Спосіб сумішоутворення в камері згоряння двигуна внутрішнього згоряння

1. Спосіб сумішоутворення в камері згоряння двигуна внутрішнього згоряння, що включає вприскування на такті стиску в заповнену повітрям камеру згоряння палива у вигляді конусоподібного факела, розпилювання палива на поверхні камери згоряння, яка розміщена у головці циліндра, та організацію руху повітряного заряду, який відрізняється тим, що вприскування і розпилювання палива здійснюють так, що формують паливний конусоподібний факел, який U 1 3 організми зводиться до наступного. У наслідок того, що частина вуглеводнів бензину не окислюється до кінця, утворюються оксиди вуглецю (CO), які вчиняють шкідливий вплив на здоров'я людини навіть при низьких концентраціях унаслідок більш активної в порівнянні з киснем взаємодії з гемоглобіном крові. В умовах високих температур, що розвиваються в циліндрі двигуна, азот окислюється киснем повітря до оксиду азоту (NO) і діоксиду азоту (NO2), які викликають загальну слабість, запаморочення й нудоту. Сірка (S), що міститься в бензині, окисляється до оксиду сірки (SO2), що порушує процеси подиху й сприяє підвищенню кислотності атмосферних опадів. При горінні бензину в умовах нестачі кисню й високих температур утворюється 3,4-бензпірен (С20Н12), речовина, що має канцерогенні властивості. На стадії запалювання палива, а тим більше при запуску двигуна або його роботі без навантаження, тобто в умовах надлишку кисню, здійснюється синтез альдегідів (RxCHO), що вчиняють наркотичну дію на центральну нервову систему. Шкідливий вплив хімічних сполук, що утворюються в складі відпрацьованих газів при експлуатації ДВЗ, виявляється не тільки стосовно людини, але й поширюється на все навколишнє природне середовище. На перебіг процесів згоряння, тепловиділення, а через те і на витрати палива та кількість викидів шкідливих речовин у відпрацьованих газах ДВЗ в першу чергу впливає організація перебігу процесів сумішоутворення. Перспективним способом зниження витрати палива й викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами двигунів з іскровим запалюванням є застосування безпосереднього вприскування палива з розшаруванням паливоповітряної суміші, що особливо актуально для двотактних двигунів. Значно впливає на показники ДВЗ із розподілом паливоповітряної суміші в циліндрі двигуна шарами характер організації процесів сумішоутворення і згоряння, склад паливоповітряної суміші, що характеризується коефіцієнтом надлишку повітря a Gпов a= G пал × l 0 , де Gпов - маса повітря; Gпал - маса палива; ℓ0 - теоретично необхідна кількість повітря для повного згоряння палива, і розміщення об'єму паливоповітряної суміші в об'ємі камери згоряння щодо джерела запалювання - електродів запалювальної свічки. На часткових режимах якісна організація перебігу процесів сумішоутворення і згоряння при ефективному розшаруванні паливоповітряної суміші буде, коли на момент запалювання в об'ємі, що оточує запалювальну свічку й в міжелектродному проміжку запалювальної свічки знаходиться збагачений легкозаймистий склад паливоповітряної суміші (a=0,8-0,9), а в інших об'ємах камери згоряння знаходиться повітря (a→∞). На режимах максимальної потужності повинне забезпечуватись рівномірне розподілення 29460 4 паливоповітряної суміші (a≈1) по всьому об'єму камери згоряння. Якість паливоповітряної суміші залежить від способу організації процесів сумішоутворення. Існують три типи внутрішнього сумішоутворення: об'ємне, об'ємно-плівкове та плівкове. Кожний із типів сумішоутворення має свої переваги й недоліки. Однак для створення якісної однорідної паливоповітряної суміші, у якій біля кожної молекули палива розташована однакова кількість молекул кисню, азоту та інших компонентів, найбільш переважним є плівкове сумішоутворення. Для ефективного способу організації плівкового сумішоутворення необхідно значну частину циклової подачі палива, що вприскується (більш ніж 90%), подавати на поверхню камери згоряння під гострим кутом, який забезпечує розтікання палива по стінці тонким шаром, а біля стінки організувати спрямований рух повітряного заряду так, щоб забезпечувався інтенсивний відвід парів палива від паливної плівки і якісне змішання парів палива з потоком повітря, що набігає. При цьому необхідно, щоб паливна плівка не руйнувалася. Реалізацію плівкового сумішоутворення здійснюють при організації внутрішнього сумішоутворення шляхом безпосереднього вприскування палива в камеру згоряння ДВЗ і спрямованого вихрового руху повітря за рахунок конструктивних особливостей камери згоряння. Організація внутрішнього сумішоутворення в камері згоряння залежить від форми паливного факела, середнього діаметра крапель та тиску вприскування. Форма паливного факела й також орієнтація паливної форсунки обумовлюють якість перебігу процесів сумішоутворення, формування складу паливоповітряної суміші, інтенсивність запалювання і згоряння паливоповітряної суміші. При цьому організація плівкового сумішоутворення з використанням відомих способів подачі палива обумовлює ускладнення конструкції двигуна через необхідність забезпечення спрямованого вихрового руху повітря, що визначає ускладнення конструкції камери згоряння. Наприклад, використання вихрових камер згоряння ускладнюється не тільки їхньою формою, але й застосуванням спеціального жароміцного матеріалу в сполученому каналі між надпоршневими об'ємами. Крім того, використання розділених камер згоряння збільшує теплові втрати в головці циліндра, що знижує економічність двигуна. Система запалювання призначена для запалювання паливоповітряної суміші в точно встановлений момент часу. У двигунах з іскровим запалюванням це досягається за рахунок електричної іскри, тобто електроіскрового розряду, створюваного між електродами запалювальної свічки. Для виникнення іскри запалювання напруга між електродами свічки повинна різко зрости для утворення високовольтної електричної дуги. Після виникнення іскрового розряду паливоповітряна суміш, що знаходиться між електродами свічки, може запалитися в будь-який момент цієї фази. 5 Важливим параметром запалювання паливоповітряної суміші є її склад, який повинен знаходитися в межах займистості, що відповідає коефіцієнту надлишку повітря a=0,4-1,2. Перезбагачення паливоповітряної суміші (a0,9) на момент запалювання, що негативно вплине на процеси запалювання, подальшого згоряння і на ефективні показники двигуна. Також переважною є така реалізація способу, при якій конусоподібна порожнина факела має коефіцієнт надлишку повітря aп.факела від 1,5 до ∞. При коефіцієнті надлишку повітря aп.факела менш ніж 1,5 відбувається перезбагачення в об'ємі паливоповітряної суміші (a