Научные основы и пути совершенствования токсичных характеристик автомобильных двигателей с искровым зажиганием.
Текст напечатан в сокращенном виде с комментариями. [ 09.10.02 г.]

1996 год. Каменев В.Ф.
   Разработка экономичного двигателя. Режим глубокого дросселирования при средней нагрузке и интенсификации процесса горения. Однако для эффективного использования интенсификации процесса сжигания топливных смесей переобедненного состава без ухудшения потребительских свойств автомобиля потребовалось разработка адаптивной системы управления топливоподачей и параметрами системы зажигания по пределу эффективного обеднения топливовоздушной смеси.
  Прим. По цикловой нестабильности рабочего процесса. Не совсем полная картина адаптивной системы управления ДВС. Необходимо добавить: не только по обеднению, но и это главное по крутящему моменту или "экономичной эффективной мощности" ДВС.
  Наибольшей токсичный выброс при холостом ходе (ХХ) и при принудительном холостом ходе (ПХХ), а также режимы глубокого дросселирования и близкие к ним режимы малых нагрузок.
На режимах ХХ и близких к ним при открытии выпускного клапана часть газов попадает из выпускного коллектора обратно в цилиндры и затем повторно выталкивается. Аналогичный процесс происходит и при начале такта сжатия при открытии впускного клапана в момент перекрытия клапанов. Следовательно в свежем заряде смеси увеличивается доля инертных составляющих выхлопных газов.
Крупномасштабная турбулентность в районе свечи может служить срывом пламени начального очага загорания и пропуском горения цикла. Вредные вихри.
  Прим. Возможно не совсем так: происходит не срыв пламени, а интенсивное охлаждение начального очага вихревым движением холодной смеси. Ввиду ограниченной мощности начального очага горения, особенно это характерно для классической конструкции свечи зажигания, происходит охлаждение этого очага и прекращение его распространения на остальной состав топливного заряда.
  Несмотря на перспективность впрыска, в нашей стране еще долго будут карбюраторы, это необходимо. Да и не только в нашей стране.
Большая значимость при эксплуатации автомобилей не режиме малых нагрузок и глубоком дросселировании и их влияние на последующий разгон.
Возможны пропуски горения циклов не только из – за обеднения топливной смеси, а также из – за попадания остаточных инертных газов. (меры?) Выбор фаз газораспределения и регулировка.
При глубоком дросселировании может иметь место так называемое "холодное пламя" . Это подтверждается тем, что увеличивается доля в отработанных газах продуктов предпламенных реакций – альдегидов. Т.к. реакция холодного пламени имеет экзотермический характер, возможны 2 варианта развития процесса; переход процессов окисления в период видимого горения – чему способствует большая активность образующихся в этот период пероксидов или полное прекращения горения. Т.е. пропуск цикла горения. Крупномасштабная турбулентность способствует срыву пламени с начального очага возгорания и далее следует пропуск горения либо затягивание процесса горения до открытия выпускного клапана (за счет передачи тепла).
  По мере сгорания паров топлива уменьшается содержание кислорода, происходит процесс переобогащение смеси и возможен срыв горения (тем более на фоне большого содержания инертных продуктов горения, хотя они имеют повышенную температуру) чему также способствует турбулентность.
Работа двигателя на переобедненных топливных смесях имеет ряд преимуществ. За счет увеличения доли объема газов проходящих через двигатель на единицу мощности снижаются: потери на газообмен (насосные потери), коэффициент остаточных газов, и соответственно увеличивается коэффициент активности рабочего заряда цилиндров двигателя. При одновременной интенсификации процесса сгорания увеличивается полнота сгорания топлива и уменьшается выброс оксидов углерода и азота, а также углеводородов. Пропорционально снижению расхода топлива уменьшается и выброс диоксида углерода.
Несмотря на перспективность и интенсивное развитие за рубежом систем впрыска топлива в силу внутренних экономических трудностей в нашей стране еще достаточно долго будут использоваться карбюраторные системы питания двигателей. Поэтому актуальны: автономная система ХХ, экономайзер ПХХ, элементы К-151, и система форкамерного ГАЗ-3102.
  Системы впрыска желательно регулировать по нестабильным и вялым циклам горения по датчику давления отработанных газов. При обедненной и приближенной к пределу воспламенения топливной смеси возрастает число нестабильных циклов (вялых рабочих циклов и пропусков горения). Это вызывает пульсацию давления отработанных газов. Причем характер пульсаций сохраняется вне зависимости от режима нагрузки и теплового режима ДВС. Следовательно возможна настройка в диапазоне a от 1,15 до 1,3. При дальнейшем обеднении возможны значительные пропуски горения.

Выводы и комментарии. Оширов В.
Основные положения правильные, но есть ряд спорных моментов. Не учитываются возможности оптимизации термодинамического цикла. Критерий адаптивного управления не совсем точен, допустим, при отказе свечи зажигания будет наблюдаться стабильный пропуск цикла горения, что приведет при подобном управлении к переобогащению смеси, т.е. подобная система неработоспособна.

Возврат в список


© Оширов В. 2002 г.

Главная страница

Статьи и разработки

Обсудить на форуме

E-mail: ingenerw@km.ru

Hosted by uCoz