2.Сумішоутворюючі властивості та методи їх визначення. Горіння робочої суміші

Процес сумішоутворення в двигунах з примусовим запалюван­ням умовно можна розділити на дві стадії: дозування і випарову­вання палива. В карбюраторних двигунах ці стадії взаємопов’язані, оскільки в дозуючій камері карбюратора відбувається одночасно дві стадії, причому випаровування — тільки частково. У системах впорскування стадії дозування й випаровування палива чітко розподілені за часом і в просторі.

На дозування палива впливають його основні фізичні власти­вості — густина, в’язкість і поверхневий натяг.

Густина — це маса речовини, яка міститься в одиниці об’є­му. В системі СИ густина вимірюється в кг/м³, але на практиці найчастіше мають справу з відносною густиною. Це — відношен­ня маси речовини, при температурі визначення, до маси води при 4 °С, за однакового їх об’єму. Густина води при 4 °С прийнята за одиницю.

У стандартах передбачається визначати відносну густину при 20 °С (р²⁰₄). У тих випадках, коли температура визначення гус­тини відрізняється від 20 °С, одержане значення густини при t °С приводять до стандартної за формулою:

Р²⁽⁾₄ =P^t 4+v (t -20),

де v — температурна поправка на 1 °С (знаходять за розрахун­ковими таблицями, змінюється в межах 0,000515-0,000910).

Визначають густину в виробничих умовах аливо роздавальни, але існують й інші методи, які застосовують при лаборатор­них випробуваннях (за допомогою пікнометрів, гідростатичних терезів).

Для визначення густини в’язких рідин, коли неможливий без­посередній замір за допомогою аливо роздаваль, готують суміш рідини, густину якої досліджують, з розчинником відомої густи­ни у відповідному співвідношенні (наприклад 1:2).

Густина нафтопродукту — важливий його показник. Її необхід­но знати для обліку витрат і нормування нафтопродуктів у господар­ствах, оскільки отримують їх з нафтобаз в одиницях маси (кг, т), а при заправці видають в об’ємних одиницях (л). Крім того, за густиною можна судити про вид нафтопродуктів та їх змішування між собою.

У закордонних стандартах густину нафтопродуктів визнача­ють, як правило, при температурі 15 °С, а точніше 15,6 °С.

Потужність і економічність роботи двигуна значною мірою за­лежить від характеру і повноти згоряння робочої суміші, моменту початку і кінця згоряння.

Згоряння робочої суміші може бути нормальним, жаровим (у результаті самозаймання) і детонаційним.

Нормальне згоряння. У двигунах з примусовим запалюванням робоча суміш тиснута до 1-1,6 Мпа і нагріта теплотою стиску до 350-380 °С) займається від електричної іскри й згоряє в процесі поширення фронту полум’я (середня швидкість 15-80 м/с) по всій камері зго­ряння. При цьому виділяють три фази згоряння (рис. 3.3): утворення осередка горіння (ділянка а), швидкого по­ширення фронту полум’я (ділянка б), і догоряння (ділянка в).

Перша — починається з моменту по­дачі іскри і закінчується в момент по­мітного підвищення тиску внаслідок зай­мання робочої суміші. В цій фазі осере­док горіння, що виник між електродами свічки, поступово перетворюється в роз­винутий фронт полум’я.

Друга — основна фаза швидкого поширення фронту полум’я (середня швидкість 15-80 м/с) протікає практично при незмін­ному об’ємі, оскільки поршень протягом цієї фази знаходиться біля верхньої мертвої точки. Закінчується в момент досягнення максимального тиску в циліндрах двигуна.

Заключна третя фаза — процес догоряння робочої суміші.

Для досягнення максимальної потужності і економічності робо­ти двигуна точки початку і кінця другої фази повинні бути розта­шовані приблизно симетрично відносно верхньої мертвої точки (ВМТ). Цього можна досягти змінюючи установку момента запа­лювання. Кут у градусах повороту колінчастого вала від моменту проскакування іскри між електродами свічки до ВМТ називають кутом випередження запалювання. Оптимальний кут випередження запалювання залежить від властивостей палива, конструктивних особливостей двигуна, режиму його роботи і для сучасних двигунів знаходиться в межах 12-15°.