Лекция №7 Процесс сгорания в ЭУ с дизельными двигателями. Анализ влияния эксплуатационных конструктивных и внешних факторов на процесс сгорания в ЭУ с дизельными двигателями
В дизельных двигателях с внутренним смесеобразованием воспламенение происходит от высокой температуры воздуха по мере образования готовой к воспламенению топливно-воздушной смеси.
После поступления первых распыленных частиц топлива происходит их испарение и перемешивание с воздухом. Образуется топливно-воздушная смесь, которая самовоспламеняется по мере достижения определенного порогового значения температуры и завершения предпламенных процессов подготовки.
Воспламенение и сгорание накопившейся и к тому моменту готовой к воспламенению смеси носит взрывной характер. Сопровождается характерным для дизельных двигателей металлическим стуком с резким повышением давления и температуры в объеме камеры сгорания.
Впрыск топлива продолжается. Сгорание происходит по мере поступления топлива и образования топливно-воздушной смеси в несколько замедленном темпе, на начальном участке предварительного расширения. Скорость сгорания определяется диффузионными процессами.
После завершения процесса впрыска происходит завершение процесса смесеобразования и догорания, отдельных случайно не вступивших в реакцию частиц топлива.
Таким образом, в представленной модели физического явления процесса сгорания для дизельных двигателей, следует выделить четыре различных по физическому механизму периода.
Первая фаза – фаза скрытого индуктивного процесса подготовки топливно-воздушной смеси.
Вторая фаза – фаза быстрого взрывного сгорания.
Третья фаза – фаза замедленного сгорания.
Четвертая фаза – фаза догорания.
Деление процесса сгорания, как и в первом случае, является условным и вызвано только необходимостью более глубокого изучения влияния конструктивных, физико-химических и эксплуатационных факторов.
К основным факторам, оказывающим существенное влияние на динамику, процесса сгорания относятся:
- состав смеси, структура и состав топлива; степень сжатия; нагрузочный режим работы; скоростной режим работы; газодинамическое состояние заряда и форма камеры сгорания; тип смесеобразования и конструктивные особенности топливно-подающей системы.
Основным показателем отражающим степень влияния каждого из перечисленных факторов для дизельных двигателей является изменение длительности задержки воспламенения и жесткость работы двигателя на участке быстрого сгорания.
Так, при использовании топлива с повышенным содержанием парафиновых углеводородов период задержки воспламенения сокращается и тем самым обеспечивается более плавное нарастание давления и мягкая работа двигателя.
Топлива с повышенным содержанием легких фракций обладают более высокими значениями температуры воспламеняемости. При их использовании происходит некоторое увеличение периода задержки воспламенения с момента начала впрыска. Увеличение времени приводит к накоплению большей массы топливно-воздушной смеси готовой к взрывному воспламенению, такое протекание начальной фазы подготовки смеси и вызывает более жесткую работу двигателя, с повышением 
и 
.
Повышение степени сжатия будет сопровождаться повышением давления и температуры воздуха в объеме цилиндра к моменту начала впрыска топлива. Это обеспечит сокращение длительности периода задержки воспламенения и накопления топливно-воздушной массы готовой к воспламенению. С учетом складывающихся условий снижается скорость нарастания давления на участке быстрого сгорания, а работа двигателя становится более мягкой. Вместе с тем, использование чрезмерно высоких степеней сжатия приведет к возрастанию и потребует переноса большей части процесса подвода теплоты на участок замедленного сгорания или смещения на такт расширения с дополнительными тепловыми потерями. Такие действия приведут к аннулированию полученных преимуществ
Изменение угла опережения впрыска топлива проявится в следующем. Увеличение угла впрыска будет способствовать увеличению периода задержки воспламенения. Причиной этому будет пониженные значения давления, и температуры воздуха к моменту начала впрыска. Замедление процессов предварительной подготовки топливно-воздушной смеси и увеличение длительности времени к моменту достижения температуры воздуха соответствующей температуре воспламеняемости приведет, соответственно, к резкому возрастанию максимального давления и недопустимой жесткости в работе двигателя.
Уменьшение угла опережения впрыска будет способствовать снижению жесткости рабочего процесса. Однако, перенос процесса сгорания на такт расширения, крайне не желателен, с точки зрения, обеспечения топливной экономичности, дополнительной потери мощности и повышения тепловой напряженности двигателя.
Существенное влияние на жесткость работы двигателя при сгорании оказывает качество распыления и продолжительность подачи топлива.
Повышение качества распыления и сокращение продолжительности впрыска способствует ускорению процессов смесеобразования и увеличению массы топливно-воздушной смеси участвующей в процессе сгорания за единицу времени, что и приводит к повышению скорости нарастания давления и максимального давления.
