9.Нарушение процессов сгорания в двигателях с искровым зажиганием.

1) Детонационное сгорание – часть рабочей смеси до которой фронт пламени доходит в последнюю очередь, нагревается в результате поджатия (увеличение давления от сгорания) до температуры превышающей температуру самовоспламенения. При этом возможно возникновение и распространение по заряду ударных волн, которые со своей стороны способствуют самовоспламенению подготовленной смеси.

Детонация – самовоспламенение наиболее удаленных от свечи слоев смеси. В результате чего скорость сгорания резко возрастает (нормальная скорость сгорания 20-30 м/с, детонационная 2000-3000 м/с) Сгорание в малом объеме приводит к резкому росту давления и температуры. Образовавшаяся ударная волна вызывает вибрацию стенок цилиндра, поршней и всех сочлененных деталей.

Последствия детонации:

1. Падение мощности, ухудшение экономичности, перегрев двигателя, прогар поршней.

2. Ударные волны разрушают масляную пленку на поверхности верхней части цилиндра, что вызывает интенсивный износ.

ГРАФИК!!!!!!

При отражении ударных волн от стенок камеры сгорания возникает звонкий механический звук (вибрация стенок цилиндра и сочленения КШМ).

На индикаторной диаграмме при детонационном сгорании регистрируется колебание давления, амплитуда и частота которых зависит от интенсивности детонации.

ГРАФИК!!!!!!!

Влияние различных факторов на детонацию.

1)Частота вращения. Чем больше времени отводится на процесс сгорания, тем больше вероятность самовоспламенения смеси. При увеличении частоты вращения скорость сгорания возрастает (хорошее смесеобразование), поэтому вероятность возникновения детонации уменьшается.

2)Дросселирование. По мере перекрытия дроссельной заслонки увеличивается количество остаточных газов в цилиндре, поэтому скорость сгорания падает (смесь горит плохо). При открывании заслонки давление и температура возрастают, следовательно вероятность самовоспламенения больше.

3)Влияние диаметра цилиндра. При увеличении диаметра цилиндра увеличивается время, затрачиваемое на перемещение фронта пламени от свечи до наиболее удаленных участков, поэтому вероятность самовоспламенения возрастает.

4)Степень сжатия.

При увеличении степени сжатия давление и температура в цилиндре возрастают, поэтому вероятность самовоспламенения наиболее удаленных слоёв больше.

При увеличении степени сжатия КПД двигателя возрастает мощность двигателя, улучшается топливная экономичность, однако, возрастает вероятность возникновения детонации, поэтому степень сжатия бензинового двигателя не превышает 11-12.

5)Октановое число бензина.

При использовании 80 и 95 бензинов тепловыделение одинаковое, т.е. мощности двигателя одинаковы, однако, 95 бензин имеет больший период задержки воспламенения (меньше вероятность самовоспламенения). Это позволяет увеличивать степень сжатия двигателя.

Если вместо 95 залит 80 (при высокой степени сжатия) будет наблюдаться детонация.

Если вместо 80 залить 95, то увеличивается продолжительность сгорания, следовательно в момент открытия выпускного клапана сгорание еще продолжается – прогар клапана. При интенсивном разгоне, быстрое открытие дросселя, тяжелые фракции (имеющие большее октановое число) поступают в цилиндр с задержкой, что приводит к детонации в начале разгона из-за временного снижения октанового числа.

6)Угол опережения зажигания.

При увеличении угла, сгорание протекает при движении поршня вверх ( в уменьшающемся объеме), следовательно, давление и температура возрастают, склонность к детонации увеличивается.

7)Калийное зажигание.

Вследствии разогрева от горячей поверхности центрального электрода свечи, головки выпускного клапана, а также от имеющихся частиц нагара, воспламенение смеси может произойти во время процесса сжатия, ещё до появления искры (при детонации самовоспламенение происходит в конце процесса сгорания).

При возникновении преждевременного воспламенения сильно увеличивается давление и температура, максимум которых могут достигаться ещё до прихода поршня в В.М.Т., что приводит к перегреву двигателя, уменьшению мощности, к прогару поршней. Для борьбы с калильным зажиганием используются свечи с высоким калильным числом.

ГРАФИК!!!!!!!!!!!