Фактори, влияющие на продолжительность и качество сгорания Влияние угла опережения зажигания.

Для того чтоби основ­ная масса рабочей смеси сгорала в процессе расширения вблизи в. м. т., необходимо, учитьівая продолжительность начальной фазн сгорания, подавать злектрическую искру с некоторьім опе-режением до в. м. т., соответствующим нескольким градусам поворота коленчатого вала.

На рис. 2 показаны индикаторные диаграммы карбюраторного двигателя, снятьіе при различньїх углах опережения зажигания и одинаковом положений дроссельной заслонки.

Рисунок 2 Индикаторние диаграммн карбю­раторного двигателя при различннх углах опережения зажигания

Диаграмма, изображенная на рис. 2, а, получена при установке наивьігоднейшего угла опережения зажигания. Своевременная подача искрьі обеспечила развитие процесса сгорания вблизи в. м. т. В зтом случае бьіла получена наибольшая мощность дви­гателя и наилучшая его зкономичность.

При установке слишком большого угла опережения зажигания (рис. 2 б) процесе сгорания началея до прихода поршня в в. м. т., давление резко увеличилось и достигло наибольшей величини еще при движении поршня к в. м. т. Затем наблюдаетея снижение давлення и вблизи в. м. т. получаетея «петля», заштрихованная площадь которой определяет непроизводительно затраченную работу. Слишком раннее зажигание приводит к уменьшению мощности и ухудшению зкономичности двигателя. Установка чрезмерно большого угла опережения зажигания может визвать ненормальное детонационное сгорание.

При очень малом угле опережения зажигания (рис. 2, в) процесе сгорания происходит во время расширения, когда пор­шень уже находитея дале­ко от в. м. т. В результа­те позднего сгорания мощ-ность и зкономичность двигателя ухудшаютея, температура отработавших газов в процессе расши­рения и вьшуска повышается и двигатель перегреваетея.

Наивнгоднейший угол опережения зажигания за-висит от всех перечисленных внше факторов, влияющих на процесе сгорания. Выбор его производитея при испнтании двигателя на тормозном испытательном стенде.

Влияние состава рабо-чей смеси.

Состав рабочей смеси, определяеммй коэффициентом избытка воздуха, оказывает значительное влияние на процесе сгорания. Опьітьі показа­ли, что процесе сгорания имеет наименьшую продолжительность тогда, когда рабочая смесь воспламеняется при козффициенте избнтка воздуха α = 0,8 -0,9, при котором достигаетея наибольшая скорость распространения фронта пламени. При зтих значеннях козффициента избнтка воздуха начальная фаза процес-са сгорания сокращается, а основная развивается бнстро и при правильном внбранном угле опережения зажигания протекает вблизи в. м. т., обеспечивая наивнешие значення давлення р_г и наибольшую работу цикла.

При α > 0,9 продолжительность сгорания увеличивается главным образом из-за увеличения начальний фазы.

При α = 0,98 и особенно при α = 1,14 развитие дроцесса сгорания в последовательннх циклах нестабильно и в отдельннх циклах наблюдается очень медленное его развитие. При дальнейшем обеднении смеси все большее количество после­довательннх циклов протекает при медленном развитии процесса сгорания, что приводит к неустойчивой и незффективной работе двигателя. Обеднение смеси сверх определенного предела, завися-щего от формн камери сгорания, степени сжатия и нагрузки двигателя, приводит к невозможности воспламенения и сгорания топливо-воздушной смеси.

Возможность получения наибольшей работьі цикла при коэффициенте избнтка воздуха α = 0,8 - 0,9 используется в автомобильных карбюраторных двигателях. Если по условиям движения автомобиля необходимо, чтобы двигатель развивал наибольшую мощность, дроссельную заслонку полностью открывают при одновременном включений зкономайзера.

При работе двигателя на обогащенной рабочей смеси для полу­чения наибольшей мощности не обеспечиваются условия достижения наилучшей зкономичности. Ухудшение зкономичности яв­ляется следствием химической неполноты сгорания топлива из-за недостатка кислорода (α << 1).

