Пределы воспламеняемости топливовоздушных смесей

Согласно экспериментальным данным наибольшее количество тепла выделяется при сгорании немного обогащенных горючих смесей (Рис.21). По мере введения в постоянное количество воздуха (равное 1000 мг), заполняющего цилиндр с рабочим объемом равным 1л, больших и меньших количеств бензина смеси делаются соответственно более богатыми или более бедными. Однако в обоих случаях выделение тепла при сгорании бензина уменьшается, температуры сгорания также понижаются и достигают минимума, при котором дальнейшее распространение пламени по камере сгорания окажется еще возможным

Рис. 21. Температуры сгорания бензино-воздушных горючих смесей разных составов: Т_Z – температура в т. Z; G_Т – расход топлива в %; α – коэффициент избытка воздуха; α_Т – коэффициент избытка топлива

Однако при дальнейшем обеднении смеси начальный очаг пламени из-за малого тепловыделения не может образоваться и двигатель остановится. Аналогичное явление наблюдается и при постепенном обогащении горючей смеси, начиная от теоретического состава.

Таким образом, при сильном обогащении и сильном обеднении горючих смесей, подаваемых в двигатель карбюратором, существуют наименьшие величины температур и им соответствующие минимальные величины тепловыделений, при которых воспламенение и сгорание всей массы горючей смеси еще возможно. Горючие смеси, выходящие за указанные пределы, называемые пределами воспламеняемости, гореть не могут и образовавшееся у электродов свечи пламя не распространиться по всей камере сгорания. Пределы воспламеняемости зависят не только от состава горючей смеси, но и от целого ряда других факторов, степени сжатия, температуры горючей смеси (см табл),

Влияние температуры горючей смеси на пределы воспламеняемости

количества остаточных газов степени перемешивания топлива с воздухом, интенсивности воспламенения, температуры поршня и стенок камеры сгорания. Все факторы, способствующие повышению температуры воспламенения смеси, расширяют пределы воспламеняемости, т.е. позволяют изменять состав смеси в более широких пределах и, наоборот, все, что понижет температуру смеси, делает эти пределы более узкими.

Следует отметить, что при повышении температуры от 0 до 100 град.С можно воспламенять смеси более бедныеи содержащие не 80, а только 60% бензина, и смеси, более богатые не со 190, а с 250% бензина. См. табл.

Относительное количество остаточных газов также влияет на пределы воспламеняемости, так как они содержат инертные газы, замедляющие протекание химических реакций. Увеличение относительного количества остаточных газов обычно наблюдается при работе двигателя с небольшими нагрузками. В этих условиях тепловыделение сокращается и воспламенение становиться возможным только при обогащении при бедной смеси или обеднении при богатой. См. табл

Влияние количества остаточных газов на пределы воспламеняемости

Поэтому в холодное время года рационально останавливать автомобильные двигатели, выключая зажигание при несколько открытой дроссельной заслонке. Это объясняется тем, что при большем ее открытии уменьшается процент остаточных газов, вследствие чего пределы воспламеняемости расширяются и последующий пуск двигателя облегчается.

Способ воспламенения рабочей смеси определяет протекание процесса сгорания. Поэтому рассмотрим отдельно процессы сгорания в карбюраторном и дизельном двигателях.