Материал: 2409

распыленного топлива

50 –100 МПа, значение периода задержки вос-

пламенения топлива I

равно 0,001 – 0,002 с.

редняя жесткость процесса сгорания топлива определяется как от-

ношение изменения давления от точки 2 (см. рис. 6.1) начала горения до

С

точки 3 (максимальное давление в цилиндре) к углу поворота коленчатого

бойранамиштоком. Между мем

расположена втулка 4, которая для обес-

чили тензометр ческ е датчики,

наклеенные на упругую мембрану. На

щих отверст й

до стенок камеры сгорания (не касаясь их). За

форсунки

период основного горен я (он заканчивается в момент достижения мак-

симальной температуры газов в цилиндре) топливные факелы, например

четыре, должны

повернуты на угол между распыливающими от-

верстиями. Поворотбытьфакелов о еспечивается при помощи винтовых или

тангенциальных каналов, по которым воздух поступает в цилиндры дви-

гателя.

Согласно требованиям стандарта ЕВРО-5 (2008) удельные выбросы

четырех основных компонентовАотработавших газов дизелей в г/(кВт·ч)

не должны превышать: углеводороды – 0,25; окиси азота – 2; окиси угле-

Д

рода – 1,5; сажа (твердые частицы) – 0,02. У двигателей, находящихся в

эксплуатации, токсичность отработавших газов может превышать допус-

И

Концентрация

ЕВРО-3

ЕВРО-4

ЕВРО-5

Компоненты

вредных веществ в ОГ,

г/(кВт ч)

2000 г.

2005 г.

2008 г.

Оксид углерода

1,5–12,0

2,1

1,5

1,5

С

1,3–8,0

0,6

0,46

0,25

Углеводороды

Оксиды азота

10–30

5,0

3,5

2,0

ажа

0,25– 2,0

0,10

0,02

0,02

фильтрующ ми.

использов

Содержание отчета

1.

Название, цели и задачи ра оты.

2.

Определить период задержки воспламенения для дизельного топлива с энер-

бА

гией активации 38 000 Дж/моль, давлением в конце сжатия 7 МПа (7 106 Н /м2),

температурой в цилиндре 700 К, m = 1,2.

3.

Определить по анализу индикаторной диаграммы (см. рис. 6.1) среднюю же-

Д

сткость процесса сгорания топлива и время задержки его самовоспламенения.

4.Указать допустимые нормы концентрации вредных веществ в ОГ по ЕВРО-5.

5.

Выводы по работе.

рания бенз на, а также при возникновении детонации.

С

7.2. Процесс сгорания бензина

Требован я к

енз нам [11]:

1.

Бесперебойно поступать в карбюратор или форсунки (давление па-

рообразован я).

и2. Образовывать нормальную горючую смесь: 1 часть бензина и

15 частей воздуха.

3.

Сгорать

детонации (взрыва), не вызывать коррозию деталей.

4.

Сгорать без о разования нагара, иметь минимальную токсичность.

Сгораниебезтоплива – это ыстрая реакция окисления углеводородов

кислородом. При этом о разуется вспышка, молекулярные связи разры-

ваются, накопившаяся энергия выделяется в виде теплоты.

При сгорании

1 кг топлива выделяется следующее количество теплоты,

: бензин –

6

6

6

44·10 , дизельное топливоА– 42·10 , метан – 49,7·10 .

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1кг

бензина, определяют из выражения [11]

LT

1

8

C 8H

1

8

0,855 8 0,145 15кг. (7.1)

0,23

3

0,23

3

Дж

В воздухе по массе 23% O2

и 77% N2. Один кг бензина содержит

примерно 0,855 кг С и 0,145 кг Н.

Теоретическое количество воздуха для сгорания 1 кг дизельного топ-

лива равно 14,35 кг, бензина – 14,65 кг,

Идля газообразных топлив

15–17 кг, для этилового спирта 9 кг. Этиловый спирт С2Н5ОН содержит

кислород и для его сгорания требуется меньшее количество воздуха.

Коэффициент избытка воздуха – это отношение действительно по-

ступившего количества воздуха в цилиндр к теоретически необходимому

для сгорания 1 кг топлива:

α = LД /LТ,

при LД = LТ

α = 1.

(7.2)

P·V = m·R·T,

(7.3)

где Р – абсолютное давление,

Н/м2; V – объём, м3, например цилиндра

С

кг, например воздуха;

R – газовая постоянная для

двигателя; m

– масса,

воздуха 287 Дж/(кг∙К); Т – температура, К,

можно определить массу воз-

духа, поступ

вшего в ц л ндр, и требуемое количество топлива.

Напр мер, при атмосферных условиях

в цилиндр дизельного двига-

при

равная 1,5 г.

При подаче в камеру сгора-

теля поступ

ла масса воздуха,

ния 0,1 г распыленного д зельного топлива коэффициент избытка возду-

ха α = 1, а

подаче 0,05 г α = 2.

Коэфф ц ент з ытка воздуха у двигателей с воспламенением от

сжатия (д зели) зав

с т от количества поданного топлива в камеру сго-

рания. У д зеля он может изменяться от 1 до 6, а у бензиновых двигателей

от 0,8 до 1,2. У

новых двигателей при большой подаче топлива (бо-

гатая смесь) электроды свечи покрываются пленкой топлива и искрообра-

зование нарушается.

При едных смесях затрудняется ее воспламенение

от электрической искры. У двигателей с воспламенением горючей смеси

от искры коэффициентбензиз ытка воздуха изменяется от его количества,

поступившего в цилиндр, и от количества поданного топлива. Количество

воздуха изменяется путём дросселирования (мятия) на впуске (изменени-

ем положения заслонки).

Д

В современных бензиновыхАдвигателях процесс сгорания топлива

протекает при α = 1.

В выпускном коллекторе установлен датчик кисло-

рода ( - зонд), который по наличию кислорода в отработавших газах дает

сигнал в микропроцессор (контроллер) о возможности изменения подачи

И

топлива. Если в выхлопных газах есть кислород воздуха, участвующий в

процессе сгорания, то оператор (водитель) может увеличить подачу топ-

лива, если кислорода нет, то подача топлива ограничивается.

Применение датчика кислорода в современных электронных системах

впрыска топлива позволяет снизить расход топлива двигателем внутрен-

него сгорания и токсичность отработавших газов.

На рис. 7.1 показан датчик кислорода (лямбда - зонд). Лямбда-зонд

работает как гальванический элемент с твердым электродом, выполнен-

ным в виде керамики из двуокиси циркония

на котором нанесено

платиновое напыление, выполняющее роль

электродов2

[13]. Один из элек-

ZrO ,