Двигатель с искровым зажиганием это

Автомобили используются для достаточно быстрого транспортирования пассажиров и грузов в определенные пункты назначения. Без автомобиля очень сложно представить работу любого предприятия или завода. Главным элементом является двигатель, ему, в свою очередь, для нормальной работы нужна система зажигания, которая должна быть исправной и по своим характеристикам подходить данной силовой установке машины.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля — это достаточно сложная совокупность приборов, отвечающая за появление искры в тот момент, который соответствует режиму работы силовой установки. Данная система является частью электрооборудования. Самые первые двигатели, такие как агрегат Даймлера, в качестве системы для зажигания применяли калильную головку – это первое устройство системы зажигания, которое не лишено было недостатков. Их суть заключалась в том, что воспламенение осуществлялось в самом конце такта, так как камера раскалялась до достаточно высокой температуры. Перед стартом всегда нужно было прогреть саму калильную головку и только потом запускать двигатель. В дальнейшем головка разогревалась за счет поддержания температуры от сгораемого топлива. В современных условиях такой принцип системы зажигания может использоваться только в микродвигателях, применяемых в моделях авто и прочей техники, используемой ДВС. Такое исполнение позволяет уменьшить габаритные размеры, но при этом вся конструкция может быть дороже. В небольших моделях это малозаметно, а вот в полноразмерном автомобиле может очень сильно сказаться на цене. Во всех авто схема системы зажигания практически одинаковая. Некоторые отличия диктуются только видом исполнения.

Общая схема системы зажигания выглядит следующим образом.

Система, работающая с использованием принципа магнето

После калильной головки одной из первых систем зажигания были созданы устройства, которые работали на основе магнето. Главная идея такой установки — это генерация необходимого импульса для зажигания за счет прохождения возле неподвижной катушки небольшого магнитного поля от установленного постоянного магнита, который в свою очередь был связан с одной из вращающихся деталей мотора. Главным достоинством такой системы была максимальная простота конструкции и отсутствие необходимости устанавливать какие-либо элементы питания и батареи. Она всегда готова к работе.

В современном мире ее применяют в основном для двигателей, которые установлены на бензопилах, небольших бензиновых генераторах и другой похожей технике. Не лишена система и недостатков, главный из которых – очень высокая стоимость производства. Нужна была катушка, обладающая большим количеством витков очень тонкой проволоки. Магниты также должны быть высокого качества. Исходя из всех недостатков, от такой системы отказались, заменив на более простые и более надежные.

Виды систем

Для нормальной работы бензинового двигателя обязательно нужна система зажигания. Благодаря ей происходит воспламенение смеси в необходимый момент. Существует три вида систем:

• контактная система зажигания;
• бесконтактная;
• электронная.

Все три вида отличаются по конструкции. Несмотря на это, принцип работы у них практически одинаковый.

Общее строение и устройство зажигания

Все системы зажигания, независимо от вида, состоят из пяти основных конструктивных элементов:

• Источник питания. При запуске мотора машины источником необходимой энергии служит аккумулятор. После того как двигатель начал работать, эту функцию выполняет генератор.
• Замок зажигания — специальное устройство, которое используется для передачи напряжения. Замок, он же – выключатель, бывает как механический, так и более современный – электрический.
• Накопитель необходимой энергии. Данный элемент создан для накопления, а также преобразования энергии в достаточном количестве. В современных авто возможно использование двух видов накопителей: индукционных либо емкостных. Индукционный – более распространён и имеет вид некой катушки зажигания. Преобразование осуществляется за счет прохождения тока через две обмотки этой катушки.
• Свеча. Непосредственно рабочий элемент, который создает необходимую искру для воспламенения. Представляет собой небольшой фарфоровый изолятор, который накручен на резьбу, и имеет два электрода, которые располагаются на небольшом расстоянии друг от друга. При прохождении тока между контактами за счет малого расстояния создается искра.
• Система, применяемая для распределения зажигания. Главное предназначение – это снабжение в нужный момент свечей зажигания энергией. Состоит из некоего распределителя (либо коммутатора) и отдельного блока для его управления. Вид распределителя зависит от выбранной системы, он может быть либо электронным, либо механическим, который использует для своей работы вращающийся бегунок.

Контактный тип зажигания

Самая распространенная схема — система зажигания «Газ», используемая для воспламенения топливной смеси, более известная как прерывательно-распределительная система. Данное устройство создает искру очень высокого вольтажа, до 30 тысяч В, на контактах свечей. Для того чтобы это выполнить, свечи соединяются с катушкой, благодаря которой и происходит образование необходимого напряжения. Сигнал на катушку подается при помощи специальных проводов, обладающих необходимыми характеристиками. При размыкании контактной группы при помощи специального кулачка как раз и происходит создание искры.

Стоит отметить, что момент ее возникновения должен четко соответствовать специальному положению поршней. Это достигается в результате установки четко рассчитанного распределителя, который передает вращательное движение на специальный прерыватель-распределитель. Главным недостатком такой системы является присутствие механического износа, и как результат – изменяется время создания искры, а также ее качество. Если искра не будет подаваться своевременно, это повлияет на правильную работу двигателя, а значит, потребуется довольно частое вмешательство в его работу и регулировку.

Несмотря на это, контактно-транзисторная система зажигания используется и по сегодняшний день. Такая система воспламенения горючей смеси популярна благодаря отличным характеристикам и высокими показателями надежности работы.

Бесконтактное зажигание

Бесконтактная система зажигания — это более сложная система, которая напрямую зависит только от размыкания специальных контактов. Самую главную роль в ее работе играет коммутатор, который создан на основе транзисторного типа работы. Для нормальной подачи искры применяется еще и отдельный датчик. Эта система хороша тем, что отсутствует некая зависимость от уровня качества выполнения поверхности контактов и может быть гарантировано более высокого качества искрообразование. Но и этот тип системы зажигания использует распределитель, который необходим для передачи на нужную свечу определенного количества тока. Внешне система чем-то похожа на контактную схему зажигания.

Передача тока необходимой величины осуществляется за счет использования специальных высоковольтных проводов.

Достоинства бесконтактного устройства зажигания

По сравнению с контактной, данная схема обладает рядом своих преимуществ:

• Не обгорают контакты на прерывателе, а также они не подвержены загрязнению. Отсутствует необходимость очень долго выбирать и устанавливать момент, когда будет выполняться подача тока. Нет надобности контролировать или регулировать положение контактов, а также их угол замыкания и размыкания, все потому, что бесконтактная система зажигания исключает присутствие механических контактов в системе. В итоге двигатель не теряет своей мощности.
• Благодаря тому, что отсутствует размыкание контактов посредством специального кулачка, также нет вибрации и биения ротора внутри распределителя — не нарушается равномерность подачи искры на каждую свечу зажигания.
• Обеспечивается уверенный запуск даже холодного двигателя, несмотря на температуру окружающей среды.

Электронное зажигание

Данная система исключает использование движущихся механических деталей. Достигается это благодаря применению специальных датчиков и блока управления. Создание искры, а также момент ее подачи на определенную свечу осуществляются более точно, чем в системах, которые используют механические распределители. В сумме это дает хорошую возможность улучшить работу силовой установки автомобиля, а также существенно увеличить мощность, не увеличивая расхода топлива. Система отличается очень высокой надежностью и качеством исполнения поставленных задач. Такая электронная система зажигания используется на многих современных автомобилях, благодаря высокой надежности и отличным рабочим параметрам.

Микропроцессорный вид зажигания

Микропроцессорная система зажигания — это одна из разновидностей электронного зажигания. Используется для создания некой зависимости опережения зажигания в установках с карбюраторной системой питания от давления воздуха в коллекторе, а также от частоты вращения в двигателе коленчатого вала.

Микропроцессорная электронная система зажигания обладает очень большим количеством достоинств по сравнению со стандартной комплектацией автомобилей с карбюраторной системой питания.

— Существенно уменьшается уровень расхода. Это происходит благодаря оптимизации сгорания подаваемой смеси.

— Улучшаются все динамические характеристики автомобиля.

— Улучшается работа двигателя, переходы между передачами становятся более плавными. Нет потерь мощности на низких оборотах.

— Микропроцессорная система зажигания подразумевает установку ГБО, в результате этого и происходит экономия топлива, а также уменьшается стоимость каждого километра пути.

— Есть возможность установки дополнительного переключателя для смены режимов. К примеру, между видами топлива.

Читайте также:  Киа церато видео обзор

Сегодня система зажигания ВАЗ позволяет установить данную схему для улучшения всех динамических показателей. Такая возможность снова возвращает ВАЗ в строй актуальных автомобилей, благодаря низкой цене, но при этом с неплохими скоростными характеристиками.

Основные этапы в работе зажигания

Существует несколько самых основных этапов при работе системы зажигания, они не зависят от вида и конструкционного исполнения:

— Накопление и подача необходимого уровня заряда.

— Специальное высоковольтное преобразование.

— Образование искры при помощи свечей.

— Воспламенение топливной смеси.

На каждом из этапов необходима максимально точная и слаженная работа всех элементов. В таком случае лучше выбирать наиболее надежные и давно проверенные системы. По статистике, лучшей считается электронная система зажигания двигателя, благодаря отсутствию механических узлов.

Свечи зажигания

Ни одна система зажигания не способна работать без главного элемента — свечи. Данная деталь способна преобразовать импульсы, получаемые от высокого напряжения, в специальный искровой заряд для воспламенения паров топлива в камере сгорания. Для хорошей работы свечи уровень температуры ее нижнего изолятора должен быть в районе 500-600 градусов. Стоит отметить, что при температуре в 500 градусов может быть отложение нагара на поверхности изолятора. Как результат — перебои в работе, плохая передача искры. При температуре 600 градусов возможно так называемое калильное зажигание — это преждевременное зажигание смеси за счет высокой температуры изолятора.

При выборе свечей руководствуются так называемым калильным числом, величина которого изначально устанавливается заводом-изготовителем. Чем больше калильное числ, тем меньше свеча подвержена нагреванию, ее еще называют более холодной свечой.

Проверка состояния и исправности зажигания

Время от времени система зажигания автомобиля для нормальной работы требует проверки целостности и слаженности элементов системы воспламенения. Только правильный подход обеспечит долговечность и надежность работы двигателя. В частности, проверяют следующие параметры:

— Опережение зажигания и его угол. При необходимости производится регулировка и установка стандартного значения для данного автомобиля.

— Проверка цепей напряжения. Для этого снимаются провода высокого напряжения и при помощи специального тестера проверяется их пропускная способность и наличие пробоя.

Для того чтобы получить максимально точную информацию о состоянии цепей зажигания, а также обо всех процессах, протекающих внутри, применяют специализированные стенды, оборудованные осциллографами. Благодаря этому можно получить максимально точное значение и очень быстро определить уровень работоспособности систем. Все эти действия нужны, чтобы определить неисправности системы зажигания. На начальном этапе можно обойтись минимальными потерями, к примеру, заменой проводов. При этом сохраняется работоспособность двигателя, что очень важно, так как его ремонт стоит гораздо больше, чем замена одного из элементов системы зажигания.

Наиболее характерные неисправности зажигания

Неисправности системы зажигания могут повлечь за собой выход из строя и остальных устройств, используемых для нормальной работы машины. Выделяют отдельный список часто встречаемых неисправностей, при которых затрудняется работа системы воспламенения рабочей смеси:

— Возможны замыкания первичной обмотки катушки зажигания на массу, а также замыкание вторичной на первичную. В результате происходит перегорание дополнительного резистора и появляются характерные трещины в изоляторе, а также в крышке катушки. В этом случае необходима замена поврежденных элементов, если же катушка практически разрушена — то замена всего узла.

— Характерные неисправности прерывателя: возможно обгорание либо загрязнение маслом контактов внутри прерывателя; нарушение стандартного зазора между контактами, что приводит к перебоям в переключении между свечами.

Обгорание либо замасливание контактов может вызвать очень резкое увеличение уровня сопротивления между ними, из-за этого уменьшается ток, создаваемый в первичной обмотке, и как результат — снижается мощность искры, которую создают свечи.

Нарушение зазора также приводит к ухудшению образованию искры, которая создается между электродами свечи. Как результат — перебои в нормальной работе двигателя.

— Свечи: возможно появление нагара на внутренней поверхности, а также обильное загрязнение снаружи. Нарушение зазора между электродами, различные трещины в изоляторе, неисправность бокового электрода — все это приводит к плохой подаче искры либо вовсе ее отсутствию. Это вызывает нестабильную, неравномерную и неустойчивую работу мотора, снижает его мощность. Возможна и остановка при повышении нагрузки.

Нормальная работа свечей зажигания возможна только в случае, если:

— поверхность резьбы сухая (ни в коем случае не мокрая);

— присутствует очень тонкий слой нагара либо копоти;

— цвет электродов, а также изолятора должен быть от светло-коричневого до светло-серого, почти белого.

Обо всех неисправностях может рассказать мокрая поверхность резьбы — это может быть как бензин, так и масло. У неисправной свечи электроды и часть изолятора покрыты толстым слоем нагара и мокрые.

Замасленные свечи и другие признаки неисправности

Если двигатель обладает очень большим пробегом, и при этом все свечи были заменены в одно и то же время, то главной виной такого состояния является повышенный износ цилиндров, колец или поршней. Возможно появление масла на поверхности свечи в период, когда автомобиль проходит обкатку. Это со временем проходит. Если же масло было обнаружено только на одной свече, то причиной этого, скорее всего, может быть неисправность выпускного клапана, он может прогореть. Чтобы это определить, нужно хорошо прислушаться к работе двигателя, на холостом ходу он работает неравномерно. В этом случае нельзя откладывать с проведением ремонтных работ, так как потом прогорит и седло, и ремонт будет еще дороже.

Выгоревшие либо очень сильно корродированные электроды говорят только о перегреве свечи. Такое возможно, если был использован низкооктановый бензин, либо была неправильная установка момента произведения зажигания. Слишком обедненная смесь — тоже результат оплавки электродов.

Возможны различные механические повреждения на поверхности свечи. Она может иметь изогнутый вид, или же будет деформирован электрод, расположенный в боковой части свечи. Последствия такой работы — перебои в зажигании. Причиной возникновения таких неприятностей может быть неправильно выбранная длина свечи, либо же длина резьбы не соответствует посадочному месту в головке мотора. В таком случае стоит подобрать стандартную свечу, рекомендуемую заводом-изготовителем. Если ее длина была выбрана правильно, стоит обратить внимание на присутствие посторонних механических элементов во внутренней части цилиндра.

После того как свечи были поменяны местами, можно узнать очень большое количество информации об их состоянии. Если свеча продолжает покрываться нагаром уже в другом цилиндре — это говорит о её неисправности. Но если нормальная и исправная свеча одного из соседних цилиндров также начинает покрываться нагаром, как и её предшественница, тогда это неисправность непосредственно в кривошипно-шатунном устройстве этого цилиндра.

Выводы

Все системы, используемые для воспламенения топливной смеси, хороши в определенных областях машиностроения. Все не лишены своих недостатков. Не всегда нужно создавать сложную и высоконадежную систему, иногда гораздо дешевле использовать простые и более дешевые. Нет необходимости устанавливать дорогую систему зажигания на автомобиль, который по своей стоимости гораздо ниже, чем остальные в его классе. Такими действиями можно только поднять его стоимость, но качество, к сожалению, останется прежним. Зачем что-то менять, если работа системы зажигания показала только лучшие результаты на многих тестах?

Автомобильный мотор еще в первых своих модификациях представлял собой сложную конструкцию, состоящую из ряда систем, работающих воедино. Одним из основных компонентов любого бензинового мотора является система зажигания. Об ее устройстве, разновидностях и особенностях мы сегодня и поговорим.

Система зажигания

Система зажигания автомобиля представляет собой комплекс из приборов и устройств, которые работают на обеспечение своевременного появления электрического разряда, воспламеняющего смесь в цилиндре. Она является неотъемлемой деталью электронного оборудования и в своем большинстве завязана на работе механических компонентов мотора. Этот процесс присущ всем моторам, которые не используют для воспламенения сильно нагретый воздух (дизель, компрессионные карбюраторные). Искровое воспламенение смеси применяется и в гибридных моторах, работающих на бензине и газу.

Принцип работы системы зажигания зависит от ее вида, но если обобщать ее работу, можно выделить следующие этапы:

• процесс накопления высоковольтного импульса;
• проход заряда через повышающий трансформатор;
• синхронизация и распределения импульса;
• возникновение искры на контактах свечи;
• поджог топливной смеси.

Важным параметром является угол или момент опережения – это время, в которое осуществляется поджог воздушно-топливной смеси. Подбор момента происходит так, чтобы предельное давление возникало при попадании поршня в верхнюю точку. В случае с механическими системами его придется выставлять вручную, а в электронно-управляемых системах настройка происходит автоматически. На оптимальный угол опережения влияет скорость движения, качество бензина, состав смеси и другие параметры.

Классификация систем зажигания

Основываясь на методе синхронизации зажигания, различают схемы контактные и бесконтактные. По технологии формирования угла опережения зажигания можно выделить системы с механической регулировкой и полностью автоматические или электронные.

Исходя из типа накопления заряда, для пробития искрового промежутка, рассматривают устройства с накоплением в индуктивности и с накоплением в емкости. По способу коммутации первичной цепи катушки бывают – механические, тиристорные и транзисторные разновидности.

Читайте также:  Как оплатить штраф гибдд пешеходу по постановлению

Узлы систем зажигания

Все существующие виды систем зажигания различаются способом создания контролирующего импульса, в остальном их устройство практически не отличается. Поэтому можно указать общие элементы, которые являются неотъемлемой частью любой вариации системы.

Питание – первичным, служит аккумулятор (задействуется при пуске), а при работе – эксплуатируется напряжение, которое производит генератор.

Выключатель – устройство, которое необходимо для подачи питания на всю систему или его отключения. Выключателем служит замок зажигания или управляющий блок.

Накопитель заряда – элемент необходимый для концентрации энергии в нужном объеме, для воспламенения смеси. Существует два типа компонентов для накопления:

• Индуктивный – катушка, внутри которой расположился повышающий трансформатор который создает достаточный импульс для качественного поджога. Первичная обмотка устройства питается от плюса батареи и приходит через прерыватель к ее минусу. При размыкании первичного контура прерывателем на вторичном создается высоковольтный заряд, который и передается на свечу.
• Емкостный – конденсатор, который заряжается повышенным напряжением. В нужное время накопленный заряд по сигналу передается на катушку.

Схема работы в зависимости от вида накопления энергии

Свечи – изделие, состоящее из изолятора (основа свечи), контактного вывода для подключения высоковольтного провода, металлической оправы для крепления детали и двух электродов, между которыми и образуется искра.

Система распределения – подсистема, предназначенная для направления искры на нужный цилиндр. Состоит из нескольких компонентов:

• Распределитель или трамблер – устройство, сопоставляющее обороты коленвала и соответственно – рабочее положение цилиндров с кулачковым механизмом. Компонент может быть механическим или электронным. Первый – передает вращение мотора и посредством специального бегунка распределяет напряжение от накопителя. Второй (статический) исключает наличие вращающихся частей, распределение происходит благодаря работе блока управления.
• Коммутатор – прибор, генерирующий импульсы заряда катушки. Деталь присоединяется к первичной обмотке и разрывает питание, генерируя напряжение самоиндукции.
• Блок управления – устройство на микропроцессорах, определяющее момент передачи тока в катушку на основании показаний датчиков.

Провод – одножильный высоковольтный проводник в изоляции, соединяющий катушку с распределителем, а также контакты коммутатора со свечами.

Магнето

Одной из первых систем зажигания является – магнето. Она состоит из генератора тока, который создает разряд исключительно для искрообразования. Состоит система из постоянного магнита, который приводится в движение коленчатым валом и катушки индуктивности. Искру, способную пробить искровой промежуток генерирует повышающий трансформатор, одной частью которого служит грубая обмотка катушки индуктивности. Для повышения напряжения используют часть обмотки генератора, которая соединена с электродом свечи.

Система зажигания с магнето

Контроль за подачей искры может быть контактный, выполненный в виде прерывателя или бесконтактный. При бесконтактном методе подачи искры применяются конденсаторы, которые улучшают качество искры. В отличие от представленных далее схем зажигания, магнето не требуется аккумулятор, оно легкое и активно применяется в компактной технике – мотокосах, бензопилах, генераторах и т.д.

Контактная система зажигания

Устаревшая, распространенная схема воспламенения топливной смеси. Отличительной особенностью системы является создание высокого напряжения, вплоть до 30 тысяч В на свечи. Создает такое высокое напряжение катушка, которая соединена с распределительным механизмом. Импульс на катушку передается благодаря специальным проводам, соединенным с контактной группой. При размыкании кулачков происходит формирование разряда и искры. Устройство также выполняет роль синхронизатора, так как момент образования искры должен совпадать с нужным моментом такта сжатия. Данный параметр устанавливается посредством механической регулировки и сдвига искры на более раннюю или позднюю точку.

Уязвимой частью такого варианта является естественный механический износ. Из-за него меняется момент образования искры, он нестабильный для различных положений бегунка. Ввиду чего появляются вибрации мотора, падает его динамика, ухудшается равномерность работы. Тонкие настройки позволяют избавиться от явных неисправностей, но проблема может возникнуть повторно.

Преимуществом контактного зажигания является его надежность. Даже при серьезном износе деталь будет работать безотказно, позволяя мотору работать. Схема не прихотлива к температурным режимам, практически не боится влаги или воды. Такой вид зажигания распространен на старых автомобилях и по сей день используется на ряде серийных моделей.

Бесконтактное зажигание

Принципиальная схема работы бесконтактной системы несколько отличается. Она сохраняет трамблер, как элемент конструкции, но он лишь выполняет функцию синхронизации цилиндров и отсылает импульс на коммутатор. В свою очередь транзисторный элемент, синхронизируется с показателем датчика и определяет угол зажигания, а также другие настройки – автоматически.

Преимущество системы – стабильность качества искрообразования, которое не зависит от ручных настроек или сохранности поверхности контактов. Если рассматривать превосходство данного варианта над контактной схемой, можно выделить:

• система генерирует искру высокого качества постоянно;
• устройство системы зажигания исключает ухудшение ее работы вследствие износа или загрязнения;
• отсутствует необходимость производить тонкие настройки угла зажигания;
• не приходится следить за состоянием контактов, контролировать их угол замыкания и другие настройки.

В результате использования бесконтактной системы можно наблюдать снижение расхода топлива, улучшение динамических характеристик, отсутствие сильных вибраций мотора, стабильная искра позволяет облегчить холодный пуск.

Электронное зажигание

Современная, наиболее совершенная схема, которая полностью исключает наличие подвижных частей. Для получения необходимых данных о положении коленвала и других применяются специальные датчики. Далее электронный блок управления производит расчеты и посылает соответствующие импульсы на рабочие компоненты. Такой подход позволяет максимально точно определить момент подачи искры, благодаря чему смесь разжигается своевременно. Это позволяет получить больше мощности, улучшить продувку цилиндра и снизить вредные выбросы, благодаря лучшему дожигу топлива.

Схема электронной системы

Электронная система зажигания автомобиля отличается высокой стабильностью работы и устанавливается на большинство современных авто. Такая популярность определена преимуществами данной схемы:

• Снижение расхода топлива во всех режимах работы мотора.
• Улучшение динамических показателей – отклик на педаль газа, скорость разгона и т.д.
• Более плавная работа мотора.
• Выравнивается график момента и лошадиных сил.
• Минимизируются потери мощности на низких оборотах.
• Совместима с газобаллонным оборудованием.
• Программируемый электронный блок позволяет настроить двигатель на экономию топлива или наоборот, на повышение динамических показателей.

Назначение системы зажигания достаточно простое, она является неотъемлемой частью бензинового двигателя, а также моторов, оснащенных ГБО. Этот компонент постоянно меняется и приобретает новые формы, соответствующие современным требованиям. Несмотря на это даже самые простые модели зажигания все еще используются на различной технике, успешно выполняя свою работу, как и десятки лет назад.

Читайте также:

1. III. Процессы в информационной системе и их автоматизация
2. V Процессы образования атмосферы и ее современный состав
3. Автоматизированные рабочие места (АРМ), их локальные и отраслевые сети
4. Автоматизированные рабочие места в БИС
5. АВТОМАТИЧЕСКИЕ И КОНТРОЛИРУЕМЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
6. Аналогичные процессы создания и использования агрокалендарей наблюдаются и в других раннеземледельческих обществах во всех регионах Земли.
7. Анодный и катодный процессы при электрохимической коррозии
8. Атрибутивные процессы. Теории атрибуции, виды атрибуции, ошибки атрибуции (фундаментальные и мотивационные).
9. Бизнес-процессы: понятия, представления, управление
10. В зависимости от назначения выделяются основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы.
11. В первой стадии происходит процессы увеличение количества клеток эмбрионального зачатка за счет их размножения митозом (пролиферация).
12. В первой стадии происходит процессы увеличение количества клеток эмбрионального зачатка за счет их размножения митозом (пролиферация).

Тема 3. Бензины

10. Рабочие процессы в ДВС с искровым зажиганием

11. Бензины авиационные и автомобильные. Испаряемость. Фракционный состав бензинов. Склонность к нагарообразованию. Экологические требования.

12. Автомобильные и авиационные бензины. Детонационная стойкость (физико-химическая сущность процесса, пути повышения стойкости, методы определения). Химическая стабильность бензинов.

13. Ассортимент, качество и состав автомобильных бензинов

14. Ассортимент, качество и состав авиационных бензинов.

15. Восстановление свойств бензинов.

Рабочий процесс В ДВС начинается с приготовления рабочей смеси (топлива с воздухом) и называется карбюрацией. В результате в цилиндр подается уже газифицированная смесь воздуха и топлива в необходимом соотношении. При вращении коленчатого вала неработающего двигателя из­менение давления в его цилиндре происходит в основном вследст­вие изменения объема, занимаемого рабочей смесью. Кривая, ха­рактеризующая изменение объема (пунктирная линия Рис.1.), располо­жится примерно симметрично относительно линии, соответствую­щей моменту нахождения поршня в верхней мертвой точке (ВМТ).

.

Сплошная линия характеризует изменение давления в цилиндре работающего двигателя. Точка 1соответствует моменту, в который между контактами запальной свечи проскакивает искра (Ө—угол опережения зажигания). Воспламенение топлива происходит не сразу, а с некоторой задержкой, необходимой для того, чтобы смесь, находящаяся в зоне искрового разряда, нагрелась до температуры воспламенения. В продолжение этого времени, заканчивающегося воспламенением топлива в точке 2, давление в цилиндре изменяет­ся так же, как и в неработающем двигателе, в основном за счет процесса сжатия, и поэтому до точки 2 сплошная кривая совпа­дает с пунктирной.

После воспламенения образуется поверхность горения или фронт пламени, который распространяется с некоторой скоростью от источника воспламенения по камере сгорания. Топливо сгорает, и давление в цилиндре поднимается, достигая в точке 3 максиму­ма. Это максимальное давление обычно близко к 50—60 кгс/см 2 , а у форсированных двигателей может быть и несколько выше. За точкой 3 давление начинает снижаться, так как основная масса топлива к этому моменту уже сгорела; поршень двигается вниз (рабочий ход) и объем камеры сгорания увеличивается. Одна­ко и после точки 3 топливо продолжает еще гореть (происходит его догорание). Скорость распространения фронта пламени при сгора­нии изменяется: вначале она возрастает, достигает некоторого максимума и к концу сгорания падает. При нормальном сгорании топлива скорость распространения пламени составляет 20—40 м/с. Сгорание топлива в цилиндре двигателя—сложная цепная ре­акция. Химическая подготовка топливо-воздушной смеси к сгора­нию начинается во время сжатия. Вследствие сжатия смеси поршнем ее температура и давление значительно повышаются. Под влиянием повышенных температуры и давления а смеси начиняет­ся окисление молекул топлива.

Читайте также:  Тойота опа фото 2001

Влияние вихревого движения смеси. Изменение интенсивности вихревых движений смеси в цилиндре оказывает заметное влияние на скорость сгорания рабочей смеси в двигателе.

Опытом установлено, что с ростом скорости движения воздуха во всасывающем клапане растет вихревое движение рабочей смеси в цилиндре и увеличивается скорость сгорания.

Влияние степени сжатия. С увеличением степени сжатия ско­рость сгорания рабочей смеси в двигателе возрастает. Это явление можно объяснить следующими причинами: при повышении степени сжатия повышается температура пламени и несколько увеличива­ется вихревое движение смеси в цилиндре двигателя, повышается скорость химических реакций, улучшается теплопередача от фрон­та пламени к несгоревшей части смеси.

Влияние частоты вращения вала двигателя. Скорость распростра­нения фронта пламени увеличивается приблизительно пропорцио­нально частоте вращения вала двигателя (рис. 20). Это является чрезвычайно важным обстоятельством, так как иначе работа дви­гателя на переменных режимах была бы невозможна. Указанная зависимость объясняется в основном усилением вихревого движе­ния рабочей смеси, что ведет к увеличению поверхности фронта пламени, а также к улучшению процессов теплообмена.

Влияние химического состава топлива. Выявление влияния химического состава топлива на скорость сгорания в двигателе представляет большой практический и теоретический интерес. Много­численные исследования показали, что химический состав топлива не оказывает существенного влияния на скорость сгорания топли­ва в двигателе до тех пор, пока двигатель работает без детонации.

Детонационное сгорание. Детонационное сгорание топлив су­щественно отличается от нормального. При детонационном сгора­нии скорость распространения фронта пламени может достигнуть 1500—2000 м/с. В результате огромной скорости распространения фронта пламени возникают детонационные волны, которые, с боль­шой силой ударяясь о стенки камеры сгорания и цилиндра, вызы­вают отраженные ударные волны. Детонацию сопровождает ха­рактерный металлический звук (вибрация стенок). Следовательно, детонация в двигателе есть особый вид сгорания рабочей смеси (взрывное), характеризующееся большой скоростью распростране­ния фронта пламени и высокими местными давлениями.

В настоящее время общепризнана перекисная теория детонации, согласно которой образуются первичные продукты окисления топ­лива — органические перекиси:

Внешние признаки детонации начинают проявляться, когда де­тонируют около 5% смеси, средняя интенсивность детонации на­блюдается в том случае, если детонируют 10—12% смеси, и проис­ходит очень сильная детонация, если детонируют 18—20% смеси. Возникновение и интенсивность детонации зависят от многих фак­торов.

Зависимость детонации от состава рабочей смеси.Наибольшая склонность к детонации проявляется при работе двигателя на бедных смесях. При ее обогащении детонация уменьшается и может совсем исчезнуть.

За счет обогащения смеси понижается температура цилиндра, так как значительное количество тепла поглощается топливом при

Наибольшая детонация в двигателе наблюдается при коэффи­циенте избытка воздуха а, близком к единице. Поршневые авиа­ционные двигатели эксплуатируются при составах смеси в диапа­зоне α=0,6—1,0.

В автомобильных двигателях применяют смеси от бедной до обогащенной в диапазоне

Зависимость детонации от температуры охлаж­дения цилиндра, атмосферного давления и влаж­ности воздуха. Повышение температуры жидкости, охлаж­дающей полость цилиндра, способствует образованию перекисей и возникновению детонации. Повышение температуры охлаждаю­щей жидкости от 100 до 165° С понижает октановое число бензина прямой перегонки на 2—3 ед.

Повышение барометрического давления увеличивает степень сжатия и коэффициент наполнения цилиндра, что, в свою очередь, увеличивает вероятность детонации.

Повышение влажности воздуха уменьшает детонацию из-за то­го, что давление влажного воздуха ниже, чем сухого (что вызы­вает снижение коэффициента наполнения цилиндра). При этом снижается температура в камере сгорания (увеличивается количе­ство водяного пара в рабочей смеси).

3 а в и с и м о с т ь детонации от н а г а р о о б р а з о в a н и я. Нагар, являясь плохим проводником тепла, ухудшает отвод тепла от стенок камеры сгорания в охлаждающую жидкость, что вызы­вает повышение температуры в камере сгорания и способствую г увеличению образовании перекисей и возникновению детонации. Кроме того, нагар, откладываясь на стенках камеры сгорания и на днище поршня, уменьшает объем камеры сгорания, уве­личивает степень сжатия, что также способствует возникнове­нию детонации.

3 а в и с н м о с г ь д е т о и а ц ии от степени с ж а т и я. Этот фактор является основным, влияющим на возникновение детонации, С увеличением степени сжатия двигателя при работе на одном и том же топливе детонация возрастает в связи с резким повышением температуры и давления в цилиндре, которые способствуют интенсивному образованию перекисей.

Зависимость детонации от давления наддува. С повышением наддува детонация усиливается, так как увеличива­ется весовой заряд топлива, при сгорании которого значительно повышаются температура и давление в цилиндре, ускоряющие предпламенные реакции окисления топлива.

Зависимость детонации от угла опережения зажигания и частоты вращения вала двигателя. Угол опережения зажигания, как и состав рабочей смеси, оказы­вает

большое влияние на

Рис. 2. Влияние величины угла опере­жения зажигания до в. м. т. на детона­цию (двигатель установки ИТ9-2, 8= =5,0, п=900 об/мин)

детонацию в, двигателе. С увеличением угла опережения зажигания детонация возрастает, с уменьшением снижается. При большом угле опережения зажигания предпламенный процесс удлиняется во времени и вызывает интенсив­ное образование перекисей. Однако, как видно из рис. 2, интенсивность детонации с увеличением угла опережения зажигания сначала растет, а затем, достигнув максимально­го значения, начинает падать.

Уменьшение детонации и понижение мощности при очень малых углах опережения зажигания объясняется тем, что последняя порция топлив­ного заряда сгорает в большом объеме рабочего пространства при меньшей температуре. Фактически угол опережения зажигания .не превышает 35— 45 0 до в.м.т. С увеличением частоты вращения вала двигателя детонация обычно умень­шается, так как сокращаются время пребывания смеси в камере' сгорания и индукционный период, .во время которого происходит предварительное окисление части топливного заряда.

Увеличение числа свечей сокращает путь, проходимый фрон­том пламени, и время, требуемое для сгорания топлива; тем самым уменьшается возможность детонации. Весьма важным является и место расположения свечи в камере сгорания. Чем короче путь распространения пламени, тем меньше вероятность возникновения детонации.

Поверхностное воспламенение. Поверхностное воспламенение (преждевременная вспышка или калильное зажигание) происходит вследствие самопроизвольного, слишком раннего воспламенения смеси от какого-либо постороннего источника (накаленных выпу­скных клапанов, электродов свечи, нагара и т. п.), а не от электри­ческой свечи. При этом процесс сгорания протекает с нормальной скоростью (20—40 м/с), но смещается по времени и происходит при иных положениях поршня, чем при нормальном процессе.

Преждевременные вспышки возникают чаще всего при ненор­мальном температурном режиме двигателя, например перегреве го­ловок цилиндров вследствие недостаточного охлаждения и т. д. По своему характеру преждевременная вспышка имеет сходство со слишком ранним опережением зажигания. В обоих этих случаях смесь воспламеняется и сгорает до прихода поршня в в. м. т., при этом происходит значительное повышение давления, что обуслов­ливает увеличение работы, затрачиваемой на сжатие, и весьма «жесткую» работу двигателя (со стуками).

Поверхностное воспламенение приводит к тем же последствиям, что и детонация: снижает к. п. д., вызывает ударную нагрузку на детали двигателя, приводит к перегреву цилиндра и вынужденным остановкам двигателя. Разница между детонацией и поверхностным воспламенением состоит в том, что детонация в двигателе происхо­дит вследствие быстрого распространения фронта пламени и воз­никает в последней несгоревшей части топливо-воздушной смеси, а поверхностное воспламенение—в одной или одновременно в не­скольких точках камеры сгорания от раскаленных частиц нагара.

Поверхностное воспламенение может быть предотвращено при правильном подборе топлива ,масла и режима работы двигателя, а также при своевременной очистке деталей от нагара.

|	следующая лекция ==>
Материальная культура русского населения Сибири XVII – н.XX вв	|	Свойства бензинов

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 508 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник: autobryansk.info