Детонация влияние на работу двигателя

Следует отметить, что еще до появления каких-либо видимых разрушений работа двигателя с детонацией ведет к повышенному износу деталей [29]. Так, в табл. 12 приведены результаты исследования [30] влияния детонации на износ, цилиндров. Опыты проводились на шестицилиндровом двигателе таким образом, что три цилиндра работали с детонацией, а три других — без детонации. Через 200 ч испытаний проводился второй этап, во время которого три цилиндра, ранее работавшие без детонации, переводились на детонационный режим, и наоборот. Исследования показали, что при работе двигателя с детонацией, в тех случаях, когда не наблюдается аварийных разрушений, происходит снижение его долговечности в 1,5—3 раза. [c.70]

Детонационная стойкость является основным показателем качества авиа- и автобензинов, она характеризует способность бензина сгорать в ДВС с воспламенением от искры без детонации. Детонацией называется особый ненормальный режим сгорания карбюраторного топлива в двигателе, при зтом только часть рабочей смеси после воспламенения от искры сгорает нормально с обычной скоростью. Последняя порция несгоревшей рабочей смеси, находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате скорость распространения пламени возрастает до 1500 - 2000 м/с, а давление нарастает не плавно, а резкими скачками. Этот резкий перепад давления создает ударную детонационную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью. Удар такой волны о стенки цилиндра и ее многократное отражение от них приводит к вибрации и вызывает характерный звонкий металлический стук высоких тонов. При детонационном сгорании двигатель перегревается, появляются повышенные износы цилиндро-поршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов. При длительной работе на режиме интенсивной детонации возможны и аварийные последствия. Особенно опасна детонация в авиационных двигателях. На характер сгорания бензина и вероятность возникновения детонации в карбюраторных двигателях оказывают влияние как конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, диаметр цилиндра, форма камеры сгорания, расположение свечей, материал, из которого изготовлены поршни, цилиндры и головка блока цилиндра, число оборотов коленчатого вала, угол опережения зажигания, коэффициент избытка и влажность воздуха, нагарообразование, тепловой режим в блоке цилиндров и др.), так и качество применяемого топлива. [c.123]

Влияние С. с. на детонацию в двигателе. Чем выше С. с., тем более высокое о. ч. бензина необходимо для нормальной работы двигателя. [c.605]

Октановое число бензина зависит от его углеводородного состава. Склонность к детонации в различных двигателях неодинакова она зависит от степени сжатия, опережения зажигания, состава горючей смеси, ее температуры, температуры охлаждающей воды в рубашке двигателя, регулировки карбюратора, характера отложений в камере сгорания и многих других факторов. Удовлетворительные антидетонационные характеристики бензина в данном двигателе достигаются лишь в том случае, если октановое число бензина не меньше требуемого двигателем уровня. Вследствие влияния многих факторов антидетонационные характеристики бензина при определении их на разных двигателях неизбежно будут несколько различаться. Важно и то, что шкала октановых чисел является не абсолютной, а лишь относительной. В любых методах сравнивают детонационную стойкость испытуемого топлива и смесей н-гептана с 2,2,4-триметил-нентаном (изооктаном). Любое испытуемое топливо, характеристики которого по-разному меняются при изменении режима или условий работы, будет иметь при испытаниях по исследовательскому [6, 9] и моторному 13] методам октановое число, отличающееся от октанового числа эталонного топлива. По той же причине дорожные октановые числа одного и то] о же топлива при определении на разных автомобилях всегда будут неодинаковыми. В этом и заключается основной недостаток шкалы октановых чисел параметр не является абсолютным критерием антидетонационной стойкости [138]. [c.325]

Фиг. 4. Влияние тяжелых условий работы двигателя на детонацию, вызываемую нагарами, накопленными при работе с небольшой нагрузкой на коммерческом этилированном топливе и коммерческом масле.

При работе на взлетном и особенно на форсированных режимах с двигателя снимается максимальная мощность, достигаемая увеличением наддува двигателя. Так как при этом резко увеличиваются тепловые и динамические нагрузки двигателя, а также склонность топлива к детонации, то применение высоких наддувов возможно лишь при одновременном охлаждении двигателя. Такое охлаждение может быть достигнуто глубоким обогащением рабочей смеси. Поэтому при работе на указанных режимах рабочую смесь обогащают до а = 0,6 0,7. Столь сильное обогащение резко ухудшает экономичность двигателя, но ввиду того, что на таких режимах двигатель работает недолго, на общий расход топлива работа на богатых смесях большого влияния не оказывает. Прп работе двигателя на номинальном режиме состав рабочей смеси а = 0,75 Ч- 0,80. [c.38]

На рис. 12 приведены снимки шкалы указывающего прибора пьезокварцевого детонометра при детонации и без нее. При отсутствии детонации стрелка прибора находится в состоянии непрерывных слабых колебаний, характеризующих нуль прибора и являющихся следствием принципа его действия. Датчик пьезокварцевого детонометра воспринимает давление газов, возникающее, разумеется, и при нормальном сгорании. Точное сохранение нулевого положения прибора достигается применением компенсационного тока. Однако экспериментальная проверка показала влияние на нуль прибора величины максимального давления сгорания в двигателе, а также числа оборотов. Зависимость нуля прибора от режима работы двигателя (без детонации) требует автоматической регулировки компенсационного тока, осуществить которую трудно. Значительного уменьшения смещения нуля прибора можно достигнуть [c.251]

Износ двигателя и его экономичность в значительной мере зависят от наличия в бензинах тяжелых фракций углеводородов. Их количество характеризуется температурами конца кипения и перегонки 90 % бензина. Если эти температуры высокие, то тяжелые фракции не успевают испариться во впускной системе и поступают в цилиндры двигателя в жидком виде. В результате часть их не успевает сгорать и экономичность двигателя ухудшается. Тяжелые фракции бензина, осевшие на стенках цилиндра, смывают масло с трущихся поверхностей и ухудшают условия их смазки. Следствие этого —- повышенный износ деталей цилиндропоршневой группы двигателя. Тяжелые фракции топлива попадают в картер двигателя и снижают вязкость масла, что также увеличивает износ двигателя. Несгоревшее в цилиндре топливо откладывается на поверхности камеры сгорания и поршней в виде нагара, который инициирует детонацию, калильное зажигание и вызывает другие нарушения в работе двигателя. Поэтому, чем меньше температура конца кипения бензина и перегонки его 90 %, тем лучше бензин с точки зрения его влияния на износ двигателя и экономичность. Для бензинов установлены нормы на температуры перегонки 90 % и конца кипения бензина для летнего бензина соответственно не выше 180 и 195 °С и для зимнего — не выше 160 и 185 С. [c.19]

Вопрос о влиянии тетраэтилсвинца (ТЭС), как типичного моторного антидетонатора, на развитие детонации в трубах привлекал особое внимание, как возможный путь к выяснению связи между явлениями детонации в трубах и стука в двигателе. В работе Эджертона и Гейтса [72] было показано, что добавка ТЭС до 0,13% (моль) от смеси ацетилена и пентана с Ог и N2 не тормозит возникновения детонации, либо даже несколько ускоряет его. Определенный тормозящий эффект на развитие предетонационного горения был обнаружен только при давлениях ниже атмосферного в работе [38]. [c.371]

Рис. 297. Влияние добавки формальдегида (сплошная линия) и ацетальдегида (штриховая линия) на детонацию в двигателе при работе на различных горючих

Рис. 298. Влияние добавок NO2 (сплошные линии) и СНз J) (штриховые линии) на детонацию в двигателе прп работе на различных горючих

Целью исследовательских работ по применению нитропарафиновых топлив в поршневых двигателях, проводившихся лишь на протяжении последних нескольких лет и сосредоточенных главным образом в Калифорнийском университете 136,39], была разработка теории и накопление экспериментальных данных, доказывающих необходимость пересмотра общепризнанного взгляда на плотность рабочего заряда как иа важнейший параметр, определяющий эксплуатационные характеристики двигателя, и необходимость учета влияния других характеристик топлива помимо испаряемости, склонности к детонации и образованию отложений. [c.277]

Следует отметить, что при применении определенного топлива факторы, вызывающие повышение давления и температуры в части заряда рабочей смеси, сгорающей в цилиндре двигателя в последнюю очередь, благоприятствуют более интенсивному протеканию цепной реакции и, тем самым, более легкому возникновению детонации, а факторы, приводящие к понижению давления и температуры, наоборот, затрудняют ее возникновение. Этим объясняется, например, общеизвестное влияние на детонацию в двигателе таких факторов, как степень сжатия, диаметр цилиндров двигателя, форма и материал головки цилиндров,материал поршней, наличие нагара, температура охлаждающей воды, угол опережения зажигания и т. д. Все эти факторы оказывают более или менее значительное влияние на температур ный режим работы цилиндра. [c.19]

Влияние конструкции камеры сгорания на детонацию может быть изучено путем сравнения требований к качеству топлива, предъявляемых различными конструкциями при стандартных условиях испытания. Эти условия включают контроль таких переменных на входе воздуха в карбюратор, как температура, давление и влажность. В каждой индивидуальной конструкции камеры сгорания строго фиксируются все физические и механические переменные, как эксцентрики или кулачки, их расположение, клапаны, размеры всех проходов, а также при конструировании камеры сгорания стараются насколько возможно иметь лишь одну переменную. За исключением особо отмеченных случаев, опыты проводились со сравнительно чистыми камерами, так как не делалось прямых попыток накопления нагаров на частях двигателя в начальном периоде изучения. Старались, чтобы перед каждым испытанием камера работала примерно одинаковое время, чтобы свести к минимуму влияние многих дополнительных факторов, связанных с присутствием нагаров, так как эти дополнительные факторы могли бы замаскировать результаты основного исследования. По окончании этих начальных экспериментов на отобранных конструкциях камер сгорания была проведена работа по изучению влияния нагаров. [c.416]

Несмотря на очень большое число экспериментальных работ по вопросам повышения антидетонационных качеств автотракторного топлива, изысканию антидетонаторов для этих топлив, а также по вопросу о влиянии на интенсивность детонации конструкции двигателя (форма камеры горения, зажигание), металла поршней и головки и т. д., все же многое в этой области остается недостаточно разработанным и во всяком случае недостаточно освещенным. [c.24]

Приведенные соображения не объясняют результата того испытания, на который я ссылался в докладе. В этом случае, благодаря добавлению к свежей рабочей смеси продуктов сгорания, двигатель мог работать на холостом ходу при полном открытии дросселя и нри составе рабочей смеси, соответствующем коэффициенту а, равному 0,92—0,94. Повидимому, все же следует признать, что остаточные газы оказывают существенное влияние на процесс сгорания. По этому вопросу, так же как и по вопросу о механизме воздействия воды на гашение детонации (и в частности на участие воды в процессе горения топлива), никто не высказал своих соображений, между тем уточнение этого вопроса определяет наиболее рациональные пути использования воды в качестве антидетонатора. [c.33]

Детонация вызывает резкое уменьшение мощности и экономичности двигателя и действует разрушительно на ряд основных деталей. Борьба с детонацией прежде всего является борьбой за рациональную организацию сгорания топлива, в которой проблема подбора топлива играет решающую роль в качестве одного из наиболее эффективных методов уменьшения склонности двигателя к детонации. Чрезвычайная сложность явления детонации обусловила то, что, несмотря на огромное число исследований, посвященных этому явлению, природа его до сих пор еще не вполне установлена, как равно еще недостаточно учтена степень влияния па детонацию различных факторов. Несомненно, что детонация представляет собою особый характер протекания сгорания в двигателе, сопровождающегося очень быстрым воспламенением горючей смеси и связанной с этим большой скоростью выделения тепловой энергии. Переход нормального сгорания в детонацию может быть связан не только с громадным увеличением скорости протекания реакций, но также и с изменением характера реакций сгорания. Процесс детонации включает одновременно достаточно быстрое протекание реакций, обусловливающих бурное выделение анергии, и связанные с этим физические явления, влияющие как на состояние рабочего тела, так и на протекание самих исходных реакций. Явленпе детонации, обусловленное процессами, происходящими в газах, записпт почти от всех параметров работы двигателя, так как они отражаются на характере этих процессов, воздействуя или непосредственно на химический состав горючей смеси, или на ее термическое [c.353]

Согласно теории окисления через перекиси скорость химических реакций процесса горения углеводородных смесей обусловливается интенсивностью возникновения активных перекисей, с одной стороны, и быстротой их исчезновения—с другой. В период индукции в горючем происходит первичное накопление перекисей. Увеличение количества молекул перекиси сопровождается повышением числа экзотермических реакций окисления, что вызывает возрастание температуры и, следовательно, большую интенсивность возникновения новых молекул перекиси. При достаточной концентрации активных перекисей скорость реакции окисления настолько возрастает, что появляется пламя. Между моментом достижения достаточной для воспламенения концентрации перекисей и самим воспламенением протекает некоторый интервал времени, в результате чего горючая смесь в момент появления пламени оказывается пересыщенной перекисями, почему реакция принимает чрезвычайно бурный характер, т. е. возникает детонация. Очевидно, что то горючее будет наиболее склонно к детонации, у которого возрастание скорости образования перекисей прл повышении температуры будет происходить наиболее интенсивно, так как в этом случае будет увели-чиваться возможность пересыщения смеси перекисями в момент воспламенения. Влияние перекисей на возникновение детонации в двигателе было показано Каллендаром экспериментально. Он испытывал влияние на работу двигателя добавляемых к топливу стойких (перекись бензоила) и нестойких (перекись ацетила, перекись метилэтилкетона и др.) перекисей и отметил различие в их влиянии. [c.354]

Метод оценки влияния бензинов и присадок на рабочие показатели двигателя. Сущность метода заключается в определении изменения показателей мощности и удельного расхода топлива, а также влияния на состав отработавших газов при работе двигателя на испытуемом образце топлива по сравнению с эталонным топливом. Метод разработан во ВНИИ НП. Испытание проводится на стенде, созданном на базе модернизированной установки НАМИ-1 М с одноцилиндровым отсеком двигателя ЗИЛ-130. Стенд состоит из двигателя, электробалансирной машины, устройства электронного регулирования и автоматического поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала, контрольно-измерительной аппаратуры с автоматическим поддержанием температурного режима двигателя и температуры воздуха на впуске, устройств регулирования и измерения расхода воздуха и топлива, регулирования угла опережения зажигания, отбора и анализа проб отработавших газов. Перед проведением испытаний установку обкатывают и проверяют в соответствии с методикой. Сравнение показателей работы двигателя на испытуемом и эталонном топливах производится по регулировочной характеристике по расходу топлива, снятой при изменении частоты вращения коленчатого вала от 1200 до 2000 мин . При испытании поддерживается следующий температурный режим температура охлаждающей воды, выходящей из двигателя -80 3, масла в картере — 74 2, воздуха на впуске — 37 3°С. Испытание проводится при постоянном положении дроссельных заслонок карбюратора. Измерение расхода топлива и воздуха осуществляется специальными устройствами. На установившихся 3- 4 режимах частоты вращения коленчатого вала, например 1200, 1500, 1800 и 2000 мин , подбирают оптимальный угол опережения зажигания, обеспечивающий наибольшую мощность двигателя при работе на границе детонации. Определяют на каждом режиме расход топлива, обеспечивающий наибольшую мощность (при дальнейшем увеличении расхода мощ- [c.413]

Следующим физическим фактором, который имеет существенное влияние на октановые требования двигателя, является величина зазора между поршнем и головкой блока цилиндров в верхней мертвой точке. Часто здесь используют термин толщина гашения , так как предполагают, что имеют дело с гашением детонации. Однако очень трудно отделить фактор толщины гашеНия от других переменных, и для правильной оценки его роли требуются опыты с изменением толщины гашения при постоянстве всех других параметров. Вопрос о трудности выделения влияния этого фактора рассматривали тахже Герон и Фельт [8]. На фиг. 27 приведены две конструкции камеры сгорания, идентичные во всем, кроме величины зазора. Уменьшение зазора снижает требования к качеству топлива на 13 еоктановых единиц при соответствующем увеличении мощности на границе детонации, развиваемой при работе двигателя на 70-октановом топливе. [c.425]

Трудно понять, как такое незначительное изменение конструкции может дать столь существенный эффект. На примере-фиг. 17 и 18 уже было показано, что во время догорания остатков заряда топлива поршень идет вниз, влияние толщины гашения в это время едва ли может быть эффективным. Поэтому можно заключить, что уменьшение зазора значительно увеличивает турбулентность. Герои и Фельт [8] также детально изучили это явление. Они показали, что уменьшение зазора увеличивает мощность на границе детонации они приписывают это улучшение работы двигателя увеличенным скоростям при приближении поршня к верхней мертвой точке. [c.425]

При определенных условиях работы двигателя нормальное сгоранне топлива нарушается и скорость распространения фронта пламени резко возрастает, достигая 2000—2500 м/сек-, сгорание принимает взрывной или детонационный характер, сопровождаясь очень высокими местными повышениями температуры и давления, резким металлическим звуком, падением мощности. Наиболее склонна к детонационному сгоранию или к детонации часть рабочей смеси, сгорающая в последнюю очередь. Склонность топлива к детонации зависит от химического состава топлива и ряда конструктивных и эксплуатационных факторов, влияние которых рассматривается ниже. [c.66]

Выше было указано, что отработавшие газы оказывают определенное положительное влияние на уменьшение интенсивности детонации. Еще в 1919—1920 гг. мы использовали этот прием для уничтожения стуков, возникающих при работе двигателя на газолино-эфирной смеси однако механизм воздействия отработавших газов на процесс горения топлива в двигателях внутреннего сгорания и на явление детонации все еще недостаточно ясен. Вообще говоря, воздействие отработавших газов на горейие топлива в двигателях внутреннего сгорания может быть весьма различным в зависимости от состава рабочей смеси. При очень богатой рабочей смеси отработавшие газы содержат значительное количество продуктов распада несгоревшего топлива, и в этом случае они [c.27]

Влияние увеличения степени сжатия на детонацию очевидно из вышеприведенного рассуждения. Подобным же образом легко оценить влияние опережения зажигания. Оно приводит к большему сжатию несгоревшей части газа, благодаря увеличению пути пламени перед верхней мертвой точкой. Таким образом, опережение зажигания приводит к более высокому максимальному давлению. Действие наддува сводится к увеличению давления. Уменьшение пути пламени было целью многих усовершенствований в конструкции головки цилиндра [И]. Среди них может быть упомянута головка цилиндра конической формы со свечой в верхней части и двойным зажиганием. Увеличение завихрения также уменьшает время нормального сгорания ). Газ приводится в движение потоком, засасываемым через впускной клапан, ходом поршня и расширением горящего газа. Отсюда видно, что конструкция головки цилиндра сильно влияет на завихрение. Конструкция так называемой высокотурбулентной головки хорошо известна. Следует, однако, отметить, что слишком большая турбулентность может вызвать слишком быстрое сгорание и, соответственно, жесткую работу двигателя [13]. Запаздывание искры уменьшает сжатие несгоревшей смеси, так как возрастает доля процесса сгорания, происходящая после верхней мертвой точки. Если несгоревшая часть газа сжимается в узком пространстве, то это препятствует его охлаждению, но понижает химическую активность. Если применяемое топливо имеет низкотемпературный взрывной полуостров, то охлаждение благоприятно только в том случае, если оно не приводит смесь в эту область высокой химической активности. Кроме того, оно увеличивает еще скорость обрыва цепей, что, в свою очередь, увеличивает задержку воспламенения. с то замечание о влиянии охлаждения на задержку воспламенения показывает, как трудно предсказать, в какую сторону будет направлено влияние температуры двигателя. В этом отношении интересны опыты Дюмануа [14]. Он нашел, что при постепенном увеличении средней температуры камеры сгорания с помощью увеличения как степени сжатия, так и температуры охлаждающей среды, детонационное сгорание может уступить место плавному нормальному сгоранию. [c.402]

В 1924 г. Минджлей и Мак Кэрти [32] изучали сравнительное влияние различных условий работы двигателя на величину суммарной энергии, излучаемой через кварцевое окно, по-мсиденное в камере сгорания. Измерение производилось с помощью стробоскопа путем замеров тока термостолбика, на котором фокусировалось излучение. Результаты показали, чго для определенного топлива смесь, соответствующая максимальной мощности, излучает наибольшее количество энергии, независимо от того, имеет место детонация или нет. При сравнении детонационного горения с нормальным было найдено также, что при одинаковых положениях поршня детонационное горение излучало больше энергии, чем горение без детонации. [c.42]

Детонационная стойкость — важнейший показатель качества бензина, оказывающий в первую очередь влияние на работу двигателя. Детонация вызывается самовоспламенением наиболее удаленной от запальной свечи части бензиновоздушной смеси, горение которой приобретает взрывной характер. [c.13]

Они должны иметь антидетонационные свойства, необходимые для нормальной работы карбюраторного двигателя. При нормальном горении рабочей смеси в двигателе внутреннего сгорания скорость рапространения волны горения невысокая, порядка 20—30 м1сек, обеспечивающая плавное движение поршня. Но иногда наблюдаются случаи взрывного сгорания рабочей смеси, при котором скорость распространения волны горения достигает 2000—3000 м/сек, следствием чего является детонация. Она обусловливается менее стойкими углеводородами топлива, которые при сжатии рабочей смеси, под влиянием высокой температуры и давления, интенсивно окисляются кислородом воздуха и образуют легко взрывающиеся малостойкие перекиси. Детонация снижает мощность двигателя, повышает расход топлива и разрушает мотор. Она возрастает с повышением степени сжатия. Под степенью сжатия двигателя понимается отношение объема рабочей смеси до сжатия (-4) к объему смеси после сжатия (В). [c.232]

Первый воирос, затронутый Р. Випшевским, относится к частоте случаев или значению преждевременного воспламенения нри нормальной работе двигателя. Наша лаборатория не располагает данными об этом, но у меня имеется частное сообщение по данному вопросу от одного руководителя нефтяной лаборатории. При определении требуемых октановых чисел для многих автомобилей моделей 1954 и 1955 гг., которые арендовались у потребителей, было установлено, что поверхностное воспламенение наблюдалось в 60% случаев, при которых возникала детонация. По вопросу о вредном влиянии поверхностного воспламенения в легковых автомобилях я считаю, что в большинстве случаев это явление совпадает с детонацией, так как поверхностное воспламенение приводит к детонации. Однако в тех случаях, когда воспламенение возникает под действием раскаленной свечи, а ио отложений, может произойти разрушение поршней. Я пе считаю, что столь серьезное положение возможно в случаях воспламененггя на поверхности отложений, образовавшихся не стенках камеры сгорания. [c.409]

Влияние отложений в двигателе на стук. Отмеченные выше закономерности в возникновении стука справедливы для случая чистого двигателя, т. е. двигателя, в камере сгорания которого нет углеродистых отложений. Образующиеся при работе двигателя отложения могут оказывать влияние на возникновение стука вследствие 1) увеличения действительной степени сжатия 2) увеличения темиературы горючей смеси из-за ухудшения теплопередачи 3) преждевременного воспламенения раскаленными углеродистыми частицами (поверхностное воспламенение) 4) прямого каталитического влияния отложений на нредпламенные реакции, приводящие к детонации. Последняя возможность экспериментально не была установлена на двигателях. [c.160]

Дальнейшая работа Дея и Пиза (1941) подтвердила эту зависимость. Па фиг. 4 и 5 видно, что влияние добавок формальдегида и двуокиси азота на склонность топлив к детонации в двигателе соответствует их влиянию на низкотемпературное воспламенение (Даун, Уолш и Уилер, 1951). [c.244]

Влияние топлив и масел. Логично пред-1Юложить, что изменение сортов топлив и смазочных масел окажет влияние на количество и тип углеродистых материалов, содержащихся в отложениях. Результаты испытаний на лабораторном одноцилиндровом двигателе с циклическим режимом работы с малой нагрузкой, показывающие влияние на детонацию отложений, образовавшихся при работе на сочетаниях топлива и масла, при которых первый или второй материал практически не содержит нагарообразующих компонентов, представлены на фиг. И. [c.400]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология