Влияние нагарообразования в камере сгорания и накипи в системе охлаждения на интенсивность детонации

Нагаром называют твердые, пропитанные смолами и маслом, углеродистые отложения на внутренних поверхностях, образующих камеру сгорания. Нагар образуют топливо и масло с поверхности гильзы цилиндра, а также попадающее в цилиндр в результате насосного действия поршневых колец.

Обильное нагарообразоваяие наблюдается при длительной работе двигателя на режимах малых нагрузок и холостого хода, что характерно для городских условий эксплуатации.

Из теплофизических свойств нагара наибольшее значение имеет теплопроводность, которая в 50 раз меньше, чем теплопроводность чугуна или стали. При наличии большого количества нагара внутренний объем камеры сгорания оказывается в тепловой изоляции. Из-за низкой теплопроводности наружный слой нагара, контактирующий с горячими газами, имеет высокую температуру. Свежий заряд в процессах впуска и сжатия длительное время находится в контакте с горячими поверхностями, поэтому сильно подогревается.

Нагар занимает часть объема камеры сгорания, увеличивая фактическую степень сжатия, в результате чего увеличиваются давление и температура свежего заряда в конце такта сжатия. Наконец, нагар оказывает каталитическое воздействие на образование органических пере-кисных соединений, склонных к сильной детонации.

Таким образом, нагар существенно увеличивает склонность двигателя к детонации и калильному зажиганию. По опытным данным. значительное нагарообразование увеличивает требуемое октановое число топлива на 10-15 единиц.

Нагар, образованный из топлива, содержащего металлоорганические антидетонаторы (например, ТЭС), обладает хорошей электропроводностью, вследствие чего нарушается нормальная работа свечей зажигания. Нагар, образующийся при использовании этилированного бензина, обладает большой устойчивостью и плотностью.

На количество образующегося нагара оказывают влияние групповой и фракционный составы топлива, содержание сернистых соединений, смолистых веществ и механических примесей в топливе. Более тяжелые фракции топлива при сгорании образуют большее количество нагара. При эксплуатации двигателя с большим количеством нагара для снижения вероятности детонационного сгорания обычно уменьшают угол опережения зажигания. В результате этого двигатель будет вырабатывать меньшую мощность и работать менее экономично, однако детонация не возникает.

В процессе работы двигателя на стенках внутренних полостей жидкостной системы охлаждения накапливаются твердые и плотные отложения - карбонатная, силикатная или смешанная накипь. Любой вид накипи имеет очень низкую теплопроводность. Откладьшаясь на теплонапряженных наружных поверхностях гильз и полостях охлаждения головки цилиндров, накипь нарушает процессы теплопередачи от горячих деталей камеры сгорания в систему охлаждения, благодаря чему наблюдается их перегрев. При перегреве внутренних поверхностей камеры сгорания увеличивается температура свежего заряда в процессах впуска и сжатия, в силу чего склонность двигателя к детонации значительно увеличивается.

Накипь в системе охлаждения двигателя удаляют химическими растворами.