СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ И СГОРАНИЕ В ДИЗЕЛЯХ(продолжение)
Характерные особенности процесса сгорания удобно рассматривать по развернутой индикаторной диаграмме. Такая диаграмма (рис. 87) представляет запись давления в цилиндре двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Записывается она на осциллографе при непрерывной протяжке ленты в одном направлении. На рисунке показан участок диаграммы, соответствующий только процессам сжатия, сгорания и расширения.
За время первой фазы (от точки 1 до точки 2) топливо, впрыскиваемое в цилиндр, проходит физико-химические процессы подготовки к самовоспламенению. Эта фаза является периодом задержки самовоспламенения. На ее продолжительность влияет как состав топлива, так и форма камеры сгорания, тонкость распыливания, угол опережения подачи топлива и другие факторы. Чем продолжительнее период задержки самовоспламенения, тем больше топлива будет подано за первую фазу и накоплено в цилиндре к моменту начала сгорания. После точки 2 начинается вторая фаза. Во второй фазе сгорает топливо, поступившее за период задержки самовоспламенения и продолжающее подаваться. Поршень двигателя в это время находится вблизи в.м.т., и сгорание происходит практически при постоянном объеме. Горение большого количества топлива, поступившего за две фазы, в малом объеме камеры сгорания приводит к резкому нарастанию давления. Скорость этот: нарастания будет тем больше, чем больше топлива поступит в цилиндр за период первой фазы, т. е. чем больше период задержки самовоспламенения. Скорость нарастания давления определяется наклоном линии между точками 2—3. Если эта линия проходит полого, то скорость нарастания давления, или жесткость работы двигателя, будет небольшой. Жесткостью работы в основном определяется надежность и долговечность двигателя, поэтому стремятся уменьшить жесткость, снижая период задержки самовоспламенения и улучшая качество распыливания топлива.
Третья фаза (между точками 3—4) представляет собой фазу постепенного сгорания. Топливо, впрыскиваемое в среду с высокой температурой, воспламеняется почти без задержки. Поршень, перемещаясь вниз, освобождает значительный объем. Поэтому сгорание в период третьей фазы происходит при почти постоянном давлении. Чем продолжительнее эта фаза, тем больше площадь индикаторной диаграммы, определяющая полезную работу в цилиндре двигателя. В период третьей фазы давление сгорания достигает своей наибольшей величины (точка рz). Величину максимального давления цикла рz в основном определяет характер протекания процесса сгорания в период второй фазы.
В период четвертой фазы (между точками 4 и 5) происходит догорание топлива на линии расширения. Догорание сопровождается быстрым увеличением объема камеры сгорания из-за возрастающей скорости движения поршня. Причем значительно увеличивается внутренняя поверхность цилиндра, от которой происходит интенсивный отвод тепла в систему охлаждения двигателя. Тепло, выделяющееся при догорании, используется неэкономично. Чрезмерное увеличение догорания на линии расширения приводит к перегреву деталей цилиндро-поршневой группы, клапанов, повышению температуры отработавших газов, ухудшению условий смазки и преждевременному выходу двигателя из строя.
Продолжительность четвертой фазы зависит от количества впрыскиваемого топлива, т. е. от режима работы двигателя, температуры и давления в цилиндре к моменту начала подачи топлива, от качества работы топливной аппаратуры и, особенно, от четкости завершения впрыска топлива. При вялом окончании подачи топлива в конце третьей фазы частички топлива не могут долетать до тех мест в камере сгорания, где еще не использован для горения кислород воздуха. Горение замедляется и сопровождается повышенной дымностью, что говорит о неполном сгорании топлива.
Причинами ухудшения процессов смесеобразования и сгорания часто является плохая регулировка двигателя, изношенность деталей цилиндро-поршневой группы, неисправности в работе топливной аппаратуры и в первую очередь в работе форсунок.