Топливо и процесс сгорания в двигателе

II. ТОПЛИВА ТОПЛИВО и ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ в ДВИГАТЕЛЕ [c.77]

Так, в 1915 и 1921 гг. при изложении основ теории быстроходных автомобильных двигателей Николаем Романовичем была показана роль топлива и его испарения в рабочем процессе карбюраторных двигателей. При этом была доказана возможность применения спирта в качестве моторного топлива для различных двигателей, в том числе даже для дизелей. В дальнейшем под руководством Н. Р. Брилинга были проведены первые углубленные исследования процесса сгорания в двигателе, в результате которых была определена скорость распространения пламени в двигателе и влияние на эту скорость различных факторов. Эти опыты, ставшие широко известными, и в настоящее время являются отправными для исследователей и инженеров. [c.256]

В первой главе кратко излагается суть отдельных работ, посвященных расчетам, связанным со скоростью сгорания топлива в двигателях, и приводится их анализ. Обзорные материалы здесь рассматриваются лишь в той степени, в какой это необходимо для уяснения предложенных методов расчета и исследования процессов сгорания в двигателях. [c.3]

Если к — постоянная величина, то максимальная скорость реакции, как это видно из уравнения (26), всегда наступит в момент,, когда прореагирует 50% исходного вещества. Опытные данные по сгоранию топлива в двигателях показывают, что это правило не соблюдается в дизелях максимальная скорость сгорания наступает при доле сгоревшего топлива, гораздо меньшей 50%, причем эта доля имеет разные значения, а в карбюраторных двигателях она больше половины и также показывает значительные колебания. Следовательно, уравнение (26) при постоянном значении к непригодно для описания динамики процесса сгорания в двигателях. [c.28]

Руководствуясь изложенными соображениями, а также анализируя и обобщая опытный материал ряда исследований по сгоранию топлива в двигателях, было найдено, что для описания скорости процесса сгорания в двигателях неизвестная зависимость р [c.46]

Параметры скорости процесса сгорания представляют собой константы, величины которых зависят от конкретных физико-химических условий осуществления процесса сгорания в двигателе. Поскольку параметрами скорости сгорания учитывается суммарное влияние этих физико-химических условий, они имеют сложную природу. Поэтому одной из ближайших задач должно явиться экспериментальное исследование рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания при самых разных условиях с целью выявления влияния отдельных физико-химических, а также конструктивных факторов на величину параметров скорости процесса сгорания. В первую очередь следует накапливать опытные данные по влиянию на кинетические константы таких факторов, как степень сжатия, наддув, число оборотов двигателя, нагрузка, впрыск воды, род и сорт топлива, коэффициент избытка воздуха, угол опережения воспламенения (впрыскивания), род зажигания, расположение и число свечей, форма камеры сгорания, способ смесеобразования в дизелях (давление распыливания, форма струи, степень и характер завихрений воздуха, предварительный кратковременный впрыск и др.) и т. д. Когда в этом направлении будет накоплен достаточный опытный материал, можно будет направленно воздействовать на процесс сгорания в нужную сторону. [c.86]

В главе второй было получено полуэмпирическое уравнение выгорания топлива в двигателях, которое вместе с его производными— скоростью и ускорением сгорания,— в последующих главах было использовано для решения технических задач и выяснения вопросов, представляющих большой интерес. Эти уравнения имеют определенные достоинства они удовлетворительно отражают закономерности развития во времени процессов сгорания в двигателях, причем в двигателях разных типов (карбюраторных, дизелях, газовых, реактивных), просты, содержат лишь две константы— параметры, имеющие ясный физико-химический смысл дают возможность глубокого анализа рабочих циклов двигателей [c.236]

При работе дизеля очень важное значение имеют как начало, так и продолжительность периода впрыскивания топлива. Весь процесс сгорания в цилиндре должен происходить около в. м. т. (степень предварительного расширения не должна быть более 1,4—1,5) только в этом случае можно снять с двигателя наибольшую мощность и обеспечить его экономичную работу. Поэтому очень важно организовать наиболее полное сгорание топлива за весьма короткий промежуток времени. [c.177]

К числу основных мероприятий, используемых для улучшения процесса сгорания в двигателях легкого топлива и снижения их токсичности, относятся следующие [c.117]

Влияние закона подачи топлива. Характер кривой скорости подачи топлива по времени, в особенности в начале и конце подачи, в значительной степени определяет собой динамику, эффективность и экономичность управляемого процесса сгорания в двигателях высокого сжатия. [c.398]

Рост теплоемкости при увеличении температуры газа происходит сравнительно медленно. Так, например, изобарная теплоемкость воздуха при изменении температуры от О до 100° С возрастает всего на 0,6%, но при изменении температуры от О до 2000°С увеличивается на 27%. Поэтому, когда температура газа увеличивается или уменьшается незначительно (примерно на 100... 200°С), вполне возможно и целесообразно принять значение теплоемкости постоянным. При значительном изменении температуры газа в процессах, происходящих в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах, а также при охлаждении продуктов сгорания топлива в газоходах котла необходимо считать теплоемкость зависящей от температуры. [c.60]

Такт сжатия протекает при закрытых впускных и выпускных клапанах. Поршень движется от нижней к верхней мертвой точке. При этом происходит подготовка топлива к сгоранию. Процесс сжатия в двигателе вследствие теплообмена горючей смеси со стенками цилиндра не может быть адиабатическим и протекает по политропе с постоянным средним показателем i = 1,3 ч- 1,36. Давление в конце такта сжатия достигает 4—12 бар у карбюраторных двигателей и 30—40 бар у дизелей, температура соответственно 650—700 и 800—900 К. [c.159]

Процессы сгорания в дизелях и карбюраторных двигателях различны. В карбюраторных двигателях засасывается в цилиндр и сжигается горючая смесь. К моменту воспламенения она хорошо перемешана, т. е. коэффициенты избытка воздуха — средний по всей камере сгорания и истинный в любой ее точке — почти равны между собой. В дизелях топливо впрыскивается в конце процесса сжатия, когда температура сжатого воздуха значительно превышает температуру самовоспламенения топлива (при давлении около 30 бар температура воздуха составляет примерно 700° С, что почти на 400° С превышает температуру самовоспламенения дизельного топлива). Однако впрыснутое топливо воспламеняется не мгновенно, а с некоторой задержкой, которую называют периодом задержки воспламенения. В течение этого периода топливо распределяется по камере сгорания, прогревается, перемешивается с воздухом и испаряется. Продолжительность периода задержки самовоспламенения составляет 15—20° поворота коленчатого вала и в основном определяется свойствами топлива, а также температурой и давлением воздуха, в который оно впрыскивается. [c.160]

Визуальные наблюдения за отработанными газами и за состоянием поверхности цилиндровой группы также подтвердили, что в случае применения эмульгированных топлив полнота сгорания улучшается и саже-выделение снижается по сравнению с этими показателями при работе двигателя на безводном дизельном летнем топливе. Процесс сгорания в дизеле частично неоднородной и не полностью перемешанной горючей смеси в значительной степени зависит от фракционного состава топлива, его вязкости и температуры самовоспламенения. Как известно, легкие сорта топлив (бензин, керосин) имеют повышенную температуру самовоспламенения, меньший объемный вес и меньшие цетановые числа, чем дизельные топлива. Все это препятствует их использованию в дизелях без существенного изменения конструкции последних. В работе установлено, что вязкость эмульсий облегченных сортов топлива с повышением содержания воды в эмульсии повышается (рис. 131). Автором замечено, что увеличение [c.250]

Такого рода процесс обеспечивал быстрое и полное сгорание топлива и более высокую экономичность двигателя сравнительно с паровыми машинами. Первый двигатель, построенный в 1877 г. и работавший по этому циклу, имел к. п. д. 18—19 /о-. [c.262]

Для эффективного сгорания нужно, чтобы горючая смесь была необходимого состава и однородной. Для этого требуются полное испарение топлива и хорошее перемешивание его с воздухом. Процесс смесеобразования в двигателях происходит очень быстро — за [c.351]

В две процесс сгорания топлива и превращение тепла в механическую работу происходит непосредственно в цилиндре двигателя. Совокупность процессов, происходящих в определенной последовательности в цилиндре двигателя, называется рабочим циклом. [c.254]

Исследование теоретических циклов двигателей внутреннего сгорания проводят при следующих допущениях все процессы, протекающие в двигателях внутреннего сгорания, обратимы цикл протекает с постоянным количеством одного и того же рабочего тела химический состав рабочего тела остается постоянным в течение всего цикла, так как предполагается, что топливо не сгорает в цилиндре, а теплота подводится к рабочему телу извне и часть ее передается поглотителю теплоты (холодильнику) процессы сжатия рабочего тела и его расширения адиабатны теплоемкость рабочего тела не зависит от температуры. [c.224]

