутреннего сгорания
Общее устройство двигателя рассмотрим на примере двигателя автомобиля ВАЗ-2108 — четырехтактного, карбюраторного, четырехцилиндрового с рядным вертикальным расположением цилиндров
Основные параметры поршневых двигателей
Конструктивные параметры, по которым рассчитывается поршневой двигатель, - диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров.
Поршень 2 при одном обороте коленчатого вала 3 дв
Карбюраторного двигателя
Рабочий процесс двигателя анализируют по индикаторной диаграмме, которая представляет собой зависимость давления в цилиндре двигателя р от переменного объема надпоршневого простра
Рабочий процесс четырехтактного дизеля
Степень сжатия в дизелях назначается много большей, чем в карбюраторных двигателях: ε = 14...23. Это позволяет обеспечить достаточную температуру для надежного самовоспламенен
Внутреннего сгорания
Процессы сжатия, сгорания и расширения в двух- и четырехтактных двигателях принципиальных отличий не имеют. Различие рабочих процессов этих двух типов двигателей наблюдается только
Показатели двигателя внутреннего сгорания
В качестве показателя работоспособности цикла на практике используется не индикаторная работа Li, которая определяется не только совершенством организации рабочих процесс
Методы форсирования двигателей
Степень форсированности оценивают по литровой мощности. Двигатели, имеющие высокие значения Nл, называют форсированными.
Под форсированием двигателя понимают ко
Многоцилиндровые двигатели
На современных автомобилях применяют четырех-, шести-, восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели. Наиболее распространенные схемы компоновок цилиндров двигателей представлены на р
Поршневая группа и шатуны
Поршень воспринимает давление газов при такте рабочего хода и передает его через шатун на коленчатый вал. Поршень состоит из трех частей (рис. 3.5): днища 5, упло
Коленчатый вал и маховик
Силы давления газов на поршень, передающиеся ими на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи трансмиссии передается на колеса автомобиля. Коленчатый вал воспринимает также и си
Основные типы механизмов газораспределения
Конструкции двигателей с двухклапанными механизмами газораспределения, включающими в себя один впускной и один выпускной клапаны (рис. 4.1, 4.2) получили наиболее широкое распространение.
Привод распределительного вала
Верхний распределительный вал вращается при помощи системы промежуточных валов с коническими или винтовыми шестернями (см. рис. 4.9, б), цилиндрическими шестернями (см. рис. 4.9, в), цепью (см. рис
Газораспределения. Фазы газораспределения
Основным параметром механизма газораспределения является «время-сечение», которым называется интегральная сумма произведений проходных сечений, открываемых клапаном, на время, т.е.
Клапанный механизм
В газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла).
Устройство и работа системы смазки
Подвод к трущимся деталям достаточного количества масла необходим для уменьшения трения за счет создания масляной пленки между сопряженными деталями, для охлаждения их поверхности, удаления частиц
Приборы смазочной системы
Шестеренный масляный насос служит для создания давления масла в системе и подачи его к трущимся поверхностям деталей.
Насос состоит из корпуса 5 (рис.5.2,а), в котором уст
Устройство и работа системы охлаждения
Температура при работе двигателя в среднем составляет 800…900° С, а при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателей достигает 2500° С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может
Расчет системы охлаждения
Исходная величина для расчета элементов системы охлаждения - количество теплоты (Дж/с), которое необходимо отвести от двигателя в охлаждающую среду,
Qж = qж
Устройство и работа системы питания
Система питания предназначена для хранения, подачи и очистки топлива, очистки и подачи воздуха, приготовления нужного состава горючей смеси на разных режимах работы двигателя и отво
Приборы системы питания
Топливный бак ВАЗ-2105 (рис.7.2) служит для хранения запаса топлива и изготовляется из освинцованного стального листа. Заливная горловина бака герметично закрывае
Карбюратор
Карбюрацией называется процесс распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом, а прибор, в котором совершается этот процесс, – карбюратором.
Горючая смесь
Общее устройство системы питания дизелей
Топливо- и воздухоподводящая аппаратура, выпускной газопровод и глушитель шума отработавших газов представляют систему питания дизелей. В четырехтактных дизелях наибольшее распространение получи
Турбонаддув в дизелях
Наддув используют для повышения мощности дизеля путем подачи заряда воздуха в цилиндр под давлением.
Дизель оборудован турбокомпрессором, использующим энергию отработавших
Расчет элементов топливной системы дизеля
Топливный насос высокого давления предназначен для отмеривания необходимого количества топлива и подачи его под высоким давлением в цилиндры в установленный момент
НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТРАНСМИССИЙ
Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. При передаче происходит изменение крутящего момента и распределение между ведущими колесами. Крут
Устройство и работа сцепления
Сцепление предназначено для кратковременного разъединения двигателя и коробки передач и вновь плавного соединения их без резкого изменения нагрузки. При этом должно быть обеспечено
Расчет основных параметров муфты сцепления
Момент трения муфты может быть рассчитан по следующему уравнению:
Ммр = μ · Q · Ro · iф,
где Q - нажимное усилие, действующее
Устройство и работа коробки передач
Коробка передач предназначена для силы тяги на ведущих колесах автомобиля при постоянной мощности двигателя путем зацепления шестерен с различным числом зубьев; она обеспечивает та
Определение основных параметров коробки передач
В простейшей двухвальной коробке с однопарными передачами (рис.12.8,а) сумма чисел зубьев Sz любой сопрягаемой пары должна быть величиной постоянной при равенстве модулей всех шесте
Раздаточная коробка
Раздаточная коробка предназначена для снижения ударных нагрузок в трансмиссии, а также для частичной компенсации перемещения и установки ее относительно коробки передач.
Ра
КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки к ведущему валу главной передачи. Ее применение связано с
Устройство и работа карданной передачи
Карданная передача обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач на главную передачу заднего ведущего моста.
Карданная передача автомобиля «Москвич» имеет од
Главная передача
Главная передача увеличивает подводимый к ней крутящий момент и передает его через дифференциал на полуоси, которые расположены под прямым углом к продольной оси автомобиля. Конструктивно главны
Дифференциал
При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться
Полуоси
Полуоси передают крутящий момент Т от дифференциала к ведущим колесам (рис.14.8), а также следующие изгибающие моменты: от вертикальной реакции Rz на действие силы тяжести, приходящейся
Передняя подвеска
Подвеска предназначена для снижения вертикальных колебаний кузова, что обеспечивает плавность хода автомобиля, и смягчения и поглощения ударов, воспринимаемых колесами от неровно
Передней подвески
Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 (см.рис.15.5) представляет собой колебательную систему, собственная частота колебаний которой определяется такими параметрами, как жесткость ш
Задняя подвеска
Задняя подвеска связывает кузов с балкой заднего моста автомобиля. Она предназначена для смягчения толчков, передаваемых от колес, и гашения колебаний кузова.
Задн
Ступицы колес
Ступицы 5 передних колес автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» (см.рис.15.5) устанавливаются на осях 4 поворотных цапф на двух роликовых подшипниках 1 каждая. Внутренние кольца подшипник
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Совокупность механизмов, служащих для поворота управляемых колес, называется рулевым управлением. Рулевое управление обеспечивает правильную кинематику поворота и безопасность движе
Назначение и типы тормозных систем
Тормозные системы служат для снижения скорости движения и полной остановки автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля. Тормозная система должна быть м
Тормозные механизмы
Тормозные механизмы предназначены для торможения вращающихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии.
Фрикционные тормозные механизмы, получившие распространение
Тормозной привод
Тормозной привод предназначен для передачи усилия от органов управления к тормозным механизмам и управления ими в процессе торможения.
В зависимости от конструктивных особенностей тормоз
Рабочая тормозная система
Рабочая тормозная система на изучаемых автомобилях состоит из четырех тормозных механизмов колес и гидравлического привода.
Тормозной механизм переднего колеса автомобиля ВАЗ-2105
Стояночная тормозная система
Стояночная тормозная предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоянии и состоит из механического привода от ручного рычага и тормозного механизма задних колес; она
Расчет тормозного механизма
Барабанный тормозной механизм имеет симметричный колодочный тормоз (рис.17.18), состоящий из вращающегося барабана 1 и двух внутренних колодок 2, шарнирно подвешенных на неподвижных опорах 5. Разжи
Библиографический список
1. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 2002.- 496 с.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов