Почему применяют по две свечи на цилиндр?

Рассмотрим, как развивается процесс горения в камере сгорания реальных двигателей. Поскольку свеча является пассивным точечным источником тепла, расположенным у стенки камеры сгорания, то траектория фронта пламени при сгорании топливо-воздушной смеси определяется вихревыми потоками. Траектория является трехмерной, достаточно сложной и может быть разделена на две части. Первая часть — пламя от искры распространяется в виде постоянно расширяющейся трехмерной спирали вдоль стенки в один угол камеры и оттуда в центр. Центром камеры сгорания является центр днища поршня в положении ВМТ. Вторая часть — фронт пламени из центра начинает распространяться практически равномерно во все стороны. Поэтому сгорание завершается только в одном углу и является асимметричным.

Сгорание происходит в замкнутом, практически неизменном по объему пространстве и приводит к повышению давления, а это дает прогрессивный рост скорости распространения пламени. Оптимально настроенным двигателем считается такой, в котором сгорание завершается на грани детонации.

В момент завершения сгорания топливо-воздушной смеси в замкнутой камере с высокой скоростью, давление сгоревших газов (в зоне завершения горения) наибольшее и уменьшается по мере удаления от нее. Чем выше скорость завершения сгорания, тем больше указанная разница в давлениях.

Посмотрим на поршень, находящийся в области ВМТ. Это балансирующая система с точкой опоры практически в центре поршня. Балансирующие системы обладают очень важным свойством: малая асимметрия может привести к большим последствиям. Когда после ВМТ завершается сгорание топливо-воздушной смеси, поршень наряду с равномерным давлением на все дно получает удар по одному краю. Ему ничего не остается, как повернуться вокруг точки опоры и кратковременно заклинить самого себя в цилиндре. С ростом нагрузки и падением оборотов двигателя клинящий эффект нарастает, что приводит к ускоренному падению крутящего момента. Двигатель как бы «козлит». Это поршни по очереди проскакивают заклиненное состояние. У холодного двигателя клинящий эффект максимальный, так как возрастает угол поворота поршня из-за большого теплового зазора.

Метод борьбы с этим явлением нашли в авиации. Стали применять две симметричные свечи на цилиндр. Это повысило мощность двигателя примерно на 5%, уменьшило вероятность возникновения детонации (так как уменьшилось количество зон, удаленных от очага пламени) и увеличило надежность системы зажигания.

…Предыдущая страница
…Следующая страница