Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

ПРИБОРЫ ТОПЛИВОП0ДАЧИ И СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ

Качественное регулирование мощности дизелей, как и других двигателей с внутренним смесеобразованием, означает, что массовое наполнение цилиндров воздухом на данном скоростном режиме практически остается постоянным на всех нагрузках и холостом ходу, а цикловую подачу топлива изменяют в связи с нагрузкой. Вследствие этого состав смеси в камере сгорания каждого цилиндра изменяется в широких пределах. При увеличении подачи топлива в цилиндры коэффициент избытка воздуха а уменьшается. Однако в практике всегда поддерживают а>1, хотя наибольшую мощность дизели развивают при стехиометрическом составе смеси (а=1). Объясняется это тем, что подача топлива и другие процессы смесеобразования в двигателях этого типа в значительной мере совпадают по времени с процессом сгорания рабочей смеси. В результате дымный выпуск в дизелях появляется при коэффициенте избытка воздуха а= 1,2-f-1,3, тогда как карбюраторные двигатели на полных нагрузках работают удовлетворительно при <х<1.
На полноту использования воздуха в цилиндрах дизеля одновременно с приборами топливоподачи и смесеобразования решающее влияние оказывает конструкция (форма) камер сгорания, а также организация движения в них воздуха и ввода топлива. Сочетание перечисленных факторов предопределяет как способ приготовления рабочей смеси, так и выбор соответствующих камер сгорания, приборов топливоподачи и смесеобразования, которые должны обеспечивать: чвозможно точное дозирование топлива в зависимости от нагрузки и частоты вращения вала двигателя; подачу топлива в строго определенный момент, т. е. за установленное число градусов до прихода поршня в в. м. т.; оптимальный закон подачи по углу поворота вала; хорошее распыливание и распределение топлива по объему камеры сгорания; длительную работу двигателя без нарушения начальной регулировки насоса и форсунки.
Особенности приготовления рабочей смеси и принятая форма камеры сгорания оказывают существенное влияние на конструкцию и оценочные параметры дизелей. По способу приготовления рабочей смеси различают объемное, объемно-пленочное'" и пленочное смесеобразование. Каждому из этих способов присущи свои характерные особенности, для реализации которых требуются и камеры сгорания, обладающие определенными свойствами. Однако существующие камеры сгорания по общности основных признаков их конструкции объединяют в две большие группы — неразделенные и разделенные. Принципиальные схемы типичных камер сгорания дизелей показаны на рис. 6.13.
Неразделенные камеры сгорания в общем случае представляют собой объем, заключенный между днищем поршня, когда он находится в в. м. т., и плоскостью.головки (рис. 6.13, а— з). Такие камеры называют также однополостными, поскольку к моменту подачи топлива вся масса воздуха практически находится в углублении днища поршня, в котором впрыскиваемое топливо распыливается, перемешивается с воздухом и происходит его сгорание. Однополостные камеры сгорания, углубляемые в днище поршня и образующие объем полушарообразной или шарообразной формы (рис. 6.13, г, д), усеченного конуса (рис. 6.13» щз), торообраз-ной (рис. 6.13, б) или иной формы, называют камерами в поршне (соответственно дизели с камерами в поршне). Если с надпоршне-вой полостью они соединены горловиной, то их называют иногда полуразделенными камерами.
Разделенные камеры сгорания состоят из двух объемов, соединяемых между собой каналами: основного объема, заключенного в полости над днищем поршня, и дополнительного, располагаемого чаще всего в головке блока (рис. 6.13, и—н). Широко известны две группы разделенных, или двухполостных, камер: предкамеры (рис. 6.13, и, к) и вихревые (рис. 6.13, л, ж, н). Дизели с такими камерами именуют предкамерными, вихрекамерными или с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием.
Объемное смесеобразование основано на впрыскивании топлива непосредственно в толщу горячего воздуха, находящегося в объеме камеры сгорания дизеля. Глубину проникновения факела топлива и форму его выбирают так, чтобы свежий заряд воздуха возможно полнее охватывался факелом распыленного топлива и последнее не попадало на стенки камеры, как, например, в камере Гессельмана (рис. 6.13, а). Чем лучше при этом распылено топливо и перемешано с воздухом, тем эффективнее протекает процесс сгорания. Принцип объемного смесеобразования наиболее полно осуществляется в камерах сгорания, имеющих чашеобразную форму (рис. 6.13, в) или форму фигурной (рис. 6.13, а, б) выемки в днище поршня. Дизели с такими камерами принято называть дизелями с непосредственным впрыскиванием. Работают они чаще всего с многодырчатыми форсунками, с центральным расположением их и начальным давлением подачи топлива, составляющим 20-^ 30 МН/м2 и более (иногда до 150 МН/м2).
Для лучшего перемешивания частиц распыленного топлива с воздухом свежему заряду его сообщают при впуске вращательное движение .около оси цилиндра (создают осевой вихрь). С этой целью применяют локальные ширмы на впускных клапанах (рис. 6.14, а), на седлах этих клапанов (что более рационально, см. рис. 6.14, б) и завихрители (дефлекторы) во впускных каналах, а чаще всего используют тангенциальные (рис. 6.14, в) или винтовые (рис. 6.14, г) впускные каналы.
Неразделенные камеры сгорания имеют относительно небольшую поверхность теплоотдачи и в сочетании с хорошо организованным объемным смесеобразованием обеспечивают работу дизелей с удельным расходом топлива, составляющим 215—220 *г/(кВт-ч). Только присущая им повышенная жёсткость работы (1,0—1,2 МПа на каждый градус поворота вала) и большие абсолютные величины давления в цилиндре (до 10 МПа и более) ограничивали применение таких камер. Однако настойчивое стремление к дальней*, шему улучшению их энергетических и экономических показателей
дало уже положительные результаты. Так, чашеобразная несимметричная смещенная в сторону форсунки камера сгорания «Мер-хедес-Бенц» (см. рис. 6.13, в) в сочетании с винтовыми впускными патрубками, обеспечивающими интенсивное вращательное движение заряда в цилиндре, позволяет уменьшать недостатки, рассматриваемых камер и сохранять минимальный удельный расход топлива-на уровне 215 г/ (кВт • ч).
Объемное смесеобразование широко используют также в сочетании с двухполостными камерами сгорания.-Дизели в этом случае оказываются менее экономичными, но работают мягче и устойчиво на частотах 4000—5000 мин-1 и более. Двухполостные (разделенные) камеры сгорания имеют сравнительно большую поверхность теплоотдачи, а высокое качество перемешивания топлива с воздухом достигается в них- за счет перетекания рабочего тела из одной полости в другую (предкамеры) или путем организованного движения воздуха в дополнительной камере (вихревые камеры). В результате неизбежно возрастающих при этом тепловых и гидродинамических потерь экономичность дизелей несколько снижается.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.