احتراق در دیزل

فرآیند احتراق دیزل ژنراتور

امروزه موتور دیزل یکی از پایه های صنعت محسوب می شود که در حمل ونقل راه آهن ، خودروها ، کشتی  سازی ، ماشین های کشاورزی ، موتور های مولد نیروی الکتریکی، موتور پمپ ها به کار می رود

چرا موتور دیزل؟

موتور گاز سوز

موتور دیزل مانند موتور بنزینی دارای احتراق داخلی است یعنی درون سوز است که به علت تبدیل انرژی شیمیایی سوخت درون سیلندر به انرژی حرارتی وسپس تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی قدرت لازم برای راه اندازی موتور حاصل می شود

در زمان تراکم حجم موتور کوچک می شود ولی فشار هوای متراکم شده بیشتر از ۱۴ تا ۲۲ برابر افزایش می یابد به همین دلیل درجه حرارت هوا به شدت بالا می رود .از آنجا که درجه حرارت ثابت نیست نمی توان قانون بویل وماریوت را که بر اساس آن بین کاهش حجم و افزایش فشار نسبت ثابتی وجود دارد برای این شرایط تطبیق داد

نحوه تزریق سوخت به منظور احتراق کامل تر، به صورت ذره ای است. یعنی همه ی سوخت در یک لحظه به سیلندر پاشیده نمی شود

عمل سوختن در مدت زمان طولانی ادامه دارد به طوری که با پایین رفتن پیستون و ازدیاد حجم فشار احتراق کم نمی شود به عبارت دیگر ادامه ی احتراق در زمان طولانی تر بزرگتر شدن حجم را جبران می نماید . بنابراین از نظر تئوری به موتور دیزل موتور فشار ثابت میگویند.

به علت تداوم تزریق سوخت فشار زمان قدرت تقریباً ثابت بوده وپیستون تا مدّت بیشتری تحت تاثیر فشار احتراق می باشد

نکته : در موتور دیزل احتراق خود به خود یعنی بدون جرقه ی شمع یا منبع دیگر انجام می شود

شرایط سوخت رسانی

ارسال سوخت به بار موتور به صورت کاملا دقیق انجام شود.

شروع تزریق سوخت کاملاًصحیح تنظیم شود.

مدت تزریق سوخت کاملاًحساب شده باشد.

سوخت به شکل کاملاً ذره ای یا به صورت گرد تزریق شود .

ذرات سوخت در تمام فضای محفظه احتراق پخش گردد.

کیفیت سوخت وراندمان احتراق طوری تنظیم شود که راندمان حرارتی حد اکثر شود یعنی دود های خروجی اگزوز دارای حداقل هیدروکربون های نسوخته باشد.

مقدار تزریق سوخت با توجه به مدت پاشش ونحوه ی احتراق طوری هماهنگی داشته باشد که زمان احتراق نسبتاً طولانی بوده وبا ازدیاد حجم موتور در موقع پایین رفتن پیستون فشار ثابت بماند

از نظر شیمیائی احتراق در موتور دیزل و بنزینی مانند یکدیگر است امّا از نظر فیزیکی تشابهی بین دو احتراق مذکور وجود ندارد زیرا :

سوخت قابل احتراق موتور بنزینی در حالت عادی گازی از هوا وبنزین تشکیل شده است که احتراق از یک یا دو نقطه به وسیله ی شمع وچند درجه قبل از نقطه ی نقطه ی مرگ بالا در انتهای زمان تراکم وتا چند درجه پس از نقطه مرگ بالا ادامه دارد

در موتور دیزل ورود هوای محیط به موتور و سپس فشرده شدن آن توسط پیستون باعث افزایش درجه حرارت می شود که در این حالت آنقدر درجه ی حرارت بالا می رود تا سوخت پودر شده را که چند درجه قبل از نقطه ی مرگ بالا در انتهای زمان تراکم به موتور تزریق گردیده خود به خود محترق کند.

در موتور دیزل فقط هوا فشرده می شود بنابراین محدودیت نسبت تراکم از بین رفته است . فشار ودرجه ی حرارت موتور با افزایش نسبت تراکم افزایش پیدا می کند بطوریکه در لحظات اولیه ی تزریق اولین ذرات سوخت مشتعل گردیده وعمل شیمیائی سوختن آن شود

ذرات بعدی سوخت احتراق آرامتری را انجام می دهد به طوری که واکنش های ناشی از احتراق در زمان طولانی تری ظاهر شده وبا پایین رفتن پیستون وازدیاد حجم فشار حاصل تقریباً ثابت می ماند.

زمان تزریق چیست؟ به زمان آغاز تزریق سوخت بوسیله ی انژکتور تا پایان آن را بر حسب ثانیه زمان

تزریق گویند

زاویه ی تزریق زاویه ای است از گردش میل لنگ که بین شروع وختم عمل تزریق قرار دارد

زمان تاخیر احتراق زمانی است بین شروع تزریق تا مشاهده ی اولین شعله یا افزایش

اولین مقدار فشار.

زاویه ی تاخیر احتراق زاویه ای است که میل لنگ در زمان تاخیر احتراق طی می کند.

سه مرحله ی اساسی احتراق

۱ – مرحله ی تاخیر احتراق– در این زمان سوخت با هوا مخلوط می شود .

۲ – مرحله ی شروع احتراق – به علت وجود نقاط گرم محترق کننده بخار سوخت که با هوا

مخلوط شده به سرعت می سوزد .

۳ – مرحله ی ادامه حتراق– سوخت هائی که دیر تر تزریق می شوند با ذرات سوختی که هنوز کاملا

نسوخته و با اکسیژن هوا مخلوط شده وعمل احتراق را تا مدت طولانی ادامه میدهند.

عواملی که روی تاخیر احتراق تاثیر دارد:

زمان تاخیر احتراق که مرحله ی گرم شدن و ایجاد آمادگی برای احتراق است با عوامل زیر

کاهش می یابد :

۱ – افزایش گرمای موتور

۲ – بهبود نحوه ی پاشش سوخت

۳ – کیفیت تاخیر پاشش سوخت

۴ – کیفیت تبخیر گازوئیل

عوامل مؤثر در احتراق

اثر نسبت هوا و سوخت در حالیکه چنین تصور می شود که نسبت حجم سوخت تزریق شده به حجم کل سیلندر مقدار معینی است ولی در عمل سوخت تزریق شده نمیتواند به سرعت به تمام فضای احتراق رسیده وبه سرعت با هوا مخلوط شود . بنابراین عمل تبخیر سوخت که مقدمه احتراق می باشد در آن قسمت ها که سوخت با هوا مخلوط نشده کامل نمی شود وتاخیر در احتراق را افزایش می دهد . به طوری که هر چه نسبت سوخت وهوا کاهش می یابد در جه حرارت احتراق نیز کم شده در نتیجه فشار حاصل نیز احتراق را تنزل می دهد. با افزایش نسبت سوخت به هوا فشار چندان افزایشی پیدا نمی کند اما با اندک افزایش درمقدارسوخت ازدیاد فشار محسوس می باشد. این تجربه نشان می دهد که سوخت وقتی متناسب با هوا تزریق شود علاوه بر اقتصادی بودن و دود نکردن راندمان حرارتی بیشتری را نیز بوجود می آورد


پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *