Причины возникновения и методы борьбы с детонацией в двигателе внутреннего сгорания
Возможные причины возникновения и негативные последствия воздействия детонационной волны на поршневую группу и кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания. Зависимость работы двигателя от сгорания топливновоздушной смеси в камере сгорания.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.08.2018 |
| Размер файла | 121,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Причины возникновения и методы борьбы с детонацией в двигателе внутреннего сгорания
Швинденкова Е.С., Абдуллин А.Р.,
Шевченко И.Т., Нигматуллин Т.Р.
В статье рассматриваются причины возникновения детонации в двигателе внутреннего сгорания. Описаны возможные негативные последствия воздействия детонационной волны на поршневую группу и кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания. Рассмотрены зависимости некоторых показателей работы двигателя от типа сгорания топливновоздушной смеси, структура горения в камере сгорания. Приведены основные методы борьбы с детонацией и возможные последствия при работе двигателя внутреннего сгорания с детонационным горением.
Ключевые слова: детонация, детонационное горение, ударная волна, ДВС.
CAUSES AND METHODS OF DEALING WITH DETONATION IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES
Shvindenkova E.S., Abdullin A.R., Shevchenko I.T., Nigmatullin T.R.
This article discusses the causes of detonation in an internal combustion engine. The possible negative consequences of the detonation wave on the piston group and crank mechanism of an internal combustion engine. Dependences certain engine operating parameters to the type of fuel and combustion air mixture, the combustion in the combustion chamber structure. The basic methods of dealing with the detonation and possible consequences of the internal combustion engine detonation combustion.
Keywords: detonation, detonation combustion, shock wave, the internal combustion engine.
Детонация в двигателе внутреннего сгорания одна из самых опасных проблем для транспортного средства. По большей части детонация возникает при неправильном распределении топливно-воздушной смести внутри рабочей камеры двигателя. При нормальных условиях топливо сгорает и выделяет энергию, на которую конструктивно рассчитан двигатель. При возникновении детонации возникает повышенная нагрузка на стенки цилиндра и сам поршень, вследствие чего возможна поломка частей двигателя. Скорость фронта пламени при нормальном горении составляет от 20 м/с до 40 м/с, при детонационном горении она может достигать величины в 2000 м/с, а температура возрастает с 2500 градусов Цельсия до 4500.
Причин детонационного горения несколько, например, заниженное октановое число. В современных двигателях внутреннего сгорания степень сжатия является высокой, что подразумевает использование топлива с высоким октановым числом. Если в двигателе началась детонация необходимо перейти на топливо с более высоким октановым числом, но не выше, чем рекомендуется производителем двигателя.
Следующая причина- раннее зажигания. Часто это делают для лучшего реагирования автомобиля на открытие дроссельной заслонки. В данном случае необходимо понимать, что для нормального сгорания топлива должно быть хорошее смесеобразование. Если же зажигание происходит слишком рано, то топливо не успевает перемешиваться и в зоне свечи зажигания может находиться слишком богатая смесь, что приведет к детонационному горению.
Также причиной детонации может стать слишком бедная смесь, что скорее всего укажет на неправильную регулировку топливоподачи.
Нагар на стенках камеры сгорания также может привести к возникновению детонации вследствие повышенной температуры камеры сгорания, так как нагар ухудшает теплоотдачу и охлаждение стенок.
Для каждого двигателя внутреннего сгорания предназначены свечи зажигания, подходящие под конкретный двигатель по тепловым характеристикам. Несоответствием же свечей может быть вызвана детонация двигателя. Следует помнить, что при регулярно повторяющейся детонации прогорают днище поршня и клапана. А так же возникает сильный износ двигателя за счет не рассчитанных ударных нагрузок на внутренние детали. При обнаружении детонации следует заняться скорейшим устранением причины, во избежание дорогостоящего ремонта
При возникновении детонации ударная волна действует на стенки камеры, зависимость давления от угла поворота коленчатого вала становится скачкообразной, что показывает причину вибрации рабочей камеры.
Рисунок 1 - Индикаторная диаграмма работы карбюраторного двигателя при детонационном сгорании
В зависимости от скорости фронта пламени детонацию делят на сильную и слабую.
Рисунок 2 - Индикаторная диаграмма работы двигателя при разных видал сгорания
детонационный сгорание двигатель топливновоздушный
При детонации часто возникает несколько очагов возгорания. Скоростная киносъёмка показывает, что очаги детонации появляются совершенно произвольно во времени и в пространстве.
Рисунок 3 - Очаги возгорания при нормальном и детонационном горении
Способом борьбы с детонацией является с одной стороны ускорение горения в локальных зонах не сгоревшей смеси. С другой стороны, замедление в этих зонах протекания химических реакций окисления, которые становятся источником произвольного возгорания. [1]
Добиться этого можно увеличив число оборотов коленчатого вала двигателя. Увеличение числа оборотов сократит время на процессы окисления топливовоздушной смеси на не сгоревших участках. Вероятность самовозгорания тем самым уменьшается.
Способом борьбы с детонацией является также увеличение непосредственно в камере степени турбулентности смеси. При максимальном завихрении потока смеси сокращается время, которое фронт пламени проходит от источника зажигания к периферии.
С одной стороны, получить такой результат можно, если использовать поршень, имеющий специальную форму верхней части. После удара об эту часть поршня смесь получает вращательный импульс. С другой стороны, повышением давления, под напором которого смесь подается в камеру. Скорость потока, тем самым увеличивается, то есть повышается импульс после отражения от поршня.
Перечисленные конструктивные приемы и способы борьбы с детонацией двигателя в сегодняшних бензиновых моторах помогают уменьшить вероятность ее появления, а это оказывает положительное влияние на моторесурс в целом.
Список литературы
1. Вахламов В. К. Автомобили. Теория и конструкция автомобиля и двигателя: / В. К.
2. Вахламов, М. Г. Шатров, А. А. Юрчевский; Под ред. А. А. Юрчевского. -- Москва: Академия, 2003
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет необходимой номинальной мощности и рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Определение среднего индикаторного давления и теплового баланса двигателя. Вычисление сил и моментов, воздействующих на кривошипно-шатунный механизм.
курсовая работа [159,9 K], добавлен 12.11.2011Топливо, состав горючей смеси и продуктов сгорания. Параметры окружающей среды. Процесс сжатия, сгорания и расширения. Кинематика и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма. Четырёхцилиндровый двигатель для легкового автомобиля ЯМЗ-236.
курсовая работа [605,6 K], добавлен 23.08.2012Показатели эффективной работы и определение основных параметров впуска, сжатия и процессов сгорания в двигателе. Составление уравнения теплового баланса и построение индикаторной диаграммы. Динамическое исследование кривошипно-шатунного механизма.
курсовая работа [253,7 K], добавлен 16.09.2010Рабочее тело и его свойства. Характеристика процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения, выпуска. Расчет факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме. Оценка надежности проектируемого двигателя и подбор автотранспортного средства к нему.
курсовая работа [749,6 K], добавлен 29.10.2013Техническое описание двигателя КамАЗ. Рабочий процесс и динамика двигателя внутреннего сгорания, его скоростные, нагрузочные и многопараметровые характеристики. Определение показателей процесса наполнения, сжатия и сгорания, расширения в двигателе.
курсовая работа [303,6 K], добавлен 26.08.2015Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Параметры рабочего тела и остаточных газов. Процессы впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Внешние скоростные характеристики, построение индикаторной диаграммы. Расчет поршневой и шатунной группы.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 17.07.2013Техническая характеристика судового двигателя внутреннего сгорания и его конструктивные особенности. Выбор начальных параметров для теплового расчёта. Построение индикаторной диаграммы. Определение моментов, действующих в кривошипно-шатунном механизме.
курсовая работа [673,9 K], добавлен 16.12.2014Сущность понятия "модель". Моделирование как метод научного познания, особенность. Элементы процесса моделирования. Моделирование работы ДВС на основе влияния размеров камер сгорания. Основные характеристики двигателей. Анализ форм камер сгорания.
реферат [183,8 K], добавлен 12.04.2010Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) широко применяются во всех областях народного хозяйства и являются практически единственным источником энергии в автомобилях. Расчет рабочего цикла, динамики, деталей и систем двигателей внутреннего сгорания.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.03.2008Применение на автомобилях и тракторах в качестве источника механической энергии двигателей внутреннего сгорания. Тепловой расчёт двигателя как ступень в процессе проектирования и создания двигателя. Выполнение расчета для прототипа двигателя марки MAN.
курсовая работа [169,7 K], добавлен 10.01.2011Расчет параметров рабочего процесса карбюраторного двигателя, индикаторных и эффективных показателей. Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания. Расчет и построение внешних скоростных характеристик. Перемещение, скорость и ускорение поршня.
курсовая работа [115,6 K], добавлен 23.08.2012Тепловой расчёт двигателя. Определение основных размеров и удельных параметров двигателя. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна. Расчет индикаторных параметров четырехтактного дизеля. Динамика и уравновешивание двигателя внутреннего сгорания.
курсовая работа [396,0 K], добавлен 18.12.2015Техническая характеристика двигателя внутреннего сгорания. Тепловой расчет рабочего цикла и свойства рабочего тела. Процессы выпуска, сжатия, сгорания, расширения и проверка точности выбора температуры остаточных газов, построение индикаторной диаграммы.
курсовая работа [874,5 K], добавлен 09.09.2011Сущность и процесс запуска двигателя внутреннего сгорания, причины его широкого использования в транспорте. Принципы работы бензинового, дизельного, газового, роторно-поршневого двигателей. Функции стартера, трансмиссии, топливной и выхлопной систем.
презентация [990,4 K], добавлен 18.01.2012Схема САР угловой скорости двигателя внутреннего сгорания (дизеля). Численные значения запасов устойчивости по амплитуде и по фазе. Графики функциональных зависимостей. Графическая зависимость времени переходного процесса по управляющему воздействию.
лабораторная работа [646,7 K], добавлен 20.10.2008Определение основных энергетических, экономических и конструктивных параметров двигателя внутреннего сгорания. Построение индикаторной диаграммы, выполнение динамического, кинематического и прочностного расчетов карбюратора. Система смазки и охлаждения.
курсовая работа [331,7 K], добавлен 21.01.2011Описание особенностей прототипа двигателя внутреннего сгорания, его тепловой расчет. Разработка нового двигателя внутреннего сгорания, на основе существующего ГАЗ-416. Построение индикаторной диаграммы по показателям циклов. Модернизация данного проекта.
дипломная работа [100,7 K], добавлен 27.06.2011Изучение конструкции и принципа действия двигателя внутреннего сгорания и его основных систем. Расчёт рабочего цикла с учётом особенностей потребителя для ряда режимов работы. Разработка рекомендаций для повышения основных характеристик двигателя.
курсовая работа [7,6 M], добавлен 16.01.2012Модернизация двигателя внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ-2103. Особенности конструкции двигателя: тип, степень сжатия, вид и марка топлива. Тепловой расчет, коэффициент теплоиспользования. Расчет механических потерь и эффективных показателей двигателя.
курсовая работа [452,2 K], добавлен 30.09.2015Цикл работы четырехтактного дизельного двигателя по мере происходящих в нем процессов, расчет параметров цикла и построение индикаторной диаграммы. Расчет и построение внешней характеристики двигателя. Проектирование кривошипно-шатунного механизма.
курсовая работа [683,9 K], добавлен 08.01.2010
