Как-то так сложилось, что несмотря на выдающиеся усовершенствования механической части двигателей, параметры искры зажигания остались на уровне столетней давности. Везде стоят катушки зажигания с большим выходным сопротивлением, почти везде используются свечные провода с сопротивлением, бегунки и свечи с сопротивлением .
Это не позволяет создать искру с малой длительностью и большой энергией.
В результате происходит ухудшение характеристик двигателя, обусловленное влиянием сразу трёх факторов.
Бензовоздушная смесь медленно разгорается, приходится выставлять большой
угол опережения зажигания до ВМТ ( верхняя мёртвая точка ). А если Вы помните
описание цикла Карно, то в идеале смесь должна сгорать мгновенно, когда поршень
находится в ВМТ. Любое приближение к этому уменьшает потери и соответственно
увеличивает к.п.д. двигателя, уменьшает удельное потребление топлива, уменьшает
вибрации в двигателе и увеличивает его ресурс.
2. Вторым фактором, снижающим характеристики двигателя, является сложный состав
бензина. Он содержит фракции, которые быстро разгораются, средне и медленно
разгораются. Угол опережения зажигания выставляется таким, чтобы не было детонации,
то есть, чтобы быстроразгорающиеся фракции разгорались после ВМТ, а не до ВМТ.
Вследствии случайного характера горения бензовоздушной смеси в цилиндре двигателя
это приводит к тому, что бензовоздушная смесь разгорается и начинает давить на поршень
среднестатистически в некотором секторе углов, который начинается от ВМТ и расположен
после ВМТ. Среднее значение этого сектора лежит позже ВМТ, что и обуславливает потери
в двигателе. Снизить эти потери можно за счёт более интенсивного поджига бензовоздушной
смеси, который сужает размеры этого сектора и, соответственно, позволяет иметь среднее
значение этого сектора существенно ближе к ВМТ.
3. Бедные смеси ( с избытком воздуха) плохо поджигаются. Как следствие, системы
топливоподачи современных автомобилей настроены таким образом, чтобы подавать
более-менее богатую смесь с альфа=1 ( соотношение весовых частей воздуха и бензина 14,7 : 1 ).
При таком соотношении в случае идеального перемешивания бензина с воздухом должно
наблюдаться полное сгорание бензина. Но достичь идеального перемешивания не
представляется возможным. В результате бензин сгорает не полностью, образуется
большое количество вредных составляющих в выхлопе, которые приходится дожигать
с помощью катализатора. То есть, часть бензина, вместо того, чтобы сгорать в цилиндре
и производить работу, перерабатывается на вредные составляющие в выхлопе.
Пути улучшения этого процесса очевидны – необходимо работать с бедными смесями,
хорошо их перемешивать и интенсивно поджигать. И если с перемешиванием
( инжектора в инжекторных системах топливоподачи и устройства подготовки
гомогенной смеси в карбюраторных системах) дело обстоит более-менее нормально,
то параметры искры в современных автомобилях не позволяют производить интенсивный поджиг. В теории горения есть много направлений, описывающих горение бензовоздушных смесей.Наиболее перспективной для практической реализации интенсивного поджигапредставляется технология “холодного поджига”, рассматриваемая в трудах академика Зельдовича Я.Б.( 40-е годы прошлого столетия). Секрет в том чтобы излучить на коротком интервале как можно больше фотонов в весь объём цилиндра.
При этом бензовоздушная смесь разгорается по всему объёму по аналогии с цепной
реакцией при ядерном взрыве. В резельтате и поджиг и сгорание бензовоздушной смеси происходит существенно быстрее и полнее.
Нельзя сказать, что попытки интенсифицировать поджиг не предпринимались в
автомобильной промышленности. В качестве примера можно назвать системы эажигания
Twin Spark на автомобилях Alfa Romeo, использующие две свечи на одном цилиндре.
Такой подход позволяет улучшить характеристики двигателя, но он конструктивно
ограничен ( очевидно, что установить десять свечей на один цилиндр представляется проблемным ).
Присоединяйтесь к ОК, чтобы подписаться на группу и комментировать публикации.
Нет комментариев