Умови згоряння палива та забезпечення м’якої роботи двигуна
Умови згоряння палива та забезпечення м’якої роботи двигуна - раздел Производство, ПАЛИВНО-МАСТИЛЬНІ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ
Вища Порівняно З Карбюраторним Економічність Дизельних Двигу...
Вища порівняно з карбюраторним економічність дизельних двигунів зумовлюється своєчасним займанням та повним згорянням впорскнутого палива. Ці фактори узагальнюються збільшенням ступеня стиснення (ε = 14-20) та забезпеченням достатньою кількістю кисню для згоряння (коефіцієнта надлишку кисню α = 1,4-1,5) палива.
Від моменту впорскування палива в камеру згоряння і до виникнення горіння та виділення тепла, проходить визначений, хоч і дуже не великий, проміжок часу. Температура, до якої паливо повинно бути нагріто, щоб почалося його займання, називається температурою самозаймання. Вона залежить від хімічної складової палива та зовнішніх умов (тиску, складу робочої суміші, типу камери згоряння тощо).
Процес згоряння палива, поданий у вигляді розгорнутої індикаторної діаграми (рис. 1.30), може бути поділений на чотири фази: І – фаза затримання (запізнення) самозаймання; ІІ – фаза швидкого горіння, або період інтенсивного наростання тиску; ІІІ – фаза уповільненого горіння; ІV – фаза догорання.
Із заданим випередженням впорскування палива Θ0 у точці 1 до прибуття поршня до ВМТ починається впорскування палива і продовжується до точки 4 із загальним Θt. Однак згорання палива і супутнього йому інтенсивного збільшення температури та тиску в циліндрі не відмічається до точки 2. Повільне збільшення тиску відбувається внаслідок продовження хода стискання.
Відрізок І діаграми від точки 1 до точки 2 показує фазу затримання самозаймання. В цей проміжок часу впорскнуте паливо розсіюється, розігрівається та випаровується, причому утворювані пари палива взаємно дифундують. Разом з тим протікають і займальні окислювальні процеси, котрі завершуються самозайманням утвореної суміші парів палива та повітря в одному або декількох осередках, де виявилися найсприятливіші умови для їх виникнення. Тепло, яке виділяється у разі появи осередку полум’я, прискорює закінчення процесів фізичної та хімічної підготовки займання усієї кількості палива, яке поступило до камери згоряння. Продовжування першої фази залежить і від розміру крапель розсіяного палива. Чим вони менші, тим швидше паливо нагрівається та випаровується.
Рис. 1.30. Розгорнута індикаторна діаграма дизельного двигуна
Потім починаються процеси, які характеризують фазу ІІ швидкого згоряння. Кількість палива, що згорає у цій фазі, безпосередньо залежить від тривалості фази І. Очевидно, чим більша фаза І, тим більше палива накопичується у камері згоряння. Відповідно до цього виділення тепла та наростання тиску у фазі ІІ процесу відбувається інтенсивніше, що на індикаторній діаграмі відображається збільшенням крутизни лінії 2–3, тобто збільшенням значення dp/dφ.
Під час досягнення деякої інтенсивності зростання тиску dp/dφ робота двигуна робиться жорсткішою, у результаті чого утворюються передумови для виникнення ударної хвилі. Якщо ж фаза І, і буде скорочуватися, то зменшиться і кількість палива, яке надходить у камеру згоряння. У цьому випадку тиск під час фази ІІ процесу згоряння нарощується повільніше і двигун буде працювати м’якіше (без стуків).
Отже, м’яка або жорстка робота двигуна визначається характером протікання фази ІІ, тобто інтенсивністю зростання тиску dp/dφ, яка, в свою чергу, залежить від тривалості фази І та затримання самозаймання.
Одразу ж після фази ІІ починається фаза ІІІ повільного згоряння палива, за якої ще продовжується впорскування палива. Ця фаза триває до того часу, коли покращиться надходження палива у камеру згоряння (до точки 4).
Потім вступає у дію фаза ІV догоряння палива, яка протікає під час робочого ходу під час зниження тиску в циліндрі. Збільшення тривалості цієї фази веде до підвищення температури відпрацьованих газів, посиленню димності випуску, пониженню ККД двигуна. Тому потрібно максимально скорочувати періоди фази догоряння. Практично ця фаза характеризує невизначений час протікання процесу догоряння та залежить від багатьох факторів (як від зовнішніх, так і від хімічного складу самого палива).
Інтенсивність наростання тиску залежить від кількості палива, що надходить в циліндр у період затримання самозаймання. Чим тривалішим є цей період, тим більше надійде палива у циліндр. Виділення теплоти і відповідно наростання тиску в циліндрі відбувається різко, тому робота двигуна буде супроводжуватися стуками і її називають “жорсткою”. “Жорстка” робота дизельного двигуна є так само небажаною, як і детонація в карбюраторних двигунах.
Режим роботи двигуна оцінюється зростанням тиску в камері згоряння на 1° повороту колінчастого вала. Якщо тиск зростає на 0,25-0,60 МПа – двигун працює м’яко, коли 0,6-0,8 МПа – жорстко, а вище 0,8 МПа – дуже жорстко. Таким чином для нормальної роботи двигуна необхідно щоб паливо самозаймалось у чітко визначений момент і потім енергійно згорало, але достатньо плавно із зростанням тиску не більше 0,4-0,6 МПа на один градус повороту колінчастого вала. У цьому випадку буде, так звана, “м’яка” робота двигуна, за якої розвивається максимальна потужність і забезпечується необхідна паливна економічність.
Порівнюючи вплив окремих факторів на жорсткість роботи дизельного двигуна та детонацію карбюраторного двигуна, які характеризуються появою стуків, потрібно відмітити, що як збільшення кута випередження впорскування палива, так і збільшення кута займання аналогічно погіршують роботу двигуна. Однаковий ефект дає і підвищення частоти обертання колінчастого вала: у карбюраторних двигунів зменшується детонація, а у дизельного – знижується жорсткість роботи. Це пояснюється деякими загальними рисами протікання фізичних та хімічних процесів згоряння палива. Так, для відмічених факторів головну роль відіграє час, який відводиться на процес окислення та згоряння палива. Дійсно, в карбюраторних двигунах скорочення часу на окислювальні процеси сприяє пониженню детонації. У дизельному ж двигуні зменшується період затримання самозаймання та швидкого займання, що сприяє зниженню інтенсивності наростання тиску та робить роботу двигуна м’якшою.
Усі інші фактори (ступінь стиску, температура деталей двигуна, з якими вступає в контакт робоча суміш, температура засмоктаного повітря та його щільність, наявність наддування тощо) надають прямо протилежну дію на характер роботи (виникнення стуків) двигунів цих типів.
Щоб пояснити таку розбіжність, необхідно замітити таке. Швидкість протікання процесів сумішеутворення та окислення під час фази затримання самозаймання палива залежить від температури. З її підвищенням ці процеси прискорюються, а це значить, тривалість фази затримання зменшується. Тому фактори, які сприяють підвищенню температури у дизельному двигуні до початку і під час впорскування, забезпечують м’якшу його роботу; у карбюраторному ж двигуні ті ж фактори ведуть до виникнення детонаційного згоряння.
Якщо ж розглядати конструктивні фактори, такі, скажімо, як підвищен-ня ступеня стиску, використання наддування тощо, то вони призводять не тільки до зростання тиску, але й до підвищення температури, а це сприяє прискоренню хімічних реакцій, що для дизельних двигунів значить м’якшу роботу, а для карбюраторних двигунів – підсилення передумов до детонації. Це можна проілюструвати кривими на рис. 1.31, які показують вплив ступеня стиску ε на період t затримання самозаймання. З ростом ε температура та тиск у камері згоряння збільшується, що призводить до зменшення періоду затримання самозаймання.
Рис. 1.31. Вплив ступеня стиску на період затримки самозаймання:
1 – дизельне пальне ДЛ; 2 – парафіно-нафтенова частина палива ДЛ;
3 – ароматична частина палива ДЛ; 4 – синтин
Протилежний вплив дає і хімічний склад палива. Наприклад, якщо ароматичні вуглеводи сприяють підвищенню детонаційної стійкості бензинів, то їх кількість у дизельному паливі викликана великою затримкою до утворення окисних з’єднань, збільшує фазу періоду затримання самозаймання та призводить до жорсткої роботи. Та, навпаки, збільшення вмісту у дизельному паливі нормальних парафінів, у силу їх схильності до легкого утворювання окисних з’єднань, скорочує період затримання самозаймання та сприяє м’якій роботі.
Попутно можна відмітити й інші конструктивні та експлуатаційні фактори, які впливають на характер роботи дизельного двигуна. Зокрема, підвищення температури та тиску повітря на вході у циліндри двигуна також сприяє зниженню періоду затримання самозаймання. Істотне значення має і своєчасність впорскування палива. Якщо впорскування є раннім порівняно з оптимальним, то за рахунок займання та передчасного згоряння частини палива може розвиватися значний тиск ще до приходу поршня у ВМТ, який викличе втрату потужності на переборення тиску горючих газів, що також недопустимо. Таким же чином на процеси горіння впливає і конструкція камери згоряння. Вона повинна забезпечити інтенсивне хвилеутворення, що буде скорочувати час розігрівання та випаровування палива, яке було впорскнуте.
Важливим є правильний вибір матеріалу для деталей циліндро-поршневої групи. Наприклад, найкращим матеріалом для поршнів є чавун, оскільки із-за меншої теплопровідності температура чавунного поршня в одних і тих же умовах виявиться вищою за алюмінієву, що в свою чергу буде сприяти інтенсивнішому нагріванню палива та зменшенню періоду самозаймання.
РОЗДІЛ І.
1. ВИДИ ПАЛИВ, ЇХ ВЛАСТИВОСТІ І ПРОЦЕСИ ГОРІННЯ.....10
1.1. Загальна характеристика палива. Класифікація...............................10
1.2. Склад палива.......
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ОДЕРЖАННЯ
РІДКИХ ПАЛИВ І МАСЕЛ....................................................................33
2.1. Загальні поняття про нафту.................................................
ПАЛИВ ДЛЯ ДВИГУНІВ З ПРИМУСОВИМ
ЗАПАЛЮВАННЯМ.................................................................................74
3.1. Умови застосування і основні вимоги до бензинів ......................
РОЗДІЛ ІІІ
1. РІДИНИ ДЛЯ СИСТЕМ ОХОЛОДЖЕННЯ ДВИГУНІВ.........329
1.1. Призначення та основні вимоги до охолоджувальних рідин........329
1.2. Використання води у якості охоло
ПЕРЕДМОВА
Нафта і продукти її переробки є основними енергоносіями практично у всіх галузях галузях народного господарства. На сьогодні видобуток Україною власної нафти становить 12-15% від загальної потреби.
Загальна характеристика палива. Класифікація
Паливом називають горючу речовину, яку спеціально спалюють для отримання тепла і подальшого його використання для інших потреб у будь-якій сфері життя людини. Воно повинно мати певні властивості, т
Класифікація палива
Агрегатний стан
палива
Походження палива
природне
штучне
Тверде
Рідке
Склад палива
Будь-яке паливо складається з двох основних частин: горючої і негорючої (баласту). Горюча частина містить різні органічні сполуки, до яких входять такі хімічні елементи: вуглець (С), водень (Н), сі
Теплота згоряння палива
Кількість теплоти, яка виділяється під час повного згоряння одиниці маси (1 кг рідкого або твердого) або одиниці об’єму (1 м3 газоподібного) палива називають питомою теплотою згоряння (т
Тверде паливо
Тверде органічне паливо – це деревина, торф, сланці, буре вугілля, кам’яне вугілля і антрацит. Цінність палива як горючої речовини визначається його хімічним складом і основними властивостями.
Рідке паливо
Рідке паливо, що використовують для потреб теплоенергетики, одержують методами його термохімічного розкладу.
Нафта складається в основному з вуглеводнів трьох класів: метанові вуглеводні –
Газоподібне паливо
Газоподібне паливо поділяють на природне і штучне. До природного відносять газ, що видобувається з газових родовищ, попутний газ, одержуваний одночасно із видобутком нафти, а також газ, який видобу
Основи теорії горіння палива
Горінням називають процес екзотермічного окислення горючої речовини, що швидко відбувається та супроводжується інтенсивним виділенням тепла. В основі процесу горіння лежить
Технологічний процес горіння палива
Для процесу горіння необхідно, щоб горючі речовини і окислювач мали деяку (певну для кожної речовини) температуру, за якої порівняно швидко відбувається їх взаємодія. Температура, за якої хімічний
Загальні поняття про нафту
Нафта, яку добувають з надр землі – в’язка, масляниста рідина з характерним запахом. Колір її залежить від кількості розчинених у ній смол. Нафта буває темно-бурого і буро-зеленого кольору, а іноді
Асортимент бензинів і область їх використання
Відповідно до ГОСТ 2084-77 (з доповненнями) автомобільні бензини випускають таких марок: А-80; АИ-93; АИ-98 - розібратися.
У марці бензинів А вказу
ПАЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ
4.1. Умови застосування і основні вимоги до дизельних палив
4.2. Умови згоряння палива та забезпечення м’якої роботи двигуна
4.3. Прокачувальна здатність і сумішоу
Умови застосування і основні вимоги до дизельних палив
Дизельні двигуни дуже широко розповсюджені у багатьох галузях народного господарства. У лісовій галузі та сільськогосподарському виробництві використовують швидкохідні дизелі, у як
Властивості дизельних палив
Надійність подачі дизельного палива залежить від прокачувальної здатності, тобто здатності його проходити через елементи системи живлення, головним чином через фільтри грубого і т
Закордонні класифікації дизельних палив
У США і деяких інших країнах технічними умовами, що діють в державному масштабі, встановлюються лише загальні вимоги до найважливіших показників дизельних палив, а конкретні вимоги
Загальні відомості. Класифікація
У лісовому та сільськогосподарському виробництві газоподібне паливо використовується для різних технологічних (опалення теплиць, парників, тваринницьких і птахівницьких комплексів,
Характеристика і асортимент газоподібного палива
З усіх видів газоподібного палива найпоширеніші природні гази, які поділяють на дві групи: гази газових родовищ і супутні, які добуваються разом з нафтою.
Природні гази чис
Застосування газоподібного палива у ДВЗ
Газ у вигляді палива використовують головним чином для автомобільних двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) у стиснутому або розрідженому виді. Для газобалонних автомобілів використовують тільки вис
Суть процесу газифікації. Використання генераторного газу
Газифікація - високотемпературний процес взаємодії вуглецю палива з окислювачами, який проводиться з метою одержання горючих газів Н2, СО, СН4. Окислювачами, які іноді називаю
Особливості одержання і використання біогазу
Біомасою називають все те, з чого складаються рослини та тварини, а також відходи їх життєдіяльності. Біомаса рослин на суші нашої планети становить 2,4·1012 т. В океані щорічно утворюют
Сільському господарстві
Всі вуглеводневі гази маючи високу теплоту і температуру згоряння і достатньо низьку займання, надзвичайно пожежно небезпечні при розгерметизації трубопроводів і ємностей, в яких вони транспорту
Закордонні класифікації газоподібних палив
Масштаби використання газоподібного палива, як палива ДВЗ, у закордонних країнах залежить від співвідношення цін на рідке і газоподібне паливо, а також від вимог максимального використання власних
Масла іншого призначення
1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МАСТИЛЬНІ МАТЕРІАЛИ
1.1. Роль мастильних матеріалів у використанні машин
1.2. Аспекти проблеми поняття про тертя і його види
Аспекти проблеми поняття про тертя і його види
Як випливає з основних положень в хімотології і триботехніці, проблеми зменшення тертя, корозії і загального зносу автомобілів, як й інших машин і механізмів, тісно зв’язані між собою. Якщо під заг
Аспекти проблеми поняття про тертя і його види
Як випливає з основних положень в хімотології і триботехніці, проблеми зменшення тертя, корозії і загального зносу автомобілів, як й інших машин і механізмів, тісно зв’язані між собою. Якщо під заг
Класифікація мастильних матеріалів
Вироблені та застосовувані мастильні матеріали класифікуються на цілий ряд груп, в залежності від ряду ознак, таких як: походження або вихідна сировина для одержання; зовнішній стан; призначення,
Базові масла і способи їх отримання
Базові масла в залежності від складу можуть бути нафтовими, синтетичними або напівсинтетичними.
Нафтові базові масла - одержують із залишку (мазуту), що утворюється після
Функціональні добавки до масел
В процесі роботи машин і механізмів відбувається зношування сполучених пар. Інтенсивність зношування і сила тертя залежать від цілого ряду факторів, обумовлених режимом тертя (темп
В’язкість і в’язкісно-температурні властивості масел
В’язкість є одним з важливих показників якості масла. За в’язкістю оцінюють придатність масла для даного двигуна в залежності від конструкції, технічного стану, сезонності, умов експлуатації та ін.
Хімічна стабільність та миючі властивості масел
В процесі експлуатації змінюються хімічний склад і властивості масел. Стійкість масел проти окислювання киснем повітря (хімічна стабільність) є одним з найважливіших параметрів, що
Низькотемпературні властивості масел
Для масел, які працюють при низьких температурах, велике значення має їх рухомість. Масла з дуже високою в’язкістю або такі, що втратили рухомість використовувати заборонено. Низь
Протикорозійні властивості
Корозія металів та особливо схильних до неї антифрикційних підшипникових сплавів характеризується послідовним протіканням цілого ряду процесів, які виражаються такими загальними озн
Вплив вмісту води та механічних домішок на якість масла
Вода та механічні домішки викликають підвищений знос пар тертя, прискорюють окислення масла та збільшують його витрату. Наявність води в маслі значно впливає на його антифрикційні властивості. Вода
Протизносні та протизадирні присадки
Знос різних агрегатів, вузлів, механізмів та деталей тракторів, автомобілів і сільськогосподарської техніки залежить від ряду факторів. Так, різке підвищення хімічної активності ма
Випаровуваність масел
Випаровуваність масел характеризується фракційним складом. Моторні масла одержують з висококиплячих фракцій нафти, тому вони в період експлуатації випаровуються незначно. Масла з вузьким фракційним
Вимоги, що пред’являються до моторних масел
Масла, що використовуються в системах мащення двигунів внутрішнього згоряння, називаються моторними маслами. Їх головне призначення - знижувати знос деталей двигуна за рахунок створення на поверхн
Склад і умови роботи моторних масел
Властивості товарного моторного масла визначаються складом і технологією переробки базового масла, а також функціональними властивостями присадок.
Суміш базового масла з п
Взаємозамінність масел
Якщо відсутні масла необхідної марки, при їх заміні варто дотримуватися рекомендацій заводів-виготовлювачів, але ніколи не робити заміну маслами більш низької якості. Загальне прави
Ндустріальні масла
Індустріальні масла призначені для зменшення тертя, спрацьовування та запобігання задирам тертьових поверхонь різноманітних машин та механізмів промислового обладнання: метало- т
Турбінні масла
Турбінні масла призначені для змащування і охолодження вузлів тертя парових, газових турбін, їх турбокомпресорів, турбоповітродувок, турбонасосів та генераторів електричного струму, а також виконую
Обкаточні масла
Для забезпечення надійної і економічної експлуатації двигунів необхідна заводська і післяремонтна технологічна обкатка. При всезростаючому випуску тракторних і автомобільних двигунів заводська обк
Компресорні масла
Компресорні масла використовують для змащення різноманітних вузлів та деталей компресорних машин, їх охолодження, а також для герметизації компресорного обладнання. Умови роботи м
Масла для компресорів холодильних установок
У холодильних установках масла застосовують для змащування вузлів тертя компресорів, що перекачують холодоагенти – аміак, діоксид вуглецю, галогеноподібні (фреони) та ін.
Окрім змащення,
Електроізоляційні масла
До електроізоляційних масел належать трансформаторні, конденсаторні, кабельні та для електричних масляних вимикачів. Як рідкі діелектрики їх застосовують в ролі ізолюючих засобів с
Консерваційні масла
У сільськогосподарському виробництві частина машин (збиральні комбайни, посівні та інші машини, знаряддя) використовуються сезонно та більшу частину року перебувають на зберіганні. При перервах у
Призначення та основні вимоги до охолоджувальних рідин
При спалюванні палива в двигуні частина тепла йде на нагрів стінок камери згоряння та всього двигуна. При досягненні критичної температури двигун перегрівається, при цьому погіршується наповнення
Використання води як охолоджувальної рідини
Найрозповсюдженішою рідиною, що використовується для охолодження, є вода. Вона має найвищу теплоємність 4,19 кДж/(кг·°С), більшу теплопровідність, невелику кінематичну в’язкість (_
Низькозамерзаючі охолоджувальні рідини
В зимовий період експлуатації в системах охолодження двигунів використовують низькозамерзаючі охолоджувальні рідини – антифризи, що є сумішшю етиленгликоля з водою.
Етиленгликоль (двоатомн
Гальмівні рідини
Для гідрогальмівної системи автомобіля (рис. 3.6) виробляють гальмівні рідини на касторовій гликолевій основі. Рідини на касторовій основі мають хороші мастильні властивості та не в
Амортизаторні рідини
Амортизаторні рідини являють собою малов’язкі масла, якими заповнюють гідравлічні амортизатори. Вони повинні володіти хорошими мастильними та антикорозійними властивостями, мати низьку температур
Пускові рідини
Пускові властивості двигунів значно залежать від якості палив і масел, що застосовують. Пуск двигунів при низьких температурах полегшується при використанні бензинів з більшим вмістом легких фракці
Скломиючі рідини
В якості скломиючої рідини зазвичай використовують воду. Але вода замерзає при температурі навколишнього середовища нижче нуля та надходить до форсунок системи змиву. Другим недоліком води є те,
Мийні засоби
Для видалення різноманітних технічних забруднень в системах, вузлах і механізмах використовують мийні засоби. Ці засоби можуть бути однокомпонентними та багатокомпонентними.
Для очищення
Рідини для видалення нагару з деталей двигуна
Для видалення нагару з поршнів, поршневих кілець, головок блоку та інших деталей використовують різноманітні суміші та рідини.
Найрозповсюдженіші миючі засоби на основі каустичної соди (ї
БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК
1. Антипенко А.М., Сорокін С.П., Поляков С.О. Властивості та якість паливо-мастильних матеріалів. – Харків: ЧП Червяк, 2006. – 213 с.
2. Большаков Г.Ф. Восстановление и контроль качества н
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