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

Предкамерное смесеобразование

В дизелях с предкамерным смесеобразованием топливо подают в дополнительную камеру (см. рис. 6.13, иу /с),объем которой составляет примерно 0,25—0,35 от общего пространства сжатия (Кс), поэтому сгорает в ней лишь небольшая доля топлива, а оставшаяся часть вместе с продуктами сгорания под действием давления с большой скоростью вытекает в основную камеру через один или несколько узких соединительных каналов. Размер и расположение канала (.каналов) подбирают из условий обеспечения более тонкого распыливания несгоревших частиц топлива и лучшего перемешивания их с воздухом в основной камере. Следовательно, предкамерное смесеобразование осуществляют в основном за счет энергии перетекания газов из дополнительной в основную камеру в процессе сгорания. Перепад давлений между ними определяется сгоранием топлива в предкамере, которое почти не зависит от. частоты вращения, что и предопределяет малую чувствительность предкамерных дизелей к изменению скоростного режима. Рассредоточение в них процесса сгорания по двум полостям и некоторая в связи с этим растянутость его обеспечивают дизелям сравнительно мягкую работу с максимальным давлением в цилиндрах,, не превышающим 5—6 МПа, а хорошее использование воздуха позволяет работать с относительно малым коэффициентом избытка воздуха (а= 1,3).
Недостатками предкамерных дизелей являются относительно низкая экономичность — минимальный удельный расход топлива составляет около 270 г/(кВт-ч) —и трудность пуска холодного двигателя в связи с отрицательным влиянием большой поверхности теплоотдачи в двухполостных камерах сгорания.
В дизелях с вихрекамерным смесеобразованием объем дополнительной камеры составляет 0,5—0,6 от общего объема. Основная и дополнительная камеры соединяются достаточно широким каналом, который располагают тангенциально к
образующей дополнительной камеры (см. рис. 6.13, л), благодаря чему и обеспечивается нужное в ней вихревое движение воздуха. Вихрекамерное смесеобразование осуществляют в основном за счет организованного движения воздуха в дополнительной камере, что обеспечивает сравнительно хорошее его использование. Вихрека-мерные дизели удовлетворительно работают при а» 1,35 и максимальном давлении в цилиндрах, составляющем 6,0—6,5 МПа. Жесткость их'работы несколько выше предкамерных, но потери, связанные с перетеканием рабочего тела из одной камеры в другую, ниже уровня предкам.ерного смесеобразования, а экономичность таких дизелей можно оценить удельным расходом топлива, равным при-, мерно 250 г/(кВт-ч).  ' _ .
Современные быстроходные дизели с предкамерным и.вихрека-мерным смесеобразованием имеют достаточно высокие мощност-ные показатели- и предпочтительно применяются в качестве двигателей легковых автомобилей, Так, литровая мощность дизеля с камерой «Мицубиси» (см. рис. 6.13, н) превышает 25 кВт/л. Хорошими показателями обладают также дизели с камерой «Комета-V» (см. рис. 6.13, м). Для облегчения холодного пуска дизели с двух-полостными камерами выполняют с "высокими степенями сжатия (18—24) и снабжают свечами накаливания/
Пленочное смесеобразование характеризуется тем, что большая часть впрыскиваемого топли&а подается на горячие стенки шарообразной камеры сгорания (см. рис. 6.13, на которых оно образует тонкую пленку, а затем испаряется, отнимая часть теплоты от стенок.
П ринципиальная разница между объемным и пленочным способами смесеобразования состоит| следовательно, в том, что в первом случае частицы распыливаемого топлива непосредственную смешивают с воздухом, а во втором — подавляющую часть топлива сначала испаряют и в парообразном состоянии перемешивают с воздухом при интенсивном вихревом движении его в камере. Пленочное смесеобразование известно под названием М-процесса, при котором топливо подают на стенки камеры по направлению движения воздуха, как показано на рис. 6.13, Щ примерно со'скоростью движения последнего, и только около 5% его впрыскивают отдельной струйкой в толщу нагретого воздуха для целей, первоначального воспламенения. "В результате растекания топлива по стенкам абсолютная скорость его движения гасится, а разность движения между топливом, и воздухом увеличивается, достигая своего максимума к моменту окончания подачи. Чтобы обеспечить испарение топливной пленки со стенок камеры, нагрев последних поддерживают на уровне примерно 350° С (более высокий нагрев стенок вызывает коксование топлива и появление сажи, поэтому Iднище поршня охлаждают маслом).
Интенсивный вихрь, получаемый путем экранирования-впускного клапана или иным способом, захватывает все новые и новые порции пара-и таким образом последовательно все топливо вовлекается в процессы смесеобразования и сгорания. Благодаря этому
максимальное давление в цилиндрах не превышает 6,5 МПа, двигатель-работает мягко с нарастанием давления примерно 0,3 МПа на каждый градус поворота вала, а хорошее использование воздуха снижает дымность отработавших газов. Удельный расход топлива составляет около 220 г/(кВт-ч), литровая мощность превышает-18 кВт/л (при п=3200 минт1), причем дизели удовлетворительно^ работают практически на многих' жидких топливах и, следовательно, являются многотопливными.
Недостатки М-процесса состоят в трудности пуска холодного-двигателя, когда подача топлива на холодные стенки камеры сгорания затрудняет парообразование. Чтобы облегчить пуск, воздух, подогревают в впускном трубопроводе с помощью факела от отдельной форсунки, а если впускные клапаны экранированы, то на время пуска их поворачивают на 180®, обеспечивая этим изменение направления вращения воздуха в камере сгорания. В результате-струйки топлива попадают не на стенки, а в^ горячий воздух и смесеобразование осуществляется как объемное, обеспечивая надежный пуск. .
Развитие М-процесса с целью устранения его недостатков и дальнейшего расширения многотопливности двигателей привело к созданию РМ процесса, лозвол-яющего использовать высокооктановые бензины и спирты (метанол). При этом в цилиндре создают -интенсивное вихревое движение заряда воздуха -с помощью винтового впускного канала и вводят электрическую свечу зажигания, которую размещают в шарообразной камере на противоположной стороне от форсунки. Топливо подается, как в М-процессе, в. направлении движения воздушного заряда на стенку камеры сгорания, но через односопловую форсунку,, а образующиеся в пристеночной зоне камеры пары топлива вследствие испарения его пленки со стенок камеры сгорания воспламеняются от электрической искры. Следовательно, FM-процесс основан на принципе расслоения заряда, поэтому холодный, пуск двигателя не вызывает затруднений.

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.