Опыты показали, что продолжительность периода задержки воспламенения влияет на характер протекания всего процесса сгорания. При длительном периоде задержки воспламенения в камере сгорания испаряется большое количество впрыснутого топлива, и в дальнейшем вследствие вовлечения этого топлива в процесс сгорания резко нарастает давление и увеличивается жесткость рабочего процесса дизеля. Поэтому нужно стремиться уменьшить до известного предела период задержки воспламенения.

В зависимости от условий протекания процесса сгорания продолжительность периода задержки воспламенения составляет 0,0005—0,002 сек.

На продолжительность периода задержки воспламенения и на характер процесса сгорания влияют физические и химические свойства топлива; температура и давление воздуха в период впрыска топлива; характер и интенсивность вихревого движения воздуха в камере сгорания; характеристика работы топливоподаю-щей аппаратуры; конструкция камеры сгорания; угол опережения начала впрыска топлива; нагрузка и число оборотов коленчатого вала дизеля.

Физические и химические свойства топлива. На продолжительность периода задержки воспламенения наибольшее влияние оказывает химический состав топлива. Наличие в топливе парафиновых углеводородов уменьшает период задержки воспламенения и создает условия для более плавного протекания процесса сгорания.

Из физических свойств топлива на процесс сгорания влияет вязкость, поверхностное натяжение и испаряемость.

Период задержки воспламенения можно уменьшить, понизив температуру самовоспламенения топлива, зависящего от цетано-вого числа топлива.

Давление и температура сжатого воздуха. Повышение давления и особенно температуры воздуха в момент впрыска топлива сокращает продолжительность периода задержки воспламенения.

Вихревое движение воздуха в камере сгорания. Характер и интенсивность вихревого движения воздуха в камере сгорания оказывают значительное влияние на процесс сгорания. Объясняется это тем, что смесеобразование в дизеле происходит почти одновременно со сгоранием. Поэтому для эффективного сгорания топлива необходимо создание такого вихревого движения воздуха, при котором возможно хорошее смесеобразование во всем объеме камеры сгорания. Вихревое движение воздуха способствует переносу паров топлива в зону, богатую кислородом, и уносу продуктов сгорания из зон, где происходят реакции.

Образование вихревого движения в дизелях во время процессов впуска и сжатия достигается применением различного типа камер сгорания и специальных устройств.

Влияние топливоподающей аппаратуры. От конструкции топливоподающей аппаратуры зависит дальнобойность факела, качество распыливания топлива и равномерность распределения капель по всему объему камеры сгорания.

На протекание процесса сгорания в известной мере влияет продолжительность впрыска топлива (кривая 5 на рис. 60), которая определяется конструкцией топливоподающей аппаратуры. Требования к топливоподающей аппаратуре зависят от типа камеры сгорания.

Камера сгорания. Конструкция и тип камеры сгорания существенно влияют на смесеобразование и процесс сгорания в дизеле.

Типы камер сгорания, применяемые в быстроходных дизелях и их влияние на процесс смесеобразования и сгорание рассмотрены в гл. XI.

Угол опережения начала впрыска топлива. При слишком большом угле опережения начало впрыска топлива в камеру сгорания происходит при сравнительно небольшом давлении и низкой температуре, что приводит к увеличению периода задержки воспламенения. К началу фазы быстрого сгорания в цилиндре скапливается большая доза испарившегося топлива, которое воспламеняется, что вызывает чрезмерно жесткое протекание процесса сгорания. При этих условиях не удается получить высокую эффективность процесса.

При малом угле опережения начала впрыска процесс сгорания происходит во время процесса расширения, и большая часть топлива сгорает в фазе догорания, которая в связи с этим удлиняется. В этом случае показатели работы дизеля резко ухудшаются, поршень, головка цилиндров и цилиндры перегреваются, а температура отработавших газов повышается.

Наивыгоднейший угол опережения начала впрыска выбирается экспериментально. Он зависит от типа камеры сгорания, степени сжатия, сорта топлива, работы топливоподающей аппаратуры и числа оборотов двигателя.

Изменение нагрузки двигателя и состава рабочей смеси. В дизеле из-за неравномерного распределения рабочей смеси по объему камеры сгорания процесс сгорания может происходить при больших средних значениях коэффициента избытка воздуха. По этой же причине не представляется возможным получить полное сгорание топлива при коэффициенте избытка воздуха, близком к единице.

Признаками ухудшения процесса сгорания при уменьшении коэффициента избытка воздуха являются наличие дыма в отработавших газах, резкое ухудшение экономичности и перегрев дизеля. Наименьшие значения коэффициента избытка воздуха и соответственно наибольшая мощность, которую двигатель может развивать, зависят от ряда факторов. В автомобильных четырехтактных дизелях в настоящее время достигнуты наименьшие значения а = 1,25 -=- 1,4.

При снижении нагрузки, поскольку в дизеле регулируется только количество подаваемого топлива, коэффициент избытка воздуха увеличивается. При неизменном угле опережения начала впрыска процесс сгорания заканчивается ближе к в. м. т., что улучшает использование теплоты и повышает индикаторный к. п. д. двигателя.

В некоторых конструкциях дизелей (например, в двухтактных дизелях ЯАЗ) уменьшают угол опережения впрыска, чтобы при снижении нагрузки впрыск топлива происходил в среду с более высокой температурой.

Изменение числа оборотов. Из анализа факторов, влияющих на процесс сгорания, следует, что длительность фаз eiи ей по углу поворота коленчатого вала должна по возможности оставаться неизменной, независимо от числа оборотов коленчатого вала. Это означает, что время, отводимое на обе фазы, при увеличении числа оборотов необходимо по возможности сокращать.

При увеличении числа оборотов условия протекания процессов смесеобразования и сгорания изменяются. Этому способствуют усиление вихревого движения воздуха и изменение условий работы топливоподающей аппаратуры. В случае повышения числа оборотов меняются также температура и давление конца сжатия вследствие уменьшения давления впуска ра и изменяющихся условий теплообмена в процессе сжатия.

В результате изменения условий общее время протекания процесса сгорания сокращается. Однако это сокращение, особенно периода задержки воспламенения, не компенсирует полностью требуемое уменьшение времени, необходимого для всего процесса сгорания, и поэтому наблюдается некоторое увеличение угла поворота коленчатого вала, в течение которого этот процесс происходит.

Для того чтобы процесс сгорания, проходил ближе к в. м. т. и теплоиспользование было выше, целесообразно по мере увеличения числа оборотов увеличивать угол опережения начала впрыска. Это достигается установкой на вал топливного насоса специальной муфты опережения.