Движение смеси в процессе сжатия

Движение смеси в процессе сжатия [c.98]

В некоторых двигателях применяются поршни с днищем специальной формы. Порщень с таким днищем показан на фиг. 44, е. Выступ Б днища вытесняет рабочую смесь из щели между головкой цилиндра и днищем поршня, когда порщень в такте сжатия приближается к верхней мертвой точке, что способствует завихрению смеси. Вихревое движение смеси ускоряет процесс сгорания, уменьшая тем самым склонность двигателя к детонации. [c.86]

В процессе сжатия повышаются температуры и давления сжимаемой рабочей смеси, состоящей из влажных паров бензина, кислорода, азота и остаточных газов, но несмотря на более быстрое движение молекул и более частое их соударение интенсивность химических реакций очень мала и обычному воспламенению может предшествовать образование холодного пламени при очень небольшом повышении температуры, примерно равном 100° С и слабым свечением. [c.95]

Для получения хорошего качества смесеобразования и высокой скорости сгорания к моменту начала воспламенения топлива и последующего его сгорания в камере сгорания заряд должен двигаться с необходимой скоростью. Для указанной цели в период впуска создается направленное движение заряда. Исследования показывают, что после поступления смеси в цилиндр скорость ее движения резко уменьшается. Организованное в процессе впуска направленное движение смеси сохраняется затем и в процессе сжатия, когда скорость ее вследствие применения дополнительных конструктивных мероприятий (вытеснители, камеры в поршне, разделенные камеры) возрастает. [c.90]

При ходе поршня из левого мертвого положения в крайнее правое через всасывающий клапан засасывается горючая смесь, состоящая из паров и мелких частиц топлива и воздуха. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 0-1, которая называется линией всасывания. Очевидно, линия 0-1 не является термодинамическим процессом, так как в нем основные параметры не изменяются, а изменяются только массовое количество и объем смеси в цилиндре. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, происходит сжатие горючей смеси. Процесс сжатия на диаграмме изображается кривой 1-2, которая называется линией сжатия. В точке 2, когда поршень еще немного не дошел до левого мертвого положения, происходит воспламенение горючей смеси при помощи электрической искры. Сгорание горючей смеси происходит почти мгновенно, т. е. практически при постоянном объеме. Этот процесс на диаграмме изображается кривой 2-3. В результате сгорания топлива температура газа резко возрастает и давление увеличивается (точка 3). Затем продукты горения расширяются. Поршень перемещается в правое мертвое положение, и газы совершают полезную работу. На индикаторной диаграмме процесс расширения изображается кривой 3-4, называемой линией расширения. Затем откры- [c.261]

При движении поршня от верхнего положения до нижнего через впускной клапан происходит засасывание горючей смеси в цилиндр (рис. 116). Этот процесс происходит при постоянном давлении. При обратном ходе поршня начинается сжатие горючей смеси. Сжатие происходит быстро, и поэтому процесс близок к адиабатическому. На диаграмме pV ему соответствует участок АВ (рис. 117). [c.110]

Такт сжатия осуществляется при движении поршня от и. м. т. к в. м. т. и продолжается в течение поворота коленчатого вала от 180 до 360°. Оба клапана при этом закрыты. На индикаторных диаграммах процесс сжатия изображен кривой ас. В точке 1 давление в цилиндре становится равным атмосферному. По мере уменьшения объема давление и температура в цилиндре повышаются и достигают в конце такта в карбюраторных двигателях соответственно 1200—1700 кН/м и 300—450° С, а в дизелях 3000—4000 кН/м и 500—650° С. Для более эффективного сгорания топлива при такте расширения воспламенения рабочей смеси в карбюраторном двигателе и впрыск топлива в дизелях происходят не в в. м. т., а несколько раньше — в точке 2. [c.24]

Эта энергия расходуется на преодоление работы сил трения, приведение в движение вспомогательных механизмов (водяного, масляного и топливного насосов, генератора, вентилятора и др.), совершение ходов впуска и выпуска в четырехтактных и совершение процесса газообмена в двухтактных двигателях, сообщение кинетической энергии движущимся массам двигателя и сжатие в начальный период пуска рабочей смеси в карбюраторных и газовых двигателях или воздуха Б дизелях. [c.390]

Индикаторная диаграмма, приведенная на фиг. 7. 1 для карбюраторного бензинового двигателя, состоит из следующих процессов )- процесс а-1 (при движении поршня из верхней мертвой точки к нижней) изображает всасывание в цилиндр смеси паров бензина с воздухом. Этот процесс протекает при давлении немного ниже атмосферного из-за потерь на всасывании 2) линия 1-2 (поршень движется в обратном направлении) изображает процесс сжатия горючей смеси до некоторого давления Рг 3) линия 2-3 изображает процесс сгорания 4) линия 3-4 (рабочий ход поршня) соответствует процессу расширения продуктов сгорания [c.179]

При движении поршня в сторону клапанов происходит удаление из объема У остатков рабочего агента. Этот процесс изображен линией 1—О, которая, как и О—Г, не является линией изменения состояния, изменяются лишь О и V. В конце выхлопа клапан Ко закрывается, а клапан К1 вновь открывается. При последующем движении поршня всасывается следующая порция газовой смеси, и рабочий цикл двигателя повторяется в той же последовательности. Как видно из фиг. 8. I, продукты сгорания не могут быть удалены из объема Уа, представляющего собой так называемую камеру сжатия. Очевидно, эти оставшиеся продукты сгорания смешиваются каждый раз со свежей порцией горючей смеси, чем ухудшают, как увидим далее, работу цикла. Однако У2 приходится предусматривать в конструкции двигателя, так как процессы сжатия и горения без этого объема неосуществимы. [c.157]

Для эффективного протекания процесса сгорания необходимо, чтобы к концу сжатия в камере сгорания и.мелось организованное движение смесп. Скорость и направление движения смеси зависят от системы впуска, частоты вращения коленчатого вала п типа камеры сгорания. [c.98]

В четырехтактном ДВС (см. рис. 128). за первый ход поршня (такт) от крышки цилиндра 3 к валу осуществляется заполнение цилиндра рабочей смеси (в двигателях низкого сжатия) или чистым воздухом (в ДВС высокого сжатия). Затем поршень перемещается в направлении от вала к крышке — второй ход (такт) и происходит сжатие. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется или от электрической искры (в ДВС низкого сжатия) или при высоком сжатии (в ДВС высокого сжатия). Продукты сгорания, расширяясь, давят на поршень. Начинается третий такт. Поршень перемещается от крышки к валу. Выталкивание продуктов сгорания из цилиндра происходит при движении поршня от вала к крышке — четвертый ход (такт). За весь цикл (четыре хода поршня) вал двигателя совершит два оборота. Процесс впуска рабочей смеси в цилиндр и выталкивание продуктов сгорания происходит через клапаны (впускной 2 и выпускной 4), которые приводятся в действие от главного вала двигателя. [c.180]

Своевременность процессов сгорания в значительной мере регулируется моментом поджигания смеси, т.е. углом опережения зажигания. Если смесь поджечь слишком поздно, то сгорание может начаться на ходе расширения, при этом падает мопщость двигателя и ухудшается его экономичность. Если смесь поджечь слишком рано, то ее сгорание произойдет во время хода сжатия, при этом значительно возрастут потери мощности на преодоление давления газов на поршень при его движении к в.м.т. [c.125]

Рассмотрим часть процесса, когда поршень находится в в. м. т., а в камере сгорания имеется сжатая поршнем горючая смесь и в то же время в кривошипной камере имеется засосанная через клапан 3 поршнем при его движении к в. м. т. свежая горючая смесь (или воздух — у дизеля). Если в этот момент воспламенить сжатую горючую смесь электрической искрой, то давление в цилиндре над поршнем резко возрастет, а порщень начнет перемещаться от в. м. т. к н. м. т., совершая рабочий ход. При движении поршня к н. м. т. одновременно будут происходить рабочий ход и сжатие горючей смеси, наполняющей кривошип- [c.524]

При внутреннем смесеобразовании в цилиндр через впускные органы поступает чистый воздух, а газовое топливо подается непосредственно в цилиндр через газовые клапаны или форсунки. Причем различают системы с подачей газового топлива в начале и в конце процесса сжатия, В первом случае газовое топливо за время сжатия успевает образовать с воздухом достаточно гомогенную смесь. Однако для исключения детонации в этом случае, как и при внешнем смесеобразовании, необходимо ограничивать величину степени сжатия в пределах 11-12 ед. для двигателей без наддува. При втором способе смесеобразования с подачей газового топлива в конце процесса сжатия имеются большие резервы по повышению мощности и улучшению экономичности двигателя за счет более рациональной организации подачи газа, исключающей его потери. Однако реализация такого способа сталкивается со значительными трудностями, связанными прежде всего с организацией эффективного перемешивания для создания гомогенной воздухо-топливной смеси, подготовленной к воспламенению за короткое время. Это требует создания в цилиндре в конце процесса сжатия эффективного вихревого движения воздушного заряда, согласованного с направлением топливного факела, вытекающего под большим давлением из газовой форсунки. [c.10]

Протекание процесса сгорания неоднородной смеси существенно отличается от сгорания однородной смеси. Зажигание неоднородной смеси обычно производится не от постороннего источника, а в результате самовоспламенения смеси, вызываемого разгоном экзотермических реакций до появления пламени. Такое самовоспламенение возникает при образовании горючей смеси в воздухе, нагретом до высокой температуры вследствие быстрого сжатия. Самовоспламенение, естественно, происходит в тех зонах камеры сгорания, в которых состав смеси над поверхностью испаряющегося топлива (капель или пленки) обеспечивает наибольшую скорость тепловыделения, что соответствует коэффициенту избытка воздуха, несколько меньшему единицы. Расстояние этих зон от поверхности испарения зависит от упругости паров топлива, определяемой, в свою очередь, температурой, а также условиями образования топливо-воздушной смеси — скоростью движения и турбулентными характеристиками воздушного заряда. Первые очаги самовоспламенения обычно возникают на внешней границе факела — в той области, где концентрация образующейся смеси близка к стехиометрической, температура наиболее высока. [c.141]

Характерное св-во процесса Г.— способность к распространению в пр-ве. Благодаря процессам переноса (диффузии и теплопроводности) теплота или активные центры, накапливающиеся в горящем объёме, могут передаваться в соседние участки горючей смеси и инициировать там Г. В результате возникает движущийся фронт горения. Его скорость распространения наз. линейной скоростью Г. и. Массовая скорость Г. т=ри, где р — плотность исходной смеси. В отличие от детонации, где хим. реакция начинается вследствие быстрого и сильного сжатия в-ва ударной волной (см. Взрыв), скорость г. невелика ( 10 з—10 м/с), поскольку определяется сравнительно медленными процессами диффузии и теплопроводности. Если движение среды турбулентно, то скорость Г. увеличивается вследствие интенсивного турбулентного перемешивания. [c.135]

Ударная волна может распространяться как в горючей смеси, так и в инертном газе. Рассмотрим инертный газ, перемещаемый поршнем. Если скорость движения поршня мала по сравнению со скоростью звука, молекулы, получающие при столкновении с поршнем дополнительную энергию, успевают разнести ее по всему объему газа. Процесс протекает практически равновесно, давление во всем объеме оказывается одинаковым. Если же скорость поршня (например, пули) превышает скорость передачи импульса молекулами (скорость звука), то у поршня создается давление, значительно превышающее давление газа вдали от него. Толщина фронта, в котором меняется давление, сравнима с длиной пробега молекул (порядка 0,1 мжм). Он называется фронтом ударной волны. Ударную волну можно создать и с помощью взрыва. Распространяясь в горючей смеси, ударная волна поджигает ее путем сжатия в очень узком фронте (толщиной около 0,1 мкм), за которым движется зона собственно горения толщиной 0,1— 1 см. При горении выделяется энергия, необходимая для поддержания ударной волны. В отличие от нормального пламени в реакцию здесь вступает неразбавленная смесь. Температура горения при этом выше (из-за разогрева при сжатии), поэтому смесь сгорает значительно быстрее, чем в нормальном пламени. Такое пламя движется с огромной скоростью, превышающей скорость звука и составляющей 2—5 км/с. [c.148]

Как следует их описанных рабочих процессов ДВС, теплота сгорающего в рабочей полости топлива преобразуется в механическое движение только на третьем такте, которому должны предшествовать такты впуска и сжатия. Это означает, что для начала работы ДВС его коленчатый вал следует привести во вращение внешней силой. Запустить карбюраторный двигатель небольшой мощности можно от руки вращением коленчатого вала рукояткой, палец которого сцепляется с храповиком на переднем конце вала. Более мощные ДВС запускают установленным на машине электродвигателем постоянного тока, называемым стартером и питаемым от аккумуляторной батареи. Дизели средней и большой мощности запускают с помощью вспомогательного карбюраторного двигателя, обычно одноцилиндрового двухтактного, установленного на основном дизеле и запускаемого в свою очередь стартером. Рабочий процесс двухтактного двигателя отличается от работы четырехтактного тем, что у него горючая смесь поступает в рабочую камеру в начале хода сжатия, а отработавшие газы удаляются в конце рабочего хода продувкой потоком горючей смеси. [c.29]

