ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сгорание смесей паров бензина с воздухом (бензовоздушной смеси) из "Применение автомобильных бензинов" Обычно при расчетах содержание кислорода и серы в товарных автомобильных бензинах не учитывают. [c.32] В состав товарных автомобильных бензинов входят углеводороды, в которых соотношение углерода к водороду может значительно изменяться. Так, в 1 кг бутана содержится 0,827 кг углерода и 0,173 кг водорода, тогда как в 1 кг бензола содержится 0,923 кг углерода и только 0,077 кг водорода. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания бутана составляет 15,5 кг кг, а для сгорания бензола всего лишь 13,3 кг кг. Преобладание в бензине углеводородов того или иного строения естественно сказывается на теоретически необходимом количестве воздуха для сгорания бензина в целом (см. ниже, табл. 9). Это обстоятельство следует учитывать при проведении различных испытаний на двигателях, так как в последние годы содержание ароматических углеводородов, особенно в высокооктановых автомобильных бензинах, заметно возросло. [c.32] Для обеспечения наиболее полного сгорания смеси за весьма малый промежуток времени необходимо перевести бензин из жидкого состояния в парообразное и смешать пары с требуемым количеством воздуха, т. е. создать горючую смесь. [c.32] Горючая смесь в поршневых двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием может быть образована двумя принципиально различными способами. Смесь- может готовиться вне цилиндра двигателя, в специальном приборе — карбюраторе, и непосредственно в цилиндре двигателя, куда воздух и топливо подаются раздельно. [c.32] Непосредственный впрыск топлива в полость цилиндра, в особую предкамеру или воздухоподводящий трубопровод осуществляется в тактах впуска или сжатия через форсунку с помощью специального насоса. На испарение топлива при непосредственном впрыске отводится меньшее время. Факторами, ускоряющими испарение, являются усиленное вихревое движение воздуха и вы o aя температура внутри цилиндра. [c.32] Способ образования горючей смеси путем непосредственного впрыска бензина имеет ряд преимуществ перед карбюрацией. Основные из них следующие большая равномерность распределения бензина по цилиндрам двигателя, увеличение коэффициента наполнения и литровой мощности вследствие снижения гидравлических сопротивлений во впускной системе (отсутствие карбюратора). [c.32] В последние годы интерес к непосредственному впрыску снова возрос, что связано с попытками создания многотопливного или, как его называют, всеядного двигателя на базе двигателя с воспламенением от искры. [c.32] В настоящее время выдано несколько патентов на двигатели с непосредственным впрыском, воспламенением от искры и послойным сгоранием топлива в завихренном воздухе, которые могут использовать как бензин, так и более тяжелые виды топлив [1—51. [c.33] Серьезным недостатком непосредственного вп-рыска является усложнение конструкции двигателя, поэтому в автомобильных двигателях наиболее широко применяется способ образования горючей смеси путем карбюрации топлива. [c.33] Скорость воздушного потока в диффузоре карбюратора примерно в 20—30 раз превышает скорость топливной струи. В таких условиях струя топлива разбивается на мелкие капли, средний диаметр которых составляет 0,1—0,2 мм. Образовавшиеся капли подхватываются воздушным потоком и начинают интенсивно испаряться. Постепенно скорость капель увеличивается до значений, близких к скорости паро-воздушного потока горючей смеси, при этом, несмотря на высокую турбулентность потока, процесс их испарения замедляется и некоторая часть капель может даже попасть в цилиндры двигателя, где под действием высокой температуры происходит окончательное испарение. Таким образом, в двигателе на установившемся режиме испарение бензина начинается в карбюраторе, продолжается во впускном трубопроводе и может заканчиваться в цилиндрах двигателя. [c.33] В результате многочисленных визуальных наблюдений и фоторегистраций процесса образования горючей смеси в карбюраторном двигателе установлено, что часть капель при выходе из диффузора карбюратора оседает на стенках впускного трубопровода и образует пленку жидкого топлива. Паро-воздушный поток увлекает пленку по стенкам впускного трубопровода в направлении цилиндров двигателя. Даже при полированных стенках тракта скорость перемещения пленки жидкого топлива в 50—60 раз меньше скорости -паро-воздушной смеси. При движении пленки с ее поверхности происходит интенсивное испарение бензина [6]. [c.33] Наличие жидкой пленки вносит ряд существенных осложнений в процесс приготовления однородной смеси. [c.33] Наибольшее значение имеет неравномерность распределения смеси по цилиндрам двигателя, при котором в отдельные цилиндры люжет поступать горючая смесь различного качества. [c.33] Различают два вида неравномерности распределения — количественную и качественную. [c.33] Количественной неравномерностью распределения называют различие в качестве горючей смеси в отдельных цилиндрах по коэффициенту избытка воздуха. Качественная неравномерность распределения смеси характеризует различное содержание отдельных фракций бензина или присадок в горючей смеси, поступающей в разные цилиндры двигателя. [c.33] Одна из причин неравномерного распределения смеси состоит в следующем. Вследствие цикличности поступления горючей смеси в цилиндры двигателя перемещение потока горючей смеси по впускной системе носит пульсирующий характер. Во время процесса впуска горючая смесь перемещается в направлении цилиндра, причем скорость потока смеси постоянно меняется в зависимости от разряжения в цилиндре и площади проходных сечений в зоне впускного клапана. Закрытие клапана прекращает доступ смеси в цилиндр. Но поток смеси обладает определенной инерцией, в результате чего смесь продолжает поступать в данный патрубок впускного тракта. Жидкая пленка топлива на стенках трубопровода обладает большей инерцией, чем паро-воздушная смесь. Поэтому при торможении потока, вызванном закрытием впускного клапана, она продолжает свое движение по направлению к цилиндру. Это вызывает не только общее обогащение смеси в данном патрубке впускного тракта, но и перераспределение топлива по длине потока часть смеси, расположенная непосредственно в зоне впускного клапана, оказывается наиболее обогащенной топливом. При этом, поступая в хорошо прогреваемую зону впускного клапана, жидкая пленка топлива начинает интенсивно испаряться [7]. [c.34] В первый момент после открытия впускного клапана в цилиндр будет поступать, в основном, богатая- топливом паро-воздушная смесь, расположенная в зоне впускного клапана. Вместе с паро-воздушной смесью в цилиндр попадает и жидкая фаза топлива, скопившаяся в этой зоне. Поэтому в самом начале процесса впуска в цилиндре окажется очень богатая смесь. Затем смесь должна несколько обедниться, так как после обогащенной смеси, расположенной в зоне впускного клапана, в цилиндр начнет поступать паро-воздушная смесь, находящаяся в более отдаленных от клапана участках впускного тракта. Таким образом, рождается неравномерность распределения смеси по объему цилиндра [7]. [c.34] Однако в случае питания из одной полости или одного ответвления впускного трубопровода двух и более цилиндров двигателя описанные выше явления вызывают неравномерность распределения горючей смеси по цилиндрам двигателя. [c.34] Если два цилиндра питаются из одной полости или ветви, то обогащенная смесь после паузы (см. выше) попадет в тот цилиндр, в котором в соответствии с установленным порядком работы цилиндров двигателя раньше начинается такт впуска. [c.34] На рис. 2 дана схема впускного тракта.и распределение смеси по цилиндрам двигателя ГАЗ-21, имеющего порядок работы цилиндров 1—2—4—3. После закрытия впускного клапана 2 цилиндра обогащение смеси происходит в подводящем патрубке этого цилиндра и в общей части передней ветви впускного тракта. То же самое происходит и в задней ветви впускного тракта. [c.34] Вернуться к основной статье