Вплив різних факторів на процес згоряння.
Кут випередження запалювання φв.з. на кожному режимі повинен забезпечувати
найкращі показники двигуна. Такий кут називається оптимальним φв.з.опт. При цьому основна
фаза процесу згоряння θ11 розташовується однаково по обидві сторони від ВМТ. Система
запалювання забезпечує автоматичну зміну φв.з. залежно від режиму його роботи й
температурного стану.
Кут випередження запалювання φв.з. залежить від тривалості фаз процесу згоряння. Чим
більше θ1, тим раніше необхідно підпалювати суміш. Однак при збільшенні φв.з. погіршуються
початкові умови запалювання робочої суміші через зменшення її температури й тиску, що в
підсумку приводить до зростання θ1.
Склад суміші впливає на кількість теплоти й швидкість її виділення при згорянні палива,
а також на токсичність відпрацьованих газів. Мінімальні значення θ1й θ11, максимальні pzі рі і
найбільше тепловиділення досягаються при суміші з α = 0,85ч0,95. У циліндрі виділяється
найбільша кількість теплоти при досить високій швидкості згоряння палива. Збідніння суміші до
α = 1,1ч1,3 збільшує індикаторний ККД і підвищує економічність. При подальшому збіднінні
суміші різко погіршуються процеси запалювання й згоряння, росте нерівномірність послідовних
циклів, що приводить до зниження ηi.
Для газових палив характерні більш широкі межі займистості. Це дозволяє ефективно
спалювати сильно збіднені суміші. Наприклад, для водню рimax досягається при α = 1,0, а ηimax
при α = 2,5.
Зміна α для кожного режиму роботи ДВЗ забезпечується автоматично системою
паливоподачі для одержання максимальних рiабо ηi, і необхідної токсичності відпрацьованих
газів.
Навантаження у двигуні з примусовим запалюванням зменшується шляхом прикриття
дросельної заслінки. При цьому знижується кількість свіжого заряду й росте частка залишкових
газів. У результаті погіршуються умови запалення й росте тривалість θ1. У міру прикриття
заслінки підвищується нерівномірність послідовних циклів, що вимагає збагачення суміші для
поліпшення її запалення іскрою. Погіршення умов згоряння при цьому викликає додаткова
витрата палива й ріст токсичних компонентів СО і СН у відпрацьованих газах.
Збільшення частоти обертання викликає ріст турбулізації заряду й поліпшує
сумішоутворення. Оскільки при цьому θ11 = const, a θ1 зростає, то для забезпечення
тепловиділення у ВМТ необхідно збільшити φв.з.
Форма камери згоряння (рис. 5.12) повинна забезпечити інтенсивне кероване згоряння
при мінімальних теплових втратах. Турбулізацію в циліндрі й у зонах, до яких фронт полум'я від
свічі доходить в останню чергу, забезпечують виштовхувачі. Вони являють собою зазори між
поверхнею головки циліндрів і днищем поршня й сприяють прискореному догоранню суміші.
Свічу в камері згоряння розташовують ближче до центра, щоб забезпечити гарне
очищення зони її електродів від відпрацьованих газів, і скоротити шлях полум'я до найбільш
віддалених точок камери згоряння.
При центральному розташуванні свічі в камері згоряння добре компонуються чотири
клапани. Це дозволяє одержати високе значення ηV при великій частоті обертання.
Ступінь стиску збільшують для одержання більшого тиску й температури робочої суміші
в момент іскрового розряду й поліпшення умов запалювання суміші, підвищення швидкості
згоряння в основній фазі. Однак при підвищенні ступеня стиску збільшується відношення
поверхні камери згоряння до її об’єму й зростає ймовірність детонації.
Розшарування суміші (рис. 5.13) підвищує ефективність процесу згоряння в тому
випадку, якщо в зоні свічі запалювання утвориться збагачена суміш, а в міру видалення від неї –
збіднена. Роботи над ДВЗ з вихровим рухом заряду та пошаровим розподіленням суміші
проводилися фірмою Texaco TCC. Це були попередники сучасних ДВЗ з безпосереднім
впорскуванням бензину.
Рисунок 5.12. Типи камер згоряння ДВЗ з примусовим запалюванням:
а – полусферична, б – шатрова, в – плоскоовальна, г – клинова, д – напівклинова, е – Г-подібна
при нижньому розташуванні клапанів, ж – у поршні; 1 – виштовхувач.
Рисунок 5.13. Схема розшарування заряду у двигуні Texaco
