ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сгорание жидкого топлива в двигателях из "Двигатели внутреннего сгорания 1955 " В зависимости от условий, при которых происходит сгорани топлива, к нему предъявляют весьма различные требования. Осо бенно повышаются требования к топливу, применяемому в двига телях внутреннего сгорания, так как каждая порция топлива введенная в цилиндр, должна сгореть за весьма короткий проме жуток времени. В связи с этим топливо должно хорошо распы ливаться, испаряться и смешиваться с воздухом. Кроме тоге в топливе должно быть минимальное количество вредных приме сей, нарушающих нормальную эксплуатацию двигателей. [c.186] Процесс сгорания топлива в двигателях представляет собо химические реакции окисления топлива кислородом воздуха, сс провождающиеся выделением тепла. Жидкое топливо, применяе мое в двигателях внутреннего сгорания, в основном состоит и водорода (Нг), углерода (С) и иногда кислорода (О ), поэтом в результате протекающих реакций образуются цар1 воды (НгО), углекислый газ (СОг) и окись углерода (СО). [c.186] При полном сгорании и избыточном количестве воздуха продукты сгорания состоят из паров воды (Н2О), углекислого газа (СО2), кислорода (О2) и азота (N2). При неполном сгорании вследствие недостаточного количества воздуха в составе продуктов сгорания не будет свободного кислорода (О2), но появится окись углерода (СО). [c.187] Количество тепла в больших калориях, выделяемого при полном сгорании 1 кг топлива, называется высшей теплотворностью топлива. Если не учитывать части тепла, идущего на парообразование образующейся при сгорании воды, то такая теплотворность 1шзывается низшей или рабочей. [c.187] Низшая теплотворность топлива может быть определена по формуле Менделеева, исходя из элементарного состава топлива. [c.187] Отношение веса действительного количества воздуха Ig, приходящегося на 1 кг топлива, к весу воздуха /о, теоретически необходимого для полного сгорания, называется коэффициентом избытка воздуха и обозначается буквой а, т. е. [c.187] Смесь воздуха и топлива может воспламеняться не при всех условиях. Существуют нижний и верхний пределы состава горючей смеси, вне которых топливо не воспламеняется от искры свечи. [c.188] Нижним пределом воспламеняемости называется такой состав смеси ( тах), при котором дзльнейшее уменьшение содержания топлива в смеси (обеднение смеси) делает смесь невоспламеняемой. [c.188] Пределы воспламеняемости для различных топлив различны. Для бензинов в среднем можно считать верхний предел воспламеняемости amin = 0,4 нижний предел воспламеняемости шах = 1,3. [c.188] Характерной особенностью карбюраторного двигателя является то, что процесс смесеобразования бензина с воздухом в основном происходит вне цилиндра. В цилиндр двигателя поступает горючая смесь, в которой бензин находится почти полностью в парообразном состоянии. Частицы бензина, не успевшие испариться в карбюраторе и во впускном трубопроводе, испаряются внутри цилиндра во время тактов впуска и сжатия. [c.188] Экспериментами, проведенными проф. Брилингом Н. Р., Петровым В. А., Бугровым Е. П. и другими, установлено, что пределы изменения состава горючей смеси, обеспечивающие наилуч-щее протекание рабочего процесса двигателя на максимальной и средних нагрузках, характеризуются а = 0,8—1,2. [c.188] Внешним признаком работы двигателя на переобедненной смеси являются обратные вспышки в карбюратор. Обратные вспышки объясняются замедленным горением смеси, которая продолжает гореть в цилиндре вплоть до очередного такта впуска, вследствие чего вновь поступающая горючая смесь воспламеняется и вспышка передается во впускной трубопровод и далее распространяется в карбюратор. [c.188] Если двигатель работает на богатой смеси, то топливо сгорает неполностью вследствие недостатка кислорода. В этом случае увеличивается удельный расход топлива, а при сильном обогащении смеси, кроме того, наблюдается дымление на выпуске (в отработавщих газах появляется сажа). [c.188] Наивыгоднеиший состав смеси при заданных условиях работы двигателя определяется экспериментальным путем, для чего снимают регулировочные характеристики. Эти характеристики называются регулировочными потому, что они применяются для выбора оптимальной регулировки карбюратора или для проверки имеющейся. Регулировочная характеристика дает представление о зависимости между качественным составом смеси, с одной стороны, и мощностью и экономичностью двигателя, с другой (см. главу VIII). [c.189] Наибольшая мощность двигателя достигается при несколько обогащенной смеси, обладающей наибольшей скоростью сгорания. Ряд исследований подтверждает, что максимальная мощность двигателя получается при смеси состава а = 0,8—0,9. Из этого следует, что состав смеси, при котором двигатель развивает максимальную мощность, не будет соответствовать максимальной экономичности двигателя вследствие неполного сгорания топлива из-за недостатка воздуха. Максимальная экономичность, т. е. минимальный удельный расход топлива, получается при таких значениях а в области бедных смесей, когда с увеличением полноты сгорания скорость сгорания, а следовательно, и мощность двигателя не будут слишком низкими. Таким значениям а, как показывает опыт, отвечает а= 1,1 —1,2. В нормально работающем карбюраторном двигателе фронт пламени, возникающий от искры свечи, распространяется по объему камеры сгорания со скоростью до 20—30 м сек и последовательно охватывает части всего заряда. При такой скорости распространения пламени давление в цилиндре двигателя нарастает плавно и работа двигателя происходит достаточно мягко. [c.189] При некоторых определенных условиях нормальный процесс сгорания нарушается, появляется взрывное сгорание или, как его называют, детонационное сгорание. Внешними признаками детонационного сгорания бензина в двигателе являются звенящие металлические стуки в цилиндрах, перегрев двигателя, клубы черного дыма в отработавших газах происходит также падение мощности (крутящего момента) двигателя. [c.189] При длительной работе с детонацией возможно прогорание поршней и выкрашивание баббита из подщипников. [c.189] Наиболее опасными очагами в отношении детонации будут те части смеси, которые наиболее удалены от свечи и соприкасаются с сильно нагретыми поверхностями деталей внутренней полости цилиндра, так как в этих местах создаются наиболее благоприятные условия для образования перекисей. [c.190] Возникновение и интенсивность проявления детонации в двигателе зависит от многих причин, как-то физико-химических свойств применяемого топлива, состава рабочей смеси, момента ее зажигания, теплового состояния двигателя, числа оборотов двигателя, конструктивных особенностей двигателя (степень сжатия, размеры цилиндров, форма камеры сгорания, расположение свечи) и т. д. [c.190] Основную роль в возникновении детонации играют физикохимические свойства топлива и степень сжатия. При высокой степени сжатия увеличиваются давление и температура смеси, а это способствует детонационному сгоранию топлива. [c.190] Вернуться к основной статье