На малых частотах вращения коленчатого вала появление детонационного сгорания наиболее вероятно. Возникновение интенсивной детонации объясняется тем, что из-за невысокой турбулизации свежего заряда снижается скорость распространения фронта пламени по объему камеры сгорания. Одновременно повышаются температуры внутренних поверхностей камеры сгорания из-за более длительного контакта с горячими газами в процессе сгорания. В процессе сжатия свежего заряда увеличивается время соприкосновения горючей смеси с горячими поверхностям камеры сгорания, в результате чего температура свежего заряда в конце процесса сжатия значительно увеличивается. В результате замедленного распространения фронта пламени по объему камеры сгорания горючая смесь в наиболее удаленных объемах более длительное время находится под воздействием высоких температуры и давления, вследствие чего концентрация образующихся крайне неустойчивых органических соединений достигает критического значения. Горючая смесь, окисляющаяся в самую последнюю очередь, детонирует.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала повышается скорость вихревого движения свежего заряда в камере сгорания, что приводит к повышению скорости распространения фронта пламени, соответственно сокращается время на развитие предпламенных процессов в последних частях свежего заряда в объеме камеры сгорания. Одновременно в свежем заряде из-за увеличения аэродинамических сопротивлений во впускном и выпускном трактах двигателя возрастает концентрация остаточных газов, содержащих инертные молекулы CO₂, Н₂О, частицы сажи, которые препятствуют образованию органических соединений, склонных к детонационному сгоранию. Совместное действие этих факторов приводит к тому, что с увеличением частоты вращения вероятность детонационного сгорания снижается.
Влияние частоты вращения коленчатого вала на интенсивность детонации зависит от химического состава применяемого топлива. В случае применения топлива, содержащего в основном насыщенные углеводороды (алканы, алкены), склонные к сильной детонации, при увеличении частоты вращении двигателя вероятность детонационного сгорания значительно снижается. Однако в случае применения высокооктанового топлива, содержащего в основном ненасыщенные углеводороды ароматического ряда (цикланы, ароматики), склонность двигателя к детонации практически не зависит от частоты вращения.
На рис. 4.5 представлено изменение требуемых октановых чисел топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при работе двигателя на бензинах, отличающиеся различным химическим составом.
Рис. 4.5. Влияние частоты вращения коленчатого вала на интенсивность детонации: 1 - низкооктановое топливо, содержащее в основном углеводороды парафинового ряда; 2 - высокооктановое топливо, содержащее в основном углеводороды ароматического ряда
Анализ кривых на рис. 4.5 показывает, что чем больше максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя, тем выше допустимая степень сжатия. Наиболее вероятной с точки зрения возникновения детонационного сгорания являются малые частоты вращения коленчатого вала при полном открытии дроссельной заслонки.
Оригинал можно просмотреть на портале www.VWMANUAL.ru
Комментарии посетителей