Нарушение процесса сгорания в карбюраторных двигателях Детонация.

Детонационное сгорание возникает в наиболее удаленных нагретых точках камеры сгорания камеры сгорания. Смесь в этом месте уже прошла большой путь предпламенных реакций и дополнительное сжатие и нагрев от пламени, распространяющегося от свечи, вызывает образование активных продуктов в виде радикалов, перекисей и др. В результате происходит самовоспламенение смеси. Сгорание носит взрывной характер. Скорость распространения пламени может достигать 2000 м/с с повышением температуры и увеличением дымности. Внешне детонация проявляется в возникновении при работе двигателя на больших нагрузках звонких металлических стуков, являющихся результатом многократных периодических отражений от стенок камеры сгорания образующихся ударных волн.

Рис 40 Типичные ин­дикаторные диаграммы двигателя с искровым зажиганием при работе с детонацией: а — слабой; б — сильной

Длительная работа с детонацией недопустима, т. к. при наличии ударных волн резко возрастает теплоотдача в стенки, что может привести к перегреву двигателя и разрушению отдельных деталей. Вибрационный характер нагрузки на поршень может вызвать нарушение антифрикционного слоя в шатунных подшипниках. Усиливается также износ верхних частей цилиндров, т.к. ударные волны разрушают масляную пленку, покрывающую поверхность цилиндра.

Возникновению детонации способствуют факторы, усиливающие скорость предпламенных реакций:

-высокая реакционная способность топлива (повышается с понижением октанового числа);

-повышение степени сжатия;

-увеличение угла опережения зажигания, при котором P_{z max} достигается при положении поршня ближе к ВМТ;

-состав смеси, соответствующий наиболее давлениям и температура сгорания, а также наибольшим скоростям развития предпламенных реакций;

-несовершенство конструкции камеры сгорания, способствующая замедленному догоранию.

Возникновению детонации препятствуют факторы, ускоряющие сгорание последней части заряда во фронте пламени:

-использование топлив с достаточно высоким октановым числом. В процессе изготовления такого топлива октановое число может быть повышено путем добавки в небольших количествах специальных анти­детонационных присадок,

- уменьшение угла опережения зажигания. При этом снижаются максимальное давление и скорость нарастания давления dP/dφ цикла

- увеличение частоты вращения. В этом случае повышается ско­рость распространения основного фронта пламени и соответственно становится меньше время развития предпламенных процессов в по­следних частях заряда, с другой стороны, интенсивность этих процес­сов снижается из-за большей концентрации в смеси остаточных газов и меньшей скорости нарастания дав­ления. По этим причинам с ростом п вероятность возникновения детонации снижается.

-нагрузка двигателя. Дросселирование связано с уменьшением давления и температуры заряда, а также с увеличением γ_ост, в резуль­тате этого при уменьшении нагрузки склонность двигателя к детона­ции понижается.

-конструктивные мероприятия. Уменьшению вероятности появ­ления де­тонации способствуют снижение степени сжатия, уменьшение диаметра ци­линдра, усиление турбулизации заряда, улучшение охлаж­дения последних порций заряда, уменьшение пути, проходимого фрон­том пламени от свечи до наиболее удаленных частей камеры сгорания.