46 Эксплуатационные факторы

В первую очередь здесь следует выделить топлива. Различные топлива имеют при одинаковых условиях и различную склонность к образованию пере­кисей, т.е., как говорят, различную детонационную стойкость.

Топливо, состоящее из нормальных парафиновых углеводородов, под воздействием высоких температур и давлений легко окисляется, образуя перекиси. Содержание таких углеводородов нежелательно в топливах для карбюраторных двигателей.

Детонационная стойкость топлива характеризуется специаль­ным параметром - октановым числом. Чем выше октановое число, тем выше детонационная стойкость топлива.

Октановое число топлива устанавливают методом его сравнения с эталонным топливом на специальной одноцилиндровой установке ИТ9-2М, позволяющей менять степень сжатия от 4 до 10.

С увеличением октанового числа топлива возрастает степень сжатия и, как следствие, мощность двигателя, улучшается экономичность его работы (рисунок 5).

а) б) в)

Рисунок 5 Зависимость величины степени сжатия (), удельного расхода топлива (б) и эффективной мощности (в) от октанового числа

Нагрузка. Увеличение нагрузки путем открытия дроссельной заслонки) повышает температуру и давление смеси, что способствует повыше­нию вероятности возникновения детонационного сгорания.

Наддув влияет также отрицательно.

Рисунок 6 Влияние опережения впрыска на детонацию

Частота вращения. Увеличение частоты вращения сокращает время нахождения смеси под высокими температурой и нагрузкой и снижает вероятность возникновения детонационного сгорания. Опережение зажигания. В зоне чрезмерно малых опережений зажигания (ниже 20...25 град.) с его уменьшением горение перемещается за ВМТ, т.е. проис­ходит при больших объемах камеры сгорания (малых значениях

давле­ния и температуры). В результате детонация снижается (рисунок 6).

С увеличением опережения зажигания (выше 25 град. п.к.в.) детонация вначале возрастает, поскольку при этом процесс сгорания развивается ближе к ВМТ, повышая температуру и давление во второй фазе. Увеличение опережения зажигания на один град. п.к.в. экви­валентно снижению октанового числа на 1,6 - 2 единицы.

Состав рабочей смеси. При обогащении смеси снижаются температура в цилиндре (тепло отнимается на испарение топлива) и отно­сительное количество воздуха (кислорода). Все это уменьшает вероятность возникновения детонационного сгорания.Турбулизация смеси также существенно снижает детонацию.Нагарообразование затрудняет теплоотвод через стенки деталей. Оно эквивалентно снижению октанового числа на 10-15 единиц.

47 Как работает двигатель с факельным зажиганием?

Экономичность двигателя повышается при сокращении продолжительности (второго и третьего периодов сгорания). Этого можно достичь увеличением скорости распространения фронта пламени путем увеличения скорости вихревого движения смеси (выражение 1).

Один из возможных путей увеличения V₃ – простреливание камеры сгорания горящим факелом топлива. Сделать это можно, снабдив двигатель дополнительной камерой и двухкамерным карбюратором, готовящим богатую смесь для дополнительной камеры и бедную – для основной камеры (рисунок 6). Свеча устанавливается в предкамеру. После воспламенения давление в предкамере поднимается и выстреливает горящую смесь в основную камеру, чем сокращает путь для пламени в основной камере.

Рисунок 6 Схема двигателя с факельным зажиганием	Рисунок 7 Зависимости удельного расхода топлива от среднего эффективного давления двигателя с обычным (1) и факельным (2) воспламенениями

Удельный расход топлива таких двигателей обычно на 10..12% ниже (рисунок 7). Ниже у них и токсичность выхлопных газов (окислов углерода, азота). Первоначально эти двигатели устанавливались в автомобилях ГАЗ-51Ф.

В 1981 году сообщалось, что такой двигатель разработан и для автомобиля ЗИЛ (ЗИЛ-130Ф; снабжен трехкамерным карбюратором, два из которых готовят бедную смесь) . Факельное зажигание имеют Волга (ГАЗ-3102) и ряд двигателей зарубежных фирм.

Карбюраторный двигатель работает в основном с прикрытой дроссельной заслонкой (что снижает _м).

Задача – обеспечить работу этих двигателей без дроссельной заслонки и с =13…14, т.е. объединить преимущества дизельных и карбюраторных двигателей. Этого можно добиться в двигателях с камерами в поршне, организуя работу по процессу – ТСР (Texaco Combustion Process), когда топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр двигателя (с давлением порядка 1…5 МПа). Наилучшие результаты достигаются при обеспечении интенсивного вихревого движения газов и впрыске топлива в ходе сжатия поршня (спустя 30…50 град. п.к.в. после НМТ). Устойчивое воспламенение заряда обеспечивается созданием богатой смеси у электродов свечи. При проскакивании искры начинает гореть топливо, находящейся в цилиндре смеси, а остальная часть топлива горит по мере его поступления в цилиндр.