В гетерогенных смесях отношение воздуха к топливу может изменяться от чистого воздуха (α = ∞), располагаемого за периферией струи распыла топлива, до чистого топлива (α = 0) в середине этой струи.
На рисунке внизу схематически показана картина распределения коэффициента избытка воздуха α и зона пламени около отдельной неподвижной капли топлива.
Так как подобная зона всегда возникает возле каждой впрыскиваемой капли, регулирование нагрузки при образовании гетерогенной смеси может быть осуществлено путем управления топливоподачей — регулированием качества смеси.
В гомогенных смесях сгорание происходит в относительно узком диапазоне 0,3 < α < 1,5. Инерционность потока этих хорошо сгораемых смесей обеспечивается диффузией и турбулентностью потока. Эти смеси образуются за счет описанных ниже источников энергии. Также происходит смесеобразование и во время самого процесса сгорания.
Кинетическая энергия струи топлива. Кинетическая энергия распыливаемой струи изменяется в зависимости от разности давления у отверстия форсунки. Вместе с формой струи распыла (определяемой геометрией форсунки) и скоростью топлива на выходе, эта энергия определяет размер зоны, в которой происходит взаимодействие воздуха и топлива, а также диапазон размеров капель топлива в камере сгорания. Энергия струи зависит от производительности топливного насоса и размера калиброванного отверстия распылителя форсунки.
Теплота. Теплота, получаемая от нагретых стенок камеры сгорания и сжатого воздуха. обеспечивает испарение впрыскиваемого топлива, находящегося в виде капель и пленки топлива на стенках.
Форма камеры сгорания. Правильно выбранная форма камеры сгорания может обеспечить получение необходимой турбулентности потока при движении поршня.
Воздействие на воздушный поток (завихрение). Воздух обычно находится в камере сгорания в виде вихря. Струя топлива направляется перпендикулярно вихревому движению таким образом, чтобы его поток смещался в сторону струи впрыскиваемого топлива и удалял продукты сгорания из этой струи.
При испарении топлива со стенок камеры сгорания завихрение воздуха абсорбирует паровой слой и создает термоизоляцию между сгорающим и свежим зарядом газа. В то же время микротурбулентность завихренных частиц обеспечивает их быстрое перемешивание с воздухом. Воздушный вихрь создается благодаря особым геометрическим формам впускного тракта или путем перемещения части заряда из цилиндра во вспомогательную камеру с симметричным его вращением (путем пропуска заряда через специальный канал).
Кривая изменения коэффициента избытка воздуха α вокруг отдельной неподвижной капли топлива
Сгорание в вихревой камере. Когда топливо частично сгорает во вспомогательной камере, его давление оказывается выше давления в основной камере сгорания. Это давление заставляет частично окисленные продукты сгорания и испарившееся топливо проходить через один или большее число каналов и попадать в основную камеру сгорания, где эти продукты хорошо перемешиваются с оставшимся после сгорания воздухом.
В дизелях используется один или несколько способов смесеобразования.
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 86 | Нарушение авторских прав