Pentru combustia normală a combustibilului este necesar să aibă timp să se evapore complet în cilindru. Raportul dintre combustibil și aer în volumul cilindrului trebuie să fie uniform.
Aceste condiții sunt atinse atât datorită caracteristicilor de proiectare ale echipamentului de combustie și camerei de combustie a motorului, cât și datorită proprietăților motorinei (viscozitate, compoziție fracționată, densitate etc.).
Pentru evaporarea completă și arderea combustibilului în cilindri, acesta trebuie pulverizat în mod fin. Dacă în cilindrul cu motor o parte a combustibilului, în momentul aprinderii, se va afla într-o stare de cădere, procesul de combustie va fi parțial reținut, iar combustibilul va fi ars la sfârșitul ciclului de expansiune sau chiar la ieșire. Din acest motiv, motorina se va supraîncălzi și puterea va scădea. Pentru arderea completă a combustibilului, este necesar să se alimenteze suficient aer cu motorul diesel, iar procesul de amestecare a combustibilului cu aerul ar avea loc în mod egal. Dacă motorul diesel este alimentat o cantitate insuficientă de aer, acest lucru va conduce la un amestec de combustie incompletă, adică în produk ardere minut rămân combustibili - .. monoxid de carbon pur sau carbon sub formă de funingine. Prin urmare, pentru arderea completă a combustibilului în cilindrii motorului, aerul este alimentat cu un exces.
S-a stabilit teoretic că pentru combustia a 1 kg de motorină sunt necesare 14,5 kg de aer. În practică, pentru arderea completă, mai mult aer este furnizat cilindrilor diesel decât este necesar teoretic. Acest lucru se datorează faptului că puțin timp este folosit pentru evaporarea combustibilului de la momentul injecției sale până la apariția arderii într-un motor modern de mare viteză (0.003-0.004 sec). Într-un timp atât de scurt, combustibilul nu are timp să se amestece complet și uniform cu aerul, dacă nu este alimentat cu exces și, prin urmare, arderea combustibilului va fi incompletă - motorul va fuma. Raportul debitului efectiv de aer introdus în buteliile diesel pe 1 kg de combustibil la cantitatea teoretică necesară de aer se numește factorul de aer în exces și este notat cu litera greacă a (alfa). De exemplu, la o putere nominală a motorului diesel de 2D100 pe kilogram de combustibil diesel ars, se consumă circa 26 kg de aer. În acest caz, factorul de aer în exces este:
Prin urmare, în cazul în care două 2D100 diesel locomotive SRE 1 h ars la maximum stimularea de 700 kg de motorină, pentru arderea completă a combustibilului, atunci când este necesar, raportul de exces de aer de 1,8 pentru a aplica un cilindru motor diesel (26X700) = = 18200 kg, sau 14 500 m3 de aer (1 kg de aer ocupă un volum de circa 0,8 m3 în condiții standard). Dacă raportul excesul de aer este prea mare, aceasta este, de asemenea, de dorit, deoarece partea utilă a energiei de combustibil este consumat în încălzirea excesul de aer, determinând temperatura de ardere este redusă și, în consecință, puterea diesel scade. Pentru o funcționare economică și fiabilă a raportului aer în exces de selecție locomotive diesel este foarte important.
Procesul de ardere a combustibilului în motoare diesel cu aprindere prin compresie este de obicei împărțit în trei faze.
Prima fază este perioada de întârziere de aprindere sau perioada de pre-oxidare, care depinde de compoziția chimică și fracționată a combustibilului, de temperatura și presiunea amestecului de lucru din camera de ardere. Cea mai scurtă perioadă de întârziere de aprindere este hidrocarburile de parafină, apoi devine naftenică, iar cea mai mare perioadă - aromatică.
Creșterea temperaturii aerului la momentul injectării combustibilului crește încălzirea acestuia, ceea ce crește rata de evaporare, îmbunătățește auto-inflamabilitatea combustibilului și scurtează prima perioadă. Pe măsură ce crește presiunea, temperatura de autoaprindere scade. În plus, atunci când tăietura fină mărește evaporarea suprafeței, are loc cea mai uniformă distribuție a combustibilului peste volumul cilindrului, ceea ce determină, de asemenea, o reducere a primei perioade.
A doua fază este o perioadă de ardere rapidă a combustibilului și o creștere bruscă a presiunii, în funcție de cantitatea de combustibil injectat în cilindru și de viteza de propagare a flăcării. Dacă, în această perioadă, intensitatea creșterii presiunii nu depășește 4-6 kg / cm2 în timpul rotirii arborelui cotit cu 1 °, se presupune, în general, că motorul va funcționa normal. Valorile mari ale creșterii presiunii în cilindri determină ca motorina să funcționeze din greu (bate), în timp ce presiunea pe rulmenți crește.
A treia fază este perioada de combustie controlată întârziată, care depinde de viteza combustibilului furnizat în timp și de debitul primelor două faze.
Caracteristica principală comună pentru toate tipurile de combustibil este căldura de combustie. Căldura de combustie a unui combustibil este cantitatea de căldură în calorii (calorii) care este eliberată atunci când unitatea de masă sau volumul de combustibil este complet arsă. Există căldură mai mare și mai mică de combustie a combustibilului.
căldură mai mare de ardere se numește cantitatea de căldură care este generată prin arderea completă a unei greutate (1 kg) sau volum (1 litru) de unități de combustibil și a apei de condensare formate datorită arderii hidrogenului incluse într-un combustibil de hidrocarburi.
Cea mai scăzută căldură de combustie este cantitatea de căldură eliberată atunci când arderea combustibilului de 1 kg sau 1 litru de combustibil este completă fără a lua în considerare căldura eliberată în timpul condensării apei. Diferența dintre cea mai mare și cea mai joasă căldură de combustie pentru motorină este de 5 până la 10%.
Pentru a evalua proprietățile termice ale combustibilului și calculele tehnice folosesc o căldură mai mică de ardere. Căldura de ardere a combustibilului, exprimată în kcal per 1 kg de combustibil (kcal / kg) căldura de combustie se numește greutatea și exprimată în kilocalorii per 1 litru de combustibil (kkal1l) este volumul căldurii produse prin ardere. Căldura volumetrică a arderii este numeric egală cu valoarea calorică greutatea înmulțită cu greutatea specifică a combustibilului.
Pentru comparație, arderea 1 kg de motorină eliberat o medie de aproximativ 10.200 de calorii de căldură prin arderea 1 kg de cărbuni rang inalt (anthracite) i se alocă 8000 kcal, iar arderea 1 kg de lemn uscat de mesteacan - 4700 kcal.
Estimarea calității arderii motorinei se face prin numărul cetanic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: