5 Процессы сжатия сгорания и расширения Диаграммы

5 Процессы сжатия, сгорания и расширения

Диаграммы сжатия и расширения дизеля (а) и бензинового двигателя (б) Термодинамические процессы происходящие без теплообмена являются адиабатными. В действительном цикле процессы сжатия и расширения сопровождаются непрерывным, переменным по величине и направлению, теплообменом между рабочим телом и стенками цилиндра, поэтому носят политропный характер.

Процесс сжатия Уравнение политропного процесса - PVn = const Средний показатель политропы сжатия n 1 = 1, 33… 1, 38 Средни показатель политропы расширения n 2=1, 18. . 1, 25.

Влияние момента начала открытия выпускного клапана на процесс выпуска

Тепловой баланс двигателя

Процессы сгорания Для поршневых ДВС имеют место три вида воспламенения и сгорания рабочей смеси в цилиндре. 1. Воспламенение от искрового разряда с последующим распространением фронта пламени, характерно для бензиновых двигателей. В зависимости от скорости движения фронта пламени различают нормальное ( 20… 60 м/с ) и детонационное ( 1000… 1200 м/с ) сгорание смеси. 2. Объемное воспламенение с охватом всего объема камеры сгорания пламенем, характерно для начальной фазы сгорания в дизелях. 3. Диффузионное сгорание характерно для второй фазы сгорания в дизелях, когда капли впрыскиваемого топлива попадают в зону горения. Вокруг, движущихся капель топлива, образуется паровая оболочка, в которой и происходит горение. О процессе сгорания можно судить по развернутой индикаторной диаграмме, на которой условно выделяют характерные фазы ( рис. а ).

Процесс сгорания в бензиновом двигателе а) б) Первая фаза ( ) называется фазой задержки воспламенения или фазой формирования фронта пламени. Она начинается в момент подачи искры и заканчивается в момент начала тепловыделения. Вторая фаза ( ) называется фазой быстрого сгорания. Она начинается с момента отрыва кривой сгорания от линии сжатия и завершается в момент достижения максимального давления цикла. В этот период сгорает 80… 85% смеси. Продолжительность второй фазы 25… 30 *ПКВ. Третья фаза( ) называется фазой догорания. Она начинается с момента достижения максимального давления цикла и заканчивается по окончанию сгорания смеси в пристеночных слоях цилиндра.

Влияние угла опережения зажигания на рабочий процесс Позднее зажигание Оптимальное зажигание Раннее зажигание

Детонационное сгорание а) б) Индикаторные диаграммы бензинового двигателя при детонационном сгорании: а – развернутая диаграмма; б – свернутая диаграмма.

Причинами возникновения детонационного сгорания являются - несоответствие ОЧ, используемого топлива, степени сжатия двигателя; - перегрузка и перегрев двигателя; - переобогащение смеси; - ранее зажигание смеси. Детонационное сгорание вызывает следущие явления: а) возникают ударные волны, которые многократно отражаясь от стенок камеры сгорания, вызывают характерный металлический стук; б) горячие газы, ударяясь о стенки цилиндра, повышают коэффициент теплоотдачи и вызывают перегрев двигателя; в) увеличивается неполнота сгорания топлива, которая сопровождается дымным выхлопом и падением мощности. г) ударные волны разрушают масляную пленку в верхней части цилиндра и она интенсивно изнашивается Последствия детонационного сгорания: - прогорание клапанов и днища поршня; - обгорание прокладки головки цилиндров; - обгорание электродов свечи зажигания.

Преждевременное воспламенение Преждевременное воспламенения (калильное зажигание) возникает в конце процесса сжатия, до момента появления искры, от нагретых до температуры выше 7000 С электродов свечи зажигания, головки выпускного клапана или тлеющих частиц нагара. При этом в цилиндре возрастают температура и давление. Смесь сначала сгорает с нормальной скоростью, но по мере саморазвития процесса может перейти в детонационное сгорание. Воспламенение от сжатии при выключенном зажигании возникает в двигателе с , когда в конце сжатия при малой частоте вращения температура рабочей смеси достаточна для ее самовоспламенения. Для остановки двигателя в этом случае необходимо одновременно с выключением зажигания прекратить подачу топлива.