Сгорание в поршневых двигателях (Брозе Д.) - часть 48

 

191 

а  также  в  случае  неправильных  характеристик  впрыска, 

например,  когда  впрыск  заканчивается  вяло,  а  не  резко 
(рис.  145).  В  этом  случае  горение  в  конце  процесса  пере- 

мещается  ближе  к  распылителю,  и  маленькое  пламя, 

возникающее  из-за  подтекания  топлива  в  конце  впрыска, 

продолжает  гореть  в  течение  некоторого  периода  времени. 

Это  явление  иногда  обнаруживается  по  воспламенению 

топлива  с  ненормально  коротким  периодом  индукции, 

как  показано  на  рис.  146.  Степень  коксования  может 

варьировать  от  маленькой  коксовой  кромки  вокруг  от- 

верстий распылителя или частиц нагара,  покрывающих

 

 

 

Рис. 145.   Характеристика  дви- 

жения иглы:

 

1 — с   медленной   посадкой   и вто- 

ричным впрыском; 2 — улучшенная 

характеристика

 

Рис. 146. Сравнение индикатор- 

ных   диаграмм   в   координатах 

ρ—τ, снятых:

 

1 — с закоксованным распылителем; 

2 — при   нормальной   работе   фор- 

сунки

 

носик  (рис.  147),  до  более  или  менее  длинных  раструбов 

нагара,  отходящих  от  всех  распыливающих  отверстий 

и  заключенных  в  твердый  коксовый  «пирог»  (рис.  148). 

Необходимо  учесть,  что  при  этом  ухудшается  распылива- 

ние,  растет  расход  топлива,  выпуск  становится  дымным 

и  грязным.  На  рис.  149  показано  изменение  температуры 

отработавших  газов  и  расхода  топлива  в  двигателе, 

в  котором  наблюдалось  коксование  распылителя,  ана- 

логичное  показанному  на  рис.  148.  Через  более  или  менее 

регулярные  промежутки  времени  раструбы  нагара  от- 

рываются,  что  можно  определить  по  внезапному  умень- 

шению  температуры  отработавших  газов  и  уменьшению

 

расхода  топлива.  На  рис.  150  показаны  индикаторные 

диаграммы,  полученные  при  работе  двигателя  на  топливе 

из  нефтяных  остатков  при  закоксованном  и  чистом  распы- 

лителях.  Здесь  можно  видеть,  как  нарушение  совершен- 

ного  смешения  ведет  к  уменьшению  давления  сгорания 

и повышенному догоранию.

 

 

 

 

192 

 

 

Рис. 147.  Коксова- 

ние распылителя

 

 

Рис.  149.  Влияние  коксо- 

вания 

распылителя 

на 

температуру 

отработав- 

ших  газов  и  расход  топ- 

лива

 

 

Рис.   148.   Отложения   кокса   на  кончике,

 

распылителя после 6 ч работы на тяжелом

 

топливе

 

 

Рис.  150.  Улучшение  горения  с  соответствующим  повышением  макси- 

мального давления  сгорания  при  применении охлаждения   форсунки

 

319.  Температурный  градиент  в  распылителе  иногда 

может  быть  очень  большим,  особенно  в  условиях,  спо- 

собствующих  коксованию при образовании  у распыли-

 

 

 

193 

теля  небольшого  пламени.  В  случае  стационарного  дви- 

гателя  с  весьма  умеренной  общей  теплонапряженностью 

у  носика  распылителя  температура  в  определенном  слу- 

чае  достигала  250°  С,  хотя  и  применялась  охлаждаемая 

снаружи  форсунка  (рис.  151).  Именно  в  этих  опытах  ока- 

залось  возможном  получить  дополнительное  свидетель- 

ство  наличия  догорания  около  распылителя  —  уменьше- 

ние  температуры  распылителя  при  разрушении  корки 

кокса.  Следовательно,  корка  кокса  не  является  в  данном 

случае  теплоизолятором,  но,  напротив,  вследствие  реак- 

ций,  происходящих  на  ее  поверхности,  она  способствует 

повышению  теплоподвода  к  метал- 

лическим  частям.  Иначе  невоз- 

можно  было  бы  объяснить  наличие 

температурного  градиента  порядка 
100°  С  см

-1

  при  средней  тепло- 

напряженности  пространства  горе- 

ния  около  50  000  ккал/(ч  м

2

°  С). 

Таким  образом,  очень  важно  пре- 

дотвращать 

возможность 

медлен- 

ного  догорания  топлива  у  рас- 

пылителя  путем  резкой  отсечки 

впрыска,  устранения  подтекания, 

а  также  за  счет  интенсивного 

охлаждения распылителя.

 

320.  Охлаждение  это  должно  быть  локализовано  так, 

чтобы  полностью  избежать  горения  топлива  у  распыли- 

теля,  для  чего  охлаждающая  жидкость  должна  проходить 

как  можно  ближе  к  его  носику  или,  если  это  возможно, 

непосредственно  через  распылитель.  Кроме  воды,  в  ка- 

честве 

охлаждающей 

жидкости 

может 

использоваться 

топливо  или  смазочное  масло.  Последние  имеют  то  пре- 

имущество,  что  могут  применяться  без  опасности  корро- 

зии  стальных  деталей  форсунки,  но  их  охлаждающее 

действие  меньше,  а  конструкция  и  обслуживание  форсу- 

нок  с  охлаждением  топливом  или  маслом  сложнее.  На 

рис.  152  показаны  некоторые  конструктивные  решения 

в 

порядке 

получаемого 

увеличения 

эффективности 

охлаждения.  Распылитель  варианта,  показанного  на 

рис.  152,  а,  обладает,  безусловно,  еще  недостаточной 

охлаждающей  способностью  с  точки  зрения  предотвраще- 

ния  коксования  (хотя  он  уже  очень  эффективен  с  других 

точек зрения,  например,  в отношении   заедания  иглы).

 

7     Д. Д.  Брозе

 

 

Рис    151.    Охлаждаемая 

форсунка старого типа

 

 

194 

Распылитель  варианта,  показанного  на  рис.  152,  б,  можно 

считать весьма хорошим.

 

321.  В  настоящее  время  некоторые  фирмы  выпускают 

форсунки  с  охлаждением  в  виде  очень  компактных  кон- 

струкций,      полностью  взаимозаменяемых    с    неохлаждае- 

мыми моделями.  При этом обычно вокруг распылителя

 

 

Рис. 152. Распылители форсунок различных типов

 

медью  припаивается  стальная  втулка.  На  рис.  153  пока- 

заны  такие  конструкции,  причем  видно,  что  установка 

распылителя  может  быть  осуществлена  так,  что  его  кон- 

чик  выступает  на  некоторое  расстояние  в  камеру  сгора- 

ния.  Это  очень  важно  с  точки  зрения  избежания  отложе- 

ний,  образующихся  из-за  попадания  распыленного  топ- 

лива  в  щель  между  распылителем  и  стенками  камеры  сго- 

рания,  где  эти  отложения,  высохнув,  образуют  корки, 

что  также  может  приводить  к  формированию  уже  упомя- 

нутых  выше  раструбов  из  нагара.  Более  того,  в  результате 

этого может стать затруднительной разборка форсунки,