 |
| Калильное зажигание |
Калильное зажигание. Зажигание тлеющим нагаром и перегретыми деталями
В двигателях с высокой степенью сжатия иногда возникает так называемое калильное зажигание или воспламенение смеси от нагретых поверхностей. Под калильным зажиганием понимают неуправляемое воспламенение топливовоздушной смеси под воздействием раскаленного тела. В зависимости от инициатора воспламенения различают зажигание тлеющим нагаром и зажигание перегретыми деталями.
Зажигание тлеющим нагаром происходит в основном при переходе двигателя с режима малых нагрузок (способствующих накоплению нагара в камере сгорания) на режим высоких нагрузок (способствующих удалению нагара). Отделяющиеся тлеющие частицы нагара являются источниками воспламенения смеси. Зажигание тлеющим нагаром длится несколько десятков секунд, в течение которых происходит выгорание нагара. Такое зажигание взаимосвязано с детонацией. Детонационные волны механически снимают нагар со стенок камеры сгорания, вызывая этим калильное зажигание. Вследствие происходящего при этом увеличения количества очагов скорость сгорания смеси увеличивается, а детонация прекращается до окончания выноса частиц нагара.
В отличии от зажигания тлеющим нагаром, которое носит временный характер, калильное зажигание перегретыми деталями характеризуется прогрессивным само увеличением по причине повышения температуры газа в цилиндре и увеличения продолжительности пребывания деталей в горячей зоне. Обычно источниками такого зажигания увеличивается при наличии в нагаре окислов металлов, например входящих в состав антидетонаторов.
Неуправляемое развитие процесса горения при воспламенении от нагретых поверхностей и смещение по времени основных стадий горения вызывают появление стука, нарушение плавного хода работы двигателя, его перегрев и снижение мощности.
Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на характер процесса сгорания
Влияние любого фактора связано прежде всего с изменением температуры, давления, состава бензиновоздушной смеси, гидродинамических характеристик среды, времени развития всего процесса и отдельных его стадий.
Форма камеры сгорания, расположение свечей обусловливает характер изменения поверхности фронта пламени и путь его прохождения, т.е. скорость горения. Для создания условий нормального сгорания начальные стадии горения необходимо осуществлять в наиболее нагретой части камеры сгорания, а завершаться процесс должен в наименее нагретой зоне.
Увеличение геометрических размеров камеры сгорания способствует детонационному сгоранию. Это обусловлено недостаточным охлаждением сжатой смеси и продуктов сгорания вследствие недостаточной удельной поверхности охлаждения и увеличением длины пути фронта пламени от свечи до отдельных участков камеры сгорания. В целях сокращения длины пути фронта пламени в ряде двигателей вместо одной устанавливают две свечи зажигания в разные места камеры сгорания.
Теплопроводность материала камеры сгорания и эффективность работы системы охлаждения оказывают влияние на отвод тепла и соответственно на температуру газов в цилиндре двигателя. Применение материалов с высокой теплопроводностью позволяет уменьшить склонность бензинов к детонационному сгоранию и увеличить степень сжатия топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя.
С увеличением степени сжатия возрастают термический, индикаторный и эффективный КПД, а вместе с этим и мощность двигателя. Однако при этом повышаются температура и давление топливовоздушной смеси, что способствует возникновению детонации при применении бензина с недостаточной детонационной стойкостью.
Как угол опережения зажигания влияет на мощность и экономичность двигателя
Когда угол опережения зажигания увеличивается, то максимальное давление сгорания также увеличивается, а максимум давления в камере сгорания приближается к ВМТ, что улучшает мощностные характеристики двигателя. Горение начинается при более низких температурах и давлении, но заканчивается при более высоких, что способствует возникновению детонации. Поэтому чем больше угол опережения зажигания, тем вероятнее детонационное сгорание смеси. Одним из способов борьбы с детонацией является уменьшение угла опережения зажигания. Однако при слишком позднем зажигании сильно увеличивается температура и давление газов в цилиндре к моменту открытия выпускных клапанов (третья фаза сгорания), что приводит к перегреву выпускного коллектора, падению мощности и экономичности двигателя.
