Aprinderea prin Comprimare

1. Studiul privind MAC

Arderea combustibilului în motoarele cu aprindere prin compresie cuprinde trei faze distincte:

- prima faza t1 , respectiv α1 datorită arderii rapide a combustibilui, presiunea gazelor creşte foarte repede până în punctul D, şi cu cât durata întârzierii la autoaprindere este mai mare, cu atât cantitatea de combustibil introdusă în cilindru până în momentul aprinderii este mai mare, fapt ce duce la creşterea presiunii bruşte, motorul are o funcţionare dură şi cu bătăi .

- a doua fază este cea a arderii progresive lente, urmează fazei de ardere rapidă şi durează aproximativ până în momentul în care se sfârşeşte injectarea combustibilului (punctul S) , iar gazele ating presiunea maximă . Durata acestei faze t2 , respectiv α2 este cu atât mai redusă cu cât întârzierea la autoaprindere este mai mare, etapă în care arderea combustibilului este continuă şi în destindere.

- a treia fază a arderii este denumită post-ardere t3 , respectiv α3. Existenţa unei perioade de întârziere la autoaprinderea combustibilului este provocată de o serie de procese fizice şi chimice prin care trebuie să treacă combustibilul lichid injectat pentru a se putea autoaprinde, această perioadă de întârziere la autoaprindere şi funcţionarea necorespunzătoare a motorului este favorizată de următorii factori după cum urmează : utilizarea unui combustibil necorespunzător , compresie insuficientă (nerealizarea presiunii şi temperaturii necesare), pulverizare insuficient de fină a combustibilului .

1.1 Factorii care influenţează arderea în motoarele cu aprindere prin compresie

Autoaprinderea şi arderea combustibilului MAC sunt influenţate de următorii factori importanţi: natura combustibilului, presiunea aerului care se injectează combustibilul, turaţia, avansul la injecţie, caracteristicile injecţiei, camerei de ardere.

Natura combustibilului. Proprietatea combustibilului de a se autoaprinde uşor este apreciată mai ales prin criteriul cifrei cetanice CC . Cu cât această cifră este mai mare, cu atât combustibilul se autoaprinde mai uşor. Combustibilii cu rezistenţă mare la autoaprindere, deci cu cifra cetanică redusă, conduc la o funcţionare dură a motorului, prin creşterea întârzierii la autoaprindere ceea ce se vede din sporirea presiunii pe lagăre la scăderea cifrei cetanice. În acelaşi timp, creşte timpul de pornire şi se intensifică formarea de depozite în camera de ardere şi fumul din gazele de evacuare. Totodată, utilizarea unui combustibil cu o cifră cetanică prea ridicată conduce la mărirea consumului de combustibil. Aceasta se explică prin uşurinţa mare ce duce la descompunerea acestor combustibili, acestia formând carbon liber în camera de ardere care este îndepărtat din cilindru cu gazele de evacuare înainte de a fi ars. S-a observat că, dacă CC > 50, nu se mai obţin avantaje sensibile în ceea ce priveşte reducerea întârzierii la autoaprindere, însă, în schimb, creşte costul combustibilului. De aceea, CC a combustibililor utilizaţi în MAC este limitată în sus la aproximativ 50 de unităţi, iar în jos, la aproximativ 40 de unităţi .

Temperatura şi presiunea. În urma unui experiment, s-a constatat o dependenţă importantă faţă de temperatura sau presiunea de la finalul procesului de compresiea întârzierii la autoaprindere αaa.

Deoarece, la pornirea motorului rece, pirderile de caldara sunt atât de mari încât temperatura aerului în cilindru la finele procesului de compresie este insuficientă pentru a realiza o valoare corespunzatoare a lui taa, variatia αaa cu temperatura prezintă un interes deosebit pentru pornirea motorului. Dificultăţile de pornire se stopează fie prin preîncălzirea aerului aspirat, fie prin ridicare locală a temperaturii aerului din cilindru (se introduc rezistenţe electrice în cilindru care se încălzesc la pornirea motorului rece).