Энерго-эксергетический анализ действительного рабочего цикла дизеля 4ЧН 12/14, страница 3

К конструктивным факторам, влияющим на сокра­щение периода относятся: уменьшение удельной поверх­ности охлаждения; повышение температуры охлаждающей среды; повышение тонкости распыливания топлива; введение неохлаждаемых накладок или жа­ростойких покрытий на днищах поршней и др. [2].

1.1.2 Фазы сгорания в дизеле

Весь период сгорания в двигателе с воспламенением от сжатия делится на следующие фазы:

I – фаза подготовки очагов воспламенения или период за­держки воспламенения;

II – фаза развития очагов воспламенения и распространение сгорания на весь объем;     

III – фаза сгорания основной массы рабочей смеси;

IV– фаза относительно медленного горения оставшихся горю­чих компонентов, т.е. догорания.

Первая фаза охватывает промежуток времени от начала подачи топлива насосом до момента резкого повышения давле­ния. Скорость тепловыделения в этот период очень мала, поэтому на участке первой фазы () заметного повышения давления не наблюдается. За время этого периода в цилиндр поступает 30÷40% топлива от всего количества за цикл (в отдельных типах быстроходных дизелей подача может заканчи­ваться в фазе Iполностью, т.е. до 100%).

Продолжительность фазы Iопределяет характер протекания последующих фаз в зависимости от многих факторов. В конце фазы Iначинается процесс активного тепловыделения, т.е. к этому времени подготовка очагов воспламенения завершается. В этой связи следует отметить, что неоднородность состава смеси в дизелях, в отличие от двигателей с принудительным зажи­ганием, следует рассматривать как положительный факт. Образо­вание значительного количества в дизеле однородной смеси может привести к одновременному ее воспламенению и быстрому сгора­нию с большими давлениями в цилиндре, что приведет к уменьше­нию моторесурса  двигателя в связи с повышенным износом дета­лей.

Вторая фаза является периодом весьма интенсивного тепловыделения и резкого нарастания давления. Подача топлива продол­жается с увеличением его концентрации в рабочей смеси.

В качестве критерия интенсивности тепловыделения за период фазы II принимают мгновенные и средние  значения скорости нарастания давления, получаемые из отношения приращения давления газов за какой-либо промежуток процесса к соответствующему приращению угла п.к.в. . Большие значения приращения давления соответствуют более длительному периоду задержки воспламенения, а меньшие – более короткому .

За время фазы II  происходит сгорание топлива, впрыснутого в течение фазы I, а также частично сгорает топливо, подаваемое в данном периоде. Подача всего топлива на цикл, как правило, завершается в фазе II. Ранее отмечалось, что в конструкциях фор­сированных двигателей (быстроходных) подача топлива может быть завершена в фазе II, но работа таких дизелей будет жесткой, хотя экономичность их выше, чем у двигателей с растянутой по­дачей.

В третьей фазе подача топлива форсункой обычно прекращается. Начало этого периода отмечается достижением , а конец . Однако, граница будет условной, если этот показатель получается из диаграммы расчетным путем. В связи с этим, иногда при анализе рабочего цикла фазы III и IV рассматриваются совместно как один период.

Четвертая фаза начинается с момента достижения в цилиндре максимальной температуры сгорания . Считают, что границей конца сгорания может быть положение коленчатого вала по углу поворота, примерно равному 80º после в.м.т. Тепловыделение к этому моменту при нормальной организации процесса сгорания с учетом потерь только на диссоциацию и от недогорания должно достигать 95–97%. Эта фаза характеризуется уменьшением ско­рости тепловыделения и скорости сгорания. Подача топлива в этот период исключена. Большая длительность фазы IV- догорание может вызвать повышение температуры отрабо­тавших газов и потери теплоты в охлаждающую воду, а также увеличение теплонапряженности деталей (поршня, колец, втулки и др.) [1].

1.2 Теоретические основы расчета характеристики тепловыделе-

ния по индикаторной диаграмме