Jenis pembentukan campuran apa yang digunakan pada mesin diesel. Jenis pembentukan campuran pada mesin diesel
1. Proses pembentukan campuran pada mesin penyalaan bunga api.
Kompleks proses yang saling berhubungan dalam pemberian dosis bahan bakar dan udara, atomisasi dan penguapan bahan bakar, serta pencampuran bahan bakar dengan udara disebut pembentukan campuran. Efisiensi proses pembakaran tergantung pada komposisi dan kualitas campuran udara-bahan bakar yang diperoleh selama pembentukan campuran.
Pada mesin empat tak biasanya diatur pencampuran eksternal yang diawali dengan pengukuran bahan bakar dan udara pada injektor, karburator atau mixer (mesin gas), berlanjut pada saluran intake dan berakhir pada silinder mesin.
Ada dua jenis injeksi bahan bakar: sentral - injeksi bahan bakar ke intake manifold dan didistribusikan - injeksi ke saluran intake kepala silinder.
Atomisasi bahan bakar dengan injeksi sentral dan di karburator, itu dimulai pada periode ketika aliran bahan bakar, setelah keluar dari nosel atau lubang alat penyemprot, di bawah pengaruh gaya tarik aerodinamis dan karena energi kinetik udara yang tinggi, pecah menjadi lapisan tipis dan tetesan. dari berbagai diameter. Saat mereka bergerak, tetesan tersebut pecah menjadi lebih kecil. Ketika kehalusan atomisasi meningkat, total luas permukaan tetesan meningkat, yang menyebabkan konversi bahan bakar menjadi uap lebih cepat.
Dengan meningkatnya kecepatan udara, kehalusan dan keseragaman atomisasi meningkat, tetapi dengan viskositas dan tegangan permukaan bahan bakar yang tinggi, kehalusan dan keseragaman atomisasi menurun. Jadi, saat menghidupkan mesin karburator, praktis tidak ada atomisasi bahan bakar.
Saat menginjeksikan bensin, kualitas atomisasi bergantung pada tekanan injeksi, bentuk lubang semprotan injektor, dan kecepatan aliran bahan bakar yang melewatinya.
Dalam sistem injeksi, injektor elektromagnetik paling banyak digunakan, di mana bahan bakar disuplai di bawah tekanan 0,15...0,4 MPa untuk mendapatkan tetesan dengan ukuran yang diperlukan.
Penyemprotan film dan tetesan bahan bakar berlanjut saat campuran udara-bahan bakar bergerak melalui bagian antara katup masuk dan dudukannya, dan pada beban parsial - di celah yang dibentuk oleh katup throttle tertutup.
Pembentukan dan pergerakan lapisan bahan bakar terjadi di saluran dan pipa sistem intake. Saat bahan bakar bergerak, karena interaksi dengan aliran udara dan gravitasi, sebagian bahan bakar mengendap di dinding pipa masuk dan membentuk lapisan bahan bakar. Karena aksi gaya tegangan permukaan, daya rekat pada dinding, gravitasi, dan gaya lainnya, kecepatan pergerakan lapisan bahan bakar beberapa puluh kali lebih kecil daripada kecepatan aliran campuran. Tetesan bahan bakar dapat tertiup keluar dari film melalui aliran udara (atomisasi sekunder).
Saat menginjeksi bensin, biasanya 60...80% bahan bakar masuk ke dalam film. Jumlahnya tergantung pada lokasi pemasangan nosel, jangkauan jet, kehalusan semprotan, dan dalam kasus injeksi terdistribusi ke setiap silinder - juga pada saat dimulainya.
Pada mesin karburator pada beban penuh dan kecepatan rendah, hingga 25% dari total konsumsi bahan bakar berakhir dalam lapisan film di saluran keluar intake manifold. Hal ini disebabkan rendahnya kecepatan aliran udara dan kurangnya kehalusan atomisasi bahan bakar. Saat katup throttle ditutup, jumlah lapisan film di intake manifold lebih sedikit karena atomisasi sekunder bahan bakar di dekat katup throttle.
Penguapan bahan bakar diperlukan untuk memperoleh campuran bahan bakar dan udara yang homogen dan mengatur proses pembakaran yang efisien. Pada saluran intake, sebelum masuk ke silinder, campurannya bersifat dua fasa. Bahan bakar dalam campuran berada dalam fase gas dan cair.
Dengan injeksi sentral dan karburator, intake manifold dipanaskan secara khusus dengan cairan dari sistem pendingin atau gas buang untuk menguapkan lapisan film. Tergantung pada desain saluran masuk dan mode pengoperasian, pada saluran keluar dari pipa masuk, 60...95% bahan bakar dalam campuran yang mudah terbakar berbentuk uap.
Proses penguapan bahan bakar berlanjut di dalam silinder selama langkah masuk dan kompresi, dan pada awal pembakaran, bahan bakar telah menguap hampir seluruhnya.
Dengan injeksi bahan bakar terdistribusi ke pelat katup masuk dan mesin berjalan pada beban penuh, 30...50% dosis siklik bahan bakar menguap sebelum memasuki silinder. Ketika bahan bakar disuntikkan ke dinding saluran masuk, proporsi bahan bakar yang diuapkan meningkat menjadi 50...70% karena peningkatan waktu penguapannya. Dalam hal ini, pemanasan pipa intake tidak diperlukan.
Kondisi penguapan bensin pada kondisi start dingin memburuk, dan porsi bahan bakar yang menguap sebelum masuk silinder hanya 5...10%.
Komposisi campuran tidak merata, memasuki silinder mesin yang berbeda, selama injeksi sentral dan karburasi, ditentukan oleh perbedaan geometri dan panjang saluran (resistensi yang tidak sama dari cabang-cabang saluran masuk), perbedaan kecepatan pergerakan udara dan uap, tetesan dan, terutama, film bahan bakar.
Jika desain saluran masuk tidak berhasil, tingkat keseragaman komposisi campuran dapat mencapai ±20%, yang secara signifikan mengurangi efisiensi dan tenaga mesin.
Ketidakrataan komposisi campuran juga tergantung pada mode pengoperasian mesin. Dengan injeksi sentral dan pada mesin karburator, seiring dengan meningkatnya kecepatan putaran, atomisasi dan penguapan bahan bakar meningkat, sehingga ketidakrataan komposisi campuran berkurang. Pembentukan campuran meningkat seiring dengan berkurangnya beban mesin.
Dengan injeksi terdistribusi, ketidakrataan komposisi campuran di seluruh silinder bergantung pada pengoperasian injektor yang sama. Ketidakrataan terbesar mungkin terjadi dalam mode siaga pada dosis siklik rendah.
Organisasi pembentukan campuran eksternal pada mesin mobil berbahan bakar gas mirip dengan mesin karburator. Bahan bakar dimasukkan ke aliran udara dalam bentuk gas. Kualitas campuran udara-bahan bakar selama pembentukan campuran eksternal bergantung pada titik didih dan koefisien difusi gas. Hal ini memastikan terbentuknya campuran yang hampir homogen, dan distribusinya antar silinder lebih seragam dibandingkan pada mesin karburator.
Mesin bensin –
salah satu jenis mesin pembakaran dalam
(mesin dalam
pembakaran) di mana dia menyalakan api
campuran udara dan bahan bakar,
dilakukan di
silinder, melalui
percikan api dari busi.
Peran pengatur daya
melakukan throttle
katup yang mengatur
aliran masuk
udara.
dua tak dan empat tak.
Mesin dua langkah memiliki tenaga lebih besar per unitnya
volume, namun kehilangan efisiensi. Itu sebabnya mereka menemukan kegunaannya
dimana kekompakan dan bukan efisiensi yang penting (sepeda motor, motor
perahu, gergaji mesin dan alat bermotor lainnya).
Mesin empat tak mendominasi sisanya
pergerakan. Sistem bahan bakar-udara
Tugas utama sistem bahan bakar-udara tidak terputus
pengiriman campuran bahan bakar dan udara ke mesin. Sistem pasokan bahan bakar
disebut juga sistem bahan bakar atau sistem penyediaan bahan bakar.
Sistem ini dirancang untuk memberi daya pada mesin, menyimpan, dan membersihkan
bahan bakar.
Struktur struktural
tangki bahan bakar
pompa bahan bakar
saringan bahan bakar
sistem injeksi
saluran bahan bakar
Prinsip pengoperasian sistem bahan bakar-udara
Keseluruhan diagram operasi sistem penyediaan bahan bakar adalah sebagai berikut:jalan:
Pengemudi menyalakan kunci kontak;
Pompa bahan bakar memompa bahan bakar ke dalam sistem dan menciptakan kerja
tekanan;
Bahan bakar memasuki sistem injeksi;
Terjadi penyemprotan dan pembentukan bahan bakar-udara
campuran;
Formasi pencampuran
Maksudnya terbentuknya campuran pada mesin penyalaan bunga apikompleks proses yang saling berhubungan yang menyertai pemberian dosis
bahan bakar dan udara, atomisasi dan penguapan bahan bakar dan pencampurannya
dengan udara. Pembentukan campuran berkualitas tinggi merupakan kondisi yang diperlukan
memperoleh kekuatan tinggi, ekonomi dan lingkungan
indikator mesin.
Pembentukan campuran mesin pembakaran internal injeksi
Menyediakan penyimpananbahan bakar yang diperlukan
untuk menggerakkan mesin
mobil. Ditentukan
tangki di mobil penumpang
sering berlokasi di
kembali dan diamankan
di bagian bawah bodi mobil.
Bertanggung jawab untuk membersihkan
bahan bakar.
Bertanggung jawab untuk memasok bahan bakar ke sistem injeksi dan
mempertahankan tekanan operasi yang diperlukan dalam
sistem bahan bakar. Prinsip pengoperasian injektor adalah ECU
(unit kontrol elektronik) memasoknya
impuls listrik. Di bawah pengaruh dorongan hati
injektor terbuka dan menyuntikkan bensin ke dalamnya
manifold masuk. Bahan bakar-udara yang dihasilkan
campuran dihisap melalui katup masuk dengan piston
pada langkah masuk. Tunjukkan waktu dan durasi
injeksi untuk injektor ditentukan oleh ECU.
Pembentukan campuran mesin pembakaran internal karburator
Terbentuknya campuran bensin denganudara terjadi di
karburator tempat bensin berada
bercampur dengan yang dihirup
ke dalam mesin bersama udara
jumlah yang tepat,
disemprotkan dan sebagian
menguap. Lebih jauh
penguapan dan pencampuran
terjadi pada asupan
pipa dan masuk
silinder mesin.
10.
Metode paling sederhana untuk membentuk campuran yang mudah terbakarkarburator (Gbr. 71)
Bahan bakar dari tangki mengalir di bawah tekanan melalui saluran,
ditutup oleh katup jarum 4, ke dalam ruang pelampung
2. Pelampung 3 mengukur ketinggian bahan bakar di dalam pelampung
ruang, dan karena itu tekanan bahan bakar dipertahankan
hampir konstan, sehingga level ini agak
di bawah lubang nosel 7; dengan demikian, dengan
Saat mesin tidak hidup, bahan bakar tidak bocor. Pada
langkah hisap piston 10, yaitu ketika bergerak ke bawah
udara melewati pipa 8 ke dalam diffuser 6, di mana udara tersebut
kecepatannya meningkat secara signifikan, dan karenanya tekanannya
turun. Karena ruang hampa, bahan bakar keluar dari pelampung
kamera melalui lubang lintasan 1 yang dikalibrasi,
disebut jet, dan nosel 7 mengalir ke dalamnya
diffuser, pecah menjadi tetesan kecil,
menguap dalam aliran udara. Jumlah campuran
dihisap melalui katup masuk 9, diatur oleh katup throttle 5.
Bahan bakar yang digunakan pada mesin pengapian busi lebih mudah menguap dibandingkan bahan bakar solar dan membutuhkan waktu lebih lama untuk bercampur dengan udara sebelum masuk ke ruang bakar dibandingkan solar. Akibatnya, mesin penyalaan bunga api beroperasi pada campuran yang lebih homogen, yang juga sangat mendekati stoikiometri (λ = 1). Mesin diesel selalu dijalankan dengan campuran lean (λ > 1). Jika koefisien udara berlebih pada campuran bahan bakar-udara tidak cukup tinggi (λ< 1), это приводит к повышенным выбросам сажи, CO и CH.
Pencampuran terbentuknya campuran bahan bakar yang homogen
Untuk pembentukan campuran berkualitas tinggi dari campuran bahan bakar-udara yang homogen, bahan bakar harus menguap seluruhnya pada saat penyalaan, karena hanya campuran gas atau uap berkualitas tinggi yang dapat mencapai keadaan homogen.
Jika ada faktor yang mencegah penguapan bahan bakar secara sempurna dan menyebabkan penurunan kualitas campuran (misalnya, suhu rendah saat mesin dihidupkan dalam keadaan dingin), maka porsi bahan bakar tambahan harus disuplai untuk memperkaya udara. -campuran bahan bakar sehingga mudah terbakar (pengayaan campuran saat mesin dihidupkan dalam keadaan dingin).
Sistem pembentukan campuran, selain untuk memastikan homogenitas campuran, juga bertanggung jawab untuk mengatur beban mesin (throttle control) dan meminimalkan penyimpangan rasio udara/bahan bakar pada silinder mesin yang berbeda.
Pencampuran terbentuknya campuran bahan bakar yang heterogen
Tujuan pembentukan campuran campuran bahan bakar-udara yang tidak seragam adalah untuk memastikan pengoperasian mesin di semua modenya tanpa membatasi kontrol daya. Pendinginan internal merupakan efek samping dari injeksi bahan bakar langsung dan mesin jenis ini dapat beroperasi pada rasio kompresi yang lebih tinggi. Kombinasi kedua faktor ini (kurangnya kontrol throttle dan rasio kompresi yang lebih tinggi) memberikan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan jika menggunakan campuran bahan bakar homogen. Beban mesin diatur dengan mengubah jumlah bahan bakar yang disuntikkan.
