Смесеобразование при неразделенных камерах сгорания

Произвести расчет четырехтактного дизеля, предназначенного для грузового автомобиля. Дизель восьмицилиндровый (I = 8) с неразделенными камерами сгорания, объемным смесеобразованием, частотой вращения коленчатого вала при максимальной мощности л = 2600 об/мин и степенью сжатия е = 17. Расчет выполнить для двух вариантов двигателя а) дизель без наддува с эффективной мощностью = 170 кВт б) дизель с турбонаддувом =0,17 МПа (центробежный компрессор с охлаждаемым корпусом и лопаточным диффузором и радиальная турбина с постоянным давлением перед турбиной). [c.95]

Коэффициент использования теплоты для современных дизелей с неразделенными камерами сгорания и хорошо организованным струйным смесеобразованием можно принять для двигателя без наддува Е, = 0,82, а при наддуве в связи с повышением теплонапряженности двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процесса сгорания — Ф z = 0,86. [c.99]

В дизелях с неразделенными камерами сгорания конфигурация днища поршня, определяя форму камеры сгорания, должна обеспечить качественное смесеобразование. С этой целью в ряде дизелей днищу поршня придают такую конфигурацию, при которой форма камеры сгорания соответствует форме и расположению струй топлива, впрыскиваемого в камеру через распылитель форсунки (фиг. 43, а). Как видно из фигуры, днище поршня имеет конусообразную форму с вершиной на оси цилиндра и с кольцевым бортом по периферии. Струи топлива (обычно 6—8), выходящие из распылителя форсунки, установленной по центру камеры, располагаются над поверхностью конусообразного днища поршня и охватывают максимально возможный объем пространства камеры. На фиг. 43, б и 43, в показаны поршни, в днище которых выполнена специальной формы выемка, которая и образует камеру сгорания. В такте сжатия при приближении поршня к верхней мертвой точке, благодаря вытеснению воздуха из зазора между торцовой плоскостью поршня и поверхностью головки, в углублении поршня создается вихревое движение воздуха. Вихревое движение воздуха и соответствующее направление струй топлива способствуют равномерному распределению по объему камеры сгорания впрыскиваемого форсункой топлива. [c.85]

У дизельных двигателей с неразделенными камерами сгорания весь объем камеры располагается в одной полости, ограниченной днищем поршня и внутренней поверхностью головки цилиндров (рис. 54). Основной объем камеры сгорания сосредоточен в выемке днища поршня, имеющего конусообразный выступ в центральной части. Периферийная часть днища поршня имеет плоскую форму, вследствие чего при подходе поршня к в. м. т. в такте сжатия между головкой и днищем поршня образуется объем вытеснения. Воздух из этого объема вытесняется в направлении камеры сгорания. При перемещении воздуха создаются вихревые потоки, которые способствуют лучшему смесеобразованию. [c.122]

Для повышения качества смесеобразования в двигателях с неразделенными камерами сгорания воздух в цилиндры подводится через впускные каналы, имеющие тангенциальное расположение относительно камер сгорания (рис. 53). Этим достигается дополнительное завихрение воздуха в процессе впуска. Оно сохраняется также и при сжатии воздуха, благодаря чему после впрыска топлива происходит его быстрое перемешивание с воздухом. [c.113]

На рис. 322 представлена расположенная в поршне неразделенная камера сгорания дизеля с пленочным смесеобразованием. В таких двигателях основная часть впрыскиваемого топлива (около 95%) подается при помощи форсунки на стенки камеры сгорания, [c.123]

Нарушение смесеобразования вызывается также и изменением фракционного состава дизельного топлива. При утяжелении фракционного состава уменьшается скорость испарения распыленного топлива, что может привести к неполноте сгорания. Облегчение фракционного состава увеличивает интенсивность испарения распыленного топлива и количество подготовленной к сгоранию рабочей смеси, что может вызвать повышение скорости нарастания давления в цилиндре двигателя. Фракционный состав топлива особенно большое значение имеет для быстроходных двигателей с неразделенными камерами. [c.27]

Основной недостаток вихревых камер сгорания — значительные тепловые потери вследствие увеличенной удельной поверхности охлаждения, что затрудняет пуск двигателя и ухудшает его экономичность. Вместе с тем использование для улучшения смесеобразования интенсивного движения воздушного заряда при слабой зависимости вихревого отношения от скоростного режима обеспечивает возможность работы двигателя в широком диапазоне чисел оборотов без предъявления высоких требований к качеству и стабильности работы топливной аппаратуры. Это и определило исключительно широкое использование камер сгорания этого типа для автомобильных и тракторных двигателей, несмотря на несколько сниженную по сравнению с неразделенными камерами экономичность. В настоящее время в связи с улучшением качества и надежности топливной аппаратуры, а также совершенствованием методов организации движения воздушного заряда применение вихревых камер уменьшается, [c.149]

MhIm ). Чтобы улучшить смесеобразование в неразделенных камерах сгорания, создают вихревые движения смеси. Эти движения могут быть получены при помощи продувочных окон 1, направленных под определенным углом к радиусу цилиндра (автомобильный двухтактный дизель ЯАЗ-204 — рис. 47, б) впускных каналов специальной формы (рис. 48, а), а также впускных клапанов с отражателями 1 (ширмами). Вследствие уменьшения проходного сечения в седле клапана и ухудшения в связи с этим наполнения двигателя впускные [c.112]

Процесс смесеобразования в неразделенных камерах сгорания ожно улучшить, создавая вихревое движение воздуха. Такое хвижение воздуха создается или в процессе наполнения цилиндра вежим зарядом или при сжатии. [c.227]

По способу смесеобразования бескомпрессорные дизели делятся на двигатели со струйным смесеобразованием (рис. 74, а), двигатели с предкамерой (рис. 74,6) и Гс вихревой камерой (рис. 74, б). В двигателях со струйным смесеобразованием топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. В этих двигателях скорость движения воздуха в камере сжатия мала, поэтому для хорошего перемешивания топлива с воздухом впрыск его производится под большим давлением (300—400 бар, а в отдельных случаях до 1400 бар). Для улучшения смесеобразования днища поршней этих двигателей изготовляют фигурными, приспособленными к форме струи топлива, выбрасываемой форсункой. Для улучшения распыливания топлива форсунка имеет несколько отверстий (3—9). Чем больше отверстий, тем лучше распространяется топливо по камере сгорания. При данном способе смесеобразования стремятся к тому, чтобы впрыснутое топливо не попадало на стенки камеры сгорания, так как попадание топлива на стенки, температура которых ниже 200 или 400° С, затрудняет смесеобразование, ведет к повышенному нагарообра-зованию и ухудшает показатели работы дизеля. Компактность неразделенных камер сгорания и малые удельные поверхности теплоотдачи обусловливают минимальные тепловые потери, поэтому преимуш,еством дизелей с неразделенной камерой сгорания являются высокие экономические показатели и более легкий пуск, чем у дизеля с разделенными камерами. [c.171]

На рис. 50, а, в представлены расположенные в поршне неразделенные камеры сгорания дизелей с пленочным смесеобразованием. В этих двигателях начальное воспламенение топлива осуществляется за счет впрыска и распыла в объеме воздуха камеры сгорания небольшой части топлива (около 5%). Остальная часть впрыскиваемого топлива (около 95%) подается при помощи форсунки (давление начала подачи 175—200 кПсм (17,2—19,6 Мн1м ) на горячие стенки камеры сгорания, вследствие чего оно распределяется на них в виде тонкой (толщиной около 14 мкм) пленки. В дальнейшем топливная пленка по мере испарения перемешивается при наличии вихревых движений с воздухом и постепенно сгорает (М-процесс), обеспечивая мягкую, бездымную, относительно бесшумную работу и хорошую экономичность. Лучшие дизели, работающие по М-процессу, имеют [c.113]

При объемном смесеобразовании, характерном для двигателей с неразделенными камерами сгорания, испарение топлива происходит из факелов мелкораспыленного топлива в объеме камеры сгорания. В случае пленочного смесеобразования, применяемого в дизелях с полу-разделенными камерами сгорания, топливо испаряется с поверхности пленки, образующейся на поверхностях камеры сгорания прн впрыске топлива. При сме1ианном смесеобразовании, которое применяется в дизелях с разделенными камерами сгорания, сочетается пленочное и объемное смесеобразование. От способа смесеобразования зависят требования к организации впрыска топлива. Они касаются компоновки и конструкции камер сгорания и топливоподающси аппаратуры, используемой при различных способах смесеобразования, а также органов газораспределения. [c.141]

На рис. 96 показаны форма неразделенной камеры сгорания и расположение факелов топлива, впрыскиваемого н нее форсункой, при объемном смесеобразовании, а на рис. 97 — положение форсунки и соответствие формы факелов топлива форме полуразделенной камеры сгирания при пленочном смесеобразовании. [c.152]

Сгорание в неразделенных камерах сгорания с пленочным смесеобразованием. В дизелях с неразделенными камерами сгорания высокую топливную экономичность можно сочетать с мягкой работой и небольщими максимальными давлениями цикла при использовании пленочного смесеобразования, для осуществления которого сочетают форму камеры сгорания (рис. 80) со своеобразной подачей топлива. [c.123]

В неразделенных камерах сгорания при диаметрах цилиндра до 150—180 мм применяют как объемное, так и пленочное смесеобразование, но объемное смесеобразование имеет большее распространение, в особенности при больших диаметрах. Для его осуществления камере сгорания придают форму, соответствующую форме и размерам факела впрыскиваемого топлива. Мелкость и равномерность распыливания, а также фор.ма п дальность проникновения факела топлива достигается выбором соответствующего давления впрыска, а также числа, диаметра п направления сопловых отверстий форсунки. В камерах сгорания больших размеров при диаметре цилиндра более 500 мм, а также в камерах сгорания двигателей с иротивополоншо движущи.мися поршня-.ми устанавливают две и более форсунок. [c.208]

Конструкция головки цилиндра дизелей зависит от способа смесеобразования и типа камеры сгорания. В двигателях с непосредственным впрыскиванием Д-240, А-41, А-01, СМД-бО, всех дизелей ЯМЗ и КамАЗ двухклапанные головки цилиндров с верхним расположением клапанов имеют сравнительно простую форму неразделенные V и VI (рис. 2.7, б) камеры сгорания размещают обычно в поршне, форсунку располагают вертикально или наклонно с незначительным смещением от оси цилиндра. При этом впускные и выпускные клапаны легко [c.21]

Смесеобразование в дизелях происходит непосредственно в камере сгорания. В сжатый горячий воздух впрыскивается определенная порция топлива. Задача смесеобразовательного процесса заключается в том, чтобы мелко распылить и хорошо перемешать определенную дозу топлива с воздухом. Смесеобразование происходит почти одновременно с процессом сгорания. Если в цилиндр подавать на одну часть топлива теоретически необходимое количество воздуха, достаточное для полного сгорания топлива, то двигатель будет работать с дымлением. Объясняется это тем, что равномерно распределить мелкие частицы топлива в воздухе по всей камере сгорания дизеля очень трудно. Чтобы топливо полностью сгорело, воздуха приходится подавать в цилиндры значительно больше, чем теоретически необходимо. Однако увеличение коэффициента избытка воздуха ухудшает экономические показатели дизеля. Лучше, если сгорание топлива происходит при меньшем значении коэффициента избытка воздуха, так как в этом случае полнее будет использована теплота сгоревшего топлива. Минимальное значение коэффициента избытка воздуха, соответствующее бездымной работе дизеля с неразделенной камерой сгорания, равно 1,6—1,7, а с вихревой камерой [c.143]

При объемном смесеобразовании впрыск топлива обычно производится многосопловой форсункой, устанавливаемой по оси цилиндра. В этом случае вихревое отношение должно быть выбрано таким, чтобы за время впрыска угол поворота воздушного заряда в цилиндре был бы равен углу между проекциями осей сопел на рлоскость, перпендикулярную оси цилиндра. Так, например, при четырехсопловой форсунке с симметричным расположением осей сопел и продолжительности впрыска около 35—40° угла поворота коленчатого вала вихревое отношение должно быть равно 10. В современных автомобильных и тракторных двигателях с неразделенными камерами сгорания вихревое отношение составляет 12-18. [c.147]

На рис. 276 и 277 соответственно представлены поперечный и продольный разрезы четырехцилиндрового четырехтактного тракторного дизеля с воздушным охлаждением Д-37Е мощностью Ng per = 50 л. с. (35,7 квт) при Ле рег =1800 об мин и удельном расходе топлива per = = 190 г/(л.с. -ч) (71,8 г Мдж). Рабочий объем цилиндров дизеля Vk = 4,15 л диаметр D = 105 мм цилиндра, ход S = 120 мм поршня степень сжатия е = 16,5 способ смесеобразования — непосредственный впрыск. Топливо в камеру сгорания неразделенного типа, расположенную в поршне, подается при давлении начала распыла 170 кПсм (16,7 Мн1м ) через бес-штифтовую форсунку закрытого типа с тремя сопловыми отверстиями. Оребренные головки цилиндров отлиты из алюминиевого сплава, оребренные цилиндры и картер — из чугуна. Цилиндр, вставляемый обработанной поверхностью в отверстие картера, и головка цилиндра соединяются с картером четырьмя силовыми шпильками. Между картером и каждым цилиндром устанавливают для обеспечения уплотнения медные прокладки. [c.389]

В неразделенных камерах спленочным смесеобразованием (так называемый М-процесс) и шарообразной камерой сгорания в поршне примерно 95% топлива под давлением около 150 кПсм наносится в виде тонкой пленки при помощи форсунки, направленной под небольшим углом ( 5°) на внутреннюю сферическую поверхность камеры (фиг. 66). Днище поршня охлаждается маслом, которое поддерживает относительно низкую температуру стенки ( 200—400° С), достаточную для осуществления процесса испарения пленки топлива, однако недостаточную для термического расщепления молекул топлива. Поджигание испарившегося топлива происходит за счет самовоспламенения примерно 5% топлива, направленного в распыленном виде в центральную часть воздушного заряда. В случае надобности создается дополнительно организованное завихрение заряда. Дизели с пленочным смесеобразованием являются многотопливными (дизельное топливо, газойль, бензин и др.) удельный расход топлива составляет от 165 до 175 г/э. л. с. ч. (независимо от рода топлива). [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...