Энерго-эксергетический анализ действительного рабочего цикла дизеля 4ЧН 12/14, страница 31

Заметное влияние на уменьшение  оказывает еще выбор наивыгоднейшего угла опережения впрыска топлива. Причем каждому режиму и для каждого двигателя в зависимости от его основных параметров подбирается оптимальный угол.

С возрастанием периода задержки   возрастает не только количество скопившегося к концу задержки топлива, непрерывно подаваемого в цилиндр форсункой, но и время теплового воздей­ствия на уже впрыснутое и распыленное в цилиндре топливо. В ре­зультате относительно длительной тепловой подготовки топлива, впрыснутого за время , образуются мощные очаги воспламенения смеси.

Последнее приводит к возникновению больших скоростей реакции с интенсивным тепловыделением, сопровождающих начало процесса сгорания взрывом со значительным приращением сред­него и максимального давления на 1º, а также к возрастанию максимального дав­ления . В общем, работа двигателя приобретает жесткий харак­тер, что оказывает отрицательное влияние на моторесурс двига­теля, хотя топливная экономичность его может иметь лучшие показатели.

Таким образом, становится очевидным, что желательными могут быть только малые значения ; они соответствуют процессам, когда температура начала распада топливных молекул, опреде­ляющих начало холоднопламенных процессов (реакций) при под­готовке топлива к воспламенению, будет иметь наименьшее значе­ние. Тогда более высокая скорость и полнота выгорания топлива в следующей (основной) фазе будут характерными для малых . Осуществить хорошую подготовку неоднородных смесей к воспла­менению в дизелях в короткий промежуток времени очень сложно, поэтому применение для этих типов двигателей с внутренним смесе­образованием смесей, имеющих >1, удовлетворяет требова­ниям ускорения процессов реакции, как в подготовительный пе­риод, так и при сгорании. Последнее объясняется тем, что вероят­ность столкновений реагирующих молекул топлива с молекулами кислорода (при >1) возрастает, так как любое количество актив­ных центров, возникающих в локальных объемах, где<1, будет непрерывно обеспечиваться из окружающей более богатой кислородом среды необходимым количеством этого компонента смеси. В связи с этим массовая скорость сгорания в двигателях с воспламенением от сжатия будет иметь высокие значения.

Повышенные значения при сгорании неоднородных смесей могут обеспечить хорошую интенсивность (скорость) тепловыделе­ния в третьей фазе, а также оказать заметное влияние при доста­точном турбулентном переносе на ускорение процесса догорания в четвертой фазе, соответственно ее сокращая [1].

Для оценки совершенства процесса или теплосиловой установки используется  эксергетический КПД. При определении эксергетического КПД некоторые потоки эксергии, переходящие границу контрольного пространства, рассматриваются как желательные или полезные, а другие – как затрачиваемые или потребляемые. Обозначая полезные потоки эксергии в общем виде через , а затрачиваемые , получаем следующее балансовое уравнение:

                                               (1.33)

Поток потерь эксергии  в необратимых процессах должен компенсироваться затрачиваемой эксергией, которая всегда больше полезной эксергии. В общем случае затрачиваемые потоки эксергии не совпадают с подведенными потоками, а полезные потоки эксергии – с отведенными. Можно также желательное увеличение эксергии потока вещества рассматривать как полезное, а снижение эксергии потока вещества – как затрату эксергии. Тогда  содержит также отводимые потоки эксергии, а  – подводимые потоки эксергии при необходимости с отрицательными знаками, чтобы балансовое уравнение (1.33) соблюдалось принятом разделении потоков эксергии на полезные и затрачиваемые.

Эксергетический КПД процесса, протекающего в контрольном пространстве

.                                            (1.34)

Отклонение определяемого таким образом КПД от своего наибольшего значения служит мерой принципиально устранимых потерь эксергии, уменьшение которых возможно при более рациональном проведении процессов и использовании более совершенного оборудования.