В каком случае жидкое распыленное топливо в цилиндре двигателя

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Распыленное топливо

При сгорании тонко распыленного топлива нагары отлагаются в зонах близ форсунки. [32]

В каком случае жидкое распыленное топливо в цилиндре двигателя внутреннего сгорания обладает большей внутренней энергией: к концу такта всасывания или к концу такта сжатия. [33]

Процесс теплообмена факела распыленного топлива существенно отличается от теплообмена единичных капель. Причиной этого является определенное взаимодействие отдельных порций топлива в факеле, которое формально учитывается членами га и т в уравнении теплообмена. [34]

Полнота испарения капель распыленного топлива и смесеобразования при неизменных характеристиках топлива определяются тонкостью и однородностью распыла, правильным выбором формы и размера факела, температурой среды и временем, которое отводится на эти процессы. Химический состав топлива практически не оказывает влияния на процессы смесеобразования. [35]

При испарении капель распыленного топлива идет непрерывный процесс образования паров. Образующиеся пары топлива стремятся к равномерному распределению по всему объему воздуха. [37]

Предлагаемая модель факела распыленного топлива удовлетворительно описывает интегральные характеристики горения и теплообмена. Однако, точность результатов расчетов существенно зависит от точности задания входных параметров потоков. Отметим также, что развиваемая выше модель не требует расчетов траекторий капель и частиц. Это представляет известные трудности при решении системы жестких лагранжевых уравнений для каждого размера частиц в поле скорости и температуры несущей среды, которые находятся из эйлерова описания движения и теплообмена. Все эти проблемы сведены к уравнениям (5.246) и (5.255), которые решаются с использованием той же сетки, что и для уравнений энергии и диффузии окислителя. [39]

Форсунка обеспечивает впрыск распыленного топлива в камеру сгорания цилиндра. Устанавливается форсунка в отверстии головки цилиндра в латунном стакане, который омывается водой системы охлаждения. Распылитель форсунки входит внутрь цилиндра над камерой сгорания. [40]

Полнота испарения капель распыленного топлива и совершенство смесеобразования при неизменных характеристиках топлива в данном случае определяются тонкостью и однородностью распыла, правильным выбором формы и размера факела распыла, температурой среды и временем, которое отводится на эти процессы. [41]

Определение времени испарения распыленного топлива в зависимости от начальных размеров и теплового состояния капель, физических свойств топлива, условий теплообмена и диффузионного испарения представляет сложную задачу, в особенности для переменных по траектории капель температурных и скоростных условий. Законы испарения и движения совокупности капель в горячем потоке газа слабо изучены, и как следует не выяснено значение теплообмена и диффузионного испарения. По-видимому, в условиях высокой температуры газа и большой интенсивности турбулентности основное значение должен иметь конвективный теплообмен, в особенности на участке торможения капель, на котором относительная скорость движения капель достаточно велика. [42]

В области воспламенения распыленного топлива движение носит более сложный характер в связи с влиянием начальных условий ввода топлива и воздуха. [43]

Рассмотрение будет ограничено случаем разбавленных распыленных топлив , поэтому статистические флуктуации, связанные со случайными движениями отдельных частиц, не будут приниматься во внимание. [44]

Воздух подается в струю распыленного топлива . [45]

43. Тепловые двигатели — В.И. Лукашик, Сборник задач по физике

1126. Объясните причину вращения колеса (рис. 277). Какие преобразования энергии происходят при этом?
Колесо вращается за счет давления истекающего из трубки пара на его лопасти. Внутренняя энергия пара идет на работу по его расширению, которая, в свою очередь, идет на совершение работы по вращению колеса.

1127. Относится ли огнестрельное оружие к тепловым двигателям?
Да, поскольку при выстреле часть внутренней энергии топлива превращается в тепловую энергию снаряда.

1128. Какой вид энергии используется в установке, изображенной на рисунке 277; при выстреле из пушки?
В установке на рис. 277 используется энергия пара. При выстреле из пушки используется тепловая (внутренняя) энергия сгорающего взрывчатого вещества.

1129. Почему доливать воду в радиатор перегревшегося двигателя трактора следует очень медленно и только при работающем двигателе?
При быстром доливании воды в радиатор происходит процесс интенсивного парообразования, выделяется большое количество энергии. Двигатель выходит из строя.

130. Выполняя домашнее задание, ученик записал: «К машинам с тепловыми двигателями относятся: реактивный самолет, паровая турбина, мопед». Дополните эту запись другими примерами.
К машинам с тепловым двигателем относятся: автомобиль, тепловоз.