Наилучшая зкономичность в современных автомобильных кар­бюраторных двигателях достигается при козффициенте избытка воздуха α = 1,05 - 1,15. В зтом случае, хотя процесе сгорания протекает медленно и работа цикла уменьшается, все топливо сгорает полностью. В результате этого при указанных значеннях α использование теплоты в действительном цикле будет наилучшим, а его индикаторный к. н. д. наивысшим.

В связи с изменением скорости сгорания в зависимости от со­става рабочей смеси меняется наивыгоднейший угол опережения зажигания.

Влияние числа оборотов.

При повышении числа оборотов двигателя, время, отводимое на осуществление процесса сгорания, сокращается прямо пропорционально увеличению числа оборотов. Рассмотрим зависимость от числа оборотов фаз сгорания. С повышением числа оборотов время начальной фазы сгорания θ₁ не-сколько сокращается, но это сокращение не пропорционально росту числа оборотов, вследствие этого длительность фазы θ₁, внраженная в градусах угла поворота коленчатого вала, увеличивается.

Из-за усиливающейся интенсивности движения заряда скорость распространения фронта пламени при увеличении числа оборотов растет так, что продолжительность основной фазы сгорания Єн по углу поворота коленчатого вала практически не меняется.

С увеличением числа оборотов возрастает также длительность фазы сгорания θ_111.

Для компенсации увеличения угла поворота коленчатого вала, соответствующего фазе θ₁, и получения оптимальних условий для сгорания, когда зтот процесе происходит вблизи в. м. т., необходимо при повьішении числа оборотов увеличивать угол опережения зажигания.

Изменение угла опережения зажигания производится автоматически действующим центробежньїм регулятором.

Влияние нагрузки двигателя.

При снижении нагрузки двигателя дроссельную заслонку прикрывают, уменьшая количество свежей смеси, поступающей в цилиндр. При зтом начальные и конечные значення давлення и температури понижаются. Коли-чество остаточных газов остается при зтом неизменным, а коэффициент остаточных газов увеличивается и, следовательно, свежая смесь больше загрязняется инертными газами. В результате зтого ухудшаются условия воспламенения смеси, уменьшается скорость распространения пламени и увеличивается продолжи­тельность начальной и основной фаз процесса сгорания.

При прикритий дроссельной заслонки вследствие уменьшения скорости движения воздуха в диффузоре процесе смесеобразования ухудшаетея.

Частичное улучшение процесса сгорания при прикрытой дроссельной заслонке достигаетея специальной регулировкой состава горючей смеси в зависимости от положення дросселя и изменением угла опережения зажигания.

Состав горючей смеси регулируетея так, чтобы при прикры­тии дроссельной заслонки от положення, при котором обеспечиваетея наилучшая зкономичность двигателя (α = 1,05 - 1,15), смесь обогащалась. Обогащение смеси способствует ускорению процесса сгорания. Увеличение угла опережения зажигания, производимое автоматически с помощью вакуум-корректора, обеспечивает протекание второй фазы сгорания ближе к в. м. т. При обогащении смеси (α < 1) из-за химической неполноты сгорания топ­лива часть теплоти не внделяется, вследствие чего расход топлива резко возрастает. Одновременно с зтим с отработавшими газами выбрасывается в атмосферу большое количество продуктов не-полного сгорания, содержащих отравляющие вещества (окись углерода и другие ядовитне вещества).

Влияние степени ежатия.

При увеличении степени ежатия давление и температура в конце процесса сжатия возрастают. С увеличением температури и давлення подготовка топлива к сгоранию ускоряется и скорость распространения пламени повышаетея. В результате этого общая продолжытельность процесса сгорания уменьшается и показатели работы двигателя улучшаются. При увеличении степени сжатия угол опережения зажигания уменьшают.

Следует отметить, что повышение степени ежатия дает положительный зффект, если не возникает детонационного сгорания, преждевременного или последующего самовоспламенения.