Дизель майы күйөбү? Ал күйөт жана абдан күчтүү. Анын алдын ала аралаш күйүүгө катышпаган калдыктары өзгөрүлмө ылдамдыктагы күйүү фазасында сарпталат.
Дизель кыймылдаткычтарында күйүү абдан кыйын. 1990-жылдарга чейин анын деталдуу механизмдери жакшы түшүнүлгөн эмес. Күйүүчү камерада дизелдик отундун күйүү температурасы да ар бир учурда ар кандай болгон. Ондогон жылдар бою бул процесстин татаалдыгы изилдөөчүлөрдүн "тунуктук" кыймылдаткычтарда колдонулган жогорку ылдамдыктагы фотосүрөткө тартуу, заманбап компьютерлердин иштетүү кубаттуулугу жана көптөгөн математикалык моделдер сыяктуу заманбап куралдардын бар экендигине карабастан, анын көптөгөн сырларын ачууга болгон аракетин четке кагып келген. дизельде күйүүнү симуляциялоо үчүн иштелип чыккан 1990-жылдары салттуу дизелдик күйүү процессине барак лазердик сүрөттү колдонуу бул процессти түшүнүүнү кыйла жакшыртуунун ачкычы болгон.
Бул макаланы камтыйтклассикалык дизелдик кыймылдаткыч үчүн абдан белгиленген жараян модели. Дизелдик отундун бул кадимки күйүү процесси негизинен аралаштыруу жолу менен башкарылат, ал күйүүчү майдын жана абанын от алдыруудан мурун диффузиясынан улам пайда болушу мүмкүн.
Күйүү температурасы
Дизель майы кандай температурада күйөт? Мурда бул суроо кыйын болуп көрүнсө, азыр ага так жооп берүүгө болот. Дизелдик отундун күйүү температурасы болжол менен 500-600 градус Цельсийди түзөт. Температура отун менен абанын аралашмасын тутантуу үчүн жетиштүү болушу керек. Айлана-чөйрөнүн төмөнкү температуралары басымдуулук кылган суук өлкөлөрдө кыймылдаткычтарда кыймылдаткычты иштетүүгө жардам берүү үчүн киргизүү портун жылыткан күйгүзүүчү шам бар. Мына ошондуктан, сиз кыймылдаткычты иштетүүдөн мурун тактайдагы жылыткычтын сөлөкөтү өчүп калгыча күтүшүңүз керек. Ошондой эле дизелдик отундун күйүү температурасына таасир этет. Анын чыгармачылыгында дагы кандай нюанстар бар экенин карап көрөлү.
Функциялар
Сырттан башкарылуучу оттукка дизелдик отунду күйгүзүүнүн негизги шарты андагы сакталган химиялык энергияны бөлүп чыгаруунун уникалдуу ыкмасы болуп саналат. Бул процессти ишке ашыруу үчүн күйүүнү жеңилдетүү үчүн ага кычкылтек жеткиликтүү болушу керек. Бул процесстин эң маанилүү аспектилеринин бири күйүүчү май менен абаны аралаштыруу, көбүнчө алдын ала аралаштыруу деп аталат.
Дизельдик күйүүчү катализатор
Дизельдик кыймылдаткычтарда күйүүчү май көбүнчө кыймылдаткычтын цилиндрине кысуу соккусунун аягында, жогорку өлүк борборго чейин бир нече градус бурч менен куюлат. Суюк отун, адатта, инжектордун учундагы майда тешиктер же саптамалар аркылуу бир же бир нече агымда жогорку ылдамдыкта куюлуп, майда тамчыларга айланып, күйүү камерасына кирет. Атомизацияланган отун курчап турган ысытылган кысылган абадан жылуулукту өзүнө сиңирип, бууланып, курчап турган жогорку температурадагы жогорку басымдуу аба менен аралашат. Поршень жогорку өлүк борборго (TDC) жакындай бергенде, аралашма температурасы (негизинен аба) анын тутануу температурасына жетет. Webasto дизелдик отунунун күйүү температурасы башка дизелдик класстардан эч кандай айырмаланбайт, болжол менен 500-600 градуска жетет.
Алдын ала аралаштырылган кээ бир күйүүчү май менен абанын тез күйүшү от алдыруу кечигүү мезгилинен кийин пайда болот. Бул тез тутануу күйүүнүн башталышы болуп эсептелет жана аба-отун аралашмасы керектелгенде цилиндр басымынын кескин жогорулашы менен мүнөздөлөт. Алдын ала аралаш күйүүнүн натыйжасында жогорулаган басым заряддын күйбөгөн бөлүгүн кысып, ысытат жана ал тутанганга чейинки кечиктирүүнү кыскартат. Ошондой эле калган күйүүчү майдын буулануу ылдамдыгын жогорулатат. Анын чачылышы, бууланышы, абага аралашуусу баары күйгүчө уланат. Бул жагынан керосин менен дизелдик отундун күйүү температурасы окшош болушу мүмкүн.
Мүнөздөмө
Биринчи, белгилер менен алектенели: анда А - аба (кычкылтек), F - күйүүчү. Дизель күйүү аз жалпы A/F катышы менен мүнөздөлөт. Эң төмөнкү орточо A/F көбүнчө чоку момент шарттарында байкалат. Ашыкча түтүндүн пайда болушуна жол бербөө үчүн, A/F эң жогорку моменти, адатта, 25:1ден жогору, болжол менен 14,4:1 болгон стехиометриялык (химиялык жактан туура) эквиваленттик катыштан бир топ жогору кармалат. Бул бардык дизелдик күйгүзүүчү активаторлорго да тиешелүү.
Турбокубаттуу дизелдик кыймылдаткычтарда бош турганда A/F катышы 160:1ден ашат. Демек, күйүүчү май күйгөндөн кийин цилиндрдеги ашыкча аба күйүп жаткан жана ансыз деле түгөнгөн газдар менен аралаша берет. Чыгаруучу клапан ачылганда, ашыкча аба күйүү продуктулары менен бирге сыртка чыгат, бул дизелдик газдын кычкылдануу мүнөзүн түшүндүрөт.
Дизель майы качан күйөт? Бул процесс бууланган күйүүчү май аба менен аралашып, жергиликтүү бай аралашманы пайда кылгандан кийин пайда болот. Ошондой эле бул этапта, дизелдик отун туура күйүү температурасына жеткен. Бирок, жалпы A / F катышы аз. Башкача айтканда, дизелдик кыймылдаткычтын цилиндрине кирген абанын көбү кысылган жана ысытылган, бирок эч качан күйүү процессине катышпайт деп айтууга болот. Ашыкча абадагы кычкылтек газ түрүндөгү углеводороддорду жана көмүртек кычкыл газын кычкылдандырууга жардам берип, аларды чыккан газдарда өтө төмөн концентрацияга чейин азайтат. Бул процесс дизелдик отундун күйүү температурасына караганда алда канча маанилүү.
Факторлор
Төмөнкү факторлор дизелдик күйүү процессинде чоң роль ойнойт:
- Абанын индукцияланган заряды, анын температурасы жана бир нече өлчөмдөрдө кинетикалык энергиясы.
- Инъекцияланган күйүүчү майдын атомизациясы, чачыратуунун өтүшү, температура жана химиялык мүнөздөмөлөрү.
Бул эки фактор эң маанилүү болгону менен, кыймылдаткычтын иштешине олуттуу таасир эте турган башка параметрлер да бар. Алар күйүү процессинде экинчи, бирок маанилүү ролду ойнойт. Мисалы:
- Киргизүүнүн дизайны. Ал заряд абасынын кыймылына (өзгөчө ал цилиндрге кирген учурда) жана күйүү камерасындагы аралашуу ылдамдыгына күчтүү таасир этет. Бул казандагы дизелдик отундун күйүү температурасын өзгөртө алат.
- Алуучу порттун дизайны кубаттоо абасынын температурасына да таасирин тийгизиши мүмкүн. Буга суу курткасынан жылуулукту кирүүчү беттин аянты аркылуу өткөрүү аркылуу жетүүгө болот.
- Алуучу клапандын өлчөмү. Чектүү убакыттын ичинде цилиндрге кирген абанын жалпы массасын көзөмөлдөйт.
- Кысуу катышы. Бул бууланууга, аралашуу ылдамдыгына жана күйүү сапатына, казандагы дизелдик отундун күйүү температурасына карабастан таасир этет.
- Инъекциялык басым. Ал берилген сопло ачуу параметри үчүн инъекциянын узактыгын көзөмөлдөйт.
- Атомизация геометриясы, ал дизелдик отун менен бензиндин сапатына жана күйүү температурасына түздөн-түз таасир этет.аба пайдалануу эсеби. Мисалы, чоңураак чачыраткыч конус бурчу күйүүчү майды поршендин үстүнө жана күйүүчү резервуардын сыртына ачык камералуу DI дизелдик кыймылдаткычтарында жайгаштыра алат. Бул абал күйүүчү майдын абага кирүүсүнө тыюу салынгандыктан, ашыкча "тамеки тартууга" алып келиши мүмкүн. Кең конус бурчтары күйүүчү майдын күйүүчү камеранын ичине эмес, цилиндр дубалдарына чачырап кетишине алып келиши мүмкүн. Цилиндрдин дубалына чачылган ал акырында май идишине түшүп, майлоочу майдын иштөө мөөнөтүн кыскартат. Чачыратуу бурчу инжектордун розеткасынын жанындагы күйүүчү агымдагы абанын аралашуу ылдамдыгына таасир этүүчү өзгөрмөлөрдүн бири болгондуктан, ал жалпы күйүү процессине олуттуу таасирин тийгизиши мүмкүн.
- Инжектордун абалын көзөмөлдөгөн клапан конфигурациясы. Эки клапан системалары ийилген инжектордун абалын түзөт, бул бир калыпта эмес чачуу дегенди билдирет. Бул күйүүчү май менен абанын аралашышынын бузулушуна алып келет. Башка жагынан алганда, төрт клапан конструкциялары инжекторду вертикалдуу орнотууга, күйүүчү майды симметриялуу атомдаштырууга жана ар бир атомизатор үчүн жеткиликтүү абага бирдей мүмкүнчүлүк берет.
- Үстүнкү поршень шакекчесинин абалы. Ал поршендин үстүнкү бөлүгү менен цилиндр лайнеринин ортосундагы өлүк мейкиндикти көзөмөлдөйт. Бул өлүк мейкиндик күйүү процессине катышпастан кысып, кеңейген абаны кармап турат. Ошондуктан, дизелдик кыймылдаткыч системасы күйүү камерасы, инжектордун насадкалары менен эле чектелбестигин түшүнүү керек.алардын жакын чөйрөсү. Күйүү процесстин акыркы натыйжасына таасир эте турган ар кандай бөлүктөрдү же компоненттерди камтыйт. Демек, дизель майынын күйүп-күйбөгөнүнөн эч ким күмөн санабашы керек.
Башка маалымат
Дизель күйүү A/F катышы менен абдан арык экендиги белгилүү:
- 25:1 эң жогорку моментте.
- 30:1 номиналдык ылдамдыкта жана максималдуу кубаттуулукта.
- Турбокубаттуу кыймылдаткычтар үчүн бош турганда 150:1ден ашык.
Бирок бул кошумча аба күйүү процессине кирбейт. Ал абдан көп ысыйт жана түгөнөт, натыйжада дизелдик газдар начарлайт. Аба-отундун орточо катышы начар болсо да, долбоорлоо процессинде тийиштүү чаралар көрүлбөсө, күйүүчү камеранын аймактары отунга бай болуп, ашыкча түтүндүн чыгышына алып келиши мүмкүн.
Күйүү камерасы
Дизайндын негизги максаты - күйүүчү майга бай аймактардын таасирин азайтуу жана кыймылдаткычтын өндүрүмдүүлүгүн жана газдарды чыгаруу боюнча максаттарына жетүү үчүн күйүүчү май менен абанын жетиштүү аралашуусун камсыз кылуу. Күйүү камерасынын ичиндеги абанын кыймылындагы турбуленттүүлүк аралаштыруу процессине пайдалуу экени жана ага жетүү үчүн колдонулушу мүмкүн экендиги аныкталган. Кирүүчү тарабынан түзүлгөн куюн күчөп, поршень түзө алатпоршень башындагы чөйчөктүн туура дизайнына байланыштуу кысуу учурунда көбүрөөк турбуленттүүлүккө жол берүү үчүн цилиндр башына жакындаганда кысуу.
Күйүү камерасынын дизайны бөлүкчөлөрдүн эмиссиясына эң олуттуу таасир этет. Ошондой эле күйбөгөн углеводороддор жана CO таасир этиши мүмкүн. NOx эмиссиясы идиштин конструкциясынан көз каранды болгону менен [De Risi 1999], негизги газдын касиеттери алардын чыккан газ деңгээлинде абдан маанилүү ролду ойнойт. Бирок, NOx/PM алмашуусунан улам, NOx эмиссиясынын чеги азайгандыктан, күйүүчү түзүлүштөр өзгөрүүгө туура келди. Бул негизинен PM эмиссиясынын көбөйүшүнө жол бербөө үчүн талап кылынат.
Оптималдаштыруу
Двигательдеги дизелдик отундун күйүү системасын оптималдаштыруунун маанилүү параметри бул процесске катышкан жеткиликтүү абанын үлүшү. К фактору (поршендик чөйчөктүн көлөмүнүн клиренске катышы) күйүү үчүн жеткиликтүү абанын пропорциясынын болжолдуу көрсөткүчү. Кыймылдаткычтын жылышынын азайышы салыштырмалуу К коэффициентинин төмөндөшүнө жана күйүү мүнөздөмөлөрүнүн начарлашына алып келет. Берилген жылышуу жана туруктуу кысуу катышы үчүн К факторун узунураак штрихти тандоо менен жакшыртса болот. Цилиндрдин тешиги менен кыймылдаткычтын катышын тандоого K фактору жана кыймылдаткычтын таңгагы, тешиктер жана клапандар жана башка бир катар факторлор таасир этиши мүмкүн.
Мүмкүн болгон кыйынчылыктар
Орнотууда өзгөчө олуттуу көйгөйЦилиндр менен инсульттун максималдуу катышы цилиндр башынын өтө татаал таңгагында жатат. Бул борбордо жайгашкан инжектор менен төрт клапан дизайнын жана жалпы рельс күйүүчү май куюу системасын жайгаштыруу үчүн зарыл. Цилиндр баштары көптөгөн каналдардан, анын ичинде сууну муздатуудан, цилиндр башын кармап туруучу болттордон, кабыл алуу жана чыгаруу портторунан, инжекторлордон, күйгүзүүчү шамдардан, клапандардан, клапандардын өзөндөрүнөн, оюкчаларынан жана отургучтарынан жана кээ бир конструкцияларда чыккан газды рециркуляциялоо үчүн колдонулган башка каналдардан улам татаал.
Заманбап тике инжектордук дизелдик кыймылдаткычтардагы күйүү камералары ачык же экинчилик күйүүчү камералар деп атоого болот.
Ачык камералар
Эгерде поршендеги идиштин үстүнкү тешигинин диаметри ошол эле идиштин параметринин максимумунан кичине болсо, анда ал кайтарылуучу деп аталат. Мындай идиштердин «эрин» бар. Эгерде жок болсо, анда бул ачык күйүү камерасы. Дизелдик кыймылдаткычтарда бул мексикалык шляпа идиш үлгүлөрү 1920-жылдардан бери белгилүү. Алар 1990-жылга чейин оор жүктөгүч кыймылдаткычтарда колдонулуп, кайра кайтаруучу идиш мурдагыдан да маанилүү болуп калды. Күйүү камерасынын бул түрү идиш күйүп жаткан газдардын көбүн камтыган салыштырмалуу өнүккөн инъекция убакыттары үчүн иштелип чыккан. Ал кечиктирилген сайынуу стратегияларына ылайыктуу эмес.
Дизель кыймылдаткыч
Ал ойлоп табуучу Рудольф Дизелдин атынан коюлган. Бул күйүүчү кыймылдаткыч, анда инжектордук күйүүчү майдын от алдыруу көбөйүшү менен шартталганмеханикалык кысуудан улам цилиндрдеги абанын температурасы. Дизель абаны гана кысуу менен иштейт. Бул баллондун ичиндеги абанын температурасын күйүү камерасына куюлган атомизацияланган күйүүчү май өзүнөн өзү тутангандай даражада жогорулатат.
Бул бензин же LPG сыяктуу учкун күйгүзүүчү кыймылдаткычтардан айырмаланат (бензин эмес, газ түрүндөгү отун колдонуу). Алар күйүүчү-аба аралашмасын күйгүзүү үчүн шамды колдонушат. Дизелдик кыймылдаткычтарда күйгүзүүчү шамдар (күйүү камерасын жылыткычтар) суук аба ырайында жана ошондой эле аз кысуу катышында баштоого жардам берүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Оригиналдуу дизель акырындык менен күйүүчү туруктуу басым циклинде иштейт жана үн үнүн чыгарбайт.
Жалпы мүнөздөмөлөр
Дизель өтө жогорку кеңейүү катышы жана ашыкча абаны жылуулукту таркатууга мүмкүндүк берүүчү, мүнөздүү арык күйүүчүлүгүнөн улам бардык практикалык ички жана тышкы күйүүчү кыймылдаткычтардын эң жогорку жылуулук эффективдүүлүгүнө ээ. Түз инъекциясыз эффективдүүлүктү бир аз жоготууга да жол берилбейт, анткени клапан жабылганда күйбөгөн күйүүчү май жок жана күйүүчү май куюучу (инжектор) түзүлүштөн түтүккө түз агып кетпейт. Кемелерде колдонулгандар сыяктуу төмөн ылдамдыктагы дизелдик кыймылдаткычтардын жылуулук эффективдүүлүгү 50 пайыздан ашат.
Дизельдер эки тактылуу же төрт тактылуу болуп жасалышы мүмкүн. Алар башында катары колдонулганстационардык буу машиналарын натыйжалуу алмаштыруу. 1910-жылдан бери алар суу астында жүрүүчү жана кемелерде колдонулуп келет. Кийинчерээк локомотивдерде, жүк ташуучу унааларда, оор техникада жана электр станцияларында колдонуу. Өткөн кылымдын 30-жылдарында алар бир нече унаанын дизайнында орун табышкан.
Артыкчылыктар жана кемчиликтер
1970-жылдардан бери АКШда дизелдик кыймылдаткычтарды чоңураак жолдогу жана жолдо жүрүүчү унааларда колдонуу көбөйдү. Британдык мотор өндүрүүчүлөр жана өндүрүүчүлөр коомунун маалыматы боюнча, дизелдик унаалардын ЕБ боюнча орточо көрсөткүчү жалпы сатуунун 50% түзөт (алардын ичинде Францияда 70% жана Улуу Британияда 38%).
Суук аба ырайында жогорку ылдамдыктагы дизелдик кыймылдаткычтарды ишке киргизүү кыйынга турат, анткени блоктун жана цилиндрдин башынын массасы кысуу жылуулукту өзүнө сиңирип, беттин көлөмгө катышы жогору болгондуктан, күйүүнүн алдын алат. Мурда бул агрегаттар күйгүзүүчү шамдар деп аталган камералардын ичинде кичинекей электр жылыткычтарын колдонушчу.
Көрүүлөр
Көптөгөн кыймылдаткычтар кирүүчү абаны жылытуу жана ишке киргизүү үчүн же иштөө температурасына жеткенге чейин алуу коллекторундагы каршылык жылыткычтарды колдонушат. Электр резистенттүү кыймылдаткыч блогунун электр тармагына кошулган жылыткычтары суук климатта колдонулат. Мындай учурларда, ишке киргизүү убактысын кыскартуу жана эскирүү үчүн аны узак убакытка (бир сааттан ашык) күйгүзүү керек.
Блок жылыткычтары дизелдик генераторлор менен авариялык кубат берүү үчүн да колдонулат, алар электр энергиясы үзгүлтүккө учураганда кубаты тездик менен өчүрүлүшү керек. Мурда муздак баштоонун кеңири түрлөрү колдонулган. Кээ бир кыймылдаткычтар, мисалы, Детройт Дизель, күйүүнү баштоо үчүн алуучу коллекторго аз өлчөмдө эфирди киргизүү тутумун колдонушкан. Башкалары метанол күйүүчү каршылык жылыткычы менен аралаш системаны колдонушкан. Айрыкча иштебей турган кыймылдаткычтарда эң керектүү суюктуктун аэрозолдук банкасын кол менен кирүүчү аба агымына чачуу (көбүнчө кирүүчү аба чыпкасы аркылуу) экспромтук ыкма болуп саналат.
Башка кыймылдаткычтардан айырмачылыктар
Дизель шарттары ар кандай термодинамикалык циклден улам от алдыруу кыймылдаткычынан айырмаланат. Мындан тышкары, анын айлануу күчү жана ылдамдыгы циклдик кыймылдаткычтагыдай аба эмес, күйүүчү май менен түздөн-түз көзөмөлдөнөт. Дизель майы менен бензиндин күйүү температурасы да ар кандай болушу мүмкүн.
Орточо дизелдик кыймылдаткыч бензин кыймылдаткычына караганда кубаттуу-салмактын катышы төмөн. Себеби, дизель иштөө басымына туруштук берүү үчүн оор жана күчтүү бөлүктөргө болгон структуралык муктаждыктан улам төмөнкү RPM менен иштеши керек. Ал ар дайым кыймылдаткычтын жогорку кысуу катышынан келип чыгат, ал инерция күчтөрүнүн эсебинен бөлүктөгү күчтөрдү көбөйтөт. Кээ бир дизельдер коммерциялык максатта колдонулат. Бул иш жүзүндө бир нече жолу тастыкталган.
Дизель кыймылдаткычтары адаттаузак инсульт бар. Негизинен, бул талап кылынган кысуу катышына жетишүүгө көмөктөшүү үчүн зарыл. Натыйжада поршень оорлойт. Таякчалар жөнүндө да ушуну айтууга болот. Көбүрөөк күч алар аркылуу жана поршеньдин импульсун өзгөртүү үчүн ийкемдүү вал аркылуу берилиши керек. Бул дизелдик кыймылдаткыч бензин кыймылдаткычындай кубаттуураак болушунун дагы бир себеби.
