Іштей  жану  қозғалтқыштарындағы (ІЖҚ) тұтанудың  физикалық-

137
химиялық жаратылысы
ІЖҚ отын тұтануының жаратылысы мен механизмі - күрделі жəне толығымен əлі
зерттелмеген  мəселе. Алайда  жиналған  эксперименталдық  жəне  теориялық  материал
қозғалтқыштарда  жалынның  пайда  болу  физикалық-химиялық  механизмі  туралы  түсінік
беруге мүмкіндік тудырады.
ІЖҚ отынның тұтану процесінің ең ықтимал сұлбасы академик Н. И. Семенов жəне
оның мектебінің еңбектерінде өңделген.
Профессор  А. С. Соколик  бойынша, газдық  қоспаларының тұтануы  тұтанудың екі
түріне  сəйкес  жүзеге  асады: жоғары  температуралы  бір  сатылы  немесе  төмен
температуралы көп сатылы тұтану. Тұтану сұлбасының бірінші түрі мəжбүрлі тұтанатын
қозғалтқыштардағы процестерді, ал екінші түрі сығылудан тұтанатын қозғалтқыштардағы
процестерді түсінуге мүмкіндік береді.
Газдық қоспаның жоғары температуралы тұтануы - экзотермиялық реакцияның
екпінді  өзіндігінен  үдеуімен  жүретін  жалынның  пайда  болу  тəсілі.  Бұл  жағдайда
тұтандыру  шырағының  элетродтары  арасында  жоғары  температуралы (≈10000К) тоқ
өткізетін  құбыр  пайда  болады; бұл  көмірсутекті  молекуласының  молекула  аралық
байланысын үзіп, бастапқы жалын ошағы қызметін атқаратын белсенді молекулаларының
(еркін радикалдардың) пайда болуын қамтамасыз етеді. Белсенді радикалдар жылдамдығы
Н. Н. Семенов анықтаған (5.1) теңдеуіне сəйкес ұлғаяды. Бұл жағдайда φ температура мен
қысымның функциясы болып табылады:
RT
Q
n
a
a
e
P
-
×
=
j
Əрекеттесетін  қоспаның  бастапқы  температурасы  ұлғайуымен  белсенді  ошақ
көздерінің саны өседі, бұл реакцияның бастапқы жылдамдығы w
0
артуын анықтайды.
Тізбекті  реакцияның  екпінді  өздігінен  үдеуімен  қатар  жылу  бөлінуінің
жылдамдығы  да  артады. Жылу  бөлінуінің  жылдамдығы  қабырғаға  берілетін  жылудың
жылдамдығынан асқаннан соң қоспаның температурасы артады, бұл реакцияның өздігінен
екпінделуі жəне қоспаның тұтануына əкеледі.
Осылайша, жоғары  температуралы  тұтану  тізбекті  реакциядан  қоспаның  екпінді
қызуынан туатын реакцияның өздігінен үдеуіне өтуінің үздіксіз процесі.
Бір  күйден  екінші  күйге  өту  шекарасы  болмағандықтан  жоғары  температуралы
тұтану  процесі  бірсатылы  болып  қарастырылады  да, өзінің  тегі  бойынша  тұтанудың
тізбекті-жылулық түріне жатады.
Төменгі  температуралы  тұтану  сығылудан  тұтанатын  қозғалтқыштарындағы
жанғыш қоспаның химиялық реакцияларына тəн процесс болып табылады. Басым бөлігі
тізбекті реакциядан тұратын күрделі процесс сұлбалы түрде келесідей көрсетуге болады.
Төмен  температураларда  көмiрсутек  молекуласының  ыдырауы  болмайды, сондықтан
еркiн радикалдардың (белсендi орталықтар) пайда болуы эндотермиялық (R - СН
2
- О -О -
Н) асқын  тотықты  қосылыстардың  пайда  болуымен  жүретін  автототығу  процесінде
жүреді. Ұқсас  асқын  тотықтардың  жинақталуы  өспелi жылдамдықпен  жүреді. Осының
нəтижесінде ұқсас асқын тотықтар отын молекулаларының ыдыраумен суық жалын пайда
болатын  критикалық  шоғырлануға  жетеді.  Көлем  бойынша  жаңа  зарядқа  суық  жалын
жылу берудің қатысынсыз белсенді бөлшектердің диффузиясымен таралады, өйткені бұл
кезде  қыздыру  өте  төмен. Бiрiншi кезеңде  суық - жалынды  саты  газдар  қысымы  елеулі
жоғарламайтын τ
1
бөгелуінен  тұрады (5.3 - сурет). Бұл  кезеңде  пайда  болған  өнімдер -
альдегидтер, СО  жəне  асқын  тотықтардың  ыдырауының  өнiмдерi. τ
1
кезеңінің  соңында
осы температура үшiн дəртсiз бастапқы өнiмдер (көмiрсутектер) белсенді молекулалармен
ауысады да τ
2
кезеңінен соң асқын тотықтардың жинақталуы оларды қайта ыдырауы мен

138
суық  жалынның  жаңа  түрі  пайда  болуына  (үлкенiрек  қарқынды)  əкеледі.  Осымен  бірге
температура мен қысым жоғарлайды.
5.3 - сурет. Дизельдерде тотығу реакциясының жалын алдындағы процестері
τ
3
үшінші  кезеңі  ыстық  жалынның  пайда  болу  кезеңінен  айырмашылығы  бар,
өйткені  СО  жəне  белсенді  өнімдер  сияқты  реакцияның  аралық  өнiмдерiнiң  пайда
болуымен  шала  жүредi. Жалынның  бұл  түрін (τ
3
)  А.  С.  Соколик  шартты  түрде  «екінші
суық жалын» деп атады. «Екінші суық жалын» жылу бөлудің жоғары жылдамдығын ала
жүретін жылулық жарылысқа өтеді.
Бастапқы  көмiрсутектiң  осыған  ұқсас  бірізді  химиялық  айналулары  қоспаның
қызуына  алып  келедi, ал  бастысы - қоспа  температурасының  бастапқы  мəні  төмен
болуына қарамастан, белсенді жарылысқа  əкелетін  белесенді орталықтардың өте жоғары
шоғырлануы  пайда  болады. Тізбекті-жылулық  жарылыс  жалпы  негізі  болып  табылатын
төментемпературалық тұтану мəні осыда.
Төментемпературалық  тұтану  процесі  реакциялардың  аралық  өнімдерінің
жинақталуын жəне салқын жалын пайда болып соңында жылулық жарылысқа ұшырауына
əкеп  соғатын  олардың  жарылысты  ыдырауын  қамтамасыз  ететін  бірқатар  тізбекті
сатылардан тұрады.
А. С. Соколик  төментемпературалық  тұтану  барысында  барлық  үш  бірізді
кезеңдердің  болуы  міндетті  емес  дейді. Өйткені  тұтанудың  дамуын  қысым  мен
суықжалынды  процесс  қарқындылығының  өсу  барысында  ыстық  жалынмен  аяқталатын
екі  сатылық  немесе  үшсатылық  процеске (5.3 - сурет) өтуі  деп  қарастыруға  болады. Екі
жағдайда да процесс  ыстық  жалынға өтуісіз τ
1
 + τ
2
қосындысымен шектелуі мүмкін. Бұл
отынның  берілуі, қоспаның  тұтануға  дайындау  сапасы  сияқты  бірқатар  факторларға
тəуелді.
Сығымдалудан  тұтанатын  қозғалтқыштарда τ
1
  + τ
2
бірінші  екі  алдын  ала  жүретін
кезеңдерсіз ыстық жалынға өту мүмкін емес.
5.6 Мəжбүрлі оталдыруы бар қозғалтқыштардағы жану процесі
5.6.1 Жану процесінің қалыпты жүруі жəне оның негізгі фазалары
Қоспаның  жану  уақытын  ескерумен  жылу  бөліну  процесі  уақытылы  дамуы  үшін
қозғалтқыштарда  тұтану  піспек  жоғарғы  межелі  нүктеге (ЖМН) жетпей  сығымдау
процесінде  жүзеге  асады. Осыған  сəйкес  иінді  біліктің  ЖМНге  қатысты  жағдайы
 о
Р
 τ
ί
 τ
3
 τ
2
 τ
1
 с
 а

139
оталдыру бұрышының озуы деп атайды.
5.4 - суретінде  иінді  біліктін  айналу  бұрышы (и.б.а.б.) бойынша  цилиндрдағы
газдар қысымының өзгеру сипатын бақылау мүмкiндiгін беретiн Р-φ координатасындағы
айқара ашылған индикаторлық диаграмма келтірілген.
5.4 - сурет. Қалыпты жануда иінді біліктін айналу бұрышы (и.б.а.б.) бойынша
цилиндрдегі қысымның өзгеру диаграммасы
Р  қысым  қисығының  ұшқынның  пайда  болған  сəтінен С  нүктесіне  дейін  өзгеру
сипатынан  көрініп  тұрғандай  қысымның  цилиндрде  айтарлықтай  өзгеруі  байқалмайды,
яғни қысым оталдырусыз сығымдаған жағдайдан айырмашылығы жоқ. С нүктесінен кейін
қысым максимумға (Р
z
) дейін жылдам өседі де, кеңею процесі барысында төмендейді.
Мəжбүрлі  оталдыруы  бар  қозғалтқыштардағы  жану  процесінің  барлық  кезеңдерін
үш фазаға бөліп қарастырған ыңғайлы:
I - бастапқы жану ошағының пайда болу фазасы (реакция қамтыған көлем),
II - жалынның өрістеу фазасы (жалын майданы);
III - кеңею сызығында жанып бiту фазасы.
II фазадағы  жану (негiзгi) сипаты  байсалдылықты  анықтайды, яғни  иінді  біліктің
айналу бұрышының 1° тəн қысымның өсімімен
j
L
DR
 бағаланатын  қысымның өсу сипаты
болып  табылады. Бұл  өте  маңызды  көрсеткiш, өйткені  бөлшектердің  тозуына, демек,
жалпы  қозғалтқыштың  моторесурсiне  ықпалын  тигізеді. Жану  процесін  жалпы
қарастырғанда  жанудың  алғашқы  кезеңінде  сығылу  камерасында  газ  қоспасының  екі
көлемі бар деуге болады:
Бiрiншiсі - тұтандырғыш шамы төңерегінде жанып біткен газ көлемі. Бұл көлемде
тотығу реакциялары белгілі дəрежеде аяқталған жəне жалпы көлемнен 6- 8% құрайды;
Екіншісі - жалынмен əлі қамтымаған жаңа қоспа көлемі.
Бастапқы  ошақтың  дамуы  кезінде  бөлінген  жылу (I фазада) жəне  реакцияның
белсенді өнімдері көршілес бөлшектерге беріледі. Олар  өз  кезегінде тұтанып жанады да,
Рz
с
    Р,
 кг/.см
2
1-фаза
2-фаза
3-фаза
φ
о
.и.б.а.б
25
20
15
10
5
0
-60
-40
-20
+20
+40
+60
ЖМН

140
қоспаның  келесі  бөлшектерінің  тұтануына  əкеледі (II  фаза), яғни  жалынның  таралу
процесі басталады.
Жанудың  негізгі  аймағы 5.5 - суретте  көрсетілгендей  міндетті  түрде  тереңдікпен
сипатталады.
