Consumul specific de combustibil este ceea ce. Sentry și consumul specific de combustibil

Ph.D. AM Kuznetsov, Institutul de Inginerie Electrică din Moscova (TU)

Consumul specific de carburant de referință pentru producția și furnizarea de energie termică de la instalația de cogenerare pentru alimentarea cu energie termică este un indicator important al CHP.

În cărțile cunoscute tuturor inginerilor energetici, sa propus anterior o metodă fizică pentru împărțirea consumului de combustibil în producția de energie termică și electrică la CHP. De exemplu, în manualul E.Ya. Sokolov, "Rețele de încălzire și termică", oferă formula pentru calcularea consumului specific de combustibil pentru generarea de căldură la o centrală de cogenerare:

b = 143 m / η la c = 143 / 0,9 = 159 kg / Gcal unde 143 - numărul de combustibil condiționat din cele kg ardere standuri 1 Gcal ..; la r | c. - puterea cazanului Eficiența considerând pierderea de căldură în liniile de abur intre cazan si sala turbinei (valoarea acceptată de 0,9). Și în manualul V.Ya. Ryzhkina „Centrale termoelectrice“ în exemplul de calcul al schemei turbinei termice-T 250-240 se determină că consumul specific de combustibil de energie termică este de 162.5 kg ce / Gcal.

În străinătate, această metodă nu se aplică, iar în țara noastră din anul 1996, RAO EES „din Rusia“, a fost aplicat un alt, mai perfecte - ORGRES metoda proporțională. Dar această metodă oferă, de asemenea, o supraestimare semnificativă a consumului de combustibil pentru producerea căldurii la centrala de cogenerare.

Cel mai corect calcul al costurilor de combustibil pentru generarea de căldură la centrala de cogenerare este metoda de eficiență a selecției, care este prezentată mai detaliat în articol. Calculele efectuate pe baza acestei metode arată că consumul de combustibil la turbinele de generare a energiei termice cu CET-T 250-240 60 kg / Gcal și CHP cu turbine T-110 / 120-12,8-5M - 40 , 7 kg / Gcal.

Să luăm în considerare metoda de eficiență a selecțiilor pe exemplul CCGT CHPP cu o turbină cu abur T-58 / 77-6,7. Indicatorii de performanță cheie ale unor astfel de turbine sunt prezentate în tabelul, care arată că funcționarea sa de iarnă medie - thermalclamping si vara - condensare. În partea de sus a mesei, în ambele moduri, toți parametrii sunt aceiași. Diferența se manifestă numai în selecții. Acest lucru ne permite să efectuăm cu încredere calculul consumului de combustibil în modul de încălzire.

Turbina cu abur T-58 / 77-6,7 este proiectat pentru a funcționa în dual-PGU-230 la CTE Molzhaninovo lângă Moscova. Încărcarea termică este Q r = 586 GJ / h (162,8 MW sau 140 Gcal / h). Modificarea puterii electrice a instalației turbinelor în trecerea de la modul de încălzire la modul de condensare este:

N = 77,1-58,2 = 18,9 MW.

Eficiența selecției se calculează după următoarea formulă:

ητ = N / Q r = 18,9 / 162,8 = 0,116.

La aceeași sarcină termică (586 GJ / h), dar cu generare separată de energie termică în cazanul de încălzire centrală, consumul de combustibil va fi:

BK = 34,1 .Q / ηr k = 34,1.586 / 0,9 = = 22203 kg / h (158,6 kg / Gcal) în care 34.1 - numărul de combustibil conditionate, Kg, care este eliberată la arderea 1 GJ energie termică; η рк. - Eficiența cazanului district pentru generarea separată a energiei (se presupune o valoare de 0,9).

Consumul de combustibil în sistemul de alimentare pentru producerea căldurii la CHP, ținând seama de eficiența selecției:

unde η kc. - Eficiența cazanului IES-ului înlocuitor; ηο - eficiența unității de turbină a IES de înlocuire; η э с. - Eficiența rețelelor electrice în transportul energiei electrice de la IES înlocuitor.

Economia de combustibil atunci când generarea de căldură și energie electrică combinate în comparație cu o instalație de termoficare: V la -Ca = B t = 22203-7053 = 15150 kg / h.

Consumul specific de combustibil în eficiența producerii de energie termică prin selecțiile metodei: b t = R t / Q t = 7053/140 = 50.4 kg / Gcal.

În concluzie, trebuie remarcat faptul că selecțiile de eficiență metoda justificată științific, ia în considerare în mod corespunzător procesele care au loc în sistemul de putere în condițiile de încălzire, ușor de utilizat și pot găsi cea mai largă aplicație.

literatură

1. Ryzhkin V.Ya. Centrale termice. M.-L .: Energia, 1967. 400 p.

2. Sokolov E.Ya. Rețele de încălzire și încălzire. Moscova: Energoizdat, 1982. 360 p.

3. Kuznetsov A.M. Compararea rezultatelor separării consumului de combustibil pentru electricitate și căldură furnizate de CHPP prin diverse metode, Energetik. 2006. № 7. P. 21.

4. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil în timpul transferului turbinelor în modul de încălzire // Energetik. 2007. № 1. P. 21-22.

5. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil pe bloc cu turbina T-250-240 și indicatorii de performanță // Economie de energie și tratare a apei. 2009. № 1. P. 64-65.

6. Kuznetsov A.M. Calcularea economiei de combustibil și a performanțelor turbinelor T-110 / 120-12,8-5M // Economie de energie și pregătire de apă. 2009. № 3. P. 42-43.

7. Barinberg GD, Valamin AE, Kultyshev A.Yu. Turbine cu abur de la UTZ pentru proiecte prospective CCGT // Teploenergetika. 2009. № 9. Cu 6-11.

PUTEREA EFECTIVĂ.

Puterea recepționată în cilindrii motorului este transmisă arborelui cotit prin CCM. transfer de energie este însoțită de pierderi mecanice, care sunt formate din pierderile prin frecare pe peretele cilindrului pistonului, lagărul arborelui cotit, mecanismul cu came, precum și mecanisme, agățate pe motor și pierderile „pompare“ (în motoarele în 4 timpi).

puterea utilă dezvoltată de arborele cotit al motorului în flanșa, da consumatorului, este numit puterea efectivă (Ne), care este mai mică decât mărimea pierderilor mecanice indicator expended pe mecanismele de frecare și acționare montat. apoi,

unde, N m este puterea pierderilor mecanice.

MEDIUL PRESIUNE EFECTIVĂ.

La determinarea puterii efective se introduce noțiunea de presiune medie efectivă (p e), care este exprimată ca:

p e = p i ∙ η m

Știm ce este p i; similar cu cele de mai sus, se poate concluziona că presiunea medie efectivă este mai mică decât presiunea medie a indicatorului prin pierderea medie de presiune mecanică, adică

Apoi, înlocuind în valoarea puterii indicatoare formulă în loc de p i p e, obținem N e 2 = 52,3D ∙ p e ∙ C m ∙ i [EHP]

Folosind formula, găsim diametrul cilindrului D = √ (Ne / 52.3 ∙ Pe ∙ C m ∙ z)

Cuplul este interconectat cu puterea efectivă și caracterizează sarcina motorului Me = 716.2 Ne / n [kg-m]

Puterea efectivă depinde de un număr de parametri:

p e ∙ F ∙ S ∙ n ∙ k ∙ z

Ne = ----- [e.e.],

Pe baza acestei dependențe, sunt construite grafice care arată relația dintre putere și parametrii care o determină. Aceste grafice se numesc caracteristici ale motorului. Distingeți caracteristicile de mare viteză, sarcină și șuruburi.

Consumul orar de carburant este măsurat în [kg / h] și este utilizat pentru clasificarea și raportarea de combustibil (GH).

Specific este numit consum orar de combustibil, referit la o unitate de capacitate efectivă. GCH

g e = - [g / hp ∙ oră]

Relația dintre consumul specific de combustibil și eficiența eficientă este stabilită de formula 632

g e = - [g / hp ∙ oră]

Să comparăm consumul specific de combustibil:

motoare cu ardere internă cu viteză mică g e = 0,141-0,165 [kg / els ∙ h]

motoare cu ardere internă cu viteză medie g e = 0.150-0.165 [kg / els ∙ h]

motoare de ardere de mare viteză g e = 0.165-0.180 [kg / els ∙ h]

MODELE ȘI CĂILE DE CREȘTEREA PUTERII ICE.

Creșterea puterii ICE poate fi realizată în următoarele moduri:

1. creșterea dimensiunilor cilindrilor (diametru - D, accident vascular cerebral - S) sau un număr de cilindri (z), astfel, există o creștere a dimensiunii globale a motorului;

2. Creșterea vitezei (viteza - n), în timp ce durata de viață a pieselor scade. forțele de viteză și inerție cresc;

Trecerea de la ICE în 4 timpi la 2 timpi;

4. supraîncărcarea motorului, adică alimentarea aerului în cilindri sub presiune, ceea ce vă permite să ardeți mai mult combustibil. Cu toate acestea, supraîncărcarea mecanică permite creșterea puterii cu indicatorii economici deteriorați, iar turbina cu gaz - pentru a crește puterea în timp ce reduce, sau chiar cu o anumită îmbunătățire a indicatorilor economici, de exemplu, dacă

η e = ↓ η i ∙ η m, dar

(1 / ε k), atunci pentru η m = f (n), atunci n =

η = Ni / Ni = (Ni-Nm) Ni = 1- (Nm / Ni)

Turbina cu turbină cu supraalimentare cu ICE în 4 timpi a fost efectuată cu ușurință pentru că umplerea cilindrului și curățarea acestuia se efectuează în timpul operațiilor de "pompare", iar traseele de aspirație și evacuare nu sunt aproape raportate. Presiunea aerului de încărcare poate fi mai mare și mai mică decât presiunea de evacuare.

În cazul ICE în 2 timpi, presiunea aerului de încărcare trebuie să fie mai mare decât presiunea de la capătul evacuării libere. Pentru aceasta, puterea gazelor turbine trebuie realizată pentru a asigura o presiune de presiune. Eliberarea de gaze arse începe mai devreme cu o presiune mai mare a gazului și reducerea presiunii de aer. Drept urmare, datorită arderii pe linia de expansiune, temperatura gazelor și energia lor cinetică vor fi mai mari. În plus, într-o mașină sub presiune, raportul de compresie (E) scade. Acest lucru se face pentru a reduce PC și Pz și pentru a preveni creșterea încărcăturilor mecanice.

Toate cele de mai sus conduc la o deteriorare accentuată a indicatorilor indicatori:

pentru motoarele cu combustie cu supraalimentare, g i = 125-138 g / hp ∙ h;

pentru motoarele cu combustie fără putere, g i = 118-120 g / hp ∙ h.

Conservarea sau chiar îmbunătățirea indicatorilor eficienți se realizează datorită unei creșteri accentuate a eficienței mecanice. Se mărește deoarece pierderile mecanice cu viteză constantă nu cresc. N m = f (n) ≈ const.

TERMIC, INDICATOR, EFICIENT, EFICIENȚĂ MECANICĂ.

Determinarea eficienței termice a fost dată mai devreme. Vom adăuga puțin.

Eficiență termică   numit raportul de căldură, transformat într-o muncă utilă, la toată căldura furnizată.

Eficiența termică caracterizează gradul de utilizare a căldurii în orice proiect al motorului termic și, prin urmare, permite doar pierderea termică atunci când mergeți la frigider. Apoi, formula eficienței termice poate fi scrisă într-o formă convenabilă pentru calcule:

1 λ ∙ ρ k ~ 1

t = 1 -. -----

e k ~ 1 λ-1 + k ∙ λ (ρ-1)

Eficiența termică crește cu o creștere a raportului de compresie, cu o creștere a exponentului adiabatic k și cu o creștere a presiunii (gradul de creștere a presiunii λ).

Eficiența termică scade odată cu creșterea gradului de expansiune preliminară ρ.

Eficiența indicatorilor   Este raportul dintre cantitatea de căldură a trecut în indicatorul de funcționare (Q i), la cantitatea totală de căldură consumată în pregătirea acestei lucrări (Q Dificil). η i = Q i / Q lat (η i = 0,42 - 0,53).

η i = --- --- ---, unde

Gq ∙ Q rn g i ∙ Q r n

632 - echivalent termic de 1 hp oră [kcal]

Gh - consumul orar de carburant;

Q р н - funcționarea calorică inferioară a combustibilului.

Această eficiență caracterizează pierderile de căldură cu gazele de eșapament, cu apă de răcire, precum și pierderile rezultate din arderea incompletă a combustibilului. Se ia în considerare cantitatea totală de pierderi de căldură din timpul ciclului. Acest adaos de căldură din gazele de eșapament de ieșire, pierderile cauzate de prezența transferului de căldură, arderea incompletă a combustibilului, viteza de ardere ridicată insuficient. Creșterea proporției de căldură, lăsând un perete cilindru și un orificiu de evacuare a gazelor, o creștere a arderii incomplete afectează în mod negativ eficiența indicatorului. Cu o creștere a coeficientului de aer în exces, eficiența indicatorului crește în general.

La motoarele diesel, η i ≈ 0.4-0.5

Eficiență eficientă   este raportul dintre cantitatea de căldură consumată pe munca utilă a motorului (Qe), la toată cantitatea de căldură furnizată (Q).

Se iau în considerare atât pierderile termice, cât și cele mecanice.

632 Ne 36 ∙ 10 5

η e = ----, ή η e = ---

Q rn ∙ G Q Q ∙ g ∙ g e

Dependența dintre eficiență este exprimată de η e = η i ∙ η m

Diagrama prezintă graficele modificării eficienței ca funcție a sarcinii la n = const. (Η)

0 25 50 75 100 (Ne%)

Compara cu alte motoare diesel pentru valori eficiente de eficiență termică: de viteză redusă a motorului cu ardere internă η f = 0.42-0.39 turbinei cu gaz f = r | 0.42-.31

motoare cu combustie medie de viteză e e = 0,42-0,37 motoare cu abur η e<0.20

motoare cu ardere internă multiplă și e = 0,42-0,31 turbine cu abur η e\u003e 0,30

carburatoare cu motor cu ardere internă η e = 0,20-0,28

Prin urmare, în funcție de consumul specific de căldură, motorina este cea mai economică. (ηe = 0,35-0,42). Cu toate acestea, în instalațiile cu ulei de turbine cu abur utilizat și mai ieftin decât mai multă putere, cu atât mai mică diferența de cost de la motoarele diesel și turbine cu abur. Din moment ce turbinele au un număr de avantaje în comparație cu motoarele diesel, acestea sunt utilizate mai des la capacități mai mari. Motoarele diesel își păstrează competitivitatea în instalațiile cu o capacitate de până la 45.000 CP.

Eficiență mecanică   este raportul dintre puterea efectivă a indicatorului sau pierderile de putere mecanică.

η m = Ne / Ni sau η m = p e / p i

Eficiența mecanică arată că o parte a puterii indicatoare, care ar fi de dorit să se transforme într-o muncă utilă eficientă. Această eficiență ia în considerare:

Pierderile datorate frecării pieselor în mișcare, care depind de materiale, constructii de calitate de fabricație, manipulare și asamblare a pieselor, viteza de deplasare a nodurilor individuale presiunilor împerecheri (mai mult de jumătate din aceste pierderi merge să se împerecheze virolei-piston), calitatea uleiului, etc. ;

- pierderi de "pompare". Motorul cu ardere internă în patru timpi la „pompare“ pierderile de energie sunt necesare pentru a depăși rezistența în cilindrul de purificare a produselor de ardere. Acestea depind de momentul deschiderii supapelor de admisie și evacuare (vezi diagrama de sincronizare). Cu deschiderea tardivă a supapei de admisie, presiunea de aspirație va fi mai mică. Odată cu deschiderea târzie a ceremoniei de absolvire - presiunea de eliberare va fi mai mare. În ambele cazuri, zona de muncă negativă crește. Puterea folosită pentru cursa "de pompare", atunci când este supraîncărcată, se poate transforma într-o muncă utilă. (O modalitate de îmbunătățire a eficienței.)

Pierderea puterii de antrenare a mecanismelor de cost cu motor (naveshali caracterizează proiectarea rațională);

Pentru a reduce pierderile mecanice, este necesar să se mențină și să se mențină motorul în stare tehnică bună. Mențineți toate limitele necesare în instrucțiunile recomandate de producător, alegeți calitatea și gradul de lubrifianți corespunzători. Respectați condițiile de temperatură corespunzătoare, reglarea încărcării pentru cilindri, temperatura apei, uleiul, curățenia colectoarelor etc.

Valorile eficienței mecanice.

Motoarele cu combustie internă în doi timpi pentru motoarele în 4 timpi

fără impuls, η m = 0,75-0,85 fără amplificare, η m = 0,75-0,85

cu supraalimentare η m = 0,86-0,93 cu supraalimentare η m = 0,85-0,95

FUNCȚIONAREA MOTORULUI

INFLUENȚA CONDIȚIILOR METEOROLOGICE PRIVIND LUCRAREA DIESELULUI.

La schimbarea condițiilor atmosferice standard (temperatura la t = 20 ° C; bar presiunea barometrică P = 760 mm Hg. Umiditate relativa φ = 70%) există o schimbare a încărcăturii de aer în cilindru, și anume, taxa de masă scade odată cu creșterea temperaturii aer, cu o scădere a presiunii barometrice, cu o creștere a umidității relative a aerului. În acest caz:

1, presiunea medie a indicatorului p i scade;

2, factorul exces de aer α scade;

3, temperatura gazelor de evacuare crește;

4 crește tensiunea la căldură a pieselor GPG;

5 puterea motorului este redusă.

Când temperatura aerului care intră în cilindri crește, gradul de încărcare a aerului scade și, prin urmare, factorul de aer în exces. Aceasta duce la o deteriorare a arderii combustibilului și la creșterea consumului acestuia. Scade p i și, prin urmare, puterea motorului. Datorită creșterii temperaturii încărcării cu aer, temperatura gazelor de eșapament va crește, ceea ce înseamnă că temperatura medie a ciclului și solicitările termice ale motorului vor crește.

Pentru a evita supraîncărcarea termică a motorului, este necesar să se monitorizeze funcționarea acestuia la presiunea maximă de ardere (Pz) și la temperaturile gazelor de eșapament, fără a permite creșterea lor peste valorile nominale.

Pentru a îmbunătăți parametrii, este necesar să se reducă alimentarea cu combustibil pe ciclu. Acest lucru determină o scădere a p i și o scădere a vitezei arborelui cu arbore atunci când funcționează pe VPSH și, ca o consecință, o scădere a vitezei navei. În practica de operare a motoarelor principale, se presupune că, cu o creștere a temperaturii aerului de 10 ° C, fie reducerea vitezei de rotație cu 2%, fie reducerea treptei de propulsie cu 3%.

Când crește umiditatea aerului, conținutul de aer uscat al cilindrilor scade. Aceasta se va schimba de asemenea (α). Ca urmare, condițiile de combustie se vor deteriora și acest lucru va duce, de asemenea, la o scădere a puterii și, prin urmare, a puterii motorului. Temperatura gazelor va crește oarecum, ceea ce va duce la supraîncărcarea ICE.

În plus, influența umidității contribuie la schimbarea puterii și a coroziunii în buteliile motorului, în special atunci când se lucrează cu combustibili cu sulf. Prin urmare, este necesar să se asigure că condițiile de rouă nu sunt create în tractul de admisie. Punctul de rouă pentru fiecare motor diesel cu răcire cu aer comprimat și aer este indicat în pașaport și în forma sa.

CARACTERISTICI ale ICE.

Utilizarea completă a puterii motoarelor diesel marine este una dintre sarcinile principale ale mecanicului navei. Este important ca motorul să funcționeze la o putere care să nu depășească capacitățile sale reale. Pentru a rezolva problema în mod competent, este necesar să se cunoască caracteristicile motorului diesel și baza interacțiunii acestuia cu consumatorul de energie. Modul de funcționare al motorului diesel se caracterizează printr-un set de parametri: putere, economie, viteză, sarcini termice și mecanice. Performanța motoarelor este în mod obișnuit împărțită în:

1) energetic - Ni, Ne, Me, p i, p e, n;

2) economic - Gh, g e, ε, (i);

3) întreținere - de presiune și temperatură la instrumentele standard, precum și un număr de parametri suplimentari, făcând posibilă judeca rezistența termică și mecanică a motorului.

Tensiunea termică   - în dependență directă de sarcină, caracterizată printr-o presiune medie a indicatorului sau poziția pompei de injecție a carburantului. Temperatura gazului de eșapament (Tg), apa (Tv) și uleiul (Tm) sunt monitorizate. Recent, în condiții marine produc bucșe măsurători de temperatură în partea superioară a cilindrului și în zona porturilor de baleiaj și fundul pistonului și lagărelor și tungsten.

Tensiunea mecanică   - al cărei criteriu principal este presiunea maximă de ardere (Pz) și forța de inerție a maselor în mișcare (Pj).

Dacă în timpul funcționării motorului diesel parametrii săi rămân constanti, atunci regimul este numit constant. Trecerea de la un regim stabilit la altul poate să apară în mod spontan sub influența condițiilor traseului; automat - sub influența autorității de reglementare; sau manual - de către operatorul care acționează asupra șinei de comandă a pompei de combustibil.

Cu suficientă întârziere între modurile pot fi stabilite pentru a primi multitudinea de moduri interconectate de schimbare regulată a parametrilor motorului.

Setul de regimuri staționare prezentate sub formă de analiză, tabele sau dependențele grafice ale miezului, un parametru preselectat, numit diesel caracteristic. În acest caz, în cazul în care parametrul principal pentru a primi sarcina, caracteristica de sarcină se numește, iar dacă viteza - caracteristica de viteză se numește.

CARACTERISTICILE DE ÎNCĂRCARE.

Dependența parametrilor funcționării motorului de sarcina sa la o viteză constantă se numește caracteristica de sarcină. Ne sau p e este considerată ca o variabilă independentă, sau un fel de relație, de exemplu, p e / p e. Pe axa de ordonare, toți parametrii de interes sunt depuși. De exemplu, luăm în considerare caracteristica g e = f (Ne).

Caracteristicile de încărcare luate la viteze diferite nu coincid. Prin urmare, în operația combinată reprezentarea grafică a caracteristicilor, care este ușor de a determina valoarea oricărui parametru care corespunde unui anumit sarcină și viteză.

