Смесеобразование и сгорание топлива в цилиндрах дизеля

1. Тема 2.3 : Смесеобразование и сгорание топлива в цилиндрах дизеля

Сгорание топлива в дизеле.
1. Общие понятие о топливе.
Топливом называются горючие вещества, сжигаемые в целях получения
тепловой энергии. Топливо бывает жидким и газообразным.
Основными химическими элементами, входящие в состав топлива
являются углерод и водород. Содержание углерода у нефти и
нефтепродуктах составляет 83-87% водорода 11-14% от всей массы
топлива.
Основным свойством определяющим ценность топлива является теплота
сгорания. Ею называется количество теплоты, выделяющееся при
полном сгорании 1 кг топлива.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Теплота́ сгора́ния — количество выделившейся теплоты при полном
сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для
газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях.

2. Тема 2.3 : Смесеобразование и сгорание топлива в цилиндрах дизеля

Сгорание топлива в дизеле.
Задержка самовоспламенения
Впрыснутое в цилиндр топливо воспламеняется не сразу.
Сначала частички его испаряются, перемешиваются с
воздухом и смесь нагревается до температуры
самовоспламенения. Следовательно, после впрыска частичек
топлива в цилиндр происходит задержка воспламенения
вызванная физическими и химическими подготовительными
процессами.
Время, прошедшее от момента попадания частичек топлива в
цилиндр до начала горения называется периодом задержки
самовоспламенения.

3. Тема 2.3. Смесеобразование в судовых дизельных двигателях.

• d – точка начала подачи
топлива;
@0 – угол опережения подачи
топлива;
@i – угол поворота коленвала
за период задержки
воспламенения или (период
задержки воспламенения).
с – точка начала горения за
период задержки
воспламенения (угол @i)
(сz´ (z – z0) – участок
показывает процесс
расширения (топливо на этом
участке догорает).

4. Тема 2.3. Смесеобразование в судовых дизельных двигателях.

Участок (сz´) характерен интенсивным нарастанием давления от
Рс до Рz. Если скорость нарастания будет больше чем 400-600
кПа (4-6 кгс/см2) / град. П.К.В.,то нагрузка на поршень будет
ударной, в цилиндре возникнет
стук, такая работа двигателя
называется жёсткой.
Жёсткость
работы дизеля зависит от
величины периода задержки
самовоспламенения: чем
он больше, тем жестче будет
работа дизеля.

5. Тема 2.3. Смесеобразование в судовых дизельных двигателях.

Значит, для обеспечения мягкой работы дизеля следует
стремиться к уменьшению периода задержки
самовоспламенения (регулировка - установить позже угол –
опережения подачи топлива).
Уменьшению периода задержки
самовоспламенения способствует
повышение температуры сжатого
в цилиндре воздуха.
Холодный дизель работает со
«стуками» в цилиндре, после
нагрева «стуки» исчезают.

6. Тема 2.3. Смесеобразование в судовых дизельных двигателях.

Мягкая работа двигателя возможна при хорошей плотности поршня в
цилиндре, при
заданной степени сжатия и
при поддержании двигателя
в тёплом – горячем состоянии.
Жёсткая работа дизеля возможна
при зависании иглы распылителя
(форсунка) – низкое качество
распыления .
Жёсткость работы дизеля
зависит от
самовоспламеняемости
топлива– это качество
характеризуется цетановым
числом.

7. Тема 2.3. Смесеобразование в судовых дизельных двигателях.

• Его определяют сравнением самовоспламеняемости исследуемого
топлива и двух эталонных углеводородов: цетана С16Н34 и
альфаметилнафталина С10Н7СН3 первый имеет минимальный
период задержки самовоспламенения, второй значительный.
(Сравнение производят на специальном одноцилиндровом
двигателе с переменной степенью сжатия). Сначала определяют
степень сжатия при которой исследуемое топлива
самовоспламеняется при положении поршня строго в ВМТ.
• Затем подбирают эквивалетную смесь цетана и
альфаметилнафталина, т.е. такую, которая при том же угле
опережения подачи топлива и при той же степени сжатия
самовоспламеняется при положении поршня в В.М.Т.

8. Тема 2.3. Смесеобразование в судовых дизельных двигателях.

Цетановым числом топлива называется процентное
содержание цетана в такой его смеси с
альфаметилнафталином, которая эквивалентна топливу по
воспламеняемости
пример
Если, в эквивалентной смеси цетана содержится
45%, а альфаметилнафталина 55%, то цетановым числом
топлива будет 45.
Достаточно мягкая работа быстроходных дизелей при цетановом
числе 45. тихоходные могут работать при цетановом числе
ниже 40.
Повышение цетанового числа сверх 55, вызывает уменьшение
полноты сгорания топлива. Черезмерное сокращение периода
задержки самовоспламенения приводит к вялому протеканию
процесса сгорания, что снижает КПД.

9. Тема 2.3. Смесеобразование в судовых дизельных двигателях.

Как делают бензин.