Лабораторная работа Тема: "Система питания дизельных двигателей"

Цель работы: изучить конструкцию и принцип работы элементов системы питания дизельных двигателей внутреннего сгорания.

1. Особенности смесеобразования

Общие положения. Условия смесеобразования у дизельных двигателей менее благоприятны, чем у карбюраторных.

Это объясняется главным образом тем, что время, отводимое на распыливание и смесеобразование у дизельных двигателей, в десятки раз меньше времени, отводимого на смесеобразование у карбюраторных двигателей, и соответствует всего 20…40° поворота коленчатого вала, а по времени 1…3 мс.

Качественное приготовление топливно-воздушной смеси с равномерным распределением ее по объему камеры сгорания зависит от конструкции и технического состояния топливной аппаратуры, формы и конструкции камеры сгорания и впускных трубопроводов. Поэтому, несмотря на различные меры, предпринимаемые для улучшения смесеобразования, впрыскиваемое в камеру сгорания топливо распределяется недостаточно равномерно, что вызывает неполное сгорание. В целях более полного сгорания топлива дизельные двигатели работают при высоком коэффициенте избытка воздуха (=1,6 и более), что приводит к понижению среднего эффективного давления. Крайне ограниченное время, отводимое на смесеобразование, требует условий для быстрого и наиболее совершенного распыливания топлива и распределения в камере сгорания.

Распыливание топлива. Процесс распыливания представляет собой сложное явление и заключается в дроблении струи топлива на мелкие капли под действием ряда факторов, в том числе и аэродинамического сопротивления воздушной среды камеры сгорания. Качество распыливания характеризуется тонкостью распыливания, которая определяется величиной среднего диаметра большинства капель. Качество распыливания оценивается по характеристике, построенной на основании опытов.

Установлено, что качество распыливания улучшается по мере повышения давления впрыска, с увеличением противодавления воздуха, сжатого в камере сгорания, при переходе к меньшим диаметрам сопловых отверстий форсунки.

Дальнобойность струи впрыскиваемого топлива. Одновременно с интенсивным распиливанием струи, обеспечивающим тонкость и однородность капель, важно, чтобы капли обладали способностью достаточно глубоко проникать по всем направлениям в среду сжатого воздуха в камере сгорания. Впрыснутое в камеру сгорания топливо должно быть распылено и перемешано с воздухом таким образом, чтобы каждая частица топлива имела вокруг себя количество воздуха, достаточное для полного сгорания. Проникновение капель в среду сжатого воздуха зависит от дальнобойности струи топлива.

Значительное влияние на качество распыливания дизельного топлива оказывает его вязкость. Высоковязкое топливо распыливается крупными каплями большой дальнобойности, что ведет к замедленному испарению и оседанию части топлива на днище поршня и стенках камеры сгорания. В результате ухудшается процесс сгорания, понижается КПД двигателя, увеличивается количество нагара на стенках камеры сгорания поршня. При распиливании низковязкого топлива капли получаются мелкими, с малой дальностью полета. Горение в этом случае концентрируется в зоне, близкой от форсунки, что сопровождается ее перегревом с деформацией и неполным сгоранием воздуха.

Как показали исследования, дальнобойность струи топлива возрастает по мере увеличения давления впрыска, понижения противодавления воздуха в камере сгорания, увеличения диаметра отверстий форсунки, повышения частоты вращения двигателя и увеличения удельной массы топлива.