Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1 раздел.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
24.08.2019
Размер:
2.34 Mб
Скачать

Отрицательные последствия детонационного сгорания

Результат высокой температуры:

1. Перегрев стенок и усиление теплоотвода в охлаждающую воду.

2. Увеличение диссоциации продуктов сгорания (на исходные элементы) и, как следствие, сни­жение экономичности двигателя.

3. Разрушение и выгорание днища поршня, клапанов, электродов свечи и др. деталей.

4. Образование окиси азота, которая при соединении с водяными па­рами создает азотную кислоту, разъедающую детали ДВС.

В результате действия первых двух факторов работа двигателя становится неустойчивой, появляется черный дым в отработавших га­зах. Экономичность двигателя снижается.

Результат колебаний давления - вибрация стенок цилиндра, головки, поршня. Внешне эта вибрация проявляется в виде характерного металлического стука («стучат пальцы»).

Колебания давления разрушают антифрикционный слой шатунных подшипников и, разрывая масляную пленку, усиливают износ гильз цилиндров.

45 Перечислите конструктивные факторы снижения детонационного сгорания.

Степень сжатия является определяющим фактором. С ее увеличением повышаются температура и давление в цилиндре и, как следствие, воз­растает не только термический к.п.д., т, но и вероятность возникновения детонационного сгорания. В современных автомобильных двигателях находится в пределах 6,5 ... 9,0. Повышению степени сжатия препятствует именно детонационное сгорание. Любые меры, снижающие вероятность возникновения детонационного сгорания, будут способствовать увеличению степени сжатия. Отвод тепла от сжимаемых газов существенно влияет на процесс сгорания. Введение воды в камеру сго­рания оказывается весьма эффективной мерой. Объясняется это тем, что на испарение воды затрачивается много тепла (в процессе сжатия) и температу­ра газов соответственно снижается. С целью снижения детонации вода вводилась, например, в камеру сгорания двигателя, работавшего на керосине, имеющем весьма небольшую величину октаново­го числа. Даже при введении воды степень сжатия этих двигателей не превышала = 4,0.

В 2007 г. инженеры Массачусетского технологического института предложили впрыскивать вместо воды этиловый спирт (в объеме 5% от топлива). Мгновенно испаряясь, он отнимает тепло и препятствует возникновению детонационного сгорания и в итоге позволяет резко поднять степень сжатия и снизить (на 20…30%) удельный расход топлива.

Положительно влияют снижение температуры охлаждающей жидкости и увеличение степени перекрытия клапанов, улучшающие охлаждение цилин­дра.

Влияет и материал поршня и головки. При переходе с чугуна на алюминий увеличивается теплоотвод от деталей и, как следствие, сни­жаются температура газов и вероятность возникновения детонационно­го сгорания. При этом появляется возможность увеличения степени сжатия.

Переход с чугунных поршней на алюминиевые поз­воляет увеличить на 0,4…0,6, и с чугунных головок цилиндров на алюминиевые - еще на 0,4…0,6.

Сокращение пути для пламени также препятствует детонационному сгоранию.

При увели­чении диаметра цилиндра открывается больший путь для пламени и соответственно повышается вероятность возникновения детонационного сгорания. Поэтому с увеличением диаметра цилиндра приходится увеличивать октановое число топлива или снижать степень сжатия (рисунок 4).

В современных двигателях диаметр цилин­дра варьирует в пределах 76 ... 108 мм.

Путь пламени зависит и от рас­положения клапанов. При верхнем их расположении камера сгорания оказывается более компактной, чем при нижнем, и путь для пламени оказывается короче и

и, как следствие, уменьшается продолжительность нахождения смеси под высокими температурой и давлением, а отсюда ниже и вероятность возник­новения детонационного сгорания.

На протяженность пути пламени влияют также расположение и число свеч. Свечу располагают ближе к более нагретым участкам камеры сгорания, например, к выхлопному клапану. В некоторых случаях (особенно при больших диаметрах цилиндра) для сокращения пути пламени применяют даже две свечи.