5.5 - сурет. Қозғалтқыштың жану камерасында жалынның таралу сұлбасы:
1 - жанып  біткен  қоспа; 2  - жанбаған  қоспа; 3 - өздігінен  тұтану  ошағы; 4  -
жалынның қозғалу майданы
Жоғарыда  келтiрiлген  сұлба  бойынша  ағатын  жануды  қалыпты (немесе
детонациясыз) деп  атайды. Мұндай  жану  кезінде  жалынның  таралу  механизмі  жылудың
конвекциямен, ал  белсенді  бөлшектері  молекулярлық  диффузиямен, сонымен  бірге
процеске турбулентті əсер ету арқылы екі жолымен де байланысты.
Жану камерасы бойынша жалын барлық бағытта 20-30 м/сек жəне одан жоғары (40
м/с дейiн) жылдамдықпен таралады.
Жалынның таралу жылдамдығы көп факторлардан тəуелдi болады, бiрақ солардың
ішінде  негізгісі  келесі: отын  тотығуының  химиялық  процестер  қарқыны, қозғалтқыш
құрылымы (сығымдау  дəрежесi, құйындатуды  қамтамасыз  ету, бөлшектердiң
температурасы), тұтату  көзiнiң  энергиясы, оталдырудың  озу  бұрышы, тұтандырғыш
көзінің (шырақтар) саны жəне тағы басқалар.
5.6.2 Жалынның таралу механизмі
Айқара  ашылған  индикаторлық  диаграммада  жанудың  бірінші  фазасы  шырақ
элеткродтарында ұшқын пайда болғаннан басталып, С нүктесінде, яғни жану қысымының
сығымдалу қысымынан асқан сəтте аяқталады (5.4 - сурет). Сонымен, бірінші фазаға тек
жанудың  ошағы  пайда  болуы  ғана  емес, жалынның  қалыптасуы  мен  С  нүктесінде
қысымның  айтарлықтай  өсуін  қамтитын  реакция  үдеуіне  жеткілікті  қоспа  көлеміне
таралуына қажетті уақытта қосылады.
Диаграммадан көрініп тұрғандай, бірінші фазаның барлық кезеңі қысымның өсуісіз,
демек, айтарлықтай  жылу  бөлінусіз  өтеді. Осы  себептен  бірінші  фаза  тұтанудың  бөгелу
фазасы немесе индукция кезеңі деп аталады.
Жанудың ары қарай дамуы жану камерасы көлемі бойынша жалынның таралуымен
қаматамасыз етіледі, бұл жанудың массалық жылдамдығын, демек, қозғалтқыштың қуаты
мен үнемділігін анықтайтын маңызды фактор болып табылады.
Жалын  майданы  жанбаған  қоспа  бағытында  жылжыйды (5.5 - сурет), бірақ
жылжымайтын  қабырғаларға  қатысты  оның  бағыты  жанбаған  қоспада  таралуымен  ғана
емес  жану  камерасы  бойында  қоспаның  өзінің  жылжуымен  де  анықталады. Сондықтан
жанудың  нақты  жағдайында  жалынның  таралу  жылдамдығы  ламинарлы  қозғалыстағы
қоспа  жылдамдығы (жалынның  қалыпты  жылдамдығы и
н
) жəне  газдардың  турбуленттік

141
қозғалыс (и
Т
) жылдамдығы қосындысынан тұрады.
Қалыпты  жылдамдық  деп  жалын  белсенді  молекулалар  диффузиясы  мен  жылу
берілу  арқылы  бір  қабаттан  бір  қабатқа  оның  майданының  бетіне  нормаль  бағытында
таралуын  атайды. Бензин-ауалық  қоспасының  қалыпты  жылдамдығы 2-3 м/сек  шегінде
өзгереді. Алайда  процестің  дамуы  үшін  қоспа  жылжуының  өзі  тудыратын  жану
жылдамдығы, яғни газдың турбуленттік пульсациясы шешуші болып табылады.
Турбуленттік пульсация процесіне  əсер ету қарқындылығы олардың масштабымен
анықталады (ұсақ масштабты жəне ірі масштабты).
