7.Основные закономерности сгорания в бензиновом двигателе.

Процесс сгорания используется для преобразования химической энергии топлива в тепловую. Процесс сгорания можно разделить на следующие этапы: 1)воспламенение; 2)формирование пламени; 3)распространение пламени; 4) гашение пламени

Процесс перемешивания топлива с воздухом продолжается во время такта сжатия, когда после появления искры на электродах свечи начинается процесс горения. В результате появления искры образуется некоторый объем плазмы и формируется ядро пламени которое может распространяться в несгоревшем заряде. Процесс воспламенения и начальный такт горения определяется в основном химическими реакциями и свойствами топливной смеси. Когда ядро пламени становится достаточно большим, оно преобразуется в развитое пламя. Процесс распространения пламени определяется законами механики жидкости и газа. В зависимости от характеристик потока газа и состава заряда, существенное значение могут иметь и химические явления. Постепенно пламя охватывает почти всю смесь, а на заключительной стадии около стенок оно затухает и гасится в результате теплоотвода в стенки. Процесс догорания несгоревших газов является диффузионным процессом.

Перемещение в пространстве зоны горения может происходить по нескольким химико-физическим механизмам: химические реакции в процессе сгорания и газодинамическое состояние заряда. Скорость химической реакции в процессе сгорания определяется выражением Аррениуса W=K₀* ⁿ* ^m*

* K₀ – константа скорости реакции

* - концентрация топлива и окислителя

В двигателях с искровым зажиганием образование очага сгорания в результате действия искры, сопровождается насыщением его объема продуктами сгорания и образованием слоя-раздела между не горящей смесью и образовавшимися продуктами сгорания. В этот слой со стороны смеси в результате диффузии поступают молекулы топлива и окислителя, а со стороны очага сгорания продукты сгорания и тепло. Образуется так называемый ламинарный фронт.

Ламинарный слой толщиной δ в несколько десятых миллиметра и площадью несколько кв.мм., температура в этом слое резко изменяется от до , что способствует ускорению диффузионных процессов и образованию зоны прогрева толщиной и зоной химической реакции в которой концентрация молекул топлива и постепенно уменьшается, пламя начинает перемещаться в сторону свежей смеси, перпендикулярно поверхности фронта пламени с нормальной скоростью .

ГРАФИК!!!!!!!!!!!

Ускорение распространения сгорания по объему камеры сгорания способствует возникновению мелкомасштабной пульсации, масштаб которых не превышает толщины (мелкомасштабная или микро турбулентность) и крупномасштабные пульсации – макротурбулентность, возникновение которой связано с вихреобразованием во время наполнения и сжатия.

Микротурбулентность способствует увеличению в результате интенсификации диффузий и замены кондуктивной теплопроводности в зоне прогрева, турбулентной.

Макротурбулентность искривляет фронт пламени по мере его развития, а затем его разрывает. Поверхность и толщина фронта увеличиваются (до 25 мм). Объемы реагирующих компонентов внедряются в зону прогрева и в негорящую смесь, которая вследствии нагрева поджигается. В результате скорость перемещения фронта пламени повышается до 15-80 м/с, её называют турбулентной скоростью . Количество смеси сгорающей в единицу времени возрастает. В результате увеличиваются тепловыделения, возрастают скорости повышения температуры, давления в цилиндре двигателя.

ГРАФИК!!!!!!!!!!!!!!