Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне державне бюджетне освітня установа
Вищої професійної освіти
«Воронезька державна лісотехнічна академія»
Кафедра автомобілів і сервісу
Дисципліна «Конструкція та основи розрахунки автомобільних двигунів»
реферативних РАБОТА
«Основні види тепловиділення»
Студент АХ2-121-ОБ А.С.Костенко
Керівник
Канд. техн. наук, доцент А.І.Новіков
Вороніж +2014
ВСТУП
Згоряння є складним фізико-хімічним процесом. На більшу частину показників двигуна впливають, однак, не фізико-хімічні особливості процесу згоряння, а закономірності тепло виділення і викликаний ним зміни тиску і температури в циліндрі. Ними визначаються енергетичні, економічні та екологічні показники циклу, статичні і динамічні навантаження на деталі і т. П. Сприятливі показники роботи двигуна забезпечуються на номінальному режимі при тепловиділенні, що починається за 5 ... 15 ° до ВМТ, яскравому рівномірне підвищення тиску в інтервалі кутів повороту колінчастого валу 15 ... 30 ° і в основному завершується за 45 ... 50 °.
У двигунах внутрішнього згоряння спостерігається два основних види тепловиділення:
Одноразове тепловиділення;
Двократне тепловиділення.
1. Одноразове тепловиділення
Найбільш загальний випадок однократного тепловиділення в дизелі, коли швидкість тепловиділення має два яскраво виражених максимуму, показаний на рис.1.1. Перший максимум обумовлений швидким згорянням парів палива, що утворюються в момент затримки запалення. Предпламенной реакції, які у період затримки запалення, готують суміш тепловому вибуху [1].
Рис.1.1 - Залежність швидкості однократного тепловиділення від часу з двома максимумами:
- кінетична фаза; 2- дифузійна фаза
При тепловому вибуху весь обсяг КС швидко охоплюється полум'ям, швидкість тепловиділення за короткий проміжок часу стрімко збільшується і, досягаючи певного максимуму, також швидко зменшується. У гетерогенної паливоповітряної суміші в локальних зонах, де є надлишок парів палива, повністю витрачається окислювач, що призводить до різкого зниження швидкості тепловиділення після досягнення першого максимуму. У цей проміжок часу переважає кінетичний механізм горіння, тому першу фазу процесу згоряння називають кінетичної фазою або кінетичним періодом. Кінетична фаза характеризується освіту в КС локальних зон, усередині яких зосереджені продукти згоряння, незгорілі пари і краплі палива, зовні- зони з повітрям або сумішшю повітря з продуктами згоряння. Швидкість тепловиділення залежить від інтенсивності взаємного проникнення цих зон, тобто від турбулентної дифузії. Домінуючим виявляється дифузійний механізм горіння, тому другу фазу процесу згоряння називають дифузійної. У дифузійної фазі вирішальну роль відіграють фізичні процеси, а в кінетіческой- хімічні, і, як видно на рис.1.1, в дизелі більше часу займає дифузійний механізм горіння [3].
У дизелях відрізняють три механізми дифузного горіння:
краплинний;
парів палива в суцільному фронті полум'я та змішаного горіння;
представляє собою комбінацію їх двох.
При краплинному механізмі дифузійного горіння навколо кожної краплі утворюється фронт полум'я, всередині якої пари палива, а зовні- повітря. У разі дифузійного механізму горіння парів палива в суцільному фронті вважається, що повітря витрачений, тому відстань між краплями заповнюється продуктами згоряння і парами палива. У результаті протікаючих процесів випаровування і термічного розкладання крапель утворюється межа розділу між парами палива в суміші і продуктами згоряння і розкладання, яка і складає єдиний фронт полум'я [2].
Змішаний механізм дифузійного горіння має місце в реальних умовах, особливо при об'ємному сумішоутворення. Краплі палива перебувають на досить близькій відстані, тому фронти полум'я, що утворюються навколо крапель, об'єднуються.
Швидкість тепловиділення при кінетичному механізмі горіння в кожній локальній зоні залежить від локальних значень коефіцієнта надлишку повітря, температури в поточний момент часу і маси парів палива в цій зоні. Швидкість тепловиділення в разі дифузійного механізму горіння визначається ...
