Degimo procesas dyzelyje, jo parametrai

Turinys. Istorija. Variklio apibendrinimas. Variklio darbas. Palyginimas tarp dyzelinio ir benzininio variklio. Degiojo mišinio ruošimas. Dyzelio degimas.

Patys pirmieji variklių prototipai kurie buvo panašūs į dyzelinius atsirado 1890 metais. Reikalingos dalys varikliui yra stūmoklis, švaistiklis, alkūninis velenas, įsiurbimo vožtuvas, cilindras, išmetimo vožtuvas. Dyzeliniai varikliai skiriasi tuo kad dyzelyje kuras yra suspaudžiamas ir jis užsidega, o bendzininiame variklyje jį uždega zvakė. Dyzelinio variklio veikimas yra kai alkūninis velenas iš pradžių pasukamas starteriu ar rankena. Toliau velenas sukasi iš inercijos. Tris taktus judina stūmoklį, ketvirto takto metu stūmoklis perduoda energiją alkūniniam velenui. Dyzelyje yra keturios degimo fazės indukcinio degimo, intensyviojo degimo, lėtojo ir baigiamojo degimų.

Toliau šie dyzelinio variklio darbo taktai kartojasi tokia pat tvarka.

Dyzelis ekonomiškesnis už benzinu varomą keturtaktį vidaus degimo variklį. Tačiau jo paties masės ir išvystomos galios santykis blogesnis. Padėtį galima pagerinti panaudojus įpūtimą. Bet tai dar labiau pabrangina jų gamybą ir šiaip jau sudėtingą bei brangų variklį palyginti su benzininiais, dyzeliai daug sudėtingesni bei brangesni, nes yra sudėtinga jų degalų įpurškimo ir dozavimo sistema. Be to, dyzeliai labiau teršia orą (ypač didelė jų tarša suodžiais). Tai svarbus trūkumas atsižvelgiant į griežtėjančius ekologijos reikalavimus.

Tačiau dyzelinis variklis lengvai pritaikomas darbui su reaktyvinių variklių degalais žibalu. Dėl to supaprastėja lėktuvų su dyzeliniais varikliais eksploatacija oro uostuose. Žibalo, skirto aviaciniams varikliams, kaina žemesnė nei aviacinio benzino. Įvertinus dyzelio ekonomiškumą, gaunama nemaža eksploatacijos sąnaudų ekonomija, palyginti su Otto varikliu. Ypač tai juntama aktyviai eksploatuojant lėktuvą. Dėl šių priežasčių aviacinių dyzelių variklių pardavimas didėja.

Indukcijos fazė prasideda įpurškus degalus. Šios fazės metu įpurškiami degalai garuoja, maišosi su oru, oksiduojasi. Dėl oksidavimosi kaupiasi nepatvarūs oksidai ir peroksidai, skiriasi šiluma. Skiriantis šilumai, kyla temperatūra. Dėl to pagreitėja cheminės reakcijos ir degalai užsiliepsnoja. Indukcijos fazės trukmė priklauso nuo degalų savybių ir temperatūros cilindre. Varikliui dirbant su didesne apkrova, padidėja jo suslėgimo laipsnis. Dėl to temperatūra degimo kameroje tampa aukštesnė ir degalai lengviau užsiliepsnoja. Taip pat degalai lengviau užsiliepsnoja, kai jie į cilindrą įpurškiami kuo vėliau suslėgimo takto pabaigoje. Tačiau vėlinimą riboja kiti veiksniai.

Pasibaigus indukciniam degimui, prasideda aktyviojo degimo fazė. Aktyviojo degimo metu išsiskiria apie 70 % šiluminės degalų energijos. Kuo ilgiau trunka indukcinio degimo fazė, tuo daugiau degalų suspėjama įpurkšti į cilindrą iki prasidedant aktyviajam degimui. Į cilindrą įpurškus daugiau degalų, pakyla slėgio jame didėjimo greitis ir didžiausias pasiekiamas slėgis. Tačiau kuo daugiau degalų iškart užsiliepsnoja, tuo greičiau kyla slėgis cilindre. Dėl to dyzelinis variklis dirba trankiau, sparčiau dyla. Kai slėgio augimo greitis yra iki 0,5 MPa vienam alkūninio veleno pasisukimo laipsniui (MPa/1o ), toks variklis dirba gana tyliai. Slėgio kitimo greičiui esant 0,5–1,0 MPa/1o , dirba gana trankiai, o kitimo greičiui pasiekus 1,0 MPa/1o ir daugiau – variklio darbas tampa ypač trankus. Norint sumažinti skleidžiamą garsą, stengiamasi, kad pradžioje užsiliepsnotų nedidelis degalų kiekis. Paskui tęsiant degalų įpurškimą, slėgis didėja ne taip sparčiai.