Зміст
1. Сумішоутворенняв бензинових двигунах
1.1 Сумішоутворення при карбюраціі
1.2 Сумішоутворення при центральному та розподіленому упорскуванніпалива
1.3 Особливості сумішоутворення вгазових двигунах
2. Сумішоутворенняв дизелях
2.1 Особливостісумішоутворення
2.2 Способи сумішоутворення. Типикамер згоряння
Бібліографічний список
1. Сумішоутворення в бензинових двигунах
Підсумішоутворенням в двигунах з іскровим запалюванням увазі комплексвзаємопов'язаних процесів, що супроводжують дозування палива й повітря,распиліваніе і випаровування палива і перемішування його з повітрям. Якіснесмесеобразование є необхідною умовою отримання високих потужностних,економічних і екологічних показників двигуна.
Протіканняпроцесів сумішоутворення в значній мірі залежить від фізико-хімічнихвластивостей палива і способу його подачі. У двигунах із зовнішнім сумішоутвореннямпроцес сумішоутворення починається в карбюраторі (форсунці, змішувачі),продовжується у впускному колекторі і закінчується в циліндрі.
Після виходуструменя палива з розпилювача карбюратора або форсунки починається розпад струменяпід впливом сил аеродинамічного опору (унаслідок різницішвидкостей руху повітря і палива). Дрібності і однорідність розпилюваннязалежать від швидкості повітря в дифузорі, в'язкості і поверхневого натягупалива. При пуску карбюраторного двигуна при його відносно низькоютемпературі розпилювання палива практично немає, і в циліндри надходить до 90і більше відсотків палива в рідкому стані. Внаслідок цього для забезпеченнянадійного пуску необхідно суттєво збільшувати циклову подачу палива (доводитиО± до значень ≈ 0,1-0,2).
Процесрозпилювання рідкої фази палива протікає також в прохідному перерізі впускногоклапана, а при не повністю відкритій дросельної заслінки - в утвореною неющілини.
Частина крапельпалива, захоплюємося потоком повітря і пари палива, продовжує випаровуватися, ачастина - осідає у вигляді плівки не стінках змішувальної камери, впускногоколектора і каналу в головці блоку. Під дією дотичного зусилля відвзаємодії з потоком повітря плівка рухається в бік циліндра. Так якшвидкості руху топлівовоздушной суміші і крапель палива відрізняютьсянезначно (на 2-6 м/c), то інтенсивність випаровуваннякрапель низька. Випаровування з поверхні плівки протікає більш інтенсивно. Дляприскорення процесу випаровування плівки впускний колектор в двигунахкарбюраторних і з центральним уприскуванням підігрівають.
Різнеопір гілок впускного колектора і нерівномірний розподіл плівкив цих гілках призводять до нерівномірності складу суміші по циліндрах. Ступіньнерівномірності складу суміші може досягати 15-17%.
При випаровуванніпалива протікає процес його фракціонування. В першу чергу випаровуютьсялегкі фракції, а більш важкі потрапляють в циліндр в рідкій фазі. В результатінерівномірного розподілу рідкої фази в циліндрах може виявитися не тількисуміш з різним співвідношенням паливо - повітря, але і паливо різногофракційного складу. Отже, і октанові числа палива, що знаходиться врізних циліндрах, будуть неоднаковими.
Якістьсумішоутворення покращується з ростом частоти обертання n.Особливо помітно негативний вплив плівки на показники роботи двигуна наперехідних режимах.
Нерівномірністьскладу суміші в двигунах з розподіленим упорскуванням визначається, головнимчином, ідентичністю роботи форсунок. Ступінь нерівномірності складу сумішіскладає В± 1,5% при роботі по зовнішній швидкісній характеристиці і В± 4% нахолостому ходу з мінімальною частотою обертання n х.х. min .
Приупорскуванні палива безпосередньо в циліндр можливі два способисумішоутворення:
- з отриманнямгомогенної суміші;
- зрозшаруванням заряду.
Реалізаціяостаннього способу сумішоутворення пов'язана з чималими труднощами.
У газовихдвигунах із зовнішнім сумішоутворенням паливо вводиться в повітряний потік вгазоподібному стані. Низьке значення температури кипіння, високе значеннякоефіцієнта дифузії і істотно менше значення теоретично необхідногодля згоряння кількості повітря (наприклад для бензину - 58,6, метану -9,52 (м 3 возд)/(м 3 топл) забезпечують отриманняпрактично гомогенної горючої суміші. Розподіл суміші по циліндрах більшерівномірне.
1.1Сумішоутворення при карбюраціі
розпилювання палива. Після виходу струменя палива з розпилювача карбюраторапочинається її розпад. Під дією сил аеродинамічного опору(Швидкість повітря істотно вище швидкості палива) струмінь розпадається наплівки і краплі різних діаметрів. Середній діаметр крапель на виході зкарбюратора орієнтовно можна вважати рівним 100 мкм. Поліпшення розпилюваннязбільшує сумарну поверхню крапель і сприяє швидшому їхвипаровуванню. Збільшуючи швидкість повітря в дифузорі і зменшуючи в'язкість ікоефіцієнт поверхневого натягу палива, покращують дрібності і однорідністьрозпилювання. При запуску карбюраторного двигуна розпилювання паливапрактично немає.
Освіта і рух плівки палива. Під дією потоку повітря ігравітаційних сил деякі краплі осідають на стінках карбюратора і впускноготрубопроводу, утворюючи паливну плівку. На плівку палива впливають сили зчепленнязі стінкою, дотичне зусилля з боку потоку повітря, перепад статичноготиску по периметру перетину, а також сили тяжіння і поверхневого натягу.В результаті дії цих сил плівка набуває складну траєкторію руху.Швидкість її руху в кілька десятків разів менше швидкості потоку суміші.Найбільша кількість плівки утворюється на режимах повних навантажень і малоїчастоти обертання, коли швидкість повітря і дрібність розпилювання паливаневеликі. У цьому випадку кількість плівки на виході з впускного трубопроводуможе доходити до 25% від загальної витрати палива. Характер співвідношенняфізичних станів горючої суміші істотно залежить від конструктивнихособливостей системи паливоподачі (рис. 1).
Рис. 1. Подача палива при карбюраціі (а), центральному (б) і розподіленому(В) упорскуванні: 1 - повітря; 2 - паливо; 3 - горюча суміш
Випаровування палива. Паливо випаровується з поверхні крапель і плівки припорівняно невеликих температурах. Краплі знаходяться у впускний системідвигуна приблизно протягом 0,002-0,05 с. За цей час встигають повністювипаруватися лише найдрібніші з них. Низькі швидкості випаровування крапельвизначаються головним чином молекулярним механізмом переносу теплоти і маси,оскільки більшу частину часу краплі рухаються при незначному охолодженніповітрям. Тому на випаровування крапель помітно впливають мелкость розпилювання іпочаткова температура палива, вплив ж температури повітряного потокунезначно.
Плівка палива інтенсивно обдувається потоком. При цьому велике значеннядля її випаровування має теплообмін із стінками впускного тракту, тому прицентральному упорскуванні і карбюраціі впускний трубопровід зазвичай обігріваєтьсяохолоджуючої двигун рідиною або ОГ. В залежності від конструкції впускноготракту та режиму роботи карбюраторного двигуна і при центральному упорскуванніна виході з впускного трубопроводу зміст в горючої суміші парів палива можескладати 60-95%. Процес випаровування палива продовжується в циліндрі під частактів впуску і стиснення. До початку згоряння паливо практично випаровуєтьсяповністю.
Таким чином, на режимах холодного пуску і прогріву, коли температурипалива, поверхонь впускного тракту і повітря малі, випаровування бензинумінімально, на режимі пуску до того ж майже відсутня распиліваніе, умовисумішоутворення вкрай несприятливі.
Нерівномірність складу суміші по циліндрах. Зважаючи неоднаковогоопору гілок впускного тракту наповнення окремих циліндрів повітрямможе відрізнятися (на 2-4%). Розподіл палива по циліндрах карбюраторногодвигуна може характеризуватися значно більшою нерівномірністю, головнимчином, ...
