VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA KRAGUJEVAC

Studijski program: Motori i vozilaPredmet: Motori SUS I

PROCES SAGOREVANJA KOD MOTORA SUS

- seminarski rad -

Autor:

Milan ĐorđevićIndeks: 189/2011

Predmetni nastavnik:

Dr Dušan Nestorović dipl. Inž.

Maj,2013

Proces sagorevanja [1]

Proces sagorevanja je uslovljen načinom obrazovanja smeše. Zavisno od toga zavisi da li se motor približava oto ili dizel principu rada. Bez obzira o kom principu rada se radi formiranje smeše započinje od momemta doziranja goriva u struju vazduha, nakon čega se mešaju ipočinje isparavanje goriva da bi došlo do iniciranja zapaljenja I sagorevanja stvorene smeše.

Način (mesto) formiranja smeše kod oto i dizel motora

Važan faktor sagorevanja je koeficijent viška vazduha.Goriva smeša je smeša vazduha i goriva izmešanih u određenom odnosu.Obzirom na različite uslove odvijanja sagorevanja, razlikujemo:- sagorevanje u OTO motoru i- sagorevanje u dizel motoru

Karakteristike sagorevanja u oto i dizel motoru

Proces sagorevanja u oto motoru i nepoželjne pojave [1]

Front plamena se formira nakon skakanja varnice. Jedan deo razvijene toplote, nastale sagorevanjem, prenosi se na sledeći deo nesagorele smeše stvarajući uslove za njeno upaljenje. Tako premeštanjem fronta plamena od svećice do suprotnog kraja komore sagori celokupna smeša.

Karakteristika je prostiranje fronta plamena kroz komoru

Temperatura u oblasti sveže smeše je oko 800 oK, dok u zoni plamena iznosi i do 2500 oK.Teži se da brzina prostiranja plamena bude što veća kako bi se oslobađanje toplote obavilo pri što manjoj zapremini a to je u blizini SMT.

Tok sagorevanja u oto motoru [1]

Na slici je prikazan tok pritiska u cilindru oto motora tokom procesa sagorevanja u funkciji vremena odnosno u funkciji ugla obrtanja kolenastog vratila.

Tok pritiska tokom sagorevanja u oto motoru

Proces sagorevanja počinje skakanjem varnicena elektrodama svećice i traje izvestan period dok klip prolazi oko SMT. Skakanje varnice se odvija, u principu, pre SMT za izvestan ugao predpaljenja αpp koji omogućuje odvijanje glavnog sagorevanja pri najmanjoj zapremini ublizini SMT. Najveći deo smeše sagori u periodu 30 ÷ 60 °KV odnosno za oko 3÷5 ms.

Proces sagorevanja sastoji se iz tri faze:

I – period pritajenog sagorevanja,II – period pravog sagorevanja iIII – period dogorevanja.

I faza predstavlja formiranje jezgra plamena. Traje od trenutka skakanja varnice pa do pojave vidnog porasta pritiska. U ovoj fazi dolazi do kolebanja da će ili neće doći do pravog sagorevanja, treba da je što kraća.

Tok pritiska tokom sagorevanja u OTO motoru

Tokom ovog perioda sagori 2÷5% sveže smeše.Osnovni faktori koji utiču na ovu fazu su:- sastav smeše,- količina zaostalih gasova,- kretanje smeše,- temperatura smeše,- konstrukcija svećice,- varnice i- vrsta goriva.

II faza,faza glavnog sagorevanja počinje od vidnog povećanja pritiska iznad linije sabijanja I traje do postizanja max pritiska u cilindru. U ovom period je obuhvaćeno 90-95 % sveže smeše.

III faza je period dogorevanja. Ona je nepoželjna jer je sagorevanje neefikasno. Ova faza je neizbežna i tokom ove faze dogoreva 5% preostale smeše. Kod OTO motora treba obezbediti da najveći deo smeše sagori oko SMT.

Nepoželjne pojave sagorevanja u oto motoru [1]

U nepoželjne pojave sagorevanja u oto motoru spadaju:

-pojava disocijacije- pojava detonacije i- toksičnost izduvnih gasova oto motora.

Disocijacija je pojava pri kojoj se stabilni produkti sagorevanja (CO2 i vodena para) pri visokim temperaturama raspadaju na produkte nepotpunog sagorevanja (CO i H2 ) uz utrošak energije. Ovaj utrošak energije umanjuje efikasnost radnog ciklusa. Što je temperature produkata

sagorevanja veća to je i intenzitet disocijacije veći. Ispod 2000 °K ova pojava praktično i ne postoji. Detonatno sagorevanje je vid eksplozivnog ili zapreminskog sagorevanja tokom koga dolazi dotrenutnog oslobađanja toplote u većem delu smeše. Ono nastaje kada se u radnom prostoru homogena smeša nađe u više tačaka u uslovima samoupaljenja.Tada dolazi do upaljenja i trenutnog sagorevanja, tog dela smeše što stvara nagli porast pritiska u

cilindru. Povoljni uslovi za detonatno sagorevanje javljaju se ispred fronta plamena u delu nesagorele smeše usled sledećih razloga:

- sabijanja pod dejstvom klipa kretanjem od UMT ka SMT,- sabijanja pd dejstvom fronta plamena, odnosno širenja sagorelih gasova iza fronta plamena,- pod dejstvom prenosa toplote iz zone reakcije na smešu ispred fronta plamena i- usled zagrevanja pod dejstvom toplih mesta u komori.

Ukoliko se stvori više novih centara, u još nesagorelom delu smeše, doći će do bržeg oslobađanja toplote i do bržeg lokalnog porasra temperature I pritiska.

Sagorevanje sa detonacijama Promene pritiska u cilindru motora

Nagli porast pritiska u cilindru stvara udarno dejstvo pritiska na čelo klipa I stvara znatan porast sila u u klipnom mehanizmu. Taj porast sila izaziva razbijanje uljnog (mazajućeg) sloja između kliznih površina i njihovog udara jedna o drugu. Ovo je praćeno metalnim zvukom karakterističnim za detonacije.

Kratkotrajne detonacije ne moraju da budu opasne ali dugotrajne detonacije mogu biti štetne po motor. Glavni problem kod detonacija je je porast mehaničkih i termičkih motoraopterećenja motora. Prateće pojave jake detonacije su pad snage i gubitak ekonomičnosti.

Na pojavu detonacija utiču sledeći faktori :

- pripremni faktori,- konstruktivni i- radni faktori.

-U pripremne faktore spada gorivo kao najvažniji.

- U kostruktivne spadaju:

- stepen sabijanja,- konstrukcija komore za sagorevanje,- materijal klipa i glave motora i- vrsta hlađenja.

-U radne faktore spadaju:

- ugao pretpaljenja,- režim rada,- sastav smeše i- stvaranje taloga.

Literatura:

[1] D.Nestorović; MOTORI SUS I: Skripta sa predavanja, Visoka tehnička škola strukovnih studija u Kragujevcu 2013. g.