Горячая смесь в двигателе дизеля воспламеняется при температуре 800 - Авто мастер
Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Горячая смесь в двигателе дизеля воспламеняется при температуре 800

Как температура и давление в цилиндрах дизеля влияют на работу мотора

У бензина нет собственной химической формулы. Он состоит из десятков компонентов, без учета присадок. Привычное обозначение (А95) является показателем октанового числа.

Под температурой вспышки подразумевается минимальный порог нагрева, при котором пары способны воспламенится от открытого источника. Бензин относится к наиболее пожароопасным нефтепродуктам (воспламенение при минус 400С).

Температура воспламенения – минимальный показатель, при котором топливо-воздушная смесь вспыхивает от стороннего источника и горит от испарения не менее 5 секунд. Температура горения превышает температуру вспышки на 10-15 градусов.

Самовоспламенение – значение, при котором горячие пары бензина возгораются без постороннего источника. Этот показатель необходим для:

  • разделения веществ по группам пожароопасности;
  • расчета электрооборудования;
  • выяснения причин возгораний.

Бензин применяют на моторах с искровым зажиганием. Перед подачей в цилиндр топливо-воздушная смесь нагревается выше температуры вспышки.

2 условия воспламенения:

  1. Бензин находится в газообразном состоянии.
  2. Соотношение топлива и воздуха в пределах возгорания.

Плюсы и минусы дизельных двигателей

Одним из основных плюсов двигателей такого типа можно считать возможность работы практически с любым топливом. К горючему для дизельных двигателей не предъявляется особых требований. Кроме того, при увеличении массы топлива и содержащихся в нем углеродных атомов, полезная работа такого двигателя возрастает, временами даже достигая КПД в 50%.

На низких оборотах такой двигатель имеет достаточно высокие значения вращающего момента, что делает его более отзывчивым. Такой фактор не мог не остаться без внимания, поэтому большинство грузовых автомобилей оснащаются дизельными моторами. Установка дизельного двигателя на большегрузы обуславливалась так же более экономичными ценами на топливо. Сегодня цены на дизельное топливо и бензин лишь незначительно отличаются, экономия лишь в расходе топлива.

К недостаткам таких моторов относится в первую очередь очень большая механическая напряженность. Из-за этого все запчасти на дизель должны обладать повышенным качеством и мощностными характеристиками, что естественно будет влиять на их стоимость. Кроме того, с экологической точки зрения, выхлоп от мотора такого типа больше чем у бензинового.

Но пожалуй самым значительным минусом для российского потребителя можно считать возможность промерзания и застывания дизельного топлива при минусовых температурах. Кроме того, в отличии от масляных примесей (к которым как указано выше не предъявляется особых критериев), к механическим примесям должно уделяться достаточно пристальное внимание. Детали дизельного движка крайне чувствительны в таким примесям. В случае их поломки ремонт будет довольно сложен, и обойдется в чувствительную для владельца сумму.

Как сгорает топливо в дизельном двигателе

Теперь давайте рассмотрим сам процесс горения. Как известно, для горения топлива необходимо определенное количество кислорода, а также источник, который позволит смеси воспламениться.

Читать еще:  Черный дым при запуске холодного двигателя ваз

В дизеле вместо внешней искры таким источником является высокая температура, то есть нагрев.

Указанный нагрев достигается благодаря тому, что воздух в цилиндре сильно сжимается, а дизтопливо подается в самый последний момент. Это обусловлено тем, что температура, необходимая для воспламенения, растет с ростом давления, при этом температура самовоспламенения топлива в подобных условиях понижается.

Другими словами, топливно-воздушная смесь в дизельном двигателе самовоспламеняется от высокого давления и нагрева. При этом нормальная работа мотора сильно зависит от правильно настроенного впрыска, качественного сжатия смеси, а также от полноты сгорания заряда в цилиндрах.

В самом начале в цилиндр подается воздух, сжимается и нагревается. Далее топливо впрыскивается в камеру сгорания дизельного двигателя, во время впрыска происходит его распыление.

Затем возникает самовоспламенение, пламя распространяется по цилиндру. Впрыск горючего останавливается, а остатки топлива продолжают гореть. Далее процесс повторяется.

Как видно, хотя подача и горение заряда в дизеле протекает за очень короткий промежуток времени, этот отрезок можно разделить на этапы:

  • Первый этап- впрыск топлива до начала его воспламенения (задержка воспламенения). Форсунки на данном этапе подают солярку, причем в распыленном виде. Образуется топливный «туман», который распространяется в сильно сжатом и нагретом воздухе.

Фактически туман представляет собой мельчайшие капли топлива, но они не воспламеняются. Дело в том, что сначала горючее должно испариться.

Только после этого произойдет смешивание испаренного дизтоплива с воздухом, а сама смесь нагреется до температуры, необходимой для самостоятельного воспламенения. Отметим, что задержка воспламенения должна быть короткой.

  • Второй этап-воспламенение и распространение фронта пламени по цилиндру. Дело в том, что после воспламенения сразу горит не весь объем, а возникают точечные «очаги» возгорания. Они локализуются в местах, где топливо наиболее качественно смешалось с воздухом, а температура в камере около 1700 К.

Такое начальное горение приводит к повышению температуры и давления в цилиндре. В результате топливо, которое еще не загорелось, активно испаряется и смешивается с воздухом. В этот момент фактически происходит полное возгорание смеси в цилиндре, при этом резко увеличивается давление.

  • Наступает третий этап, года топливо непосредственно сгорает. Инжекторная форсунка еще впрыскивает солярку, горючее уже сразу загорается от контакта с пламенем в камере сгорания. Пламя в этот момент эффективно распространяется по всему объему, давление также максимально.

Именно на данном этапе давление в результате сгорающего топлива с большой силой толкает поршень, заставляя двигатель совершать полезную работу. Что касается температуры, показатель растет до 2200 К.

  • Завершающий четвертый этап является моментом, когда остатки топлива догорают в цилиндре. В это время поршень уже перемещается вниз, что означает падение давления и температуры.
Читать еще:  Что значит троит двигатель что это такое

Как видно, давление в камере сгорания дизельного двигателя играет первостепенную роль для реализации самовоспламенение топлива. Что касается впрыска, необходимо, чтобы солярка подавалась в строго определенный момент, в нужном количестве, а также качественно распылялась.

Если возникнут сбои, распространение пламени будет нарушено, температура в камере сгорания дизельного двигателя повышается, возникает риск детонации, топливо не сгорает в полном объеме и т.д.

Температура вспышки паров дизельного топлива

Её значение характеризует сам момент вспышки, затем пламя быстро гаснет, поскольку при этой температуре скорость образования горючей смеси ещё мала для горения. Воспламенение наступает позже, когда температура нефтепродукта и его паров возрастут.

Понятие температуры вспышки паров активно используется в производстве и исследовании качества топлива:

  • для установления норм безопасного обращения с горючим;
  • для определения его чистоты;
  • для выявления фальсификатов и опасных добавок;
  • для правильных расчётов работы энергоустановок.

Температура вспышки паров дизельного топлива в открытом тигле — от 52 до 96 ºС. Для бензина её значение составляет -43 ºС. Однако при сравнении температур самовоспламенения наблюдается обратная картина: для дизельного топлива это 210, для бензина — 246 ºС. Вещества, имеющие температуру вспышки паров ниже 61 ºС, относятся к легковоспламеняющимся, поэтому и бензин, и ДТ — в их числе.

Температуру вспышки всегда учитывают:

  • при перевозке и хранении топлива в жаркую пору года;
  • при размещении мощного работающего двигателя в закрытом помещении;
  • при производстве ДТ.

ГОСТ 305-82 устанавливает температуру вспышки паров для ДТ общего назначения не выше 40, для двигателей тепловозов и морских судов — не выше 62 ºС.

Отличия по типу двигателя

Существуют разные модели, температурный режим которых будет отличаться. Например, встречаются обычные моторы и форсированные, второй тип более сильно греется. Процессы горения в них происходят иначе, поэтому клапан термостата срабатывает в разное время. Кроме этого, у разных моделей устанавливаются различные системы охлаждения, работающие с конкретной скоростью и интенсивностью.

От того, как настроен и когда срабатывает датчик температуры, зависит момент включения вентилятора с электроприводом. Обратите внимание на то, что модели авто с инжектором и карбюратором имеют разные настройки, и термостат даже для одной и той же машины, но с разной системой питания требуется свой. Этот прибор напрямую влияет на нагрев двигателя, поэтому выбору в случае замены требуется уделить особенное внимание.

Причины возникновения детонации

Причин возникновения взрывного возгорания может быть несколько:

  • октановое число бензина;
  • конструктивные особенности двигателя;
  • условия эксплуатации.
Читать еще:  Двигатель 1 4 tsi что по чем

Октановое число бензина

В бензиновых двигателях возгорание топлива происходит от искры свечи системы зажигания. Октановое число бензина показывает его устойчивость к детонации. Чем выше октановое число, тем сильнее можно сжать топливовоздушную смесь без риска детонации. А чем выше степень сжатия, тем больше мощность двигателя.

Каждый двигатель настроен на определенное октановое число. Если рекомендуется использовать бензин с октановым числом 95, а залить 92, то при нагрузках будет происходить детонация.

Некачественное топливо с добавлением примесей для повышения октанового числа также может вызывать детонацию.

Конструктивные особенности двигателя

Детонация двигателя может появляться вследствие особенностей конструкции двигателя и его характеристик. Среди них можно выделить следующие:

  • форма камеры сгорания;
  • имеющийся наддув;
  • форма днища поршня;
  • местоположение свечей зажигания;
  • степень сжатия.

Чем больше двигатель способен сжать топливо, тем больший риск детонации. Наличие наддува также требует использовать высокооктановый бензин.

Условия эксплуатации двигателя

Детонацию может вызвать неправильный выбор режима езды. Так, например, если двигаться на высокой передаче в гору с малой скоростью, то незамедлительно произойдет детонация. Поступает слишком много топлива, чем необходимо для этого режима движения поршней.

Пределы взрываемости

Граничные концентрации паров горючего в воздухе называются верхним и нижним пределом воспламенения. Они являются главными характеристиками взрывоопасности топлива. Если концентрация превысит верхний предел, то бензин не взорвется, а сгорит. Иногда процесс сопровождается резкими скачками давления.

Значение между пределами называется промежутком взрываемости. У бензина он составляет 0,7-8%. Горение в емкости обязательно сопровождается взрывом, по причине большого давления и низкой температуры кипения. При этом химическая энергия переходит в тепловую. Процесс сопровождается обширным выделением газов.

Верхний и нижний предел зависят от следующих параметров:

  • состава реагентов;
  • повышения температуры из-за роста энергии активации;
  • добавления в топливо негорючих присадок.

Таблица содержит основные показатели пожароопасности бензина.

Температура вспышки-40 0 С
Температура самовоспламенения200-500 0 С
Верхний предел-5 0 С
Нижний предел-40 0 С
Взрывоопасная концентрация паров в кислороде1-6%

В двигателе автомобиля опасно детонационное горение. При нем теплота распространяется с большой скоростью. Процесс сопровождается износом деталей и нарушением газообмена.

Среди причин выделяют:

  • нарушение условий эксплуатации;
  • выбор низкого октанового числа;
  • неподходящая калильность свечи зажигания.

Предотвратить детонацию можно:

  1. Эксплуатацией мотора на высоких оборотах. При разгоне сокращается период сгорания бензина.
  2. Применением интеркулера для охлаждения наддувочного воздуха перед цилиндром.
  3. Правильным подбором свечей.
  4. Переходом на высокое октановое число.
  5. Торможением двигателем.

Транспортировку бензина регламентирует ГОСТ Р 52734. Цистерны поездов и автомобилей должны иметь специальное обозначение.

Перед заполнением емкость моют и сушат. Бензовоз должен быть оборудован заземляющим устройством. Водители проходят подготовку, организациям выдается особая лицензия.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector