Двигатель - сердце автомобиля. И нам очень важно знать, что происходит в камере сгорания двигателя. Камера сгорания - пространство между головкой блока и днищем поршня в верхней мертвой точке. Здесь тепло от сжигания смеси топлива с воздухом превращается в механическую работу. Смесь, приготовленная в карбюраторе, сжимается во время хода поршня вверх и, не доходя до верхней мертвой точки, поджигается электрической искрой. Под действием возникающей при этом высокой температуры газы расширяются. Весь этот процесс держится на трех законах: Бойля, Шарля, Ж. Джоуля. Именно эти три закона и есть три кита, на которых строится наука о двигателях внутреннего сгорания.
Газ в цилиндре сжимается до определенного давления. Это давление определяется степенью сжатия двигателя. Ее можно определить, если объем цилиндра между головкой блока и днищем поршня в нижней мертвой точке разделить на объем камеры сгорания. По закону Бойля, каждой степени сжатия будет соответствовать равное давление. Данное условие характерно при медленном сжатии. Такого процесса в двигателе нет. Там он протекает более интенсивно, и в силу вступает закон Шарля. При быстром движении поршня давление будет больше. Именно поэтому компрессия двигателя больше степени сжатия на 1,4-1,7 кгс/кв.см.
Чем выше степень сжатия, тем выше давление и температура. Именно поэтому повышать степень сжатия можно до определенного предела, иначе при высокой температуре смесь самовоспламеняется.
При нормальном горении после подачи искры зажигания образуется два участка. На первом происходит очаг горения, при котором сгорает десятая часть всего объема смеси. На втором - распространение пламени в несгоревшем объеме смеси. В этом случае точка максимального давления находится после прохождения поршнем верхней мертвой точки.
Продолжительность фаз этих двух участков зависит:
- от качества бензина и его соответствия двигателю;
- от состава смеси (бедная или богатая);
- от компрессии двигателя, определяемой его техническим состоянием;
- от мощности искры (отсутствие потерь в работе системы зажигания).
Существует определенная зависимость между октановым числом бензина и углом опережения зажигания. С увеличением угла опережения зажигания для нормальной работы двигателя требуется топливо с более высоким октановым числом.
Увеличение степени сжатия двигателя приводит к росту температуры, которая в свою очередь повышает испаряемость топлива. Его химическая активность провоцирует увеличение роста скорости фронта пламени, ведущего к самовоспламенению. Именно по этой простой причине, чем выше октановое число применяемого бензина, тем медленнее горение, тем меньше бензин склонен к самовоспламенению. Отсюда вывод о том, что летом нужно применять летние сорта бензина, а зимой - зимние.
Для каждой степени сжатия существует свое оптимальное значение угла опережения зажигания. Чем меньше октановое число бензина, тем угол опережения должен быть меньше.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала в цилиндрах растет завихрение, и распыление топлива происходит лучше. Это в свою очередь уничтожает зоны, где смесь склонна к самовоспламенению.
Соединение воздуха и топлива в парообразной фазе называется рабочей смесью. Она бывает нормальной, бедной и богатой. Нормальная - с содержанием воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива. Бедная - избыток воздуха, а богатая - недостаток.
При правильно подобранном топливе и правильном распределении смеси распространение пламени при сгорании топлива происходит со скоростью 10-30 м/сек. При этой скорости достигается максимальное использование тепловой энергии, заключенной в топливе.
Важно и то, сколько времени отводится на приготовление смеси. Чем больше частота вращения коленчатого вала, тем меньше времени идет на приготовление смеси. При больших оборотах, близких к 6000, резко увеличивается расход. Самые хорошие обороты от 2500 до 4000. Это и есть зона оптимального расхода топлива.
_________________ Рено 25, 1985, Z7V К-Джетроник, АКПП 4141
|