Процесс сгорания в двигателе Дизеля

Процесс сгорания в дизеле имеет существенные преимущества по сравнению со сгоранием в двигателе с воспламенением от искры. В дизеле полностью устраняется опасность преждевременного воспламенения и практически исключается детонация. Наблюдаемое взрывное воспламенение при увеличении периода 9 , сопровождающееся стуком вследствие появления ударных волн, не имеет тенденции к усилению. [c.158]

Самовоспламенение в дизеле, так же как воспламенение от искры в двигателях легкого топлива, представляет стадию, регулирующую дальнейшее развитие сгорания. Поэтому предположение о бесконечно большой скорости химических реакций нри температурах конца сжатия (приблизительно 700° при 8 = 15—17 ) приобретает еще более фундаментальное значение, как отрицание какой-либо роли химико-кинетических факторов в развитии всего процесса сгорания в дизеле, контролируемого, с этой точки зрения, только процессом смесеобразования. Эта ставшая традиционной трактовка дизельного процесса была подвергнута в недавнее время основательной критике и радикальному пересмотру, в результате которого был осуществлен новый прогрессивный принцип организации дизельного процесса [40]. Однако необоснованность традиционной трактовки следует уже из самых общих представлений о кинетической природе самовоспламенения в дизеле. [c.413]

Максимальная скорость нарастания давления (1Р1 1(р на участке 2—3 индикаторной диаграммы характеризует жесткость процесса сгорания, которая в дизелях существенно выше, чем в двигателях с воспламенением от искры. Для дизеля считают обычными средние значения Р/й <р на участке 2—3, равные 0,4—0,5, а максимальные — до 1,0 МПа/°ПКВ [163]. Максимальные значения Р и dP/dif) оказываются тем большими, чем больше топлива сгорает в фазе 6[. Это количество топлива зависит от длительности задержки воспламенения 0,-, от закона подачи топлива (т. е. характера изменения dG d(f), а также от интенсивности испарения и смешения с воздухом впрыснутого топлива. [c.157]

Процессы в двигателях внутреннего сгорания изображаются в упрощенном виде циклом Дизеля (рис. I, 6). [c.46]

При сгорании алканов на воздухе они окисляются до диоксида углерода и воды (на практике обычно не достигается полное сгорание, так что одним из продуктов окисления является оксид углерода). Жизнь современного человеческого общества неотделима от этого процесса. Получаемая с его помощью энергия используется для совершения работы (например, в двигателях внутреннего сгорания и дизелях) или для получения тепла (отопление метаном, газовые плиты на пропане и бутане, котельные на нефти). При полном сгорании углеводородов выделяется большое количество энергии, как видно из примера полного окисления метана [c.119]

Д. И. Вырубов, Смесеобразование в двигателях Дизеля, сб. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания и их агрегатов, М., 1946. [c.111]

Д. Н. Вырубов, Смесеобразование в двигателях Дизеля, сб. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания и их агрегатов. М., 1946 Технический бюллетень , № 3, 1949. [c.323]

Вырубов Д. Н. Смесеобразование в двигателях дизеля. Сб. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания . Машгиз, 1946. [c.272]

Цетановое число определяет не только характер протекания процесса сгорания при установившейся работе, но и пусковые качества топлива. Если оно ниже 40 единиц, то запустить холодный двигатель не только в зимнее, но и в теплое время года трудно. Нормальный пуск и мягкая работа дизелей в летнее время обеспечиваются [c.94]

Было установлено, что конструктивные и эксплуатационные факторы, которые способствуют повышению температуры и давления воздуха, быстрому и интенсивному перемешиванию его с топливом в цилиндре двигателя, улучшают воспламеняемость, тем самым процесс сгорания топлива и делают работу дизеля мягкой и экономичной. Положительное влияние на работу дизеля оказывают [c.138]

Сущность процесса образования отложений в дизелях в общих чертах заключается в следующем. В процессе работы двигателя в результате неполного сгорания топлива и термоокислительных превращений углеводородов масла в нем накапливается сажа, а также соединения, содержащие карбонильные, карбоксильные и гидроксильные функциональные труппы, ненасыщенные соединения и нитроэфиры. Одновременно в результате сгорания серы, присутствующей в топливе, в цилиндрах конденсируется серная кислота. [c.52]

Вырубов Д. H., Влияиие добавок газов иа процесс сгорания в двигателях дизеля, Дизелестроение , 1940, № 7. [c.288]

Исключительно велика роль испаряемости топлив для нормального протекания процесса горения в двигателях. Во всех двигателях внутреннего сгорания воспламенение и горение топлив происходит в паровой фазе при определенном соотношении между горючим и окислителем. Процесс испарения не только предшествует процессам воспламенения и горения, но в значительной мере определяет характер их протекания. Например, высокая скорость испарения в начальной стадии процесса горения в дизеле повышает жесткость работы двигателя, хотя и способствует более полному горению. В воздушно-реактивных двигателях улучшение испаряемости топлив повышает устойчивость и полноту горения. [c.94]

Основные нарушения нормального развития рабочего процесса в поршневых двигателях с искровым зажиганием связаны с возникновением детонационного сгорания, в дизелях — с появлением неуправляемого быстрого горения в начальной стадии процесса, в воздушно-реактивных и жидкостных ракетных двигателях — с явлением срыва пламени и вибрационным горением. Указанные нарушения в рабочем процессе всех типов двигателей приводят к снижению эффективности использования энергии, выделяющейся при горении топлива, а в отдельных случаях могут вызвать и механические повреждения двигателя. [c.168]

Предполагается, что вследствие крайней ограниченности времени, отводимого на подготовку смеси в двигателях с воспламенением от сжатия, к моменту ее воспламенения процесс испарения топлива не заканчивается. Это и является одной из причин того, что горение в дизеле начинается с почти одновременного воспламенения смеси в разных точках. Характер развития процессов сгорания в данном случае будет определяться главным образом химическими (окислительными) реакциями. [c.93]

До последнего времени конструкторы при разработке дизелей отводили смесеобразованию решающую роль в процессе сгорания. Считалось, что для достижения наиболее экономичной, бесшумной и без дымного выхлопа работы дизеля необходимы достаточно мелкое распыление топлива и равномерное распределение его в камере сгорания. Однако исследования, проведенные в этом направлении, показали, что достижение быстрого смешения топлива с воздухом и равномерного распределения топливно-воздушной смеси в камере сгорания, наоборот, приводят к резкому усилению стука в двигателе, плохому использованию воздуха и появлению на всех режимах интенсивного дымления на выхлопе [12—15]. [c.114]

Особенности работ дизелей, из которых главными являются впрыск топлива в сильно сжатый воздух, самовоспламенение горючего, а также ограниченность времени, отводимого на процесс сгорания, предъявляют определенные требования к топливу, резко отличные от требований к топливам для двигателей с зажиганием. [c.46]

Особенно важен фракционный состав топлив для быстроходных дизелей, так как в этих двигателях на цикл полного сгорания топливо-воздушной смеси отводится чрезвычайно малое время. Как правило, чем больше число оборотов дизеля, том более легкое топливо требуется для него. Предел выкипания тоилива ограничивается условиями нормального сгорания чрезмерно большое количество легких или тяжелых фракций в дизельном топливе отрицательно сказывается на процессе сгорания. Если в топливе содержится слишком много легких фракций, то в цилиндре двигателя сильно повышается давление это вызывает появление резких стуков в цилиндре, и работа дизеля становится жесткой . Повышение содержания тян елых фракций приводит к неполному сгоранию топлива (вследствие кратковременности цикла сгорания), и двигатель загрязняется продуктами неполного сгорания. [c.48]

С самовоспламенением приходится встречаться в рабочих процессах современных двигателей внутреннего сгорания. В двигателях системы Дизеля работа двигателя основана на самовоспламенении топлива. Напротив, в карбюраторных двигателях самовоспламенение нарушает работу двигателя и приводит к детонации. В воздушно-реактивных двигателях самовоспламенение топлива, по-видимому, является положительным явлением и способствует стабильной работе двигателя. В некоторых типах жидкостных реактивных двигателей на самовоспламенении топлива основан запуск двигателя. [c.229]

Вторая фаза— период быстрого горения, который характеризуется резким нарастанием давления и температуры. Эта фаза на диаграмме (см. рис. 20) обозначена цифрой //. От точки 2 до точки 3 происходит интенсивное горение. На процесс сгорания топлива во второй фазе больше всего влияют продолжительность периода задержки воспламенения и количество топлива, накопившегося за этот период. Эти величины определяют скорость нарастания давления и жесткость работы двигателя. Чем больше период задержки воспламенения, тем большее количество топлива успевает накопиться в камере сгорания к моменту воспламенения и тем быстрее нарастает давление во второй фазе. Резкое нарастание давления во второй фазе вызывает появление стуков и жесткую работу дизеля. Чем меньше период задержки воспламенения топлива, тем плавнее оно сгорает во второй фазе и тем мягче работа дизельного двигателя. На скорость сгорания влияет частота вращения вала двигателя, с увеличением которой продолжительность первой фазы сокращается. [c.30]

Дизельные топлива представляют собой более высококипящие, чем бензины, газойлевые фракции (150—350 °С). Фракционный состав дизельных топлив имеет важное значение для работы дизеля. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые фракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания. Газойлевые фракции прямой перегонки парафинистых нефтей имеют высокие цетановые числа, сгорают в дизеле плавно, без стуков и являются хорошим топливом для быстроходных дизелей. Фракции же вторичного происхождения, содержащие значительное количество ароматических и олефиновых углеводородов, имеют низкие цетановые числа, сгорают в дизеле со стуком и дают большое отложение нагара на поршнях, клапанах и стенках камеры сгорания двигателя. Поэтому газойли, получаемые при вторичных процессах переработки нефти, в чистом виде в быстроходных дизелях не применяют, их в небольших количествах (до 20%) добавляют к дизельным топливам прямой перегонки. [c.200]

Как правило, чувствительность к топливу дизелей с непосредственным впрыском увеличивается по мере уменьшения размера диаметра цилиндра и увеличения числа оборотов двигателя. Поэтому размер двигателя будет оказывать значительное влияние на процесс сгорания при работе на тяжелых топливах. [c.221]

Каждый тип двигателя имеет свои конструктивные особенности, определяющие процесс горения и свойства топлива. В двигателях с искровым зажиганием необходимо предотвратить детонацию и преждевременное воспламенение топлива. В двигателе Дизеля большое значение имеет склонность топлива к самовоспламенению, от которой зависят легкость запуска холодного двигателя и шумность его работы. В газовой турбине важны воспламеняемость топлива, устойчивость пламени и полно та сгорания рабочей смеси. Хотя все эти рабочие процессы по-разному относятся к изменению температуры, давления и времени, тем не менее все они определяются одним и тем жо сновным механизмом окисления топлива. [c.241]

Назначение топливной аппаратуры состоит в подаче топлива в цилиндры двигателя в строго определенный момент, точно дозированного количества, необходимого для полного качественного сгорания (дальнобойность струи, равномерное распределение по объему камеры сгорания), обеспечения заданной мощности и частоты вращения коленчатого вала. При изготовлении дизелей детали топливной аппаратуры выполняют с высокой точностью и настраивают (регулируют) на строго определенную взаимозависимость работы. Однако в процессе эксплуатации дизелей происходят износ, разрегулировка топливной аппаратуры, что влечет за собой нарущение процесса сгорания топлива и, как следствие этого, ухудшение эксплуатационных (мощность, частота вращения, надежность деталей и узлов) и экономических (удельный расход топлива) характеристик дизеля. Техническое обслуживание и ремонт топливной аппаратуры предназначены для периодической проверки ее состояния и в случае приближения или выхода за установленные пределы приведения состояния деталей аппаратуры в регламентированные нормы, обеспечивающие исправную и экономичную работу дизеля. Признаками хорошего качества ремонта и регулировки топливной аппаратуры являются четкая, равномерная и устойчивая работа дизеля без стуков, от- [c.125]

Процесс сгорания в двигателе Дизеля [c.406]

Швеция, Япония и др.) и их результаты впервые доложены на конференции SAE в 1995 г. В России после первой апробации военными специалистами, вновь вернулись к проблеме применения ДМЭ в качестве моторного топлива. В 1997 г. были проведены ходовые испытания двигателя Д-245 на ДМЭ при его установке на грузовике AMO ЗИЛ 5301 ( Бычок ), а также на стенде по тринадцатиступенчатому циклу [1]. Испытания двигателей показывают, что использование ДМЭ в качестве топлива для дизелей открывает новые возможности двигателей по топливной экономичности за счет организации рабочего процесса с высоким термическим КПД, сверхчистому выпуску отработавших газов и низким уровнем шума при сгорании в цилиндре. Процесс сгорания в дизелях с диме-тилэфиром легко осуществить без специальных средств для улучшения воспламеняемости из-за высокого его цетанового числа, а химическая структура ДМЭ (СНз — О — СНз) с высоким содержанием кислорода обеспечивает его бездымное сгорание. [c.42]

При уменьшении избытка воздуха пиже некоторого предела — обычно до а=1,5—1,4, сгорание в дизеле сопровождается обильным выделением свободного углерода на выхлопе, что лимитирует полное использование рабочего объема цилиндра и повышение литровой мощности. Рассмотрим, в какой из стадий процесса сгорания в дизеле возможен столь глубокий термический распад угелеводородной молекулы. В связи с этим обратимся к аналогу дизельного воспламенения — детонационному воспламенению— в двигателе искрового зажигания, в котором при достаточно интенсивной детонации также появляется дым на выхлопе. [c.420]

Дизельные двигатели более теплонапряжены, чем карбюраторные. Из-за высокой степени сжатия у них выше максимальные давление и температура сгорания, больше нагрузки в узлах трения. Время, отводимое в дизелях на процесс сгорания, ничтожно мало (0,005...0,009 с). в результате чего трудно обеспечить полное сгорание циклового заряда топлива. Всегда в продуктах сгорания содержится большее или меньшее количество сажистых частиц и другах продуктов неполного сгорания топлива. В дизелях значительно выше количество прорьшающихся в картер газов. Все это способствует ускоренному образованию продуктов окисления, находящихся в масле как в растворенном, так и во взвешенном состоянии. Дизельное топливо содержит в 3...5 раз больше серы, чем бензин, в продуктах сгорания находится значительное количество коррозионно-активных оксидов серы. [c.197]

Очень большое техническое значение имеют процессы сжигания распыленного жидкого топлива, используемые в стационарных нефтяных топках, двигателях Дизеля и различных типах реактивных двигателей. Сжигание распыленного топлива — сложбеый процесс, состоящий из ряда последовательных стадий. Первую из них составляет чисто гидродинамический процесс распыла, от которого зависит крупность капель. Далее следуют движение капли по баллистической траектории, ее испарение и смешение паров с воздухом, сопровождающееся их сгоранием. Характер цротекания процесса определяется скоростью движения капли но отношению к газовому потоку. В зависимости от нее следует различать спокойное и интенсивное горение капли. Если капля своем движении полностью увлекается газовым потоком (а в [c.266]

Влияние испаряемости топлива на процесс сгорания наиболее сильно проявляется в дизелях и воздушно-реактивных двигателях. Топлива облегченного фракционного состава способствуют усдлению жесткости работы дизелей, так как они имеют худшую воспламеняемость и, вследствие этого, боль- шой период задержки воспламене- /2 ния. В то же время процессы смешения и испарения для легких топлив протекают быстрее. Оба О указанных обстоятельства способствуют повышению скорости нара- [c.121]

Чувствительность рабочего процесса двигателя дизеля к фра1С-ционному составу топлива во многом зависит от типа смесеобразования, применяемого в двигателе и влияющего на давление, температуру и интенсивность вихревого движения заряда в процессе сгорания. Чем выше давление, температура и интенсивность вихревого движения заряда, тем меньше сказывается влияние фракционного состава топлива на процесс сгорания. [c.33]

