Запаздывание процесса сгорания

Если допустить, что топливо, впрыскиваемое в цилиндр двигателя, будет воспламеняться по мере его поступления, т. е. период запаздывания воспламенения равен нулю, то в этом случае скорость нарастания давления обусловливается только скоростью подачи топлива. Следовательно, процесс сгорания будет определяться подачей топлива и при этом будет происходить плавное нарастание давления в цилиндре. [c.112]

При позднем воспламенении уменьшаются максимальные температуры в цилиндре и увеличивается продолжительность сгорания, поскольку скорости химических реакций уменьшаются при движении поршня от ВМТ. Вследствие более низких температур часть СО образуется позже в процессе сгорания, уменьшая полноту окислительных процессов. Поэтому эмиссия СО возрастает при запаздывании воспламенения. Сушествует критическая нагрузка (или степень обеднения), при которой эта проблема становится наиболее острой. При высоких нагрузках эмиссия СО не очень чувствительна к моменту начала воспламенения. Характер изменения эмиссии несгоревших углеводородов примерно такой же, но в обшем случае момент воспламенения в меньшей степени влияет на протекание процессов в цилиндре двигателя. [c.464]

В отличие от двигателей, работающих по циклу Отто, в двигателях дизеля наблюдаются стуки, ассоциирующиеся с началом сгорания. Запаздывание зажигания и присущая высокооктановым бензинам плохая самовоспламеняемость приводят к быстрому повышению давления и вызывают вибрацию в нормальном двигателе дизеля. Слишком большая затяжка сгорания приводит к тепловым потерям, неполному сгоранию и образованию дымного выхлопа. Многотопливный двигатель должен обеспечивать регулирование процесса сгорания при нрименении топлив различных типов. [c.202]

Высокочастотная неустойчивость обычно зависит только от характеристик камеры и параметров внутрикамерного процесса, так как она возникает в результате взаимосвязи между процессом горения и акустическими характеристиками камеры. Таким образом, на нее влияют и свойства компонентов топлива, и геометрические параметры камеры сгорания. К свойствам топлива, играющим важную роль, относятся те, что связывают динамическую реакцию процесса горения с возмущениями в камере сгорания. Эта реакция определяется чувствительным к давлению временем запаздывания [30], которое зависит от летучести и самовоспламеняемости компонентов топлива, степени распыления, давления в камере сгорания и соотношения компонентов. Конструкция камеры сгорания не только определяет характерные акустические частоты, но и оказывает значительное влияние на разность Ау скоростей газа и капель компонентов топлива, определяющую скорости испарения. Наиболее чувствительной к возникновению высокочастотной неустойчивости является зона, где величина Av минимальна, т. е. пространство вблизи смесительной головки шириной в несколько сантиметров [9]. Типичные кривые скоростей испарения приведены на рис. 93. [c.175]

Итак, на скорость и полноту сгорания влияют многие факторы, из которых весьма важными являются химическая природа топлива, равномерность состава и распределения в камере сгорания рабочей смеси (топливо—воздух). Для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия не менее важное значение имеет акт самовоспламенения жидких распыленных топлив в цилиндре. Между началом впрыска дизельного топлива и началом его горения имеется всегда известный разрыв во времени, что рассматривается как запаздывание самовоспламенения, характеризующее качество топлива с точки зрения воспламеняемости, а следовательно, запуска и процесса горения. [c.301]

Гомогенный катализ встречается в процессах так называемой физико-химической релаксации, т. е. в процессах запаздывания установления равновесного состояния газа. Такие процессы возникают при резком изменении параметров газа (в камере сгорания ДВС и в газе, движущемся по газодинамическому тракту). Так, например, при поступлении диссоциированного газа из камеры сгорания реактивного двигателя в сопло расширение газа сопровождается релаксацией диссоциированные продукты газовой смеси вместо того, чтобы полностью рекомбинировать с выделением при этом теплоты, затраченной в камере на диссоциацию, [c.201]

Запаздывание сгорания газа относительно его подачи приводит, таким образом, в соответствие фазовые соотношения между акустическими колебаниями и колебаниями процесса горения, т. е. обратные связи являются обратными связями с запаздыванием. [c.158]

Колебания низкой частоты (меньшей или равной приблизительно 10 колебаний в секунду) включают колебания в линиях подачи топлива, в системе инжекции, а также в камере сгорания. Эти частоты обычно достаточно малы, сравнительно с частотами собственных акустических колебаний камеры, так что давление внутри камеры может считаться одинаковым во всей камере (т. е. механизм распространения волн здесь не играет роли). Отсюда следует, что колебания не должны так сильно зависеть от пространственного распределения процессов, протекающих в камере (т. е. отпадает необходимость рассматривать пространственное запаздывание ), так что неустойчивость может быть описана обыкновенными дифференциальными уравнениями, в которых учтено время запаздывания. Эти уравнения могут включать несколько времен запаздывания, соответствующих временам запаздывания системы питания, системы инжекции и различных процессов, происходящих в камере сгорания [ ]. Крокко внес существенный теоретический и практический вклад в изучение свойств времен запаздывания процессов превращения, происходящих в камере сгорания. Теоретическое исследование низкочастотных колебаний включает определение реакции одной из частей ракетной системы на колебания другой части конструкции ракеты, выявление узлов конструкции, склонных к самовозбуждению, и разработку сервомеханизма с обратной связью, предназначенного для стабилизации системы. Примеры такого анализа были даны Тзяном [ ], который использовал аналитический метод, предложенный Саче [ ]. Этот вопрос выходит за рамки теории горения и относится к области теории регулирования. [c.306]

Влияние увеличения степени сжатия на детонацию очевидно из вышеприведенного рассуждения. Подобным же образом легко оценить влияние опережения зажигания. Оно приводит к большему сжатию несгоревшей части газа, благодаря увеличению пути пламени перед верхней мертвой точкой. Таким образом, опережение зажигания приводит к более высокому максимальному давлению. Действие наддува сводится к увеличению давления. Уменьшение пути пламени было целью многих усовершенствований в конструкции головки цилиндра [И]. Среди них может быть упомянута головка цилиндра конической формы со свечой в верхней части и двойным зажиганием. Увеличение завихрения также уменьшает время нормального сгорания ). Газ приводится в движение потоком, засасываемым через впускной клапан, ходом поршня и расширением горящего газа. Отсюда видно, что конструкция головки цилиндра сильно влияет на завихрение. Конструкция так называемой высокотурбулентной головки хорошо известна. Следует, однако, отметить, что слишком большая турбулентность может вызвать слишком быстрое сгорание и, соответственно, жесткую работу двигателя [13]. Запаздывание искры уменьшает сжатие несгоревшей смеси, так как возрастает доля процесса сгорания, происходящая после верхней мертвой точки. Если несгоревшая часть газа сжимается в узком пространстве, то это препятствует его охлаждению, но понижает химическую активность. Если применяемое топливо имеет низкотемпературный взрывной полуостров, то охлаждение благоприятно только в том случае, если оно не приводит смесь в эту область высокой химической активности. Кроме того, оно увеличивает еще скорость обрыва цепей, что, в свою очередь, увеличивает задержку воспламенения. с то замечание о влиянии охлаждения на задержку воспламенения показывает, как трудно предсказать, в какую сторону будет направлено влияние температуры двигателя. В этом отношении интересны опыты Дюмануа [14]. Он нашел, что при постепенном увеличении средней температуры камеры сгорания с помощью увеличения как степени сжатия, так и температуры охлаждающей среды, детонационное сгорание может уступить место плавному нормальному сгоранию. [c.402]

Не имея возможности дать этим процессам сколько-нибудь четкую количественную характеристику, введелг в качестве некоторой суммарной характеристики время запаздывания, понимая его как время, прошедшее от момента впрыска топлива до мгновенного превращения его в продукты сгорания. [c.474]

Некоторое запаздывание воспламенения и последующее сгорание у вел иченного топливного заряда с чрезмерно большой скоростью может оказаться причиной жесткой работы дизеля, возникновения стуков в двигателе, что при нормальной эксплуатации недопустимо. Объясняются эти явления тем, что топливо не успевает в известных условиях пройти необходимую для двигателя с воспламенением от сжатия подготовку, заключающуюся в предварительном окислении, которое сопровождается накоплением перекисей, инициирующих процессы самовоспламенения. Отсюда следует, что интенсивность окисления, период задержки воспламенения и температура самовоспламенения дизельного топлива зависят от его химического состава. Алканы и алкены нормального строения окисляются с большей скоростью и при более низких. температурах, чем ароматичесюие углеводороды, образуя более устойчивые в растворе углеводородов перекиси и поэтому накапливающиеся в достаточно высокой концентрации. [c.295]

Скорость испарения капель топлива при прочих равных условиях прямо пропорциональна, а длительность испарения обратно пропорциональна давлению его насыщенных паров. Отсюда период задержки самовоспламенения в области высоких температур будет также обратно пропорционален давлению насыщенного пара [3]. Таким образом, запаздывание самовоспламенения топлива как бы полностью зависит от физических характеристик. Однако имеются и другие взгляды [4]. При сгорании газойля и тяжелого топлива, несмотря на значительное различие их фракционного состава, получаются примерно одинаковые периоды задержки самовоспламенения. У керосина, несмотря на большое содержание легких фракций, наблюдается значительное увеличение периода задержки самовоспламенения, а затем резко выраженное взрывное сгорание. Это позволяет утверждать, что прТ)должительйость периода задержки воспламенения при начальных температурах и давлениях, которые наблюдаются в дизельных двигателях с самовоспламенением от сжатия, определяется не только физическими процессами испарения и смесеобразования, но и химическими процессами, отражающими начальное развитие цепи реакций. Топлива с большим цетановым числом имеют меньший период задержки самовоспламенения. Это подтверждает значительную роль химического состава топлива в организации процесса горения. [c.302]

Взаимная диффузия паров топлива и кислорода осложняется конвекционными потоками, вызванными разностью температур в различных участках камеры сгорания и вихревыми движениями воздуха, образующимися благодаря большой скорости движения капелек топлива, впрыскиваемого под большим давлением. И, наконец, на дальнейшее нагревание паров топлива и на скорость химических реакций влияют температура, концентрация, физические и химические свойства реагирующих веществ. Поэтому давно пытались производить математические расчеты отдельных процессов, складывающихся в совокупности в сложное явление запаздывания самовоспламепения, чтобы таким образом учесть их удельный вес. [c.281]

Вместе с тем, достичь полного соответствия физико-химических свойств дизельных нефтяных и синтетических топлив, как правило, не удается, что приводит к некоторым изменениям параметров процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания в дизеле при его переводе на СЖТ. В первую очередь это относится к процессам топливоподачи и смесеобразования, поскольку основные параметры струй распыливаемого топлива в значительной степени зависят от таких важных физических свойств топлив, как плотность р и вязкость По данным работы [3.38], при переводе дизеля с дизельного топлива на бензин (уменьшении р. с 820-850 до 720-750 кг/м ) и сохранении неизменным активного хода плунжера наблюдается снижение цикловой подачи топлива на 20—35 %, запаздывание начала впрыскивания — на 2-3° п.к.в., снижение максимального давления впрыскивания - на 30-40 %, увеличение неравномерности цикловой подачи по секциям - в 1,5—2 раза, уменьшение длины струи Ь и увеличение среднего диаметра капель на 50—60 %, увеличение угла раскрытия струи [5. В связи с этим для обеспечения многотопливности двигателя обязательным является сопоставление характеристик впрыскивания и давления впрыскивания при работе дизеля на различных топливах. [c.91]

Эти основные сведения о характере протекания процесса горения позволяют сделать некоторые общие заключения о влиянии химических процессов на процесс горения. Если горение началось в жидкой фазе в результате самопроизвольной химической реакции, то можно ожидать, что химические присадки, изменяющие запаздывание воспламенения, будут влиять на суммарное время горения. Так, для HNOg и анилина присутствие воды в кислоте увеличивает запаздывани(5 восиламенения, а следовательно, и длину двигателя (L ), рассчитанного для стационарного горения. Наоборот, металлические присадки оказывают противоположное действие (таблица 25). Так, наблюдалось, что присутствие в кислоте продуктов коррозии стали (нитратов Fe, Ni и Сг) увеличивает полноту сгорания топлива. Одпако в случае несамовоспламеняющихся топлив, например Oj-b алкоголь, добавление к алкоголю даже 25% НдО пе приводит к заметному изменению необходимых размеров двигателя. Небольшое влияние, которое оказывает такая примесь, связано с понижением температуры пламепи и, следовательно, с уменьшением количества тепла, передаваемого от пламепи к горючей смеси. Основываясь на этих замечаниях, мож ) заключить, что применение очистителей в ракетных топливах должно иметь более резко выраженный эффект для систем, требующих смешения в иагдкой фазе, так как эти средства могут привести к уменьшению периода задержки воспламенения. [c.422]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология