§ 5. Процесс сгорания в дизелях

Процесс сгорания в дизелях упрощенно можно представить состоя- щим из трех периодов, которые видны на развернутой индикаторной диаграмме дизеля, построенной в зависимости от угла поворота колен- чатого вала (рис. 24).

Точка к на индикаторной '

диаграмме находится за 6° до в. м. т. Она отмечает момент начала впрыска топлива в ци- линдр. Угол 0° называют углом опережения впрыска топлива форсункой.

Впрыск топлива продол- жается в течение большей ча- сти процесса сгорания.

В первый период процесса сгорания (на индикаторной ди- аграмме — I между точками к и с) закон нарастания давле- ния в цилиндре остается неиз- менным, а температура топли- ва повышается до температу- ры самовоспламенения. Это период задержки самовоспламенения.

Точка с характеризует момент самовоспламенения топлива и на- чало второго периода процесса сгорания, так называемого периода ви- димого сгорания.

Во второй период (// между точками с и z') сгорает все топливо, поданное в цилиндр в первый и второй периоды, поэтому резко возрас- тает давление, а следовательно, и температура. Скорость нарастания давления в период видимого сгорания характеризует жесткость рабо- ты дизеля. Условно принято считать работу дизеля мягкой, если ско- рость нарастания давления в этот период сгорания не превышает 0,4 МПа на 1° поворота коленчатого вала.

Для снижения жесткости работы дизеля нужно уменьшить период задержки самовоспламенения. Этого можно добиться правильным выбо- ром топлива, увеличением степени сжатия, дополнительным подогревом поступающего воздуха, уменьшением размеров капель распыленного топлива.

Степень сжатия е дизелей должна быть такой, при которой про- исходит надежное самовоспламенение топлива. В современных авто- тракторных дизелях е = 15-^20.

В третьем периоде (III между точками z' и z) давление нарастает медленнее, потому что процесс сгорания протекает при увеличиваю- щемся объеме над поршнем. В этом периоде скорость сгорания пони- жается по сравнению со вторым периодом, так как уменьшается кон- центрация кислорода в смеси. Третий период обычно называют периодом замедленного сгорания. Его продолжительность зависит от количества топлива, поступившего в цилиндр за этот период, и от ин- тенсивности перемешивания топлива с воздухом.

Обычно у дизелей, как и у карбюраторных двигателей, наблюда- ется процесс догорания, то есть происходит сгорание остатка топлива при увеличении объема (уменьшении давления).

3*

35

Значения давлений и температур в конце сгорания (точка г) для автотракторных дизелей находятся в следующих пределах: p_z—5,5-f- -т-9,0 МПа и T_z = 1900-7-2400 К.

§ 6. Процесс расширения

В процессе расширения теплота сгоревшего топлива преобразуется в механическую работу.

период зодержни самовоспламенения

Рис. 24. Развернутая индикаторная диа- грамма дизеля.

Процесс расширения протекает при догорании топлива, сопровож- дается утечкой газов через неплотности между цилиндром и поршнем

и отводом теплоты в охлаждающую среду. Поэтому он характеризуется политропным изменением параметров газа.

В конце процесса расширения у карбюраторных двигателей давле- ние р_в=0,Зч-0,4 МПа и температура ^ = 12004-1500 К, а у дизелей соответственно 0,24-0,3 МПа и 9004-1200 К.