Влияние различных факторов на индикаторные показатели дизеля.

Топливо в зависимости от испаряемости и воспламеняемости оказывает влияние на процессы впрыскивания и распыливания и, следовательно, на индикаторные показатели дизеля. При увеличении в топливе доли легких фракций (цетановое число при этом уменьшается) индикаторные показатели в зависимости от способа смесеобразования могут или ухудшаться, или улучшаться. При этом повышается надежность пуска, а на рабочих режимах увеличивается период задержки воспламенения и скорость тепло­выделения во второй фазе быстрого сгорания, что вызывает рост скорости нарастания давления и максимального давления сгора­ния, особенно при объемном смесеобразовании.

При подаче в цилиндры мелкодисперсного топлива с низким цетановым числом его смесь за длительный период задержки вос­пламенения может стать однородной и даже не воспламенится.

Состав смеси позволяет регулировать нагрузку дизеля. Макси­мальная нагрузка для дизеля достигается при несколько обеднен­ной, а максимальная экономичность — при сильно обедненной смеси (рис. 6.1, б).

Это обусловлено принципами организации в дизеле смесеобразования и сгорания неоднородной смеси.

Однако, дизель никогда не регулируется на получение макси­мума p_i из-за необходимости снижения дымности его отработав­ших газов и тепловой напряженности деталей.

При увеличении α до происходит рост η_i из-за уменьше­ния потерь неполноты и несвоевременности сгорания и увеличе­ние термодинамического КПД из-за увеличения доли двухатом­ных газов в заряде. При α >ухудшается распыливание топлива и повышается относительное количество теплоты, теряемой в ох­лаждающую среду.

Уменьшение потерь теплоты в систему охлаждения позволяет повысить η_i. Это достигается соответствующей организацией ох­лаждения, разработкой специальных конструкций деталей и при­менением для их изготовления материалов с низкой теплопро­водностью, использованием теплозащитных покрытий на стен­ках, формирующих камеру сгорания.

Степень сжатия выбирается из условия надежного пуска хо­лодного дизеля. При ее дальнейшем повышении прирост η_i неве­лик, но при этом повышаются утечки заряда через кольца в кар­тер, потери теплоты в охлаждающую среду, доля воздуха в «мер­твых» зонах камеры сгорания. Также существенно возрастают ме­ханические нагрузки налетали и требуются большие затраты мощ­ности на прокручивание дизеля при пуске.

Тип камеры сгорания определяет характер протекания процес­са смесеобразования. Разделенные камеры сгорания в сравнении с неразделенными имеют большую поверхность стенок, что обус­ловливает повышенные тепловые потери. К тому же перетекание заряда через горловину увеличивает газодинамические потери. Все это обусловливает снижение η_i.

Однако разделенные камеры сгорания позволяют форсировать дизель по частоте вращения, так как требования к качеству смесе­образования для них ниже. Такой дизель может работать бездымно и с меньшей токсичностью отработавших газов при относительно малых значениях α.

Характеристики впрыскивания и распыливания для получения высокого η_i должны обеспечивать завершение тепловыделения че­рез 35...40° после ВМТ. Они не должны иметь в конце впрыскива­ния медленного снижения его скорости или подвпрыскивания, так как это приводит к снижению η_i, сильному дымлению и закоксовыванию распыливающих отверстий.

При малой скорости нарастания давления в начале впрыскива­ния обеспечивается «мягкая» работа дизеля.

При увеличении угла опережения впрыскивания φ_о.вп. растут мак­симальное давление сгорания, скорость нарастания давления, по­тери теплоты в охлаждающую среду, температура головки и ци­линдра, а температура отработавших газов снижается.

Скорость движения заряда, создаваемая при впуске, обусловлена типом смесеобразования, количеством распыливающих отверстий в форсунке и диаметром камеры сгорания. Увеличение этих отверстий и уменьшение диаметра камеры сгорания приводит к уменьшению необходимой скорости движения заряда и, следовательно, к росту коэффициента наполнения η_V. Увеличение скорости движения заря­да вызывает повышение p_i и η_i. Однако в случае большего количества сопловых отверстий при определенной скорости дальнейшее ее по­вышение приводит к перезавихрению. Это вызывает увеличение не­полноты сгорания топлива и повышение дымления.

Увеличение частоты вращения при неизменном α приводит к некоторому росту η_i благодаря уменьшению неполноты сгорания и снижению потерь теплоты в охлаждающую среду, которые обус­ловлены улучшением распыливания топлива при повышении интенсивности движения заряда.

Угол опережения впрыскивания при повышении частоты враще­ния должен увеличиваться для компенсации возрастания продол­жительности впрыскивания и периода задержки воспламенения, выраженных в градусах ПКВ. Изменение φ_о.вп. в дизелях осуществ­ляется автоматическим устройством.

Состав смеси при повышении частоты вращения определяется изменением скоростных характеристик топливоподачи, η_V , а для дизелей с наддувом — изменением плотности воздуха ρ_к. Для обес­печения требуемого характера изменения p_i , экономичной и без­дымной работы дизеля регулируют состав смеси.

Параметры окружающей среды влияют на массовое наполне­ние цилиндров дизеля воздухом. С увеличением температуры и снижением давления атмосферного воздуха оно уменьшается. Если подача топлива неизменна, снижается α и, следовательно, умень­шатся η_i и p_i .

Работа дизелей с газотурбинным наддувом мало зависит от ат­мосферных условий.