Ұсақ  масштабты  əсер  ету  жағдайында - жалынның  үдеуі  жалыннан  таза  зарядқа
жылу  мен  белсенді  бөлшектер  тасмалдауының  күшею  арқылы  жалын  майданының  беті
өзгермей жүзеге асады.
Ірі  масштабты  əсер  ету  жағдайында - турбуленттілік  жалын  майданының  бетін
бұзып, қисайтады. Осының  нəтижесінде  ретсіз  қозғалатын  таза  жəне  жанғыш
қоспаларының  көлемі  пайда  болады (5.6 - сурет), бұл  жалынның  бетін  жəне  жанудың
массалық жылдамдығын арттырады.
Турбуленттік  пульсация  масштабы  жану  аймағының  тереңдігіне δ  байланысты
табылады:
 - l < б кезінде - ұсақ масштабты;
 - l > б кезінде - ірі масштабты турбуленттік.
Жану  камерасының  тұйықталған  көлемi үшiн  жалын  майданының  бiркелкi
қоспадағы  қозғалысы  əлі  жанбаған  қоспаның  сығылу  дəрежесіне  тəуелді (5.5 - сурет).
Жанбаған қоспа жану өнімдерінің осы сəтте кеңейуінен қатты сығымдалады (7-8 есе).
5.6 - сурет. Турбуленттік жану кезінде жалын майданының таралу сұлбасы
Жоғарыда айтылғаннан көрініп тұрғандай жану процесі дамуында ортақ тізбектілік
бар.
Жалынның  бiрiншi ошағы  қалыпты  жылдамдық  əсерімен (жылуөткiзу, диффузия)
қалыптасады. Жалын  ошағы дамуы  мен кейбір  майданның  пайда болуы  масштабы  жану
аймағының  тереңдігінен  аспайтын (ұсақ  масштабты  турбуленттiк) турбуленттік
пульсациялар  мүмкіндігін  тудырады. Дегенімен  пульсациялар  қалыпты  жылдамдықты
күшейтеді, өйткені  белсенді  молекулалардың  жылуөткізгіштігі  мен  диффузиясы  өседі.
Аяғында  турбуленттілік  масштабы  жану  аймағының  тереңдігінен  асады  да, қалыпты
Жанғыш қоспа
Жану өнімдері
U
н
U
н
U
1
 δ
 l

142
жылдамдықтың  рөлі  əлсірейді, өйткені  жану  процесіне  турбуленттік  жылдамдықтың (ірі
масштабты турбуленттiк) əсері артады. Кеңею процесінде орын алатын жанудың үшінші
фазасының (жанып  біту) ұзақтылығы  жану  соңындағы  газдың  турбулизация  дəрежесіне,
қоспа  құрамына (а) жəне оталу бұрышының озуына тəуелді. Процесс дұрыс  ұйымдасқан
кезде  бұл  фаза  (жəне  тұтас  жану  процесі)  пiспек  жүрiсiнiң  бiрiншi  үштен  бiрiнде  бiтедi.
Жанудың кешірек аяқталуы кедейтілген қоспада жұмыс істеу кезінде немесе кеш оталуда
болады.
5.6.3 Детонациялық жану
Ұшқынды  оталдыруы  бар  қозғалтқыштарда  кейбiр  жағдайларда  отынның
детонациялық жануының белгiлерi болып табылатын саудырлақ металдық соққылар пайда
болады. Əлсiз  детонация  кезінде  олар  бұлғақтың  жоғарғы  төлкесi мен  поршень
саусағының аралығындағы саңылаудың үлкеюнде пайда болатын соққыларға ұқсап, араға
интервал  салып  қайталанады. Детонация  қарқындылығының  артуымен  қозғалтқыш
цилиндрінде күшті əрі үздіксіз соққылар естіледі. Бұл кезде қозғалтқыш жұмысы тұрақсыз
болып, иінді  біліктің  айналу  жиілігі  азаяды, піспек, цилиндр  жəне  цилиндр  басы  қатты
қызады да, жұмыс атқарған газдар құрамында қара түтін пайда болады.
Қозғалтқыштың жану камерасында отын қалыпты жану жылдамдығынан (40-45
м/с) əлденеше  есе  жоғары  жылдамдықпен  жарылып  жануын  детонациялық  жану  деп
атайды.
Қозғалтқыш  ұзақ  мерзім  детонациялық  жанумен  жұмыс  істейтін  болса, піспектің
шеттері, цилиндр  мен  блок  басының  жəне  тұтандырғыш  шамының  элеткродтары  мен
оқшаулағыштарының араларындағы аралықтар күюi мүмкiн.
Детонация  кезінде  пайда  болатын  жергілікті  жоғары  қысымдар  айналшақты-
бұлғақты  механизмге  екпінді  соққылы  жүктемелер  əсерін  тудырып, бұлғақтық
мойынтіректердегі  үйкелiске  қарсы  қабатты  бұзады. Май  қабыршақтарының  бұзылу
салдарынан, сонымен қатар жану өнімдерінің құрамындағы белсенды заттардың əсерінен
цилиндр  гильзалары  жоғары  бөлігінің  тозуы  екпіндей  түседі. Жоғарыда  көрсетілген
себептерден қозғалтқыштың ұзақ мерзім детонациямен жұмыс істеуі ретсіз.
Жану  процесінде  жалын  майданының  алдында  жану  өнімдерінің  əсерінен  əлі
жанып  үлгермеген  жұмыс  қоспасы  сығымдалып, оның  температурасы  жоғарлайды.
Жеткілікті қысым мен температура болған жағдайда бұл қоспа жалын майданы жетпей-ақ
тұтанып  кетеді. Басталған  жану  процесі  аса  жоғары  жылдамдықпен  жұмыс  қоспасының
алдын ала тотығу реакциялары басталып қойған көршілес қабаттарына таралады.
Жану  процесінің  мұндай  дамуы  нəтижесінде  соққылы  толқындар  пайда  болады.
Бұл  толқындар  жану  камерасының  бойымен  жоғары  жылдамдықпен  қозғалып,
қабырғалардан  шағылыса  металдық  тарсылдарды  тудырады. Жоғарыда  көрсетілген
химиялық  реакциялар  аяқтауға  жақын  аймақтарға  түсіп, бұл  толқындар  детонациялық
жарылысты тудырады. Детонациялық толқындардың таралу жылдамдығы 2000-2300 м/сек
құрайды.
Жану камерасында детонациялық жану, əдетте, оталдыру шырағынан алыс аймақта
пайда  болады. Бұл  аймақта  жұмыс  қоспасы  жанған  отын  газдарымен  сығылуға  жəне
жоғары температуралар əсеріне қатты ұшырайтыны тəжiрибелiк жолмен анықталған.
5.7 - сурет  детонациялық  жанудың  индикаторлық  диаграммасы  көрсетiлген: жану
жəне кеңею процестерiнде қысым қисығы найзаша тəрізді болады.

143
5.7 - сурет. Ұшқынды оталдыруы бар қозғалтқыштың детонациялық жану
кезіндегі индикаторлық диаграммасы
5.6.4 Детонацияның пайда болуына ықпал ететiн факторлар
Детонацияның пайда болуына əртүрлi факторлар ықпал етедi.
Сығу дəрежесi. Сығу дəрежесін үлкейткен кезде температура мен қысым артады,
бұл  детонацияның  пайда  болуына  ықпалын  тигізеді. Сондықтан  сығу  дəрежесiн
өсірудiң  шегі  болып  оның  детонация  пайда  болатын  мəнi табылады. Басқа
жағдайлардың  бəрі  тең  болған  кезде  сығу  дəрежесі  отынның  октандық  санына  жəне
қолданылатын  жану  камерасының  формасынан  тəуелді  болады. Сондықтан  белгілі
қозғалтқыш  үшін  сығу  дəрежесiн  оған  тағайындалған  отын  мен  жану  камерасының
түрiн ескере отырып таңдаған жөн.
Жану  камерасының  формасы  мен  оталдыру  шырағының  орналасуы. Жану
камерасының формасы белгілі дəрежеде жалын майданның таралу сипатын анықтайды.
Оталдыру шырағы жалын жан-жақа біркелкі таралу үшін ортада орналасқан ықшамды
жану  камерасы  жану  процесі  детонациясыз  өтетіндей  сығу  дəрежесін  арттыруға
мүмкіндік  береді. Ығыстырушысы  бар  жану  камерасын  пайдаланған  кезде  жұмыс
қоспасының  соңғы  кезекте  жанатын  бөлігінен  жылу  əкету  жақсарады  да,
қозғалтқыштың детонацияға бейімділігі төмендейді.
Цилиндрлердің  өлшемі  мен  саны.  Цилиндрлердің  диаметрі  үлкен  болса,
жалынның  жану  камерасының  түпкі  нүктелеріне  баратын  жолы  ұзарады, бұл  детонация
пайда болуына ықпал етеді. Бұл жағдайда детонациясыз жану үшін екi оталдыру шырағын
бір  біріне  қарама-қарсы  орналастыра орнатады. Қоспаны  сырттан  түзетін  көп  цилиндрлi
қозғалтқыштарда  цилиндрлерге  қоспа  бiр  қалыпты  үлестiрiлмеуінен  детонация  жеке
цилиндрлерде пайда болуы мүмкiн. Детонацияға бейімділік байытылған жанғыш қоспа (α
= 0,8 - 0,9) түсетін цилиндрлерде пайда болады.
Цилиндрлер  басы  мен  пiскек  материалы.  Қозғалтқыштың  детонацияға
бейімділігін  жану  камерасын  құрайтын  бөлшектерден  жылуды  əкетуді  жақсарту  арқылы
төмендетуге  болады. Осы мақсатпен цилиндрлер  басы  мен піспекті жасау кезінде жақсы
жылуөткізгішті  материалдарды  пайдаланған  жөн. Шойынмен  салыстырғанда  үлкен
жылуөткізгішке  ие  алюмини  балқымасын  пайдалану  сол  отынды  қолдана  отырып,  сығу
дəрежесін бірнешеге арттыруға мүмкіндік береді.
Жұмыс қоспасының құрамы. Артық ауа коэффициенті α=0,8-0,9 тең жұмыс
V
h
P
 V
V
c

144
қоспасының  детонацияға  бейімділігі  ең  жоғары  болады , өйткені  бұл  кезде  жану
жылдамдығы, температура  мен  қысымның  мəндері  ең  жоғары  болады, ал  бұл  өз
кезегінде детонация пайда болуына ықпал етеді.
Иінді  біліктің  айналу  жылдамдығы. Айналу  жиілігі  артқан  кезде  отынның
химиялық  дайындалу  уақыты  азаяды. Бұдан  басқа, енгізу  жүйесінде  кедергі
артқаннан  қалдық  газдар  коэффициенті  өседі . Осының  нəтижесінде  жану
процесіндегі  температура  мен  қысым  азаяды. Бұл  факторлардың  бiрлескен  əсерiнен
айналу жиілігі артқан сайын қозғалтқыштың детонацияға бейімділігі азаяды.
Қозғалтқыштың  жүктемесi. Жүктеме  азайып, соған  сəйкес  дросселдiк
жапқышты  жабыңқырау  кезінде  қалдық  газдар  коэффициент i үлкейедi, ал  сығу
соңындағы  қысым  мен  температура  азаяды . Бұл  екi факторда  қозғалтқыштың
детонацияға бейімділігін азайтады.
Оталудың  озу  бұрышы. Оталудың  озу  бұрышының  үлкею  кезінде  жану
процесі  ЖМН  жақын  дамиды. Бұл  жану  процесінің  екінші  фазасының  қысымы мен
температурасын өсіріп, детонация бейімділігін арттырады.
Күйiк  пайда  болуы.  Піспектің  түбі  мен  жану  камерасына  бағытталған
цилиндрлер  басының  бетінде  күйіктің  пайда  болуы  олардан  жылу  əкетуді  төмендетеді.
Бұл  жану  камерасын  құрайтын  беттер  температурасының  жоғарлауына  əкеледі. Бұдан
басқа, күйіктің  қалыңдауынан  сығу  дəрежесі  бірнеше  артады. Бұл  екi факторлар  жұмыс
қоспасының температурасы мен қысымының өсуіне алып келеді, ал бұл детонация пайда
болуына ықпал етеді. Қозғалтқышты күйікпен пайдалану қажеттілігі болса, оталудың
озу бұрышын кішірейту керек.
Қозғалтқышты  суыту.  Жұмыс  атқарған  газдар  жылуының  бір  бөлігі  қабырға
арқылы  суытқыш  ортаға  беріледі.  Жылу  əкету  азайған  кезде  цилиндрдің  ішкі  беттері,
піспек жəне цилиндрлер басы қызып кетеді, бұл детонация пайда болуына əкеледі.
Уақыттан  бұрын  өздігінен  тұтану (мезгілсіз  тұтану). Кейбір  кездерде  шығару
клапандарының, шырақ  элеткродтарының  немесе  күйiктiң  бықсып  тұрған  бөлшектер
беттерінде  аса  қызған  аймақтардың  болуы (700-800 °С -дан  жоғары) зарядтың  шырақ
берілуден бұрын тұтануына əкеледі.
Мезгілсіз  тұтану  кезіндегі  индикаторлық  диаграмма 59, а суретінде  келтірілген.
Мұндай  қалыпсыз, дүмпілмен  жүретін  жану  процесінде  қозғалтқыштың  қуаты
төмендейді, жылулық жоғалтулар арта түседі, сығылу процесінде қысымның күрт өсуінен
айналшақты бұлғақтық механизмге əсер ететін қосымша динамикалық жүктемелер пайда
болады.
Уақыттан кейін өздігінен тұтану (мезгілсіз тұтану). Жоғары сығу дəрежелі жəне
детонацияға  қарсы  қоспасы  бар  жоғары  октандық  санды  отынды  пайдаланатын
жылдамдатылған  қозғалтқыштарда  жану процесі басталғаннан  кейін, жану  камерасының
кейбір  аймақтарында  бықсып  тұрған  күйіктерден  өздігінен  тұтанатын  ошақтар  пайда
болады. Мұның  нəтижесінде  жану  камерасы  бойымен  жанудың  негізгі  фазасында
қысымның  өсу  жылдамдығын  жəне  циклдің  максималдық  қысымын  күрт  арттыратын
қосымша жалын майданы тарайды.
Осы  жағдайда  жану  процесі  тарсылмен  жүреді, ал  индикаторлық  диаграмманың
түрі  5.8  б  суреттегіндей  болады.  Уақыттан  кейін  өздігінен  тұтану,  басым  бөлігі
қозғалтқыш жұмысы аз жүктемелерден толық жүктемеге ауысқан кезде пайда болады.
Р
ынд
ы б
ер
у с
əті
3
4
Р

145
5.8 - сурет. Ұшқынды оталатын қозғалтқыштың индикаторлық диаграммалары:
а- уақыттан бұрын өздігінен тұтану; б -уақыттан кейін өздігінен тұтану
1  - ұшқынды  беру  сəті; 2  - тұтанудың  басы; 3  - уақыттан  кейін  өздігінен  тұтану
кезіндегі жану; 4 - қалыпты жану.

жүктеу/скачать 7,18 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: