Процесс сгорания

Для эффективного протекания горения топливо должно находится в парообразном состоянии, но из- за недостатка времени на смесеобразование часть топлива не успевает испариться и находится в начале горения в капельно-жидком состоянии.

Первые очаги пламени появляются одновременно в нескольких точках камеры сгорания. Возникновение этих очагов вызывает нагрев близлежащих участков смеси и общий рост температуры, что вызывает испарение остальных частиц топлива. многоочаговое воспламенение вызывает большую скорость сгорания в начальный период и образующееся пламя практически мгновенно воспламеняет часть поступившего топлива. Из-за недостатка кислорода условия горения этого топлива менее благоприятны.

Если учесть характер и интенсивность тепловыделения, изменение температуры и давления в цилиндре в разные моменты времени, то весь процесс горения можно условно разделить на четыре фазы рис.4:

-первая фаза (I) – задержка воспламенения (1 – 2);

- вторая фаза (II) – быстрое сгорание (2 – 3);

- третья фаза (III) – плавное изменение давления (3 – 4);

- четвертая фаза (IV)- догорание топлива.

Рис.4. Диаграмма давления и температуры в цилиндре дизеля.

Первая фаза горения (задержка воспламенения). Охватывает промежуток времени от начала впрыскивания (точка 1) до начала видимого сгорания (точка 2). Впрыск топлива происходит до прихода поршня в ВМТ. Угол опережения впрыска топлива находится в пределах 25 – 35⁰ поворота коленчатого вала. Период задержки воспламенения включает в себя время, необходимое для распада струй на капли, прогрева, частичного испарения и смешения топливных паров с воздухом. Количество выделяемого тепла при этом невелико, поэтому заметного повышения давления не наблюдается. За время этого периода в цилиндр поступает, как правило, 30 – 40% топлива от всего количества за цикл.

Продолжительность периода задержки оказывает большое влияние на развитие процесса сгорания и на работу дизеля в целом. Чем больше период задержки, тем больше топлива поступает в цилиндр до начала воспламенения. Это приводит к:

- резкому повышению давления в цилиндре;

- увеличению максимального давления сгорания;

- уменьшению моторесурса двигателя в связи с повышенным износом деталей.

При малом периоде задержки ухудшается качество смесеобразования, топливо не успевает равномерно распределиться в воздухе.