і впорскування палива;
- в порівнянні з карбюраторним двигуном тривалість сумішоутворення в кілька разів менше;
- горюча суміш, приготована в умов обмеженого часу, характеризується великою неоднорідністю, тобто нерівномірним розподілом палива по об'єму камери згоряння. Поряд із зонами високої концентрації пального (з малими значеннями локального (місцевого) коефіцієнта надлишку повітря), є зони з малою концентрацією палива (з великими значеннями О±). Ця обставина зумовлює необхідність спалювання палива в циліндрах дизелів при відносно великій сумарному коефіцієнті надлишку повітря a> 1,2.
Тому на відміну від карбюраторного двигуна, що має межі займистості горючої суміші, в дизелі О± не характеризує умови запалення палива. Займання в дизелі практично можливо при будь-якому сумарному значенні О±, тому що склад суміші в різних зонах камери згоряння (КС) змінюється в широкому діапазоні. Від нуля (наприклад, в рідкій фазі крапель палива) до нескінченності Вѕ поза краплі, де немає палива.
2.1 Особливості сумішоутворення
Процеси сумішоутворення в дизелях включають в себе розпилювання палива і розвиток паливного факела, його прогрів, випаровування паливних парів і змішування їх з повітрям.
Розпилювання палива. Впорскування і розпилювання палива в циліндрі дизеля здійснюється за допомогою спеціальних пристроїв - різних типів форсунок, які мають, зокрема, різне число соплових отворів розпилювача.
Розпилювання струменя на дрібні краплі різко збільшує поверхню дози рідини. Ставлення поверхонь утворився безлічі крапель до одиничної краплі тієї ж маси приблизно дорівнює кореню кубічному з кількості крапель. Загальне кількість крапель в результаті розпилювання досягає (0,5-20) В· 10 6 , що дає збільшення поверхні приблизно в 80-270 разів. Останнє забезпечує швидке протікання процесів тепло-і масообміну між краплями і повітрям у камері згоряння, що має високу температуру до 2000 В° C і більше. Розміри частинок, забезпечують швидке згоряння в дизелі, складають 5 Вё 40 мкм.
В
Для одночасної оцінки дрібності і однорідності розпилювання користуються характеристикою розпилювання, що представляє собою залежність між діаметрами крапель d до і їх відносним вмістом О© - відношенням обсягу крапель, які мають діаметри від мінімального до даного, до обсягу всіх крапель. Залежність О© = f (d до ) наведена на рис. 3. Чим крутіше і ближче до осі ординат розташовується сумарна характеристика розпилювання, тим дрібніше і однорідніше розпорошено паливо. Замість зазначених обсягів по осі ординат можна відкладати відносну масу крапель.
Розвиток паливного факела. Первинний розпад струменя (на відносно великі частки) відбувається за допомогою турбулентних збурень, виникають при перебігу палива через сопловий отвір, а також пружного розширення палива при виході з гирла сопла. У подальшому великі частки розбиваються при польоті на дрібніші допомогою сил аеродинамічного опору середовища.
Форма факела (струменя) характеризується його довжиною L ст , кутом конусності Оі ст і шириною В ст (Рис. 4). Формування факела відбувається поступово по міру розвитку процесу впорскування. Довжина факела L ст збільшується внаслідок безперервного "висування" нових частинок палива до його вершини. Швидкість ст просування вершини факела при збільшенні опору середовища і зменшенні кінетичної енергії частинок зменшується, а ширина факела У ст збільшується. Кут конусності У ст при циліндричної формі соплового отвору розпилювача складає У ст = 12-20 В°. На рис. 5 представлено зміна за часом L ст , ст , У ст . br/>
В
Паливо, введене в циліндр у вигляді факелів, розподіляється у повітряному заряді нерівномірно, тому що число факелів, яке визначається конструкцією розпилювача, обмежена. Іншою причиною нерівномірного розподілу палива в камері згорання є неоднорідна структура самих факелів.
Зазвичай у факелі (рис. 6) розрізняють три зони: серцевину, середню частину і оболонку. Серцевина складається з великих часток палива, які мають найбільшу швидкість руху. Середня частина факела містить велику кількість дрібних частинок, що утворилися при дробленні передніх часток серцевини силами аеродинамічного опору. Розпорошені і втратили запас кінетичної енергії частки палива відтісняються і продовжують рух лише за рахунок потоку повітря, увлекаемого попутно факелом. У оболонці знаходяться найбільш дрібні частинки, що мають найменшу швидкість руху.
В
Вплив на параметри розпилювання палива і розвиток паливного факела надають конструкція розпилювача, тиск впорскування, стан середовища, в яку впорскується паливо, властивості самого палива.
Розпилювачі з циліндричними соплови...
