Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

На свернутой индикаторной диаграмме изменение давления происходит за счет изменения положения поршня.

Для большей наглядности рабочих циклов в дизеле с отдельными участками свернутой индикаторной диаграммы в четырехтактном двигателе без наддува представлены в приложении 2.

Круговая индикаторная диаграмма отображает моменты открытия и закрытия впускных, выпускных клапанов и момент начала подачи топлива (рис. 2.7).

В диаграмме данные углы представляют:

• ₁- угол открытия впускного клапана;

• ₂- угол закрытия впускного клапана;

• ₃- угол открытия выпускного клапана;

• ₄- угол закрытия выпускного клапана;

• ₅- угол опережения подачи топлива;

• ₁+ ₄- угол перекрытия клапанов;

• ₁+ ₂)- угол поворота оси коленчатого вала, при котором открыт впускной клапан;

• ₃+ ₄)- угол поворота оси коленчатого вала, при котором открыт выпускной клапан.

Установка ИДТ-90, как говорилось ранее, предназначена для определения цетанового числа дизельных топлив по методу совпадения вспышек. Диапазон определения цетанового числа от 20 до 80. Сама установка не имеет аналогов в стране. Установка состоит из одноцилиндрового четырехтактного предкамерного поршневого двигателя внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия, привода с асинхронным электродвигателем переменного тока, пульта управления с контрольно-измерительными приборами, систем двигателя и вспомогательного оборудования. Данная установка имеет рад технических характеристик, которые приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Технические характеристики установки ИТД-90

2.3 Пути совершенствования существующей методики

Представленная выше методика обладает рядом недостатков: клапанные зазоры, изменение условий подвода топлива, тщатель­ность подготовки эталонных смесей, нагар в двигателях, износ установки, субъективность отсчета. Это приводит к появлению ошибок. Для решения этой проблемы более подробно разберем, что называется периодом задержки воспламенения топлива и как происходит рабочий процесс по максимальной скорости нарастания давления.

Продолжительность периода задержки воспламенения зависит от не­скольких факторов:

1. От степени сжатия двигателя. Чем выше степень сжа­тия, тем выше температура сжатого воздуха и меньше время прогрева топлива.

2. От формы камеры сгорания. Чем лучше происходит перемешивание топлива с воздухом, тем скорее завер­шиться прогрев.

3. От числа оборотов коленчатого вала. Увеличение числа оборотов способствует сокращению задержки воспламенения, поскольку улучшаются условия смесеобразования: повышается температура сжатого воздуха и усиливается его завихрение. Но возникает друга проблема- по мере возрастания оборотов сокращается продолжительность впрыска и в камеру одновременно попадает много холодных частиц топлива, что замедляет их прогрев. У быстроходных дизелей период задержки воспламе­нения по времени приближается к периоду впрыска, и топливо сгорает поч­ти одновременно с резким нарастанием давления. Это является одной из при­чин, ограничивающих увеличение числа оборотов у дизельных двигателей.

Продолжительность периода задержки воспламенения топлива зависит также и от эксплуата­ционных условий. Топливо будет дольше прогреваться, если оно:

• плохо распылено;

• если форсунка раньше времени впрыскивает топливо и оно попадает в недоста­точно прогретый воздух;

• если топливо имеет высокую температуру самовос­пламенения;

• если двигатель работает с малой нагрузкой, на холостом ходу и недостаточно прогрет.

На характер протекания процесса сгорания влияет момент впрыска топлива в цилиндр. Положение коленчатого вала, при котором начинается впрыск, характеризуется величиной угла опережения впрыска. Последний зависит от степени сжатия двигателя, сорта применяемого топлива, формы камеры сгорания и некоторых других факторов. Для каждого типа двигателя наивыгоднейший угол опережения впрыска находится при испытании в лабораторных условиях.

При раннем впрыске, когда угол опережения больше наивыгоднейшего, работа становится жесткой. Топливо может воспламе­ниться преждевременно, и в этом случае сила давления газов будет действо­вать некоторое время навстречу движущемуся поршню, мощность двигателя снизится. Частицы топлива, не успевая загореться в непрогретом воздухе, будут ударяться о стенки камеры, образуя жидкостную пленку, которая полностью не сгорит. Вследствие этого выхлоп получится дымный.

При позднем впрыске, когда угол опережения меньше наивыгоднейшего, горение будет протекать при значительно увеличивающемся объеме, снизится давление газов, увеличится теплоотдача стенкам цилиндра, снизятся мощность и экономичность двигателя.

Чтобы обеспечить нормальное протекание процессов смесеобразования и сгорания топлива в дизельном двигателе, необходимо:

• периодически проверять и регулировать форсунки и топливный насос;

• более полно загружать двигатель, избегая работы на холостом ходу;

• применять только тот сорт топлива, который предусмотрен для данного двигателя.

В дизельном двигателе продолжительность задержки воспламенения означает период между началом впрыскивания и воспламенением. Задержка воспламенения увеличивается экспоненциально вместе с растущей температурой смеси и компенсируется до определенной степени только переносом момента впрыскивания топлива на более ранний срок при холодном двигателе (рис. 2.8).

Данный рисунок отображает индикаторную диаграмму, на которой впрыск топлива происходит по углом q, равным 10-20⁰ до прихода поршня в ВМТ. Начало впрыска начинается в точке a. От точки a до точки b происходит первая фаза- период задержки воспламенения. В этот период температура топлива повышается и достигает температуры самовоспламенения. От точки b до точки c происходит вторая фаза- период быстрого сгорания, при котором давление стремительно возрастает. Длительность этого периода зависит от периода первой фазы, вихревого движения смеси и скорости подачи топлива.

Дальше происходит третья фаза- периодом медленного горения, который характеризуется небольшим повышением давления. Длительность этой фазы зависит от скорости движения частиц воздуха и топлива. После точки c начинается процесс расширения, где давление падает и топливо практически догорает.

Начало сгорания смеси в дизельном двигателе можно определить по резкому нарастанию давления, которое значительно отличается от характера изменения давления без сгорания. Длительность задержки воспламенения составляет около 1/1000 с. Во время задержки воспламенения топливо распространяется в воздухе, сжатом в камере сгорания. Оно испаряется, и происходят химические реакции. Задержка воспламенения зависит также и от температуры. В частности, важны следующие условия:

• тип топлива: дизельное топливо состоит из крупномолекулярных углеводородных соединений, которые быстро распадаются и приводят к небольшой задержке воспламенения.;

• температура и давление: при увеличении температуры и возрастании давления задержка воспламенения уменьшается.

В дизельном двигателе предпочтительней, чтобы задержка воспламенения была короткой. Это поспособствует тому, что поступающее дизельное топливо начнет гореть в момент начала впрыскивания. При этом влияние на характер изменения давления сгорания оказывается путем дозирования впрыскивания топлива. Большая задержка воспламенения приведет к резкому, взрывному сгоранию поступающего топлива. В этом случае наблюдается резкое нарастание давления с соответствующим повышением уровня шума работы двигателя.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ УСТАНОВКИ ИДТ-90 В ПРОГРАММЕ “ДИЗЕЛЬ-РК”

3.1 Общие сведения о программе

Программа “ДИЗЕЛЬ-РК” предназначена для расчета и оптимизации двухтактных и четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.

Она способствует проводить тепловой расчет, анализ и исследования типов двигателей внутреннего сгорания:

• дизельных;

• бензиновых:

1. карбюраторных;

2. с впрыском бензина;

• газовых:

1. обычных;

2. форкамерных.

В “ДИЗЕЛЬ-РК” цилиндры рассматриваются как открытые термодинамические системы, поэтому программа позволяет исследовать двигатели с разными системами наддува, подбирать агрегаты наддува к поршневой части, исследовать процессы газообмена, включая оптимизацию фаз газораспределения, а также прогнозировать различные характеристики двигателей.

Характеристики

Список файлов ВКР