ТРП-18 Способы улучшения сгорания в двигателях с воспламенением от искры.

1. Завихрения свежего заряда.

На впуске в зоне клапана или во впускном клапане устанавливаются направляющие решетки, передающие вращательное движение горючей смеси.   . Впрыск топлива.

Топливо может впрыскиваться во впускной коллектор, на впускной клапан и в цилиндр.

Применение впрыска позволяет уменьшить сопротивление системы впуска, повысить коэф-т наполнения и обеспечить отсутствие жидкой пленки на стенках впускного коллектора, и ее стекание в цилиндр.

Более того, при использовании впрыска имеется возможность качественного регулирования смеси.

2. Изменение способа дросселирования.

В зависимости от скоростного режима ДВС можно изменять пропускную способность возле клапана, к примеру, обеспечивать различный подъем клапана.

3. Расслоение заряда

При расслоении заряда стремятся создать различные зоны.В одной зоне сильно закрученная смесь, в другой – сильно обедненная. Общий же коэф-т избытка воздуха в целом по цилиндру соответствует наиоптимальнейшим условиям сгорания.

Двигатель Токсако (Техасо):

       1 – форсунка 2 – свеча 3 – факел топлива

      4 – факел пламени

В двигателе Токсако топливо впрыскивается форсункой по направлению воздушного вихря в зону свечи, где воспламеняется и продукты сгорания распределяются по всему объему, где и сгорают. Поскольку богатая смесь в зоне свечи, а бедная смесь – в оставшемся объеме, процесс сгорания может быть с обедненной смесью.

Двигатель Витского.

1 – форсунка 2 – свеча 3 – воздушный вихрь а – направление воздушного вихря; в – направление подачи топлива форсункой; с – вектор направления горючей смеси

В двигателе Витского топливо впрыскивается навстречу воздушному вихрю, суммарный вектор горючей смеси в этом случае отклоняется по направлению к свече, где и поджигается.

Общий

В двигателе Боудри по отдельному каналу подается обогащенная смесь в зону свечи. По другому смежному каналу подается чистый воздух. Богатая смесь, поджигясь в зоне свечи, догорает в оставшемся объеме.

1 – свеча 2 – впускной канал, по которому поступает чистый воздух.3 – дополнительный канал богатой смеси. 4 – клапан

 Оптимальный состав смеси может быть получен только на одном режиме. На других скоростных режимах изменяются скорости потоков, и направления горючей смеси не попадают в зону свечи. Процесс сгорания ухудшается.

 

4. Использование двухполосых камер.

              

           Отмеченные выше недостатки по

            созданию оптимального состава смеси

           могут быть устранены за счет разделения

           на две камеры сгорания. В одной – богатая

            смесь, в другой – бедная, или чистый  

           воздух. Достаточно интересно решена задача по расслоению заряда в ДВС Кошуля.

1 – свеча, 2 – выпускной клапан,3 – впускной клапан

Конструктивно в дв-ле Кошуля два цилиндра соединены между собой узкой горловиной и поршни кинематически связаны с одним коленвалом со смещением кривошипа примерно на 30^◦

В цилиндр | через отдельный канал поступает богатая смесь, где и поджигается свечой 1.

В цилиндр || поступает чистый воздух. Поскольку по углу поворота движение кривошипов смещено, то поршень 2-го цилиндра, двигаясь в ВМТ, сжимает воздух и через узкую горловину направляет в камеру сгорания цилиндра |.

Т.о. продукты сгорания продуваются чистым воздухом, и процесс резко улучшается.

Ст.сжатия в цилиндре |:7..8, в цилиндре ||:∞, общая ст. сжатия 11..12.

Т.о. удается сжигать очень бедные смеси. Токсичность отработавших газов низкая.

Недостатки дв-ля Кошуля:

1. высокие мех - и теплопотери; 2)наличие газодин. потерь при перетекании газов из цилиндра || в |

Преимущества:

1. возможность работы с низким ОЧ

2. работа на бедных смесях

3. высокий термический КПД

Дв-ль Кошуля широкое распр-е не получил, в т.ч. из-за сложности конструкции.

5. Форкамерно-факельное зажигание (ФФЗ)

Данный процесс был разработан в 40-х гг. для повышения экономичности ДВС, но, как оказалось, наибольшие результаты данный процесс обеспечивает по токсичности отработавших газов.

Несмотря на свои недостатки, как:

1. несколько усложненная головка блока цилиндров

2. присутствие газодинамич. потерь

двигатели с ФФЗ получили широкое распространение.

                1 – основная камера, 2 – форкамера 3 – впускной клапан основной камеры,4 – свеча зажигания, 5 – впускной клапан форкамеры. Процесс организован следующим образом: богатая смесь  подается в форкамеру, обедненная смесь подается в основную камеру.

Свеча зажигания, установленная в форкамере, поджигает богатую смесь. Факел пламени с продуктами неполного сгорания выбрасывается в осн. камеру, где и происходит полное горение смеси.

8. Цикл Миллера Действительная ст. сжатия в ДВС уменьшается за счет позднего закрытия впускного клапана, и в процессе впуска от ВМТ к НМТ за счет наддува совершается положительная работа. В тоже время на такте расширения выпускной клапан открывается, как и у обычных ДВС т.е. работа сжатия цикла Миллера гораздо меньше, а последующее расширение гораздо больше.
ТРП-16. Калильное зажигание (КЗ), инициируемое тлеющим нагаром.

КЗ возникает в результате нарушения процесса сгорания, в рез-те которых появляются неуправляемые процессы горения смеси, обусловленные наличием раскаленных частиц нагара и перегретых пов-тей.

Сущ-т 2 типа КЗ:

1. КЗ, инициируемое тлеющим нагаром

2. КЗ от перегретых пов-тей

При работе дв-ля на хх и режимах малых нагрузок из-за богатой смеси на стенках камеры сгорания образуется нагар. Вследствие термических напряжений раскаленные частицы нагара и могут вызвать воспламенение смеси. Отслоение частиц нагара происходит, как правило, при переходе дв-ля на режим большей нагрузки.

Воспламенение смеси частицами нагара происходит в наиболее удаленных зонах от свечи, не одновременно происходит и зажигание смеси от свечи. Образуется множество очагов воспламенения с растяжкой во времени. Это приводит к возникновению зон плотности и детонационным процессам.

На практике при экспл. ДВС скорость нарастания давления достигает 1 МПа/%пов. кол.вала. Последствия такого сгорания проявляются в виде перегрева деталей ДВС, разрушению коленвала и его подшипников.

Это явление наз-ся Рамбл (глухой металлический стук). Рамблу способствует высокая степень сжатия, малый УОЗ,  и длительная работа на высоких нагрузках. Более всего встречается в бензиновых ДВС с высоким содержанием тяжелых ароматич-х углеводородов. Присущ Рамбл американским ДВС с большим запасом мощности в эксплуатации.

Методы борьбы – физическое или химическое удаление нагара.