Рассмотрим процесс, происходящий в действительности в цилиндре двигателя. Па рис. 27 показана в несколько искаженном масштабе индикаторная диаграмма двигателя от момента начала выпуска в точке 4 до конца сжатия в точке 2. При этом выталкивание сгоревших газов происходит по линии 4 6, лежащей несколько выше атмосферной прямой аЬ. Кривая 4 6 в действительности имеет волнообразный характер, как показано на рисунке пунктиром, причем длина и амплитуда волны зависит от размеров трубопроводов и числа оборотов двигателя. Когда поршень приходит во внутреннюю мертвую точку 5, пространство сжатия Ус заполнено оставшимися газами давления и температуры Г , при обратном движении поршня оставшиеся газы расширяются, давление падает ниже атмосферного и затем начинается засасывание свежей смеси. [c.187]

В дизеле с полуразделенной камеро л сгоранпя прн организованном движении смеси в процессе впуска направление ее движения при сжатии не излгеняется. Скорость движения повышается прн [c.98]

В этой точке давление будет больше атмосферного, так как для выпуска газов в цилиндре должен быть некоторый избыток давления над атмосфер-ным, необходимый для преодоления сопротивлений выпускных органов. При движении поршня к н.м.т. вначале будет происходить расширение остаточных газов по кривой 5-6 до тех пор, пока в цилиндре не наступит разрежение, достаточное для преодоления сопротивления впускных органов. Далее процесс наполнения цилиндра изобразится кривой 6-1. В про-цеосе сжатия по линии 1-2 рабочее тело отдает тепло через охлаждаемые стенки цилиндра и крышки. Поэтому действительный процесс сжатия протекает не по адиабате, а по политропе со средним значением показателя п= 1,35—1,38. В процессе сжатия имеют место течки рабочего тела через неплотности поршня. Процесс сгорания топлива происходит не мгновенно, а в течение некоторого промежутка времени и поэтому протекает не при постоянном объеме. Обычно воспламенение смеси производится немного раньше, чем поршень достигает в. м. т., и горение смеси продолжается на некоторой части хода поршня по направлению к валу. На индикаторной диаграмме процесс сгорания выразится линией 2-Z-3. [c.269]

В двигателях с внешним смесеобразованием и зажиганием от постороннего источника (от свечи зажигания), когда в цилиндре сжимается смесь воздуха с жидким карбюрированным или газообразным топливом, в процессе сжатия происхоит дополнительное перемешивание смеси, что повышает однородность ее состава по всему объему. Это облегчает и ускоряет распространение пламени от места его возникновения, т, е, искрового промежутка свечи, по всему пространству сгорания и улучшает использование кислорода воздуха. Особенно благоприятные условия в этом отношении создаются в том случае, если к концу сжатия в цилиндре сохраняется турбулентное с достаточно высокими пульсационнымй скоростями движение сжатой рабочей смеси. [c.125]

Стремление повысить термический КПД двигателя за счет увеличения степени сжатия привело к замене легковоспла-меняемой рабочей смеси негорючим рабочим телом. Был создан новый двигатель — дизель, в цилиндре которого сжимается чистый воздух до высокого давления, а топливная смесь вводится Б камеру сгорания специальным компрессором в конце процесса сжатия. Это позволило исключить преждевременное самовоспламенение смеси, что сдерживало повышение термического КПД в цикле Отто. Рабочая смесь воспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха, намного превышающей температуру самовоспламеиения топлива. Топливо в цилиндр двигателя подается постепенно, а не сразу, что обусловливает его постепенное, а не мгновенное сгорание, При этом давление в цилиндре несколько повышается, но остается более или менее постоянным (р = onst) за счет постепенного увеличения объема камеры сгорания при движении поршня. [c.73]

На рис. 5.4 показана схема перехода горения газовой смеси при поджигании ее у закрытого конца трубы [30]. Физической причиной возникновения детонации является взрыв адиабатически сжатой газовой смеси. На начальном этапе горения (см. рис. 5.4) образуется ламинарное пламя П. В результате расщирения продуктов сгорания перед фронтом пламени возникает волна сжатия 5, за которой происходит ускорение движения фронта пламени и непрореагировавщей газовой смеси. В дальнейшем в связи с турбулизацией потока газа перед пламенем оно превращается в турбулентную область сгорания. В результате увеличивается скорость распространения пламени относительно несгоревщей смеси, что приводит к увеличению давления и температуры в волне сжатия. Прогрессивное увеличение амплитуды волны сжатия происходит до тех пор, пока не создаются условия, необходимые для взрывного воспламенения адиабатически сжатой смеси и перехода процесса в детонационный. [c.98]

При осуществлении рабочего цикла по схеме, показанной на рис. 5.6, б, цилиндр заполняется воздухом (впуск), который сжимается. В конце процесса сжатия в цилиндр насосом высокого давления через фореунку под высоким давлением впрыскивается топливо. При впрыскивании оно мелко распыливается и перемешивается с воздухом в цилиндре. Этому также способствует вихревое движение воздуха. Частицы топлива, соприкасаясь с горячим воздухом, испаряются, образуя горючую смесь. Таким образом, процесс смесеобразования происходит только внутри цилиндра, поэтому такие двигатели называются двигателями с внутренним смесеобразованием или дизелями. Воспламенение смеси при работе этих двигателей происходит в результате высокого сжатия воздуха до температуры, несколько превосходящей температуру самовоспла- [c.227]

После этого, при закрытых впускяых и вьтускньгх клапанах, начинается второй тает — движение поршня к в. м. т., в течение которого рабочая смесь сжимается. Процесс сжатия на диаграмме изображается кривой 1-2. К концу сжатия давление и температура смеси значительно повышаются. [c.267]

Для вращающегося В. (сх. а) момент Т и угловая скорость ю, а для поступательно движущегося Б. (сх., б) проекция силы F на направление движения и линейная скорость v направлены в. одну сторону. Обычно В. совпадает с входным звеном, - но в процессе движения одно и то Же входное звено может быть ведущим или ведомым, например, поршень в двигателе внутреннего сгорания при вса-, сывании и сжатии. смеси, а также при выпуске отработанных газов — ведомое звено, при сгорании смеси — ведущее звено. [c.33]

Дизели относят к двигателям с внутренним смесеобразованием. Впрыск топлива в цилиндр двигателя производится в конце процесса сжатия через форсунку, скорость струи топлива достигает 150— 400 м/ с. Трение о воздух струи топлива и его гидродинамическое воздействие вызывают разрушение струи на капельки диаметром 2—3 MKbi. Хорошее протекание процесса сгорания будет в том случае, если впрыскиваемое топливо будет равномерно распределено в заряде воздуха и тонко и однородно распылено. Распыливание топлива и организация движения воздуха и рабочей смеси в цилиндре зависят от применяемой топливоподающей аппаратуры и типа камеры сгорания. [c.81]

В начальный период процесса сжатия температура смеси (воздуха) ниже телшературы поверхностей, ограничивающих внутри-цилиндровын объе.м, поэтому телшература заряда повышается как в результате сжатия, так и вследствие подвода теплоты от стенок. В некоторый момент средние телшературы заряда н стенок становятся одинаковыми и ири дальнейшем движении поршня вплоть до конца процесса сжатия теплота отводится от заряда в стенки. [c.93]

Известно , чем больше степень сжатия рабочего тела в расширительной машине, тем больше термический КПД цикла. Однако в бензиновых двигателях степень сжатия ограничивают некоторым верхним пределом, зависящим в первую очередь от свойств бензина. Это ограничение вызвано следующими обстоятельствами. При увеличении температуры горючей смеси при сжатии скорость молекул топлива и воздуха увеличивается. Внутренняя энергия рабочего тела (горючей смеси) определяется суммарной кинетической энергией его молекул. Температура тела является мерой средней скорости молекул. В процессе движения молекулы сталкиваются. Если кинетическая энергия молекул топлива и воздуха большая, то в результате столкновения происходит их разрушение. При таком разрушении атомы водорода и углерода, входяпще в состав углеводородного топлива, могут соединиться с молекулами кислорода, входящего в состав воздуха. В результате этого самопроизвольно начинается реакция окисления топлива. Эта реакция может начаться одновременно по всему объему рабочего тела (происходит взрыв). В результате мгновенного окисления (сгорания) бензина мгновенно нарастает давление рабочего тела (смеси образующихся газов). Чем больше давление рабочего тела, тем больше усилие, приложенное к поршню. Таких ударных нагрузок поршень не может выдержать и разрушается. Взрывное сгорание бензина в цилиндре расширительной машины называют детонацией. Для исключения взрывного эффекта рабочее тело в цилиндре расширительной машины сжимают до такого давления, при котором детонация бензина невозможна. [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...