Главная -> Словарь

Неуправляемого воспламенения

кры свечей зажигания. Неуправляемое воспламенение связано с появлением «горячих точек» в камере сгорания: нейтральных нагретых тел и активных нагретых поверхностей . Появление первых обусловлено конструктивными особенностями материалов и тепловых режимов в камере сгорания, вторых- количеством и свойствами нагара, которые в значительной степени зависят от углеводородного состава бензина и наличия в нем присадок.

Неуправляемое воспламенение ......... 71

Неуправляемое воспламенение

Ранее уже отмечалось, что отложения нагара могут вызывать неуправляемое воспламенение рабочей смеси. Частички углеродистого нагара, «тлеющие» в камере сгорания, могут служить источником произвольного воспламенения рабочей смеси, что приводит к потере мощности двигателя, возрастанию нагрузок и появлению шумов.

В результате осуществляемых усовершенствований двигателей тепловой режим их повышается. Рабочая смесь в камере сгорания в конце такта сжатия становится более подготовленной к воспламенению. Может произойти самопроизвольное воспламенение рабочей смеси независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, нарушающее нормальный процесс сгорания, получило название поверхностного воспламенения или калильного зажигания. Источниками воспламенения могут служить перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т. п. Калильное зажигание, нарушая нормальное протекание сгорания, делает процесс неуправляемым, снижает мощность и ухудшает топливную экономичность 'двигателя. Калильное зажигание принципиально отлично от детонационного сгорания, хотя эти явления в условиях работы двигателя тесно переплетаются. Сгорание смеси после калильного зажигания протекает с нормальными скоростями и может не сопровождаться детонацией .

При использовании ТЭС в качестве антидетонационной присадки к бензинам даже в присутствии выносителей наблюдается повышенное нагаро-образование , особенно в новых автомобильных двигателях с высокой степенью сжатия . Вследствие образования свинцовистого нагара в камере сгорания появляются тлеющие частицы, которые могут служить источником воспламенения рабочей смеси. Такое неуправляемое воспламенение ведет к потере мощности двигателя, появлению неравномерной работы, возникновению шумов и увеличению износа двигателя . Отложение свинцового нагара на электродах свечей приводит к их замыканию .

При работе двигателя на бензине с ТМС фосфорные присадки легче подавляют неуправляемое воспламенение от нагара, чем при работе на бензине с ТЭС .

3. Современные автомобильные двигатели с высокой степенью сжатия весьма теплонапряженны, рабочая смесь в конце такта сжатия становится все более «подготовленной» к воспламенению. После такта сгорания в камерах сгорания могут остаться тлеющие и раскаленные частички нагара и т. д. Такие «горячие точки» вызывают самопроизвольное воспламенение рабочей смеси независимо от момента подачи искры свечами зажигания. ^ Это явление названо поверхностным воспламенением, или калильным зажиганием. Оно сопровождается падением мощности двигателя из-за затраты работы на сжатие продуктов сгорания. Однако главная опасность поверхностного воспламенения связана с увеличением теплоотдачи стенкам, так как возрастает время нахождения в цилиндрах сгоревших газов с высокой температурой. Интенсивное неуправляемое воспламенение может привести к прогоранию и механическому разрушению поршней, залеганию поршневых колец, обгоранию кромок поршней и клапанов, разрушению подшипников, обрыву шатунов и даже поломке коленчатых валов. В последние годы борьбу с поверхностным воспламенением в двигателях с высокой степенью сжатия считают более важной, чем борьба с детонацией.

В двигателях с воспламенением от искры в результате сильно-то нагароотложения в камерах сгорания появляются детонация и •неуправляемое воспламенение. В двигателях с воспламенением от сжатия образование отложений на форсунках нарушает распы-лнвание топлива, снижает экономичность двигателя. Отложения, образующиеся при сжигании тяжелых дистиллятных и остаточных топлив в газотурбинных и котельных установках, часто содержат .натрий, ванадий и другие элементы. В определенном соотноше-лии окислы натрия и ванадия вызывают сильную коррозию стальных стенок топок, труб и других деталей.

5.2.3. Неуправляемое воспламенение

Процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием всегда сопровождается отложением нагара на головке поршня, стенках камеры сгорания, свечах зажигания и на клапанах. Отлагающийся нагар на 70-5-75% состоит из углерода при применении неэтилированных бензинов или содержит 6, возникновение детонационного сгорания, увеличение удельного расхода топлива, снижение мощности двигателя и его перегрев, необходимость частой смены или чистки свечей зажигания, быстрый выход двигателя из строя вследствие «прогара» выпускных клапанов. Обеспечение минимального нагароотложения в камере сгорания является необходимым условием длительного сохранения высоких мощностных и экономических характеристик двигателем.

Склонность бензинов к калильному зажиганию. При полной оценке качества автобензинов определяют также их способность к калильному зажиганию — косвенный показатель склонности к нагарообразованию. Калильное число — показатель, характеризующий вероятность возникновения неуправляемого воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя вне зависимости от момента подачи искры свечей зажигания. Оно связано с появлением "горячих" точек в камере сгорания . Калильное зажигание делает процесс сгорания неуправляемым. Оно сопровождается снижением мощности и топливной экономичности двигателя и т.д. Калильное зажигание принципиально отличается от детонационного сгорания. Сгорание рабочей смеси после калильного зажигания может протекать с нормальными скоростями без детонации. КЧ выше у ароматических углеводородов и низкое у изопарафинов. ТЭС и сернистые соединения повышают склонность бензина к отложениям нагара. Основные направления борьбы с калильным зажиганием — это снижение содержания ароматических углеводородов в бензине, улу1 шение полноты сгорания путем совершенствования конструкций ДВС и применение присадок .

Склонность к калильному зажиганию является показателем, характеризующим вероятность возникновения неуправляемого воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя вне зависимости от момента подачи ис-

Нагар в камерах сгорания находится в динамическом равновесии; он образуется непрерывно, но часть его также непрерывно сгорает. Тлеющие частички нагара могут служить источником неуправляемого воспламенения смеси . Установлено,

7. Метод оценки склонности автомобильных бензинов к нагарообразованию. Нагар, образующийся на деталях камеры сгорания, приводит к повышению требований к детонационной стойкости топлив, нарушению нормальной работы свечей зажигания, возникновению процесса неуправляемого воспламенения — калильного зажигания от раскаленных частиц нагара . Оценка этого свойства бензинов имеет важное эксплуатационное значение.

Уменьшение числа случаев неуправляемого воспламенения в присутствии фосфорных присадок объясняется тем, что свинцово-фосфорные комплексы снижают температуру воспламенения углерода в меньшей степени, чем соединения свинца с бромом .

Наряду с конструктивными возможностями уменьшения на-гарообразования в камерах сгорания используются и специальные «противонагарные» присадки. Эти присадки, как правило, не уменьшают количество образующегося нагара, а изменяют его состав и свойства , т.е. по сути являются модификаторами нагара, способствующими выносу нагара из камеры сгорания и уменьшающими вероятность возникновения неуправляемого воспламенения топливовоздушной смеси.

Склонность бензинов к калильному зажиганию. При полной оценке качества автобензинов определяют также их способность к калильному зажиганию - косвенный показатель склонности к нага-рообразованию. Калильное число - показатель, характеризующий вероятность возникновения неуправляемого воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя вне зависимости от момента подачи искры свечей зажигания. Оно связано с появлением «горячих» точек в камере сгорания . Калильное зажигание делает процесс сгорания неуправляемым. Оно сопровождается снижением мощности и топливной экономичности двигателя и т.д. Калильное зажигание принципиально отличается от детонационного сгорания. Сгорание рабочей смеси после калильного зажигания может протекать с нормальными скоростями без детонации. КЧ выше у ароматических углеводородов и низкое у изопарафинов. ТЭС и сернистые соединения повышают склонность бензина к отложениям нагара. Основные направления борьбы с калильным зажиганием - это снижение содержания ароматических углеводородов в бензине, улучшение полноты сгорания путем совершенствования конструкций ДВС и применение присадок .

Скорость и полноту горения в двигателях в первую очередь определяют физико-химические свойства топлива. Большое значение имеют свойства, определяющие нормальное развитие процесса горения, при котором наиболее полно используется тепловая энергия! выделяющаяся при горении топлива. При одном и том же запасе химической энергии эффективность использования топлива в двигателе зависит от того, как будут развиваться и протекать процессы воспламенения и горения. Для каждого типа двигателя существуют оптимальные условия, определяющие время и скорость развития этих процессов. Уменьшение и значительное увеличение скорости горения могут вызвать серьезные нарушения в рабочем процессе двигателя; особенно опасно возникновение взрывного неуправляемого воспламенения и горения.

В результате осуществляемых усовершенствований двигателей тепловой режим их повышается. Рабочая смесь в камере сгорания в конце такта сжатия становится более подготовленной к воспламенению. Создаются условия для самопроизвольного, неуправляемого, воспламенения рабочей смеси независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, нарушающее нормальный процесс сгорания, получило название поверхностного воспламенения или калильного зажигания. Источниками воспламенения могут служить перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т. п.

Нагар в камерах сгорания находится в динамическом равновесии: он образуется непрерывно, но часть его также непрерывно сгорает. Тлеющие частички нагара могут быть источником неуправляемого воспламенения смеси. Установлено, что образование нагара снижает надежность работы двигателя, сокращает срок службы и экономичность, увеличивает эксплуатационные расходы. Склонность бензина к нагарообразованию

Уменьшение числа случаев неуправляемого воспламенения в присутствии фосфорных присадок объясняется тем, что свинцово-фосфорные комплексы снижают температуру воспламенения углерода в меньшей степени, чем соединения свинца с бромом .