Cum arde combustibilul diesel?

Cum arde combustibilul diesel?

Procesul de ardere a combustibilului în cilindrul unui motor diesel este ilustrat cel mai grafic printr-o diagramă indicatoare care arată dependența presiunii din cilindru de unghiul de rotație al arborelui cotit. Tipul diagramei indicatoare depinde de mulți factori determinați de proiectarea motorului (tipul camerei de ardere, presiunea de injecție). modul de funcționare (viteză, temperatură, timp de injecție), gradul de combustibil și compoziția sa fracționată.







Diagrama indicatoare a motorinei arată nu numai dependența presiunii și a temperaturii de unghiul de rotație al arborelui cotit, ci și faza de combustie a combustibilului;

Perioada de întârziere de aprindere; 2,3 - faza de ardere rapidă; 3,4 - faza de ardere lentă; 4 și mai departe - arderea ulterioară pe linia de expansiune. O - unghiul de avans al injecției.

După cum se poate vedea din diagramă, procesul de combustie constă din patru perioade: întârziere de auto-aprindere (secțiunea 1-2); ardere rapidă (2-3) arderea lentă (3-4) și arderea ulterioară pe linia de expansiune (4 și mai departe). Din momentul injectării (punctul 1), toate procesele fizice și chimice din camera de ardere sunt accelerate, temperatura și rata reacțiilor chimice cresc și, eventual, amestecul de combustibil cu oxigenul aerului se aprinde. După punctul 2, începe un proces de combustie intensivă și presiunea din cilindru crește brusc.

Perioada de ardere rapidă se încheie după trecerea pistonului TDC. În această perioadă, cea mai mare parte a energiei termice este eliberată - 60-70%. În cea de-a doua fază, alimentarea cu combustibil continuă, deci întreaga încărcare a combustibilului ciclic nu are timp să ardă. După terminarea alimentării porțiunii ciclice de combustibil, începe etapa următoare, perioada de ardere lentă. Durata sa este mică - aproximativ 5-10 ° arborele cotit de strângere. În această fază, 20-25% din energia termică este eliberată. Este necesar ca până la sfârșitul acestei perioade combustibilul să fie complet ars. Lansarea acestuia pe linia de expansiune atunci când se deplasează pistonul din TDC este extrem de nedorită: va provoca o creștere a emisiilor de fum (fum gri sau gri-albastru) și o creștere accentuată a conținutului de substanțe toxice din gazele de eșapament.

Procesele de formare a combustibilului și de combustie în motoarele diesel apar într-o perioadă foarte scurtă de timp (aproximativ 20-25 ° rotație a arborelui cotit). În cazul motoarelor diesel moderne, situația este agravată de faptul că cu cât este mai mare motorul, cu atât timpul de proces este mai scurt. În astfel de condiții, combustibilul diesel pentru a asigura funcționarea fiabilă a motorului trebuie să îndeplinească mai multe cerințe, dintre care cele mai importante sunt:

  • pulverizare bună a combustibilului și formarea optimă a amestecului;
  • arderea completă a combustibilului cu o mică întârziere în auto-aprindere și formarea minimă a substanțelor toxice și negre (oxidul de azot NOx, oxizii de sulf SO2, SO3, hidrogen sulfurat H2S, benz-a-piran C20H12) etc .;
  • buna pompare a combustibilului pentru a asigura funcționarea fiabilă și neîntreruptă a echipamentelor de combustibil;
  • formarea redusă de carbon în camera de combustie;
  • lipsa coroziunii liniilor de combustibil și a componentelor echipamentelor de combustibil;
  • suficientă stabilitate a proprietăților în timpul depozitării pe termen lung.

    Pentru a îndeplini aceste cerințe, motorina trebuie să aibă anumite proprietăți. Să ne ocupăm mai mult de ele.

    Fluxul de combustie în cilindrul unui motor diesel este în mare măsură dependent de compoziția chimică și de proprietățile fizice ale combustibilului. De exemplu, cu cât perioada de întârziere de autoaprindere este mai scurtă, cu atât este mai favorabil procesul de combustie, funcționarea mai fermă și mai ușoară a motorului diesel. Scăderea perioadei de întârziere de autoaprindere depinde de rapiditatea oxidării hidrocarburilor în timpul așa-numitelor reacții de pre-flăcări care preced faza de combustie rapidă.







    Dacă reacțiile înainte de flacără se desfășoară încet, perioada întârzierii de autoaprindere crește, iar focarele apar cu o întârziere.

    Combustibilul intră în cilindru, se acumulează și imediat apare o aprindere semnificativă a acestuia. Crește brusc presiunea din cilindru. Motorul începe să lucreze din greu, puterea scade.

    Rigiditatea motorului diesel, în general, depinde de viteza de acumulare a presiunii în cilindru. De exemplu, la o rată de 3-4 kg / cm2 pe 1 rotație a arborelui cotit, motorul funcționează ușor. La 6-8 kg / cm2 - dur, mai mult de 10 kg / cm2 - foarte greu. Munca extrem de grea înseamnă, de asemenea, încărcări excesive, periculoase pentru mecanismul manivelei și grupul de pistoane.

    Capacitatea motorinei de auto-aprindere și posibila apariție a muncii grele este estimată prin numărul cetanic (Ts.ch.). Aceasta este o valoare convențională, determinată pe o instalație specială. Combustibilul de referință este un amestec de cetan și a-metilnaftalină, iar Ts. este egal cu 100 pentru cetanul pur și corespunde la zero atunci când numai a-metilnaftalenul participă la ardere. Pentru un combustibil real, Ts, este egal cu conținutul de volum al cetanului din amestecul de referință cu aceeași inflamabilitate.

    Cu o scădere a numărului cetanic, performanța motorului diesel se deteriorează, rigiditatea lucrului și uzura pieselor crește semnificativ. Dacă valoarea scade sub 40 de unități, pornirea motorului este problematică chiar și într-un timp cald datorită creșterii temperaturii de autoaprindere a combustibilului. În cazul motorinei diesel cu un număr cetanic de cel puțin 45 de unități, este prevăzută o pornire normală și o funcționare cu motor moale.

    Combustibilul pentru motoarele diesel de mare viteză are o valoare normalizată a vâscozității cinematice la 20 ° C - de la 1,5 la 6,0 mm2 / s (cSt). Atunci când vâscozitatea combustibilului scade, viteza de alimentare ciclică scade în mod inevitabil din cauza scurgerilor și a pierderilor din perechea de pistoane. În același timp, există gyudtekanie prin duze atomizor, și acest lucru crește formarea de carbon și fum de evacuare. În plus, combustibilul cu vâscozitate redusă sporește dramatic uzura pompei de injecție, deoarece piesele sale de precizie sunt apoi puțin lubrifiate.

    Viscozitatea excesivă a combustibilului nu este, de asemenea, un cadou. Aceasta duce la o deteriorare a formării amestecului și a arderii - datorită dificultății de pulverizare și strivire a picăturilor de combustibil. În același timp, pompabilitatea prin filtre se deteriorează. Viscozitatea motorinei, după cum se știe, scade cu încălzire și, dimpotrivă, crește la temperaturi scăzute. Cu cât valoarea viscozității este mai ridicată la 20 ° C, cu atât schimbările care apar cu combustibilul sunt mai puternice pe măsură ce temperatura scade. Calitatile de vara ale combustibilului se mentin deja la minus 3-5 ° C si inceteaza sa mai fie pompate in mod normal prin filtrul de combustibil. Aceasta corespunde, de obicei, punctului nor, adica inceputul cristalizarii parafinelor continute in combustibil. La o temperatură de aproximativ -10 ° C, un astfel de combustibil îngheață. Și apoi încercarea de a porni motorul cu un motor diesel de vară îngroșat, fără încălzirea automobilului, aproape întotdeauna duce la deteriorarea pompei de combustibil. În această situație, și nici un mijloc de a facilita lansarea de motoare diesel, deoarece alimentarea cu combustibil a motorului este rupt. În plus, pentru unele modele de motoare diesel, utilizarea acestor echipamente este periculoasă - există cazuri de eșec al pistoanelor datorită aprinderii rapide și arderii substanțelor conținute în aceste produse. Și numai combustibilul diesel de iarnă, care are o mai mică vâscozitate și viteza de creștere a acestuia cu scăderea temperaturii, poate asigura funcționarea fiabilă a motorului în sezonul rece. Adăugarea kerosenului sau a benzinei la motorină nu rezolvă problema ca un întreg. în timp ce alte proprietăți ale combustibilului se deteriorează substanțial.

    Dependența vâscozității motorinei la temperatură. 1 an; 2 - iarna; 3 - Arctic.

    Prin urmare, este cel mai potrivit să se utilizeze așa-numitele aditivi deprimanți, în special în timpul off-sezonului, atunci când există o probabilitate mare de lipsă de combustibil de iarnă la realimentare. Din nefericire, există cazuri în care, în ciuda asigurărilor angajaților stației de carburant că nivelul de combustibil de iarnă, tancurile primesc încă vară sau, în cel mai bun caz, un amestec de combustibil de vară și de iarnă. Acest lucru este valabil mai ales pentru primele câteva săptămâni de la începutul timpului rece. Așadar, aveți grijă să nu vă faceți probleme inutile.

    Dar, poate, cel mai groaznic inamic al unui motor diesel este apa. Intrând în combustibil, apa poate dezactiva rapid orice pompă de combustibil. În conformitate cu GOST, în mod firesc, apa în combustibil nu este permisă. Cu toate acestea, există încă aproape întotdeauna: atât din cauza creșterii higroscopicității motorinei, cât și datorită unei încălcări a condițiilor de transport și depozitare.

    Cum arde combustibilul diesel?

    Același lucru se aplică impurităților mecanice. Poluarea combustibilului are loc în toate etapele de transport de la producător la consumator. Prin urmare, realimentarea chiar și cu combustibil diesel costisitor importat nu garantează întotdeauna curățenia sa. Totul depinde de metoda de livrare și de puritatea containerelor. Dar, într-un fel sau altul, apa cu noroi va fi mai rea decât sulful.

    Cum să facem acest lucru? Da, în general, nu este dificil. Este adesea necesară spălarea rezervorului de combustibil și golirea nămolului din filtru, dacă, desigur, acest lucru este asigurat de proiect. Această metodă este o prevenire mult mai eficientă a defecțiunilor motorului decât utilizarea tuturor tipurilor de aditivi, în special a celor care nu au trecut nici un test. Și astfel, din păcate, în vânzare foarte mult.

    Dar imaginați-vă că toate problemele legate de combustibilul diesel au reușit să câștige într-un fel sau altul. Cu toate acestea, acest lucru nu va fi suficient pentru funcționarea fiabilă a motorinei, dacă uitați de ulei.

    Procesul de combustie în motorină

    Opinii despre Enviro Tabs







    Articole similare

    Trimiteți-le prietenilor: