Почему воспламенение ДсИЗ наз-ют точечным высокотемпературным?

В карбюраторных двигателях топливо и воздух первоначально смешиваются в смесительной камере карбюратора, т.е, в цилиндр ДВС подается топливо-воздушная смесь, состоящая из частично уже перемешанных в смесительной камере карбюратора и впускных трубопроводах воздуха и топлива. При сжатии процесс смесеобразования продолжается. Возрастают температура смеси и ее давление. Идет сложный физико-химический процесс подготовки топлива к воспламенению. Таким образом, в ДсИЗ после смесительной камеры карбюратора и впускных трубопроводов смесеобразование продолжается внутри цилиндра двигателя (поэтому двигатели эти вернее было бы называть двигателями с комбинированным смесеобразованием).

Рисунок 1 Схема к пояснению скорости распространения (n) и пути пламени (Lmax)

Смесь нормально воспламеняется от искры, проскакиваещей между электродами свечи. Искра имеет достаточно высокую температуру (до 6000…10000К) и, оказывая тепловое воздействие на рабочую смесь, начинает около электродов свечи реакцию сгорания (температура самовоспламенения бензина ~650 К). Такое воспламенение смеси называется высокотемпературным точечным. В процессе начавшегося у электродов свечи горения выделяется определенное количество тепла. При этом последовательно повышаются температура смеси и скорость ее сгорания. Это вызывает еще большее повышение температуры смеси и т.д. Таким образом развивается цепная реакция горения. Свечение газов и бурное горение начинаются при повышении температуры свыше 1170…1270К. Пламя,

 

Почему воспламенение в дизелях наз-ют многоточечным низкотемпературным?

Самовоспламенение (температура самовоспламенения дизельного топлива ~640 К - это та наименьшая температура, при которой происходит воспламенение без поднесения огня) и сгорание неуспевших испариться капель начинает­ся с наружной оболочки. Гореть начинают одновременно многие капли. В этой связи, а также с учетом начала горения при относи­тельно низкой температуре, самовоспламенение в дизелях назы­вают многоточечным низкотемпературным.

Рисунок 3 Отдельная капелька впрыснутого топлива и графики распределения топлива по длине и сечению факела

Что из себя представляет детонационное сгорание и почему его нельзя допускать?

Общепризнана перекисная теория возникновения детонационного сгорания. Основоположником этой теории является академик Н.А. Бах. Много сделал по ее разработке и академик Н.Н. Семенов. Суть ее заключается в следующем.

В процессе сжатия топливовоздушная смесь подвергается действиям высоких давлений и температур. При этом образуются промежуточные элементы окисления молекул топлива, в частности перекись диалкила или гидроперекись (рисунок 1).

Рисунок 1 Схема образования перекиси диалкила (I) и гидроперекиси (II)

Свойство перекисей – они могут существовать лишь при концентрации, не превышающей критической. При достижении критической концентрации они самопроизвольно взрываются. Наиболее вероятные места появления детонационного сгорания – наиболее отдаленные участки камеры сгорания (куда пламя подходит в последнюю очередь) и наиболее нагретые участки.

Именно в этих зонах концентрация перекисей может достичь критической величины еще до подхода пламени. Детонационное сгорание обычно возникает на конечном участке нормального сгорания.

Скорость распространения детонационной волны сгорания доходит до 2000-2300 м/с. Из-за такой большой скорости в течение короткого времени выделяется большое количество тепла, а температура газов в отдель­ных участках поднимается до 3000-4000 К. Возникающая при этом вол­на

 

давления распространяется со скоростью 500-900 м/с и, достигая стенок, отражается. В результате в цилиндре возникают резкие ко­лебания давления (рисунок 2). Детонирует вообще-то небольшая часть смеси. Если детонирует 5-7 %, то детонацию считают слабой, если 20-25 %- сильной.

Рисунок 2 Индикаторные диаграммы при нормальном и детонационном сгораниях