Получавшаяся до сих пор более высокая экономичность дизелей по сравнению с двигателями искрового зажигания достигалась двумя основными путями повышением степени сжатия за пределы значительно выше тех, которые ставит детонация в двигателях искрового зажигания, и применением более тяжёлых и дешёвых топлив. Эффективное сжигание тяжёлых топлив, впрыскиваемых в дизель в конце процесса сжатия, затрудняется тем, что в очень короткий промежуток времени топливо должно распылиться,, смешаться с воздухом и наиболее полно сгореть, не давая нагара. Указанные затруднения ещё более увеличиваются с уменьшение1 , времени, отводимого на процесс сгорания в результате повышения числа обдротов двигателя, и могут быть преодолены только наличием в топливе соответствующих качеств. Основным качеством дизельного топлива является его стукоустойчивость, зависящая от периода задержки воспламенения , т. е. от времени, протекающего между моментом впрыска топлива в сжатый воздух дизеля и моментом возникновения очага горения (вспышки). Чем больше этот период, тем больше накопляется топлива в камере сгорания к моменту воспламенения и тем выше скорость нарастания давления ( р/й/) при сгорании. Работами Рикардо [86] и Ротрока [84] установлено, что между периодом задержки воспламенения и скоростью нарастания давления существует линейная зависимость и появляющиеся в дизеле стуки являются следствием не максимального давления сгорания, а главным образом — ско<-рости подъёма давления. Швейцер [92] считает, что если максимальное нарастание давления относительно углового перемещения вала не превышает 2,1 ат на Г, то двигатель работает мягко при нарастании давления свыше 3,5 ат на 1° можно ожидать стуков. Рикардо полагает, что пределом мягкой работы любого мотора является скорость нарастания давления в 4 ат на Г поворота коленчатого вала. Период задержки воспламенения зависит от термической стабильности и склонности топлива к окислению в условиях двигателя. [c.259]

При работе двигателя Дизеля па дизельном масле и на его заменителях (буроугольное масло, сланцевое масло), применявшихся в военное время, в двигателе было обнаружено большое количество не растворимых в лигроине веществ. Эти вещества образовались из топлива благодаря неполному сгоранию и ие являются целиком и полностью масляным коксом , образовавшимся из смазочного масла. То же справедливо и для так называемого окисления масла и образования смол в моторном масле в процессе эксплуатации. В соответствии с классическими методами определения стабильности масла путем окисления кислородом при высокой температуре можно себе представить, что окисление углеводородных масел и увеличение содержания смол и асфальтеиов представляет собой характерное изменение масла, однако такое обобщение несколько неверно. [c.85]

Раньше тяжелые топлива применялись только в тихоходных дизелях и нормальная работа- двигателя достигалась по существу без изменения его конструкции. Тихоходный двигатель с непосредственным впрыском имеет такую топливную систему, которая позволяет сжигать топлива совершенно разлитаого качества. При переходе с дизельного топлива на тяжелое вследствие различной теплотворной способности этих топлив удельный расход тяжелого топлива увеличивается примерно на 2%. Причиной этого, по всей вероятности, является вязкость топлива и ее влияние на условия распыления. Нет непосредственных данных, показывающих, каким образом снижение полноты сгорания топлива влияет на износ цилиндра. Но учитывая характер и количество твердых веществ, остающихся в камере по окончании процесса сгорания, можно согласиться, что снижение полноты сгорания, по всей вероятности, является основной причиной повышенных износов. Увеличение полноты сгорания будет приводить к уменьшению износа. [c.221]

Горение в двигателях Дизеля было классически описано Рикардо (1953) как трехстадийный процесс. В первой стадии тонкораспыленное топливо,, впрыснутое в двигатель, испаряется. Химические реакции протекают в топ-ливо-воздушпой смеси, окружающей каждую капельку топлива, до тех пор, пока не произойдет воспламенения смеси. Во второй стадии пламя распространяется от первых немногих центров воспламенений и зажигает все топливо, впрыснутое в цилиндр, что ведет к быстрому нарастанию давления. В третьей стадии горение происходит в струе, так как идет еще впрыск топлива. Скорость горения в этой стадии контролируется скоростью впрыскивания топлива. Большое значение имеет легкость воспламенения топлива в первой стадии. При задержке воспламенения большое количество топлива накапливается в камере сгорания, что приводит к интенсивном> его сгоранию во второй стадии. [c.252]

В настоящее время применяется два типа двигателей внутреннего сгорания двигатель Отто и двигатель Дизеля. В качестве моторных топлив применяются чаще всего углеводороды в жидкой фазе и при обычных температурах. В двигателе Отто топлизо-воздушная смесь поступает в цилиндр сжатие ее производится ходом поршня вверх, а зажигание—искрой. В двигателе Дизеля сжатие воздуха также производится ходом поршня вверх, а топливо впрыскивается в камеру сгорания в конце такта сжатия в распыленном виде. В большинстве типов двигателей Дизеля температура и давление сжатого воздуха сами по себе достаточны для зажигания топлива. Двигатели эти часто называются двигателями с воспламенением от сжатия. Процессы горения для этих двух методов сжигания топлива очень различны, и от этого сильно зависят конструкция двигателя и требуемые свойства топлива. Прежде чем приступить к обсуждению процессов горения, полезно кратко рассмотреть термодинамику работы двигателя с целью уяснить себе факторы, определяющие к. п. д., или экономию топлива, и мощность двигателя. [c.389]

Управление процессом сгорания в двигателе Дизеля связано с настолько сложными проблемами и со столькими трудно поддающимися контролю факторами, что рабочий цикл двигателя может в лучшем случае представлять собой лишь компромисс между различными требованиями. Бурлаге и Брезе [33] проанализировали процесс сгорания в двигателе с воспла .енени-ем от сжатия нижеприводимые оассуждения в значительной мере [c.406]

Нагревание капелек топлива, их испарение, смешение пара с воздухом и самоускоряющиеся химические реакции, имеющие место в фазе /, происходят одновременно. Для типов топлив, применяемых в двигателе Дизеля, протекание химических реакций ссответствует описанному в гл. IV. Фотографии Рот-рока и Уолдрона (34] показывают, что всспламенекие начинается в небольших зонах вблизи границ отдельных струй впрыскиваемого топлива. Зарождение цепной реакции, вероятно, имеет место в газовой фазе. Вероятным механизмом процесса является образование радикалов благодаря крекингу, так как температура сжатого воздуха довольно высока (от 600° до 800°С). Как показано в гл. IV, непосредственное взаимодействие углеводорода и кислорода в газовой фазе является в лучшем случае медленным процессом. Возможно также, что образование перекисей происходит на поверхности раздела жидкость — воздух, обеспечивая, таким образом, образование носителей цепи. Как только скорость реакции в какой-нибудь точке достигает взрывного предела, происходит быстрое распространение пламени сквозь граничные слои, окружающие отдельные струи впрыскиваемого топлива, и по участкам камеры сгорания, уже наполненным взрывной смесью. За этим следует быстрый рост давления (фаза 2). Слишком быстрый рост давления может вызвать появление ясно слышимого стука, что нежелательно. Очевидно, что чем больше период задержки, тем больше накапливается взрывной смеси и тем сильнее будет детонация. Опыт показывает, чю для более легких топлив задержка воспламенения зависит в основном от химических, а не от физических свойств топлива, в то время как для более тяжелых топлив, как, например, для нефтяных остатков, большую роль играют физические свойства — вязкость и быстрота испарения. Поэтому для этих последних задержка воспламенения заметно зависит от степени распыла при впрыске. В фазе 3, где температура очень высока, испарение и сгорание происходят очень быстро, так что основным фактором является скорость впрыска. Однако здесь возникает еще проблема местного накопления паров топлива, в результате которого происходит очень нежелательное образование сажи. Эта сажа участвует в четвертой фазе догорания" вместе с поздно испаряюп имся топливом, попавшим на стенки при впрыске. В конце этой фазы в камере сгорания остаются продукты неполного сгорания от легкой пушистой сажи, выделившейся из газовой фазы, до смолистых и угольных остатков, полученных (очевидно, из топлива, разбрызганного по стенкам) процессом, часто включающим пиро- [c.407]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология