Влияние нагрузочного режима двигателя на интенсивность детонации

Нагрузочный режим двигателя определяется положением дроссельной заслонки, которая в условиях эксплуатации изменяется от положения полностью закрытого (холостой ход) до положения полностью открытого (режим максимальной нагрузки).

При различных положениях дроссельной заслонки склонность двигателя к детонации также различна. Наиболее опасным с точки зрения возникновения детонации является режим максимальной нагрузки (100% открытие дроссельной заслонки). При уменьшении нагрузки и соответствующем прикрытии дроссельной заслонки вероятность детонационного сгорания значительно уменьшается, а возникшее ранее при полном открытии дроссельной заслонки детонационное сгорание переходит в нормальное сгорание.

Уменьшение интенсивности детонационного сгорания с прикрытием дроссельной заслонки объясняется следующими причинами:

1) резко увеличивается относительное количество остаточных газов, состоящих из инертных молекул С02, НгО, частиц сажи, препятствующих развитию предпламенных химических реакций с образованием неустойчивых органических перекисей во всей массе свежего заряда;

2) понижаются давление и температура газов в конце такта сжатия и в процессе сгорания;

3) снижается температура внутренних теплонапряженньгх поверхностей камеры сгорания, вследствие чего снижаегся подогрев свежего заряда от горячих поверхностей.

Изменение потребного октанового числа топлива в зависимости от положения дроссельной заслонки представлено на рис. 4.6.

Анализ кривой на рис. 4.6 показывает, что с точки зрения вероятности возникновения детонационного сгорания наиболее опасными являются режимы, близкие к максимальным нагрузкам (ѕ 100%Др.З).

Угол опережения зажигания устанавливается оптимальным, при котором двигатель развивает наилучшие энергоэкономическис параметры. Однако при различных установочных углах опережения зажигания склонность двигателя к детонации различна.

При раннем зажигании процесс сгорания в основном развивается до прихода поршня в ВМТ, давление газов в цилиндре быстро нарастает как результат совместного действия процессов сжатия и начавшегося процесса сгорания. Быстрое нарастание давления сопровождается увеличением температуры во всей массе свежего заряда, находящейся в цилиндре двигателя.

Более высокие температура и давление ускоряют предлламенные реакции с образованием органических соединений, склонных к сильной детонации. Таким образом, с увеличением угла опережения зажигания вероятность появления детонационного сгорания возрастает.

При уменьшении угла опережения зажигания процесс сгорания основной массы свежего заряда смешается относительно ВМТ на такт расширения, благодаря чему снижается максимальные давление и температура газов. При этом склонность двигателя к детонации существенно снижается. Однако при позднем зажигании снижаются энергоэкономические показатели двигателя.

Изменение потребного октанового числа топлива в зависимости от угла опережения зажигания представлено на рис. 4.7.

В некоторых случаях, когда необходимо работать на бензине с пониженным октановым числом, во избежание детонации уменьшают угол опережения зажигания. Для этого в конструкции прерывателя-распределителя систем зажигания предусмотрен октан-корректор для ручной установки угла опережения зажигания.