Труды МАИ. — Выпуск Х. — М.: Типография МАИ, 1949. — 48 с.
Введение
Среди современных двигателей внутреннего сгорания имеется обширный класс двигателей с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием. К этому классу двигателей относятся, как карбюраторные двигатели, так и различные двигатели с подачей легкого топлива посредством топливного насоса непосредственно в цилиндре двигателя. Все эти двигатели работают на легких погонах нефти, различных сортов бензина и керосина.
Характер процесса сгорания однородной смеси воздуха и газа или паров топлива в двигателях с принудительным зажиганием значительно отличается от сгорания топлива в дизелях и тесно связан с общей теорией процессов сгорания.
Основные особенности процесса сгорания однородной смеси воздуха и паров топлива в двигателях с принудительным зажиганием заключаются в одновременном сочетании процессов окисления молекул горючего с явлением распространения фронта пламени в пространстве и времени.
Исследование и расчет динамики рабочего процесса двигателя могут быть произведены на основе положений современной теории сгорания. Причем, в зависимости от типа теплового двигателя и характера его рабочего процесса, в исследовании могут быть применены различные теоретические методы.
Первая группа двигателей характеризуется автопроцессом сгорания, начинающимся при высоких температурах окислителя, намного превышающих температуру самовоспламенения топлива. К этой группе относятся все дизели.
Процесс сгорания в этой группе двигателей осуществляется при достаточно подготовленных условиях для начала сгорания и отличается одновременным появлением очагов горения в различных местах камеры сгорания (объемное сгорание).
Вторая группа двигателей с принудительным зажиганием характеризуется следующими специфическими явлениями: во-первых в этих двигателях, как правило, имеет место искусственное поджигание заранее перемешанной газовой горючей смеси; во-вторых, развитие самого процесса сгорания характеризуется процессом сгорания в гомогенной смеси, происходящим в слое фронта пламени и вследствие этого распространением фронта в пространстве и времени. При этом действительный процесс сгорания газовой смеси всегда сопровождается появлением движения газа, вызываемого искусственными причинами (движением поршня и пр.) или являющегося следствием простого термического расширения газовых масс.
Появление этих гидродинамических явлений при сгорании газовой смеси приводит к деформации фронта пламени.
Следовательно, процесс сгорания в этих двигателях характеризуется теми же факторами, что и сгорание готовых газовых смесей.
Таким образом, процесс сгорания и скорость распространения фронта пламени при сгорании смеси в карбюраторном двигателе определяются как физико-химическими свойствами смеси, так и свойствами газового потока.
В связи с этим, исследование процесса сгорания в карбюратор, ном двигателе может быть произведено с помощью положений современной теории горения в газовых смесях.
Современная теория сгорания фундаментально разработана в трудах советских ученых. Исследования школы акад. Семенова, работы Зельдовича и др. позволили создать подробно разработанную теорию сгорания, положения которой и приняты в ниже следующем исследовании.
Основные положения этой теории сводятся к следующему: в ламинарном потоке скорость распространения пламени относительно газа, так называемая, нормальная скорость U0 зависит только от физико-химических свойств смеси и не зависит от газодинамических свойств потока. Следовательно, в ламинарном потоке данной смеси на единице поверхности фронта за единицу времени сгорает одно и то же количество смеси.
Среди современных двигателей внутреннего сгорания имеется обширный класс двигателей с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием. К этому классу двигателей относятся, как карбюраторные двигатели, так и различные двигатели с подачей легкого топлива посредством топливного насоса непосредственно в цилиндре двигателя. Все эти двигатели работают на легких погонах нефти, различных сортов бензина и керосина.
Характер процесса сгорания однородной смеси воздуха и газа или паров топлива в двигателях с принудительным зажиганием значительно отличается от сгорания топлива в дизелях и тесно связан с общей теорией процессов сгорания.
Основные особенности процесса сгорания однородной смеси воздуха и паров топлива в двигателях с принудительным зажиганием заключаются в одновременном сочетании процессов окисления молекул горючего с явлением распространения фронта пламени в пространстве и времени.
Исследование и расчет динамики рабочего процесса двигателя могут быть произведены на основе положений современной теории сгорания. Причем, в зависимости от типа теплового двигателя и характера его рабочего процесса, в исследовании могут быть применены различные теоретические методы.
Первая группа двигателей характеризуется автопроцессом сгорания, начинающимся при высоких температурах окислителя, намного превышающих температуру самовоспламенения топлива. К этой группе относятся все дизели.
Процесс сгорания в этой группе двигателей осуществляется при достаточно подготовленных условиях для начала сгорания и отличается одновременным появлением очагов горения в различных местах камеры сгорания (объемное сгорание).
Вторая группа двигателей с принудительным зажиганием характеризуется следующими специфическими явлениями: во-первых в этих двигателях, как правило, имеет место искусственное поджигание заранее перемешанной газовой горючей смеси; во-вторых, развитие самого процесса сгорания характеризуется процессом сгорания в гомогенной смеси, происходящим в слое фронта пламени и вследствие этого распространением фронта в пространстве и времени. При этом действительный процесс сгорания газовой смеси всегда сопровождается появлением движения газа, вызываемого искусственными причинами (движением поршня и пр.) или являющегося следствием простого термического расширения газовых масс.
Появление этих гидродинамических явлений при сгорании газовой смеси приводит к деформации фронта пламени.
Следовательно, процесс сгорания в этих двигателях характеризуется теми же факторами, что и сгорание готовых газовых смесей.
Таким образом, процесс сгорания и скорость распространения фронта пламени при сгорании смеси в карбюраторном двигателе определяются как физико-химическими свойствами смеси, так и свойствами газового потока.
В связи с этим, исследование процесса сгорания в карбюратор, ном двигателе может быть произведено с помощью положений современной теории горения в газовых смесях.
Современная теория сгорания фундаментально разработана в трудах советских ученых. Исследования школы акад. Семенова, работы Зельдовича и др. позволили создать подробно разработанную теорию сгорания, положения которой и приняты в ниже следующем исследовании.
Основные положения этой теории сводятся к следующему: в ламинарном потоке скорость распространения пламени относительно газа, так называемая, нормальная скорость U0 зависит только от физико-химических свойств смеси и не зависит от газодинамических свойств потока. Следовательно, в ламинарном потоке данной смеси на единице поверхности фронта за единицу времени сгорает одно и то же количество смеси.