Детонация в двигателях внутреннего сгорания

ДЕТОНАЦИЯ В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ [c.219]

Нежелательной формой горения является так называемая детонация в двигателях внутреннего сгорания. В замкнутом объеме камеры сгорания двигателя несгоревшая часть топлива адиабатно сжимается до высокой температуры за счет увеличения объема сгоревшей части. Если при этом будет превышена температура воспламенения, то после некоторой паузы, зависящей от. рода топлива и его состояния, происходит самовоспламенение. При этом уже сильно сжатый остаток горючей смеси мгновенно сжимается до очень высокого давления. Возникающие в результате этого волны давления имеют большую амплитуду и крутой фронт. При достижении металлических стенок эти волны вызывают характерные резкие звуки, называемые стуками или детонацией. Если скорость распространения пламени достаточно велика для того, чтобы в течение паузы, предшествующей самовоспламенению, вся смесь успела воспламениться, детонация отсутствует. Кроме того, что детонация вызывает значительные механические напряжения в деталях двигателя, она также увеличивает потери тепла к стенкам. Это в свою очередь приводит к уменьшению к. п. д. двигателя и его перегреву. Детонация является характерным свойством топлива. Для каждого топлива она наступает тем раньше, чем больше нагрузка двигателя и чем сильнее подогрета и сжата горючая смесь. Кроме того, детонация зависит от избытка воздуха, типа двигателя и характера его эксплуатации. Сжатые формы камеры сгорания, малые габариты цилиндра, хорошее охлаждение, интенсивное завихрение смеси, высокое число оборотов приводят к уменьшению вероятности детонации. [c.219]

Обычно степень сжатия в двигателях внутреннего сгорания выбирается при проектировании на основе опытных данных. Выбор рациональной степени сжатия связан с влиянием ряда весьма сложных факторов. В двигателях, работающих по циклу с изохорическим сгоранием, степень сжатия ограничивается, в частности, наступлением детонации топлива. [c.80]

Когда тяговые электродвигатели требуют для себя мощности большей, чем дает двигатель внутреннего сгорания, то буферная аккумуляторная батарея работает параллельно с двигателем внутреннего сгорания, а когда расход энергии тяговыми двигателями уменьшается (движение накатом, стоянка или остановка у светофора), то происходит зарядка аккумуляторной батареи. Важно то, что двигатель внутреннего сгорания, работая все время в стационарном режиме, может быть выполнен особым образом. Современный прогресс в высокооборотных двигателях позволяет сделать двигатели для системы КЭСУ при потребной мощности в 6 12 кВ, с числом оборотов коленчатого вала в 8000—10 ООО об/мин с весьма низкой средней скоростью поршня, при полном использовании явлений колебания воздуха на всасывании и на выпуске. Высокие обороты коленчатого вала двигателя позволят поднять степень сжатия без опасения появления детонации и добиться при интенсифицированном зажигании устойчивой работы на стационарном режиме работы двигателя при а 1,35, что обусловливает отсутствие окиси углерода и минимум наличия окислов азота. Литровая же мощность при больших оборотах, несмотря на высокое значение коэффициента избытка воздуха а, будет достаточно велика. [c.398]

Типичным примером неклассической детонации можно назвать детонацию в поршневом бензиновом двигателе внутреннего сгорания. Большие заслуги в исследовании этого явления имеет А. С. Соколик (ссылки см. в его книге Самовоспламенение, пламя и детонация в газах , 1960), выявивший условия возникновения и особенности распространения этого типа детонации, а также предложивший меры ее подавления. [c.402]

Воинов A. H., О детонации и воспламенении в двигателе с искровым зажиганием. Сб. трудов Поршневые двигатели внутреннего сгорания , Изд-во АН СССР, 1956. [c.268]

Иногда перегрузки могут возникать в результате случайных причин, например в рессорах автомобилей при движении по неровной дороге, в коленчатых валах двигателей внутреннего сгорания в случае преждевременных вспышек или детонации, а также в осях вагонов при прохождении через участки рельсов со слабо подбитыми шпалами и т. п. [c.676]

В прошлом зависимость давления в цилиндре по времени использовалась в качестве характеристики двигателя внутреннего сгорания. Недавно было предложено применять эту зависимость для регулирования опережения зажигания в замкнутой системе автоматического регулирования с обратной связью по детонации [1, 2]. Целесообразность использования такой системы определяется главным образом стоимостью и надежностью датчика, предлагаемого для соответствующих измерений. [c.19]

Управление импульсом воздействия ударных волн обнаруживает ряд практических приложений - таких, как меры безопасности при взрывах в шахтах, домах, при разрыве трубопроводов, емкостей под давлением, производство чипов, очистка поверхностей ударными волнами, улучшение смешения при сверхзвуковом горении и для детонации в частотном режиме, а также при разработке устройств для уменьшения акустического воздействия выхлопов двигателей внутреннего сгорания. [c.194]

На заре автомобилестроения прямая перегонка нефти полностью обеспечивала потребности в топливе для двигателей внутреннего сгорания. Бензины прямой гонки состоят из устойчивых углеводородов, которые длительное время могут храниться в бензохранилищах без заметного смолообразования. Однако использование таких бензинов в автомобильных двигателях вызывает детонацию, которая способствует преждевременному износу мотора. С появлением двигателей, работающих на повышенных степенях сжатия, возникла проблема повышения октанового числа топлива. [c.34]

Значение энергии активации зависит также от исходного состояния реагирующих веществ (топлива и окислителя), прежде всего от температуры и давления. Чем выше температура, тем больше средняя скорость молекул топлива и воздуха в цилиндре расширительной машины. Чем больше скорость молекул, тем больше их кинетическая энергия. При сжатии внутренняя (кинетическая) энергия горючей смеси увеличивается. В этом случае энергия активации уменьшается. При большом сжатии можно достичь такой температуры рабочего тела (горючей смеси), при которой энергия активации равна нулю Еа = 0). В этом случае реакция окисления бензина может начаться самопроизвольно. Как правило, такая реакция окисления начинается по всему объему горючей смеси, что приводит к взрывному характеру. Возникает детонация, о которой говорилось выше. Чтобы этого не допустить, горючую смесь в цилиндре бензинового двигателя сжимают до состояния, недостаточного для возникновения самопроизвольной реакции окисления, а недостающую энергию активации подводят к горючей смеси извне посредством электрического разряда. В этом случае процесс сгорания топлива возникает между электродами свечи, и пламя последовательно распространяется по всему объему цилиндра расширительной машины двигателя. Топливо окисляется последовательно в узком слое, разделяющем несгоревшую часть топлива от сгоревшей части. Эту зону называют фронтом пламени. Фронт пламени распространяется подобно волнам на воде, образующимся при бросании камня. Перед фронтом пламени находится несгоревшая горючая смесь, за фронтом — продукты сгорания топлива. [c.193]

Головка имеет с внутренней стороны углубления, образующие камеры сгорания, и выполняется из алюминиевых сплавов, обладающих большой теплопроводностью. Благодаря этому внутренняя поверхность головки, соприкасающаяся с рабочей смесью, быстро охлаждается н тем самым предупреждает возникновение детонации. Детонация в двигателях внутреннего сгорания — чрезвычайно быстрое, неправильное сгорание рабочей смеси, сопровождающееся резкими колебаниями давления в цилиндре, неустойчивой работой, падением мощности двигателя и т. п. Головка блока цилиндров имеет зарубашечное пространство, которое через каналы в плоскости разъема соединяется с рубашкой блока цилиндров. Таким образом, образуется общая охлаждающая рубашка двигателя. Через эту рубашку пропускается охлаждающая жидкость, предупреждающая перегрев двигателя. [c.212]

Разработка новых схем и тршов двигателей (двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных, воздушно-реактивных и ракетных двигателей), совершенствование их работы, разработка новых взрывчатых веществ, новых высококалорийных топлив, анализ безопасности ряда производств приводят к необходимости углубленного исследования гетерогенного горения взвесей распыленного жидкого или твердого горючего, исследования детонации, взрыва и других газодинамических явлений в газовзвесях. Результаты таких исследований особенно важны для анализа пожаро- и взрывобезопасности технических устройств, в которых могут образоваться способные к детонации и горению взвесене-сущие или газопылевые среды. Именно в газовзвесях можно по-1 [c.3]

В карбюраторных двигателях внутреннего сгорания детонация горючей омеси в процессе ее сжатия резко ухудшает работу и может вызвать износ и поломки. Для ее предотвращения выбирают топлива с достаточно высокой температурой воспламенения или добавляют в топливо антидетонаторы — вещества, пары которых взаимодействуют с активными радикалами, уменьшая скорость реакции. Наиболее распространенный антидетонатор — тетраэтилсвинца РЬ(С2Н5)4—силь- [c.148]

Октановое число - условный показатель (ед.) антидетонационных свойств моторного топлива. Чем выше О. ч., тем выше стойкость топлива к детонации. О. ч. равно такому процентному содержанию (объемная доля в %) изооктана в смеси с н-гепта-ном, при к-ром детонационная стойкость этой смеси и сравниваемого топлива одинаковы. Детонационная стойкость изооктана условно принята за 100, а н-гептана — за О. Одна октановая ед. соответствует изменению на 1 % (объемная доля) содержания изооктана в изооктановой смеси. О. ч. применяют для характеристики топлив двигателей внутреннего сгорания. Практически О. ч. находят сравнением исследуемого топлива с вторичными топливами, в качестве к-рых используют специальные смеси, детонационная стойкость к-рых точно известна. Такими вторичными эталонными топливами явл. бензол, бензины прямой гонки, технический изооктан и др. О. ч. опред. в стандартных условиях на специальных малоразмерных одноцилиндровых двигателях по одному из трех методов — моторному, исследовательскому или температурному, различающихся по параметрам работы двигат( ля. О. ч.характеризует топливо при работе двигателя на бедной рабочей смеси (с коэфф. избытка воздуха [c.308]

ДЕТОНАЦИЯ ТОПЛИВ в карбюраторном двигателе внутреннего сгорания представляет особое протекание сгорания, внешним признаком к-рого является характерный металлич. звук, подобный звуку от удара. Д. т. поэтому часто называют стуком , что соответствует англ. термину — kno k. Кроме определения Д. т. непосредственно на слух имеются попытки более объективной оценки с помощью микрофона, помещенного вблизи детонирующего двигателя и снабженного приспособлением, непосредственно регистрирующим силу звука электрич. путем по изменению силы тока [i]. Индикаторная диаграмма в случае детонации показывает резкий, практически мгновенный скачок давления, сопровождающийся таким же резким его спаданием в отличие от плавного изменения давления до и после максимума в случае нормальной работы двигателя (фиг. 1). [c.277]

Своеобразным является вопрос о целесообразности добавления к топливам воды. В настоящее время этот метод используется при работе на остаточных нефтяных топливах калоризаторных двигателей Lanz — Bulldog. Совершенно очевидно, что за счет испарения воды происходит внутреннее охлаждение смеси при впуске, вызывающее соответствующее уменьшение давления в конце сжатия и, следовательно, уменьшение склонности к детонации. Кроме того, вода может способствовать удалению нагара из камеры сгорания, воздействуя на него по реакции образования водяного газа. [c.126]

Блоки цилиндров современных двигателей — весьма ответственные, крупные и сложные по форме детали. Работают они в тяжелых условиях на блок действуют разрывающие усилия от вспйшки, изгибающие усилия от бокового давления поршней блок нагружен вместе с ifЯpтepoм рабочими усилиями, головка блока находится под воздействием высокой температуры, которая на внутренней поверхности камеры сгорания достигает 300°, в л в время как другие-части блока работают при температурах, близких к температуре охлаждающей жидкости. Неодинаковое нагревание отдельных частей блока вызывает появление внутренних напряжений в его теле. Стенки камеры сгорания и выхлопных каналов омываются горячими газами, вызывающими коррозию и эрозию. Эти стенки повержены также разрушительному действию детонации. [c.463]

Известно , чем больше степень сжатия рабочего тела в расширительной машине, тем больше термический КПД цикла. Однако в бензиновых двигателях степень сжатия ограничивают некоторым верхним пределом, зависящим в первую очередь от свойств бензина. Это ограничение вызвано следующими обстоятельствами. При увеличении температуры горючей смеси при сжатии скорость молекул топлива и воздуха увеличивается. Внутренняя энергия рабочего тела (горючей смеси) определяется суммарной кинетической энергией его молекул. Температура тела является мерой средней скорости молекул. В процессе движения молекулы сталкиваются. Если кинетическая энергия молекул топлива и воздуха большая, то в результате столкновения происходит их разрушение. При таком разрушении атомы водорода и углерода, входяпще в состав углеводородного топлива, могут соединиться с молекулами кислорода, входящего в состав воздуха. В результате этого самопроизвольно начинается реакция окисления топлива. Эта реакция может начаться одновременно по всему объему рабочего тела (происходит взрыв). В результате мгновенного окисления (сгорания) бензина мгновенно нарастает давление рабочего тела (смеси образующихся газов). Чем больше давление рабочего тела, тем больше усилие, приложенное к поршню. Таких ударных нагрузок поршень не может выдержать и разрушается. Взрывное сгорание бензина в цилиндре расширительной машины называют детонацией. Для исключения взрывного эффекта рабочее тело в цилиндре расширительной машины сжимают до такого давления, при котором детонация бензина невозможна. [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...