Смесеобразование в дизеле

Смесеобразование в дизеле осуществляется в конце хода сжатия и начале хода расширения и занимает короткий промежуток времени, соответствующий 2060° угла поворота коленчатого вала. Топливовоздушная смесь образуется в период задержки воспламенения и в различные фазы процесса сгорания.

i.

В методах смесеобразования, предложенных в последнее время, предусматривается снижение скорости образования рабочей смеси в начальный период. Это необходимо для уменьшения количества готовой к сгоранию топливовоздушной смеси и тем самым для снижения скорости тепловыделения и нарастания давления в первой фазе сгорания.

и удельной мощности дизеля.

Смесеобразование включает ряд физических процессов: дробление струи на капли (распыливание), нагревание и испарение топлива и его распределение по камере сгорания. Большинство этих процессов протекает одновременно. Нагревание и испарение топлива осуществляются за счет тепловой энергии газового заряда, параметры которого к концу хода сжатия при работе двигателя без наддува характеризуются следующими величинами: давление 3,5 5,5 МПа, температура 700900 К. Плотность воздуха в камере сгорания дизеля, работающего без наддува, превышает плотность окружающей среды в 1214 раз. После начала видимого сгорания температура и давление в камере возрастают, что резко ускоряет процессы нагревания и испарения капель.

Полная энергия, которую можно использовать для смесеобразования,

В современных автотракторных дизелях в основном используют следующие методы смесеобразования: объемное, объемно-пленочное и пленочное. В некоторых случаях конструктивными особенностями камеры определяются тип и развитие процесса смесеобразования в дизеле, поэтому в дальнейшем рассматриваются конструкции основных камер сгорания дизелей и методы смесеобразования в них.

а — полусферическая; б — полусферическая с вытеснителем; в — сферическая; г — шатровая; д — плоскоовальная; е -клиновая; з — цилиндрическая камера сгорания в поршне; ж — полуклиновая с частью камеры в поршне;

22)процесс реверсирования

Система реверса служит для изменения направления вращения коленчатого вала мало- и среднеоборотных судовых дизелей. Независимо от принципа работы и способа исполнения устройство для реверсирования дизеля должно обеспечивать правильное чередование и изменение фаз распределения органов пуска, газораспределения, топливоподачи, а также реверсирование навешенных на дизель вспомогательных механизмов.Необходимость изменения фаз распределения при реверсировании дизеля вытекает из следующего. Предположим, что кривошипы коленчатого вала шестицилиндрового дизеля занимают положение, показанное на рис.13.6,а. В рассматриваемом варианте для пуска дизеля в направлении «Вперед» необходимо подать воздух в пятый цилиндр, который в рассматриваемом случае находится в пусковом положении и диск дискового воздухораспределителя (или пусковая шайба воздухораспределителя со звездообразным расположением золотников) соответственно должен находиться в положении, при котором воздух после открытия главного пускового клапана должен поступить к пусковому клапану пятого цилиндра (рис.13.6 б). При этом, пусковая шайба будет вращаться против часовой стрелки.Для пуска дизеля «Назад» из того же положения пусковой воздух необходимо подать в четвертый цилиндр. Для этого диск (или шайбу) необходимо повернуть в положение, показанное на рис.13. в; диск будет вращаться по часовой стрелке.

Очевидно, что воздухораспределитель с рядным расположением золотников должен иметь по две кулачные шайбы (переднего и заднего хода) для каждого золотника, и его распределительный валик при реверсировании должен смещаться в осевом направлении.

Предположим также, что при работе четырехтактного дизеля «Вперед» в одном из цилиндров закончился процесс расширения и поршень находится в НМТ. Так как выпускной клапан начинает открываться до НМТ, то при рассматриваемом положении поршня выступ кулачной шайбы 3 уже набежит на ролик 1 толкателя выпускного клапана (рис.13.7,а) и он будет открыт на величину h. Если с этого момента вал дизеля должен изменить направление вращения на обратное, то процесс выпуска независимо от направления вращения должен продолжаться, а следовательно, должен открываться и выпускной клапан. Однако при обратном вращении распределительного вала кулачная шайба 3 уже не может открыть клапан и требуется установка второй шайбы 2, зеркально расположенной по отношению к первой. Таким образом, для возможности работы дизеля «Вперед» и «Назад» необходимо иметь по две кулачные шайбы для каждого клапана.

Подача топлива в цилиндр обычно начинается до ВМТ и заканчивается после нее по прошествии 20-25° пкв. Следовательно, при положении поршня в ВМТ плунжер ТНВД еще продолжает свой нагнетательный ход, и кулачная шайба топливного насоса должна быть заклинена по отношению к кривошипу с отставанием на угол <р (рис.13.7, б). Точки НП и КП на профиле шайбы соответствуют началу и концу подачи топлива; их расположение зависит от способа регулирования ТНВД и цикловой подачи топлива. При реверсировании дизеля рабочий участок шайбы НП-КП находится на другой стороне ее профиля. Поэтому распределительный вал необходимо развернуть на угол 2<р (если шайбы имеют симметричный профиль) или сместить его в осевом направлении и подвести под ролики толкателей ТНВД другой комплект кулачных шайб.

В двигателях МАН-МС топливный кулак имеет симметричный профиль и реверсирование фаз топливоподачи не требует разворота распределительного вала, а осуществляется перекидыванием ролика 3 с помощью сервомотора 4 с профиля кулака 1 на 2 или наоборот.

Процесс реверсирования главных судовых дизелей является весьма напряженным, так как при реверсировании во время хода судна приходится быстро тормозить не только вращающийся вал двигателя, но и гасить инерцию движения судна. После подачи сигнала “Стоп” (выключения подачи топлива) крутящий момент двигателя падает до нуля, но его вал продолжает вращаться под действием инерции движущихся масс двигателя, а также в силу того, что гребной винт за счет продолжающегося движения судна переходит в режим гидротурбины. Процесс торможения составляет 2-10 минут в зависимости от скорости хода судна, его водоизмещения и характеристик
гребного винта. Реверсирование двигателя может быть осуществлено лишь после остановки двигателя. Если же на ходу судна поступает команда «Полный назад», то обстоятельства заставляют прибегнуть к быстрой остановке двигателя за счет подачи контр-воздуха в цилиндры, в которых в этот период происходит такт сжатия.

Реверсирование двигателя на ходу судна включает следующие операции:

· выключение подачи топлива,

· реверсирование газорапределительных органов и топливо-подачи из положения «вперед» в положение «назад» еще при вращающемся вале,

· торможение двигателя контр-воздухом

· пуск двигателя в требуемом направлении и перевод на работу на топливе.

Томожение контр-воздухом осуществляется после реверсирования воздухораспределителя, тогда пусковой воздух к пусковым клапанам начнет поступать за 65-110° п.к.в. до прихода поршней в ВМТ и тем самым тормозить их движение.

23)

24)

25)

26)

27)