Смесеобразование в дизеле. Пленочный и объемно-пленочный способы смесеобразования. Процесс сгорания топливной смеси в дизеле

этом важное значение имеет распыление топлива при впрыске. Коэффициент избытка воздуха для таких двигателей ограничивается значениями 1,5—1,6 и выше.

Рабочий цикл при таком смесеобразовании характеризуется высоким максимальным давлением сгорания рz и большими скоростями нарастания давления wp = dp/dφ («жесткостью» работы). Двигатели с непосредственным впрыском обладают следующими достоинствами: • высокой экономичностью (ge, от 220 до 255 г/(кВт·ч)); • хорошими пусковыми качествами; • сравнительно низкой степенью сжатия (ε от 13 до 16); • относительной простотой конструкции камеры сгорания и возможностью форсирования наддува.

Основными недостатками этих двигателей являются: • повышенные значения коэффициента избытка воздуха (1,6–2) на номинальных режимах и как следствие умеренная величина среднего эффективного давления; • высокая «жесткость» работы (wp до 1 МПа/º); • сложная топливная аппаратура и тяжелые условия ее работы связи с высокими давлениями. При предкамерном объемном способе смесеобразования камер сгорания делятся на две части: предкамеру и основную камеру. Предкамера обычно размешается в головке цилиндра, ее форма представляет собой тело вращения. Объем предкамеры 20–40 % объема камеры сгорания. С основной камерой предкамера соединяется каналом небольшого сечения.

Смесеобразование осуществляется за счет кинетической энергии газов, протекающих с большими скоростями из основной камеры в предкамеру в процессе сжатия и из предкамеры в основную в процессе сгорания. Поэтому в данном случае не предъявляются высокие требования к качеству распыления и равномерности распространения топлива при впрыске. Это позволяет использовать давление впрыска в 8–15 МПа и форсунки с однодырчатым распылителем. К достоинствам предкамерного объемного смесеобразования можно отнести: • невысокое максимальное давление сгорания в полости цилиндра (рz = 4,5-6,0 МПа) и небольшая «жесткость» работы (wp = 0,25 – 0,3 МПа/º); • низкая чувствительность к изменению скоростных режимов, возможность форсирования по частоте вращения коленчатого вала;

• низкие требования к качеству распыления топлива, возможность использования невысокие давления впрыска и форсунки с распылителями с одним отверстием при больших значениях проходных сечениях каналов; • сгорание топлива происходит при относительно небольшом коэффициенте избытка воздуха (αmin = 1,2). Недостатками предкамерного объемного смесеобразования являются: • низкие экономические показатели из-за увеличения отвод теплоты при теплопередающей поверхности значительной величины и дополнительных газодинамических потерях при перетекании газа из одной камеры в другую;

• затруднения пуска холодного двигателя из-за больших потерь теплоты при большой поверхности камеры сгорания. Для улучшения пусковых качеств в предкамерных дизелях применяют более высокие степени сжатия (ε = 20-21), а в предкамерах иногда устанавливают калильные свечи; • сложные конструкции камеры сгорания и головки двигателя. Вихрекамерное объемное смесеобразование отличается тем, что камера сгорания состоит из основной и вихревой камер. Вихревые камеры чаще всего выполняются в головке блока цилиндров (рис., б) и реже в блоке цилиндров (рис., в). По форме они обычно представляют собой шар. С основными камерами вихревые камеры сгорания соединяются одним или несколькими тангенциальными каналами круглой или овальной формы при относительно больших проходных сечениях. Объем вихревых камер – 50-80 % общего объема камеры сгорания.

Особенностью вихрекамерных двигателей является сравнительно незначительный перепад давлений между вихревой и основной камерами сгорания и соответственно небольшие скорости перетекания газов из одной части камеры в другую. Поэтому качество смесеобразования обеспечивается в основном путем интенсивного вихревого движения заряда, которое организуется в периодах сжатия и сгорания. Интенсивным вихревым движением заряда обеспечивается хорошее