Stukowe spalanie mieszanki

Pracujący silnik gaźnikowy rozwija moc użyteczną dzięki wywiązy­waniu się w jego cylindrach energii cieplnej wskutek spalania mie­szanki benzyny i powietrza. Przydatność benzyny stosowanej do napędu silników samochodowych ocenia się na podstawie jej własności fizy­ko-chemicznych.Jednym z zasadniczych wskaźników decydujących o zastosowaniu benzyny z odpowiednią liczbą oktanową jest (oprócz czynników kon­strukcyjnych) właściwa benzynie skłonność do spalania się z objawami detonacji i samozapłonów. Zjawisko detonacji jest to błyskawiczne, po­dobne do wybuchu podwyższenie się ciśnienia mieszanki paliwa z po­wietrzem podczas spalania. Szybkość spalania osiąga wówczas do 2000 m/s, podczas gdy normalna szybkość spalania wynosi 20 … 30 m/s. Zja­wisko detonacji należy odróżniać od samozapłonów, czyli przedwczes­nych zapłonów, które mogą następować wskutek przegrzania się części silnika lub zanieczyszczenia nagarem komór spalania (patrz punkt 2.2.3).Objawy. Charakterystycznym objawem detonacyjnego (stukowego) spalania się mieszanki w cylindrach silnika są doskonale słyszalne dźwięczne metaliczne stuki (dzwonienia), powodowane uderzeniem fal ciśnienia o ścianki komór spalania. Występowanie zjawiska detonacji pogarsza przebieg procesu spalania się mieszanki (ciemny dym z iskra­mi), co z kolei powoduje spadek mocy silnika i wzrost zużycia paliwa. W razie znacznego nasilenia zjawisk detonacji silnik przegrzewa się (podwyższa się temperatura cieczy chłodzącej), wskutek czego jako dodatkowy objaw mogą wystąpić samozapłony. Należy przy tym wziąć pod uwagę, że niewielkie stuki detonacyjne (szybko zanikające) przy prędkości jazdy 30 … 50 km/h w razie całkowitego uchylenia prze­pustnicy w gaźniku są w zasadzie dopuszczalne.Przyczyny. Powodem występowania zjawisk detonacji jest stoso­wanie paliwa o zbyt niskiej liczbie oktanowej *) do silnika o stosunko­wo wysokim stopniu, sprężania, a także w wyniku przecią­żenia lub przegrzania silnika.Oprócz właściwości benzyny, o występowaniu zjawisk detonacji przy określonym stopniu sprężania decydują również w pewnej mierze skład mieszanki, stopień podgrzania jej w rurze ssącej, temperatura, ciśnie­nie i wilgotność zasysanego powietrza, stopień nagrzania silnika, wy­przedzenie zapłonu i chwilowe obciążenie silnika (stopień otwarcia przepustnicy).Naprawa. Najskuteczniej zapobiega się spalaniu detonacyjnemu w cylindrach silnika przez zasilanie go odpowiednim gatunkiem paliwa (o dostatecznie wysokiej liczbie oktanowej, określonej zwykle przez producenta silnika).Obecnie w kraju CPN rozprowadza dwa gatunki paliwa do silników o zapłonie iskrowym Etylinę 78 (kolor niebieski) oraz Etylinę 94 (kolor żółty). Przydatność tych gatunków paliwa do silników zależy głównie od ich stopnia sprężania.Spalaniu detonacyjnemu w cylindrach silnika, jeżeli nie ma ono cha­rakteru trwałego, można w pewnym stopniu przeciwdziałać przez:zmniejszenie wyprzedzenia zapłonu (opóźnienie zapłonu),wzbogacenie mieszanki (dławienie dopływu powietrza),zmniejszenie obciążenia silnika (zwiększenie całkowitego1 przełoże­nia W układzie napędowym przez przejście na niższy bieg i przymknięcie przepustnicy w gaźniku).Metody te jednak tylko doraźnie zapobiegają występowaniu zjawiska detonacji i przyczyniają się do zwiększenia zużycia paliwa.Wskazania. Sztuczne podwyższenie liczby oktanowej osiąga się przez dodawanie do benzyny płynu etylowego (tzw. antydetonator). Na­leży zaznaczyć, że dodanie niewielkiej ilości płynu etylowego (praktycz­nie wg PN-66/C-96025 1,2 G płynu etylowego na każdy kG paliwa do Etyliny 78 i 1,0 G/kG paiiwa do Etyliny 94) wydatnie podnosi liczbę oktanową paliwa. Natomiast dalsze dodawanie płynu etylowego nie zapewnia już tak widocznych korzyści i może przyspieszyć zużycie części silnika. Benzyna etylizowana (tzw. etylina) ma silne własności trujące i z tych względów jest odpowiednio zabarwiona, w celu ostrze­żenia użytkowników.

Comments

comments