2.1. Цели и задачи практической работы

С

формирование и закрепление знаний в

Цели практической работы:

области особенностей сгорания бензина.

Задачи: изучить особенности протекания нормального процесса сго-

рания бенз на, а также при возникновении детонации.

и

2.2. Процесс сгорания бензина

Требован я к

енз нам [2, 3]:

1.

Бесперебойно поступать в карбюратор или форсунки (давление па-

без

рообразован я).

2. Образовывать нормальную горючую смесь: 1 часть бензина и

15 частей воздуха.

3.

Сгорать

детонации (взрыва), не вызывать коррозию деталей.

4.

А

Сгорать без о разования нагара, иметь минимальную токсичность.

Сгорание топлива – 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 –

Дж

44·106, дизельное топливо – 42·106, метан – 49,7·106.

Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1кг

бензина, определяют из выражения [2]

И

1

8

1

8

LT

C 8H

0,855 8 0,145 15кг.

(2.1)

3

3

0,23

0,23

В воздухе 23% O2; 1кг бензина содержит 0,855 кг С и 0,145 кг Н.

Теоретическое количество воздуха для сгорания 1 кг дизельного топ-

лива и бензина 14,5 – 15 кг, для газообразных топлив 15 – 17 кг, для

эти-

лового 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.

(2.2)

Так, при обогащенной смеси, когда процент кислорода в выхлопной

трубе

меньше, напряжение возрастает, а при обеднении –

снижается

С

– богатая,

(рис.

2.2). Если α > 1, смесь бедная, Uвых = 0,1 В; α < 1,

изменяется

водится коррект ровка работы системы питания или снабжения воздухом

(

кол чество топлива или воздуха).

Рис. 2.1. Простейшая схема включения датчика

кислорода: 1 – твердый электролит ZrO2;

Д

2, 3 – наружный и внутренний электроды;

бА4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»;

6 – выхлопная труба

И

ная фаза горен

я нач нается от точки 2 и заканчивается в точке 3

(80% топл ва);

III – догорание топлива [2]. На диаграмме Т – φ, где

температура дост гает максимального значения, заканчивается процесс

С

сгорания топл ва.

При нормальном процессе сгорания воспламенение свежих порций

рабочей смеси

перемеш вание фронта пламени по камере сгорания про-

исходит вследств передачи тепла под действием теплопроводности

и

я.

лучеиспускан

бА

Д

И

ному) сгоран ю подвергается та часть горючей смеси, которая должна

сгореть в последнюю очередь (рис. 2.8). Перекиси накапливаются в несго-

ревшей части рабочей смеси и при достижении критической концентра-

С

ции распадаются с сопровождением взрыва и выделением большого ко-

личества теплоты, акт в

всю рабочую смесь.

Детонац я – процесс очень ыстрого завершения сгорания в резуль-

зонансе) появляется напряжение. При появлении детонации сигнал с дат-

чика передается на электронный блок управления двигателем, который

позже подает напряжен е на первичную обмотку катушки зажигания.

С

Вторичное напряжен (25 – 30 тыс. вольт) катушки зажигания позже по-

дается на электроды свечи. Угол опережения зажигания уменьшается, что

снижает давлен е,

температуру в камере сгорания и детонацию.

Широкополосный датчик детонации представляет собой два корпуса

– металл ческ (

) и пластиковый (внешний), между которы-

внутренний

ми наход тся пьезокерам ческий чувствительный элемент и инерционная

масса, повышающая чувствительность. Между инерционной массой и

пьезоэлементом, а также пьезоэлементом и внутренним корпусом имеется

контактная шайба, защищающая от ударных нагрузок. Пьезоэлемент име-

ет вывод к электрическому разъему датчика детонации. Вся эта конструк-

ция через тарельчатую пружину соединена с внешним пластиковым кор-

пусом, который крепится к блоку цилиндров двигателя при помощи болта.

Пьезо – слово греческоеАи означает «давлю». Известной областью

применения пьезоэлементов являются датчики давления. При действии

давления или вибрации на пьезоэлемент на его обкладках возникает раз-

пьезоэлектрическим эффектом.

Д

Прямой пьезоэффект используют в технике для преобразования меха-

нических напряжений или деформаций в электрические сигналы (датчики

давления, датчики детонации).

В пьезоэлектрическом преобразователе активными элементами явля-

ется пластина, изготовленная из природного кварца. Возможно примене-

И

С

и

требования

Р с. 2.9. Устройство крепление широкополосного датчика детонации

Содержание отчета

1.

Название, цели

А

задачи ра оты.

2.

Общие

к ензинам.

3.

Формула и определение по ней нео ходимого количества воздуха для сгорания

1 кг бензина.

4.

Для бензинового двигателя с ра очим объёмом 0,5 л определить количество

Д

поданного топлива в цилиндр, чтобы обеспечить коэффициент избытка воздуха,

равный 1.

5.

Индикаторная диаграмма (см. рис. 2.1) с описанием характерных точек и

участков.

6.

Указать причины детонационного сгорания бензина и способы их устранения.

7.

Выводы по работе.

Контрольные вопросы и задания

1.

Укажите главные эксплуатационные требования к бензинам.

2.

Как протекает процесс сгорания бензина?

3.

Поясните составляющие формулы (2.1), по которой определяют теорети-