Пламя в цилиндрах двигателя

Детонационные свойства — важная характеристика бензинов. В цилиндр двигателя внутреннего сгорания поступает смесь паров бензина с воздухом, которая сжимается поршнем и зажигается от запальной свечи (искры). Образующиеся при горении газы двигают поршень. Чем больше степень сжатия смеси в цилиндре, тем выше КПД двигателя. Степень сжатия ограничивается характером горения смесн в цилиндре. При нормальном горении скорость распространения пламени равна 10—15 м/с, однако при некоторых степенях сжатия наступает детонация, при которой пламя распространяется со скоростью 1500—2500 м/с. [c.56]

Детонация заключается в следующем. Как известно, в цилиндрах двигателя происходит сжатие смеси паров бензина с воздухом. При этом менее стойкие углеводороды под действием высоких температур и давления окисляются воздухом легче и быстрее основной массы топлива и образуют легко взрывающиеся перекиси. Когда содержание в смеси этих соединений достигнет определенной величины, они воспламеняются у накаленных точек двигателя (искра свечи, раскаленный металл,, тлеющий нагар). Пламя распространяется с огромной скоростью, давая преждевременный взрыв рабочей смеси происходит, как говорят, опережение взрыва создается детонационный удар он воспринимается на слух как сильный стук. Удар-сопровождается резким нарастанием давления в цилиндрах, их мгновенным перегревом. Происходят учащенные выхлопы черного с сажей дыма. Это создает неустойчивый и жесткий режим работы двигателя, приводит к снижению его мощности, повышению расхода топлива, а главное — к преждевременному изнашиванию и разрушению двигателя. Детонация усиливается при повышении степени сжатия. [c.40]

Однако при увеличении степени сжатия горючей смеси в цилиндре двигателя менее стойкие углеводороды, входящие в состав бензина, легко окисляются кислородом воздуха, подаваемого вместе с топливом, образуя соединения, воспламеняющиеся от соприкосновения с накаленными частями цилиндра, тлеющим нагаром и т. д. и чрезвычайно быстро сгорающие. При этом пламя распространяется с очень большой скоростью (примерно в сто раз превышающей обычную), и в результате вместо спокойного сгорания рабочей смеси в цилиндре и плавного движения поршня в цилиндре двигателя происходит взрыв. Давление в цилиндрах резко возрастает, в моторе появляется стук, выхлопные газы выбрасываются в виде черного дыма вследствие неполного сгорания топлива. [c.182]

Детонационные свойства — весьма важная характеристика бензинов. В цилиндр двигателя внутреннего сгорания поступает смесь паров бензина с воздухом, которая сжимается поршнем и зажигается от запальной свечи (искры). Образующиеся при горении газы двигают поршень. Чем больше степень сжатия смеси в цилиндре, тем выше коэффициент полезного действия двигателя. Величина степени сжатия ограничивается характером горения смеси в цилиндре. При запале смеси от искры образующееся пламя может распространяться в цилиндре двигателя с различной скоростью. При нормальном горении скорость распространения пламени равна 10—15 м/сек, однако при некоторых степенях сжатия наступает детонация, при которой пламя распространяется со скоростью 1500—2500 м/сек. Появление детонации сопровождается стуком в цилиндре, перегревом, черным дымом на выхлопе и приводит к повышению расхода топлива, снижению мощности двигателя и преждевременному его износу. [c.458]

Исследование скоростей сгорания топливо-воз-душных смесей в цилиндре двигателя показало, что при переходе нормального сгорания в дето-, национное скорость распространения пламени резко возрастает. Если при нормальном сгорании пламя распространяется со скоростями от 10— [c.17]

В результате этого в цилиндре двигателя возникают и распространяются последовательные холодные пламена . Согласно А. С. Соколику, эти последовательные пламена распространяются в последней части заряда с возрастающей степенью выделения энергии и возрастающей скоростью вплоть до возникновения горячего пламени, скорость распространения которого может возрасти до скорости звука. Это эквивалентно мгновенному воспламенению последней части заряда. В результате быстрого сгорания образуется резкий перепад давления, создающий ударную волну. [c.18]

В цилиндрах двигателей внутреннего сгорания взрывной характер горения называют тоже детонацией. В этом случае пламя от запала свечи распространяется со скоростью до 1500 м/с вместо 5-10 м/с при нормальном режиме горения. [c.475]

Высказывалось также предположение, что во время хода сжатия в смеси может возникать холодное пламя и что детонация распространяется уже в продуктах холодного пламени. Правда, экспериментальные данные Неймана [43] и его сотрудников дают область холодного пламени, ограниченную со стороны высоких давлений, но последние работы Соколика и его сотрудников [44] говорят за то, что холодное пламя может иметь место и при сравнительно высоких давлениях, соответствующих условиям в цилиндре двигателя во время хода сжатия. [c.413]

С выводом (19.8) совпадает результат измерений в свободных пламе нах в цилиндре двигателя. Однако в этих условиях не может быть обеспечена достаточная точность измерений, особенно величины е = ро/р, а с другой стороны, и вывод (19.8) получен нри нарушении основного соотношения теории турбулентности. [c.280]

Таким образом, бензин в карбюраторе распыливается, частично испаряется, смешивается с воздухом, и образовавшаяся смесь по впускному трубопроводу направляется в цилиндры двигателя. Здесь в тактах впуска и сжатия происходят окончательное испарение и смешение бензина с воздухом. В конце такта сжатия топливовоздушная смесь воспламеняется электрической искрой. Образовавшийся очаг горения постепенно превращается в турбулентное пламя, распространяющееся по всему объему камеры сгорания. [c.15]

Скорость распространения пламени. При правильно подобранном топливе и правильном распределении смеси пламя распространяется при сгорании топлива в двигателе со скоростью 10 — 30 м/сек. При такой скорости достигается максимальное использование тепловой энергии топлива, т. к. сгорание происходит почти при постоянном объеме и большая часть тепла, выделившегося при сгорании рабочей смеси, используется на повышение т-ры газов в цилиндре. При медленном горении то же количество газов, что и в первом случае, к концу сгорания будет занимать большой объем а следовательно, т-ра и давление газов, а значит, и мощность двигателя будут меньше. [c.546]

В процессе наполнения и сжатия рабочая смесь нагревается вследствие соприкосновения ее с горячими поверхностями двигателя и смешивания с остаточными газами в цилиндре. Под воздействием высоких темп-р начинается процесс окисления топлива кислородом воздуха, приводящий к образованию особых, богатых кислородом, соединений перекисей. Окисление топлива и образование перекисей не заканчиваются в периоде сжатия смеси, а с еще большей интенсивностью продолжаются после воспламенения рабочей смеси от запальной свечи. Пламя, распространяющееся по рабочей смеси, повышает темп-ру и давление той части смеси, к-рая сгорает в самую последнюю очередь. Кроме того, именно эта часть смеси подвергается наиболее продолжительному нагреванию. Естественно, что в последней части смеси концентрация перекисей оказывается наибольшей, и когда она достигает в рабочей смеси какой-то критич. величины, происходит мгновенное (взрывное) воспламенение всей несгоревшей части рабочей смеси, сопровождающееся кратковременным местным возрастанием [c.68]

Полученные в иастояиюм исследонанпн экспериментальные данные со всей очевидностью показывают, что причиной появления в цилиндре двигателя ударных волн, переходящих при благоприятных условиях в детонацию, является высокая скорость распространения самовоспламенения в несгоревшей во фронте нормального пламени смеси. Вследствие температурной неоднородности заряда такое воспламенение возникает всегда в отдельных очагах, от которых затем распространяется особого типа пламя со скоростями, превосходящими на отдельных участках скорость звука, чем и вызвано рождение ударных волн. [c.231]

При нормальном сгорании рабочей смеси в цилиндре двигателя пламя распространяется со скоростью 20—30 м/с и поршень выталкивается плавно, без рывков. При определенных условиях смесь бензина с воздухом, подвергнутая сжатию, воспламеняется раньше срока, сгорает взрывоподобно, пламя распространяется со скоростью 2000—2500 м/с и поршень резко выталкивается. Это явление называется детонацией. Детонация в двигателе проявляется резкими стуками в цилиндрах, тряской мотора и недогоранием топлива (выбрасыванием пламени, сажи и дыма из двигателя). Двигатель перегружается, мощность его снижается, преждевременно изнашиваются и разрушаются его детали, увеличивается расход топлива. [c.252]

В процессе наполнения и сжатия рабочая СмеСЬ нагревабтся вследствие соприкосновения ее с горячими поверхностями двигателя и смешивания с остаточными газами в цилиндре. Под действием высоких т-р начинается окисление топлива кислородом воздуха, приводящее к образованию перекисей. Окисление топлива и образование перекисей не заканчиваются в периоде сжатия смеси, а с еще большей интенсивностью продолжаются после воспламенения рабочей смеси от запальной свечи. Пламя, распространяющееся по рабочей смеси, повышает т-ру и давление той части смеси, к-рая сгорает в последнюю очередь. Кроме того, именно эта часть смеси подвергается наиболее продолжительному нагреванию. Естественно, [c.182]

В последнее время при помощи хроматографии были получены некоторые данные, говорящие о том, что в начале цикла органические перекиси и перекись водорода находятся в почти равных концентрациях в дальнейшем преобладает перекись водорода. Эти данные позднее были подтверждены работами Панке, Коена и Стургиса (1953) на двигателе, вращаемом посторонним мотором. Опыты, в которых двигатель вращали при высокой степени сжатия, так что максимальные температура и давление в цилиндре приближались к получаемым в конечном газе двигателя с включенным зажиганием, показали, что холодное пламя появляется в камере сгорания в момент нахождения поршня около верхней мертвой точки (в. м. т.). Это соответствует моменту, когда происходит перегиб перекисной кривой. Таким образом, две половины перекисной кривой соответствуют двум стадиям низкотемпературного воспламенения. [c.245]

Горение в двигателях Дизеля было классически описано Рикардо (1953) как трехстадийный процесс. В первой стадии тонкораспыленное топливо,, впрыснутое в двигатель, испаряется. Химические реакции протекают в топ-ливо-воздушпой смеси, окружающей каждую капельку топлива, до тех пор, пока не произойдет воспламенения смеси. Во второй стадии пламя распространяется от первых немногих центров воспламенений и зажигает все топливо, впрыснутое в цилиндр, что ведет к быстрому нарастанию давления. В третьей стадии горение происходит в струе, так как идет еще впрыск топлива. Скорость горения в этой стадии контролируется скоростью впрыскивания топлива. Большое значение имеет легкость воспламенения топлива в первой стадии. При задержке воспламенения большое количество топлива накапливается в камере сгорания, что приводит к интенсивном> его сгоранию во второй стадии. [c.252]

Посмотрим теперь, как может обеспечить требуемую продолжительность сгорания в цилиндре автомобильного двигателя обычное пламя бензино-воздушных смесей. Будем исходить из характеристики двигателя М-21 автомобиля Волга . Диаметр цилиндра в этом двигателе равен 92 мм, максимальная мощность развивается нри 4000 обЛиггн, т. е. нри длительности оборота около 15 мсек. Соответственно процесс сгорания должен быть ограничен отрезком времени около 15 [c.144]

Если рассматривать процесс горения в двигателе как объемную реакцию, идущую одновременно во всем объеме цилиндра, то это должио означать, что пламя охватывает одновременно весь объем заряда, чем исключается возможность распространения его. Но в этом случае мы долн ны принять, что процесс горения должен закончиться так же быстро, как он заканчивается в любом другом нламени, т. е. за время, не превышающее 10" сек. А между тем в действительности он занимает промежуток времени по крайней мере в 500 раз больший. [c.304]

Первая часть статьи будет посвящена описанию некоторых экспериментальных методов, применяемых для исследования процессов горения в двигателях, работающих по циклу Отто. В этих двигателях смесь топлива и воздуха засасывается в цилиндр, затем сжимается поршнем до определенной плотности, и в определенный момент времени, когда поршень еще не дошел до своего крайнего верхнего положения, смесь поджигается запальной свечой. От точки запала пламя рас-простроняегся по всем направлениям и достигает стенок ка- [c.152]

Бензины с большим октановым числом. Мощность двигателя внутреннего сгорания тем больше (при прочих равпых условиях), чем больше степень сжатия горючей смеси в цилиндре в момент зажигания. Однако опыт показал, что нельзя сжимать смесь выше некоторого предела, так как в этом случае горение смеси протекает ненормально (детонация), что проявляется в характерном металлическом шуме — стуке в моторе и в значительном снижении мощности мотора. (Термин детонация не вполне удачен, так как явление детонации в газах несколько отличается от формы сгорания в двигателях.) В нормальных условиях при зажигании искрой смеси горючего газа с воздухом пламя распространяется из исходной точки по всему объему газа в виде узкой сравнительно медленно продвигающейся зоны (12—24 м1сек). Во время детонации эта зона продвигается сначала нормально, но затем скорость распространения резко повышается до 300—800 м/сек. Возникающая волна сжатия (обусловливающая характерный стук) ведет к сильному повышению давления еще до момента, подходящего для произведения механической работы. Можно было доказать, что детонация в двигателе обусловлена медленным окислением, протекающим во взрывчатой смеси, еще не тронутой пламенем. При этом смесь так сильно нагревается, что она детонирует мгновенно по всей массе, вместо того чтобы постепенно сгорать. [c.401]

После зажигания горючей смеси пламя за 0,002—0,003 сек распространяется по камере сгорания в виде фронта. Раскаленные продукты сгорания, расширяясь, резко сжимают и сильно разогревают еше не сгоревшую смесь впереди фронта пламени. В результате этого в ней идет быстрое окисление углеводородов и образуются легко взрываюшиеся гидроперекиси. Если до конца сгорания смеси перекиси не успеют образоваться и взорваться, то двигатель будет работать нормально, но если взрыв перекисей опережает фронт нормального сгорания, то в цилиндре возникают ударные волны — происходит детонация. Она вызывает перегрев и постепенное разрушение деталей цилиндро-поршневой группы. Характерный признак детонации — металлический стук, вызываемый ударными волнами. [c.108]

Применение к поршневому двигателю. Дизельные двигатели. Жидкое топливо вспрыскивается в воздух, давление и темпера тура которого повышаются п утем сжатия в цилиндре часть топлива быстро испаряется и перемешивается с воздухом. После задержки в несколько миллисекунд смесь воспламеняется пламя быстро охватывает уже испарившееся и перемешавшееся топливо, и затем скорость горения определяется скоростью впрыскивания топлива и характеристиками смешения двухфазной турбулентной топливовоздушной ст1руи. [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология