Преждевременное воспламенение

Преждевременное воспламенение не столь очевидно вредно, как детонация, но результат его намного более серьезны. Не существует такой характеристики, как «стук», и если он слышим вообще, то проявляется как глухой удар. Так как это явление нельзя сразу же заметить, его действие часто наносит серьезный вред двигателю, так как может быть потеряно управление временем воспламенения. Преждевременное воспламенение от искры может произойти без видимого эффекта. Более серьезно самовоспламенение смеси, которое может произойти до искры. Опасность преждевременно­ го воспламенения кроется не столько в раннем нарастании давления, сколько в очень мощном увеличении теплового потока к стенкам цилиндра и поршню. Максимальное давление заметно не увеличивается, хотя и может наступить немного ранее. В двигателе с одним цилиндром процесс не опасен, так как снижение мощности просто заставит двигатель остановиться. В многоцилиндровом двигателе остающиеся цилиндры (если изначально нарушена работа только одного из них) продолжат работу на полной мощности и числе оборотов, подтягивая цилиндр с преждевременным воспламенением за собой. Интенсивный тепловой поток в дефектном цилиндре может принести к заклиниванию поршни, сопровождаемому его разрушением с катастрофическими результата­ ми для всего двигателя. Преждевременное воспламенение часто инициируется некой горячей точкой, возможно, раскаленной частичкой сажи или плохо охлаждаемым участком объема сгорания. В некоторых случаях, если используется неправильная свеча зажигания, за преждевременное зажигание ответственны перегретые электроды, но чаше главной причиной является детонация. Взрывная волна детонации отыскивает остатки газов в поверхностной пленке на стенках цилиндра, гак что в итоге главный источник сопротивления тепловому потоку удаляется и происходит большое выделение тепла. Тут же проявляются любые слабые места в системе охлаждения, и в результате формируются горячие точки, которые быстро дают начало преждевременному воспламенению.

Конструкция камеры сгорания

Чтобы избежать наступления детонации и преждевременного воспламенения, конструкторам приходится тщательно продумывать расположение клапанов и свечей зажигания. Малые двигатели жестко привязаны к тарельчатому клапану. Это вместе с ограничениями по пространству и наличием высоких степеней сжатия дарит конструктору интересные проблемы. Камера сгорания должна быть разработана с учетом следующих факторов:

♦ степень сжатия должна быть 9:1 для обычного двигателя, 11:1 или 12:1 для двигателя более высокого качества;

♦ свеча (свечи) должны быть помещены так, чтобы минимизировать длину пути пламени. Они не должны быть в карманах или как-то иначе закрыты, так как это уменьшает эффективное охлаждение, а также увеличивает тенденцию к циклическим изменениям параметров работы цилиндра.

Эксперименты свидетельствуют о значительном изменении давления в течение последующих так-то расширения. Эти изменения зависят от качества смеси в процессе работы двигателя. Снижение нагрузки и низкие степени сжатия также ухудшают условия протекания процесса. В то время как величина и положение точки максимального давления меняется, среднее эффективное давление, и мощность двигателя в значительной степени остаются неизменными.