Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Двигатели внутреннего сгорания (полный курс) - файл Двс.doc


Лекции - Двигатели внутреннего сгорания (полный курс)
скачать (2431.3 kb.)

Доступные файлы (1):

Двс.doc4999kb.17.12.2010 14:01скачать

содержание
Загрузка...

Двс.doc

  1   2   3   4   5
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Лекция №1

Введение.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) принадлежат к наиболее распространенному классу тепловых двигателей, в которых тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в полезную работу. В тепловых двигателях процессы сгорания топлива, выделение теплоты и преобразование ее в механическую энергию происходят непосредственно внутри двигателя.

К двигателям внутреннего сгорания относятся поршневые двигатели, газовые турбины и реактивные двигатели.

Предметом данного курса являются поршневые двигатели внутреннего сгорания.




  1. картер

  2. цилиндр

  3. крышка цилиндра

  4. поршень

  5. шатун

  6. вал коленчатый


Топливо и воздух, необходимые для сгорания, вводятся в объем цилиндра двигателя. Образующиеся при сгорании газы, имеющие высокую температуру, создают давление на поршень и перемещают его в цилиндре. Поступательное движение поршня через шатун передается коленчатому валу, установленному в картере, и преобразуется во вращательные движения вала.



  1. колесо турбины газовой

  2. компрессор

  3. насос

  4. камера сгорания

  5. направляющий аппарат


В газовых турбинах сжигание топлива производится в специальной камере сгорания 4. Топливо в нее подается насосом 3 через форсунку. Воздух, необходимый для горения, нагнетается в камеру сгорания с помощью компрессора 2, установленного на одном валу с газовой турбиной 1. Продукты сгорания через направляющий аппарат 5 поступают на лопатки рабочего колеса турбины 1. Газовые турбины, имеющие только вращающиеся детали, могут работать с высоким числом оборотов. Основным недостатком газовых турбин является сравнительно невысокая экономичность и работа лопаток в среде газа с высокой температурой (снижение температуры газов для повышения надежности лопаток, ухудшает экономичность турбины). Газовые турбины широко используются в качестве вспомогательных агрегатов в поршневых и реактивных двигателях, а так же как самостоятельные силовые установки. Применение жаростойких материалов позволяет повысить показатели газовых турбин и расширить область их использования.






  1. бак

  2. насос

  3. камера сгорания

  4. сопло

  5. бак


В жидкостных реактивных двигателях жидкие топливо и окислитель тем или иным способом (например, насосами 2) подаются из баков 1 и 5 под давлением в камеру сгорания 3. Продукты сгорания расширяются в сопле 4 и вытекают в окружающую среду с большой скоростью. Истечение газов из сопла является причиной возникновения реактивной силы (силы тяги) двигателя. Основной недостаток реактивных двигателей – относительно низкая экономичность.

Наиболее экономичными являются поршневые двигатели внутреннего сгорания. Основным недостатком этих двигателей следует считать наличие кривошипно-шатунного механизма, усложняющего конструкцию и ограничивающего возможность повышения частоты вращения.

В настоящее время широкое распространение получили так называемые комбинированные двигатели. Основными преимуществами комбинированного двигателя являются его малые объем и масса, приходящиеся на 1 л.с. и, что не менее важно, высокая экономичность, превосходящая экономичность обычного поршневого двигателя.

Комбинированный двигатель состоит из поршневого двигателя внутреннего сгорания, газовой турбины и компрессора.







Выпускные газы из поршневого двигателя, которые имеют еще высокие температуру и давление, отдают свою энергию лопаткам рабочего колеса газовой турбины, приводящей в действие компрессор. Компрессор засасывает воздух из атмосферы и под определенным давлением нагнетает его в цилиндры поршневого двигателя.

Увеличение наполнения цилиндров двигателя воздухом путем повышения давления на впуске называют наддувом. При наддуве плотность воздуха повышается и увеличивается количество свежего заряда, заполняющего цилиндр при впуске, по сравнению с зарядом воздуха в том же двигателе без наддува.

Для того чтобы топливо, вводимое в цилиндр, сгорело, требуется определенное количество воздуха (для полного сгорания 1 кг жидкого топлива теоретически необходимо около 15 кг воздуха). Поэтому чем больше воздуха поступит в цилиндр, тем больше топлива можно сжечь в нем, т.е. получить большую мощность.

Комбинированные двигатели по сравнению с двигателями без наддува характеризуются не только более высокой мощностью, но и лучшей экономичностью вследствие использования части энергии выпускных газов.

Появление поршневых двигателей внутреннего сгорания во 2-й половине XIX в. было вызвано развитием промышленности, для которой требовался более совершенный двигатель, чем паровая машина.

Первый двухтактный двигатель Ленуара с золотниковым распределением и посторонним источником зажигания, созданный в 1860 г. работал на светильном газе. Построенный в 1876 г. четырехтактный двигатель расходовал вдвое меньше газа и получил широкое промышленное применение. Помимо светильного газа, в двигателях стали использоваться генераторные, доменные, природные и попутные нефтяные газы.

Производство газовых двигателей в России началось в 1908г. на Коломенском и др. заводах. Стационарные двигатели, работающие на керосине и более тяжелых сортах топлива, появились в ряде стран в период с 1884 по 1890 г. Зажигание в этих двигателях осуществлялось при помощи калоризатора, представляющего собой полый массивный шар, соединенный с камерой сжатия; на раскаленную поверхность этого шара подавалось топливо. Подобные двигатели, которые стали выпускаться с 1890 г. в России имели широкое распространение. В 1899 г. завод Э. Нобеля (Русский дизель) выпустил первый промышленный четырехтактный двигатель с воспламенением от сжатия, который в отличие от двигателя, предложенного Р. Дизелем (1897 г.) работал не на керосине, а на сырой нефти и различных ее погонах. Двигатель расходовал значительно меньше топлива и отличался оригинальностью конструкции. Только с переходом на сырую нефть двигатель с воспламенением от сжатия получил признание как наиболее экономичный двигатель, что и обусловило широкое его распространение в промышленности всех стран.

Развитие отечественного дизелестроения сопровождалось разработкой вопросов теории рабочего процесса и конструкции двигателей. Уже в 1906 г. В.И. Гриневецкий предложил метод теплового расчета рабочего цикла, положенный в основу современной теории процессов поршневых ДВС., развитой в дальнейшем Н.Р. Брилингом, Е.К. Мазингом, Б.С. Стечкиным и др.

Теоретические основы рабочих процессов комбинированных двигателей и первые их конструктивные схемы были разработаны В.И. Гриневецким (1906 г.) и А.Н. Шелестом (1912 г.).

Особенно быстрое развитие отечественное двигателей получило после Великой Октябрьской социалистической революции. За годы первых пятилеток в стране было организованно производство двигателей для различных областей народного хозяйства: автомобилестроения, тракторостроения, авиации, морского и речного флота, железнодорожного транспорта, строительного и дорожного машиностроения и т.п.


Четырехтактные двигатели.

Рабочий цикл в цилиндре поршневого двигателя может быть осуществлен за 2 или 1 оборот коленвала.

Рассмотрим двигатель, рабочий цикл которого осуществляется за 2 оборота вала. Цилиндр такого двигателя закрыт крышкой, в которой располагаются клапаны для впуска свежего заряда и выпуска продуктов сгорания (выпускных газов). Клапаны удерживаются в закрытом состоянии пружинами, а, кроме того, давлением в цилиндре при процессах сжатия, сгорания и расширения. Открытие клапанов в нужные периоды производится с помощью газораспределительного механизма.

Газораспределительный механизм обычно состоит из рычагов, штанг и толкателей, на которые воздействуют кулачки, сидящие на распределительном валу. Распределительный вал приводится в движение от коленвала двигателя и имеет вдвое меньшее число оборотов, чем коленвал. Каждый клапан открывается один раз за два оборота коленвала. Рабочий цикл в поршневом ДВС из следующих процессов: впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска.




Первый такт - впуск.

В начале первого такта поршень находится в положении В.М.Т. Камера сгорания заполнена продуктами сгорания от предыдущего процесса, давление которых несколько выше атмосферного. При вращении коленвала (в направлении стрелки) шатун перемещает поршень к Н.М.Т., а распределительный механизм открывает впускной клапан и сообщает надпоршневое пространство цилиндра двигателя с впускным трубопроводом.

С увеличением скорости поршня давление в цилиндре становится на 0,1-0,3 кг/см2 меньше давления во впускном трубопроводе Рк вследствие возрастания смеси или воздуха в клапанах и сопротивления на впуске. Под влиянием разности давлений цилиндр заполняется свежим зарядом (воздухом или горючей смесью).

ra – линия впуска.



Давление во впускном трубопроводе может быть равным атмосферному (в двигателях без наддува) или выше него, в зависимости от степени наддува (Рк = 1,3-2,5 кг/см2) в двигателях с наддувом. В результате наддува повышается плотность воздуха и, следовательно, увеличивается величина свежего заряда, заполняющего цилиндр при такте впуска. Увеличение заряда в цилиндре при впуске повышает работу за цикл и мощность двигателя, однако при этом возрастают давления и температуры цикла.









Второй такт – сжатие.

При движении поршня к В.М.Т. производится сжатие поступившего в цилиндр заряда, давление и температура которого при этом повышаются. При некотором положении поршня давление в цилиндре становится равным давлению впуска Рк (точка m на индикаторной диаграмме). Для улучшения наполнения цилиндра свежим зарядом впускной клапан продолжает оставаться открытым некоторое время в начале такта (до точки m). Запаздывание закрытия впускного клапана позволяет использовать для дозарядки разрежения в цилиндре, а также кинетическую энергию столба воздуха, движущегося по впускному трубопроводу.

После закрытия клапана и при дальнейшем перемещении поршня давление и температура в цилиндре продолжают повышаться. Значение давления в конце сжатия Рс будет зависеть от степени сжатия, герметичности рабочей полости, теплоотдачи в стенки и от величины начального давления сжатия Ра.


Для наилучшего использования теплоты, выделяющейся при сгорании, необходимо, чтобы сгорание топлива начиналось и заканчивалось при положении поршня, возможно близком к В.М.Т.



Поэтому воспламенение рабочей смеси от электрической искры в двигателях с внешним смесеобразованием или впрыск топлива в цилиндр двигателей с внутренним смесеобразованием обычно производится до прихода поршня в В.М.Т.

При втором такте в цилиндре в основном производится сжатие заряда. Кроме того, в начале такта продолжается зарядка цилиндра, а в конце начинается сгорание топлива. На индикаторной диаграмме второму такту соответствует линия ас.

Третий такт – сгорание и расширение.

Третий такт происходит при ходе поршня от В.М.Т. к Н.М.Т. В начале такта интенсивно сгорает топливо, поступившие в цилиндр и подготовленные к этому в конце второго такта. Вследствие выделения большого количества теплоты температура и давление в цилиндре резко повышаются, несмотря на некоторое увеличение внутрицилиндрового объема (участок cz).


Под действием давления происходит дальнейшее перемещение поршня и расширение газов. Во время расширения газы совершают полезную работу, поэтому третий такт называют также рабочим ходом. Линия czb – третий такт.



Четвертый такт – выпуск.

Во время 4-го такта происходит очистка цилиндра от выпускных газов. Поршень, перемещаясь от Н.М.Т. к В.М.Т., вытесняет газы из цилиндра через открытый выпускной клапан. Так как давление газов в цилиндре в конце такта расширения бывает еще достаточно высоким, выпускной клапан начинает открываться в тот момент, когда поршень не доходит до Н.М.Т. на 40-600 угла поворота вала. Вследствие этого уменьшается сопротивление движению поршня во время такта выпуска и улучшается очистка цилиндра. 4-й такт – линия br.

Этим тактом заканчивается рабочий цикл. При этом только такт сгорания и расширения является рабочим, а остальные 3 такта в данном цилиндре осуществляются за счет кинетической энергии вращающегося коленчатого вала с маховиком и работы других цилиндров.


Чем полнее будет очищен цилиндр от выпускных газов и чем больше поступит в него свежего заряда, тем больше можно будет получить полезной работы за цикл.

Для повышения степени наполнения цилиндра выпускной клапан закрывается не в конце такта выпуска (в В.М.Т.), а несколько позднее (при повороте коленвала на 5-300 после В.М.Т., т.е. в начале 1-го такта).

По этой же причине и впускной клапан открывается с некоторым опережением (за 10-400 до В.М.Т. в конце 4-го такта). Следовательно, в конце 4-го такта в течение некоторого периода могут быть открыты оба клапана. Такое положение клапанов способствует улучшению наполнения в результате подсасывания в цилиндр свежего заряда вследствие перемещения столба газов в выпускном трубопроводе

.


Лекция №2.

^ Двухтактные двигатели.

Четырехтактный двигатель только половину времени, затраченного на цикл, работает как тепловой двигатель (такты сжатия и расширения). Остальное время (такты впуска и выпуска) двигатель работает как воздушный насос.

В двухтактном двигателе рабочий цикл совершается за два такта, т.е. за один оборот коленвала. В двухтактных двигателях очистка цилиндра от продуктов сгорания и наполнение его свежим зарядом или процесс газообмена, проходит только при движении поршня вблизи Н.М.Т.

Очистка цилиндра от выпускных газов осуществляется путем вытеснения их не поршнем, а предварительно сжатым до определенного давления воздухом или горючей смесью. Предварительное сжатие воздуха или смеси производится в продувочном насосе, выполняемом в виде отдельного агрегата.

В небольших двигателях в качестве продувочного насоса используется иногда внутренняя полость картера (кривошипная камера) и поршень двигателя.

В процессе газообмена в двухтактных двигателях некоторая часть свежего заряда неизбежно удаляется их цилиндра вместе с выпускными газами через выпускные окна. Эту систему свежего заряда при продувке компенсируют увеличенной его подачей насосом.



1. Впускные окна по высоте составляют около 10-15% хода поршня. Открытие и закрытие впускных окон производится поршнем при его движении в цилиндре.

2. Выпускные клапаны приводятся в действие от распределительного вала.

3. Продувочный насос нагнетает воздух в продувочный ресивер.


Первый такт: соответствует ходу поршня от В.М.Т. к Н.М.Т. В цилиндре только что произошло сгорание (линия cz на индикат. диаграмме) и начался процесс расширения газов, т.е. осуществляется рабочий ход. При подходе поршня к впускным окнам открываются впускные клапаны, и продукты сгорания начинают выходить из цилиндра в выпускной патрубок; при этом давление в цилиндре резко снижается (участок mn на индикаторной диаграмме). Впускные окна открываются поршнем позднее открытия клапанов, когда давление в цилиндре становится примерно равным давлению предварительно сжатого воздуха в ресивере. Воздух, поступая через впускные окна в цилиндр, вытесняет через выпускные клапаны оставшиеся в цилиндре продукты сгорания и заполняет цилиндр. Осуществляется так называемый газообмен (участок na индикаторной диаграмме). Таким образом, в течение первого такта в цилиндре происходит сгорание топлива с выделением теплоты, расширение газов, выпуск выпускных газов и продувка цилиндра.

Второй такт: соответствует ходу поршня от Н.М.Т. к В.М.Т. В начале этого хода поршня продолжается процесс продувки и заполнения цилиндра свежим зарядом. Конец продувки цилиндра (участок ak на индикаторной диаграмме) определяется моментом закрытия впускных окон и выпускных клапанов. Последние закрываются или одновременно с впускными окнами, или несколько ранее. Давление в цилиндре к концу зарядки в двухтактных двигателях несколько выше атмосферного и зависит от давления продувного воздуха. С момента окончания зарядки и полного перекрытия поршнем впускных окон начинается процесс сжатия воздуха. Когда поршень не доходит на 10-300 по углу поворота коленчатого вала до В.М.Т. (точка С’), в цилиндр через форсунку начинает подаваться топливо. Следовательно, в течение второго такта в цилиндре происходит процесс окончания выпуска и продувка, наполнение цилиндра свежим зарядом в начале хода поршня и процесс сжатия при его дальнейшем ходе.

В отличие от четырехтактного двигателя, в двухтактном отсутствуют такты впуска и выпуска как самостоятельные такты, для которых требуется один оборот коленвала. В двухтактных двигателях эти процессы осуществляются на небольших участках основных тактов расширения и сжатия.



Рассмотренная выше клапанно-щелевая прямоточная схема газообмена не является единственной. В двухтактных двигателях применяют различные схемы органов газообмена, как, например, петлевая схема продувки и т.д.

Из рассмотрения рабочего цикла двухтактного двигателя видно, на части хода поршня Sn, где происходит газообмен, полезная работа не совершается. Объем Vn, соответствует этой части хода поршня, называется потерянным


. Рабочий объем цилиндра, описываемый поршнем при движении от точки m, определяющей момент начала сжатия, до В.М.Т.



В цилиндре двухтактного двигателя процесс сжатия начинается с момента закрытия выпускных окон (точка m), поэтому действительная степень сжатия



Геометрическая степень сжатия выражается той же формулой, что и для четырехтактных двигателей.



Отношение потерянного объема Vn к объему Vh представляет собой долю потерянного объема на процесс газообмена:

В двухтактных двигателях

Объем внутренней полости цилиндра при положении поршня в В.М.Т. называют объемом камеры сгорания и обозначают Vc.

Объем, описываемый поршнем между мертвым точками, называют рабочим объемом и обозначают Vh.

, где D – диаметр цилиндра.

S – ход поршня

Vh обычно измеряется в литрах.

Полный объем одного цилиндра.





; - степень сжатия, показывает, во сколько раз уменьшается объем цилиндра над поршнем, т.е. сжимается заряд в цилиндре, при перемещении поршня из Н.М.Т. в В.М.Т.

Степень наполнения цилиндра свежим зарядом оценивается коэффициентом наполнения , который показывает отношения действительного количества заряда G3, поступившего в цилиндр, к тому количество, которое могло бы заполнить рабочий объем цилиндра Vh при температуре tk и давлении Pk заряда во впускном трубопроводе.


, где - плотность заряда при давлении Pk и температуре tk


или

Сравнение рабочих циклов четырехтактных и двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и при том же числе оборотов мощность двухтактного двигателя значительно больше. Учитывая увеличение числа рабочих циклов, следовало бы ожидать увеличение мощности в 2 раза. На самом деле мощность двухтактного двигателя увеличивается не в 2 раза, а приблизительно в 1,5 – 1,7 раза вследствие потери части рабочего объема, ухудшения очистки и накопления, а также некоторой затраты мощности на приведение в действие продувочного насоса. К преимуществам двухтактных двигателей следует также отнести большую равномерность крутящего момента, т.к. полный рабочий цикл осуществляется при каждом обороте коленвала (вместо двух в четырехтактных двигателях). Существенным недостатком двухтактного процесса является малое время, отводимое на процесс газообмена. Очистка цилиндра от продуктов сгорания и наполнение его свежим зарядом более совершенно происходит в четырехтактных двигателях.

При внешнем смесеобразовании в результате продувки цилиндра горючей смесью она частично выбрасывается через выпускные окна, поэтому двухтактный процесс применяется чаще в дизелях.

Исключение составляют мотоциклетные, лодочные и другие двигатели небольшой мощности, для которых большее значение имеют простота конструкции и ее компактность, чет экономичность работы.


^ Топливо для двигателей.

В качестве топлива используются жидкие нефтепродукты (бензин, дизельное топливо, тяжелое дизельное топливо) и горючие газы, основную часть которых составляют углеводороды.

Углеводороды обладают высокой теплотой сгорания, легко образуют с воздухом горючую смесь, сгорающую с большой скоростью. Продукты полного сгорания углеводородов не содержат компонентов, вредно действующих на детали двигателя и отравляющих атмосферный воздух.

Твердое топливо может быть использовано только при переработке его в жидкое или горючий газ. Непосредственное применение твердого топлива в ДВС вызывает недопустимые износы деталей двигателя зольными компонентами, содержащимися в продуктах сгорания.

Важнейшим качеством любого топлива является теплота сгорания, т.е. количество теплоты, которое выделяется при его полном сгорании. Теплоту сгорания газообразного топлива относят к 1м3 при t=00 C и P = 760мм. рт. ст., а жидкого – к 1 кг. при тех же условиях.

Более высокая теплота сгорания топлива обеспечивает меньшие расходы его в двигателе, что особенно важно для транспортных двигателей.

При использовании газообразных и легко испаряющихся жидких топлив (например, бензина) подготовка их к сгоранию, обычно, осуществляется вне цилиндра двигателя в специальных устройствах. Горючий газ или пары легко испаряющегося жидкого топлива поступают в цилиндр в виде горючей смеси топлива с воздухом.

В случае применения жидких топлив с недостаточной испаряемостью образование горючей смеси из паров топлива и воздуха осуществляется внутри цилиндра двигателя. Воздух поступает в цилиндр отдельно, а затем в нагретый вследствие высокого сжатия воздух вводится жидкое топливо в мелкораспыленном виде. Капельки распыленного топлива нагреваются в среде воздуха, имеющего высокую температуру, и переходят в парообразное состояние.


^ Газообразное топливо.

В качестве газообразного топлива в ДВС применяются природные газы, добываемые из чисто газовых месторождений, промысловые газы при добыче и переработке нефти, канализационные газы и газы, получаемые из различных твердых топлив путем их газификации.

Газообразное топливо является механической смесью различных горючих и инертных газов. В состав газообразного топлива могут входить в самых различных соотношениях метан СН4, углеводорода вида CnHm, окись углерода СО, углекислый газ СО2, водород Н2 и инертные газы, в основном азот N2. Главным компонентом природных и канализационных газов является метан, содержание которого достигает 85-97%. В промысловых газах содержится 30-70% метана, остальную часть составляют более тяжелые углеводороды метанового ряда.

Содержание в газообразном топливе влаги и вредных загрязняющих примесей строго ограниченно.


^ Жидкое топливо.

Жидкое топливо, применяемое в двигателях внутреннего сгорания, получается в основном в результате переработки нефти. Применяется также синтетическое жидкое топливо, которое производится из различных видов твердых топлив и газов.

Нефтяное жидкое топливо состоит в основном из углерода С (85-87%), водорода Н (12,5-14,7%) и относительно небольшого количества кислорода О (0-0,5%).

Иногда в топливе в незначительных количествах содержатся сера S и азот N2.

Жидкие топлива для ДВС по основным показателям делятся на две группы:

  1. топливо для карбюраторных двигателей;

  2. топливо для двигателей с воспламенением от сжатия (дизель).


Испаряемость.

Важнейшим показателем качества жидкого топлива является испаряемость, т.е. способность переходить в парообразное состояние. От испаряемости топлива существенно зависит протекание всех фаз рабочего процесса (цикла), его экономичность, а также пусковые характеристики двигателя.

Испаряемость жидкого топлива характеризуется фракционным составом, который показывает процентные (по объему) содержание углеводородов топлива, выкипающих до той или иной температуры.

График зависимости объема испаряющегося топлива от температуры называется кривой фракционной разгонки.



1 – авиационный бензин

2 - автомобильный бензин

3 – дизельное топливо




Вязкость.

Показателем качества жидкого топлива, влияющим на процессы теплоотдачи и распыливания, служит коэффициент кинематической вязкости. Вязкость топлива возрастает по мере утяжеления его фракционного состава. С понижением температуры вязкость топлива увеличивается, что затрудняет процесс топливоотдачи. У топлив со значительной вязкостью она в большей мере зависит от температуры.

Так, например, при понижении температуры от 20 до -200 С коэффициент кинематической вязкости бензинов возрастает примерно в 2 раза, а дизельных топлив – более чем в 5-10 раз.


^ Детонационная стойкость.

Одним из важнейших показателей качества топлива для карбюраторных двигателей является его детонационная стойкость, от которой зависит нормальное распространение пламени при сгорании. При несоответствии детонационной стойкости топлива степени сжатия двигателя нарушается нормальное протекание процесса сгорания, связанные с возникновением ударных волн в камере сгорания вследствие объемного самовоспламенения части топлива. Работа двигателя на детонационном режиме недопустима, т.к. связана с перегревом двигателя, падением мощности, появлением металлических стуков в цилиндре, сажи в выпускных газах. При длительной работе двигателя с детонацией возможно прогорание поршней, клапанов и разрушение подшипников.

Каждому топливу соответствует своя максимально допустимая степень сжатия. Для обеспечения нормального протекания процесса сгорания необходимо применять топливо, при котором двигатель на всех режимах работает без детонации.

Детонационная стойкость определяется в специальном двигателе при стандартных условиях испытания. Высокой детонационной стойкостью среди углеводородов обладает изооктан (его стойкость принимается за 100 единиц), наименьшей – нормальный гептан (его стойкость равна нулю).

Детонационная стойкость бензина характеризуется октановым числом, т.е. процентным ( по объему) содержанием изооктана в такой смеси с нормальным гептаном, которая по детонационной стойкости равноценна данному топливу. Так, например, если исследуемое топливо при испытаниях детонирует так же, как смесь, содержащая 70% изооктана и 30% нормального гептана, что октановое число такого топлива равно 70.

Чем больше октановое число топлива, тем выше максимально допустимая степень сжатия, при которой топливо будет сгорать без детонации. Различные бензины имеют октановые числа 70-100; октановое число топлив, имеющих детонационную стойкость, лучшую, чем изооктан, оценивается по условной шкале октановых чисел.


Лекция №3

^ Склонность к воспламенению.


Склонность к воспламенению является одним из важнейших показателей качеств топлив для дизелей. Топлива, обладающие большой склонностью к воспламенению, обеспечивает более благоприятное протекание процесса сгорания, без резкого повышения давления и появления в связи с этим стуков в цилиндре. Воспламеняемость дизельных топлив зависит от группового химического состава. Наибольшей склонностью к воспламенению обладают углеводороды нормального парафинового ряда (воспламеняемость цетана принимается за 100 единиц), наименьшей – углеводороды ароматического ряда (воспламеняемость альфаметилнафталина – 0 единиц). Склонность к воспламенению дизельных топлив оценивается цетановым числом, которое определяется в специальном двигателе при стандартных условиях испытания.

Цетановым числом называется процентное (по объему) содержание цетана в такой смеси с альфаметилнафталином, которая имеет такую же склонность к воспламенению, как и данное топливо. Так, например, если исследуемое топливо имеет такую же склонность к воспламенению, как смесь, содержащая 45% цетана и 55% альфаметилнафталина, то его цетановое число равно 45.

Дизельное топливо для быстроходных дизелей должно иметь цетановое число 40-55 единиц.


Примеси.

Для предупреждения механического и коррозионного износа деталей двигателя, в первую очередь топливоподающей аппаратуры, жидкие топлива не должны содержать механических примесей, воды и коррозирующих веществ, как например, активных сернистых соединений, неорганических кислот и щелочей.


^ Температура кристаллизации.

Возможность применения топлив в различных климатических условиях характеризуется температурой кристаллизации, при которой выпадающие из топлива кристаллы углеводов препятствуют его подаче через фильтры в жиклеры или форсунки, либо температурой застывания, при которой заправочные операции с топливом становятся невозможными без его специального подогрева.


^ Сгорание топлива.

Для сгорания топлива известного элементарного состава требуется вполне определенное количество кислорода, а, следовательно, и соответствующее количество воздуха.

Сгорание топлива с теоретически необходимым количеством воздуха является частным случаем сгорания.

В зависимости от организации рабочего процесса двигателя, соотношение между количеством воздуха и количеством топлива, поступающих в цилиндр, может изменяться. На каждую массовую или объемную единицу топлива может приходиться количество воздуха, больше или меньше теоретически необходимого.

Отношение действительного количества воздуха к теоретически необходимому называется коэффициентом избытка воздуха
  1   2   3   4   5



Скачать файл (2431.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru