Сгорание топлива в карбюраторном двигателе

Основной процесс, происхо­дящий в двигателе, — сгорание топлива. От того, как он про­текает, и зависят технико-эко­номические показатели. Правильность организации про­цесса сгорания определяется многими факторами: конструк­тивными особенностями двига­теля, химическим составом сжигаемого бензина, количе­ством поступающего воздуха, давлением и температурой го­рючей смеси, моментом по­дачи искры и т. д. Для дви­гателя определяющим является химический состав топлива, т.е. в реальной эксплуатации — правильность выбора марки бензина.

В конце такта сжатия, когда через свечу подается искра, происходит реакция предпламенного окисления, и около запальной свечи начинается сгорание рабочей смеси, находящейся в камере сгорания двигателя. При нормальном горении скорость распространения фронта пламени составляет 25—35 м/с. Интенсивность сгора­ния возрастает при повышении температуры и давления, а также при небольшом обогащении рабочей смеси. Дальнейшее обогащение и обеднение смеси снижает скорость сгорания: в первом случае из-за не­достаточного количества кислорода в смеси, а во втором вследствие его избытка и затраты части тепла на нагревание лишних кислорода и азота.

Сгорание топлива в карбюраторном двигателе

В некоторых случаях (особенно при неправильном выборе бензина для двигателей с высокой степенью сжатия) процесс горения может резко измениться. В форсированных двигателях может возрасти темпе­ратура и давление горючей смеси, повыситься интенсив­ность сгорания. При этом резко ускоряются процессы окисления несгоревших углеводородов топлива, нормальный процесс сгорания нарушается и может перейти во взрывной, т. е. возникает детона­ционное горение. При детонации в конце фазы горения фронт пламени распространяется с очень вы­сокой скоростью (1500—2000 м/с).

Поскольку пространство камеры сгорания невелико, упругие детонационные волны многократно ударяются и отражаются от стенок камеры, что вызывает харак­терный для детонации  металлический стук (звон). Отражающиеся ударные волны нарушают нормальный процесс сгорания, вызывают вибрацию деталей двига­теля, в результате чего значительно возрастает их износ. Выхлопные газы становятся темными, а иногда черны­ми, так как при взрывном сгорании остаются непол­ностью сгоревшие частицы топлива. Горячие газы, уда­ряясь о стенки цилиндра, повышают коэффициент теп­лопередачи и вызывают перегрев двигателя. Темпера­тура и давление оставшейся, еще не сгоревшей части рабочей смеси, сильно повышаются, что также вызывает перегрев деталей двигателя. Мощность его заметно снижается. Обычно детонация возникает в каком-нибудь одном цилиндре, но может очень быстро передаваться на другие.

Интенсивность детонации зависит от того, какая часть циклового заряда топлива перейдет во взрывное сгорание, что определяется, главным образом, химичес­ким составом углеводородов топлива, температурой и давлением сгоревших газов. Установлено, что если нор­мально сгорает 93—95 % рабочей смеси, а детонирует 5—7%, то наблюдается слабая детонация, которая обыч­но не переходит на другие цилиндры. А если со взрывом сгорает 20—25% циклового заряда, то возникает очень сильная детонация, что приводит не только к большему износу и перерасходу топлива, но и к авариям (прогар поршней, разрушение клапанов, свечей, обрыв шатуна т.д.).

Основная причина, от которой зависит возможность детонационного сгорания — химический состав бензи­на. Согласно распространенной в настоящее время так называемой перекисной теории, детонация возникает в результате образования в топливе большого количест­ва нестойких, легковзрывающихся кислородных соеди­нений, которые разлагаются в последней фазе горения и выделяют атомарный кислород, вызывающий взрыв­ное сгорание топлива. Если детонационная стойкость бензина низкая, т.е. в нем содержится много легкоокисляющихся углеводородов, то процесс образования про­дуктов окисления (перекиси, гидроперекиси) идет очень бурно и возникает детонация, особенно если такой бен­зин подавать в двигатель с повышенной степенью сжа­тия. При высокой детонационной стойкости, когда в бензине много устойчивых трудноокисляющихся углево­дородов, кислородосодержащие вещества образуются медленно и в неболь­шом количестве. В результате к концу сгорания цикло­вого заряда их недостаточно для возникновения дето­нации даже при высоких степенях сжатия. Следователь­но, если марка бензина подобрана правильно, то дето­нации не будет при любом режиме работы двигателя.

Кроме химического состава топлива, конструктивных особенностей двигателя, главным образом степени сжа­тия, на возникновение детонации некоторое влияние оказывают условия эксплуатации. Так, сгорание топлива при значении а, близком единице, способствует возни­кновению детонации. В случае же обогащения горючей смеси концентрация кислорода снижается, его стано­вится недостаточно для образования перекисных соеди­нений. Обеднение смеси вызывает снижение температуры и скорости горения, тепло расходуется на нагревание избыточного воздуха, склонность к детонации умень­шается.

Распространенный прием снижения детонации — уменьшение угла опережения зажигания. При этом сокращается время на подготовку горючей смеси к воспламенению, а сгорание и образование кислородосодержащих веществ происходит быстрее. Увеличение часто­ты вращения коленчатого вала также снижает склонность к детонации, так как сокращается продолжительность цикла. Если прикрыть дроссельную заслонку, то умень­шится порция подаваемой горючей смеси, что также несколько снизит детонацию. Летом, особенно в южных районах, когда в двигатель поступает теплый воздух, склонность к детонации больше, поэтому двигатель не­обходимо хорошо охлаждать. В холодное время года склонность к детонации снижается. Если в двигатель поступает влажный воздух, то часть тепла затрачивается на испарение воды, и детонация уменьшается. Следова­тельно, все те причины, которые способствуют повыше­нию давления и температуры в цилиндре двигателя, увеличивают склонность, к возникновению детонации и наоборот.

Изменяя условия эксплуатации двигателя, можно лишь незначительно снизить детонацию, но полностью ликвидировать ее нельзя. Избежать возникновения де­тонации можно только при правильном подборе бензина для каждого типа двигателя.

Советую сайт. http://penal-plomba.ru/ Пенал-пломба. .
Коммерческое предложение