На воспламенение и процесс сгорания топлива как при внешнем, так и при внутреннем смесеобразовании требуется некоторое время, хотя и очень незначительное. Для наилучшего использования теплоты, выделяющейся при сгорании, необходимо, чтобы сгорание топлива заканчивалось при положении поршня, возможно близком к в. м.т. Поэтому воспламенение рабочей смеси от электрической искры в двигателях с внешним смесеобразованием (а также в двигателях с впрыском бензина в цилиндр) или впрыск топлива в цилиндр двигателей с внутренним смесеобразованием обычно производится до прихода поршня в в. м.т. [c.22]

В газовой турбине осуществляется только один процесс — преобразование энтальпии рабочего тела в работу. Поэтому, в отличие от поршневых двигателей внутреннего сгорания, в которых все процессы протекают в полости цилиндра двигателя, для работы газовой турбины необходимы дополнительные механизмы компрессор, в котором происходит сжатие рабочего тела, и камера сгорания, в которой за счет сгорания топлива возрастает внутренняя энергия рабочего тела и его энтальпия (растет температура). [c.188]

Изменение давления в процессе сгорания топлива в карбюраторном двигателе с воспламенением от искры показано на рис. 26, а в дизеле — на рис. 27. Кривые f(f z схематически показывают действительное изменение давления в цилиндрах двигателей в процессе сгорания. В реальных двигателях процесс сгорания, точнее — догорание топлива, продолжается и за точкой на линии расширения. [c.51]

Действительный цикл состоит из реальных процессов, происходящих в цилиндре двигателя при переменных значениях теплоемкостей воздуха и продуктов сгорания. В результате сгорания топлива химический состав, а следовательно, и физические свойства газов, находящихся в цилиндре, значительно изменяются. Строго говоря, количество газов во время сжатия и расширения тоже не остается постоянным, так как открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, как правило, не совпадают с подходом поршня к в. м. т. и п. м. т. Кроме того, в цилиндре происходит интенсивный теплообмен между газами и стенками цилиндра и поршнем, а также возникают гидравлические и механические потери. [c.7]

Процесс воспламенения и сгорания топлива в дизелях значительно отличается от сгорания в двигателях с внешним смесеобразованием и происходит в более сложных условиях, так как в цилиндре находится воздух, а не заранее подготовленная рабочая смесь. [c.33]

Тепловая энергия, совершающая полезную работу в двигателе внутреннего сгорания, получается в результате химических реакций между топливом и кислородом воздуха в процессе сгорания топлива в цилиндрах двигателя. В современных быстроходных двигателях процесс сгорания топлива протекает очень быстро — за десятые или сотые доли секунды. Соответственно столь же быстро должны проходить процессы подготовки смеси топлива с воздухом. Указанное обстоятельство предъявляет определенные требования к качеству топлив, применяемых в двигателях автомобилей. [c.11]

Развитие процесса сгорания в дизельном двигателе зависит от характеристики впрыска топлива, длительности периода задержки его воспламенения и интенсивности движения воздуха в камере сгорания. [c.127]

В двигателях с воспламенением от электрической искры смесь вовлекается в эффективное сгорание движущимся фронтом пламени, скорость которого зависит в большей степени от факторов гидродинамических (завихрения) и в меньшей — от реакционных свойств смеси [48]. Известно также огромное влияние воздушных вихрей на процесс сгорания в дизелях. По достижении высоких температур происходит частичная диссоциация конечных продуктов сгорания имеют место каталитические явления, например автокатализ парами воды. Все эти сложные обстоятельства, сопутствующие химическим превращениям в двигателях, создают большие трудности при использовании уравнений теории цепных реакций для описания суммарных закономерностей скорости сгорания топлива в двигателях. [c.37]

Камера сгорания является элементом газотурбинного двигателя, в котором осуществляется подвод тепла сгоревшего топлива к рабочему телу — сжатому в компрессоре воздуху. Современные транспортные газотурбинные установки преимущественно используют жидкое топливо, и процесс сгорания в них протекает практически при постоянном давлении. Поэтому важнейшей особенностью и общим признаком является прямоточность камер сгорания, т. е. сжигание топлива непосредственно в потоке воздуха, движущемся от компрессора к газовой турбине. [c.365]

