Воспламенение двигателя


Воспламенение в в двигателях - Справочник химика 21

    Первая группа ДВС, в свою очередь, подразделяется на а) двигатели с принудительным воспламенением (карбюраторные) и [c.100]

    Воспламеняемость — склонность дизельного топлива к самовоспламенению, определяется периодом запаздывания его воспламенения и является почти таким же важным свойством, как и антидетонационная характеристика бензинов для карбюраторных двигателей. Период запаздывания зависит от цетанового числа. [c.37]

    Амины относятся к числу лучших горючих для жидкостных ракетных двигателей. Они обладают рядом положительных качеств низкой температурой воспламенения, большим газообразованием, относительно большой плотностью, широкими концентрационными пределами воспламенения, малым периодом задержки воспламенения. Хорошая воспламеняемость и высокая устойчивость сгорания обусловили очень широкое использование аминов в качестве горючих для жидкостных ракетных двигателей, несмотря на их сравнительно высокую стоимость. Наибольшее практическое применение как горючее получили анилин, триэтиламин и ксилидин. Амины обладают резкими неприятными запахами. Все они являются смертельными ядами. [c.123]

    Чем меньше период задержки воспламенения, тем плавнее происходит запуск двигателя. Поэтому одним из требований, предъявляемых к топливу для жидкостных ракетных двигателей, является постоянство периода задержки воспламенения топлива по составу смеси при достаточно низком его значении по абсолютной величине. Кроме этого, для обеспечения надежного запуска жидкостного ракетного двигателя необходимо, чтобы топлива имели широкие концентрационные пределы воспламенения и хорошую испаряемость. [c.119]

    По способу воспламенения топлива ДВС разделяются на двигатели с искровым зажиганием и самовоспламенением от сжатия (дизели). На основе дизеля создается еще один тип — многотопливный двигатель, в котором воспламенение топлива может осуществляться одновременно от сжатия и от электрической искры или накаленной поверхности. [c.147]

    Дизельное топливо применяется в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Поэтому показатель, характеризующий самовоспламеняемость дизельного топлива, является очень важным. Таким показателем является цетановое число. [c.66]

    Одной из важных характеристик топлива, позволяющих судить о его пусковых свойствах и о стабильности процесса горения, является температура самовоспламенения паров топлива, т. е. такая температура, при которой происходит самовоспламенение горючей смеси без контакта с открытым пламенем. Процесс самовоспламенения горючей смеси встречается во всех двигателях внутреннего сгорания. Дизельные двигатели работают на основе этого процесса. В двигателях с воспламенением от искры самовоспламенение горючей смеси является крайне нежелательным и даже вредным явлением, так как нарушает нормальный процесс сгорания. В турбореактивных двигателях самовоспламенение горючей смеси — явление положительное, способствующее более устойчивому процессу сгорания. [c.76]

    Оно характеризует продолжительность периода задержки воспламенения топлива. При малом периоде задержки воспламенения двигатель работает мягко , без стуков, при большом периоде задержки в камере накапливается топливо, которое дает взрывное сгорание. В этом случае давление нарастает стремительно и двигатель работает жестко , со стуками. [c.89]

    Высокое содержание водорода обеспечивает более полное сгорание газообразного топлива в цилиндрах двигателя. При этом в процессе смесеобразования топливо не испаряется во впускном трубопроводе, вследствие чего оно равномернее распределяется по цилиндрам. Максимальная неравномерность распределения жидкого топлива в рабочей смеси достигает 35 % и более при применении газообразного топлива она снижается до 20 %. Одновременно благодаря более широким в сравнении с бензинами пределам воспламенения двигатель при основных эксплуатационных режимах может работать на обедненных горючих смесях (а = 1,2. .. 1,3). В результате этого существенно снижается токсичность отработавших газов по содержанию оксидов углерода в 2 - 3 раза, оксидов азота - в 1,2 - 2 и углеводородов в 1,1 - 1,4 раза [1]. [c.30]

    Под пусковыми свойствами топлива подразумевается способность его к воспламенению от электрической свечи и возможность, вывести при его помощи двигатель на устойчивый режим работы. При этом пусковое топливо после воспламенения должно давать достаточно устойчивое и интенсивное горение, чтобы обеспечить воспламенение основной части топлива. Воспламенение горючей, смеси в основном определяется  [c.73]

    Важным эксплуатационным свойством масел для турбореактивных двигателей является температура воспламенения. Попадая в подшипник турбины, который расположен вблизи горячих узлов двигателя, масло подвергается воздействию] высоких температур, что может вызвать его воспламенение. [c.170]

    Надежность работы ракетного двигателя во многом зависит от того, как осуществляется его запуск. В момент запуска топливо воспламеняется через промежуток времени, равный периоду задержки воспламенения, который зависит от сорта топлива. В течение этого времени в камере сгорания накапливается топливная смесь, мгновенное воспламенение которой приводит к взрыву, сила этого взрыва зависит от количества топлива, поступившего в камеру сгорания к моменту воспламенения. При больших задержках воспламенения это приведет к повреждению двигателя. [c.119]

    В двигателях, работающих на жидком топливе, стадии воспламенения и сгорания топлива предшествует стадия распыления и испарения. В распыленном (капельном) состоянии находится часть моторного масла в картере работающего поршневого двигателя. Продолжительность нахождения топлива или масла в капельном состоянии невелика, исчисляется долями секунды. Поэтому долгое время считалось, что какого-либо изменения качества топлива или масла за время его пребывания в капельном состоянии не происходит. Однако целый ряд экспериментальных данных (например, излом температурной зависимости периода задержки самовоспламенения распыленных жидких топлив) косвенно свидетельствовал о весьма значительном окислении топлив (масел) за время их нахождения в капельном состоянии. В связи с этим потребовалось провести специальные исследования окисляемости углеводородов в капельном состоянии [c.37]

    Двигатели с самовоспламенением (дизели). Особенностью ра — боч( ГО цикла дизельных двигателей является самовоспламенение горючей смеси без какого-либо внешнего источника воспламенения. Прос есс образования горючей смеси в дизелях происходит внутри цилиндра (карбюратор и свечи отсутствуют). [c.101]

    Двигатели с принудительным воспламенением (карбюраторные  [c.100]

    Цетановое число топлив определяется на одноцилиндровом двигателе ИТ9-3, на котором испытуемое топливо сравнивается с эталонным. В качестве первичных эталонных топлив применяют цетан с низким периодом задержки воспламенения, цетановое число которого условно принято за 100 вторым эталонным топливом служит альфа-метилнафталин с большим периодом задержки воспламенения, цетановое число которого условно принимается за нуль. [c.209]

    Когда мощность искрового разряда мала, то плотность излучения, приходящегося на единицу поверхности смеси в предпламенной зоне, оказывается недостаточной для достижения требуемой предпламенной фрагментации молекул. В результате смесь не воспламеняется. Существует, таким образом, минимальная мощность искры, при которой происходит воспламенение смеси (рис. 3.12). С ростом мощности искрового разряда (с увеличением воспламеняющей силы тока) выше той, при которой происходит воспламенение смеси стехиометрического состава, создаются более благоприятные условия для воспламенения смесей, отличающихся по составу от стехиометрического. Однако при этом, естественно, существует определенный предел по составу смеси, выше которого смесь не воспламеняется при как угодно большой мощности искры. Считается, что оптимальные условия зажигания смесей в двигателях легкого топлива создаются, когда в течение примерно 1 мс в искровом промежутке выделяется энергия, равная 20—30 МДж. [c.126]

    ГОРЕНИЕ В ДВИГАТЕЛЯХ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ ИСКРЫ [c.149]

    При обеднении смеси свыше некоторых пределов, зависящих от конструктивных особенностей двигателя, его нагрузки и степени сжатия, сгорание в последовательных рабочих циклах развивается неодинаково, что связано с ухудшением условий воспламенения искрой обедненных смесей и распространения пламени. Работа двигателя становится неустойчивой. [c.150]

    При уменьшении нагрузки двигателя путем дросселирования снижается начальное и конечное давления сжатия и увеличивается степень разбавления рабочей смеси остаточными газами, что приводит к существенному ухудшению условий воспламенения смеси искрой и мешает развитию смеси начального очага горения. Процесс сгорания становится менее устойчивым. При обогащении смеси до а=0,8-н0,85 обеспечивается более надежное воспламенение искрой, но избежать растягивания сгорания не удается. Неустойчивое протекание сгорания на режимах малых нагрузок и необходимость при этом обогащения смеси являются одним из главных недостатков двигателей с искровым зажиганием, приводящим к увеличению расхода топлива и к возрастанию содержания в отработавших газах (ОГ) оксида углерода и неполностью сгоревших углеводородов. [c.150]

    В связи с этим воздух, поступающий в камеру сгорания газотурбинного двигателя, обычно делят на три потока. Первый поток поступает в камеру сгорания, имеющую завихритель (рис. 3.27), через кольцевой зазор между корпусом форсунки и внутренним кольцом завихрителя, чем обеспечивается охлаждение форсунки. В этой зоне топливо распыляется, частично испаряется и воспламеняется а составляет 0,2—0,5 [166]. Второй поток воздуха вводят в зону горения через завихритель и через первые ряды отверстий диаметром 12—30 мм в жаровой трубе. Этот воздух обеспечивает сгорание смеси при температуре во фронте пламени, равной 2300—2500 К, и последующее снижение температуры газов до 2000 К- Коэффициент избытка воздуха при этом возрастает до 1,2—1,7. Роль завихрителя заключается в закручивании потока воздуха и создании воздушного вихря, вращающегося вокруг оси жаровой трубы. При этом в центральной части трубы создается зона пониженного давления, куда устремляется поток из средней части камеры сгорания. Продукты сгорания, движущиеся противотоком к основному потоку распыленного топлива, ускоряют испарение и обеспечивают нагревание топливо-воздушной смеси до температуры воспламенения. Турбулизация газо-воздушного. потока приводит к увеличению скорости распространения пламени, а уменьшение осевой скорости воздуха вблизи границы зоны обратных токов удерживает факел в определенной области. Третий поток воздуха поступает через задние ряды боковых отверстий в зону смешения. Этот воздух снижает температуру газов до значения, допустимого по условию прочности лопаток турбины. [c.164]

    К ОСНОВНЫМ нарушениям нормального сгорания в двигателе с воспламенением от искры относятся детонация, преждевременное и последующее воспламенение (калильное зажигание), воспламенение от сжатия при выключенном зажигании. [c.151]

    Максимальная скорость нарастания давления (1Р1 1(р на участке 2—3 индикаторной диаграммы характеризует жесткость процесса сгорания, которая в дизелях существенно выше, чем в двигателях с воспламенением от искры. Для дизеля считают обычными средние значения Р/й Максимальные значения Р и dP/dif) оказываются тем большими, чем больше топлива сгорает в фазе 6[. Это количество топлива зависит от длительности задержки воспламенения 0,-, от закона подачи топлива (т. е. характера изменения dG d(f), а также от интенсивности испарения и смешения с воздухом впрыснутого топлива. [c.157]

    Преждевременное воспламенение ТВС (так называемое калильное зажигание) может быть вызвано сильно нагретыми деталями в камере сгорания (центральные электроды и изоляторы свечей, тарелки выпускных клапанов) или крупными раскаленными частицами нагара. Если калильное зажигание возникает достаточно рано в такте сжатия, то мощность двигателя уменьшается за счет дополнительной работы на сжатие уже сгоревших газов и за счет увеличения теплоотдачи. Опасность преждевременного воспламенения заключается в возможности его быстрого самоускорения, в результате чего могут прогорать (расплавиться) поршни. Внешне преждевременное калильное воспламенение проявляется в виде глухих стуков, которые трудно обнаружить на фоне общего шума при работе двигателя на больших нагрузках. [c.153]

    Основными источниками преждевременного воспламенения являются центральные электроды и юбочки изоляторов свечей, поэтому свечи необходимо подбирать в строгом соответствии с особенностями двигателя. Свечи должны обладать достаточно высоким калильным числом , характеризующим их стойкость против перегрева. [c.153]

    Воспламенение от сжатия при выключенном зажигании выражается в том, что двигатель продолжает иногда в течение некоторого времени работать на холостом ходу после выключения зажигания. Причиной этого является разогрев горючей смеси в двигателях с высоким значением е в конце такта сжатия до температуры, достаточной для того, чтобы ус- [c.153]

    ГОРЕНИЕ В ДВИГАТЕЛЯХ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ СЖАТИЯ (В ДИЗЕЛЯХ) [c.155]

    С увеличением периода задержки воспламенения (0г) возрастает количество топлива, введенного к моменту его воспламенения одновременно улучшается однородность топливо-воздушной смеси и углубляется ее химическая предпламенная подготовка к самовоспламенению взрывного типа, по внешнему проявлению сходному с детонацией в двигателях с воспламенением от искры. Продолжительность периода 0,- зависит от воспламеняемости топлива, оцениваемой цетановым числом, от температуры и давления сжатого воздуха в момент начала впрыска топлива, от степени распыления топлива, турбулизации заряда и наличия в камере сгорания нагретых поверхностей. [c.157]

    Процесс сгорания в дизеле имеет существенные преимущества по сравнению со сгоранием в двигателе с воспламенением от искры. В дизеле полностью устраняется опасность преждевременного воспламенения и практически исключается детонация. Наблюдаемое взрывное воспламенение при увеличении периода 9 , сопровождающееся стуком вследствие появления ударных волн, не имеет тенденции к усилению. [c.158]

    Групповой углеводородный состав топлива оказывает существенное влияние на продолжительность периода задержки воспламенения. Наилучшей воспламеняемостью обладают парафиновые углеводороды, наихудшей — ароматические нафтены занимают промежуточное положение. Чем больше в топливе парафинов, тем выше его цетановое число, а следовательно, тем короче ПЗВ, тем ниже скорость нарастания давления (dP/d p) и мягче работа двигателя. [c.158]

    На установке АГФУ-2 произошла авария в компрессорной. После ревизии газомотокомпрессор, несмотря на утечку газа через крышку сальнкково-го уплотнения цилиндра компрессора и неисправное соединение провода высокого напряжения со свечой цилиндра двигателя, пустили в эксплуатацию. Во время обтирки головки цилиндра ветошью, смоченной газовым конден- сатом, последняя загорелась вспыхнул также и газ, вытекающий через не плотности сальникового уплотнения. Воспламенение было вызвано искрами оТ неисправного соединения провода со свечой цилиндра двигателя. [c.101]

    Двухкомпонентные топлива по способу воспламенения в-двигателе можно разделить на две группы самовоспламеняющиеся и неса-мовоспламеняющиеся. При контакте некоторых горючих и окислителей при обычных температурах протекает химическая реакция с выделением такого количества тепла, которого достаточно для воспламенения топливной смеси. Такие топлива получили название самовоспламеняющихся. [c.116]

    В двигателях этого типа воспламенение смеси топлива и воздуха осуществляется от внешнего источника — электрической искр1>1 (свечи), а процесс смесеобразования происходит вне цилин — дра в специальном устройстве — карбюраторе (либо во впускном трубопроводе или камере сгорания, куда бензин впрыскивается с помосцью форсунки). Непосредствегни ш впрыск применяется в [c.100]

    Склонность бензинов к калильному зажиганию. При полной оценке качества автобензинов определяют также их способность к калрльному зажиганию — косвенный показатель склонности к нагарообразованию. Калильное число (КЧ) — показатель, характеризующий вероятность возникновения неуправляемого воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя вне зависимости от момента подачи искры свечей зажигания. Оно связано с появлением "горячих" точек в камере сгорания (от металлической поверхности и нсгаров). Калильное зажигание делает процесс сгорания неуправляемым. Оно сопровождается снижением мощности и топливной экономичности двигателя и т.д. Калильное зажигание принципиально отличается от детонационного сгорания. Сгорание рабочей смеси после калильного зажигания может протекать с нормальными скоростями без детонации. КЧ выше у ароматических углеводородов (у бензола 100) и низкое у изопарафинов. ТЭС и сернистые соединения повышают склонность бензина к отложениям нагара. Основные направления борьбы с калильным зажиганием — это снижение содержания ароматических углеводородов в бензине, улу шение полноты сгорания путем совершенствования конструк — ций ДВС и применение присадок (например, трикрезолфосфата). [c.109]

    Масла высокого класса должны иметь низкую сульфатную зольность, от которой может образоваться нагар в камере сгорания и усилиться тенденция к преждевременному воспламенению топлива (preignition ). Обычно в маслах высокого класса бензиновых двигателей, сульфатная зольность бывает около 1,1%, а дизельных двигателей - до 1,5%. Масла высокого класса API SH, SJ, ILSA GF-2, A EA A-1, A-3, B-1, B-3. [c.104]

    Группа по расследованию пришла к выводу, что разрушение первого резервуара было вызвано повышением давления в нем. При достижении предельно допустимого уровня в резервуаре подача в него изобутана продолжалась, так как вышел из строя уровнемер. Об этом свидетельствуют показания записывающего расходомера. Переполнение резервуара и привело к росту давления. По заключению группы расследования, предохранительный J лaпaн на резервуаре не сработал. Остальные резервуары взорвались в результате повышения давления, вызванного воздействием огня. Источниками. воспламенения изобутана могли стать работающие двигатели автомобилей, искры в помещениях для курения, газовые горелки, искры от столкновения летящих обломков резервуаров. [c.134]

    Перечисленные задачи химмотологии как науки не исчерпывают всего многочисленного перечня нерешенных еще вопросов теории и практики рационального применения ГСМ, они скорее отражают лишь основные научные направления, по которым химмотологи должны проводить работы в ближайшем будущем. Важное место в этих работах должны занять теоретические исследования, например установление механизма действия многочисленных присадок и их композиций в топливах, смазочных материалах и специальных жидкостях разработка научно-теоретических основ подбора присадок, особенно их синергических смесей установление важнейших закономерностей самоорганизующихся процессов в двигателях и механизмах при применении ГСМ (например, при воспламенении и горении топлив) дальнейшее развитие и углубление теории поверхностных явлений в двигателях и механизмах, в частности в условиях граничного трения, при каталитических превращениях топлив и масел в контакте с нагретыми поверхностями металлов, при протекании электрохимических процессов на границе раздела металл — нефтепродукт, а также в условиях одновременного действия всех перечисленных факторов. [c.12]

    В процессе горения топливо-воздущной смеси в двигателях с воспламенением от искры могут быть выделены три фазы начальная, в течение которой небольшой очаг горения, возникающий в зоне высоких температур (примерно 10 ООО К) между электродами свечи, постепенно превращается в развитый фронт турбулентного пламени основная фаза — быстрое распространение турбулентного пламени по основной части камеры сгорания при практически неизменном ее объеме, так как порщень находится вблизи верхней мертвой точки (в.м.т.) завершающая фаза— догорание смеси за фронтом пламени и в пристеночных слоях [163]. [c.149]

    Провести четкие границы между отдельными фазами процесса сгорания в двигателях не представляет возможным, так как характер и скорость сгорания изменяются постепенно. За момент окончания первой фазы и за начало основной фазы горения в двигателе с воспламенением от искры обычно принимают точку отрыва (точка А) линии сгорания от линии сжатия на индикаторной диаграмме, т. е. момент, заметного повышения давления в результате сгорания (рис. 3.20). Длительность начальной фазы 01 измеряется отрезком времени от момента про-скакивания искры между электродами до точки отрыва . [c.149]

    Последующее калильное воспламенение может возникать в двигателях с высокими степенями сжатия при работе на бензинах, содержащих антидетонаторы. В этом случае в несгоревшей части ТВС могут образоваться очаги калильного воспламенения после начала распространения фронта пламени от искры свечи за счет оторвавшихся от стенок и взвешенных в рабочем заряде раскаленных (тлеющих) частиц нагара, отложившихся в камерах сгорания в процессе достаточно длительной работы двигателя на режимах малых нагрузок и холостого хода и отслаивающихся от стенок при увеличении нагрузки. От таких тлеющих частиц начинают распространяться дополнительные фронты пламени и скорость сгорания в конце основной фазы резко возрастает при этом значения dPIdff могут достигать 1,0 МПа/°ПКВ, тогда как при нормальном сгорании они обычно не превышают 0,2 МПа/°ПКВ. [c.153]

    Последующее калильное воспламенение, получившее в зарубежной литературе название рамбл (грохот, рокот), характерно для автомобилей с двигателями большого рабочего объема и соответственно со значительным запасом мощности, которые в условиях городской езды заметную часть времени работают при малых нагрузках. [c.153]

    Важным преимуществом дизеля также является практически неограниченная возможность обеднения горючей смеси. Это позволяет изменять мощность двигателя только путем регулирования подачи топлива при постоянном расходе воздуха. К достоинствам сгорания в дизеле следует отнести также возможность использования топлив с различной испаряемостью среднедистил-лятных, утяжеленных, а при определенных условиях и легких (типа бензина). Удельный расход топлива в дизеле всегда существенно ниже, чем в двигателе с воспламенением от искры, вследствие более высокой степени сжатия горючей смеси. [c.158]

chem21.info

Нарушения режима сгорания топлива в цилиндре

Нарушения режима сгорания в двигателях с принудительным воспламенением смеси

Обычное сгорание топливновоздушной смеси в цилиндре осуществляется в точно определенном процессе. Воспламенение начинается от искры свечи зажигания незадолго до достижения верхней мертвой точки. Пламя распространяется в виде круга от свечи зажигания и проходит камеру сжигания с постоянно растущей скоростью сжигания от 5 до 30 м/с. В результате этого давление в камере сгорания резко поднимается и достигает максимального значения сразу после верхней мертвой точки. Для уменьшения нагрузки на детали кривошипношатунного механизма скорость роста давления на градус угла коленчатого вала не должна превышать 3,5 бар. Этот обычный процесс воспламенения может, однако, быть нарушен различными воздействиями, что можно обобщить, в основном, в виде трех совершенно разных случаев нарушений режима сгорания:

1. калильное зажигание (преждевременное воспламенение): оно приводит к термической перегрузке поршня

2. Детонационное зажигание: оно приводит к эрозионному съему материала и к механической перегрузке на поршне и на кривошипношатунном механизме

3. переполнение топливом: он приводит к износу с излишним расходом масла и также к заеданию поршня.

На рис. 1 представлены различия между обычным зажиганием, детонационным зажиганием и калильным зажиганием по времени.

рис. 1

к пункту 1. Калильное зажигание (преждевременное воспламенение)

При калильном зажигании воспламенение начинается каленной деталью в камере сгорания уже до самого момента зажигания. Это может быть горячий выпускной клапан, свеча зажигания, детали уплотнения и отложения на названных деталях и поверхностях, находящихся вокруг камеры сгорания. При калильном зажигании пламя воздействует на конструктивные элементы неконтролируемо, в результате чего температура в днище поршня очень сильно повышается, достигая при продолжающемся калильном зажигании уже в течение нескольких секунд точки плавления материала поршня. В двигателях с камерами сгорания, в основном имеющими форму полусферы, это в днище поршня приводит к дырам, возникающим в продолжении оси свечи зажигания.

В камерах сгорания с большими сжимными поверхностями между днищем поршня и головкой цилиндра плавится жаровой пояс в точке с наибольшей нагрузкой, что доходит часто до маслосъемного кольца и до внутренней части поршня

Объяснение:

сжимной поверхностью в производстве двигателей называется та поверхность на днище поршня, которая находится довольно близко к головке цилиндра в верхней мертвой точке. При перемещении поршня вверх в направлении верхней мертвой точки свежие газы выдавливаются из этой узкой щели в направлении середины камеры сгорания, что обеспечивает завихрение газов и тем самым улучшает сгорание смеси.

Детонационное горение, приводящее к высокой температуре поверхности отдельных деталей камеры сгорания, может также вызвать калильное зажигание.

к пункту 2: детонационное зажигание:

При детонационном воспламенении зажигание обычно начинается искрой свечи зажигания. Распространяющееся от свечи зажигания пламя создает волну давления, вызывающую в несгоревшем газе критические реакции. В связи с этим в смеси остаточного газа во многих местах одновременно возникает самовоспламенение. Скорость сжигания возрастает в 10 - 15 раз. Рост давления на градус угла поворота коленчатого вала и пиковые значения давления существенно повышаются Кроме того, в ходе расширения образовываются высокочастотные колебания давления.

Дополнительно поверхности, замыкающие камеру сгорания, сильно нагреваются. Камеры сгорания, из которых в процессе сжигания удалены остатки, являются однозначным признаком детонационного горения. Легкие детонации с прерываниями большинство двигателей выдерживает в течение длительного времени без повреждений.

Сильные, продолжающиеся детонации приводят к эрозионному съему материала поршня на жаровом поясе и на днище поршня. Головка цилиндра и прокладки головки блока цилиндра также могут быть повреждены. Детали в камере сгорания (напр., свеча зажигания) могут при этом

настолько сильно нагреться, что это приводит к калильному зажиганию (преждевременное воспламенение) с термической перегрузкой поршня (прогары и отложения).

Тяжелые постоянные детонации по истечении короткого времени приводят к поломкам перемычки колец и юбки поршня, причем обычно без прогаров и отложений и без задиров. На рис. 1 графически представлена кривая давления в камере сгорания. Синяя линия показывает кривую давления при обычном сжигании. Красная линия показывает кривую давления при детонационном горении, на которое наложены пиковые значения давления.

К пункту 3: переполнение топливом:

Слишком богатая смесь, уменьшающееся давление сжатия и нарушения режима зажигания вызывают неполное сжигание с переполнением топливом. Смазка поршней, поршневых колец и рабочих поверхностей цилиндров все больше и больше теряет эффективность. Последствием являются полусухое трение с износом и расходом масла, а также задиры (подробности приведены также в разделах «Расход масла» и «Задиры поршня»).

рис. 1

Нарушения режима сгорания в дизельных двигателях

Для оптимального процесса сжигания в дизельном двигателе наряду с механически безупречным состоянием двигателя важную роль играет также крайне тонкое и очень точное распыление форсункой, а также правильное начало впрыска. Только таким образом впрыскиваемое топливо может воспламеняться с наименьшей задержкой зажигания и сгорает без остатков при нормальной характеристике давления. На этот нормальный процесс сжигания, однако, может отрицательно повлиять ряд факторов. В основном, имеется три существенных вида нарушений режима сжигания

1. задержка зажигания

2. неполное сгорание

3. подтекание топлива из форсунок

К пункту 1: задержка зажигания:

Впрыскнутое в начале впрыска топливо воспламеняется лишь с определенной задержкой (задержка зажигания) при недостаточно тонком распылении и попадании в цилиндр не в нужный момент или если температура сжатия в момент впрыска недостаточно высока. Степень распыления зависит только от состояния форсунки. Форсунка, безупречно впрыскивающая при испытании на приборе контроля форсунок, может, однако, заклиниваться при монтаже в головке цилиндра или от температурных напряжений настолько, что в работе уже не будет безупречного распыления. Температура сжатия зависит от давления сжатия и тем самым от механического состояния двигателя. Холодный двигатель всегда имеет определенную задержку зажигания. Холодные стенки цилиндра при сжатии забирают столько тепла из еще более холодного всасываемого воздуха, что в момент начала впрыска имеющаяся температура сжатия оказывается недостаточной для того, чтобы немедленно воспламенить впрыскиваемое топливо. Лишь при продолжающемся сжатии температура зажигания достигается и впрыснутое до тех пор топливо воспламеняется внезапно. Это вызывает резкое взрывообразное повышение давления с образованием шума и сильный нагрев днища поршня. Последствием являются поломки в кривошипно-шатунном механизме, напр., перемычек колец, поршня, и трещины в днище поршня.

К пункту 2: неполное сгорание:

Если топливо попадает в камеру сгорания не в нужный момент или без распыления, оно не может сжигаться без остатков за имеющееся в распоряжении короткое время. То же самое происходит, если в цилиндр попадает недостаточное количество кислорода, т. е., всасываемого воздуха. Причинами могут быть забитый воздушный фильтр, неправильное открытие впускных клапанов, дефекты в турбонагнетателе или износ поршневых колец или клапанов. Несгоревшее или не полностью сгоревшее топливо частично отлагается на стенках цилиндра и понижает эффективность смазочной пленки или разрушает ее. Рабочие поверхности и боковые поверхности поршневых колец, боковые стороны пазов поршней, рабочая поверхность цилиндра и в конечном счете также юбка поршня из-за этого подвергаются сильному износу или же появляется заедание. В результате этого расход масла повышается и мощность понижается (примеры повреждений см. в разделах «Расход масла» и «Задиры от работы всухую»).

К пункту 3: подтекание топлива из форсунок:

Чтобы форсунки после конца впрыска из-за колебаний давления от напорного клапана топливного насоса высокого давления через топливопроводы высокого давления до форсунок не открылись повторно, в системе снижается давление на определенную величину через напорный клапан топливного насоса высокого давления. Если давление впрыска форсунок отрегулировано на слишком низкое значение или если оно не может поддерживаться постоянно(механические форсунки), форсунки могут еще несколько раз подряд открываться из-за колебаний давления в топливопроводе высокого давления несмотря на понижение давления после конца впрыска. Негерметичные форсунки или подтекание топлива из форсунок вызывает также неконтролируемую подачу топлива в камеру сгорания. Из-за отсутствия кислорода топливо, впрыскиваемое неконтролируемо, в обоих случаях попадает на днище поршня в несгоревшем виде. Там топливо накаливается при довольно высоких температурах и нагревает материал поршня в этом месте настолько сильно, что динамические силы и эрозия газов сжигания отрывают частицы поршня от его поверхности. Следствием этого является существенный съем материала или эрозионное разрушение на днище.

Прогар на головке и юбке поршня (двигатель с принудительным воспламенением смеси)

Описание повреждения

На головке поршня имеется прогар поршня за кольцами. Юбка поршня не имеет задиров, лишь со стороны повреждения на юбку поршня попал материал поршня.

Оценка повреждения

Прогары в головке поршня двигателей с принудительным воспламенением смеси являются последствием калильного воспламенения на поршнях с преимущественно ровным днищем и большими сжимными поверхностями. Калильное зажигание вызывается накаленными деталями в камере сгорания,если их температура превышает температуру самовоспламенения газовой смеси. Это в основном свеча зажигания, выпускной клапан и другие остатки, прилипающие к стенкам камеры сгорания. В зоне сжимных поверхностей головка поршня очень сильно нагревается калильным зажиганием. Температура повышается до такой степени, что материал поршня становится мягким. Из-за динамических сил и проникающих в место повреждения газов сжигания материал снимается до маслосъемного кольца.

Возможные причины повреждения

• свечи с недостаточным калильным числом

• слишком бедная смесь и в результате этого повышенные температуры сжигания.

• Поврежденные, негерметичные клапаны или слишком маленький клапанный зазор. Поэтому клапаны неправильно закрываются. От протекающих газов сжигания клапаны сильно нагреваются и накаливаются.

В первую очередь это касается выпускных клапанов, потому что впускные клапаны охлаждаются свежими газами.

• Накаленные остатки сжигания на днищах поршней, головке цилиндров, клапанов и свеч зажигания.

• неподходящее топливо со слишком низким октановым числом. Качество топлива должно соответствовать степени сжатия двигателя, т. е., октановое число топлива должно покрыть октановую потребность двигателя во всех режимах работы.

дизельное топливо в бензине и в результате этого понижение октанового числа топлива, большое количество масла в камере сжигания из-за высокого расхода масла на поршневых кольцах или на направляющей клапана.

высокая температура двигателя или всасываемого воздуха изза недостаточной вентиляции моторного отсека, общий перегрев.

Прогары и отложения на головке поршня (дизельный двигатель)

Описание повреждения

Зона днища и жарового пояса полностью разрушена (рис. 1). Жаровой пояс прогорел до упрочняющей вставки. Расплавленный материал поршня продвинулся по юбке поршня и вызвал там также повреждения и задиры. Упрочняющая вставка первого компрессионного кольца сохранилась частично только еще на левой стороне поршня Остсток упрочняющей вставки отсоединилась во время работы от поршня и вызвал в камере сгорания другие разрушения. Части поршня отлетали с такой силой, что попали через впускной клапан во впускной коллектор и тем самым также в смежный цилиндр и там также нанесли повреждения (следы ударов).

к рис. 2:

в направлении впрыска одной или несколькими струями форсунок на днище поршня и на краю жарового пояса появились эрозионные прогары. Юбка поршня и зона поршневых колец не имеют задиров.

Оценка повреждения

Повреждения такого рода возникают особенно в дизельных двигателях непосредственного впрыска. Предкамерных дизельных двигателей это касается только в том случае, если одна из предкамер повреждена и в результате этого предкамерный двигатель превращается в двигатель непосредственного впрыска. Если форсунка соответствующего цилиндра не поддерживает давление впрыска после

окончания процесса впрыска и давление падает, вибрации в топливопроводе высокого давления могут еще раз поднять иглу форсунки, так что после окончания процесса впрыска снова впрыскивается топливо в камеру сгорания(механические форсунки). Если кислород в камере сгорания исчерпан, то отдельные капли топлива протекают через всю камеру сгорания и попадают на днище перемещающегося вниз поршня ближе к краю. Они быстро догорают там при нехватке кислорода, причем образуется довольно много тепла. При этом материал в этих местах смягчается. Динамические силы и эрозия быстро протекающих газов сжигания вырывают отдельные частицы из поверхности (рис. 2) или снимают головку полностью что приводит к повреждениям, показанным на рис. 1.

Возможные причины повреждения

• негерметичные форсунки или тяжело перемещающиеся или заклинившиеся иглы форсунок.

• поломанные или ослабившиеся пружины форсунок.

• дефектные клапаны понижения давления в топливном насосе высокого давления

• количество впрыскиваемого топлива и момент впрыска не отрегулировано по инструкции изготовителя двигателя.

• в предкамерных двигателях: дефект предкамеры, но только в сочетании с одной из вышеназванных причин.

• задержка зажигания из-за недостаточного сжатия в результате слишком большого зазора, неправильных фаз газораспределения или негерметичных клапанов

• слишком большая задержка из-за несклонного к воспламенению дизельного топлива (слишком низкое цетановое число)

Трещины в днище и в углублениях днища (дизельный двигатель)

Описание повреждения

Головка поршня имеет трещину от напряжения, которая распространяется односторонне от днища поршня до отверстия для поршневого пальца (рис. 1 и рис. 2). Горячие газы сжигания, протекавшие через трещину, прожгли канал в материал поршня, проходящий от углубления до литейной канавки под маслосъемным кольцом наружу.

Оценка повреждения

Из-за высокой термической нагрузки материал поршней в предкамерном двигателе сильно нагревается в местах попадания предкамерных струй и в двигателе непосредственного впрыска на краю углубления. В нагретых местах материал сильнее расширяется, чем в других местах. Поскольку перегретые места окружены холодным материалом, материал подвергается постоянной выходящей за пределы эластичности деформации в горячем месте перегрузки. При остывании происходит точно наоборот. В местах, в которых материал сначала подвергался обжатию и затем вытеснению, вдруг возникает нехватка материала. В результате этого в этой зоне появляются соответствующие напряжения при растяжении, которые вызывают трещины от напряжения (рис. 3 и рис. 4). Если на напряжения от термической нагрузки наложены еще напряжения от прогибания пальца, из трещины напряжения образовывается иногда широкая основная трещина, которая приводит к полной поломке и выходу поршня из строй

Возможные причины повреждения

• дефектные или неправильные форсунки, нарушения в работе топливного насоса высокого давления, повреждения на предкамере.

• высокая температура изза дефектов в системе охлаждения.

• дефекты на моторном тормозе или чрезмерное его использование. Впоследствии возникает перегрев.

• недостаточное охлаждение поршней с охлаждающим каналом, напр., из-за забитых или изогнутых форсунок охлаждающего масла.

• в двигателях с часто меняющейся нагрузкой, напр., в городских автобусах, землеройных машинах и т. д., названные факторы могут быть особенно критичными.

• использование поршней неправильной спецификации, напр., монтаж поршней без охлаждающего канала, хотя нужно было использовать поршень с охлаждающим каналом, монтаж поршней других изготовителей, не усиленных волокнистыми вставками на краю углубления.

• монтаж поршней с неправильной для двигателя формой углубления, см. к этому также пункт «3.4.7 Задиры в головке поршня в результате использования неправильных поршней».

Поломки перемычек между канавками колец

рис. 2 Кольцевое поперечное ребро

Описание повреждения

На одной стороне поршня поломана перемычка между канавками для первого и второго компрессионных колец (рис. 1). Трещина начинается на верхней кромке перемычки на дне канавки и проходит под углом в материал поршня. Вблизи нижней кромки трещина снова идет к наружной стороне и выходит наружу на нижней кромке перемычки или немного ниже на дне канавки. Продольные трещины в перемычках между канавками, ограничивающие трещину перемычки сбоку, расширены книзу. Задиры поршня или перегревы не имеются.

Оценка повреждения

Дефекты материала не являются причиной трещины перемычек, хотя это часто предполагается в случае повреждений. Такие трещины всегда являются последствием перегрузки материала. Можно подразделить эти перегрузки на 3 причины:

детонационное сгорание:

Это означает, что октановое число топлива не покрывает потребность двигателя во всех режимах работы и нагрузки, (см. также пункт «3.4.0 Общие сведения о повреждениях из-за нарушений режима зажигания в двигателях с принудительным воспламенением смеси»). Трещины перемычек между канавками из-за детонационного зажигания возникают большей частью на нагруженной стороне. В дизельном двигателе детонационное зажигание может быть вызвано только задержкой зажигания.

Гидравлические удары:

В неработающем или работающем двигателе жидкость (вода, охлаждающее средство, масло или топливо) попадают револьно в камеру сгорания. Поскольку жидкости не поддаются сжатию, в такте сжатия появляется огромная нагрузка на поршень и кривошипно-шатунный механизм. Неизбежным следствием являются трещины на перемычках между канавками, трещины на ступицах или повреждения на шатунах или коленчатом валу Рис. 3 показывает процесс поломки, который появляется при детонационном сгорании и при гидравлических ударах. Поверхности лома при этом расширены вниз, потому что усилие, вызвавшее поломку, воздействует сверху на перемычку между канавками. Неправильный монтаж: При монтаже поршень был не введен, а вбит, потому что поршневые кольца неправильно сжаты или были использованы неподходящие инструменты. При этом перемычки между канавками выламываются в обратном направлении, потому что давление действует не как в вышеназванных случаях сверху, а снизу (рис. 4).

Возможные причины повреждения

Детонационное сгорание в двигателях с принудительным воспламенением смеси

• использование топлива с недостаточной детонационной стойкостью. Качество топлива должно соответствовать степени сжатия двигателя, т. е., октановое число топлива должно покрывать октановую потребность двигателя во всех режимах работы.

• дизельное топливо в бензине и в результате этого понижение октанового числа топлива.

• масло в камере сгорания изза высокого расхода масла на поршневых кольцах или на направляющей клапана понижает детонационную стойкость топлива.

• слишком высокая степень сжатия, вызванная остатками сжигания на днищах поршня и головке цилиндра или чрезмерным шлифованием поверхности блока и головки цилиндра в ходе капитального ремонта двигателя или с целью тюнинга.

• слишком большое опережение зажигания

• слишком бедная смесь и в результате этого повышенные температуры сжигания.

• слишком высокая температура всасываемого воздуха из-за недостаточной вентиляции моторного отсека или обратного напора ОГ Но и несвоевременное переключение заслонки всасываемого воздуха на летний режим или дефект автоматической системы переключения заслонки приводят к существенному повышению температуры всасываемого воздуха(особенно в старых карбюраторных двигателях).

Детонационное сгорание в дизельных двигателях

• некачественные или негерметичные распылители форсунки

• слишком низкое давление впрыска форсунок.

• слишком низкое давление сжатия из-за неправильных уплотнений головки цилиндра, слишком маленькие выступы поршней, негерметичные клапаны или поломанные или изношенные поршневые кольца

• дефектные уплотнения головки цилиндров.

рис. 3

рис. 4

• повреждения предкамеры.

• ненадлежащее или чрезмерное применение вспомогательных средств помощи (аэрозоли для помощи при пуске) при пуске в холодном состоянии.

при гидравлических ударах

• непреднамеренное всасывание воды при переезде через воды, лужи или низкие воды или из-за попадания большого количества воды от брызг проезжающих впереди или мимо автомобилей.

• заполнение цилиндра водой при неработающем двигателе из-за негерметичности уплотнения головки цилиндра или трещин в конструктивных элементах.

• заполнение цилиндра водой при неработающем двигателе из-за негерметичности уплотнения головки цилиндра или трещин в конструктивных элементах. Остаточное давление в системе впрыскивания сбрасывается через негерметичную форсунку в цилиндр. В этом и в предыдущем случае при пуске возникают описанные повреждения.

Следы ударов на головке поршня (дизельный двигатель)

Описание повреждения

На головке поршня (рис. 1) видны сильные следы удара. В этой зоне масляный нагар почти полностью удален вследствие металлического контакта поршня с головкой блока цилиндров. Изза ударов отложения масляного нагара вдавлены в днище поршня, что оставило свои следы. Поршневые кольца имеют очень сильный износ. Особенно на маслосъемном кольце невооруженным глазом видны сильные следы износа.

Поршень на рис. 2 имеет на передней кромке днища отпечаток вихревой камеры, а на правой стороне днища сильный отпечаток клапана. Рядом с вихревой камерой во время эксплуатации клапан входил в контакт с днищем поршня и в течение времени проникал все глубже в днище поршня. На юбке поршня видны первые признаки начинающихся задиров от работы всухую (рис. 4).

Оценка повреждения

Поршни ударяли в работе о головку цилиндра или о вихревую камеру и один из клапанов. Поломки в результате этого воздействия больших усилий еще не появились. Износ на поршневых кольцах, а также на юбке поршня, однако, указывает на то, что в результате этих ударов возникло нарушение режима сгорания из-за переполнения топливом. Удары поршня вызывают более или менее сильные сотрясения на головке цилиндра. В результате этих сотрясений в форсунке также возникают вибрации. Поэтому форсунка в закрытом состоянии не может поддерживать давление и впрыскивает топливо неконтролированно. Увеличенный объем впрыска топлива в цилиндр приводит к переполнению топливом. Следствием этого является повреждение масляной пленки что влечет за собой сначала полусухое трение и тем самым износ в зоне поршневых колец. В связи с этим повышается также расход масла. Лишь если масляная пленка настолько сильно повреждена, что смазка становится недостаточной, то образовываются характерные задиры от попадания топлива (см. также пункт «3.2.3 Задиры от работы без смазки из-за переполнения топливом»). Юбка поршня в начальной стадии меньше страдает, потому что она кривошипношатунным механизмом все вновь и вновь снабжается свежим маслом, имеющим еще смазочные свойства. Лишь после перемешивания абразивных частиц из зоны хода поршня со смазочным маслом и после того, как смазочное масло все больше теряет смазочную способность из-за разбавления масла износ распространяется по всем сопряженным деталям скольжения двигателя.

Возможные причины повреждения

• неправильный размер выступа поршня. Размер выступа поршня не проверен или не поправлен в рамках капитального ремонта двигателя.

• не соосно просверленная втулка нижней головки шатуна в ходе замены втулки нижней головки шатуна

• эксцентричное шлифование коленчатого вала

• эксцентричная доработка базового отверстия подшипника (при доработке крышек подшипников коленчатого вала)

• монтаж уплотнений головки блока цилиндров недостаточной толщины

• отложения масляного нагара на головке поршня и в результате этого уменьшение или полное исчезновение зазора.

• неправильные фазы газораспределения из-за неправильной регулировки, удлинения цепи, соскакивания зубчатых ремней.

• неправильная доработка торцевых поверхностей головки блока цилиндров и возникающее из-за этого смещение фаз газораспределения, (изменяется расстояние между ведущим и ведомым колесом, что в определенных конструкциях невозможно поправить в рамках регулировки ремня или цепи)

• при замене колец седла клапана не обратили внимание

на правильное положение седел клапана. Если поверхность седла клапана при обработке размещается в головке блока цилиндров недостаточно глубоко, клапаны могут выходить за кромку головки блока цилиндров.

• превышение максимально допустимого числа оборотов. Из-за повышенных динамических сил клапаны несвоевременно закрываются и сталкиваются с поршнем.

• слишком большой зазор в опорах шатунов или изношенный подшипник шатуна, особенно при очень высокой частоте вращения при движении в спусках.

Дыра в днище поршня (двигатель с принудительным воспламенением)

Описание повреждения

В днище поршня видна дыра. Днище поршня покрыто выплавленным материалом. Образующееся большое тепло и истертый материал повреждают также юбку, в которой наблюдаются задиры.

Оценка повреждения

Повреждения такого рода вызваны калильным воспламенением. При этом превышается температура самовоспламенения газовой смеси калящими деталями в камере сгорания. Это в основном свеча зажигания, выпускной клапан и другие, находящиеся в камере сгорания, остатки горения. При этом смесь воспламеняется еще до собственного воспламенения свечей зажигания. Сжигание при этом начинается уже задолго до собственного момента зажигания, так что пламя в отличие от обычного сжигания намного дольше воздействует на днище поршня. Днище поршня нагревается из-за калильного воспламенения настолько сильно за короткое время, что материал смягчается в этом месте. Динамические силы в подъемных движениях поршня, а также быстро протекающие газы сжигания снимают мягкую массу. В результате уменьшения прочности в этом месте давление сжигания продавливает оставшееся тонкое днище вовнутрь. Часто даже не возникают задиры.

Указание:

причиной такого быстрого местного нагревания днища поршня до мягкого состояния может быть только калильное воспламенение.

Возможные причины повреждения

• свечи с недостаточным калильным числом

• слишком бедная смесь и в результате этого повышенные температуры сжигания.

• Поврежденные, негерметичные клапаны или слишком маленький клапанный зазор. Поэтому клапаны неправильно закрываются. От протекающих газов сжигания клапаны сильно нагреваются и накаливаются.

В первую очередь это касается выпускных клапанов, потому что впускные клапаны охлаждаются свежими газами.

• Накаленные остатки сжигания на днищах поршней, головке цилиндров,клапанов и свеч зажигания.

• неподходящее топливо со слишком низким октановым числом.Качество топлива должно соответствовать степени сжатия двигателя, т. е., октановое число топлива должно покрыть октановую потребность двигателя во всех режимах работы.

• дизельное топливо в бензине и в результате этого понижение октанового числа топлива.

• большое количество масла в камере сжигания из-за высокого расхода масла на поршневых кольцах или на направляющей клапана.

• высокая температура двигателя или всасываемого воздуха изза недостаточной вентиляции моторного отсека.

• общий перегрев.

Задиры в головке поршня в результате использования неправильных поршней (дизельный двигатель)

рис. 1

Описание повреждения

На головке поршня видны локальные явные риски заедания, распределенные по всему периметру. Эти риски заедания особенно сильно образовались на жаровом поясе. Они начинаются на днище поршня и кончаются на 2-ом компрессионном кольце.

