Влияние давления, температуры и влажности свежего заряда на интенсивность детонации

Возникновению детонационного сгорания способствуют все факторы, увеличивающие скорость развития предпламенных химических реакций в части свежего заряда, сгорающего в последнюю очередь. Такими факторами являются критические значения давления и температуры горючей смеси к моменту возникновения детонационного сгорания, способствующие самопроизвольному образованию органических перекисей в массе еще не сгоревшей горючей смеси.

Повышению давления и температуры горючей смеси до критических значений способствуют следующие факторы:

- повышение температуры свежего заряда в процессе наполнения цилиндра. Повышение температуры свежего заряда может быть результатом специального подогрева впускного трубопровода, общего перегрева двигателя, высокой температуры окружающего воздуха, применения наддува без промежуточного охлаждения;

-  повышение давления свежего заряда в процессе наполнения цилиндра двигателя. Повышение давления может быть результатом полного открытия дроссельной заслонки, применения наддува на карбюраторном двигателе, повышенного барометрического давления окружающей среды;

- повышение степени сжатия, что приводит к повышению давления и температуры свежего заряда в конце такта сжатия. Пределом увеличения степени сжатия является такое её значение, при котором возникает детонация. Дальнейшее повышение степени сжатия зависит от детонационной стойкости применяемого топлива, геометрической формы камеры сгорания, интенсивности охлаждения наиболее нагретых внутренних поверхностей камеры сгорания.

Если же октановое число применяемого топлива избыточно для данного двигателя, то процесс сгорания в нем идет с замедленной скоростью, смещается на такт расширения. Это можно объяснить тем, что в процессе сжатия с невысокой степенью сжатия для данного вида топлива недостаточно высока температура свежего заряда перед подачей искры. Предпламенные химические реакции, связанные с частичным окислением и появлением в массе свежего заряда химически активных частиц неполного окисления, в термически устойчивом топливе идут недостаточно интенсивно. Поэтому после подачи электрической искры затягивается по времени процесс формирования очага воспламенения, а в дальнейшем уменьшается скорость распространения фронта пламени по объему камеры сгорания.

Следствием сгорания на такте расширения является снижение мощности и топливной экономичности, повышение концентрации продуктов неполного сгорания в отработавших газах. Из-за увеличенной теплоотдачи в систему охлаждения наблюдается перегрев двигателя, из-за увеличенной температуры отработавших газов возможен прогар выпускных клапанов, большие потери теплоты с отработавшими газами, экономичность двигателя и мощность уменьшаются.

Для уменьшения токсичности отработавших газов карбюраторных двигателей в выпускном тракте двигателя устанавливают каталитические нейтрализаторы, которые в присутствии катализатора дожигают продукты неполного сгорания топлива (СИ, СО, С и др.). В случае применения этилированного бензина продукты сгорания ТЭС, контактируя с катализатором, выводят его из строя, вследствие чего применение на двигателях, оборудованных нейтрализатором, этилированного бензина недопустимо.