Влияние опережения зажигания рабочей смеси. Распространение пламени так же, как и выделение теплоты, происходит с конечной скоростью. Вследствие этого, чтобы получить макси-мальную работу цикла, необходимо устанавливать зажигание с некоторым "опережением относительно в. м. т. Этим достигается своевременное протекание процесса сгорания, а следовательно, и тепловыделения при перемещении поршня вблизи в. м. т. Уг л о м о п е р е ж е и и я за ж г. а Н и я называют угол поворота колёнчатбгб1вала~от мрмента появления искры между электродами свечи до прихода поршня в в. м. т. Влияние угла опережения зажигания 6 на протекание давления в цилиндре показано на фиг. 45.
35 30 25
=7°
=5"
2D Л
Фиг. 45. Влияние опережения зажигания на форму индикаторной диаграммы в двигателе ГАЗ-51 (п = 2100 об/мин, а = 0,92; дроссельная заслонка открыта полностью)-
i-O, =0°; 2-62=7°; 3-Оз=22°; 4-6=27°.
Зажигание рабочей смеси при положении поршня в в. м. т., как видно из диаграмм (фиг. 45, а), приводит к увеличению периода задержки воспламенения 9,. Процесс сгорания растягивается по времени, так как проходит в условиях увеличивающегося объема над поршнем при ослабленном вследствие затухания влиянии турбулентности. Максимальное давление получается значительно позже в. м. т. (около 40° после в. м. т.).
При увеличении угла опережения процесс сгорания развивается скорее. Основная масса" смеси успевает сгорать при перемещении поршня вблизи вГм. Т.7 вследствие чего максимальное давление получается также при положении поршня ближе к вмт. Расширение, газовjiTanoBHTCH более г;рл:: ным...Площадь индикаторных диаграмм в координатах р - V соответственно "возрастает (фиг. 45, б).
Наибольший период задержки получается при наиболее позднем зажигании. Это вызвано тем, что образование начального очага сгорания протекает при увеличении объема цилиндр.т. Наиболее благоприятным для образования начального очага сгорания является зажиганй ""с опережением 5-ТО. Но наимёньшее~вр¥мя~достйжЙ максимального давления насту-" " пает не при минимальном периоде задержки, а несколько большем значении г,., соответствующем большему углу опережения зажигания, в дан-
ном случае при угле 6 = 22°. При этом угле получается наибольшая быстрота нарастания давления по углу поворота вала и наибольшая площадь индикаторной диаграммы (диаграмма 3 на фиг. 45, б). Таким образом, наивыгоднейший для получения наибольшей работы угол опережения зажигания на данном режиме работы двигателя зависит не только от периода задержки т, но и от турбулентных характеристик заряда свежей смеси, определяющих своевременность сгорания.
Наивыгоднейший угол опережения зажигания зависит также и от подготовленности рабочей смеси к сгоранию. Напри.мер, при увеличении степени сжатия наивыгоднейший угол
кг/см 35
д>=11,5 (=1,5"--
д>=19°-.-
%=1еЧ
Щг=г8° -
В,=3101 -0=315° -
60 W 20 0 20 W 60 80
Фиг. 46. Изменение давлений в цилиндре двигателя ГАЗ-51 в зависимости от состава рабочей смеси (п = 2000 об/мин):
/ - а = 0,84; 2 -а = 0,65; 5 -«=1.0; 4 -а= 1.18.
опережения зажигания уменьшается. Наивыгоднейший угол опережения зажигания уменьшается также при повышении температуры впуска свежего заряда.
1 При перегревании элек-I тродов свечи зажигания или возникновении в камере других очагов зажигания, например, тлеющего нагара, раскаленных участков стенок камеры и др., происходит нарушение протекания процесса сгорания. Иногда двигатель продолжает работать при таком «калильном» зажигании, однако при I эгом момент воспламенения смеси не остается постоянным . и могут происходить «преждевременные вспышки», вызывающие стуки и неравномерную работу двигателя.
Влияние состава рабочей смеси. Состав рабочей смеси сильно влияет на скорость сгорания и количество выделяющегося тепла, что отражается на изменении давления п температуры в цилиндре двигателя.
На фиг. 46 для примера приведены совмещенные индикаторные диаграммы, полученные при различных составах рабочей смеси. Для каждого состава смеси, характеризуемого коэффициентом избытка воздуха, устанавливался угол опережения зажигания, при котором наблюдалось появление признаков легкой детонации.
Изменение состава рабочей смеси определяет различные значения наи:. выгоднейшего угла опережения зажигания 5
* Минимальные значения угла опережения 6, и соответствуют коэффициенту избытка воздуха а = 0,8. Этому коэффициенту избытка воздуха соответствует максимальное отношение А/с/Лср и, следовательно, максимальная интенсивность тепловыделения. Обеднение состава смеси (ос > 0,9) вызывает необходимость увеличивать угол опере2ке1Тия, ио при этом "возра стает период задержки т,. "и удлиняется период сгорания; быстрота нараста ния давления Др/Дср уменьшается, так "как интенсивность тепловыделения снижается.
Влияние интенсивности вихреобразования. Интенсивность вихревых движений в камере сгорания зависит от скорости вращения вала двигателя. Вихревые движения вызываются поступлением горючей смеси (или-воздуха) в цилиндр во время хода впуска со значитель-
НОЙ скоростью, увеличивающейся с повышением числа оборотов и усилением потоков, возникающих при ходе сжатия. Одновременно сокращается время затухания турбулентности потоков.
При увеличении числа оборотов вала двигателя период задержки воспламенения по времени и продолжительность сгорания до достижения максимального давления уменьшаются (фиг. 47). Это уменьшение происходит вследствие того, что с увеличением числа оборотов, во-первых, несколько повьннаются температуры в процессе сжатия, а следовательно, и степень подготовленности рабочей смеси к воспламенению, и, во-вторых, усиливаются вихревые движения в камере сгорания. Тем ие менее ускорение сгорания не компенсирует сокращения времени, предоставляемого для процесса сгорания, при увеличении числа оборотов. Поэтому для получения
оптимальных условий сгорания при /"увеличении числа оборотов вала
fW г)
0.610
28 26 2t 22 20 18
необходимо увеличивать опережение зажигания.
1000 то 1800 2200 woo ЗОООпОб/ти
Фиг. 47. Влияние числа оборотов п коленчатого вала на параметры процесса сгорания в двигателе ГАЗ-5!: на период задержки воспламенения х,-, время сгорания до достижения и быстроту нарастания давления Ap/Af.
Фиг. 48. Вид индикаторной диаграммы при детонации.
Детонационное сгорание. Условия и причины появления детонационного сгорания были выяснены ранее (гл. IV). В двигателях с (зажиганием от электрической искры детонация обнаруживается появлением звенящих металлических стуков в цилиндрах. Частота и сила стуков опре-Уделяет интенсивность детонации. При слабой детонации обычно прослу-(шиваются отдельные чередующиеся с некоторыми интервалами слабые стуки. При интенсивной детонации появляются сильные непрерывные стуки, понижается мощность, перегревается двигатель и появляется черный дым (сажа) в отработавших газах Длительная работа двигателя с детонацией .приводит к прогоранию поршней и выкрашиванию заливки вкладышей подшипников.Индикаторная диаграмма двигателя при детонационном сгорании
Гоказана на фиг. 48. Причиной разрушения ряда деталей двигателей при детонации являются местные резкие изменения давления и температуры в ударных волнах, движущихся в камере сгорания.