Все неисправности и наруптения регулировок по их влиянию на токсичность автомобиля можно разделить на две основные группы непосредственно влияющие на процесс сгорания в двигателе и требующие увеличения подачи топлива. К первой группе относятся регулировки системы холостого хода и главной дозирующей системы, влияющие на коэффициент избытка воздуха, образование СО, С,1Н, , NOx и расход топлива. Характерными для второй группы являются неисправности, вызывающие нарушения процесса сгорания. Например, при возникновении перебоев в воспламенении в одном из цилиндров в 6. .. 8 раз возрастут выбросы углеводородов, однако остальные цилиндры будут работать при большем открытии дроссельной заслонки, смесь будет сгорать более эффективно, с меньшим выбросом СО на режимах холостого хода и малых нагрузок, доля которых в ездовом цикле велика. Этот факт свидетельствует также о необходимости при контроле технического состояния двигателей по токсичности определять концентрации не только окиси углерода, но и углеводородов. [c.84]

С момента закрытия продувочных щелей и выпускных клапанов в цилиндре при дальнейшем движении поршня вверх происходит сжатие (линия 62С1). В конце сжатия (в точке т) с некоторым опережением в цилиндр впрыскивается топливо и процесс сгорания происходит точно так же, как в четырехтактном двигателе. [c.43]

Цикл с подводом теплоты как при постоянном объеж, так и при постоянном давлении (смешанный цикл). При данном способе подвода теплоты процесс сгорания аналогичен процессу сгорания в двигателях с бескомпрессорным распыливанием топлива и воспламенением от сжатия. [c.8]

Опытные характеристики были получены при сгорании различного топлива газойля, керосина, тяжелого дизельного топлива (в дизелях) и бензина, изооктана, генераторного газа (в двигателях с воспламенением от электрической искры). Во всех случаях уравнения выгорания (56) и (79) хорошо отражают фактическое протекание процессов сгорания во времени. Охучайность совпадения опытных данных с теоретическими кривыми при таком разнообразии опытного материала исключается. Поэтому приходится допустить, что степенная зависимость относительной плотности эффективных центров от времени, выраженная уравнением (43), а также определяемые этой зависимостью уравнет1Я выгорания и скорости сгорания отображают объективную закономерность, присущую процессам сгорания углеводородного топлива и генераторного газа в двигателях внутреннего сгоранйя и газовых потоках. [c.74]

Это может стать интересным и практически ценным потому, что стереометрические и акустические влияния на процессы сгорания в двигателе (двигатели Hesselman, Texa o), а также влияние формы камеры сгорания (в дизелях воздушный аккумулятор, предкамера и т. д.) приобретают возрастающее значение и при i)tom становится полезным выяснение основного критерия в зависимости только от свойств топлива. Детонационную стойкость топлива можно тогда определить через концентрацию химически неустойчивых компонентов в сжатой смеси (с поправкой на температуру). [c.95]

Управление процессом сгорания в двигателях с воспламенением от сжатия (дизелях) производится путем изменения момента начала впрыска топлива в цилиндр. С увеличением опережения впрыска все ббльшие количества топлива будут успевать сгорать при почти постоянном объеме и соответственно тем более смешанный цикл, который осуществляется в большинстве современных дизелей бу- [c.446]

В процессах с расслоением заряда, как правило, гарантируется минимальное образование СО, объемные концентрации которой в ОГ не превышают 0,2%. Выбросы СпН также ниже вследствие меньших концентраций топлива в бедной смеси основной камеры и, соответственно, у стенок камеры сгорания. Топливная экономичность двигателей с расслоенным зарядом в большей мере зависит от степени доводки камеры сгорания, точности приготовления смеси богатого и бедного составов. В двигателях с расслоением и высокой турбулизацией заряда допустимо увеличение степени сжатия до 12—13ед. с целью повышения индикаторного КПД. [c.46]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

Работа двигателя, в котором используется цикл с подводом тепла при постоянном давлении (рис. 63), происходит аналогично описанному выше. Отличие заключается в том, что в цилиндр всасывается не горючая смесь, а воздух, который сжимается до давления 30—40 бар. В конце сжатия в камеру сгорания с помощью сжатого воздуха впрыскивается жидкое топливо, которое воспламеняется и горит при постоянном давлении (изобара 3—4). При этом подводится тепло Q . Так как сгорание топлива происходит по мере его поступления в цилиндр и процесс сгорания осуществляется при движении поршня к н. м. т., то давление в цилиндре при сгорании не изменяется. В точке 4 горение прекращается и далее газы расширяются по адиабате 4—5. В конце расширения открывается выхлопной клапан и давление мгновенно падает до р, (при 0 = onst). При этом отводится тепло [c.154]

Рассмотренная схема ВХМ не единственная, полученные значения технико-экономических показателей являются ориентировочными. По энерге-тическпм показателям более экономичной является ВХМ с дополнительной камерой его-рания топлива и впрыском воды в проточную часть компрессора (рис. 6-26,6). Впрыск воды приближает процесс сжатия к изотермическому и уменьшает работу сжатия, а подача топлива в камеру сгорания позволяет осуществлять прямое преобразование тепловой энергии в механическую, что повышает коэффициент полезного действия установки и исключает необходимость в электроприводе, мультипликаторе и газо-газовом теплообменнике. Вместо камеры сгорания может быть использован двигатель внутреннего сгорания или иной источник теплоты. Это делает возможной утилизацию теплоты выхлопных газов и соответственно повышает эффективность холодильной установки. Кроме того, для горения можно использовать выходящий из контактного аппарата влажный воздух, тогда исключается увлажнение и загрязнение воздуха продуктами сгорания топлива перед контактным аппаратом. [c.169]

Величина удельного импульса РДТТ зависит от характеристик сопла, внешних условий, располагаемой теплоты сгорания ТРТ, потерь энергии от продуктов сгорания к агрегатам и корпусу двигателя, степени скоростной и термической неравновесности газа и твердых частиц, полноты сгорания топлива и вклада выделяющихся в процессе работы двигателя инертных компонентов. [c.110]

Переохлаждение двигателя увеличивает потери тепла, уносимого охлаждающей средой, что ведет к увеличению расхода топлива. Неполное испарение топлива ухудшает процесс сгорания, неиспарившиеся частицы топлива оседают на стенках цилиндров и смывают с них масляную пленку, а часть топливного конденсата попадает в картер и разжижает масло. Все это приводит к усиленному износу деталей двигателя и у.меньшает его мощность. [c.19]

Фиг. 44. Вличние стехиометрического соотношения между воздухом и топливом в рабочей смеси Ц, м 1м ) на некоторые параметры рабочего процесса и сгорания в двигателе с искровым зажиганием

Выбор исходного режима. В связи с необходимостью доводки конструкции и рабочего процесса достижимые значения экономичности и мощности СПГГ вначале отличаются от проектных. Поэтому при начале доводки за исходный режим условно принимается такой режим наибольшей нагрузки, на которой СПГГ может работать достаточно продолжительное время. Параметрами, ограничивающими повышение мощности СПГГ, являются температура газа и максимальное давление сгорания в двигателе. Исходя из допустимых значений этих параметров, устанавливают подачу топлива в двигатель, регулируя сечение сопла с расчетом обеспечения давления газа возможно ближе к проектному значению. [c.145]

А. И. Сербинов [22] указывает, что расчет процесса сгорания распыленного жидкого топлива как газовой бимолекулярной реакции приводит к противоречиям с законами химической кинетики и что скорость сгорания управляется не скоростью газовых бимолекулярных реакций. Т. М. Мелькумов [23] считает, что ряд допущений, лежащих в основе схемы бимолекулярного рассмотрения процесса сгорания в дизеле, делает этот метод расчета грубо приближенным и не позволяет рекомендовать его при расчете вновь проектируемых двигателей. Этот метод ...может рассматриваться лишь как один из экспериментальных вариантов на пути создания теории . [c.24]

Опытные данные по сгоранию топлива в газовом потоке. В своем труде Н. В. Иноземцев и В. К- Кошкин 8] приводят экспериментальные исследования процессов сгорания в стационарном и пульсирующем газовых потоках. Эти исследования имеют прямое отношение к проблеме интенсификации процессо сгорания в газовых турбинах и реактивных двигателях. Раскрытие закономерностей в развитии процессов сгорания во времени в газовых потоках представляет несомненный теоретический и практический интерес. На фиг. 28 показаны графики, характеризующие процесс сгорания бензина в непрерывном газовом потоке в цилиндрической камере сгорания (длина рабочей части /=П95 мм и диаметр =г230 мм). Опытные точки графиков взяты из труда Иноземцева и Кошкина [8]. Камера не имела турбулизирующих устройств. Графики соответствуют двум режимам сгорания [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...