Motoarele principale, cu transmisie directă cu șurub și având o turație variabilă, în anumite condiții (atunci când sarcina pe șurub în apă puțin adâncă, curbe etc.) funcționează pe caracteristica de încărcare, în cazul în care comenzile regulatorului poziție rămâne neschimbată.

Din grafic vedem că pentru un anumit număr de rotații (n = const), consumul minim de combustibil specific este în modul ≈ 90% de încărcare completă. Din păcate, motorul nu poate funcționa continuu la acest mod, deoarece încărcarea navei și condițiile înconjurătoare (adâncimea pârâului, direcția și forța vântului, curenții etc.) se schimbă, însă acest lucru trebuie luat în considerare și, dacă este posibil, trebuie să lucrăm cu o asemenea capacitate.

Situația este mai simplă cu încărcarea generatoarelor diesel. Caracteristica de sarcină la viteza nominală (n nom) aproximează funcționarea generatorului.

CARACTERISTICILE VITEZEI.

Caracteristica de viteză - dependența parametrilor motorului de frecvența rotirii acestuia. În funcție de condițiile în care sunt obținute, caracteristicile de viteză sunt împărțite în extern, șurub   și restrictiv.

În Fig. arată forma generală a caracteristicilor de viteză, unde prin schimbarea cantității de combustibil furnizat, obținem viteze diferite și valorile corespunzătoare ale parametrilor selectați (două 625/34).

Consumul eficient de combustibil specific cu puterea efectivă cunoscută Ne și consumul de combustibil GT este determinat de formula:

g e = 10 3 G t / N e

Unitate de măsură a consumului specific de combustibil specific: g / (kWh).

Când motorul funcționează cu combustibil lichid, relația dintre g e și n e este după cum urmează:

n e = 3,6 10 3 / (g eQn)

Pentru motoarele de automobile care funcționează în modul nominal, valorile efective ale eficienței se încadrează în următoarele limite: pentru motoarele cu carburant 0.25 ... 0.33; pentru motoare diesel 0,35-0,4. În același timp, valoarea consumului specific efectiv de carburant este: pentru motoarele cu carburant 300 ... 370 g / (kWh); pentru motoarele diesel cu camere de combustie neecranate 245 ... 270 g / (kWh).

4. Cuplul și puterea efectivă.

5. Eficiența mecanică, efectul asupra mărimii modului de funcționare, alegerea uleiului de motor, starea termică și tehnică a motorului.

Eficiență mecanică

Eficacitatea mecanică nм - un parametru estimat al pierderilor mecanice în motor:

nm = LeLi = re / pi = Me / Mi = Ne / Ni.

Când motoarele auto funcționează în modul nominal, valoarea este în limitele următoare: pentru motoarele cu carburator în patru timpi 0,7 ... 0,85; pentru motoarele diesel în patru timpi, fără supraîncărcare 0,7 ... 0,82, cu supraalimentare 0,8-0,9; pentru motoarele cu gaz 0,75 ... 0,85; pentru motoarele diesel în doi timpi de mare viteză 0,7-0,85.

6. Balanța termică externă a motorului. Componentele balanței de căldură.

Eficiența transformării căldurii de combustie a combustibilului în muncă utilă într-o centrală termică se estimează utilizând balanța de căldură a energiei. Căldura eliberată de arderea combustibilului se transferă numai parțial la o muncă eficientă eficientă pe arborele motorului. O parte semnificativă a acesteia este transportată cu gaze uzate, transferate către sistemul de răcire, mediul înconjurător etc. și anume este pierderile de căldură.

Se numește distribuția căldurii eliberate în timpul arderii combustibilului pentru o muncă eficientă și pentru anumite tipuri de pierderi de căldură echilibru termic.

Există echilibru termic extern și intern.

Distribuția căldurii degajate în timpul arderii combustibilului în componentele principale, determinate experimental pe așa-numiții parametrii externi de funcționare a motorului (puterea efectivă, temperatura apei, ulei, etc.), se numește echilibrul termic exterior.

Distribuția căldurii degajate prin arderea combustibilului pariu pe componentele principale, definiția care este asociată cu o cunoaștere a indicatorului (intern) obținut din diagramele de indicatori de performanță a motorului numit un echilibru termic interior.

Compoziția balanței de căldură, ca etapă finală a calculului, are următoarea funcție:

în primul rând -   acesta este calculul mărimii pierderilor de căldură. Cunoscând pierderea de căldură, puteți schița modalitățile de a le reduce prin utilizarea noilor tehnologii și a principiilor recuperării căldurii. Ca urmare a utilizării pierderilor de căldură, este posibilă proiectarea unei instalații cu o eficiență mai mare decât eficiența motorului însuși;

Al doilea -constă în faptul că cunoașterea pierderilor termice oferă baza pentru proiectarea sistemelor auxiliare ale motorului (sisteme de apă, ulei, etc.) și evaluarea eficacității lor. De exemplu, bilanțul termic al temperaturii gazului de eșapament determinată necesare pentru analiza și proiectarea unui turbocompresor (dacă turbina cu gaz combinat și supraalimentării). Astfel, compoziția echilibrului termic este direct de importanță practică;

Al treilea -pur calculat. Realizarea balanței de căldură vă permite să verificați corectitudinea calculelor. Consumul de căldură trebuie să fie egal cu sosirea. Dacă soldul nu se converge, atunci acest lucru indică un calcul incorect.

7. Conceptul procesului de schimbare a gazelor. Fazele distribuției gazelor.

Caracteristicile proceselor de schimb de gaze. Schimb de gaz   Este numit setul de procese de eliberare și o admitere care oferă o schimbare a unui corp de lucru.

Calitatea curățării cilindrului de gazele de eșapament și eficiența umplerii cu sarcină proaspătă determină performanța motorului. În ciclul actual, începutul și sfârșitul proceselor de schimb de gaze (admisie și evacuare) nu corespund cu începutul și sfârșitul cursei de admisie și evacuare.

Procesele de schimb de gaze sunt interconectate unele cu altele și au un impact semnificativ asupra altor procese care apar în ciclul actual. De exemplu, crearea unei mișcări direcționale a încărcăturii în cilindru prin profilare și dispunerea canalelor de admisie în capul cilindrului contribuie la îmbunătățirea formării amestecului și a arderii.

Pentru a crește eficiența schimbului de gaze, este necesar să se asigure cea mai mare cantitate de trecere a secțiunilor transversale ale supapei f, cm2, denumită "secțiunea temporală". Din punct de vedere grafic, reprezintă aria de sub curba zonei curente a secțiunii transversale a supapei dintre punctele moarte ca funcție de timp.

Lucrările de schimb de gaze (pierderile de pompare) în motoare fără boost și în supraalimentarea cu turbină cu gaz sunt negative. Atunci când se utilizează un compresor de acționare, operațiunea de schimbare a gazului este pozitivă, dar costul unității este mărit.

Timpul arborelui cu came   este perioada de la momentul deschiderii supapelor până la momentul închiderii lor, exprimată în grade de rotație a arborelui cotit și marcată în raport cu momentele inițiale sau finale ale măsurilor corespunzătoare.

Sarcina mecanismului de distribuție a gazelor este de a asigura cea mai mare eficiență a umplerii și curățării cilindrului în timpul funcționării motorului. Eficiența motorului, puterea și cuplul dezvoltat depind de capacitatea competentă a fazelor de distribuție a gazului.

8. Cerințe privind procesele de formare a amestecului în motoare pe benzină (dozarea combustibilului, stratificarea și omogenizarea amestecului).

În cazul amestecurilor în motoarele cu aprindere prin scânteie, se înțelege un complex de procese interrelaționate care însoțesc măsurarea combustibilului și aerului, pulverizarea și evaporarea combustibilului și amestecarea acestuia cu aerul. Formarea amestecului calitativ este o condiție necesară pentru obținerea unor parametri de putere, economici și de mediu ai motorului.

Fluxul proceselor de formare a amestecului depinde în mare măsură de proprietățile fizico-chimice ale combustibilului și de modul în care acesta este alimentat. La motoarele cu formarea amestecului exterior, procesul de formare a amestecului începe în carburator (injector, mixer), continuă în galeria de admisie și se termină în cilindru.

După ieșirea jetului de la pulverizatorul sau duza carburatorului, jetul începe să se descompună sub influența tragerii aerodinamice (datorită diferenței de viteză a aerului și a combustibilului). Finețea și uniformitatea pulverizării depind de viteza aerului din difuzor, viscozitatea și tensiunea superficială a combustibilului. La pornirea motorului carburatorului la temperatura relativ scăzută, practic nu există atomizare a combustibilului și până la 90% sau mai mult combustibil în stare lichidă intră în cilindri. În consecință, pentru a asigura o pornire fiabilă, este necesar să se mărească substanțial alimentarea ciclică a combustibilului (aduce α la valori de ≈ 0,1-0,2).

Procesul de pulverizare a fazei lichide a combustibilului curge, de asemenea, în secțiunea de admisie a supapei de admisie și cu accelerația nu este complet deschisă, în spațiul pe care îl formează.

O parte din picăturile de combustibil antrenate de curentul de aer și vaporii de combustibil continuă să se evapore, iar partea - depozitată într-un film nu este pereții camerei de amestecare, galeria de admisie și canalul în chiulasă. Sub acțiunea forței tangențiale din interacțiunea cu fluxul de aer, filmul se deplasează spre cilindru. Deoarece vitezele amestecului de aer-combustibil și picăturile de combustibil diferă nesemnificativ (cu 2-6 m / s), rata de evaporare a picăturilor este scăzută. Evaporarea de pe suprafața filmului are loc mai intens. Pentru a accelera procesul de evaporare a filmului, galeria de admisie din carburatorul și motoarele cu injecție centrală este încălzită.

Rezistența diferită a ramurilor galeriei de admisie și distribuția inegală a filmului în aceste ramificații conduc la o compoziție neuniformă a amestecului de-a lungul cilindrilor. Gradul de neuniformitate în compoziția amestecului poate ajunge la 15-17%.

În timpul evaporării combustibilului, procesul de fracționare se realizează. Fracțiunile de lumină se evaporă mai întâi, în timp ce cele mai grele intră în cilindru în faza lichidă. Ca urmare a distribuției inegale a fazei lichide în cilindrii pot nu numai cu un raport diferit de amestec combustibil - aer și combustibil, dar compoziția fracționată diferită. În consecință, cifrele octanice ale combustibilului în diferite cilindri vor fi diferite.

Calitatea formării amestecului se îmbunătățește cu creșterea vitezei n. Se remarcă în mod deosebit efectul negativ al filmului asupra performanței motorului în moduri tranzitorii.

Neuniformitatea compoziției amestecului în motoarele cu injecție distribuită este determinată, în principal, de identitatea funcționării injectorilor. Gradul de neuniformitate a amestecului de ± 1,5%, atunci când funcționează pe viteza exterioară și ± 4% la mers în gol cu ​​o viteză minimă nh.h.min.

Atunci când se injectează combustibil direct în cilindru, sunt posibile două moduri de amestecare:

- obținerea unui amestec omogen;

Cu stratificare a încărcării.

Punerea în aplicare a celei de-a doua metode de formare a amestecului este plină de dificultăți considerabile. Punerea în aplicare a celei de-a doua metode de formare a amestecului este plină de dificultăți considerabile.

În motoarele cu gaz cu formare de amestec extern, combustibilul este introdus în curentul de aer în stare gazoasă. Temperatura scăzută de fierbere, o valoare mare a coeficientului de difuzie și de valoare cantitate esențial minimă teoretică necesară de aer pentru motor cu ardere (de exemplu benzină - 58.6, metan - 9,52 (m3 de aer) / (m3 combustibili) asigură o distribuție omogenă a amestecului combustibil. amestecul de pe cilindri este mai echilibrat.

1.1 Amestecarea în timpul carburației

Pulverizarea combustibilului. După ce jetul părăsește carburantul, pulverizatorul începe descompunerea acestuia. Sub acțiunea forței de frânare (viteza aerului substanțial mai mare decât viteza de combustibil) cu jet sparge în picături și peliculă de diametre diferite. Diametrul mediu al picăturii la ieșirea carburatorului poate fi considerat aproximativ egal cu 100 μm. Îmbunătățirea pulverizării mărește suprafața totală a picăturilor și contribuie la evaporarea lor mai rapidă. Prin creșterea vitezei aerului în difuzor și reducerea vâscozității combustibilului și coeficientul de tensiune superficială, îmbunătățirea finețea și uniformitatea atomizare. La începutul motorului carburatorului, practic nu există atomizare a combustibilului.

Formarea și mișcarea unui film de combustibil. Sub acțiunea fluxului de aer și gravitaționale forțele câteva picături se depun pe pereții carburatorul și galeria de admisie, combustibilul care formează filmul. În rezistența la impact filmului combustibil de aderență la perete, forța de forfecare din debitul de aer diferențial de presiune statică la perimetrul secțiunii transversale, precum și gravitatea și tensiunea superficială. Ca rezultat al acțiunii acestor forțe, filmul capătă o traiectorie complexă de mișcare. Viteza sa este de câteva zeci de ori mai mică decât debitul amestecului. Cea mai mare cantitate de film se formează în modurile de încărcare completă și viteză redusă, când viteza aerului și finețea atomizării combustibilului sunt mici. În acest caz, cantitatea de film la ieșirea din conducta de admisie poate ajunge până la 25% din consumul total de combustibil. Natura raportului dintre stările fizice ale amestecului combustibil depinde în mod esențial de caracteristicile de proiectare ale sistemului de alimentare cu combustibil.

Evaporarea combustibilului. Combustibilul se evaporă de pe suprafața picăturilor și filmului la temperaturi relativ scăzute. Picăturile sunt în sistemul de admisie a motorului pentru aproximativ 0,002-0,05 s. În acest timp, numai cei mai mici dintre ei reușesc să se evaporeze complet. Rata scăzută de evaporare a picăturilor sunt determinate în principal prin mecanismul molecular de căldură și de transfer de masă, deoarece cele mai multe ori cu picături mici muta suflare de aer. Prin urmare, evaporarea picăturilor afectează în mod semnificativ fineții de atomizare a combustibilului și temperatura inițială, influența temperaturii debitului de aer ușor.

Pelicula de combustibil este suflat intens de flux. În acest caz, de o mare importanță pentru schimbul său evaporare termică cu pereți are o cale de intrare, astfel încât atunci când centrala carburare injecție și intrare conducta tipic al motorului încălzit fluid sau evacuare de răcire. În funcție de proiectarea căii de intrare și modul de funcționare a motorului carburatorului și o injecție centrală la ieșirea conținutului de admisie conductă în amestecul combustibil vaporilor de combustibil poate fi 60-95%. Procesul de evaporare a combustibilului continuă în cilindru în timpul cursei de admisie și de comprimare. Până la începutul combustiei, combustibilul se evaporă practic.

Astfel, în modul de pornire la rece și o încălzire când temperatura carburantului, admisie suprafețele de cale de aer și mici evaporarea benzinei este minimă, la modul de start este, de asemenea, aproape nici o atomizare, condițiile de amestecare sunt extrem de nefavorabile.

Compoziție inegală a amestecului de-a lungul cilindrilor. Având în vedere rezistența inegală a ramurilor tractului de admisie, umplerea cilindrilor individuali cu aerul poate fi diferită (cu 2-4%). Distribuția combustibilului de-a lungul cilindrilor motorului carburatorului poate fi caracterizată printr-o inegalitate semnificativ mai mare, în principal datorită distribuției inegale a filmului. Aceasta înseamnă că compoziția amestecului în cilindri nu este aceeași. Se caracterizează prin gradul de neuniformitate în compoziția amestecului:

unde αi - coeficientul de aer în exces în cilindrul i; α este valoarea medie a factorului de aer în exces al amestecului preparat de carburator sau injectorul de injecție central.

Dacă, Di\u003e 0, înseamnă că în acest cilindru amestecul este mai sărac decât motorul ca întreg. Valoarea α este determinată cel mai ușor din analiza compoziției gazului de eșapament care părăsește cilindrul i. Gradul de neuniformitate al compoziției amestecului cu un design nereușit al tractului de admisie poate atinge 20%, ceea ce agravează semnificativ performanța economică, de mediu, de putere și de altă natură a motorului. Compoziția neuniformă a amestecului depinde, de asemenea, de modul de funcționare a motorului. Pe măsură ce frecvența n crește, pulverizarea și evaporarea combustibilului se îmbunătățește, astfel încât inegalitatea compoziției amestecului scade (figura 2a). Amestecul este de asemenea îmbunătățit atunci când sarcina este redusă, care, în special, este exprimată printr-o scădere a gradului de neuniformitate în compoziția amestecului (figura 2b).

În timpul formării amestecului, are loc fracționarea benzinei. În același timp, fracțiunile ușoare (au un număr octanic mai mic) se evaporă mai întâi, iar în picături și pelicule sunt în principal medii și grele. Ca urmare a distribuției inegale a combustibilului în fază lichidă în cilindri poate fi nu numai un amestec cu diferite α, dar, de asemenea, compoziția fracționată a combustibilului (și, prin urmare, numărul octanică) poate fi, de asemenea inegale. Acest lucru se aplică și distribuției de-a lungul cilindrilor a aditivilor la benzină, în special antiknock. Datorită acestor caracteristici ale formării amestecului, un amestec intră în cilindrii motoarelor carburatoare, care diferă în general în ceea ce privește compoziția, compoziția combustibilului și numărul de cifre octanice.

Schimbarea gradului de neuniformitate a amestecului de 1, 2, 3 și 4 cilindri în funcție de viteza de rotație n (accelerație maximă) (a) și sarcini (n = 2000 min-1) (b)

1.2 Amestec pentru injecția centrală și distribuită a combustibilului

Injectarea combustibilului în comparație cu carburatorul oferă:

1. Creșterea raportului de umplere, datorită reducerii rezistenței aerodinamice a sistemului de admisie fără carburator și încălzirea aerului de admisie din cauza lungimii mai mici a tractului de admisie.

2. Distribuția mai uniformă a combustibilului de-a lungul cilindrilor motorului. Spre deosebire de excesul de raport aer în cilindrii în timpul injecției de combustibil este de 6-7%, în timp ce 20-30% carburare.

3. Capacitatea de a îmbunătăți raportul de compresie de 0,5-2 unități în același combustibil cifra octanică, ca rezultat al preîncălzirii încărcătura proaspătă mai mică la intrare, o distribuție mai uniformă a combustibilului în cilindri.

4. Creșterea indicatorilor de energie (Ni, Ne etc.) cu 3-25%.

5. Ameliorarea accelerației motorului și pornirea mai ușoară.

Luați în considerare procesele de formare a amestecului în injecția centrală similară cu evoluția acestor procese în motorul carburatorului și notați principalele diferențe dintre aceste procese.

Pulverizarea combustibilului. Sistemele cu injecție de alimentare cu combustibil se realizează sub presiune ridicată, ca de obicei, la conducta de admisie (Injection central) sau canalele de admisie în chiulasă (injecție distribuită) (Fig. 1 b, c).

Pentru sistemele parametrilor centrale și distribuite de injectare altele decât cele enumerate finețea pulverizării este de asemenea dependentă de forma de injecție sub presiune orificiile de duză pulverizator și debitul de combustibil în aceasta. In aceste sisteme, cea mai mare a primit cererea de injector electromagnetic, la care combustibilul este alimentat sub presiune 0,15¸0,4 MPa, care produce picături mici cu un diametru mediu 50400 microni, în funcție de tipul de duze (cu jet de cerneală, PIN-ul sau centrifugare). Cu carburator, acest diametru este de până la 500 μm.

Formarea și mișcarea unui film de combustibil. Numărul de film format prin injectarea benzinei depinde de locul de instalare duze, jeturi, la gama, finețea pulverizării, iar când injectarea distribuită în fiecare cilindru - din momentul în care începe. Practica arată că, prin orice metodă de organizare a injecției, masa filmului este de până la 60 ... 80% din cantitatea totală de combustibil furnizat.

Evaporarea combustibilului. În special filmul se evaporă de pe suprafața supapei de admisie. Cu toate acestea, durata de evaporare este mic, astfel încât atunci când este injectat distribuit pe placa supapei de admisie și motorul la accelerație maximă înainte de a intra în cilindrul se evaporă doar 30-50% din doza ciclului combustibilului.

Cu o injecție distribuită pe pereții canalului de admisie, timpul de evaporare crește datorită vitezei lente a filmului, iar fracțiunea de combustibil evaporat crește la 50-70%. Cu cât viteza de rotație este mai mare, cu atât mai puțin durata evaporării și, prin urmare, fracțiunea de benzină evaporată, de asemenea, scade.

Încălzirea galeriei de admisie cu injecție distribuită nu este recomandată, deoarece nu poate îmbunătăți în mod semnificativ formarea amestecului.

Compoziție inegală a amestecului de-a lungul cilindrilor. La motoarele cu injecție distribuită, inegalitatea compoziției amestecului de-a lungul cilindrilor depinde de calitatea producției (identitatea) injectoarelor și de doza combustibilului injectat. De obicei, atunci când injecția este distribuită, inegalitatea compoziției amestecului este scăzută. Valoarea sa cea mai mare este la dozele ciclice minime (în special la turația de mers în gol) și poate atinge ± 4%. Când motorul funcționează la sarcină maximă, inegalitatea amestecului nu depășește ± 1,5%.

9. Cerințe pentru procesele de formare a amestecului în motoare diesel. Caracteristicile procesului și injectării în motoarele diesel.

Amestecul în motoarele diesel se efectuează la sfârșitul cursei de compresie și la începutul ciclului de extindere. Procesul continuă pentru o perioadă scurtă de timp, corespunzând rotației 20-60 ° a arborelui cotit. Acest proces în motorină are următoarele caracteristici:

- amestecul are loc în interiorul cilindrului și se desfășoară în principal în timpul injecției de combustibil;

- în comparație cu motorul carburatorului, durata formării amestecului este de câteva ori mai mică;

- Un amestec combustibil, preparat în condiții de timp limitat, este caracterizat de o mare eterogenitate, adică distribuția neuniformă a combustibilului în volumul camerei de ardere. Pe lângă zonele cu concentrație mare de combustibil (cu valori mici ale raportului exces local local), există zone cu concentrație scăzută de combustibil (cu valori mari de α). Această circumstanță determină necesitatea de a arde combustibilul în cilindrii motoarelor diesel cu un factor de aer în exces relativ mare\u003e 1,2.

Prin urmare, spre deosebire de motorul carburatorului, care are limite inflamabile ale amestecului combustibil, α nu caracterizează condițiile de aprindere a combustibilului în motorină. Aprinderea în motorină este practic posibilă pentru orice valoare totală a α, deoarece Compoziția amestecului în diferite zone ale camerei de ardere (CS) variază într-o gamă largă. De la zero (de exemplu, în faza lichidă a picăturilor de combustibil) până la infinit ¾ în afara picăturii, unde nu există combustibil.

Amestec în motoare diesel, În cazul motoarelor diesel, prepararea unui amestec combustibil are loc într-un cilindru într-o perioadă scurtă de timp de la 0,003 la 0,005 secunde. În acest timp, trebuie realizată o bună atomizare, evaporare și amestecare și o distribuție uniformă a combustibilului în camera de ardere.

La combustibilii diesel în timpul funcționării se impun cerințe similare, în ceea ce privește benzina. Cu toate acestea, o serie de cerințe specifice se pot distinge de acestea, datorită particularităților formării amestecului și aprinderii la motoarele diesel. Aceste cerințe sunt, în general, în următoarele conservarea fluidității și combustibil specific viscozitate la cea mai joasă temperatură posibilă, pentru a asigura o alimentare fiabilă la cilindrii motorului de formare bun amestec și inflamabilității de combustibil la injectarea în camera de ardere.

Compoziția fracționată a combustibililor diesel este un indicator al volatilității lor. Într-un motor diesel, evaporarea combustibilului are loc într-un mediu cu aer cald. Prin urmare, în ciuda prea scurtului timp pentru formarea amestecului, cea mai mare parte a combustibilului are timp să se evapore și să formeze un amestec de lucru. În același timp, fracțiile de combustibil cu temperaturi foarte scăzute de distilare nu sunt foarte inflamabile. Prin urmare, motorina ar trebui să aibă o compoziție fracționată optimă, astfel încât să nu împiedice evaporarea și să nu degradeze inflamabilitatea.

Pentru ca amestecul de lucru să se distribuie uniform și rapid pe întreaga cameră de ardere, este necesară o penetrare profundă a jetului de combustibil și pulverizarea fină. Cu toate acestea, combustibilul pulverizat fin penetrează în aerul comprimat al camerei de ardere mai rău, prin urmare, este necesară creșterea presiunii de injecție a combustibilului. În plus, când este injectat, combustibilul trebuie să se amestece bine cu aerul, ceea ce se poate obține printr-o turbionare de aer creată atunci când intră în cilindru și când este comprimată. În conformitate cu aceasta, în motoarele diesel se folosesc diferite metode de formare a amestecului.

Diferența dintre metoda de formare a amestecului în motoarele diesel și carburant are de asemenea un efect asupra designului diferit al camerelor de combustie. La motoarele diesel, forma camerei de ardere asigură o distribuție uniformă a amestecului de lucru în întreaga cameră și, de asemenea, afectează calitatea amestecului.

Pentru un\u003e 1, un amestec de combustibil și aer se numește sărăcit, deoarece mai mult combustibil poate arde în el. Astfel de amestecuri sunt utilizate în motoare diesel pentru a asigura completarea arderii de combustibil. Datorită formării necorespunzătoare a amestecului în aceste motoare pentru un motor mic (deja la a = 1,1 ... 1,2) este imposibil să se asigure combustia completă a combustibilului.

Soluția pentru această problemă a fost găsită într-un mod simplu. Pentru a exclude auto-aprinderea combustibilului, mai întâi, într-o mașină de extindere a motorului termic, comprimați amestecul incombustibil (amestec combustibil-aer) și aer. În procesul de comprimare, temperatura aerului crește și la un moment dat devine mai mult decât temperatura de autoaprindere a combustibilului, dar în mașină de extindere combustibilul nu este încă disponibil. În momentul în care pistonul se apropie de TDC, combustibilul este injectat în cilindrul mașinii de expansiune, care se aprinde din aerul foarte încălzit. Pentru a injecta combustibil în cilindrul mașinii de expansiune, aceasta este comprimată într-o pompă specială. Presiunea combustibilului din pompă trebuie să depășească presiunea aerului din cilindrul mașinii de expansiune, deoarece numai în acest caz combustibilul va curge în cilindru. Când combustibilul intră în cilindrul mașinii de expansiune, este pulverizat cu un dispozitiv special numit duză. În timpul procesului de pulverizare, jetul de combustibil este zdrobit la cele mai mici particule. Cu cat sunt mai multe particule, cu atat este mai mare zona in contact cu aerul, care este foarte cald cand este comprimat. Rata evaporării depinde de zona de contact a particulelor cu aerul. Pentru arderea rapidă a combustibilului trebuie transformată într-o stare gazoasă (vapori) și amestecată rapid cu aerul. Astfel, în acest caz, amestecul combustibil este preparat în interiorul cilindrului mașinii de extindere, astfel încât aceste motoare se numesc motoare cu ardere internă sau motoare diesel. În ele, arderea combustibilului este oarecum mai lentă decât în ​​cazul motoarelor cu formare de amestec extern (motoare pe benzină). Acest lucru face posibilă, într-o oarecare aproximare, luarea în considerare a ciclului de astfel de motoare ca fiind aproape de un ciclu idealalizat, cu un proces mixt de furnizare a energiei termice către corpul de lucru.

10. Fazele procesului de ardere în motoare.

În procesul normal în motoarele cu amestec de combustie cu aprindere prin scânteie pot fi împărțite în mod condiționat în trei faze ale primului - primar, în timpul căreia mici vatra de ardere cauzate între electrozii bujiei, se transformă treptat într-o flacără turbulent frontal dezvoltat doua - faza principală de propagare a flăcării a treia - faza după amestecare. Nu este posibilă trasarea unei limite ascuțite între fazele individuale de combustie, deoarece schimbarea naturii procesului are loc treptat.

11. Cauzează arderea detonării și cauzele acesteia.

Arderea detonării apare cel mai frecvent atunci când alegerea greșită a benzinei pentru motoarele cu un raport de compresie ridicat. În timpul arderii detonante, frontul flacării se propagă rapid, ajungând la 1500 ... 2000 m / s. Deoarece camera de ardere este spațiu mic, valuri de detonare elastice lovi în mod repetat și reflectă de pereții camerei de ardere, ceea ce determină caracteristica de a bate metalic detonare. Reflectarea undelor de șoc întrerupe procesul normal de ardere, determină vibrații ale părților motorului, ceea ce duce la o creștere semnificativă a uzurii. Gazele de eșapament dobândesc o culoare întunecată, uneori neagră, i. E. detonarea sporește arderea incompletă a combustibilului.

12. Influența factorilor operaționali și de regim asupra procesului de combustie în motorină.

) Factorii care afectează fazele procesului de ardere

Factorii care afectează toate fazele procesului de ardere, și în special pentru perioada de întârziere de aprindere τ i pot fi subdivizate în proprietățile fizico-chimice, structurale și operaționale.

K factori fizico-chimici   includ proprietățile fizice și compoziția chimică a presiunii carburantului și temperatura aerului de supraalimentare, concentrația de oxigen și gazul rezidual din camera de ardere, combustibilul în prezența catalizatorilor sub formă de aditivi, amelioratori de combustie. Proprietățile fizico-chimice ale combustibilului își găsesc expresia în numărul cetanic. Cu cât este mai mare numărul cetanic, cu atât este mai mare concentrația de oxigen și cu cât este mai scăzut conținutul de gaze de eșapament, cu atât este mai puțin perioada de întârziere a aprinderii de autoaprindere. În prezența catalizatorilor care promovează arderea, și, de asemenea, cu presiunea în camera de ardere crește temperatura și τ i este de asemenea redusă, ceea ce face ca procesul de ardere este „moale“, rigiditatea AP de lucru / Δφ și P z scăderea presiunii maxime.

Printre principalele factori constructiviInfluențarea procesul de aprindere și de ardere includ compresie ε raportul, camera de combustie, echipament de combustibil de proiectare, materialul pistonului și natura răcirii sale.

Creșterea ε crește presiunea P c și temperatura T c la capătul de compresie, ceea ce reduce τ i. Cu toate acestea, a menționat anterior, odată cu creșterea P creșteri c și P z, care crește rezistența mecanică a componentelor motorului.

ardere proiectare camera si echipament de combustibil, determină calitatea amestecării - finețea și uniformitatea pulverizării combustibilului, evaporarea ei, uniformitatea amestecare a particulelor de combustibil și aer în jurul volumului camerei de ardere, - determină intensitatea căldurii pentru perioada de întârziere de combustibil și aprindere τ i. Orice îmbunătățire a calității de amestecare scade scăderea P z τ i, AP / Δφ și reducerea IV-Phase (după ardere).

În aceeași direcție ca și influențată de prezența pistoanelor nerăcit și tampoane de pe pistoane. În cazul pistoanelor din fontă, coeficientul de conductivitate termică este mai mic decât cel al aluminiului; astfel încât temperatura suprafeței lor este mai mare. Motoarele in 2 timpi diesel și amplificat în 4 timpi este necesară, totuși, să aibă grijă să nu ridice temperatura pistonului și diapozitivul acestuia. Pistoanele sunt de obicei răcite cu ulei sau apă, ceea ce mărește perioada τ i.

Utilaje constructii element combustibil nu numai determină calitatea formării amestecului și prin carburație - calitatea arderii. O mare influență asupra legii fazei de ardere face ca procesul de injecție a combustibilului - distribuția greutății sau a volumului de combustibil alimentat în cilindru la timp (q (φ) sau un unghi de rotire, vezi figura de mai jos ..). Alt lucru fiind egal, legea de injectare este determinată de viteza combustibilului injectat.

De obicei caută să efectueze injecție cu creșterea vitezei, în scopul de a reduce ciclul P z performanță dinamică și AP / Δφ, precum și utilizarea mai eficientă a tarifului aerian situat în „colțuri“ îndepărtate ale camerei de ardere (ultima porțiune de combustibil având o viteză maximă, pentru a pătrunde în cel mai colțuri îndepărtate). Indicatorii dinamici ciclu vor fi mai mici, mai puțin combustibil va fi depusă în timpul τ i.

Printre factori operaționali   pot include alimentare cu combustibil unghi de temporizare φ durata injecției bp φ n, starea tehnică actuală a echipamentelor de injecție a combustibilului, organele de alimentare cu aer și traiectoria de curgere.

Alimentarea cu combustibil Unghiul de temporizare factor φ bp este cea mai flexibilă, permițând în funcțiune să influențeze natura procesului de ardere. alimentare cu avans prea devreme când injectarea este efectuată la o temperatură scăzută comprimat în sarcina cilindrului crește τ i, ceea ce crește P z, AP / Δφ (vezi. Fig. Sub curba 1). furaje prea târziu (curba 3) conduce la o linie de transfer pentru procesul de ardere afterburning, creșterea presiunii și a temperaturii gazului de eșapament, care crește temperatura grupului cilindru și reduce eficiența termică.

  Creșterea duratei de injecție a combustibilului φ n "în condiții de funcționare este un mijloc de creștere a puterii motorului diesel. În cazul în care furajul avans constant, apoi cu creșterea φ n durata relativă a III-IV-s, iar a doua fază crește de ardere, creșterea temperaturii gazelor de evacuare crește temperatura peretelui cilindrului. Astfel, randamentul termic poate fi îmbunătățită dacă creșterea relativă a puterii nete a incrementa o mai mare căldură relativ sursa rece transmisă (antrenate cu gazele de evacuare).

Orice deteriorare a stării tehnice a echipamentului combustibil, corpurile de alimentare cu aer și traseu de curgere a aerului - înfundarea duzelor sau foc nebulizator atârnă acul duzei, dezvoltarea găurilor de duză, o creștere a rezistenței hidraulice traseu de curgere scad randamentul și capacitatea turbocompresorului - în cele din urmă duce la deteriorarea procesului de ardere, transferul ardere afterburn în linie, reducând eficiența termică și supraîncălzirea a grupului cilindru.

13. Aplicarea injecției de benzină. Principiul dozării combustibilului la injectare.

Amestecul aer-combustibil (amestec TV) este alimentat de la carburator la cilindrii motorului cu ardere internă (ICE), de-a lungul lungimii tubului a galeriei de admisie. Lungimea acestor conducte la diversele cilindrii motorului variază, iar în colector au încălzirea neuniformă a pereților, chiar și pe un motor complet încălzit.

Acest lucru conduce la faptul că, din amestecul omogen de televiziune creat în carburator, se formează diferite încărcături de aer-combustibil în diferite cilindri ai ICE. În consecință, motorul nu oferă puterea calculată, cuplul este pierdut, consumul de combustibil și cantitatea de substanțe nocive din gazele de eșapament cresc. Este foarte dificil să combatem acest fenomen în motoarele cu carburatoare. De asemenea, trebuie remarcat faptul că carburatorul modern funcționează pe principiul atomizării, în care pulverizarea benzinei are loc în jetul de aer aspirat în cilindri.

În același timp, se formează picături suficient de mari de combustibil, ceea ce nu asigură o amestecare calitativă a benzinei și a aerului. Amestecarea slabă și picăturile mari facilitează așezarea benzinei pe pereții galeriei de admisie și pe pereții cilindrilor în timpul admisiei amestecului TV. Dar, prin pulverizarea obligatorie a benzinei sub presiune prin duza calibrată a duzei, particulele de combustibil pot fi mult mai mici decât în ​​cazul pulverizării benzinei în timpul pulverizării. În mod eficient, benzina este pulverizată cu un fascicul îngust sub presiune înaltă.

Se constată că atunci când se pulverizează benzină pe particule cu un diametru mai mic de 15 ... 20 μm, amestecarea acestuia cu oxigenul aerului nu are loc ca o cântărire a particulelor, ci la un nivel molecular. Acest lucru face amestecul TV mai rezistent la schimbările de temperatură și presiune din cilindru și conductele lungi ale galeriei de admisie, ceea ce contribuie la arderea sa mai completă. Astfel sa născut ideea de a inlocui inerției mecanice de pulverizare duze carburator inertialess centrală a duzei de injecție (FVC), care se deschide pentru un timp predeterminat de semnalul de impulsuri electrice de la unitatea de control de automatizare electronic.

În acest caz, în afară de atomizare calitativă și amestecarea eficientă a combustibilului cu aerul, este ușor să se obțină o precizie mai mare de dozare în amestecurile de televiziune în toate modurile posibile de ICE. Astfel, datorită utilizării unui sistem de injecție a combustibilului cu injecție de benzină, motoarele autovehiculelor moderne nu au dezavantajele menționate mai sus, inerente motoarelor cu carburatoare, adică E. ele sunt mai economice, au o putere specifică mai mare, mențin un cuplu constante într-o gamă largă de viteze de rotație și emisia de substanțe nocive în atmosferă cu gazele de eșapament este minimă.

Sisteme de injecție a combustibilului

Sistemul de injecție feroviară comună

Sistemul de injecție Common Rail este un sistem modern de injecție a combustibilului pentru motoare diesel.

Funcționarea sistemului Komon Rail se bazează pe alimentarea cu combustibil a injectorilor din acumulatorul comun de înaltă presiune - conducta de alimentare cu combustibil. Sistemul de injecție a fost dezvoltat de specialiștii Bosch.