Карбюраторном двигателе

В соответствии с различными принципами смесеобразования различаются и требования, которые предъявляют карбюраторные двигатели и дизели к применяемым в них жидким топливам. Для карбюраторного двигателя важно, чтобы топливо хорошо испарялось в воздухе, который имеет температуру окружающей среды. Поэтому в них применяют бензины. Основной проблемой, препятствующей повышению степени сжатия в таких двигателях сверх уже достигнутых значений, является детонация. Упрощая явление, можно сказать, что это — преждевременное самовоспламенение горючей смеси, нагретой в процессе сжатия. При этом горение принимает характер детонационной (ударной, несколько напоминающей волну от взрыва бомбы) волны, которая резко ухудшает работу двигателя, вызывает его быстрый износ и даже поломки. Для ее предотвращения выбирают топлива с достаточно высокой температурой воспламенения или добавляют в топливо антидетонаторы — вещества, пары которых уменьшают скорость реакции. Наиболее распространенный антидетонатор — тетраэтил свинца Pb (C2Hs)4 — сильнейший яд, действующий на мозг человека, поэтому при обращении с этилированным бензином нужно быть крайне осторожным. Соединения, содержащие свинец, выбрасываются

Промежуточное звено 3 сложной реакции наиболее продолжительно по времени. В четырехтактном двигателе процесс расширения длится от 40 до 5 мкс. В определенный момент такта расширения происходит прекращение процесса окисления СО на промежуточной стадии, при этом даже в случае избытка кислорода в продуктах сгорания будет содержаться окись углерода в концентрациях, измеряемых несколькими десятыми долями процента по объему. В ОГ карбюраторного двигателя возможны концентрации СО до 10% по объему. Этому способствует недостаток кислорода при переобогащении топливовоздушной смеси. Максимальные концентрации СО в камере сгорания дизеля могут достигать нескольких процентов по объему, но в ОГ их не более 0,2%>. Это объясняется интенсивным догоранием СО в такте расширения и выпуска при общем избытке воздуха (кислорода).

Автомобильный двигатель в отличие от стационарных источников выбросов имеет широкий диапазон изменения нагрузочных и скоростных режимов работы, определяемый условиями движения автомобиля в транспортном потоке (рис. 3). Это режимы, соответствующие разгону, установившемуся движению, торможению двигателем (принудительный холостой ход) и собственно холостому ходу. Весь диапазон возможных режимов ограничивается внешней скоростной характеристикой карбюраторного двигателя jpuc. 4). Практически используемая зона тяговых режимов характеристики ограничена параболическими кривыми 1 и 2. В этой зоне двигатель работает при составе смеси, близком к стехиометрическому (а « х 1), с наибольшей полнотой сгорания и образованием наименьшего количества продуктов неполного сгорания топлива.

В дизелях осуществляется качественное регулирование мощности двигателя. Нагрузка двигателя пропорциональна цикловой подаче топлива, степень наполнения цилиндров воздухом у безнаддувных дизелей на всех режимах практически одинакова. В дизеле на всех режимах работы коэффициент избытка воздуха больше единицы (а 1,3-4- 5). Концентрации СО и С,,Нт определяются не составом смеси, а локальными явлениями, происходящими во фронте пламени и пристеночной зоне камеры сгорания. Зависимость концентраций вредных веществ имеет сложный неоднозначный характер, диапазон изменения объемных концентраций СО составляет 0,05 ... 0,50%, концентраций С„Нт -- 10 ... 100 млн-1 (у карбюраторного двигателя соответственно 0,25...6% и 50 ... 1000 млн-1).

В начальный период разгона карбюраторного двигателя возможно рассогласование соотношения воздух—топливо в карбюраторном двигателе вследствие большей инерции топлива относительно воздуха. Для ис-

9. Д м и т р и е в с к и и А. В., Каменев В. Ф., Тюфяков А. С. Снижение расхода топлива и уровня токсичности отработавших газов карбюраторного двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок. — Автомобильная промышленность, 1982, № 3, с. 8 —10.

45. Ш а т р о в Е. В., 3 л е н к о М. А., Л у ш ко В. А. Регулирование мощности карбюраторного двигателя отключением части цилиндров. —Автомобильная промышленность. 1982, № 1, с. 11 —13.

Такие чугуны работают при высоких температурах и их широко применяют в двигателестроении и металлургической промышленности. Сфера применения износостойких и жаропрочных чугу-нов представлена на рис. 26. Например, температура газов внутри цилиндра автотракторных двигателей в момент сгорания топлива достигает 2800°С, а температура рабочего цикла четырехтактного карбюраторного двигателя колеблется в широком диапазоне:

АНТИГРИЗУТНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА - устаревшее название предохранительных взрывчатых веществ. АНТИДЕТОНАТОРЫ (от анти... и детонатор) - в-ва, добавляемые в небольших кол-вах (менее 1%) к моторным топливам для повышения октанового числа; способствуют без-детонац. сгоранию топлива в цилиндрах карбюраторного двигателя. Важнейший А.- тетраэтилсвинец (ТЭС), широко применяемый только в виде этиловой жидкости. Моторные топлива с ТЭС, соответственно наз. этилированными, обладают повыш. токсичностью.

Схема работы двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания с криво-шипно-камерной продувкой: вверху-сжатие горючей смеси и наполнение кривошипной камеры; внизу- продувка и выпуск; 1 - свеча зажигания; 2- поршень; 3-продувочное окно; 4- выпускное окно; 5-кривошипная камера; 6- карбюратор; 7-впускное окно; 8 - головка цилиндра; 9 -цилиндр

2) Д. в двигателях внутреннего сгорания- быстрый, приближающийся к взрыву процесс горения топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя, сопровождающийся неустойчивой работой двигателя, износом и разрушением его деталей. Д. возникает при несоответствии топлива конструкции или режиму работы двигателя. Для каждого топлива существует определ. степень сжатия, при к-рой возникает Д. Чтобы избежать Д., в бензин добавляют антидетонаторы, напр, тет-раэтилсвинец.

В начальный период разгона карбюраторного двигателя возможно рассогласование соотношения воздух—топливо в карбюраторном двигателе вследствие большей инерции топлива относительно воздуха. Для ис-

Специалистами автополигона НАМИ проведена стоимостная оценка мероприятий по выполнению перспективных норм по токсичности и топливной экономичности легковых автомобилей [22]. В частности, их выполнение возможно как применением расслоения заряда в карбюраторном двигателе, так и использованием дизелей с непосредственным впрыском. В обоих случаях необходима рециркуляция ОГ. Дополнительные затраты в производстве оцениваются соответственно в 15 и 60% от исходного уровня. В эксплуатации затраты складываются в пользу дизелей. Учитывая типаж

осн. зависят от электронной оболочки атома, одинаковой для всех И. данного элемента. Небольшие различия в физ.-хим. св-вах И., обусловленные различием в массах атомов, наз. изотопными эффектами. Большинство хим. элементов в природе состоит из смеси И. У хим. элемента одни И. могут быть стабильными, а другие - претерпевать разл. радиоактивные превращения (см. Радиоактивные изотопы]. И. широко применяют в качестве изотопных индикаторов, а радиоактивные И.- также как источники ядерных излучений. Нек-рые И. урана и плутония (235U, 239Pu) являются ядерным топливом. ИЗОТРОПИЯ (от изо... и ...тропия) -независимость физ. св-в тела (среды, в-ва) от направления. Одно и то же тело одновременно может обладать И. относительно одних св-в и анизотропией относительно других. И. характерна для газов, жидкостей (кроме жидких кристаллов) и тв. тел в аморфном состоянии. ИЗОХОРЙЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, И 30-хорный процесс, - термодинамический процесс, протекающий в системе при пост, её объёме. Линия, изображающая равновесный И.п. на диаграмме состояния, наз. и з о х о -рой. Близок к И.п., напр., процесс сгорания топлива в карбюраторном двигателе.

Задача 5.42. Определить потери теплоты в процентах с отработавшими газами в шестицилиндровом четырехтактном карбюраторном двигателе, если среднее эффективное давление />е = 6,1'105 Па, литраж двигателя iVk = 32,6- 10~4 м3, угловая скорость вращения коленчатого вала ш = 314 рад/с, низшая теплота сгорания топлива Q? = 43 900 кДж/кг, удельный эффектив-

Задача 5.44. Определить в кДж/с и процентах теплоту, превращенную в полезную работу в шестицилиндровом четырехтактном карбюраторном двигателе, если литровая мощность Ni=14000 кВт/м3, рабочий объем цилиндра F* = ll,3110~4 м3, низшая теплота сгорания топлива Q % = 39 300 кДж/кг, удельный индикаторный расход топлива 6, = 0,264 кг/(кВт'ч) и механический кпд ?/м = 0,81.

Задача 5.45. Определить в кДж/с и процентах теплоту, превращенную в полезную работу в восьмицилиндровом четырехтактном карбюраторном двигателе, если среднее эффективное давление ре—6 • 105 Па, диаметр цилиндра Z) = 0,1 м, ход поршня 5=0,095 м, угловая скорость вращения коленчатого вала а> = = 314 рад/с низшая теплота сгорания топлива Q\ = =44 000 кДж/кг и удельный эффективный расход топлива *е=0,29 кг/(кВт-ч).

Задача 5.54. Определить потери теплоты в процентах от неполного сгорания топлива в восьмицилиндровом четырехтактном карбюраторном двигателе, если среднее индикаторное давление р( — 9,5' 10 Па, диаметр цилиндра/) = 0,092 м, ход поршня 5=0,08 м, угловая скорость вращения коленчатого вала ю = 314 рад/с, механический кпд tyM = 0,82, низшая теплота сгорания топлива Q ? = 44 000 кДж/кг, удельный эффективный расход топлива 6е = 0,31 кг/(кВт • ч) и потери теплоты от неполного сгорания топлива бя.с=47,2 кДж/с.

ИЗОХОРЙЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, изохорный процес с,— термодинамический процесс, протекающий при пост. уд. объёме системы. Близки к И. п., напр., процессы сгорания топлива в карбюраторном двигателе и в пульсирующем воздушно-реактивном двигателе.

Трудность обеспечения надлежащего смесеобразования в дизеле объясняется незначительностью времени, отводимого на его осуществление. Если в карбюраторном двигателе процесс смесеобразования протекает за период, соответствующий повороту кривошипа примерно на 360°, то в дизеле процессы введения в рабочий цилиндр топлива, перемешивания его с воздухом и сгорания протекают в течение времени, соответствующего повороту кривошипа на 30—40°.

Рис. 34-10. Принципиальная схема зажигания в карбюраторном двигателе

Второй такт—сжатие — также совпадает с тактом карбюраторного двигателя. Только сжимается здесь не горючая смесь, а чистый воздух. И сжимается до значительно более высокого давления, чем в карбюраторном двигателе, — до 35 атмосфер и даже выше. Температура воздуха, подвергнутого такому сжатию, резко повышается. В этот-то раскаленный воздух и впрыскивается топливо, которое, конечно, сразу же вспыхивает.