Каталог статей
| Главная » Статьи » Мои статьи |
Хлопки на исправном двигателе
| Возможные причины взрывов во впускной магистрали на исправных инжекторных двигателях с эжекторным ГБО - совпадение (перекрытие) во времени открытого состояния клапанов в цилиндре, и впускного, и выпускного. Это – одна из возможных причин взрыва ("хлопка") во впускном коллекторе. Ее следует описать, как вполне штатную ситуацию, не являющуюся неисправностью и конструктивно организуемую специально для улучшения характеристик двигателя. На таких двигателях конструкция распределительного вала газораспределительного механизма предопределяет открытие впускного клапана в конце 4-го такта работы цилиндра, такта выхлопа, а закрытие – в начале 2-го такта работы цилиндра, такта сжатия и поджига горючей смеси, открытие выпускного клапана – в конце 3-такта (рабочий ход), а закрытие – в начале первого такта (впрыск). Таким образом имеет место совмещение во времени (перекрытие) выпуска отработанных газов в выхлоп через выпускной клапан и во впускной коллектор через впускной клапан, причем это перекрытие на некоторых двигателях составляет порядка 40 градусов, по 20? с каждой стороны В.М.Т. Это явление и служит для "внутренней рециркуляции отработавших газов". Она оказывает весьма благотворное влияние на работу двигателя: уменьшается концентрация кислорода в топливовоздушной смеси, обогащая ее во впускном коллекторе, что приводит к уменьшению температуры ее горения в цилиндре двигателя и увеличению времени этого горения, а также - к уменьшению вредных выбросов в атмосферу за счет более равномерного и полного сгорания топлива при, конечно же, уменьшении ударных нагрузок на кривошипно-шатунный механизм и пару : поршень-гильза. При этом очень важно : 1. "Вспышки во впускной системе могут иметь место в результате малой скорости сгорания в цилиндрах, <...>; смесь в этих случаях продолжает гореть даже в такте выпуска и при значительном перекрытии фаз действия выпускных и впускных клапанов может зажечь смесь во впускной системе"; 2. " Стремление к перманентной интенсификации процессов горения, с одной стороны, и относительно низкая реакционная способность природных углеводородных горючих (метана, пропана и др.) — с другой, приводят, как правило, к тому, что в современных камерах сгорания процесс горения полностью не завершается ". Т.е. при перекрытии клапанов рабочая смесь может продолжать гореть и поджигать горючую смесь во впускном коллекторе, если та имеет для этого соответствующие кондиции (на переходных режимах), т.е. может быть подожжена. Тем же: перекрытием клапанов, можно объяснить и вспышку (именно вспышку, а не взрыв) в карбюраторе (на карбюраторном двигателе) при работе как на бензине, так и на газе. На карбюраторном двигателе заслонки полностью не закрываются, и какое-то сообщение полости впускного коллектора с атмосферой все же сохраняется. Здесь вспышка особых разрушений вызвать не может, однако вопрос о возникновении пожара через газовый смеситель, бензиновый карбюратор и воздушный фильтр – весьма актуален, поскольку и в карбюраторе есть чему гореть, и материал воздушного фильтра относится к горючим веществам. А потому даже, если предположить, что на карбюраторном двигателе при перекрытии клапанов имеет место взрыв, то он не сможет привести к таким разрушениям, как на инжекторном двигателе с центральным подводом газа, из-за гораздо большего объема впускной магистрали, т.е. большего количества самой горючей смеси, герметично перекрываемой при взрыве "хлопушкой", которая, в свою очередь, как оказалось, не всегда успевает срабатывать. элементов камеры сгорания и поджиг смеси во впускной магистрали В некоторых источниках это называется калильным зажиганием от нагретых элементов камеры сгорания калильное зажигание от расскаленного нагара, сажи, которое можно отнести к неисправностям двигателя, в качестве причины воспламенения, как рабочей смеси, так и, как следствие, горючей смеси. Итак, вторая вероятная причина состоит в том, что на переходных режимах обедненная рабочая смесь (в пределах диапазона концентрационных пределов воспламенения) может воспламеняться от нагретых (особенно, когда этому предшествовала работа двигателя на газе, из-за его более высокой температуры сгорания) элементов камеры сгорания цилиндра, таких, как: клапанов, их седел, нагретых стенок цилиндра и, конечно же, нагретых элементов свечей (на газе рекомендуется использовать "холодные свечи", с высоким калильным числом : у них более эффективный теплоотвод, они быстрее охлаждаются ) . Первичное воспламенение, таким образом, происходит от перегретых элементов камеры сгорания, на 1-ом такте работы цилиндра, такте впрыска ( температура самовоспламенения у бензина - 270°С, у пропан-бутана - 465°С, у метана - 540°С ) . А поскольку впускной клапан в это время открыт, то поджигается уже успевший достаточно наполниться впускной коллектор ("склад" взрывоопасной газовоздушной, или горючей смеси). Взрыв!!! - " обратные хлопки", взрывы на некоторых двигателях, оснащенных системами зажигания, не имеющими механических распределителей – "холостая искра" Здесь следует иметь ввиду то, что программное обеспечение современных авто вообще очень часто подразумевает подачу искры в цилиндр при открытом впускном клапане. Достаточно распространенный вариант - система зажигания с двумя катушками и двухканальным коммутатором, обслуживающая четырехцилиндровый двигатель. В нее конструктивно заложено "холостое" зажигание в каждом из четырех цилиндров в конце такта выпуска. Именно эта конструктивная особенность позволяет некоторым последним моделям "Жигулей" и "Волг" иметь только по две, а не по четыре катушки зажигания и по одному, а не по два двухканальных коммутатора. В это время оба клапана открыты (перекрытие клапанов). Угол опережения зажигания (как "рабочего", так и "холостого") при повышении нагрузки на двигатель корректируется (по разрежению во впускном коллекторе) в сторону уменьшения. Значит, момент "холостого" зажигания при резком и полном открытии дроссельной заслонки смещается по времени в сторону большего открытия впускного клапана в начале такта впуска. Таким образом, возникает очень подходящая для взрыва-"хлопка" ситуация: сильно открытая дроссельная заслонка, наличие топливной смеси в цилиндре, приоткрытый впускной клапан и полноценная (а не возникшая в результате сбоя системы зажигания) искра. Поясним : при резком открытии дроссельной заслонки (резкое нажатие на педаль газа) подача горючей смеси в цилиндры двигателя резко возрастает, обедняя смесь во впускной магистрали из-за некоторой инерционности узлов ГБО и процессов, т.е. задержки с подачей газа к смесителю (по сравнению с воздухом газ проходит через большее количество элементов и по более протяженному пути), а потому во впускной магистрали образуется газовоздушная смесь нужных кондиций, т.е. высокоопасной, взрывной концентрации. Некоторые карбюраторные двигатели, например, отечественный ЗМЗ-4063.10, устанавливаемый в т.ч. и на "Газели" (ГАЗ-33022), также имеют микропроцессорную систему зажигания, где вполне штатная "холостая искра" может поджечь поступающую во впускной коллектор горючую смесь, через совмещенный с карбюратором газовый смеситель. Однако при этом может иметь место лишь вспышка газовоздушной смеси в карбюратор. Открытое состояние впускного клапана никак не синхронизировано с переходными режимами и, соответственно, с появлением взрывоопасных концентраций газовоздушной смеси. Вероятность такого совпадения сильно зависит от частоты вращения распределительного вала, определяющего, в частности, время, в течение которого клапаны находятся в том или ином состоянии.. Очевидно, что чем больше обороты двигателя, тем меньше по времени открыт впускной клапан, тем меньше по времени газовоздушная смесь находится во взрывоопасном состоянии (концентации, или качестве), тем меньше вероятность совпадения этих состояний во времени и, соответственно, взрыва во впускной магистрали. Однако эта вероятность не носит характер исчезающе малой величины, имеет свое конечное значение, возрастающее с увеличением числа цилиндров, и это всегда надо держать в голове. А теперь вспомним, что взрыв произошел во время заводки двигателя, в то время, как автомат переключения видов топлива дал сбой и перевел двигатель на газ, а стартер еще вращал двигатель. Частота вращения стартера под нагрузкой гораздо меньше числа оборотов работающего двигателя, даже на холостом ходу. А это, в свою очередь, означает, что на оборотах прогретого на газе двигателя, соответствующих частоте вращения стартера под нагрузкой, крайне малых, вероятность совпадения неблагоприятных в отношении появления "хлопка" факторов резко возрастает, поскольку намного увеличивается время их существования, и также резко возрастает вероятность реализации взрыва. Причем взрыва мощного, очень разрушительного, поскольку на частоте вращения стартера степень отбора горючей смеси из впускной магистрали – мала, и газ, поступающий в магистраль (при том, что автомат нештатно перевел двигатель на газ) еще и по причине хоть и малого, но все же давления, успевает заполнить ее, если и не полностью, то весьма и весьма значительно. Не напрасно разработчики газовой аппаратуры рекомендуют настраивать автомат-переключатель видов топлива на 2500 мин -1 и выше. Здесь рассмотрена одна из идеальных моделей взрыва, поскольку можно с известной долей уверенности полагать, что двигатель завелся, и тогда см.выше. А впускная магистраль заполнена газовоздушной смесью едва ли не под завязку. Лишь по истечении какого-то времени работы двигателя на газе объем впускной магистрали, заполняемый газовоздушной смесью, уменьшается из-за увеличивающегося разрежения. Т.е., чем выше обороты, тем меньше заполнение впускной магистрали двигателя, а именно от степени заполнения впускной магистрали газовоздушной смесью зависит сила и, соответственно, мощность взрыва-"хлопка". | |
| Категория: Мои статьи | Добавил: propan54 (24.02.2009) | |
| Просмотров: 52570 | Комментарии: 43 | Рейтинг: 3.7/3 | |
| Всего комментариев: 10 | |||||||||||
| |||||||||||