1131. Выполняя задание, ученик записал: «Двигатель внутреннего сгорания применяется в мотосанях, бензопилах». Дополните эту запись другими примерами.
Двигатель внутреннего сгорания применяют в автомобилях, дизельных тепловозах.

Читать еще:  Шумно работает двигатель на ваз 2114 причины

1132. Почему двигатели внутреннего сгорания не используются в подводной лодке при подводном плавании?
В подводных лодках не используют двигатели внутреннего сгорания из-за недостатка воздуха для создания рабочей смеси двигателя.

1133. В каком случае газообразная горючая смесь в цилиндре двигателя внутреннего сгорания обладает большей внутренней энергией: в начале такта «рабочий ход» или в конце его?
Горючая смесь обладает большей внутренней энергией в начале такта «рабочий ход».

1134. В каком случае жидкое распыленное топливо в цилиндре двигателя внутреннего сгорания обладает большей внутренней энергией: к концу такта всасывания или к концу такта сжатия?
Горючая смесь обладает большей внутренней энергией в конце такта сжатия.

1135. Почему температура газа в двигателе внутреннего сгорания в конце такта «рабочий ход» ниже, чем в начале этого такта?
Во время такта «рабочий ход» расширяющийся газ совершает работу за счет внутренней энергии смеси. Ее температура понижается.

1136. Почему в паровой турбине температура отработанного пара ниже, чем температура пара, поступающего к лопаткам турбины?
Часть внутренней энергии поступающего в турбину пара идет на совершение механической работы по ее вращению.

1137. Зачем в цилиндры дизельного двигателя (двигателя с воспламенением топлива от сжатия) жидкое топливо подается в распыленном состоянии?
Распыленное топливо обладает большей поверхностью. Это способствует более полному сгоранию топлива.

1138. Во время каких тактов закрыты оба клапана в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания?
Во втором и третьем такте.

1139. Отражается ли неполное сгорание топлива в двигателе внутреннего сгорания на его КПД; на окружающей среде?
КПД уменьшается; окружающая среда сильнее загрязняется.

1140. Первый гусеничный трактор конструкции А. Ф. Блинова, 1888 г., имел два паровых двигателя. За 1 ч он расходовал 5 кг топлива, у которого удельная теплота сгорания равна 30 • 10 6 Дж/кг. Вычислите КПД трактора, если мощность двигателя его была равна около 1,5 кВт.

1141. В одной из паровых турбин для совершения полезной работы используется 1/5 часть энергии, выделяющейся при сгорании топлива, в другой — 1/4 часть. КПД какой турбины больше? Ответ обоснуйте.
КПД тем больше, чем больше часть полезной работы по отношению к затраченной. Поэтому КПД второй турбины больше.

1142. Вычислите КПД турбин, описанных в предыдущей задаче.

1143. Определите КПД двигателя трактора, которому для выполнения работы 1,89 • 107 Дж потребовалось 1,5 кг топлива с удельной теплотой сгорания 4,2 • 10 6 Дж/кг.

1144. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 2,3 • 10 4 кДж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя.

1145. За 3 ч пробега автомобиль, КПД которого равен 25%, израсходовал 24 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля при этом пробеге?

1146. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 36 кВт за 1 ч работы израсходовал 14 кг бензина. Определите КПД двигателя.

Код ТН ВЭД ЕАЭС 8408 Двигатели внутреннего сгорания поршневые с воспламенением от сжатия (дизели или полудизели)

8408 — Двигатели внутреннего сгорания поршневые с воспламенением от сжатия (дизели или полудизели):

В данную товарную позицию входят поршневые двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (кроме перечисленных в группе 95), включая автомобильные двигатели.

Конструкция данных двигателей сходна с поршневыми двигателями внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и состоит из тех же основных элементов (цилиндра, поршня, шатуна, коленчатого вала, маховика, впускного и выпускного клапанов и т.д.). Отличительной чертой данных двигателей является то, что воздух (или смесь воздуха и газа) предварительно всасывается в цилиндр и подвергается быстрому сжатию. Затем, распыленное жидкое топливо впрыскивается в камеру сгорания, где самовозгорается от высокой температуры, сопровождающей процесс сжатия. При этом давление значительно превосходит давление, создаваемое в двигателях с принудительным зажиганием.

Кроме дизелей существуют полудизели, воспламенение в которых происходит при меньшем сжатии. Для того, чтобы завести такой двигатель, необходимо предварительно разогреть головку цилиндра паяльной лампой или использовать запальную свечу.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия работают на тяжелом жидком топливе, таком как тяжелая нефть или каменноугольные масла, сланцевые масла, растительные масла (арахисовое, касторовое, пальмовое и т.д.)

***
Данные двигатели имеют один или несколько цилиндров. В последнем случае шатуны крепятся к одному коленчатому валу, а раздельно питаемые цилиндры могут иметь различное расположение: вертикальное (прямое или обратное), в два наклонных симметричных ряда (V-образное), горизонтально по обе стороны коленчатого вала.

Читать еще:  Что такое вечный двигатель почему он не существует

Данные двигатели имеют очень широкое применение: в сельскохозяйственных машинах, автомобилях, тракторах, локомотивах, на судах или электростанциях и т.д.

Они могут быть оборудованы форсунками, приборами зажигания, топливными или масляными резервуарами, водяными или масляными радиаторами, водяными, масляными или топливными насосами, вентиляторами, воздушными или масляными фильтрами, муфтами сцепления или механическими приводами, стартерами (электрическими и прочими), а также коробками передач. Двигатели также могут быть оснащены гибкими валами.

Кроме того, сюда входят мобильные двигатели — двигатели, установленные на колесных шасси или полозьях, а также снабженные приводными механизмами, обеспечивающими определенную самоходность (за исключением транспортных средств группы 87).

***
В данную товарную позицию не входят поршневые двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и регулируемым сжатием, предназначенные специально для определения октанового и цетанового числа моторного топлива (группа 90).

В соответствии с общими положениями, касающимися классификации частей (см. Общие положения пояснений к разделу XVI) части к двигателям данной товарной позиции включены в товарную позицию 8409.

Пояснения к подсубпозициям

8408 10 110 0 — 8408 10 990 0

См. пояснения к подсубпозициям 8407 21 100 0 — 8407 29 800 0.

СПОСОБ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В КАМЕРУ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам распыливания топлива в камерах сгорания. Задачей изобретения является упрощение реализующей способ конструкции, повышение надежности и эксплуатационных характеристик двигателя. Из бака 14 по топливопроводу 13 производят подвод топлива к насосу 12 и закачивание его по магистрали 11 в накопительный резервуар 8 закрытого объема. Посредством нагревателя 10 осуществляют нагрев топлива 9 до температуры и давления, значения которых выше, чем в камере 5 сгорания на момент впрыска топлива. При движении поршня 2 вверх засосанный через клапан 3 воздух начинает сжиматься в цилиндре 1, достигая к концу такта сжатия давления, обусловленного степенью сжатия, при этом также повышается и его температура, но их значения остаются меньше, чем давление и температура топлива в резервуаре 8. При подходе поршня 2 к ВМТ осуществляют впрыск топлива 9 в камеру 5 сгорания посредством форсунки 6. Происходит взрывное вскипание топлива, благодаря чему оно измельчается на еще более мелкие частицы, которые разлетаются, хорошо перемешиваясь с воздухом, и дополнительно турбулизируют горючую смесь. Включают техническое зажигание и осуществляют горение полученного топливного заряда. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ подачи топлива в камеру двигателя внутреннего сгорания, включающий перевод жидкого топлива в состояние перегрева, отличающийся тем, что путем нагрева жидкого топлива в закрытом объеме повышают его температуру и давление до значений, соответственно больших температуры и давления в камере сгорания в момент подачи, которую осуществляют в конце такта сжатия, после чего производят техническое зажигание. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу топлива осуществляют посредством устройства впрыска, которое соединяют магистралью высокого давления с резервуаром, в котором осуществляют нагрев топлива.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам распиливания топлива в камерах сгорания.

Прототипом является способ распиливания горючего, основанный на предварительном подогреве, переводе его в метастабильное состояние с помощью понижения давления при истечении через распыливающее устройство и взрывообразном вскипании и нагреве до приведенной температуры дисперсионной среды = Ткр=0,75-0,93, где Т — температура нагрева на входе в распыливающее устройство, Ткр — критическая температура дисперсионной среды, с последующим истечением и распыливанием на выходе из распыливающего устройства [Пат. РФ 2183286 МПК F02M 31/02, F23D 11/24, 2002].

Недостатками прототипа являются:

— сложность реализующей способ конструкции и недостаточная ее надежность, обусловленные необходимостью поддерживать топливо в метастабильном состоянии, что сделать в диапазоне рабочих температур, режимов и нагрузок двигателя внутреннего сгорания достаточно трудно, так как метастабильное состояние жидкости является неустойчивым;

— снижение качества распыла топлива в случае впрыска его в двигатель внутреннего сгорания, поскольку при сжатии горючей смеси (на такте сжатия) повышается давление, приводящее к конденсации части паров горючей смеси, т.е. к укрупнению распыленных частиц, что увеличивает время сгорания последних, снижает КПД двигателя и его эксплуатационные характеристики, а также повышает выброс вредных веществ с отработавшими газами.

Читать еще:  Ямз 780 двигатель технические характеристики

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, упрощение реализующей способ конструкции, повышение надежности и эксплуатационных характеристик двигателя.

Задача решается тем, что в способе подачи топлива в камеру двигателя внутреннего сгорания, включающем перевод жидкого топлива в состояние перегрева, путем нагрева жидкого топлива в закрытом объеме повышают его температуру и давление до значений соответственно больших температуры и давления в камере сгорания в момент подачи.

Нагрев топлива в закрытом объеме осуществляют до температуры большей температуры самовоспламенения его паров. Перевод топлива в камеру сгорания двигателя осуществляют в конце такта сжатия.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Повышение температуры и давления топлива путем нагрева его в закрытом объеме до значений соответственно больших температуры и давления в камере сгорания в момент подачи и перевод топлива в состояние перегрева, позволяет осуществить взрывное вскипание топлива непосредственно в самой камере, за счет чего осуществляется его мелкий распыл и турбулизация горючей смеси, что улучшает процесс сгорания. Это, в свою очередь, повышает КПД и снижает выброс вредных веществ в атмосферу, повышая, в конечном счете, эксплуатационные характеристики.

Нагрев топлива в закрытом объеме до температуры большей температуры самовоспламенения его паров позволяет осуществить воспламенение топлива в момент впрыска его в камеру сгорания, содержащей окислитель (воздух), при этом в отличие от дизеля температура окислителя может быть меньше температуры самовоспламенения паров топлива. Это позволяет отказаться от технического зажигания и улучшить процесс горения, поскольку появляется множество очагов воспламенения по сравнению с искровым зажиганием. В результате этого упрощается конструкция двигателя, повышаются его КПД, надежность и эксплуатационные характеристики.

Перевод топлива в камеру сгорания двигателя в конце такта сжатия позволяет сохранить размер распыленных частиц топлива, так как давление окислителя в камере сгорания уже не будет повышаться, что предотвратит конденсацию паров и укрупнение частиц после впрыска.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. изображена схема устройства подачи топлива в камеру двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2 и соединенную через впускной клапан 3 с воздушным каналом 4 камеру 5 сгорания, в которой установлено устройство 6 впрыска (форсунка), связанное посредством магистрали 7 высокого давления с резервуаром 8, имеющим топливо 9 с погруженным в него нагревателем 10 и соединенным магистралью 11 высокого давления с насосом 12, который топливопроводом 13 связан с баком 14.

Способ реализуют следующим образом.

Из бака 14 по топливопроводу 13 производят подвод топлива к насосу 12, который через магистраль 11 закачивает его в накопительный резервуар 8 закрытого объема. Посредством нагревателя 10 осуществляют нагрев топлива 9 до температуры и давления, значения которых выше, чем в камере 5 сгорания на момент его впрыска. При движении поршня 2 вниз открывается впускной клапан 3. В результате чего воздух из канала 4 поступает (засасывается) в цилиндр 1. При движении поршня вверх клапан 3 закрывается, и воздух начинает сжиматься в цилиндре, достигая к концу такта сжатия давления, обусловленного степенью сжатия, при этом также повышается и температура сжимаемого воздуха, но их значения остаются меньше, чем давление и температура топлива в резервуаре 8. При подходе поршня 2 к верхней мертвой точке осуществляют впрыск топлива 9 в камеру 5 сгорания посредством форсунки 6. Поскольку в камере сгорания давление и температура меньше, чем во впрыснутом (распыленном) топливе, то происходит взрывное вскипание последнего, благодаря чему оно измельчается на еще более мелкие частицы, которые разлетаются, хорошо перемешиваясь с воздухом, и дополнительно турбулизируют горючую смесь. Включают техническое зажигание (например искровую свечу) и осуществляют горение полученного топливного заряда. Заметим, что при подогреве топлива в резервуаре 8 выше температуры самовоспламенения его паров происходит возгорание последних после смешивание в камере 5 сгорания с воздухом, температура которого (в отличие от дизеля) может быть ниже указанной температуры самовоспламенения. В этом случае технического зажигания не требуется. Поскольку топливо впрыскивается к концу такта сжатия, то давление в камере 5 сгорания больше не растет, что исключает конденсацию паров топлива и связанное с этим укрупнение распыленных частиц топлива. По мере расхода топлива из резервуара 8, последний постоянно пополняется с помощью насоса 12.

Внедрение изобретения позволит улучшить процесс горения топливного заряда, упростить конструкцию двигателя, повысить его надежность, КПД и эксплуатационные характеристики.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector