SISEPÕLEMISMOOTORI
PÕHIPARAMEETRID
Kompressiooni ehk surveaste rc:
, kus (1.1)
Vd- silindri töömaht;
Vc- põlemiskambri maht
Keskmine kolvi kiirus :
,
kus (1.2)
N-
väntvõlli pöörete arv p/s;
n- väntvõlli pöörete arv p/min.
L-
kolvikäik .
Keskmine
kolvi kiirus osutub sageli sobilikumaks parameetriks kui väntvõlli
pöörle-miskiirus, kuna gaasi voolamiskiirus sisselasketraktis ja
silindris on mastaabis keskmise kolvi kiirusega.
Mootori
efektiivvõimsus P:
P=
2NT,
kus (1.3)
T- mootori
poolt arendatav
pöördemoment .
Pöördemoment
on määratav pidurdusseadmega mootori katsetamisel stendil.
Tsükli indikaatortöö Wc,i:
Indikaatortöö defineeritakse kahel viisil. Töötsükli tegelik
indikaatortöö Wc,in vastavalt joonisel 1.1 kujutatud p-V
diagrammile on võrdne pindade A(“+” pind) ja B(“-“ pind)
algebralise
summaga , kuna põhitaktidel (komprimeerimine ja
paisumine )
sooritatud tööst (pind A) kulutatakse osa abitaktide
(sisse- ja
väljalase ) läbiviimiseks (pind B). Reeglina võetakse
abitaktideks kulutatud töö arvesse koos mootori mehaaniliste
kadudega ja indikaatortööks loetakse pindala A ehk põhitaktidel
sooritatud töö Wc,ig. Valemites peab olema selgelt
määratletud,
kumba indikaatortöö definitsiooni on kasutatud.
Silindri indikaatorvõimsus Pi:
(1.4)
Keskmine efektiivrõhk MEP:
(1.5)
Keskmine efektiivrõhk on saadud tsükli jooksul sooritatud töö
(tuletatud avaldisest 1.3) jagamisel silindri töömahuga. Erinevalt
mootori pöördemomendist, mis sõltub otseselt silindri mahust,
võimaldab antud
parameeter võrrelda erinevate suurustega mootorite
jõudlust, kuna on kõrvaldatud mootori töömahu Vd mõju.
Juhul, kui avaldises (1.5) kasutatakse efektiivvõimsust, saadakse
keskmine efektiivrõhk (BMEP) töötakti kohta. Keskmine efektiivrõhk
võimaldab hinnata mootori töömahu kasutamise
efektiivsust .
Keskmine efektiivrõhk on suurim pööretel, kus mootor saavutab
maksimaalse pöördemomendi. Maksimaalse võimsuse juures on
Joonis 1.1- p-V
diagramm
BMEP väärtus 10 kuni 15 protsenti madalam.
Mootori efektiivkasutegur e. termiline kasutegur f:
,
kus (1.6)
Wc- tsükli jooksul sooritatud töö;
mf- tsükli jooksul silindrisse antud kütuse kogus;
QHV- kütuse kütteväärtus;
- kütuse kulu ajaühikus;
P- efektiivvõimsus.
Kütus /õhk vahekord F/A:
,
kus (1.7)
- õhu
kulu ajaühikus;
- kütuse
kulu ajaühikus.
Sundsüütega mootoritel on F/A üldjuhul vahemikus .
Mahtkasutegur e. täitetegur v:
,
kus (1.8)
a,i- sisseantava õhu tihedus;
ma- tsükli jooksul sisseantava õhu kogus.
Sisselasketrakt, sisselaskekollektor, sisselaskeavad ja
sisselaskeklapp piiravad mootorisse lastava õhu kogust. Mootori
mahtkasutegur hindab sisselaskeprotsessi efektiivsust. Mahtkasutegur
on mootori töö üks olulisemaid parameetreid ja sõltub väga
paljudest teguritest.
Seosed mootori põhiparameetrite vahel
Eelnevalt defineeritud parameetrite tähtsus selgub võimsuse P,
pöördemomendi T ja keskmise efektiivrõhu MEP arvutusvalemitest.
Asendades valemisse (1.4) avaldisest (1.6) leitud Wc
väärtuse ja tuues sisse mahtkasuteguri asendades ma
saadakse võimsuse P arvutamiseks järgnev valem:
(1.9)
Valemite (1.3) ja (1.9) põhjal on avaldatav mootori poolt arendatav
pöördemoment T:
(1.10)
Avaldises
(1.5) võimsuse P asendamisel avaldisega (1.9) saadakse valem
keskmise efektiivrõhu MEP arvutamiseks:
MEP=
fvQHVa,i(F/A) (1.11)
Järelikult
on vaja suure võimsuse ja pöördemomendi tagamiseks saavutada
võimalikult suur MEP- i väärtus. Keskmise efektiivrõhu
suurendamiseks tuleb eelkõige parandada mootori efektiivkasutegurit
f ja mahtkasutegurit
v.
Joonis
1.2-
Seos keskmise efektiivrõhu ja täiteteguri vahel
Efektiivkasuteguri
parandamiseks tuleb tagada hea kütuse põlemine silindris, mis
omakorda eeldab kiiret põlemislaine levikut soodustavat
põlemiskambri kuju.
Mahtkasutegur
sõltub gaasijaotusfaasidest, sisse- ja väljalaskekanalite
geomeetriast, klappide geomeetriast ja põlemiskambri kujust .
Põlemiskambri kuju mängib eriti suurt rolli mootori tühjendamisel
põlemisproduktidest.
Jooniselt
1.2 selgub, et keskmine efektiivrõhk on proportsionaalne
mahtkasuteguriga. Jooniselt on näha ka põlemiskambri mõju
keskmisele efektiivrõhule. Parima tulemuse annavad nn.
katusekujuline ja poolkerakujuline põlemiskamber.
TÄITETEGUR
Täitetegur
on neljataktilise mootori efektiivsuse mõõduks ja hindab sisse-
ning väljalaskesüsteemi efektiivsust. Täitetegur on leitav
järgmise valemi abil:
Juhul,
kui sisseantava õhu tiheduseks a,i
võetakse välisõhu tihedus, väljendab täitetegur kogu
sisselasketrakti efektiivsust. Kui täitetegur on arvutatud
kollektoris oleva õhu tiheduse järgi, iseloomustab see silindri,
sisselaskeavade ja klappide võimet õhku mootorisse lasta.
Täitetegur
sõltub järgmistest mõjuritest:
Kütuse tüüp, kütus/õhk vahekord, kütuse aurustumine sisselaskesüsteemis;
Küttesegu soojenemine sisselaskekanalites;
Suhe välja- ja sisselaskekollektori rõhkude vahel;
Surveaste;
Mootori kiirus;
Sisse- ja väljalaskeavade ning kollektori konstruktsioon ;
Sisse- ja väljalaskeklappide geomeetria , suurus, klapi tõste ja ajastus.
Joonis 2.1
kirjeldab keskmise kolvi kiiruse ja täiteteguri vahelise sõltuvuse
graafiku kujunemist. Kiirusest sõltumatud tegurid langetavad täiteteguri alla 100% (kõver A). Õhu kuumenemine kollektoris
langetab kõvera A kõverale B. Eriti suurt mõju avaldab küttesegu
soojenemine täitetegurile väiksematel pööretel, kuna siis viibib gaas kauem sisselasketraktis. Kiiruse kasvamisel suurenevad
hõõrdekaod sisselaskekanalis, mistõttu rõhk silindris on madalam
atmosfääri rõhust. Õhufiltrit, segusiibrit, kollektorit,
sisselaskeavasid ja klappe läbides langeb rõhk võrdeliselt kiiruse
ruuduga. Hõõrdumise tulemusena langeb kõver B kõverale C.
Kõrgematel põõretel on õhuvool takistatud ja edasine põõrete suurendamine ei suurenda õhu voolu silindrisse ning mahtkasutegur
langeb järsult (kõver C langeb D- le). Suurtel pööretel võimaldab
hiline sisselaskeklappi sulgemine kasutada ära sissevoolava õhu
inertsi. Nn. inertsiefekt tõstab kõvera D kõverale E. Samas
avaldab
Joonis
2.1-
Täitetegurit mõjutavad tegurid.
hiline
sisselaskeklapi sulgemine negatiivset mõju silindri täituvusele
madalatel pööretel, kuna komprimeerimistakti algul surutakse osa
küttesegust avatud sisselaskeklapi kaudu silindrist uuesti välaja.
Gaaside tagasivool põhjustab kõvera C langemise F- le. Ja viimaks,
kasutades ära sisse- ja väljalaskesüsteemis tekkivaid rõhulaineid,
paigutub kõver F kõverale G.
3. KÜTUSE KULU JA ERIKULU
Mootori ökonoomsust saab hinnata ka kütuse erikuluga (inglise sfc)
meil (g)
g=(mõõdetud kütusekulu )/võimsus
kui võimsus indikaator , siis indikaatorerikulu, kui
efektiivvõimsusega, siis efektiivne kütuse erikulu.
Alljärgnev
joonis iseloomustab Mootori parameetrite sõltuvust koormusest.
Koormus on väljendatud erirõhuga (pi. jape). Mehaaniline kadu ka rõhuga pm. Võimsus tähistatud N
TABLE 2.1 Typical design
and operating data for internal combustion engines
Power per
Operating
Compression
Bore ,
Stroke/
Speed ,
bmep,
unit volume
ratio ,
bsfc,
cycle
ratio
m
bore
rev/min
atm
kW/dm3
kg/kW
g/kW-h
Spark -ignition engines:
Small (e.g., motorcycles)
2S.4S
6-11
0.05-0.085
1.2-0.9
4500 - 7500
4-10
20-60
5.5-2.5
350
Passenger cars
4S
8-10
0.07-0.1
1.1-0.9
4500-6500
7-10
20-50
4-2
270
Trucks
4S
7-9
0.09-0.13
1.2-0.7
3600 -5000
6.5-7
25-30
6.5-2.5
300
Large gas engines
2S,4S
8-12
0.22-0.45
1.1-1.4
300-900
6.8-12
3-7
23-35
200
Wankel engines
4S
~9
0.57 dm3 per chamber
6000-8000
9.5-10.5
35-45
1.6-0.9
300
Diesel engines:
Passenger cars
4S
17-23
0.075-0.1
1.2-0.9
4000-5000
5-7.5
18-22
5-2.5
250
Trucks (NA)
4S
16-22
0.1-0.15
1.3-0.8
2100-4000
6-9
15-22
7-4
210
Trucks (TC)
4S
14-20
0.1-0.15
1.3-0.8
2100-4000
12-18
18-26
7-3.5
200
Locomotive,
4S,2S
12-18
0.15-0.4
1.1-1.3
425-1800
7-23
5-20
6-18
190
industrial , marine
Large engines,
2S
10-12
0.4-1
1.2-3
110-400
9-17
2-8
12-50
180
marine and
stationary
4 PÕLEMINE OTTOMOOTORIS
Põlemine on
indikaatordiagrammi kõige keerukam osa. Tema kulgemisest sõltub
kütuse kasutamise efektiivsus, seega ka mootori võimsus ja
ökonoomsus
Bensiinist ja õhust koosnev küttesegu võib süttida liigõhuteguri
vahemikus (α = 0,5...1,35. Kui segu sisaldab jääkgaase, on
süttimispiirid veel kitsamad. Põlemiskiirus on suurim liigõhuteguri
α = 0,85...0,9 puhul. Välise segumoodustamisega mootorites on kütus õhuga ühtlaselt segatud ja seetõttu ei saa teda süttimispiiridest
suurema või väiksema liigohuteguri korral süüdata.
Põlemise perioodil, mis kostab umbes tuhandik sekundit, pöördub
väntvõll 15...25°. Et kolb asub ülemise surnud seisu läheduses,
ei muutu maht põlemisel kuigi palju. Seepärast annab põlemisest
parema ülevaate diagrammi laotus pθ –koordinaatides
induksioon nähtavpõlemine
paisumine, järelpõlemine
väntvõlli pöördenurk
kompressioon
segu ei süüdatud
Joonisel kujutab pidev joon diagrammi põlemisele vastavat osa ja katkendjoon olukorda, kui kütus jääb süütamata. Punktis A, enne
kolvi jõudmist ülemisse surnud seisu tekitatakse säde, kuid rõhu
tõus jätkub punktini B, nagu põlemist ei toimuks . Selles
vahemikus, mida nimetatakse induktsiooniperioodiks, toimuvad põlemist
ette valmistavad keemilised ja füüsikalised muudatused. Punktis B
on tekkinud põlemiskolle ja algab nähtav põlemine, leek levib üle
põlemiskambri ja eraldub suurem osa kütuses sisalduvast
soojusenergiast. Nähtav põlemine lõpeb 10...15 kraadi pärast
kolvi ülemist surnud seisu suurima rõhu punktis C. Kui
induktsiooniperioodil reageerib kütusest vaid 6...8 %, siis nähtava
põlemise perioodil jõuab põleda umbes 80%. Alates punktist C
jätkub üheaegselt paisumisega kolmas periood, järelpõlemine, mida
püütakse vältida ja mis lõpeb normaalselt poole kolvikäigu
jooksul.
Nähtava põlemise perioodi hinnatakse protsessi jäikusega, mis
näitab rõhu tõusu väntvõlli pöördenurga ühe kraadi kohta:
kus pz on rõhk nähtava põlemise lõpus,
p2 rõhk kütuse süütamisel
θII väntvõlli pöördenurk nähtava põlemise perioodil
Protsessi suurim jäikus määratakse diagrammi sirgjoonelise osa
kohta.
Ottomootorite põlemisprotsessi keskmine jäikus on l...2 kG/cm2
väntvõlli pöördenurga kraadi kohta.
Põlemise kestust ja kvaliteeti mõjutavad:
1. Eelsüütenurk Et nähtavale põlemisele eelneb
induktsiooniperiood, tuleb segu süüdata enne kolvi ülemist surnud
seisu. Optimaalne eelsüütenurk leitakse katseliselt.
Joonisel on esitatud normaalse, liiga varajase ja liiga hilise
süütega mootorite indikaatordiagrammid.
Normaalse süüte korral lõpeb põlemine ülemise sumud seisu
lähedal ja diagrammi pindala on suurim. Varajase süütega mootoris
saabub rõhu maksimum enne kolvi ülemist surnud seisu, rõhk on
eelmisest kõrgem, kuid diagrammi pindala jääb väiksemaks, sest
rõhk takistab komprimeerimist. Diagrammile on iseloomulik ülemise
osa silmus .
Varajase süütega mootor hakkab kergesti detoneerima. Hilise süüte
korral eraldub soojus suure mahu juures, rõhk jääb väikeseks ja
mootor ei arenda täit võimsust. Heitgaaside kõrge temperatuuri
tõttu kuumeneb väljalaskeklappide piirkond. Põlemine võib jätkuda
väljalasketakti lõpuni ja süüdata värske küttesegu, millest
tekivad tagasilöögid karburaatorisse.
2. Töösegu koostis. Kõige kiiremini põleb
rikastatud küttesegu, mille liigõhutegur (α= 0,8...0,9. Sellise
segu korral on induktsiooniperiood lühike, leegi leviku kiirus suur
ja nähtav põlemine lõpeb kolvi ülemise surnud seisu lähedal.
Mootor arendab suurimat võimsust. Ökonoomseim töötamine saavutatakse aga lahjendatud kütteseguga, mille liigõhutegur =
1,05...1,15.)
3. Töösegu keerised. Keeriste korrel levib leek
kiirusega 15...60 m/s, s.o. kümme korda kiiremini kui muidu.
Seetõttu vähendavad keerised põlemise üldist kestust. Keeriste
intensiivistamiseks konstrueeritakse põlemiskambrid kiilukujulistena
ning jäetakse kolvi ja põlemiskambri ühe poole vahele kitsas pilu .
4.
Mootori . pöörded ,. Koos pööretega intensiivistuvad töösegu keerised ning nähtav
põlemine lüheneb ajaliselt niivõrd, et väntvõlli pöördenurk
põlemise kestel oluliselt ei muutu. Induktsiooniperioodi kestus jääb
aga peaaegu endiseks. Seetõttu tuleb suurematel pööretel segu
varem süüdata. Automootoritel muudab süüdel olenevalt pööretest katkesti -jaoturi tsentrifugaalregulaator. (Tänapäeval elektroonika)
5. Mootori koormus. Koormuse suurendamisel avatakse
seguklapp, silindrisse pääseb rohkem värsket küttesegu ja
jääkgaaside osatähtsus väheneb. Ühtlasi suurenevad surve lõpu
rõhk ja temperatuur. Mõlemal põhjusel põlemiskiirus suureneb ja
eelsüüdet tuleb vähendada. Selleks on enamikul mootoritel eelaüüte
vaakumregulaatorid. Tühikäigul takistab normaalset põlemist kütuse
puudulik pihustamine . Et mootor ei seiskuks ega jätaks vahele, tuleb
küttesegu tühikäigul rikastada.
6. Surveaste. Surveastme tõusmine suurendab surve lõpu
rõhku ja temperatuuri, mistõttu segu süttimine ja leegi levik
kiirenevad ning eelsüüdet tuleb vähendada. Liiga suure surveastme
korral hakkab mootor detoneerima ja tekib kergesti hõõgsüüde.
7.Põlemskambri kuju. Kompaktses keskele paigutatud
süüteküünlaga põlemiskambris on leegi leviku teekond lühike ja
põlemiskiirus suur. Sellised põlemiskambrid on enamikul väikeautode
mootoritel. Suure töömahuga mootorite põlemiskambrid on kiilukujulised . Nendes tagatakse kütuse kiire põlemine keeristega.
Kiilukujulisi põlemlskanbreid eelistatakse mootori pehmema töötamise
pärast. Detonatslooni vältimiseks paigutatakse süüteküünal
kõige kuumemasse ossa , väljalaskeklapi lähedale.
Detonatsioon . Põlemise käigus tõuseb rõhk ja
temperatuur ka põlemiskambri selles osas, kuhu leek ei ole veel
levinud. Seetõttu kulgevad kõikjal põlemiseelsed reaktsioonid.
Suurte rõhkude korral muutuvad sellised reaktsioonid põlemiskambri
mõnes osas nii kiireks , et ilmuvad süttimiskolded, millest
levivadki kütuse põlemiseks ette valmistatud osas
detonatsioonilained. Nende kiirus ulatub üle 2000 m/s. Põlemiskambri
seintelt peegeldunud detonatsioonilaine võib tekitada omakorda uue
detonatsioonikolde.
Kohalikud rõhu ja temperatuuri tõusud lagundavad kütust ja
põlemissaadusi. Sellisel juhul nimetatakse põlemist
detonatsiooniliseks, sest otsene detontsioonilaine, milles kulgevad
erilised keemilised reaktsioonid, puudub.
Detoneerivast mootorist kostab metalset kloppimist, võimsus langeb
ja summutist väljub musta suitsu. Et kütus ei põle täielikult,
suureneb kütusekulu.
Detonatsiooni peamine oht seisneb järskudes rõhu ja temperatuuri
tõusudes. Kestva detonatsiooni tagajärjel põlevad läbi kolvid ja
süüteküünalde elektroodid , rikneb plokikaanetihend, halvemal
juhul laguneb kepsulaager ja deformeeruvad
väntmehhanismi detailid.
Detoneeriva mootori indikaatordiagramm on joonisel
Diagrammilt selgub, et hetkelised rohu tõusud tekivad pärast
põlemise algust ja ei suurenda tema pindala, küll aga on rõhud normaalsest kõrgemad.
Detonatsiooni all ei tule mõista enneaegset hõõgsüüdet,
mida põhjustavad kuumad süüteküünlad ja põlemiskambri seintele
kogunenud tahm. Hõõgsüüte korral töötab mootor ebaühtlaselt,
kuuldub tuhmi kloppimist ja mootor ei seisku vahetult pärast süüte
väljalülitamist.
Forsseeritud karburaatormootorites võib tekkida hõõgsüüde pärast
nähtava põlemise algust. Sellisel juhul süütab hõõguv tahm, mis
koormuse kiirel suurendamisel seintelt lendub, küttesegu kogu
põlemiskambris üheaegselt, põlemine muutub väga kiireks ja mootor
klopib. Järelsüüdet nimetatakse rämbliks.
Detonatsiooni tekkimist mõjutavad:
1. Surveaste. Kui surveastet tõsta, suurenevad surve lõpu
rõhk ja temperatuur ning detonatsioon tekib kergemini Suurim
võimalik surveaste sõltub kütuse oktaanarvust ja põlemskambri
kujust.
2. Põlemiskambri kuju Kompaktse põlemiskambri korral
on leegi leviku teekond lühike ja surveaste võib olla suurem.
Detonatsiooni vähendab ka selline põlemiskamber, mille küünlast
eemal asuv osa on madal, sest siis kandub soojus töösegu viimasena
põlevalt osalt seintele.
3
Silindrite
arv ja mõõtmed. Mitmesilindriline
mootor detoneerib kõrgemini kui ühesilindriline. Põhjuseks on segu
ebaühtlane jaotumine . Detonatsioon tekib nendes silindrites,
millesse siseneb rikastatud küttesegu. Suure töömahuga mootorid
kalduvad detoneerima seetõttu, et leegi leviku teekond on silindri
suure läbimõõdu puhul pikk.
4.
Plokikaane ja kolvi materjal.
Mootor detoneerib seda vähem, mida madalam on põlemiskambri
temperatuur. Seepärast valmistatakse kolvid ja plokikaaned hea
soojusjuhtivusega alumiiniumisulamist. Malmist plokikaanega mootor
detoneerib kõrgemini.
5.Küttesegu
koostis.
Kõige kõrgemini detoneerib rikastatud küttesegu, mille
liigohutegur α= 0,8...0,9. Sellise segu puhul on põlemiskiirus suur
ning rõhk ja temperatuur tõusevad kõrgeks.
6.
Mootori pöörded.
Suurtel pööretel valmistatakse kütus põlemiseks kiiremini ette ja
väheneb silindri täide, mistõttu rõhk ja temperatuur langevad
ning mootor detoneerib vähem.
7.Mootori
koormus.
Suurtel koormustel tõuseb silindrites rõhk ja temperatuur ning
mootor detoneerib kõrgemini.
8.
Eelsüütenurk.
Varajase süüte korral valitseb silindris kõrgem rõhk kui hilise
süüte korral ja mootor detoneerib rohkem.
9. Põlemiskambri nõetumine. Nõgi vähendab põlemiskambri mahtu, takistab jahutamist ning
mõjutab katalüütiliselt põlemiseelseid reaktsioone. Seetõttu
detonatsiooni võimalus suureneb.
10.
Mootori jahutus.
Ülekuumenemisel suurenevad surve lõpu rõhk ja temperatuur niivõrd,
et iga mootor võib detoneerida.
5. PÕLEMINE DIISELMOOTORIS
aeglane põlemine
kiire põlemine
süüteviivis
järelpõlemine
sisepritsimine
Diiselmootoris
algab põlemine kütuse sissepritsimisega survetakti lõpu punktis A
(joon.), Kütuse isesüttimine toimub aga veidi hiljem. Kütuse
pritsemomendist (sissepritsimise algmomendist) isesüttimiseni
kuluvat aega nimetatakse viivitusperioodiks
ehk süüteviiviseks.
Viivitusperioodil aurustub suurem osa sissepritsitud kütusest
ja seguneb õhuga ning leiavad aset põlemiseelaed keemilised
muudatused. Rõhk muutub nii nagu põlemist ei toimuks. Sõltuvalt põlemistingimusest kestab viivitusperiood 0,0005...0,002 sekundit.
Kütuse
süttimisele punktis B järgneb kiirpõlemise
periood
B - C. Sellel perioodil vallandub paljudest põlemiskolletest
leek, mis hõivab kogu põlemiskambri. Sõltuvalt põlemiskambri
konstruktsioonist ja mootori forrseeritusest on rõhu tõus vahemikus
3...15 kG/cm2 kraad . Kiirpõlemise perioodil põleb viivitusperioodil
moodustatud küttesegu ning jätkub ka kütuse pritsimine.
Järgneb
kolmas, aeglase põlemise periood C
- D, mille kestel rõhk peaaegu ei muutu. Aeglase põlemise perioodil
põleb kütus vastavalt aurustumisele ja jätkub temperatuuri tõus.
Neljas periood, järelpõlemine, kestab kauem kui
ottomootoris. Selle lõppu on raske täpselt kindlaks määrata.
Põlemise kulgemist mõjutab viivitusperioodi kestus. Kui
viivitusperiood on pikk, aurustub suur hulk kütust, rõhk tõuseb
kiirpõlemise perioodil järsult ja mootor töötab jäigalt
(kloppimisega). Väiksema süüteviivisega mootor töötab pehmelt,
ökonoomsemalt, käivitub kõrgemini ja kohaneb paremini koormusega.
Liiga väikese viivitusperioodi korral jääb kütuseleek lühikeseks
ning kütus ei segune kogu põlemis- kambris oleva õhuga
Mootori
töötamise jäikust iseloomustab ka tsükli dünaamilisuse tegur
D.-ga
kus ms on süttimise hetkeks silindrisse pritsitud kütuse
mass,
m - kogu sissepritsitud kütuse mass.
Kiirekäigulistel forsseeritud diiselmootoritel on dünaamilisuse
tegur 0,9...1,0 mis tähendab, et kogu kütus pritsitakse silindrisse
enne isesüttimist
Põlemise kulgu mõjutavad:
1. Kütuse keemilised ja füüsikalised omadused
Viivitusperioodi vähendavad kütuses leiduvad parafiinsed
süsivesinikud. Füüsikalistest omadustest on olulised viskoossus , pindpinevus ja aurustuvas. Viivitusperiood lüheneb, kui alandada
isesüttimistemperatuuri, mis sõltub tsetaaniarvust.
2. Komprimeeritud õhu rõhk ja temperatuur. Mõlema
parameetri suurendamine lühendab viivitusperioodi.
3. Õhu keerised. Et segu moodustatakse põlemisega
üheaegselt, on keerised vajalikud kütuse paiskamiseks hapniku
rikkasse piirkonda.
4. Toiteseadme konstruktsioon. Sellest sõltub kütusepiiskade
suurus ja jaotus põlemiskambris ning põlemise kestus. Toiteseadme
konstruktsioon peab vastama kambri konstruktsioonile
5. Eelsissepritsinurk (väntvõlli pöördenurk
pritsemomendist kolvi ülemise surnud seisuni). Liiga suure nurga
korral on temperatuur alguses madal, viivitusperiood pikeneb ja
mootor töötab jäigalt. Väikese eelpritsenurgaga mootoris põleb
kütus paisumisega üheaegselt, esineb suur järelpõlemine, võimsus
langeb, detailid kuumenevad üle ja tõuseb heitgaasi temperatuur.
Sobivaim eelpritsenurk leitakse katseliselt.
6. Mootori koormus ja töösegu koostis. Kütuse ebaühtlase jaotumise tõttu töötab diiselmootor väga suure liigõhuteguriga
(tühikäigul 5….6, suurima võimsuse puhul 1,25….1,4).
Liigohuteguri vähenemisel muutub heitgaas suitsuseks, suureneb
kütusekulu ja mootor kuumeneb.
Et diiselmootori võimsust reguleeritakse kvalitatiivselt , muutuvad
põlemistingimused erinevalt ottomootorist väiksematel koormustel
soodsamateks. Põlemine lõpeb kolvi ülemise surnud seisu läheduses,
mis parandab soojuse kasutamist ja suurendab kasutegurit. Mõnedel
diiselmootoritel vähendatakse koormuse vähenemisel ka
eelpritsenurka, et pritsida kütust kõrgema temperatuuriga
keskkonda, lühendada viivitusperioodi ja vähendada töötamise
jäikust tühikäigul.
7. Mootori .pöörded. Pöörete suurenemisel
tekib rohkem keeriseid, väheneb täiteaste ja soojusvahetus ning
muutuvad toiteseadme töötingimused. Nimetatud põhjustel põlemise
üldine kestus ajaliselt lüheneb. Kui aga mõõta põlemise kestust
väntvõlli pöördenurgana, siis see suureneb, eriti
viivitusperioodi osas. Seepärast ühendatakse diiselmootori
kõrgrõhupump eelpritsemuhviga, mis suurendab pöörete tõusmisel
eelpritsenurka.
7
Kõik kommentaarid