Оценка повреждения

Исходя из вида повреждения, можно сказать, что причина связана с нарушениями режима сжигания. Дефект, однако не в системе впрыска, как можно было бы предполагать, а в использовании неправильного поршня.

В рамках законодательства по сокращению вредных выбросов в отработанном газе двигатели конструируются в соответствии с предписанными нормами по ОГ. Часто поршни различных норм по сокращению ОГ оптически почти не различаются. В данном случае в пределах одной и той же серии двигателей для различных норм выбросов отработанных газов используются поршни с разными диаметрами углубления. Поршень нормы по ОГ Евро 1 с диаметром углубления 77 мм в ходе ремонта двигателя был заменен поршнем нормы по ОГ Евро 2 с диаметром углубления в 75 мм. Это привело к повышенному нагреву края углубления, потому что струя форсунки попала в результате меньшего диаметра углубления не в само углубление, а на его край. В местах попадания струй впрыскиваемого топлива поэтому возник локальный перегрев материала поршня и повышенное тепловое расширение, что затем вызвало локальные задиры.

Если не используются предписанные для соответствующего двигателя и соответствующей нормы по ОГ поршни, в работе могут возникнуть серьезные нарушения режима сжигания с непредвидимыми последствиями Если не учесть повреждения, как в данном случае, то несоблюдение требований по ОГ было бы не такой большой проблемой. Более низкая мощность, повышенный расход топлива и последующий монтаж правильных поршней, однако, вызывают значительные дополнительные затраты.

Возможные причины повреждения

• использование поршней с неправильной формой, глубиной и диаметром углубления

• использование поршней других размеров (степень сжатия)

• использование поршней неправильной конструкции Не разрешается, напр., использовать поршень без охлаждающего канала, если изготовителем двигателя для соответствующего назначения (напр., достижение определенной мощности) предусмотрен охлаждающий канал.

• монтаж правильных поршней, но использование неподходящих для назначения конструктивных элементов (форсунок, уплотнений головок цилиндров, топливных насосов высокого давления или прочих элементов, оказывающих влияние на рабочую смесь или процесс сжигания).

Эрозия на жаровом поясе и на днище поршня (двигатель с принудительным воспламенением смеси)

рис. 2

Описание повреждения

Жаровой пояс имеет эрозионные сносы аналогично рис. 1, которые часто продолжаются на поверхности днища поршня (рис. 2). При этом необязательно появляются задиры или другие повреждения поршня.

Оценка повреждения

Эрозионный снос материала на жаровом поясе и на днище поршня всегда является последствием детонационного сжигания средней интенсивности в течение длительного времени. При этом создаются волны давления, распространяющиеся в цилиндре также между жаровым поясом и стенкой цилиндра до первого компрессионного кольца. В точке поворота волны давления из-за кинетической энергии из поверхности поршня вырываются мельчайшие частицы. В течение времени снос материала увеличивается, особенно тогда, когда детонационное воспламенение переходит также в калильное. В зоне повреждения материал часто снимается за кольцами до канавки маслосъемного кольца.

Возможные причины повреждения

• использование топлива с недостаточной детонационной стойкостью. Качество топлива должно соответствовать степени сжатия двигателя, т. е., октановое число топлива должно покрыть октановую потребность двигателя во всех режимах работы.

• бензин загрязнен дизельным топливом. Случайная неправильная заправка или попеременное использование баков или канистр для обоих типов топлива может привести к таким загрязнениям. Уже минимальное количество примесей дизельного топлива достаточно для сильного понижения октанового числа бензина.

• большое количество масла в камере сгорания, напр., из-за изношенных поршневых колец, направляющих клапанов и турбонагнетателя, работающего на ОГ, или тому подобное приводят к понижению детонационной стойкости топлива.

• слишком высокая степень сжатия, вызванная остатками сгорания на днищах поршня и головке цилиндра или чрезмерным шлифованием поверхности блока и головки цилиндра в ходе капитального ремонта двигателя или с целью тюнинга.

• слишком большое опережение зажигания слишком бедная смесь и в результате этого повышенные температуры сжигания, слишком высокая температура всасываемого воздуха из-за недостаточной вентиляции моторного отсека или обратного напора ОГ. Но и несвоевременное переключение заслонки всасываемого воздуха на летний режим или дефект автоматической системы переключения заслонки приводят к существенному повышению температуры всасываемого воздуха (особенно в старых карбюраторных двигателях).

opelastra10.ru

Детонация и самовоспламенение в двигателях

    Работа Пешара, как это показывает ее название, была начата в надежде па обнаружение соответствия между детонационными свойствами различных горючих и их кинетической характеристикой, определяемой коэффициентом А. Однако на основании полученных результатов пришлось, по словам автора, констатировать, не без удивления, что энергия активации для этих горючих изменяется мало и, в частности, н. гептан и пзо-октап имеют почти одинаковую энергию (активации). По-видимому, энергия активации не представляет фактора, определяющего детонационные явления [117, стр. 33]. В действительности этот вывод непосредственно отражает лншь тот факт, что явление высокотемпературного самовоспламенения вообще, а следовательно, и все относящиеся к нему кинетические характеристики не имеют отношения к природе явления детонации в двигателях. [c.65]

    Высказывается также предположение, что возникновение детонации в двигателе с искровым зажиганием контролируется в основном скоростью предпламенных реакций окисления, предшествующих самовоспламенению [148]. [c.152]

    Детонация возникает вследствие самовоспламенения части ТВС, до которой фронт пламени от свечи доходит в последнюю очередь. Внешне детонация проявляется в возникновении звонких металлических стуков при работе двигателя на больших нагрузках. При интенсивной детонации мощность двигателя падает и появляется черный дым в отработавших газах. Регулярное возникновение детонации может привести к разрушению и сплавлению головок поршней, к повреждению шатунных и коренных подшипников коленчатого вала. Детонационное сгорание сопровождается резким возрастанием амплитуды вибраций с частотой 5000—6000 Гц [164]. [c.151]

    С увеличением периода задержки воспламенения (0г) возрастает количество топлива, введенного к моменту его воспламенения одновременно улучшается однородность топливо-воздушной смеси и углубляется ее химическая предпламенная подготовка к самовоспламенению взрывного типа, по внешнему проявлению сходному с детонацией в двигателях с воспламенением от искры. Продолжительность периода 0,- зависит от воспламеняемости топлива, оцениваемой цетановым числом, от температуры и давления сжатого воздуха в момент начала впрыска топлива, от степени распыления топлива, турбулизации заряда и наличия в камере сгорания нагретых поверхностей. [c.157]

    ЛИЛИ детально проследить за всем процессом возникновения детонации в двигателях. Детонация — очень сложное явление, развивающееся, согласно предложенной А. С. Соколиком теории, в нескольких последовательных стадиях. Возникновение детонации в двигателе обязано двухстах дийному самовоспламенению, развивающемуся в сгорающих в последнюю очередь частях заряда. Наши опыты указывают на то, что на возникновение детонационной волны существенно влияет отражение возникающих в результате такого самовоспламенения ударных волн от стенок камеры сгорания. Детонационная волна в двигателях может принимать весьма своеобразные формы. Наряду с детонационными волнами, распространяющимися по несгоревшей смеси со скоростью около 2000 м/сек, при более слабой детонации возникают ударные волны со средними скоростями лишь около 1200—1500 м/сек. [c.213]

    Иногда требуется повысить температуру самовоспламенения паров бензина для того, чтобы исключить явление детонации в двигателе внутреннего сгорания. Для этих целей применяются антидетонаторы. [c.90]

    Поэтому вряд ли удивительно, что рассмотрение реакций, определяющих характеристики углеводородных топлив как источников мощностей, является больше умозрительным, чем количественным. Внимание было сосредоточено на исключении нежелательных особенностей окисления, например детонации в двигателях внутреннего сгорания при высоких степенях сжатия в результате больших усилий это было достигнуто эмпирическим путем, хотя некоторые усовершенствования были сделаны уже на ранних стадиях этих исследований. Явление детонации в двигателях с искровым зажиганием обусловлено самовоспламенением несгоревшего газа впереди фронта пламени, двигающегося от источника зажигания. Это самовоспламенение вызывает механически вредную детонационную волну и нарушает граничные слои газов вблизи поршня и у стенок цилиндра, приводя к более быстрому распространению тепла от горячих газов к металлу. Наличие волн детонации было убедительно доказано высокоскоростной фотосъемкой [56]. [c.473]

    Дополнительное сжатие и нагревание газа во фронте образовавшейся ударной волны стимулирует возникновение самовоспламенения смеси в других очагах. При этом ударная волна движется в рабочей смеси, в которой предпламенные реакции близки к своему завершению. Следом за ударной волной возникает самовоспламенение несгоревшей части смеси. Такое распространение самовоспламенения совместно с фронтом ударной волны и составляет сущность явления детонации в двигателе. [c.102]

    Возникновение детонации в двигателе зависит от химического состава применяемого топлива. Если используют бензин, в составе которого преобладают углеводороды, не дающие при высоких температурах значительных количеств активных промежуточных соединений и имеющие большой период задержки самовоспламенения, то в последних порциях смеси не происходит самовоспламенения и сгорание заканчивается нормально без детонации. Если в последних порциях смеси накапливается много активных соединений, возможно самовоспламенение с возникновением детонации. [c.103]

    Дальнейшее повышение степени сжатия двигателя может привести к самовоспламенению последней части заряда смеси в условиях, соответствующих условиям переходной зоны и к появлению слабых волн сжатия. И, наконец, при некотором критическом значении степени сжатия давление и температура последней части заряда достигают таких значений, при которых начинает осуществляться второе условие возникновения детонации. Самовоспламенение последней части заряда сопровождается самоускорением волн сжатия и появлением детонационных волн. [c.124]

    Температура самовоспламенения топлива сильно влияет на длительность задержки воспламенения. Как правило, при понижении температуры самовоспламенения сокращается период задержки воспламенения и спокойнее протекает горение. Если температура самовоспламенения высока, то период задержки воспламенения оказывается большим в камере сгорания накапливается топливо, а затем горение принимает взрывной характер, вызывая жесткую работу двигателя со стуками, напоминающими детонацию в двигателях с зажиганием. В этом режиме резко возрастает нагрузка на подшипники, что приводит к их быстрому износу. [c.47]

    Индукционный период самовоспламенения. При впрыскивании топлива в камеру сгорания, содержащую сжатый горячий воздух, с момента подачи до его самовоспламенения проходит определенное время. Это время неодинаково для различных топлив. Некоторые топлива воспламеняются немедленно после начала впрыска, другие — через некоторое время. В первом случае по мере поступления в камеру сгорания топливо сразу воспламеняется и сгорает с постоянной скоростью, обусловливая этим равномерное нарастание давления над поршнем. Во втором случае вся масса поступившего в цилиндр топлива воспламеняется одновременно, вызывая этим мгновенное резкое повышение давления. Это явление в дизелях, по внешним признакам сходное с детонацией в двигателях с искровым зажиганием, называют жесткой работой . Оно характеризуется высоким значением максимального давления вспышки и быстрым нарастанием давления по углу поворота коленчатого вала. Чем выше число оборотов двигателя, тем сильнее может влиять на его работу запаздывание самовоспламенения топлива, которое в конечном итоге может привести к догоранию топлива на стадии расширения и резкому снижению мощности и экономичности двигателя. [c.25]

    Мы пытались наметить основные положения теории детонации в двигателе, исходя из того, что это явление заключается в возникновении в двигателе ударной, а в некоторых условиях, и детонационной волн, и что возможность образования ударной волны непосредственно связана со, специфическими особенностями низкотемпературного многостадийного самовоспламенения в несгоревшей части заряда. [c.210]

    Хотя изучению детонации в двигателях было посвящено огромное число исследований, но до сего времени не только не разгадана до конца сущность этого явления, но даже нет единой общепризнанной точки зрения на его природу. Это в основном объясняется крайне противоречивым характером детонации в двигателях, которая с физической стороны проявляется как детонационная волна, по механизму же своего возникновения определяется кинетическими особенностями самовоспламенения несгоревшей части заряда, обязанного адиабатическому сжатию поршнем и фронтом нормального пламени. Необходимо учитывать и большие методические трудности исследования столь быстро протекающего процесса, как детонация. [c.212]

    Еще более наглядным доказательством того, что такое воспламенение является, повидимому, единственной причиной детонации в двигателе, служат опыты, в которых детонация осуществлялась при искровом зажигании, а затем, при тех же начальных условиях, но без зажигания,— только за счет адиабатического самовоспламенения от сжатия поршнем. Индикаторные диаграммы таких опытов, снятые пьезокварцевым индикатором с катодным осциллографом, приведены на рис. 8. Нижняя диаграмма соответствует искровому зажиганию с углом опережения р = 18°,6. При этом детонация возникла в 2°,6 после в. м. т. Верхняя диаграмма представляет адиабатическое самовоспламенение без зажигания. Как видно из диаграмм, в обоих случаях детонация имеет примерно одинаковую интенсивность и при отсутствии зажигания лишь наступает несколька позже, а именно в 20°,5 после в. м. т. [c.223]

    Работа двигателя с самовоспламенением напоминает по внешним признакам работу с детонацией в двигателе слышен ненормальный стук, понижается мощность, повышается темп-ра цилиндров и снижается темп-ра выхлопных газов. [c.157]

    Детонация в двигателе в результате низкотемпературного многостадийного самовоспламенения относится к парафиновым топливам, заключенным в пределах так называемой октановой шкалы — от н. гептана до 2,2,4-триметилпентана, и детонирующим при обычно используемых степенях сжатия не выше 10. В то же время сгорание со стуком , правда, регистрируемым на слух , было обнаружено и для таких топлив, для которых низкотемпературное самовоспламенение либо вообще невозможно, либо крайне затруднено, как метан, этан, бензол, формальдегид.  [c.405]

    Наилучшим топливом для дизелей являются газойль и соляр из нефтей парафинового основания. Детонация, имеющая место также в дизелях, тем меньше, чем ниже температура самовоспламенения топлива. Легко воспламеняющиеся топлива способствуют спокойному ходу дизельных машин. Точно так же установлено, что уменьшение задержки воспламенения ведет к равномерной работе двигателя без детонации, а потому все средства амилнитрат, бензальдегид, ацетальдегид, перекиси и т.д., уменьшающие задержку воспламенения, служат для дизелей антидетонаторами, тогда как антидетонаторы (тетраэтилсвинец и др.), увеличивающие задержку воспламенения (и повышающие температуру воспламенения),переводят нормальную работу дизеля в работу с детонацией, являются в данном случае детонаторами. Все другие факторы, способствующие детонации в карбюраторных двигателях, способствуют болео спокойной работе дизеля. Можно перевести детонационную работу дизеля в спокойную не только соответственными детонаторами, но и увеличением степени сжатия, наддува и т. д. [c.93]

    Индукционный период уменьшается при увеличении степени сжатия, повыщении температуры и давления всасываемого в цилиндр воздуха, а также при повышении температуры стенок камеры сгорания в тех местах, куда ударяет струя топлива. Однако решающее значение имеет состав топлива. Меньшим индукционным периодом обладают парафиновые углеводороды нормального строения с длинной цепью. Топлива, содержащие много ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, имеют чрезмерно высокую температуру самовоспламенения и длинный индукционный период. Нафтеновые и ароматические углеводороды с длинными парафиновыми цепями, напротив, характеризуются коротким индукционным периодом и соответственно нормальной скоростью горения. Таким образом, условия возникновения стуков в дизелях противоположны тем, которые вызывают детонацию в двигателях с искровым зажиганием. [c.211]

    При высоком цетановом числе период запаздывания самовоспламенения достаточно короткий, топливо при впрыске его в камеру сгорания воспламеняется почти сразу, давление в цилиндре двигателя нарастает плавно, и он работает без стуков. При низком цетановом числе период запаздывания большой, впрыскиваемое в цилиндр топливо сразу не воспламеняется, а накапливается, и затем воспламеняется вся масса топлива. В этом случае давление в цилиндре нарастает скачкообразно, появляется детонация (стуки). [c.37]

    Если в двигателе используется такой бензин, в составе которого преобладают углеводороды, не дающие при окислении большого количества пероксидных соединений, то концентрация пероксидов в последних порциях смеси не достигает критических величин, и сгорание заканчивается нормально, без детонации. Если при окислении бензина в последних порциях смеси накапливается много пероксидных соединений, то при некоторой критической концентрации происходит их взрывной распад с последующим самовоспламенением. Появляется новый фронт горячего пламени, двигающийся по нагретой активной смеси, в которой предпламенные реакции близки к завершению. При этом появляется детонационная волна сгорания, имеющая скорость 2000—2500 м/с. Одновременно с появлением очага детонационного сгорания возникает новый фронт ударной волны. Многократное отражение ударных волн от стенок камер сгорания рождает характерный звонкий металлический стук высоких тонов. При детонационном сгорании двигатель перегревается, появляются повышенные износы цилиндро-поршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов. [c.10]

    К присадкам этой группы относятся вещества, улучшающие процесс сгорания топлива в двигателе препятствующие возникновению детонации (антидетонаторы) облегчающие самовоспламенение топлив в дизельных двигателях (повышающие цетановое число) и другие. [c.278]

    Если для двигателей с воспламенением от искры топливо, содержащее большие количества нормальных алканов с длинными цепями, непригодно, так как образующиеся при сжатии перекиси и другие легковоспламеняющиеся продукты вызывают детонацию, то для двигателей с воспламенением от сжатия наличие таких продуктов крайне желательно, так как они обеспечивают меньший период индукции, более низкую температуру самовоспламенения, легкий запуск и мягкую работу двигателя. [c.65]

    При некоторых режимах работы дизельных двигателей возникают характерные стуки, напоминающие детонацию в двигателях с воспламенением от искры. Причиной таких стуков является слишком большой период задержки самовоспламенения топлива. При большой длительности периода задержки к моменту самовоспламенения резко возрастает количество введенного и испарившегося топлива. Поэтому начавшийся процесс сгорания в этом случае идет восьма интенсивно с участием большого объема хорошо подготовленной смеси. Резко возрастает скорость нарастания давления на каждый градус поворота коленчатого вала двигателя — появляются характерные стуки. Такую работу двигателя называют жесткой. [c.64]

    Поскольку детонация в двигателе представляет сферическую (в простейшем случае, плоскую) детонационную волну, к пей неприменим механизм образования ударной волны аккумуляцией элементарных волн сжатия. Единственно возмоя ным способом образования такой волны является особого рода объемное самовоспламенение — идея, высказанная в общем виде Серрюи-сом [45] в так называемой теории нуклеар-ного воспламенения , одпако без конкретной физической или химической интерпретации явления. Между тем именно выяснение специфических свойств такого самовоспламенения, приводящего к рождению сферической [c.390]

    Детонацией в двигателе называют процесс очень быстрого завершения сгорания в результате самовоспламенения части рабочей смеси и пбрячпвания ударных волн, распространяющихся со сверхзву1ювоС скоростью. Внешние проявлениядето-нации — это звонкие металлические стуки, образующиеся в результате многократного отражения ударных волн от стенок ка- [c.101]

    Самовоспламенение топлива в дизеле отличается по своему характеру от самовоспламенения в двигателе с искровым зажиганием. При самовоспламенении топлива в двигателе с искровым зажиганием отмечаются появление волн сжатия и возникновение детонационного сгорания. В дизеле самовоспламенение топлива не носит детонационного характера. Стуки, возникающие в дизеле при высокой жесткости работы, внешне отличаются от детонации в двигателях с искровым зажиганием. При детонации наблюдаются падение мощности, дымный выхлоп, повышение удельного расхода топлива, перегрев отдельных точек камеры сгорания. Стуки в дизелях, наоборот, сопровождаются увеличением мопщости и уменьшением удельного расхода топлива вследствие более высокой жесткости работы двигателя. При работе двигателя со стуками не наблюдается местного перегрева деталей. [c.113]

    Уже с первых шагов исследования явления низкотемпературного самовоспламенения стала очевидной его связь со способностью топлив детонировать в двигателе. Однако некоторые заблуждения, допущенные в этих исследованиях, затруднили правильную трактовку кинетической природы детонации в двигателе. Пейман [22] и Кейн [25] на основании своих наблюдений утверждали, что многостадийный характер самовоспламенения сохраняется только вблизи границ области низкотемпературного самовоспламенения. При переходе же к более высоким давлениям, т. е. к условиям, более близким к моторным, самовоспламенение становится одностадийным, что и дало повод этим авторам сделать вывод, что при достаточно высоких давлениях может иметь место только одностадийное самовосиламенение (Пейман) или что теперь (после опытов Кейна) стало ясным, что в условиях, существующих в двигателях внутреннего сгорания, процессы медленного окисления приводят к одностадийному воспламенению и что здесь нельзя выделить стадию холодного пламени . [c.200]

    Мы приняли для энергии активащш обычное ео значение при высокотемпературном самовоспламенении. Однако моншо предполагать, что в некоторых условиях, нанример при использовании смесей с избытком воздуха при наличии сильно нагретых поверхностей в двигателе, могут образовываться в значительных количествах окислы азота N0, резко снижающие энергию активации для высокотемпературного самовоспламенения. Если принять, например, для энергии активации 6 ккал, то мы уже получим для требуемой температуры относительно реальное при высоких степенях сжатия значение Тг 1200° абс. Мы приходим к выводу, что рождение детонации в двигателе возможно п в результате одностадийного самовоспламенения и, следовательно, для горючих, для которых наблюдается только этот тип воспламенения (метан, водород и бензол). Но в этом случае для возникновения детонации необходимо резкое-снижение энергии активации, что в условиях двигателя осуществимо, вероятно, только вследствие образования окислов азота. Таким образом, возникновение детонации этого типа должно быть связано с условиями образования окислов азота. [c.204]

    Следует отличать явление детонации от неконтролируемого самовоспламенения рабочей смеси в цилиндрах или так называемого калильного зажигания, которое также приводит к перерасходу топлива и преждевременному износу двигателя. В этом случае зажигание происходит не от электрической искры, а преждевременно от перегретых частей камеры сгорания. Наиболее часто неуправляемое воспламенение наблюдается в автомобильных высокофорсированных двигателях, работающих на этилированных бензинах с повышенным содержанием ароматических углеводородов. Калильное зажигание может появиться как от нагретых металлических поверхностей, так и от нагара в двигателе. Его внешние признаки такие же, как и у детонации, хотя это явление не имеет ничего общего с детонацией. Процесс сгорания при калильном зажигании протекает с нормальными скоростями. Однако калильное зажигание в двигателе может одновременно сопровожда- [c.160]

    В полном соответствии с теорие А. С. Соколика, наши опыты подтвер ждают, что возникновение детонации в двигателе есть результат развивающегося в последней части заряда двухстадихтного процесса самовоспламенения. Первая стадия этого самовоспламенения представляет предпламенный процесс, видимо типа холоднопламенного, развивающийся с большой скоростью при тех высоких температурах и давлениях, которые достигаются в последних частях несгоревшей смеси в результате ее сжатия поршнем и фронтом предшествующего детонации нормального сгорания. [c.222]

    Указанными особенностями детонации в двигателях и объясняется предноложение большинства зарубеашых исследователей об отсутствии связи между стуком в двигателе и детонационной волной. Из наших опытов вытекает, что противопоставление этого вида сгорания детонации основывалось на непонимании особенностей возникновения и распространения последней в условиях двигателя. Между настоящей детонацией (см. рис. 9) и процессом, представленным на рис. 10, нет никаких принципиальных различий как с точки зрения химии, так и с точки зрения газодинамик явления все сводится к наличию в первом случае достаточно больших объемов еще совершенно невоспламенившеися смеси в зоне возникновения детонационной волны и, возмоншо, к некоторым различиям в интенсивности ударной волны, возникшей в результате самовоспламенения.  [c.235]

    Все объяснения указанных киноснимков согласуются в одном главном пункте, а именно, что детонация в двигателе ис есть самовоспламенение всего оставшегося заряда, а является процессом, развивающимся во времени. [c.41]

    Наконец, высокотемпературный тип самовоспламенения при стуке бензола и метана подтверждается и сильным продотонационным эффектом альдегидов — формальдегида и ацетальдегида (см. рис. 297), а для бензола и беизальдегида, способствующих развитию высокотемпературного самовоспламенения.Как отмечалось ранее, в случае низкотемпературного самовоспламенения добавка альдегидов либо подавляет детонацию (формальдегид), либо оказывается нейтральной (ацетальдегид). Таким образом, характер детонационного эффекта таких добавок, как N02, формальдегид, может служить своеобразным индикатором, определяю-1ЦИМ кинетическую природу самовоспламенения, дающим начало детонации в двигателе. [c.407]

    Использование водорода в дизельных двигателях в значительной степени затрудняется высокими температурами самовоспламенения водородновоздушных смесей. Поэтому для организации устойчивого воспламенения водорода дизели переоборудуют в двигатели с принудительным зажиганием от свечи или переводят на работу по газожидкостному процессу — с впрыском запальной дозы жидкого топлива (обычно дизельного). Водород может подаваться как совместно с воздухом, так и непосредственным впрыском в цилиндры. Устойчивая работа дизеля на водороде обеспечивается только в узком диапазоне топливных смесей, ограничиваемом пропусками воспламенения и детонацией (рис. 4.22). [c.174]

    Прямая связь между взрывным самовоспламенением в двигателе (детонацией) и интенсивностью предшествующего этому воспламенению холоднонламенного процесса была установлена в работе А. Н. Воинова [55]. [c.182]

    Вещества, усиливающие детонацию бензина в двигателе, называются проденаторы. При введении их в бензин они снижают его температуру самовоспламенения (табл. 27). [c.90]

    Сгорание бензовоздушных смесей в двигателях-сложная совокупность процессов, развивающихся в условиях быстро изменяющихся т-р, давлений и концентраций реагирующих в-в. Скорость распространения фронта пламени при норм, сгорании от 15 до 60 м/с. Осн. причина нарушения процесса-появление детонации, возможность к-рой определяется способностью углеводородов Б. окисляться в паровой фазе с образованием пероксидов. Прн повышении концентрации последних выше нек-рого критич. значения происходит взрывной распад с послед, самовоспламенением. При этом появляется детонационная волна (скорость 2000-2500 м/с), в результате чего двигатель перегревается, быстрее изнашивается, дымность отработанных газов увеличивается. [c.262]

    Отсюда можно сформулировать следующий принцип оптимизации конструктивных и эксплуатационных параметров карбюраторного двигателя наиболее благоприятны для бездетонационного горения такие значения параметров, которые обеспечивают минимальное время сгорания, низкие температуры и наилучшие условия гомогенизации рабочей смеси в камере сгорания. Из этого принципа следует, что при конструировании карбюраторных двигателей следует стремиться к уменьшению диаметра цилиндров, увеличению их числа и числа оборотов коленчатого вала, к обеспечению интенсивного теплообмена в системе охлаждения, использовать для изготовления блока цилиндров металлы с высокой теплопроводностью, например, алюминий следует отдать предпочтение таким формам камеры сгорания, которые обеспечивают наилучшие условия для перемешивания и одновременно отвода тепла рабочей смеси и т.д. С повышением степени сжатия уменьшается время сгорания рабочей смеси и существенно улучшаются технико-экономические показатели двигателя, однако при этом в результате повышения температуры в камере сгорания возрастает вероятность возникновения детонации, а также неконтролируемого самовоспламенения топлива. [c.124]

chem21.info

Сгорание в бензиновых двигателях с искровым зажиганием и необходимые составы смеси « Ремонт и тюнинг ВАЗ

Сгорание в бензиновых двигателях с искровым зажиганием и необходимые составы смеси

Автомобильный двигатель представляет собой периодически действующую машину, в которой воспламенение и сгорание топлива, перемешанного с воздухом, и превращение части выделившейся тепловой энергии в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах. При этом работа газов в цилиндре двигателя с помощью кривошипно-шатунного механизма преобразуется в механическую работу на коленчатом валу и передаётся в трансмиссию автомобиля.

В бензиновом двигателе смешение топлива с воздухом и образование однородной смеси происходит в основном вне цилиндра, воспламенение смеси вызывается электрическим разрядом, а изменение мощности осуществляется изменением количества смеси, поступающей в цилиндры. Энергия, заключённая в бензине, может быть эффективно реализована только при быстром воспламенении и своевременном сгорании смеси. А это возможно только в том случае, если бензин находится в однородной смеси с воздухом в определённой пропорции.

С точки зрения химии процесс сгорания представляет собой реакцию окисления компонентов топлива. Бензин представляет собой смесь углеводородов (СН), содержащую по массе примерно 15 % водорода и 85 % углерода, при полном окислении которых образуются углекислый газ (СО2) и водяной пар (Н2О). Эти химические реакции окисления происходят с выделением теплоты. Теоретически для полного окисления компонентов 1 кг топлива минимально требуется примерно 14,9 кг воздуха. Такую смесь называют «стехиометрической». Если количество воздуха, приходящегося на 1 кг топлива больше или меньше указанной величины, то смесь называют соответственно обеднённой (бедной) или обогащенной (богатой).

Различные режимы работы двигателя требуют разных соотношений «воздух-топливо». Так, например, обогащенная смесь с соотношением 13,4:1 обеспечивает наиболее быстрое сгорание топлива и получение наибольшей мощности. Однако, недостаток воздуха в этом случае не позволяет полно использовать энергию топлива: в продуктах сгорания появляются оксид углерода (СО) и свободный водород (Н2).Часть теплоты топлива просто не выде-ляется. Работа на таких составах смеси характеризуется низкой экономичностью, а также повышенной токсичностью отработавших газов (ОГ). К последним при таких составах смеси относятся оксид углерода (СО) и несгоревшие углеводороды (СН). Дальнейшее обогащение смеси приводит не только к дальнейшему ухудшению экономичности и увеличению токсичности ОГ, но и к уменьшению мощности двигателя. Обогащенные смеси используются для получения максимальной мощности двигателя, для разгона автомобиля, а также для запуска холодного двигателя. В последнем случае значительное переобогащение исходной смеси используется только для того, чтобы в цилиндрах двигателя получить смесь с подходящим паросодержанием, пригодную для воспламенения.

На большинстве режимов работы используется смесь обеднённого состава с воздухотопливным отношением (ВТО) примерно (16,5…17,5):1. Работа на таких составах смеси обеспечивает двигателю наибольшую экономичность (наименьшее количество топлива на единицу произведённой работы), но не позволяет реализовать максимальную мощность двигателя. Такие составы смеси используются на режимах частичных нагрузок, когда максимальная мощность и не требуется. Кроме того, работа на таких составах смеси частично снижает токсичность ОГ: практически отсутствует оксид углерода (СО). Однако (особенно при незначительном обеднении, когда ВТО составляет примерно 15,5:1) возрастает содержание оксидов азота в ОГ (1ЧОХ), которые по вредному воздействию на организм человека не уступают (и даже превосходят) воздействие СО и СН. При сильном обеднении смеси (ВТО>18:1) резко уменьшается скорость сгорания, появляются пропуски зажигания, работа двигателя становится неустойчивой. В результате ухудшается экономичность двигателя, а в ОГ возрастает количество несгоревших углеводородов (СН).

Изменение мощности в бензиновых двигателях с искровым зажиганием в основном происходит за счёт изменения количества смеси, поступающей в цилиндры, что реализуется изменением величины проходного сечения впускного тракта с помощью дроссельной заслонки (ДЗ). При полностью открытой ДЗ необходимо иметь обогащенную смесь для получения наибольшей мощности двигателя. При частичных прикрытиях ДЗ в широком диапазоне используются обеднённые смеси для получения наибольшей экономичности двигателя (и автомобиля) с учётом устойчивой и надёжной работы двигателя. При сильном прикрытии ДЗ резко ухудшаются условия воспламенения и сгорания в цилиндрах двигателя. Поэтому для надёжной и устойчивой работы двигателя, а также для повышения его экономичности приходится снова обогащать смесь до состава, характеризуемого значениями ВТО в пределах (13,5…14,0):1. Таким образом работа бензинового двигателя с искровым зажиганием возможна в сравнительно узком диапазоне составов смеси, определяемом на большинстве режимов изменением ВТО в пределах (13,4…17,5):1.

www.atomic-dm.ru

способ воспламенения топлива в двигателях внутреннего сгорания и устройство для его осуществления - патент РФ 2535185

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), преимущественно в поршневых и роторно-поршневых двигателях. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что перед самовоспламенением топлива в камере сгорания двигателя осуществляют его предварительный управляемый нагрев (тепловое воздействие) для обеспечения возможности работы двигателя на любых видах углеводородного топлива, любого фракционного состава, способного самовоспламеняться. Управляемый предварительный нагрев топлива осуществляют джоулевым теплом и тепловой энергией выхлопных газов двигателя после топливного насоса высокого давления, увеличивая коэффициент использования тепловой энергии топлива за счет использования энергии выхлопных газов, и уменьшают потребление электроэнергии от системы электропитания двигателя для нагрева данного топлива. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2535185

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) любой известной конструкции, преимущественно в двигателях поршневых и роторно-поршневых, с непосредственным впрыском топлива.

Известен способ воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания принудительный, со сторонним источником воспламенения, где воспламенение топлива в камере сгорания двигателя в основном осуществляют электрической искрой, образовывающейся на электродах свечи зажигания. Двигатели с принудительным способом воспламенения в основном работают на легких видах топлива.

Одними из основных недостатков принудительного способа воспламенения в ДВС есть невысокая надежность воспламенения бедных горючих смесей, следствием чего является невысокая экономичность данных двигателей. В двигателях с принудительным способом воспламенения степень сжатия в камере сгорания двигателя, ограничивается способностью топливовоздушной смеси к детонационному сгоранию (Автомобиль. Под ред. И.П.Плеханов, Просвещение, 1979, с.40).

Известен также способ воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания от сжатия, где источником воспламенения топлива является нагретый быстрым сжатием заряд воздуха, от нагрева которого впрыскиваемое через форсунку в такте сжатия топливо, нагреваясь, самовоспламеняется. Такие двигатели широко известны как дизельные. Для воспламенения топлива в дизельном двигателе необходимо, чтобы температура сжатого заряда воздуха в камере сгорания двигателя была выше температуры самовоспламенения топлива, впрыскиваемого в конце такта сжатия, что необходимо для обеспечения запаса тепла для нагрева этого топлива до температуры его самовоспламенения. Поэтому дизельные двигатели работают с большими степенями сжатия (14-22), обеспечивающими высокую температуру сжатого заряда воздуха 873-923 К (600-650°С). (Тракторы, автомобили, двигатели, под ред. проф. Г.П.Лызо. М.: Высшая школа. 1968 г., с.34).

Одним из основных недостатков способа воспламенения топлива в ДВС от сжатия является задержка воспламенения, которая возникает в связи с процессом нагрева топлива до температуры его самовоспламенения от сжатого заряда воздуха в камере сгорания двигателя. В период задержки воспламенения в камеру сгорания двигателя через форсунку поступает топливо, которое, испаряясь и смешиваясь сжатым зарядом воздуха, образовывает топливовоздушную смесь. Данная смесь, достигнув температуры самовоспламенения, взрывообразно самовоспламеняется, в результате чего происходит процесс взрывообразного объемного горения, с резким нарастанием давления в камере сгорания, создающий жесткую работу двигателя в целом.

Для обеспечения более мягкой работы дизельного ДВС необходимо, чтобы при сгорании топлива давление в цилиндрах двигателя нарастало плавно, что возможно при воспламенении топлива сразу после поступления в цилиндры первых его частиц. (Автомобиль. Под ред. И.П.Плеханов, Просвещение, 1979, с.58). В связи с резким нарастанием давления и жесткой работой дизельного двигателя его детали приходится конструктивно делать с большим запасом прочности, что в свою очередь ведет к увеличению удельной и литровой массы двигателя в целом. В процессе взрывообразного объемного горения образовывается наибольшее количество токсичных компонентов выхлопных газов двигателя NOx (Теоретическое и экспериментальное обоснование способа улучшения экономических показателей и топливной экономичности автомобильных двигателей. Корнилов Г.С., диссертация ДТН, МТУ, (МАМИ), Москва, 2005, с.34). Дизельный двигатель в основном работает только на топливах с определенным цетановым числом. Воспламенение топлива от сжатия ограничивается предельной низшей степенью сжатия заряда воздуха, где температура сжатого заряда воздуха недостаточна для нагрева топлива до температуры его самовоспламенения (Автомобиль. Под ред. И.П.Плеханов, Просвещение, 1979, с.58).

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа воспламенения, в котором решающим критерием топлива будет не октановое или цетановое число, а его теплосодержание. Процесс воспламенения топлива в камере сгорания двигателя не ограничивался бы предельной степенью сжатия. При этом увеличить литровую мощность ДВС, его экономичность, снизить токсичность выхлопных газов, удельную и литровую массу, уровень вибрации и шума двигателя в целом.

Указанная цель достигается за счет управляемого предварительного нагрева топлива (теплового воздействия на топливо), поступающего в камеру сгорания двигателя в такте сжатия до температуры, обеспечивающей его самовоспламенение, в камере сгорания двигателя, при любой температуре и степени сжатия заряда воздуха, любого углеводородного топлива, способного самовоспламеняться, что обеспечивает инвариантность работы двигателя на любых видах топлива.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что топливо, поступающее в камеру сгорания двигателя в такте сжатия, самовоспламеняется от управляемого предварительного его нагрева. Управляемый предварительный нагрев топлива является средством предварительной подготовки топлива, что возбуждает молекулы и атомы углеводородного топлива к самовоспламенению в камере сгорания двигателя при любой температуре и степени сжатия, любого фракционного состава углеводородного топлива, обеспечивая этим инвариантность работы двигателя на различных видах топлива.

Применение высоких температур нагрева топлива является средством предварительной подготовки топлива за счет процессов распада наименее термически стабильных молекул и тепловой активации наиболее термически стабильных углеводородов к реакции окисления (Химизм предпламенных процессов в двигателях. Гаврилов Б.Г. Изд. Ленинградского университета, 1970, с.135).

Управляемым предварительным нагревом топлива устраняют в камере сгорания двигателя процесс нагрева топлива до температуры его самовоспламенение от сжатого заряда воздуха. В результате этого сокращается количество паров топлива, образующихся в период задержки воспламенения, и сам период задержки воспламенения, что минимизирует процесс объемного, взрывообразного горения, образование канцерогенов в продуктах сгорания, нормализует скорость нарастание давления в камере сгорания двигателя и дает возможность уменьшить литровую и удельную массу двигателя в целом.

Схема устройства, реализующего предлагаемый способ воспламенения в двигателе внутреннего сгорания, изображена на чертеже, где обозначено:

1 - топливный насос высокого давления; 2 - форсунка; 3 - камера сгорания; 4 - топливопровод высокого давления; 5 - теплообменник; 6 - подогреватель топлива; 7 - впускной канал; 8 - выпускной канал; 9 - датчик контроля температуры нагрева топлива; 10 - датчик контроля температуры нагрева топлива в теплообменнике; 11 - блок управления предварительным нагревом топлива (микропроцессор).

Управляемый предварительный нагрев топлива может осуществляться устройствами любой известной конструкции. В качестве образца управляемый предварительный нагрев топлива осуществляют при помощи подогревателя топлива 6, состоящего из теплообменника 5, топливопровода высокого давления 4 и форсунки 2, где управляемый предварительный нагрев топлива осуществляют джоулевым теплом. Теплообменник 5 данного подогревателя устанавливают в выпускном канале двигателя 8, в котором нагрев топлива при работе двигателя осуществляют джоулевым теплом и тепловой энергией выхлопных газов, этим увеличивают коэффициент использования тепловой энергии топлива за счет использования энергии выхлопных газов и уменьшают потребление электроэнергии от системы электропитания двигателя для данного нагрева топлива.

Предлагаемый способ воспламенения может быть осуществлен в ДВС любой известной конструкции, преимущественно в двигателях поршневых и роторно-поршневых с непосредственным впрыском топлива, снабженных устройством управляемого предварительного нагрева топлива и аппаратуры (системы), подающей топливо в камеру сгорания двигателя.

Предлагаемый способ воспламенения осуществляют следующим образом. В конце такта сжатия топливным насосом высокого давления 1 по топливопроводу высокого давления 4 через форсунку 2 в камеру сгорания 3 подают топливо, которое предварительно нагревают в подогревателе топлива 6 до температуры, обеспечивающей его самовоспламенение в камере сгорания двигателя при любой температуре и степени сжатия заряда воздуха. Топливо, поступая через форсунку 2 в камеру сгорания 3, смешиваясь в ней сжатым зарядом воздуха, самовоспламенится от собственной температуры управляемого предварительного нагрева без дополнительного нагрева от сжатого заряда воздуха. В результате этого воспламенение топлива произойдет сразу же после поступления в камеру сгорания первых его частиц, практически без задержки воспламенения. Этим минимизируют процесс накопления паров топлива, от количества которых напрямую зависит величина взрывообразного объемного горения, нарастание давления и образование канцерогенов в продуктах сгорания топлива. В результате этого уменьшится процесс взрывообразного объемного горения и нормализуется скорость нарастания давления в камере сгорания, что дает возможность уменьшить литровую и удельную массу двигателя в целом.

Осуществление рабочих тактов в ДВС с воспламенением топлива от управляемого предварительного его нагрева (с тепловым воспламенение) происходит аналогично известным ДВС, четырехтактном, двухтактном, роторно-поршневом или любом другом двигателе внутреннего сгорания известной конструкции.

Инвариантность работы двигателя на различных видах топлива осуществляется за счет управляемого предварительного нагрева топлива до температуры, обеспечивающей его самовоспламенение. Управляемый предварительный нагрев топлива является средством предварительной подготовки топлива, что возбуждает молекулы и атомы углеводородного топлива к самовоспламенению в камере сгорания двигателя при любой степени сжатия и любом фракционном составе топлива. Управляемый предварительный нагрев топлива является средством предварительной подготовки топлива за счет процессов распада наименее термически стабильных молекул и тепловой активации наиболее термически стабильных углеводородов к реакции окисления. Благодаря этому воспламенения топлива в ДВС от управляемого предварительного его нагрева осуществится при любой температуре и степени сжатия заряда воздуха.

В двигателе, где в конце такта сжатия из-за малой степени сжатия заряда воздуха температура сжатого заряда воздуха будет ниже температуры, необходимой для обеспечения самовоспламенения топлива, данный заряд воздуха нагревают до нужной температуры от топлива, поступающего через форсунку 2, которое в свою очередь нагревают с расчетом необходимого запаса тепла для нагрева данного воздуха до температуры, обеспечивающей процесс самовоспламенения в камере сгорания двигателя.

Контроль и управление предварительным нагревом топлива осуществляют устройствами любой известной конструкции. В качестве образца при помощи датчика контроля нагрева топлива 9, установленного в полости распылителя форсунки 2, датчика контроля температуры нагрева топлива в теплообменнике 10 и блока управления предварительным нагревом топлива (микропроцессора) 11.

Управляемый предварительный нагрев топлива осуществляют любым известным способом. В качестве образца управляемый предварительный нагрев топлива осуществляют после насоса высокого давления, чем обеспечивают номинальную вязкость топлива в плунжерной паре и отсечном клапане топливного насоса высокого давления, обеспечивая этим номинальную работу топливного насоса высокого давления и всей топливной аппаратуры в целом.

Теплообменник 5 конструктивно рассчитывают так, чтобы номинальная температура нагрева топлива в теплообменнике достигалась только при максимальной мощности двигателя, чем обеспечивают номинальные условия управления предварительного нагрева топлива.

Промышленная применимость заявленного изобретения подтверждается тем, что предлагаемый способ воспламенения и устройство для его осуществления могут быть осуществлены с помощью известных в технике средств. Двигатель с устройством предлагаемого способа воспламенения от управляемого предварительного нагрева топлива (двигатель с тепловым способом воспламенением) конструктивно мало отличается от массово выпускаемых ДВС. В двигателе в основном изменен только способ воспламенения топлива, поэтому при минимальных конструктивных доработках, связанных с установкой устройства для осуществления управляемого предварительного нагрева топлива и его подачи в камеру сгорания двигателя, способ воспламенения топлива от управляемого предварительного его нагрева (тепловой способ воспламенения) может быть применен во всех ДВС, с любой степенью сжатия заряда воздуха, с использованием любых углеводородных топлив, способных самовоспламенятся при данном способе воспламенения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания, основанный на впрыскивании топлива в камеру сгорания и формировании совместно с воздушным зарядом углеводородной смеси, отличающийся тем, что перед самовоспламенением топлива в камере сгорания двигателя осуществляют его предварительный управляемый нагрев (тепловое воздействие) для обеспечения возможности работы двигателя на любых видах углеводородного топлива, любого фракционного состава, способного самовоспламеняться.

2. Устройство управляемого предварительного нагрева топлива, состоящее из системы подачи топлива, в камеру сгорания двигателя, подогревателя топлива, датчиков контроля нагрева топлива, блока управления предварительным нагревом топлива (микропроцессор), отличающееся тем, что при работе ДВС управляемый предварительный нагрев топлива осуществляют джоулевым теплом и тепловой энергией выхлопных газов двигателя в теплообменнике, расположенном в выпускном канале двигателя после топливного насоса высокого давления, чем обеспечивают номинальные условия работы топливной аппаратуры, увеличивают коэффициент использования тепловой энергии топлива за счет использования энергии выхлопных газов и уменьшают потребление электроэнергии от системы электропитания двигателя для нагрева данного топлива.

www.freepatent.ru

Воспламенение топлива в двигателе - salecar.pro

Воспламенение от электрической искры (бензиновый двигатель).

В бензиновом двигателе в конце такта сжатия горючая смесь воспламеняется от электрической искры. Эту искру в определённый момент генерирует свеча зажигания. В момент образования искры начинает образовываться очаг горения смеси. Далее этот очаг расширяется и превращается во фронт пламени, который поглощает новые порции свежего заряда.

Максимальное давление горящих газов в бензиновом ДВС может достигать 80 атм, это в 40 раз больше давления в автомобильном колесе!!!

Во время горения смеси давление и температура в камере сгорания повышаются, давление начинает воздействовать на поршень.

Фронт пламени разделяет камеру сгорания на сгоревшую и несгоревшую зоны.

Детонация

Детонация в двигателе — процесс неконтролируемого сгорания топливовоздушной смеси (взрыва), приводящий к сильным ударным нагрузкам на шатунно-поршневую группу и провоцирующий усиленный износ этих деталей.

Нормальная скорость сгорания в двигателе равна 25м/сек, при детонации пламя распространяется со скоростью 2000м/сек, а это уже взрыв.

Детонация может быть спровоцирована чрезмерно ранним зажиганием (несвоевременный момент воспламенения рабочей смеси в цилиндре). Еще одной причиной возникновения детонации двигателя является использование топлива, октановое число которого ниже, чем это предусмотрено в технических требованиях конкретного двигателя (например, использование бензина А-76 вместо А-95). Низкооктановые бензины рассчитаны на использование в двигателях с низкой степенью сжатия, а высокооктановые бензины – с относительно высокой степенью сжатия.В современных двигателях начало детонации контролируется датчиком детонации, и блок управления двигателем принимает соответствующие меры по предотвращению этого процесса.

Часто причиной детонации является Калильное зажигание.

Калильное зажигание — преждевременное (до появления искры) воспламенение смеси от раскаленного нагара или перегретых деталей камеры сгорания (например — от того же электрода свечи). Калильное зажигание нарушает процесс нормального сгорания бензина, имеет непосредственную связь с развитием или возникновением детонации.

Вероятные причины возникновения калильного зажигания:

  • применение нерекомендованных производителем свечей зажигания;
  • большое количество нагара;
  • перегрев двигателя;
  • некачественный бензин;
  • чип-тюнинг.

Воспламенение от сжатия (дизельный двигатель).

В дизельном двигателе, в отличие от бензинового, сжимается только воздух. При такте сжатия воздух сжимается в 20 раз (вспомните степень сжатия), при этом воздух сильно нагревается. В конце такта сжатия в камеру сгорания посредством форсунки впрыскивается топливо под давлением 900-2000 атм.Распыленное топливо нагревается, испаряется и затем самовоспламеняется. При этом образуется огромное количество очагов горения. Всё это происходит за очень короткий отрезок времени.

В конце сжатия в дизельном двигателе воздух нагревается до 800-900 градусов!

Максимальное давление горящих газов в дизельном двигателе может достигать 160 атм. В обычной городской водопроводной системе давление всего 6 атм, много, так вот отчего мы слышим характерный звук работы дизельного двигателя!!!

Сравнение бензинового и дизельного двигателей.

Какой двигатель лучше?

Поделиться ссылкой:

salecar.pro

Воспламенение и сгорание топлива в двигателе

    Одной из важных характеристик топлива, позволяющих судить о его пусковых свойствах и о стабильности процесса горения, является температура самовоспламенения паров топлива, т. е. такая температура, при которой происходит самовоспламенение горючей смеси без контакта с открытым пламенем. Процесс самовоспламенения горючей смеси встречается во всех двигателях внутреннего сгорания. Дизельные двигатели работают на основе этого процесса. В двигателях с воспламенением от искры самовоспламенение горючей смеси является крайне нежелательным и даже вредным явлением, так как нарушает нормальный процесс сгорания. В турбореактивных двигателях самовоспламенение горючей смеси — явление положительное, способствующее более устойчивому процессу сгорания. [c.76]

    В двигателях, работающих на жидком топливе, стадии воспламенения и сгорания топлива предшествует стадия распыления и испарения. В распыленном (капельном) состоянии находится часть моторного масла в картере работающего поршневого двигателя. Продолжительность нахождения топлива или масла в капельном состоянии невелика, исчисляется долями секунды. Поэтому долгое время считалось, что какого-либо изменения качества топлива или масла за время его пребывания в капельном состоянии не происходит. Однако целый ряд экспериментальных данных (например, излом температурной зависимости периода задержки самовоспламенения распыленных жидких топлив) косвенно свидетельствовал о весьма значительном окислении топлив (масел) за время их нахождения в капельном состоянии. В связи с этим потребовалось провести специальные исследования окисляемости углеводородов в капельном состоянии [c.37]

    В связи с этим воздух, поступающий в камеру сгорания газотурбинного двигателя, обычно делят на три потока. Первый поток поступает в камеру сгорания, имеющую завихритель (рис. 3.27), через кольцевой зазор между корпусом форсунки и внутренним кольцом завихрителя, чем обеспечивается охлаждение форсунки. В этой зоне топливо распыляется, частично испаряется и воспламеняется а составляет 0,2—0,5 [166]. Второй поток воздуха вводят в зону горения через завихритель и через первые ряды отверстий диаметром 12—30 мм в жаровой трубе. Этот воздух обеспечивает сгорание смеси при температуре во фронте пламени, равной 2300—2500 К, и последующее снижение температуры газов до 2000 К- Коэффициент избытка воздуха при этом возрастает до 1,2—1,7. Роль завихрителя заключается в закручивании потока воздуха и создании воздушного вихря, вращающегося вокруг оси жаровой трубы. При этом в центральной части трубы создается зона пониженного давления, куда устремляется поток из средней части камеры сгорания. Продукты сгорания, движущиеся противотоком к основному потоку распыленного топлива, ускоряют испарение и обеспечивают нагревание топливо-воздушной смеси до температуры воспламенения. Турбулизация газо-воздушного. потока приводит к увеличению скорости распространения пламени, а уменьшение осевой скорости воздуха вблизи границы зоны обратных токов удерживает факел в определенной области. Третий поток воздуха поступает через задние ряды боковых отверстий в зону смешения. Этот воздух снижает температуру газов до значения, допустимого по условию прочности лопаток турбины. [c.164]

    Энергия в дизельных двигателях (двигателях с воспламенением от сжатия) вырабатывается за счет использования тепла, получаемого при сгорании топлива, впрыскиваемого в сжатый воздух. Температура воздуха, сжатого до одной десятой первоначального объема, повышается с 15 до 440° С, а при сжатии до одной пятнадцатой — до 565° С при столь высоких температурах топливо самовоспламеняется. В идеальном цикле Дизеля — цикле постоянного давления — топливо впрыскивается и сгорает при определенном угле поворота коленчатого вала, давление в момент совершения поршнем рабочего хода не изменяется. На практике такой идеальный случай никогда не имеет места, и при горении топлива давление повышается. [c.435]

    Если период задержки воспламенения велик, то топливо накапливается в камере сгорания и дает взрывное сгорание, сопровождающееся жесткой работой двигателя и стуками. Детонационные явления и нормальное сгорание подробно описаны в литературе [323, 324]. При жесткой работе дизеля происходит снижение к. п. д., вместе с выхлопными газами выделяется дым, наблюдается разжижение картерного масла и образование углеродистых отложений в пазах поршневых колец. Любые факторы, ускоряющие процессы окисления (предварительный подогрев, улучшение распределения топлива, повышение степени сжатия), способствуют снижению детонации и уменьшению периода задержки воспламенения в дизельных двигателях. Когда двигатель эксплуатируется при повышенных нагрузках, его температура повышается и в результате этого также уменьшается период задержки воспламенения и ослабляется детонация [325, 326]. Если же, напротив, нагрузки двигателя невысоки, то имеет место неполное сгорание топлива и отложение лакообразного нагара в двигателе [327 ]. С увеличением периода задержки воспламенения детонация усиливается [328]. [c.438]

    Процессы, происходящие в бензиновом двигателе и дизеле, резко отличаются друг от друга, поэтому отличаются друг от друга и типы топлива, применяемого в этих двигателях. Для двигателей внутреннего сгорания (бензиновых) требуются низкокипящие, равномерно сгорающие углеводороды с относительно высокой температурой самовоспламенения [329, 330]. Топливо для дизельного двигателя, напротив, должно иметь низкую температуру воспламенения, и поэтому низкокипящие соединения для этой цели непригодны. К моменту воспламенения в дизельных двигателях находится не весь объем топлпва, как в бензиновых, а только часть топливо добавляется в течение всего времени поворота кривошипа, начиная с момента, когда кривошип не доходит на угол 15—20° до верхней мертвой точки, причем горение топлива происходит в полном объеме. [c.438]

    Склонность бензина к калильному зажиганию от нагретой металлической поверхности определяется на двигателе, в камеры сгорания которого вставляется спираль, нагреваемая электрическим током. В качестве критериев оценки принимают температуру спирали, при которой появляется калильное зажигание на рабочем режиме или безразмерный коэффициент — частное от деления температуры калильного воспламенения испытуемого топлива на температуру калильного воспламенения эталонного топлива. [c.41]

    По развернутой индикаторной диаграмме рабочего процесса, представляющей собой графическую зависимость давлений в цилиндре двигателя от угла поворота коленчатого вала (рис. 41) рассчитывают следующие показатели период задержки воспламенения топлива т,-, максимальное давление цикла давление в конце сжатия Р , максимальную скорость нарастания давления газов в цилиндре ИЦа + Ь) = АР/Аф, степень повыщения давления при сгорании топлива в цилиндре Рг/Рс = [c.94]

    Воспламенение подготовленной к сгоранию топливо-воздушной смеси в камере сгорания ГТД перед началом его работы происходит от электрической искры или от специальных воспламенителей. При работе двигателя непрерывно поступающая смесь воспламеняется от образовавшегося факела. [c.124]

    В настоящее время выдано несколько патентов на двигатели с непосредственным впрыском, воспламенением от искры и послойным сгоранием топлива в завихренном воздухе, которые могут использовать как бензин, так и более тяжелые виды топлив [1—51. [c.33]

    Полнота сгорания в двигателях с воспламенением от сжатия достигается как за счет тонкого распыливания топлива, так и за счел большого избытка воздуха. Если в двигателе с искровым зажиганием максимально возможный предел обеднения смеси составляет а =1,2—1,3, то в двигателях с воспламенением от сжатия коэффициент избытка воздуха для номинального режима может достигать а= 1,5—1,8 и выше. Для этих двигателей [c.23]

    ВОСПЛАМЕНЕНИЕ И СГОРАНИЕ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЕ [c.36]

    Процессы сгорания в двигателях с воспламенением от сжатия более сложны и менее исследованы, чем процессы сгорания в двигателях с зажиганием искры. Вопрос этот значительно осложняется тем, что воспламенение дизельного топлива начинается не в одной, заранее известной определенной точке, а там, где температура и содержание кислорода наиболее благоприятны для протекания физико-химических процессов подготовки топлива перед его самовоспламенением. [c.36]

    Воспламенение и сгорание топлива в двигателе зависят от ряда факторов, важнейшими из которых являются химическая природа и физические свойства топлива, конструктивные особенности двигателя и условия его эксплуатации. [c.38]

    Воспламенение и сгорание в двигателе зависят также от тонкости и однородности распыливания топлива. Известно, что при уменьшении размера капель отношение поверхности к объему жидкости увеличивается, так как поверхность шара пропорциональна квадрату, а объем пропорционален кубу диаметра. Повышение давления впрыска, обеспечивающее более мелкое и однородное распыливание топлива, увеличивает удельную поверхность (см /см ) испарения и контакта топлива с воздухом и улучшает условия его воспламенения и сгорания. [c.42]

    Влияние материала поршня на процесс воспламенения и сгорания топлива зависит от теплопроводности металла, из которого сделан поршень. Чем выше теплопроводность металла, тем ниже температура поршня и воздуха в конце сжатия и тем больше период задержки воспламенения топлива. В двигателе с поршнями из алюминиевого сплава период задержки воспламенения, скорость нарастания давления (жесткость) и максимальное давление вспышки будут выше, чем в двигателе с чугунными поршнями. [c.43]

    Скорость воспламенения и сгорания топлива в двигателе зависит также от условий на всасывании, которые определяются температурой и давлением окружающего воздуха, величиной наддува и содержанием кислорода в воздухе. [c.43]

    Совершенно естественно, что дросселирование воздуха на всасывании или разбавление его остаточными газами будет снижать давление в конце сжатия, понижать концентрацию кислорода и замедлять процессы воспламенения и сгорания топлива. При этом мощность, плавность работы и экономичность двигателя будут уменьшаться. [c.44]

    При увеличении числа оборотов повышается расход топлива н растет мощность двигателя. В этих условиях общее тепловыделение в цилиндрах двигателя увеличивается и температура деталей повышается. Все это благоприятно влияет на процессы предварительного окисления топлива и сокращает период задержки воспламенения и период сгорания. Благоприятно также сказывается увеличение вихревых движений и давления впрыска, вызываемых повышенным числом оборотов двигателя. Теоретически закономерная и экспериментально доказанная повышенная скорость сгорания топлива при увеличении числа оборотов двигателя явилась основной предпосылкой к созданию бескомпрессорных быстроходных двигателей с воспламенением от сжатия. [c.44]

    Время, необходимое для образования очагов пламени и достижения определенной скорости сгорания топлива, характеризуемой резким нарастанием давления газов в цилиндре двигателя, называется периодом задержки воспламенения. Период этот для разных топлив и разных двигателей различен и может колебаться от сотых до тысячных долей секунды. [c.67]

    Выше уже отмечалось, что при известных условиях в двигателях с воспламенением от сжатия наблюдается жесткая работа, внешне схожая с детонацией в карбюраторном двигателе. Стуки в тех и других двигателях имеют между собой то общее, что они возникают как результат высокой скорости сгорания топлива и резкого нарастания давления в цилиндре. [c.71]

    Двигатели, работающие на газе высокого давления, с факельным зажиганием, действуют по принципу газодизеля, когда заряд вспомогательного топлива (обычно дистиллятного, около 5% общего количества топлива) впрыскивается через топливный клапан непосредственно перед ВМТ и инициирует процесс сгорания. Затем в цилиндр под высоким давлением (например, 250 бар) подается остальной заряд (обычно природный газ). Газ воспламеняется по мере поступления в цилиндр, что обеспечивает полноту сгорания без детонации и преждевременного воспламенения. В этих двигателях около 5-7% эффективной мощности затрачивается на сжатие газового заряда. При прекращении подачи газа они могут переводиться на работу на дистиллятном топливе. [c.129]

    Обш ность стуков (жесткой работы) в двигателях Дизеля и детонации в бензиновых двигателях заключается в том, что они возникают в результате очень большой скорости нарастания давления. Основное различие между стуками в дизелях и детонацией в бензиновых двигателях заключается в том, что детонация возникает при сгорании последней порции топливного заряда Б то время, как стуки в дизелях вызываются запаздыванием воспламенения и взрывным сгоранием первой порции топливного заряда. Опыт показывает, что, когда период запаздывания воспламенения у топлива мал, топливо воспламеняется сразу же при входе в камеру сгорания. В этом случае давление в цилиндре нарастает плавно, и двигатель работает мягко , без стуков. Когда период воспламенения получается большим, то в камере сгорания накапливается топливо и дает взрывное сгорание. В этом случае давление нарастает скачкообразно и двигатель работает жестко , со стуками. [c.645]

    В. ИЗУЧЕНИЕ НА ДВИГАТЕЛЕ ИТ9-3 СГОРАНИЯ ТОПЛИВА ПРИ ВОСПЛАМЕНЕНИИ ОТ СЖАТИЯ [c.650]

    Следует отметить метод для оценки качества сгорания топлива, осуществляемый на однокамерной установке [13, с. 60—66], [19]. Установка представляет собой реальную камеру сгорания двигателя и снабжена аппаратурой для подачи, замера и зажигания- топлива и подогрева воздуха. На такой установке оценивают пусковые свойства топлива, полноту его сгорания, склонность к образованию нагаров и пределы устойчивого горения. Эти характеристики определяют, сравнивая их с аналогичными характеристиками эталона — топлива Т-1 из бакинских нефтей. Испытание проводят при следующем режиме расход воздуха 0,25 м /с, температура воздуха 60°С, давление воздуха 0,1 МПа, температура топлива 15—20 °С. Пусковые свойства топлива оценивают по коэффициенту избытка воздуха, при котором наступает воспламенение топливо-воздушной смеси пределы устойчивого горения определяют по коэффициенту избытка воздуха между моментами срыва пламени (смесь обеднена) и появления пламени на выходе из камеры (при обогащении смеси) полноту сгорания топлива определяют по коэффициенту выделения тепла, склонность к образованию нагара —по привесу жаровой трубы камеры сгорания до и после испытания. [c.64]

    Высокие антидетонационные свойства метанола в сочетании с возможностью его производства из ненефтяного сырья позволяют рассматривать этот продукт в качестве перспективного высокооктанового компонента автомобильных бензинов, получивших название бензино-метанольных смесей. Оптимальная добавка метанола—от 5 до 20% при таких концентрациях бензино-спиртовая смесь характеризуется удовлетворительными эксплуатационными свойствами и дает заметный экономический эффект. Добавка метанола к бензину снижает теплоту сгорания топлива и стехиометрический коэффициент при незначительных изменениях теплоты сгорания топливовоздушной смеси. Вследствие изменения стехиометрических характеристик использование 15%-й добавки метанола (смесь М15) в стандартной системе питания ведет к обеднению топливовоздушной смеси примерно на 7%. В то же время при введении метанола повышается октановое число топлива (в среднем па 3—8 единиц для 15%-й добавки), что позволяет компенсировать ухудшение энергетических показателей за счет повышения степени сжатия. Одновременно метанол улучшает процесс сгорания топлива благодаря образованию радикалов, активизирующих цепные реакции окисления. Исследования горения бензино-метанольных смесей в одноцилиндровых двигателях со стандартной и послойной системами смесеобразования показали, что добавка метанола сокращает период задержки воспламенения и продолжительность сгорания топлива. При этом теплоотвод из зоны реакции снижается, а предел обеднения смеси расширяется и становится максимальным для чистого метанола. [c.155]

    Детонацией называется особый ненормальный характер сгорания топлива в двигателе, при этом только часть рабочей смеси после воспламенения от искры сгорает нормально с обычной скоростью. Последняя порция топливного заряда (до 15—20%), находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате скорость распространения пламени возрастает до 1500—2500 м/с, а давление нарастает не плавно, а резкими скачками. Этот резкий перепад давления создает ударную детонационную волну. Удар такой волны о стенки цилиндра и ее многократное отражение от них приводят к вибрации и вызывают характерный металлический стук, являющийся главным внешним признаком детонационного сгорания. Другие внешние признаки детонации появление в выхлопных газах клубов черного дыма, а также резкое повышение температуры стенок цилиндра. Детонация — явление очень вредное. На детонационных режимах мощность двигателя падает, удельный расход топлива возрастает, работа двигателя становится жесткой и неровной. Кроме того, детонация вызывает прогорание и коробление поршней и выхлопных клапанов, перегрев и выход из строя электрических свечей и другие неполадки. Износ двигателя ускоряется, а межремонтные сроки укорачиваются. При длительной работе на режиме интенсивной детонации возможны и аварийные последствия. Особенно опасна детонация в авиационных двигателях. [c.84]

    В ДВС с воспламенением от искры процесс смесеобразования происходит, как правило, в специальном приборе — карбюраторе, который служит для дозирования, распыливания, частичного испарения и смещения топлива с воздухом. Однако за последнее десятилетие все большее распространение получают так называемые двигатели с непосредственным впрыском, в которых топливо подается в цилиндры двигателя раздельно от воздуха в тактах впуска или сжатия через форсунки, установленные у впускных клапанов или непосредственно в каждом цилиндре в камере сгорания. В двигателях с непосредственным впрыском обеспечиваются более равномерное распределение топлива по каждому цилиндру и более точное соотношение топливо/воздух, а следовательно, возрастает полнота сгорания топлива, повышается экономичность двигателя, снижается токсичность отработавших газов. [c.11]

    Действительно, для топочных устройств, рассчитанных на длительное непрерывное горение факела в пространстве, окруженном раскаленными стенками, первоначальное зажигание и его надежность играют второстепенное значение. Однако роль и значение первоначального воспламенения неизмеримо возрастают для топок, режим работы которых требует частых остановок, а процесс горения протекает в полностью экранированном объеме, температура стенок которого и их аккумулирующая способность не могут обеспечить самовоспламенение топлива, попадающего на них. К таким топочным устройствам относятся камеры сгорания газотурбинных двигателей, особенно транспортного типа, топки автоматизированных отопительных установок сравнительно небольшой мощности, технологические печи и др. В последнее время даже на мощных топках стали устанавливать небольшие постоян-но-действующие горелки, форсунки или специальные электриче- [c.74]

    Главные эксплуатац. св-ва Д. т.-быстрое воспламенение и плавное сгорание Эти св-ва характеризуются т наз метановым числом (Ц ч.). Наиб легко воспламеняются парафиновые углеводороды нормального строения и олефины (Ц. ч, соотв 56-103 и 40-90), наиб трудно - ароматич углеводороды (5-30) Оптимальную работу двигателей обеспечивает топливо с Ц. ч 45-60 При Ц ч менее 45 резко увеличиваются период задержки воспламенения (время между началом вспрыска и воспламенением топлива) и скорость нарастания давления в камере сгорания двигателя, усиливается износ узлов трения При Ц. ч более 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастают дымность выпускных газов и нагарообразование в камере сгорания, повышается расход топлива. С увеличением мол массы углеводородов в гомологич. ряду Ц. ч. возрастает. [c.55]

    Сгорание топлива в двигателях, теплосиловых установках, генераторах, топках котлов и др. происходит за счет воспламенения и самовоспламенения. Температурой воспламенения называют [c.13]

    Детонацией называют особый режим сгорания топлива в двигателе. Она появляется в тех случаях, когда после воспламенения топливно-воздушной смеси сгорает только часть топлива. Остаток (до 20 %) топливного заряда мгновенно самовоспламеняется при этом скорость распространения пламени достигает 1500-2500 м/с вместо 20-30 м/с, а давление нарастает скачками. Резкий перепад давления приводит к образованию детонационной волны, которая ударяется о стенки цилиндра двигателя. [c.102]

    В двигателях этого типа воспламенение смеси топлива и воздуха осуществляется от внешнего источника — электрической искр1>1 (свечи), а процесс смесеобразования происходит вне цилин — дра в специальном устройстве — карбюраторе (либо во впускном трубопроводе или камере сгорания, куда бензин впрыскивается с помосцью форсунки). Непосредствегни ш впрыск применяется в [c.100]

    Дизельное топливо — керосин, газойль, соляровый дистиллят— используется для поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Экономичность работы дизельных двигателей зависит от фракционного состава и цетанового числа дизельного топлива. Цетановое число характеризует способность топлива давать воспламенение в цилиндре двигателя. Оно определяется сравнением поведения дизельного топлива при использовании его в двигателе с поведением эталонной смеси, состоящей из цетана С бНз4, цетановое число которого принято за 100, и а-метилнафталина С10Н7СН3 с цетановым числом 0. [c.57]

    Детонация вызывает резкое уменьшение мощности и экономичности двигателя и действует разрушительно на ряд основных деталей. Борьба с детонацией прежде всего является борьбой за рациональную организацию сгорания топлива, в которой проблема подбора топлива играет решающую роль в качестве одного из наиболее эффективных методов уменьшения склонности двигателя к детонации. Чрезвычайная сложность явления детонации обусловила то, что, несмотря на огромное число исследований, посвященных этому явлению, природа его до сих пор еще не вполне установлена, как равно еще недостаточно учтена степень влияния па детонацию различных факторов. Несомненно, что детонация представляет собою особый характер протекания сгорания в двигателе, сопровождающегося очень быстрым воспламенением горючей смеси и связанной с этим большой скоростью выделения тепловой энергии. Переход нормального сгорания в детонацию может быть связан не только с громадным увеличением скорости протекания реакций, но также и с изменением характера реакций сгорания. Процесс детонации включает одновременно достаточно быстрое протекание реакций, обусловливающих бурное выделение анергии, и связанные с этим физические явления, влияющие как на состояние рабочего тела, так и на протекание самих исходных реакций. Явленпе детонации, обусловленное процессами, происходящими в газах, записпт почти от всех параметров работы двигателя, так как они отражаются на характере этих процессов, воздействуя или непосредственно на химический состав горючей смеси, или на ее термическое [c.353]

    Детонационная стойкость. Детонацией называется особый режим сгорания топлива в двигателе. Она появляется в тех случаях, когда после воспламенения топливно-воздушной смеси сгорает только часть топлива. Остаток (до 20%) топливного заряда мгновенно самовоспламеняется при этои скорость распространения пламени достигает 1500—2500 вместо 20—30 м/с, а давление нарастает скачками. Резкий перепад давления приводит к образованию детонационной волны, которая ударяется о стенки цилиндра двигателя. Характерные признаки детонации металлический стук, вызываемый многократным отражением детонационных волн от стенок цилиндра, появление в выхлопных газах клубов черного дыма, резкое повышение температуры стенок цилиндра. Детонационное сгорание топлива приводит к повышению удельного расхода топлива, уменьшению мощностг и перегреву двигателя, прогару поршней и выхлопных клапаноп, а в конечном счете к быстрому выводу двигателя из строя. [c.338]

    Большинство летательных аппаратов в настоящее время оснащено газотурбинными — турбовинтовыми (ТВД) и турбореактивными (ТРД) —двигателями. В газотурбинных двигателях процесс сгорания топлива происходит в камерах сгорания, куда подается сжатый турбокомпрессором во 5дух и впрыскивается жидкое топливо. Воспламенение топлива производится электрической искрой. Подача воздуха и топлива, сгорание топлива и образование горячей струи газов происходят в газотур( )инных двигателях одновременно и непрерывно, в едином потоке. Образовавшиеся газы в ТВД и ТРД исиользуются по-разному. В ТВД они расширяются в турбине, вращающей компрессор ,ля сжатия воздуха и воздушный винт, который создает основную тягу окончательное расширение газов осуществляется в реактивном сопле, причем струей газов, вытекающих из сопла, создается дополнительная (8—12% от общей) тяг а. В ТРД газы сгорания расширяются в турбине, вращающей компрессор, а затем в реактмвном сопле тяга создается в результате нстечепия газов из сопла. В современных ТРД газы после турбины направляются в форса кную камеру, в которой до- [c.342]

    Влияние топлива на процессы воспламенения и сгорания в двигателе (основная тема данной работы) более подробно будет рассмотрено в последуюших главах. В данном разделе укажем лишь, что значение химической структуры топлива и его физических характеристик для скорости воспламенения н последующего сгорания чрезвычайно велико. Дизельное топливо должно обладать склонностью к быстрому распаду молекул и окислению их кислородом воздуха. В этом отношении лучшими качествами обладают углеводороды алифатического ряда с прямой открытой цепью. Углеводороды циклической структуры, цикланы, в особенности ароматические, обладают более высокой [c.38]

    Тихоходные двигатели, будучи первыми из класса двигателей, работающих с воспламенением от сжатия, отличаются исключительным разнообразием по своей конструкции и областяд[ применения. В то же время по своим требованиям к качеству дизельных топлив они не столь различны, как быстроходные. Невысокое число оборотов, обеспечивающее достаточно большой период времени на процесс смесеобразования и сгорания, использование двигателя в стационарных и полустационарных условиях, обеспечивающих возможность использования компрессорного распыливания и подогрева топлива, позволяют применять в качестве топлива для них достаточно тяжелые нефтяные остатки. [c.163]

    Опытные образцы водородных дизелей созданы в лаборатории института Мусащи (Япония) [172]. Для организации рабочего процесса дизеля водород непосредственно впрыскивается в камеру сгорания в конце такта сжатия под давлением 8 МПа с помощью специальной форсунки с гидравлическим приводом от штатного топливного насоса высокого давления. Для воспламенения смеси служит керамическая калильная свеча с встроенным вольфрамовым электронагревателем. Электронагреватель включается на режимах пуска и прогрева двигателя, на остальных режимах свеча обеспечивает температуру 1170—1270 К за счет выделяющегося при сгорании топлива тепла. Благодаря комплексу конструктивных мероприятий прн работе на водороде сохранена мощность двигателя на уровне базового дизеля при относительно высоких показателях энергетической эффективности (рис. 4.25). [c.178]

    В двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, называемых дизелями, четырехтактный рабочий процесс протекает несколько иначе, чем в двигателях с зажиганием от искры. В дизельном двигателе в первых двух тактах засасывается и сжимается чистый воздух. Температура воздуха в конце хода сжатия достигает 550—650 °С, а давление возрастает до 4 МПа. В конце хода сжатия в сжатый и нагретый воздух шрыскивается в течение определенного времени под большим давлением порция топлива. Мельчайшие капельки топлива переходят в парообразное состояние и распределяются в воздухе. Через определенный весьма незначительный момент времени топливо самовоспламеняется и полностью сгорает. Время между началом впрыска и воспламенением топлива называется периодом задерокки самовоспламенения. В современных быстроходных двигателях этот период не более 0,002 с. В результате сгорания топлива давление газа достигает 6—10 МПа. Весьма важным для обеспечения плавной, нормальной работы двигателя является скорость нарастания давления газов. Из практики известно, что эта скорость не должна превышать 0,5 МПа на 1° угла поворота коленчатого вала. В противном случае двигатель начинает стучать, работа его становится жесткой , а нагрузка на подшипники чрезмерной. Появление стуков и жесткая работа двигателя тесно связаны с длительностью периода задержки самовоспламенения. Чем продолжительнее этот период, тем большее количество топлива успеет поступить в цилиндр двигателя. В результате — одновременное поопламенение повышенного количества топлива приводит к взрывному характеру сгорания, и давление газов будет нарастать скачкообразно. В двух последующих тактах рабочий ход и выхлоп — происходит рабочее расширение газов и освобождение цилиндра двигателя от продуктов сгорания.  [c.93]

    Переменным параметром двигателя испытательной установки является степень сжатия, которая может изменяться в интервале от 7 до 23. Напомним, что, в отличие от поведения топлива в двигателях с зажиганием от искры, в двигателях с самовоспламенением повышение степени сжатия улучшает условия воспламенения и сгорания топлива. Изменяя степень сжатия, можно регулировать и поддерживать стандартный период задержки восплажнения, который в данном методе выбран равным 13° поворота коленчатого вала двигателя. Сущность определения цетановых чисел, таким образом, заключается в сравнении испытуемого топлива с эталонным при работе двигателя на стандартном режиме и при определенном периоде задержки воспламенения. При этом подбирают для сравнения такие две эталонные смеси, из которых одна будет иметь стандартный период задержки воспламенения при большей степени сжатия, чем найдено для испытуемого топлива, а другая при меньшей. [c.172]

    Некоторые перекиси альдегидов и кетонов наюли применение (или. по крайней мере, были предложены) в качестве добавок к дизельному топливу для понижения запаздыпапия его воспламенения. Слел ет иметь, однако, в виду, что хотя такие добавки и повышают цетеновое число, во не увеличивают эффекитности Двигателя и 116 ускоряют сгорания топлива. Их ро.гть сладится почти исключительно к облегчению зап ска двигателя, особенно на морозе.  [c.361]

    Сильный стук двигателя вызывается или иреждевремеиныы воспламенением плп детонацией. Под преждевременным воспламенением понимают неожиданную вспышку смесп воздуха с горючпм в камере сгорания пз-за наличия сильно нагретых участков камеры, прежде чем смесь могла воспламениться от пскры свечи. Поэтому преждевременное воспламенение может вызвать сгорание топлива раньше, чем поршень достигнет верхнего положения Б ходе сжатия, нарушая этны самым нормальный рабочий цикл и создавая огромные ударные нагрузки на поршень, кольца, клапаны и подшипнпки. Детонацией называют мгновенную вспышку части смеси топлпва с воздухом в камере сгорания вместо постепенного, равномерного сгорания, которое должно нормальном протекать во время рабочего хода поршня. Эти мгновенные взрывы также создают большую ударную нагрузку, так называемые удары молота , на поршни и кольца. Часто трудно отличить преждевременное зажигание от детонации, так как оба явления вызывают одинаковые на слух звуки и шумы. В некоторых случаях хронические явления преждевременного воспламенения могут быть установлены переводом хорошо разогретого двигателя на холостой ход и последуюш,им выключением зажигания. Если мотор продолжает работать в течение многих оборотов с ударами или стуком, явление преждевременного воспламенения можно считать установленным. Причиной возникновения детонации может быть работа мотора с полной или почти полной нагрузкой ири прикрытом дросселе. [c.455]

chem21.info


Смотрите также