Perkembangan sistem pembentukan campuran memberikan dorongan baru bagi pengembangan metode pembentukan campuran “hibrida” atau metode “dengan distribusi muatan lapis demi lapis pada komposisi”, yang kemungkinan penerapannya telah dipelajari secara intensif sejak saat itu. 1970. Terobosan tertentu dalam masalah ini terjadi dengan pengembangan sistem bahan bakar berkecepatan tinggi dengan injektor elektromagnetik, yang memungkinkan untuk memberikan fleksibilitas dalam mengatur waktu injeksi campuran bahan bakar dan tekanan tinggi yang diperlukan untuk injeksi ini.
GDI – injeksi bensin langsung- telah menjadi istilah umum yang digunakan untuk mengidentifikasi sistem pembentukan campuran yang dikembangkan di seluruh dunia. Pengaruh utama terhadap pembentukan campuran adalah letak busi dan injektor bahan bakar, dan sifat sirkulasi campuran ini di ruang bakar merupakan faktor yang berhubungan. Gerakan pusaran campuran (dihasilkan oleh saluran heliks dan tangensial) terutama berputar pada sumbu yang sejajar dengan sumbu silinder mesin.
Keakuratan penempatan busi relatif terhadap pancaran bahan bakar yang disuplai oleh injektor merupakan faktor penentu sistem injeksi bahan bakar langsung.
Busi mengalami tekanan berat karena terkena langsung bahan bakar yang diinjeksikan. Dengan metode pembentukan campuran, ketika bahan bakar diinjeksikan ke dalam ceruk di bagian bawah piston atau ke dalam aliran udara yang berputar-putar dan diarahkan ke busi akibat gerakan rotasi muatan, persyaratan keakuratan lokasinya. busi dan injektor dalam hal ini tidak terlalu tinggi.
Metode pembentukan campuran campuran heterogen beroperasi dengan udara berlebih (kontrol tanpa menggunakan throttle) dan oleh karena itu perlu dikembangkan catalytic converter yang mengurangi emisi nitrogen oksida pada gas buang mesin yang beroperasi pada campuran lean.
Pembentukan campuran adalah proses pencampuran bahan bakar dengan udara dan membentuk campuran yang mudah terbakar dalam waktu yang sangat singkat. Semakin merata partikel bahan bakar tersebar ke seluruh ruang bakar, maka semakin sempurna pula proses pembakarannya. Homogenisasi campuran dipastikan dengan penguapan bahan bakar, tetapi untuk penguapan yang baik, bahan bakar cair harus disemprotkan terlebih dahulu. Atomisasi bahan bakar juga bergantung pada kecepatan aliran udara, namun peningkatannya yang berlebihan akan meningkatkan ketahanan hidrodinamik saluran masuk, yang memperburuk...
Bagikan pekerjaan Anda di jejaring sosial
Jika karya ini tidak cocok untuk Anda, di bagian bawah halaman terdapat daftar karya serupa. Anda juga dapat menggunakan tombol pencarian
HALAMAN 4
Pembentukan campuran pada mesin pembakaran dalam
KULIAH 6.7
PEMBENTUKAN CAMPURAN DALAM ES
- Pembentukan campuran pada mesin karburator
Peningkatan proses pembakaran sangat bergantung pada kualitas pembentukan campuran. Pembentukan campuran adalah proses pencampuran bahan bakar dengan udara dan membentuk campuran yang mudah terbakar dalam waktu yang sangat singkat. Semakin merata partikel bahan bakar tersebar ke seluruh ruang bakar, maka semakin sempurna pula proses pembakarannya. Ada mesin dengan formasi campuran eksternal dan internal. Pada mesin dengan pembentukan campuran eksternal, homogenisasi campuran terjadi di karburator dan saat bergerak sepanjang intake manifold. Ini adalah mesin karburator dan gas. Homogenisasi campuran dipastikan dengan penguapan bahan bakar, namun untuk penguapan yang baik bahan bakar cair harus diatomisasi terlebih dahulu. Atomisasi halus dipastikan dengan bentuk bagian outlet lubang atau saluran nosel. Atomisasi bahan bakar juga bergantung pada kecepatan aliran udara, namun peningkatannya yang berlebihan meningkatkan resistensi hidrodinamik saluran masuk, yang memperburuk pengisian silinder. Koefisien tegangan permukaan dan suhu mempengaruhi energi fragmentasi jet. Tetesan yang lebih besar mencapai dinding saluran masuk dan mengendap di dinding dalam bentuk film, yang menghilangkan pelumas di dalam silinder dan mengurangi homogenitas campuran. Film bergerak dengan kecepatan yang jauh lebih rendah dibandingkan kecepatan aliran campuran. Pencampuran uap bahan bakar dan udara terjadi baik karena difusi maupun karena turbulisasi aliran bahan bakar dan uap udara. Pembentukan campuran dimulai di karburator dan berakhir di silinder mesin. Baru-baru ini, sistem suar pra-ruang telah muncul.
Penguapan bensin secara menyeluruh dipastikan dengan memanaskan campuran di intake manifold menggunakan gas buang atau cairan pendingin.
Komposisi campuran ditentukan oleh mode beban: campuran kaya start mesin (alpha = 0,4-0,6); menganggur (alfa=0,86-0,95); beban rata-rata (alfa=1,05-1,15); kekuatan penuh(alfa=0,86-0,95); akselerasi mesin (pengayaan campuran secara tajam). Karburator dasar tidak dapat menyediakan komposisi campuran berkualitas tinggi yang diperlukan, oleh karena itu karburator modern memiliki sistem dan perangkat khusus yang memastikan persiapan campuran komposisi yang diperlukan pada semua mode beban.
Pada mesin karburator dua langkah, pembentukan campuran dimulai di karburator dan berakhir di ruang engkol dan silinder mesin.
- C Mengukur pada mesin dengan injeksi bahan bakar ringan
Karburasi memiliki kelemahan: Diffuser dan katup throttle menciptakan hambatan; lapisan gula pada ruang pencampuran karburator; heterogenitas komposisi campuran; distribusi campuran yang tidak merata di antara silinder. Sistem injeksi paksa bahan bakar ringan menghilangkan kekurangan ini dan lainnya. Injeksi paksa memastikan keseragaman campuran yang baik karena atomisasi di bawah tekanan, tidak perlu memanaskan campuran, pembersihan mesin 2 tak yang lebih ekonomis dimungkinkan tanpa kehilangan bahan bakar, jumlah komponen beracun dalam gas buang berkurang, dan start mesin yang lebih mudah pada suhu di bawah nol dipastikan. Kekurangan dari sistem injeksi adalah sulitnya mengatur suplai bahan bakar.
Ada suntikan ke dalam intake manifold atau ke dalam silinder mesin; injeksi terus menerus atau umpan siklik yang disinkronkan dengan pengoperasian silinder; injeksi di bawah Dan tekanan tinggi (400-500KPa) atau tekanan tinggi (1000-1500KPa). Injeksi bahan bakar disediakan oleh pompa bahan bakar, filter, katup pengurang tekanan, injektor, dan fitting. Kontrol bahan bakar bisa mekanis atau elektronik. Pengoperasian alat pengatur aliran memerlukan pengumpulan data kecepatan poros engkol, kevakuman pada sistem intake, beban, pendinginan dan temperatur gas buang. Data yang diterima diproses oleh komputer mini dan sesuai dengan hasil yang diperoleh, pasokan bahan bakar diubah.
- Mencampur mesin diesel
Pada mesin dengan pembentukan campuran internal, udara masuk ke dalam silinder, dan kemudian bahan bakar yang dikabutkan halus disuplai ke sana, yang dicampur dengan udara di dalam silinder. Ini adalah pencampuran volumetrik. Ukuran tetesan di dalam jet tidak sama. Bagian tengah pancaran terdiri dari partikel yang lebih besar, dan bagian luarnya terdiri dari partikel yang lebih kecil. Mikrograf menunjukkan bahwa ketika tekanan meningkat, ukuran partikel menurun tajam. Semakin merata bahan bakar didistribusikan ke seluruh volume silinder, semakin sedikit zona kekurangan oksigen.
Pada mesin diesel modern, tiga metode utama pembentukan campuran digunakan: jet untuk ruang bakar tidak terbagi dan pembentukan campuran dan pembakaran dalam ruang yang dibagi menjadi dua bagian (ruang awal (20-35%) + ruang bakar utama, ruang pusaran (hingga 80%) + ruang bakar utama) . Mesin diesel dengan ruang bakar terpisah memiliki konsumsi bahan bakar spesifik yang lebih tinggi. Hal ini dijelaskan oleh konsumsi energi ketika udara atau gas mengalir dari satu bagian ruangan ke bagian lainnya.
Untuk mesin dengan ruang bakar yang tidak terbagi, atomisasi bahan bakar yang halus dilengkapi dengan pergerakan udara pusaran karena bentuk spiral dari pipa saluran masuk.
Pembentukan campuran film.Baru-baru ini, efisiensi pembentukan campuran telah ditingkatkan dengan menginjeksikan bahan bakar ke dinding pembentukan campuran film ruang bakar. Ini agak memperlambat proses pembakaran dan membantu mengurangi tekanan siklus maksimum.Saat membentuk campuran film, yang diusahakan adalah, sehingga bahan bakar dalam jumlah minimum mempunyai waktu untuk menguap dan bercampur dengan udara selama periode tunda penyalaan.
Obor bahan bakar disuplai dengan sudut lancip ke dinding ruang bakar sehingga tetesannya tidak terpantul, melainkan menyebar ke seluruh permukaan dalam bentuk lapisan tipis setebal 0,012-0,014 mm. Jalur obor dari lubang nosel ke dinding harus minimal untuk mengurangi jumlah bahan bakar yang menguap selama pergerakan jet di ruang bakar. Arah vektor kecepatan muatan udara bertepatan dengan arah pergerakan bahan bakar, yang berkontribusi terhadap penyebaran film. Pada saat yang sama, hal ini mengurangi penguapan, karena kecepatan pergerakan bahan bakar dan udara berkurang. Energi jet bahan bakar 2 kali lebih kecil dibandingkan energi volumetrik (2,2-7,8 J/g). Pada saat yang sama, energi muatan udara harus 2 kali lebih besar. Tetesan kecil dan uap yang dihasilkan bergerak menuju pusat ruang bakar.
Panas untuk penguapan bahan bakar terutama disuplai dari piston (450-610K). Pada suhu yang lebih tinggi, bahan bakar mulai mendidih dan memantul ke dinding dalam bentuk bola; dekomposisi termal bahan bakar dan kokasnya juga memungkinkan pendinginan piston dengan oli. Penguapan bahan bakar terjadi karena pergerakan udara di sepanjang dinding, proses penguapan meningkat tajam setelah dimulainya pembakaran karena adanya perpindahan energi dari nyala api ke dinding.
Keuntungan. Dengan PSO, efisiensi mesin meningkat (218-227 g/kWh), tekanan efektif rata-rata, kekakuan pengoperasian mesin menurun (0,25-0,4 MPa/g), tekanan siklus maksimum meningkat menjadi 7,0-7,5 MPa. Mesinnya dapat dijalankan dengan berbagai bahan bakar, termasuk bensin beroktan tinggi.
Kekurangan. Kesulitan menghidupkan mesin, peningkatan emisi gas buang pada kecepatan rendah, bertambahnya tinggi dan massa piston karena adanya CS pada piston, kesulitan dalam mendongkrak mesin karena kecepatan putaran.
Bahan bakar disuplai menggunakan pompa injeksi dan injektor. Pompa injeksi memastikan dosis bahan bakar dan pengiriman tepat waktu. Nosel menyediakan pasokan, atomisasi bahan bakar yang halus, distribusi bahan bakar yang seragam ke seluruh volume dan pemutusan. Nozel tertutup, tergantung pada metode pembentukan campuran, memiliki desain bagian semprotan yang berbeda: nozel multi-lubang (4-10 lubang dengan diameter 0,2-0,4 mm) dan nozel lubang tunggal dengan pin di ujungnya. jarum dan nozel lubang tunggal tanpa peniti.
Jumlah bahan bakar yang disuplai ke semua silinder harus sama dan sesuai dengan beban. Untuk pembentukan campuran berkualitas tinggi, bahan bakar disuplai 20-23 derajat sebelum piston mencapai TMA.
Indikator kinerja mesin bergantung pada kualitas pengoperasian perangkat sistem tenaga diesel: tenaga, respons throttle, konsumsi bahan bakar, tekanan gas di dalam silinder mesin, toksisitas gas buang.
Ruang awal dan ruang pusaran CS terpisah.Bahan bakar disuntikkan ke ruang tambahan yang terletak di kepala silinder. Karena jumper di ruang tambahan, gerakan kuat udara terkompresi terbentuk, yang berkontribusi pada pencampuran bahan bakar dengan udara yang lebih baik. Setelah bahan bakar dinyalakan, tekanan meningkat di ruang tambahan dan aliran gas mulai bergerak melalui saluran jumper ke ruang di atas piston. Pembentukan campuran hanya sedikit bergantung pada energi jet bahan bakar.
Di ruang pusaransaluran penghubung terletak miring terhadap bidang ujung kepala balok sehingga permukaan pembentuk saluran bersinggungan dengan permukaan ruangan. Bahan bakar disuntikkan ke dalam ruang pada sudut kanan terhadap aliran udara. Tetesan kecil terbawa oleh aliran udara dan berada di bagian tengah, yang suhunya paling tinggi. Periode penundaan penyalaan bahan bakar yang singkat pada suhu tinggi memastikan penyalaan bahan bakar yang cepat dan andal. Tetesan besar bahan bakar mengalir menuju dinding ruang bakar, bersentuhan dengan dinding yang dipanaskan, bahan bakar juga mulai menguap. Pergerakan udara yang intens di ruang pusaran memungkinkan pemasangan nosel tipe tertutup dengan alat penyemprot pin.
Keuntungan . Tekanan maksimum lebih rendah, peningkatan tekanan lebih rendah, penggunaan oksigen lebih lengkap (alpha 1,15-1,25) dengan knalpot tanpa asap, kemampuan beroperasi pada kecepatan tinggi dengan kinerja memuaskan, kemampuan menggunakan bahan bakar dengan komposisi fraksi berbeda, tekanan injeksi lebih rendah.
Kekurangan . Konsumsi bahan bakar spesifik yang lebih tinggi, penurunan kualitas awal.
Ruang awal memiliki volume yang lebih kecil, luas saluran penghubung lebih kecil (0,3-0,6% dari F p), udara mengalir ke ruang awal dengan kecepatan tinggi (230-320 m/s). Nosel biasanya ditempatkan di sepanjang sumbu ruang awal menuju aliran. Untuk menghindari pengayaan campuran yang berlebihan, injeksi harus kasar dan kompak, yang dicapai dengan injektor pin tunggal pada tekanan injeksi bahan bakar rendah. Pengapian terjadi di bagian atas ruang depan dan, dengan menggunakan seluruh volume ruangan, obor menyebar ke seluruh volume. Tekanan meningkat tajam dan, mengalir melalui saluran sempit ke ruang utama, terjadi koneksi dengan sebagian besar udara.
Keuntungan . Tekanan maksimum rendah (4,5-6 MPa), kenaikan tekanan rendah (0,2-0,3 MPa/g), pemanasan udara dan bahan bakar intensif, biaya energi lebih rendah untuk atomisasi bahan bakar, kemampuan mempercepat frekuensi mesin, toksisitas lebih sedikit.
Kekurangan . Penurunan efisiensi mesin, peningkatan pembuangan panas ke dalam sistem pendingin, kesulitan menghidupkan mesin dingin (meningkatkan rasio kompresi dan memasang busi pijar).
Mesin diesel dengan ruang bakar tidak terbagi memiliki kinerja ekonomis dan start yang lebih baik, serta kemampuan untuk menggunakan supercharging. Indikator terburuk untuk kebisingan dan peningkatan tekanan (0,4-1,2 MPa/g).
Tergantung pada metode pembuatan campuran udara-bahan bakar (mudah terbakar), mesin membedakan:
- dengan pembentukan campuran eksternal
- dengan pembentukan campuran internal
Campuran yang mudah terbakar adalah campuran uap bahan bakar atau gas yang mudah terbakar dengan udara dengan perbandingan yang menjamin pembakarannya di dalam silinder kerja mesin. Campuran yang mudah terbakar terbentuk di mesin selama proses pembentukan campuran. Ini bercampur di ruang bakar dengan sisa produk pembakaran dan membentuk campuran kerja.
Formasi pencampuran- proses menyiapkan campuran kerja. Di mesin pembakaran dalam membedakan antara pembentukan campuran eksternal dan internal.
Pencampuran luar- proses menyiapkan campuran kerja di luar silinder mesin - di karburator (untuk mesin yang menggunakan bahan bakar cair dan mudah menguap) atau di dalam mixer - untuk mesin yang menggunakan bahan bakar gas.
Pencampuran internal- proses penyiapan campuran kerja di dalam silinder. Bahan bakar disuplai ke ruang bakar melalui nozzle menggunakan pompa bertekanan tinggi.
Pada mesin diesel kecepatan tinggi, dua metode pembentukan campuran digunakan: volumetrik dan film.
Pembentukan campuran volumetrik adalah metode pembentukan campuran yang mudah terbakar di mana bahan bakar diubah dari wujud cair menjadi uap di bawah pengaruh aliran pusaran udara di ruang bakar.
Metode film pembentukan campuran terdiri dari pengubahan bahan bakar dari wujud cair menjadi uap dalam proses pergerakan lapisan tipis (film) bahan bakar di sepanjang permukaan ruang bakar di bawah pengaruh aliran udara. Untuk pembakaran bahan bakar yang sempurna dengan pembentukan campuran volumetrik, injektor harus melakukan atomisasi dengan baik dan mendistribusikan bahan bakar secara merata ke seluruh volume ruang bakar. Pada mesin diesel yang beroperasi dengan pembentukan campuran film, bahan bakar diinjeksikan melalui nosel ke permukaan ruang bakar dengan sudut kecil ke permukaan. Kemudian ia bergerak dengan arus pusaran udara di sepanjang permukaan ruangan yang dipanaskan dan menguap. Dengan metode pembentukan campuran ini, tuntutan yang tidak terlalu ketat diberikan pada nosel dibandingkan dengan metode volumetrik.
Untuk pembakaran sempurna bahan bakar di dalam mesin, diperlukan jumlah udara minimum, yang disebut secara teoritis diperlukan. Jadi, pembakaran 1 kg solar memerlukan 0,496 kmol udara, dan pembakaran 1 kg bensin memerlukan 0,516 kmol udara. Namun, karena ketidaksempurnaan dalam proses pembentukan campuran, jumlah udara yang terkandung dalam campuran mudah terbakar pada mesin yang sedang berjalan mungkin lebih atau kurang dari yang ditunjukkan.
Perbandingan jumlah udara sebenarnya yang masuk ke silinder mesin dengan jumlah udara teoritis yang diperlukan untuk pembakaran sempurna bahan bakar disebut koefisien udara berlebih a. Hal ini tergantung pada jenis mesin, desain, jenis dan kualitas bahan bakar, mode dan kondisi pengoperasian mesin. Untuk mesin mobil yang menggunakan bensin, a = 0,85... 1.3. Kondisi yang paling menguntungkan untuk pembakaran bahan bakar tercipta pada a = 0,85...0,9. Pada saat yang sama, mesin mengembangkan tenaga maksimum. Mode pengoperasian paling ekonomis adalah pada a = 1.1…1.3. Ini adalah mode pemuatan yang hampir penuh.
Pembentukan campuran kerja pada mesin karburator dimulai di karburator, berlanjut di pipa intake dan berakhir di ruang kompresi. Pada mesin diesel, campuran kerja terbentuk di ruang kompresi ketika bahan bakar diinjeksikan ke dalamnya melalui injektor. Oleh karena itu, waktu penyiapan campuran kerja pada mesin diesel akan lebih sedikit dibandingkan pada mesin karburator, dan kualitas penyiapan campuran kerja lebih buruk.
Untuk menjamin pembakaran sempurna suatu unit bahan bakar yang masuk ke dalam silinder, mesin diesel membutuhkan lebih banyak udara dibandingkan mesin karburator. Dalam hal ini, koefisien udara berlebih mesin diesel berfluktuasi pada beban penuh dan mendekati beban penuh pada kisaran 1,4...1,25, dan pada saat idle sama dengan 5 satuan atau lebih.
Jika campuran kerja mengandung lebih sedikit udara daripada yang secara teoritis diperlukan untuk pembakaran sempurna bahan bakar yang terkandung dalam campuran tersebut, maka campuran tersebut disebut “kaya”. Jika a>1, yaitu, terdapat lebih banyak udara dalam campuran daripada yang secara teoritis diperlukan untuk pembakaran bahan bakar, maka campuran tersebut disebut “ramping”.
Semakin tinggi kualitas pembentukan campuran maka nilai a semakin mendekati kesatuan. Untuk setiap jenis mesin, koefisien a mempunyai nilai tersendiri. Selama pengoperasian, penyesuaian peralatan suplai bahan bakar terganggu, filter udara menjadi kotor, dan hal ini menyebabkan peningkatan hambatan hidrolik dan penurunan jumlah udara yang masuk ke dalam silinder. Dalam hal ini, campuran kerja sering kali diperkaya secara berlebihan. Akibatnya bahan bakar tidak terbakar sempurna. Bersama dengan gas buang, komponen beracunnya, seperti karbon monoksida (CO), nitrogen oksida dan dioksida (NO, N02), dilepaskan ke atmosfer. Mereka mencemari lingkungan. Pada saat yang sama, efisiensi mesin menurun. Terutama banyak karbon monoksida yang dilepaskan selama bekerja. mesin bensin pada campuran kaya. Sejumlah kecil CO dilepaskan ketika mesin diesel dalam keadaan idle. Hal ini disebabkan oleh pengayaan campuran yang berlebihan secara lokal karena pengoperasian peralatan bahan bakar yang tidak memuaskan.
Untuk mengurangi polusi lingkungan Penting untuk mengatur peralatan pasokan bahan bakar secara tepat waktu dan efisien serta memelihara sistem penyaringan udara dan mekanisme distribusi gas.
Berdasarkan cara penyalaan campuran kerja, mesin dibedakan antara penyalaan paksa dan penyalaan kompresi.
Pada mesin pengapian positif, campuran kerja dinyalakan oleh percikan listrik yang terbentuk ketika piston mendekati titik mati atas (TDC) pada langkah kompresi. Pada titik ini, ruang kompresi berisi campuran udara-bahan bakar, dikompresi hingga 0,9...1,5 MPa dan dipanaskan hingga 280...480°C.
Bahan bakar cair hanya dapat terbakar dalam bentuk gas. Oleh karena itu, karburator perlu memastikan bahan bakar diatomisasi sehalus mungkin. Semakin halus atomisasinya, semakin besar total permukaan partikel bahan bakar, semakin pendek periode waktu penguapannya. Ketika terjadi percikan api, hanya bagian campuran yang terletak pada elektroda busi yang menyala. Di zona ini suhu mencapai 10.000° C, dan nyala api yang dihasilkan menyebar dengan kecepatan 30...50 m/s ke seluruh volume ruang bakar. Lamanya proses pembakaran adalah 30...40° sudut putaran poros engkol. Sudut dalam derajat putaran poros engkol dari saat terbentuknya bunga api di busi sampai TMA. disebut sudut waktu pengapian f3. Nilai sudut φ3 yang optimal bergantung pada desain mesin, mode pengoperasian, kondisi pengoperasian mesin, dan kualitas bahan bakar.
