Процесс сгорания

Фазы протекания процесса

Процесс сгорания топлива в цилиндре дизеля условно подразделяется на четыре фазы исходя из характера изменения давления и температуры.

Фаза 1. Эта фаза соответствует периоду от начала поступления топлива в цилиндр (точка В) до момента отрыва линии давления р = f(φ) от политропы сжатия (точка С) которая условно принимается за начало воспламенения.

Эта фаза называется период задержки воспламенения φi (τi). За эту фазу происходят процессы физико-химической подготовки топлива к самовоспламенению (предпламенные реакции). Однако какого-либо повышения давления над политропой сжатия не наблюдается так как .

Продолжительность фазы 1

, с от 1∙10-3 до 5∙10-3 с. (3.46)

В период задержки воспламенения в цилиндр впрыскивается от 30 до 60% цикловой подачи топлива, которое испаряется и образует начальные очаги воспламенения.

Продолжительность фазы 1 оказывает влияние на характер всего последующего процесса сгорания.

Рис. 3.5 – Фазы протекания процесса воспламенения и сгорания топлива в дизеле

Фаза 2. Эта фаза идёт от точки С до точки достижения Pz в цилиндре и соответствует периоду воспламенения и сгорания топлива. Она сопровождается интенсивным выделением теплоты и резким нарастанием давления при продолжающемся впрыске топлива и увеличении его концентрации в рабочей смеси (период быстрого сгорания).

Фаза 2 характеризуется взрывообразным воспламенением и сгоранием топлива, впрыснутого в цилиндр за фазу 1, а также частично поступившего за фазу 2.

Основным показателем интенсивности процесса сгорания в течение фазы 2 являются:

- средняя скорость нарастания давления в цилиндре ;

- максимальная скорость нарастания давления в цилиндре .

Для выполненных конструкций дизелей значения МПа/°ПКВ.

Основным фактором оказывающим влияние на является продолжительность фазы 1, от которой зависит количество топлива, поданного в цилиндр за период φi. Чем большее количество топлива охватывается одновременно пламенем по всему объёму камеры сгорания, тем резче происходит нарастание давления при сгорании. Среди других факторов оказывающих влияние на характер протекания фазы 2 следует отметить скорость впрыска топлива, особенности процесса смесеобразования, вихревое движение заряда воздуха.

Фаза 3. Эта фаза соответствует периоду от момента достижения Pz в цилиндре до момента достижения Тmax в цилиндре. Она характеризуется наиболее интенсивным протеканием сгорания по всему объёму камеры сгорания при наибольшей скорости выделения теплоты

.

В течение фазы 3 обычно заканчивается поступление топлива в цилиндр и сгорание топлива, поступившего за время фазы 2 и частично поданного за фазу 3. Задержка воспламенения топлива значительно сокращается благодаря высоким давлению и температуре в камере сгорания.

Высокая интенсивность сгорания топлива в фазе 3 достигается за счёт протекания процессов при положении поршня около ВМТ, т.е. при наибольших давлении и температуре, хорошо организованного смесеобразования, обеспечения для данного дизеля необходимой величины коэффициента избытка воздуха для сгорания α, относительно небольших потерь теплоты в воду, охлаждающую камеру сгорания.

Фаза 4. Эта фаза соответствует завершению замедленного сгорания топлива не успевшего сгореть за фазу 3. То есть происходит догорание топлива на линии расширения при непрерывно понижающихся давлении и температуре. За конец фазы 4 обычно условно принимается момент выгорания 98 % поданного в цилиндр топлива.

Рекомендуем также:

Коэффициенты выделения и использования теплоты
При термодинамическом рассмотрении процесса сгорания со смешанным подводом теплоты кривую изменения давления р = f(V) условно заменяют изохорой СY и изобарой YZ. Участок процесса сгорания от точки C (условное начало сгорания) до точки Z (условный конец сгорания) называется периодом видимого сго ...

Внешняя неуравновешенность и уравновешивание двигателей
Определение неуравновешенных сил и моментов от системы сил инерции поступательно-движущихся масс. Под внешней неуравновешенностью двигателя понимается наличие в нем периодических сил или моментов сил, передающихся на фундамент. Эти силы вызывают вибрацию. В СЭУ с ДВС вследствие неуравновешенности ...

Подготовка технических средств навигации
Обязанности помощника капитана, на которого возложено обслуживание технических средств судовождения, определены РШС и Правилами технической эксплуатации судовой электрорадионавигационной аппаратуры. Технические средства судовождения на данном этапе закреплены за электронавигатором, который должен ...