Процес сумішоутворення й горіння робочої суміші в дизельному двигуні

Надійність подачі дизельного палива залежить від прогонності (здатності проходити) через елементи системи живлен­ня, головним чином, через фільтри грубої і тонкої очистки. Фільтри грубої очистки затримують механічні домішки розміром більше 50-60 мкм, тонкої — більше 2-5 мкм. При порушенні їх роботи зменшується, а іноді зовсім припиняєть­ся циклова подача палива, падає тиск впорскування палива. На характер надходження палива через систему живлення дви­гуна впливають його в’язкість і низькотемпературні власти­вості, а також забрудненість механічними домішками і водою.

Процес сумішоутворення в дизельному двигуні залежить від таких фізико-хімічних властивостей палива, як в’язкість, густина, фракційний склад, тиск насиченої пари, поверхневий натяг тощо.

Збільшення в’язкості палива веде до збільшення крапель у фа­келі, що значно погіршує розпилювання і випаровування його. Паливо з великою в’язкістю догорає в кінці такту розширення, зни­жуючи економічність і підвищуючи димність відпрацьованих газів. З другого боку, паливо з малою в’язкістю також погіршує процес сумішоутворення. При його розпилюванні утворюються дрібні краплі, швидкість яких в щільному повітрі швидко па­дає, утворюючи укорочений факел. Внаслідок цього не весь об’єм камери згоряння використовується для приготування однорідної суміші і не все повітря бере участь у сумішоутворенні, що призводить до надлишку палива і неповного його згоряння.

Густина дизельного палива впливає на сумішоутворення при­близно так само, як і в’язкість. З підвищенням густини збільшується довжина факела, понижується економічність і зростає димність відпрацьованих газів.

Важливою характеристикою для розпилювання палива є поверх­невий натяг — розмір капель прямо пропорційний величині по­верхневого натягу. З обважненням фракційного складу палива, підвищенням його густини поверхневий натяг збільшується. Для дизельних палив, швидкохідних двигунів поверхневий натяг перебуває в межах 0,027-0,030 Н/м, для палив тихохідних дви­гунів — більше 0,030 Н/м.

Дизельне паливо повинно мати цілком певний фракційний склад. Використання палива як важкого, так і легкого фракційного складу призводить до порушення роботи двигуна. У першому випадку, внаслідок його незадовільного випаровування відбува­ється несвоєчасне самозаймання і неповне згоряння, що призво­дить до змивання оливи зі стінок циліндрів, збільшення нагару, розрідження оливи в картері. У другому випадку затрудняється пуск двигуна, збільшується жорсткість його роботи. Вплив фрак­ційного складу палива на сумішоутворення у різних типах двигунів неоднаковий. Двигуни з вихрекамерним сумішоутворенням внас­лідок більш сприятливих умов згоряння менш чутливі до фрак­ційного складу, ніж двигуни з безпосереднім впорскуванням.

Стандартом передбачається визначати температури перегон­ки 50 % і 96 % палива: t_50% впливає на його пускові властивості, *96% ^є температурою кінця перегонки і свідчить про наявність важких фракцій, що погіршують якість сумішоутворення.

У зв’язку з дизелізацією автомобільного парку і зростанням потреб у дизельному паливі, вивчаються можливості розширення ресурсів таких палив шляхом зміни їх фракційного складу як за рахунок підвищення температури кінця кипіння, так і за рахунок пониження температури початку кипіння.

Палива з підвищеною температурою кінця кипіння називають обважненими (УФС). Лабораторні дослідження і випробуван­ня засвідчують, що можна збільшити ресурси дизельного палива на 3-4 % за рахунок більш глибокого відбору з нафти прямогонних фракцій з температурою википання на 25-30 °С вище за температуру википання стандартного літнього дизельного палива. Для цих палив наявність важких фракцій обмежується показни­ком: до температури 360⁰ С ере ганяється не менше 90 % палива. Полегшення фракційного складу за рахунок введення бензинових фракцій покращує експлуатаційні властивості обважнених палив.

Таким чином, при значній дизелізації автомобільного парку перспективним буде використання; єдиного дизельного пали­ва з температурою початку кипіння 66-80 °С і температурою перегонки 90 % — 360 °С. Його називають дизельним паливом широкого фракційного складу (ШФС).

З фракційнім складом палива тісно пов’язана температура спалаху, при якій пари нафтопродукту з повітрям утворюють горючу суміш, що спалахує при піднесенні вогню. Визначають температуру спалаху в спеціальному приладі закритого типу. Дизельні палива для двигунів автотракторної техніки мають низьку температуру спалаху (35-40 °С).