Анализ уравнения сгорания топлива в ДВС

Как видно из уравнения (20), температура в точке z зависит от многих параметров (ξz, Tc, L, γR, Cp», βz, Qн, λ). Однако основное влияние на величину Tz оказывают параметры ξz, Tc и L. Влияние остальных параметров для конкретного типоразмера двигателя незначительно.

Максимальная температура цикла повышается при увеличении Tc, ξz и уменьшении L. Чем выше температура Tz, тем выше при прочих равных условиях температура цилиндропоршневой группы, хуже условия работы цилиндра. Как правило, у судовых дизелей максимальная температура цикла не превышает 1800°К, у высокооборотных дизелей — 2000°К (так как здесь более благоприятные условия отвода тепла от стенок цилиндра).

Сгорание топлива ДВС

Понижение Tz в практике возможно за счет переноса процесса сгорания на линию догорания (за счет уменьшения ξz). Такое решение нецелесообразно — при этом повышается температура уходящих газов и температура ЦПГ, уменьшается термический КПД. Однако в высокооборотных дизелях подобный перенос сгорания на линию расширения происходит независимо от воли конструктора. У малооборотных дизелей уменьшение практикуется при их форсировке, но не с целью снижения Tz, а с целью снижения максимального давления сгорания Pz и повышения энергии газов перед газотурбонагнетателем.

Обычно ξz находится в пределах: ξz = 0,6 + 0,99. Нижний предел — у высокооборотных дизелей, верхний — у малооборотных с увеличенным ходом поршня. Влияние температуры Tc на величину Tz ограничено ввиду ограниченности изменения величин ε и Та, определяющих Tc.

Основной путь уменьшения температуры Tz. И температуры цилиндропоршневой группы — увеличение количества молей L свежего заряда для сгорания 1 кг топлива (т.е. за счет повышения коэффициента избытка воздуха на сгорание).

Обычно при расчетах степень повышения давления λ = Pz / Pc принимается исходя из величины Pz построенных двигателей того же класса. Максимальные давления сгорания у выполненных конструкций находятся в пределах:

  • Pz = 5.03 ÷ 6.5 мПа — у малооборотных дизелей без наддува;
  • Pz = 6.5 ÷ 14.0 мПа — у малооборотных дизелей с наддувом;
  • Pz = 5.0 ÷ 8.0 мПа — у средне и высокооборотных дизелей без наддува;
  • Pz = 6.5 ÷ 14.0 мПа — у средне и высокооборотных дизелей с наддувом.

Степень повышения давления у двигателей без наддува находится в пределах: λ = 1,3 ÷ 2,2. При форсировке двигателей наддувом λ снижается и может достигать значений λ = 1,15 ÷ 1,3. Уменьшение λ при наддуве определяется необходимостью обеспечения достаточной надежности работы подшипников коленчатого вала путем сохранения на допустимом уровне максимального давления цикла Pz.

Смотрите также:

а) Определение количества воздуха, необходимого для сгорания топлива

б) Определение коэффициента молекулярного изменения при сгорании

в) Определение теплоемкости продуктов сгорания

г) Вывод уравнения сгорания

Март, 04, 2015 2515 0
Читайте также