Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы «Газ» | Простожизнь#

Содержание

Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы «Газ» | Простожизнь#

Толчком к созданию двигателя с форкамерно-факельным зажиганием на «ГАЗе» послужил серийный выпуск в 1972 году таких моторов японской фирмой Honda, которая смогла обойти приоритетность отечественного патента. Советский двигатель получил обозначение ГАЗ-4022.10. От своего предшественника ГАЗ-24Д он отличается новой головкой блока цилиндров с иными газовыми каналами, дополнительными маленькими впускными клапанами для форкамер, системой впуска воздуха, настроенным выпуском, увеличенным ходом клапанов, модернизированным распредвалом.

Кроме того, были разработаны карбюратор К-156 оригинальной конструкции, распределитель зажигания, новая система охлаждения двигателя (как у двигателя ВАЗ-2101), а водяной насос внедрили в блок цилиндров. Впервые на этих моторах ГАЗ был применен воздушный фильтр с бумажным фильтрующим элементом.

Затем документацию по изготовлению двигателей ГАЗ-4022.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# 10 передали Заволжскому моторному заводу, который с 1981 года начал их серийное производство, но уже под новым названием – ЗМЗ-4022.10. Наибольшее количество этих моторов было выпущено в 1986 году – 4000 шт. Всего за 11 лет произведено около 27 тыс. автомобилей ГАЗ-3102 с двигателями ЗМЗ-4022.10.

Приемочные испытания автомобиля ГАЗ-3102, на который устанавливался двигатель ГАЗ-4022.10, были проведены в 1980 году. Они показали преимущество этого автомобиля перед ГАЗ-24 по топливной экономичности и токсичности отработавших газов, особенно по показателю выброса окиси углерода. В том же году были выпущены первые 25 автомобилей с данным мотором. Принцип форкамерно-факельного зажигания был разработан Горьковским автомобильным заводом (автор – Эварт Г. В.) в сотрудничестве со специалистами Института химической физики АН СССР еще в 50-е годы. Авторское свидетельство на разработку было получено 18 декабря 1956 года.

Если понравилась статья, ставьте лайки и подписывайтесь на канал)

Факельное зажигание — Энциклопедия по машиностроению XXL

Горьковский автомобильный завод с 1982 г.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# начал производство автомобиля ГАЗ-3102 Волга . Автомобиль получил дисковые передние тормоза, раздельный тормозной привод, а главное — более мощный и экономичный двигатель, в котором реализован принцип фор-камерно-факельного зажигания, дающий снижение расхода топлива до 10 %.  [c.9]

Безусловно, мощным средством интенсификации зажигания бедных смесей является так называемое факельное зажигание. Работы по этому типу зажигания широко ведутся в промышленности и в научно-исследовательских институтах. Тем не менее мне не представляется целесообразным подробно останавливаться на этом вопросе.  [c.364]


Мы отнюдь не отрицаем того, что факельное зажигание, которое сейчас привлекает у нас столько внимания, не заслуживает к себе самого серьезного отношения. Однако мне хотелось бы подчеркнуть, что это мероприятие не должно заслонить или ослабить внимание к другим, на наш взгляд, не менее важным вопросам, что, к сожалению, наблюдается в ряде случаев.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#
[c.364]

На другой одноцилиндровой установке с размерностью двигателя ГАЗ-51 у нас ведется исследование эффективности различных способов улучшения рабочего процесса повышения степени сжатия, перехода на верхние клапаны, факельного зажигания, интенсификации искрового зажигания, непосредственного впрыска и т. п.  [c.368]

Расширение пределов эффективного обеднения возможно несколькими путями а) интенсификацией искрового воспламенения путем улучшения существующих систем, использования полупроводниковых свечей и т.п., б) сжиганием расслоенных зарядов, в) применением факельного зажигания.  [c.371]

Двигатели с факельным зажиганием. Примером такой конструкции может служить показанная на рис. 11 камера сгорания опытного двигателя ГАЗ-51Ф. Она состоит из основной камеры  [c.25]

Рнс. и. Камера сгорания двигателя с факельным зажиганием  [c.26]

Факельное зажигание смеси обеспечивает нормальную работу двигателя на бедных смесях, что улучшает его топливную экономичность.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#[c.80]

Схема камеры сгорания двигателя с факельным зажиганием смеси показана на рис. 33. Камера сгорания состоит из основной камеры 1 и предкамеры 8. Горючая смесь в камеры поступает из карбюратора 4 по трубопроводам 3 ж 5, причем в основную камеру поступает бедная, а в предкамеру — обогащенная смесь.  [c.80]

Применение факельного зажигания бедной горючей смеси значительно улучшает топливную экономичность двигателя. Этот способ зажигания обеспечивает устойчивую работу двигателя  

[c.80]

Сравнение удельных эффективных расходов топлива для двигателя ГАЗ-51 с нижним расположением клапанов (кривая 1 на рйс. 35) и двигателя ГАЗ-51Ф с верхним расположением клапанов и факельным зажиганием (кривая 2) проведено по нагрузочным характеристикам этих двигателей. Из приведенных кривых следует, что применение факельного зажигания обеспечивает значительную экономию топлива, особенно на малых и средних нагрузках.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#[c.82]
Практическое совершенствование процесса смесеобразования и сгорания в двигателях в настоящее время опережает теорию. Многое ли мы знаем о так называемом М-процессе (пленочное смесеобразование и сгорание) в дизелях и о факельном зажигании в карбюраторных двигателях с. воспламенением от электрической искры, открывающих новые страницы в области улучшения двигателей Бесшумное сгорание и мягкая работа дизеля при осуществлении М-процесса связаны с определенным протеканием процесса сгорания во времени, а факельное зажигание резко повышает скорость сгорания бедных смесей. Совершенно ясно, что дальнейшее  
[c.7]

Для повышения экономичности двигателя необходимо обеспечить надежное воспламенение обедненных смесей. В связи с этим в некоторых автомобилях, в частности в новом грузовом автомобиле ГАЗ-52, введено факельное зажигание. Двигатели с факельным зажиганием имеют предкамеры небольшого объема, в которых особым карбюратором создается обогащенная смесь, воспламеняемая обычной е,вечей зажигания.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Образовавшийся факел пламени выбрасывается в основную камеру сгорания, где он воспламеняет сильно обедненную смесь. Двигатели с факельным зажиганием требуют повышения чувствительности вакуумных регуляторов опережения зажигания, которые должны начинать работать уже при незначительном разрежении, порядка 10 мм рт. ст. Поэтому новый распределитель Р-11 для автомобиля ГАЗ-52 с факельным зажиганием отличается значительно большим диаметром мембраны вакуумного автомата. В остальном он по конструкции сходен с распределителем Р-13. (фиг. 97).  [c.193]

Коэффициент избытка воздуха при такой системе может достигать 3—4, тогда как предел воспламеняемости смеси электрической искрой соответствует коэффициенту избытка воздуха 1,4. Воспламенение очень бедной смеси требует применения предкамер, факельного зажигания и других подобных устройств.  [c.198]

Для двигателей с факельным зажиганием расход топлива составляет 45% Б.  

[c.362]

Для двигателей с факельным зажиганием объем воздуха принимают с коэффициентом 0,2.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#[c.364]

Применение факельного зажигания позволяет сжигать в цилиндрах карбюраторных двигателей очень бедные горючие смеси, обеспечивающие высокую экономичность, но при обычном зажигании выходящие за пределы воспламеняемости. В двигателях с факельным зажиганием к камере сгорания с помощью короткого канала присоединяют небольшую предкамеру (как в предкамер-ных дизелях), не превышающую 3—4% объема камеры сгорания.  [c.100]

Для расширения диапазона частичных нагрузок газовых двигателей с внутренним смесеобразованием и качественным регулированием используют факельное зажигание, нозволяю-щее эффективно сжигать обедненные с.меси природного газа с коэффициентом избытка воздуха 4—5.  

[c.332]

Недостаток двигателей с форка-мерно-факельным зажиганием, сдерживающий его щирокое распространение — сложность систем приготовления смеси и газораспределения, повышенные газодинамические и тепловые потери из-за сложной конфигурации и болы) ой площади камеры сгорания.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# С точки зрения улучшения энергетических показателей рабочего процесса целесообразнее применение неразделенных камер сгорания. Расслоение заряда достигается направленной подачей обогащенной смеси к электродам свечи зажигания, а бедной смеси или даже воздуха — в периферийную зону (рис. 23).  [c.46]

Наиболее целесообразное техническое решение основных проблемных задач совершенствования ДПЗ связано с двумя направлениями с применением факельного зажигания и непосредственного впрыска топлива особенно большие перспективы открывает разумная комбинация обоих направлений. В этом случае представляется возможным создать двигатель, по экономичности приближаюш,ийся к дизелю, по удельным мош,ностям превосходящий карбюраторные двигатели, работающий на различных топливах, значительно освобожденный от опасности детонации и калильного зажигания, имеющий безвредный выхлоп, хорошую приемистость и т.д., т. е. сочетающий в себе лучшие качества ДПЗ и дизеля.  

[c.165]

Форкамерно-факельное зажигание позволяет осуществлять сжигание смеси в широком интервале составов.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Воспламенение основного заряда происходит в этом случае от интенсивного факела пламени, выброшенного из форкамеры, имеющей искровое зажигание. Такая система зажигания особенно применима в сочетании с расслоением заряда. Работы по факельному воспламенению получили наибольшее распро-  [c.375]


Решение задачи многотопливности связано прежде всего с проблемой организации процесса сгорания, позволяющего сжигать заряд таким образом, чтобы в нем не успели образоваться очаги подготовленной к детонационному воспламенению смеси. Можно назвать ряд путей решения этой проблемы, подлежащей тщательному изучению. Это форкамерно-факельное зажигание, поздний впрыск топлива непосредственно в цилиндр двигателя, значительное ускорение процесса сгорания за счет улучшения турбулентных характеристик и некоторые др.  
[c.376]

И. Л. Варшавский, как это указано в данной книге, рекомендует работать на обычных могцностных регулировках двигателей, соответ-ствуюш их минимальным выделениям окислов азота, и беспламенно дожигать большие количества выделяемых окиси углерода и углеводородов в каталитических нейтрализаторах или обеспечить переобеднение смеси специальными методами (послойное распределение смеси в цилиндре, интенсифицированное электрическое зажигание, форкамерно-факельное зажигание) до пределов, когда обитая удельная токсичность будет минимальной, а падение мош ности компенсировать наддувом.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Он рекомендует и другие способы, как, например, впрыск воды.  [c.397]

Двигатель двухтактный, с встречно-движущи-мися поршнями, прямоточно-щелевой продувкой и искровым форкамерно-факельным зажиганием.  [c.183]

Двигатель (рис. 154) имеет форкамерно-факельное зажигание. На каждом цилиндре в средней его части с помощью резьбового штуцера установлена форкаме-ра, оборудованная автоматическим клапаном подачи газа и двумя свечами зажигания. В верхнюю часть втулки ниже впускных окон ввернут штуцер для установки газового клапана с дозатором для подачи газа в цилиндр двигателя. Газовый клапан цилиндра приводится в движение от распределительного вала через толкатели и штангу. Дозатор расположен непосредственно на газовом клапане и тягами связан с регулятором частоты вращения двигателя. Газовый клапан определяет фазы подачи газа в цилиндр, а дозатор регулирует 1>оличество подаваемого газа.  

[c.245]

Двигатели с форкамерно-факельным зажиганием.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#[c.8]

Наиболее перспективными являются двигатели с наддувом, газотурбинные, с неносредственным впрыском легкого топлива я принудительным воспламенением, с факельным зажиганием, а также роторно-поршневые и многотопливные двигатели.  [c.73]

На рис. 34 показана головка одного из цилиндров двигателя ГАЗ-51Ф с факельным зажиганием, разработанного на Горьковском автомобильном заводе. Го- деъ1(кВтч) ловка цилиндров имеет предкамеры 2, которые соединены с основными камерами сгорания 6 двумя [ д каналами А, расположенными под углом. Горючая смесь поступает в камеры через клапаны  [c.81]

Только в последнее время стало возможно применение пере-обедненных смесей на двигателях специальнюй конструкции с факельным зажиганием смеси, от вспышки нормальной или экономичной смеси в запальной зоне камеры сгорания двигателя.  [c.163]

Возможно также применение факельного зажигания, хорошо зареко.мендовавшего себя в обычных двигателях.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#[c.287]

К преимуществам факельного зажигания, помимо повышения экономичности двигателя при работе на частичных нагрузках, относится воз.можность повышения допустимо степени сжатия при использовании искрового зажигания до значения, близкого или равного стеиеня-м сжатия дизелей.  [c.332]

На рис. 17.22 приведена схема газового двигателя ГД-100 с форкамерно-факельным зажиганием. Продувка и наполнение цилиндра воздухом осуществляются так же, как в дизеле Д-100. Газ подводится к регулирующему органу 6, связанному с регулятором 7. В зависимости от режима работы двигателя в регулирующем органе 6 давление снижается до 0,1-ь0,5 МПа. Затем газ поступает к газовому клапану 2, который открывается по окончании продувки и заполнения цилиндра 1 воздухом посредством кулачка 8. При сжатии происходит смешение газа с воздухом в цилиндре, а также  [c.283]

В двигателе с предкамерно-факельным зажиганием, кроме основной камеры сгорания 1 (рис.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# 8), располагаемой над поршнем, имеется дополнительная небольшая камера (предкамера) 3, сообщающаяся с основной камерой одним или несколькими каналами 2. Предкамера снабжена дополнительным впускным клапаном 6, который управляется общим с основным впускным клапаном 7 коромыслом 5 и имеет свечу 4 зажигания. Камера питается горючей смесью от дополнительной части 8 основного карбюратора 9, который приготовляет раздельно для питания цилиндра бедную смесь и для питания предкамеры 3 обогащенную, хорошо и быстро воспламеняющуюся от электрической искры.  [c.22]

Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов (рис. 26, ж) работает аналогично описанному выше, но конструкция его проще, так как отсутствуют штанги, коромысла,и детали, на которых монтируются коромысла. При работе этого механизма движение от толкателя 2 передается непосредственно клапану 10. В двигателях с предкамерно-факельным зажиганием коромысло 5 впускного калапана (см. рис. 8) управляет одновременно впускными клапанами 7 основной камеры и 6 предкамеры 3.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# В течение одного рабочего цикла четырехтактного двигателя происходит одно открытие впускного и выпускного клапанов. Для.этого распределительный вал за цикл должен сделать один оборот, а коленчатый — два.  [c.49]
Для снижения расхода топлива и уменьшения в отработавших газах количества вредных примесей на автомобиле ГАЗ-3102 устанавливают двигатель с форкамерно-факельным зажиганием разделение камеры сгорания на две части (основную и дополнительную) обеспечивает эффективное сгорание бедных смесей.  [c.13]

В двигателях с внешним смесеобразованием и воспламенением от искры при выборе способа ввода топлива — карбюраторный, впрыск топлива, применение форкамерно-факельного зажигания и расслое-  [c.59]


Форкамерный двигатель 402 характеристики


Форкамера (предкамера) представляет собой специальную полость, которая расположена в головке цилиндров ДВС.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Данная полость конструктивно сообщается с основной камерой сгорания в надпоршневом пространстве посредством одного и более каналов. Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как бензиновым, так и дизельным.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что будет, если в дизельный автомобиль залить бензин. Из этой статьи вы узнаете о возможных последствиях такой заправки для дизельного мотора

ДВС подобного типа представляет собой конструкцию, в которой смесеобразование и наполнение цилиндров происходит следующим образом:

  • топливно-воздушная смесь подается в предкамеру;
  • далее происходит частичное воспламенение смеси;
  • в результате сгорания давление в форкамере нарастает;
  • под действием такого давления разогретые пары топлива и газы от частичного сгорания в форкамере проникают в основную камеру сгорания в надпоршневом пространстве;

Форкамерно-факельное зажигание в Ф1. Как у «Волги» ГАЗ-3102.


Фото: LAT Photographic
Необходимость извлекать максимальное количество мощности при минимально потраченной энергии побудила инженеров Формулы 1 обратиться к технологии, используемой на больших грузовиках.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Технический эксперт AUTOSPORT Крэг Скарборо описал принцип работы форкамерно-факельного зажигания, который применили в Mercedes и Ferrari, и который ранее использовался на… правительственных «Волгах» в СССР.

Были времена, когда гонщика Ф1 запросто могли уволить за одно лишь сравнение машин Больших Призов с грузовиками. Но ирония состоит в том, что сейчас как минимум половина пелотона пользуется технологией повышения эффективности сгорания топлива, которая применяется на большегрузах…

С момента введения в гонках Гран При нового турбированного регламента в 2014 году вступило ограничение и на максимально доступное количество топлива на гонку – сейчас это 100 кг, а со следующего года будет 105 кг.

Это, в свою очередь, ограничило максимально допустимый мгновенный расход горючего и предельное давление, под которым топливо подается в камеру сгорания. Для инженеров подобные жесткие рамки стали настоящим вызовом – им необходимо было придумать способ в условиях этих ограничений добиться прежней выходной мощности силовых установок.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Но придумывать ничего не пришлось – специалисты вовремя вспомнили, что на больших грузовиках уже давно применяется технология форкамерно-факельного зажигания, позволяющая поджигать очень обедненную топливную смесь – практически неподжигаемую. Сегодня всё говорит о том, что именно к этой технологии обратились в Mercedes и Ferrari, а на подходе и остальные производители…

Традиционное зажигание

В двигателе с традиционной системой зажигания топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания внутри цилиндра. По окончании сжатия и воспламенения топливно-воздушной смеси возникает эффект расширения объема, что обеспечивает ход поршня и очередной рабочий такт.

Этому принципу уже много десятков лет, и работает он прекрасно до тех пор, пока смесь можно поджечь свечой зажигания, то есть пока она в достаточной степени обеспечена топливом. Если же смесь становится обедненной, поджечь при помощи традиционной свечи ее становится проблематично, и двигатель теряет мощность.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Нынешние требования технического регламента ограничивают топливный поток в пределах 100 кг/час, а давление впрыска горючего не должно превышать 500 бар. А с учетом высоких оборотов и давления наддува современных силовых агрегатов Ф1 просто не хватает времени, чтобы естественным путем получить топливно-воздушную смесь, необходимую для эффективного сгорания.

Таким образом, требуется какой-то способ эффективного воспламенения смеси в рамках нынешних ограничений регламента, включающих в себя также наличие лишь одной свечи на цилиндр и единственной форсунки.

В какой-то момент показалось, что выходом в этой ситуации может быть использование технологии компрессионного воспламенения однородной смеси (HCCI). Это метод, при котором воспламенение топливной смеси осуществляется не только за счет искры от свечи зажигания, но и от высокой температуры и давления, подобно дизельным двигателям.

И хотя эта технология вполне применима в условиях Формулы 1, нашелся более легкий и простой способ увеличить КПД силовой установки.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Всего три слова – форкамерно-факельное зажигание.

Что же такое форкамерно-факельное зажигание?

Форкамерно-факельное зажигание обычно используется на моторах большого объема. Эффективное заполнение богатой топливно-воздушной смесью больших цилиндров там затруднено, в связи с чем было решено разделить проблему надвое.

Была создана дополнительная маленькая камера сгорания, в которой и были установлены форсунка и свеча зажигания. В свою очередь эта камера была связана узким каналом с основной камерой сгорания цилиндра. Именно эта небольшая предварительная камера и получила название форкамеры.

А теперь разберемся, при чем тут факел.

В момент первого такта двигателя – впуск – значительно обедненная топливно-воздушная смесь впрыскивается при помощи форсунки в цилиндр, заполняя его слабовоспламеняемыми парами.

После этого небольшой объем форкамеры заполняется обогащенной смесью, достаточной для воспламенения свечой зажигания – непосредственно перед тактами сжатия и рабочего хода цилиндра.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Само воспламенение, как вы уже поняли, происходит не в основной камере, а во вспомогательной форкамере. Эту обогащенную смесь благодаря ее характеристикам поджечь не так сложно, а в результате этой реакции образуются языки пламени (а вот вам и факел!), которые проникают через отверстие в основную камеру и эффективно поджигают обедненную смесь.

Это можно сравнить с эффектом воспламенения обедненной смеси при помощи сразу нескольких свечей зажигания. Важно также и то, что при таком методе зажигания топливная смесь в основном цилиндре сгорает быстрее, увеличивая общий КПД двигателя.

Таким образом, форкамерно-факельное зажигание позволяет инженерам работать с обедненной топливно-воздушной смесью и не выходить за жесткие рамки технического регламента: форсунка одна, свеча зажигания одна – все правила соблюдены.

Применение технологии в Формуле 1

С учетом того, что эта технология довольно широко распространена, ни о каком грифе секретности здесь можно не говорить.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# За последние три года в Формуле 1 потребление топлива было снижено более чем на 30%, но инженерам этого мало, и они готовы покорять все новые и новые вершины технологической мысли.

И тогда как практически все специалисты сходятся во мнении, что в современных моторах Ф1 применяется технология форкамерно-факельного зажигания, никаких подтверждений этого факта в командах не давали.

Известно, что Ferrari сотрудничает с компанией Mahle и пользуется технологиями этого бренда, среди которых числится и форкамерное зажигание. Есть предположения о том, что значительный шаг в плане мощности итальянского двигателя в этом году обусловлен именно применением упомянутой технологии.

Команда Mercedes отказалась от комментариев по поводу использования обсуждаемой системы зажигания, отметив при этом, что они не пользуются наработками компании Mahle.

Но у Mercedes достаточно и своего опыта строительства больших коммерческих двигателей, так что они вполне могли справиться и своими силами.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# На прошлогоднем Гран При Италии команда не отрицала, что ей удалось сделать серьезный шаг в области работы двигателя, и есть предположение, что они намекали именно на применение системы форкамерно-факельного зажигания.

Теперь слово за мотористами Renault и Honda, которые в настоящий момент вряд ли используют нетрадиционную систему зажигания в своих силовых установках. К тому же, оба производителя заявили о готовящихся обновлениях мотора.

При этом французские мотористы опробовали новый силовой агрегат уже на прошедших на этой неделе тестах в Барселоне – и вполне вероятно, что они испытывали именно эту новинку. А японцы собираются представить обновленный двигатель уже в Канаде…

А ВЫ ЗНАЛИ, ЧТО.

. в советском легковом автопроме технология форкамерно-факельного зажигания впервые была применена на автомобиле «Волга» ГАЗ-3102? Разработанный на основе автомобиля ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 должен был стать её преемником.

Однако по целому ряду политических и экономических причин данный автомобиль выпускался мелкой серией (около трех тысяч машин в год), вместо массового производства, исключительно как служебная машина советской номенклатуры среднего звена – для заместителей министров, директоров крупных трестов и предприятий, руководителей известных театров, генералов, видных академиков-лауреатов, редакторов изданий и режиссёров.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько

Маркетинг или реальная польза?

Многие водители верят, что правильно подобранные свечи зажигания смогут прибавить мотору мощности и снизить расход топлива. Вот именно для таких автомобилистов и были придуманы плазменно-форкамерные свечи зажигания. Если верить рекламе, форкамерные свечи намного превосходят своих искровых собратьев, так как воспламеняют топливную смесь плазменным факелом. Эта особенность свечей выдаётся за преимущество, которое позволяет двигателю работать эффективнее. Но так ли это на самом деле?

Фото: https://renault-atlas.ru/

Характеристика двигателя ЗМЗ-402: описание, фото и видео

Одним из самых легендарных моторов Советского союза остается — двигатель ЗМЗ 402 (сокращенно — дв. 402). Изготовитель силового агрегата — ООО «Заволжский моторный завод», именно от этого двигатель получил такое название — ЗМЗ 402. Еще одной модификацией стал ЗМЗ 24Д, но он не прижился в связи с частыми ремонтами и дорогим обслуживанием.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

История

Разрабатывался он не менее легендарным конструктором Гарри Вольдемаровичем Эвартом специально для Волги. Этот силовой агрегат должен был прийти на смену устаревшего мотора ГАЗ-21. В последующей разработке был сделано много модификаций, таких как — ЗМЗ-24Д и ЗМЗ 4021.

Еще этот мотор называют ЗМЗ 24, поскольку изначально он предполагался для установки тольку на 24-ю Волгу, но как показала практика и история, движок получил достаточно широкое распространение на другие модели автомобилей.

Двигатели ЗМЗ-24Д/2401 и ЗМЗ-402/4021 автомобилей «Волга» основные различия и характеристики

Сначала разберемся какие автомобили какими двигателями комплектовались с завода С 1970 по 1986 год: Автомобиль Волга ГАЗ-24 комплектовался двигателем ЗМЗ-24Д — степень сжатия 8,2, мощность 95 л.с. Автомобиль Волга ГАЗ-24-01 комплектовался двигателем ЗМЗ-2401 — степень сжатия 6,7, мощность 85 л.с. С 1986 года по 1992-й год: Автомобиль Волга ГАЗ-24-10 комплектовался двигателем ЗМЗ-402.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# 10 — степень сжатия 8,2, мощность 100 л.с. Автомобиль Волга ГАЗ-24-11 комплектовался двигателем ЗМЗ-4021.10 — степень сжатия 6,7, мощность 90 л.с. С 1992 года и до конца выпуска карбюраторных Волг автомобили комплектовались двигателями ЗМЗ-402.10 и 4021.10. без сколь либо значимых изменений в конструкции.

Основными характеристики и конструктивные отличия двигателей ЗМЗ-24Д, ЗМЗ-2401, ЗМЗ-402.10, змз-4021.10:

ЗМЗ-24ДЗМЗ-2401ЗМЗ-402.10ЗМЗ-4021.10
Рабочий объем, куб.см.2445244524452445
Максимальная мощность при 4500 об/мин958510090
Степень сжатия8,26,78,26,7
Максимальный крутящий момент при 2400 об/мин, Н*м186,3171,6182172
ТопливоАИ-93А-76АИ-93А-76
Удельный расход топлива г/кВт,ч(г/л.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# с.ч)306(225)312(230)292,4(215)299,2(220)
Диаметр цилиндра и ход поршня,мм92х9292х9292х9292х92
Размещение водяного насосаГБЦГБЦблок цилиндровблок цилиндров
Диаметр выпускных клапанов, мм36363939
Диаметр впускных клапанов, мм47474747
Водораспре-делительная трубка в ГБЦестьестьнетнет
Штатный карбюраторК-126ГК-126ГК-151К-151
Порядок работы цилиндров1-2-4-31-2-4-31-2-4-31-2-4-3
Двойные пружины клапановнетнетдада
Количество стоек оси коромысел4466

Исходя из таблицы и заводских отчетов мы видим, что основные отличия ЗМЗ-402 от ЗМЗ-24Д такие:

  • система охлаждения с помпой на блоке цилиндров без водораспределительной трубки с измененной циркуляцией жидкости
  • увеличенный диаметр выпускных клапанов
  • установлены двойные пружины клапанов (выше надежность)
  • установлены две дополнительные стойки для краев оси коромысел
  • штатный карбюратор заменен с К-126Г на К-151 (и модификации в т.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# ч. К-151-С)
  • шпильки крепления ГБЦ увеличенного диаметра и иной резьбы (вместо М11х1 на М12х1.25)
  • увеличена масса шкива-демпфера коленчатого вала
  • изменен профиль кулачков распределительного вала
  • распределительный вал стал чугунным вместо стального
  • масляный насос с алюминиевым маслозаборником вместо стального и с увеличенной производительностью
  • изменена конструкция масляного радиатора

p.s. Характеристики двигателей приведены из заводских руководств по эксплуатации автомобилей ГАЗ-24 и ГАЗ-24-10 соответственно. Следует учитывать, что по нынешним методам измерения мощности и крутящего момента моторы показывают более скромные показатели нежели заявлено (в среднем на 5 л.с. и 5Нм меньше). В любом случае разница между ЗМЗ-24Д и ЗМЗ-402 четко прослеживается по таблице. Мы видим, что старик ЗМЗ-24Д имеет несколько более тяговую характеристику нежели ЗМЗ-402. Это обусловлено вышеописанными изменения в конструкции.

Некоторые аспекты форсировки двигателей ЗМЗ-24д и ЗМЗ-402 рассмотрены в статье: «Форсировка двигателя Волги».Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Текст

220672 Союз Советоких Социалиотических РеопубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 29.ЧН,1964 ( 914376/24-6)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 07,Х,1971, Бюллетень3Дата опубликования описания ЗО.Х 1.1971 1 ПК Е 020 19/02Г 02 тп 21/02 Г 02 п 17/08 Комитет ио делай изобретений и открытий при Совете Миииотрое СССР21,433.3-3888.8) Авторыизобретени К, И, Генкин, Б, Н. Струнге, М. И. Лубченко и Д. Т. Аксен Заявители Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газо Харьковский завод транспортного машиностроения им. Малыш ТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА ГАЗОВОГО ДВИГАТ С ФОРКАМЕРНО-ФАКЕЛЪНЪМ ЗАЖИГАНИЕМ 2 Извести двигателя нием, соде топливную вающий д висим ости коллекторь ы устройства для запу с форкамерно-факельнь ржащие регулятор числ аппаратуру и редуктор авление форкамерного от давления продувочн т форкамерного и цили тора ет в апан газося в аясь бра- няюаз из коллек н 10 поступа а б через кл иод сжатия ра 11 подает атия, смешив клапан 12, о ко воспламе да свечи 14 ет тягу 9.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Г скной клапа з коллектор ру 13. В пер ь из цплинд к концу сж вшим через ю смесь, ле на электро ска га 1 м з а об , под газа ого во ндров зовогоажигаротов,держив заздуха,го гаедмет изобретени за.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что на входе в коллектор цилиндрового газа установлен редуктор, поддерживающий давление цилиндрового газа в зависимости от давления продувочного воздуха, в то время как регулятор числа оборотов полностью открывает проходное сечение клапана, В результате устраняется переобогащение газовой системы в цилиндре двигателя.На чертеже показано предлагаемое устройство.При достижении двигателем 1 пусковыоборотов включается зажигание, открывается вентиль 2 и газ, проходя через редуктор- регулятор 3 и 4 поступает в коллекторы 5 и б под необходимым давлением. В это время дозирующие органы 7 полностью открыты, так как всережимный регулятор оборотов 8 полностью вытягива 5 через газовпу цилиндр 11, а и 12 — в форкаме5 воздушная смес форкамеру 13 и с газом, поступ зует обогащенну щуюся от пскрь10 Устройство для запуска газового двигателя 1 ч с форкамерно-факельным зажиганием, содержащее регулятор числа оборотов, топливную аппаратуру и редуктор, поддерживающий давление форкамерного газа в зависимости от давления продувочного воздуха, коллекто ры форкамерного и цилиндрового газа, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью устранения переобогащения газовой смеси, на воде в коллектор цилиндрового газа установлен редуктор, поддерживающий давление цилиндрово 25 го газа в зависимости от давления продувочного возд а.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# 220672 Составитель ф. ЛевинТехред Т. Т, Ускова Редактор И. Грузова Корректор В. П, федулова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3414/8 Изд.1436 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5

О первом поколении двигателей ГАЗ 31105 Волга (2004 — 2009)

Характеристики двигателя ЗМЗ-402

* — для двигателей ЗМЗ 4021.10 и 4025.10 ** — вес двигателя для Газели

Особенности эксплуатации

В повседневной эксплуатации мощные Волги были сложнее обычных. В связи с тем, что на передние колеса приходилась значительно большая нагрузка, управляемость на дороге ухудшилась. Изменилась и развесовка. После установки мощного двигателя большая часть веса теперь приходилась на передние колеса, задние были постоянно разгружены. Даже на асфальте при резком открытии дроссельной заслонки задние колеса срывались в пробуксовку. На скользких покрытиях эта проблема преследовала водителей постоянно. Особенно опасен был срыв колес в пробуксовку при прохождении поворотов, машину сразу заносило.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Частично эту проблему решал балласт — бетонные или металлические балки, укладывавшиеся в багажник. В багажном отделении сохранившихся экземпляров можно встретить чугунные или свинцовые плиты массой 90 кг, иногда дополняемые бордюрными камнями или крышками от водопроводных люков. Двигатель волги 24 v8

Дополнительная тяжесть несколько ухудшала динамику, зато позволяла более-менее контролировать машину на дороге. Проблему управляемости усугублял гидроусилитель руля. Уплотнения постоянно текли, из-за чего и так невысокий коэффициент усиления постоянно падал. Водители на многих машинах самостоятельно отключали гидроусилитель. На ровной прямой Волга легко разгонялась до 160 км/час. Но стандартные тормоза не справлялись с нагрузкой и остановить машину было проблематично.

Кстати, вопрос максимальной скорости такого автомобиля до сих пор достоверно не выяснен. Завод-изготовитель гарантировал максимальную скорость 160 км/час, но известно, что Волга V8 могла идти 170 и даже 180 км/час.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Также нет точных данных о количестве выпущенных Волг-«догонялок». В официальной статистике ГАЗа они не учитывались, но примерно их должно было быть произведено от 1000 до 2000 экземпляров.

Двигатель и коробка передач ГАЗ 24 v8

Существенным недостатком мощного мотора был и расход топлива (до 30 л на 100 км). С такой прожорливостью бензобака хватало на 100-200 км пути. Двигатель питался только бензином сорта «Экстра» АИ-95. В Советском Союзе его не производили, а закупали в Финляндии. Распределялся он по специальным талонам среди чиновников, которым по рангу были положены ЗИЛы или Чайки. Некоторое количество продавали спортсменам. Рядовым советским гражданам приобрести подобную Волгу было почти невозможно. А те, кому это удавалось, сталкивались с рядом проблем при ее эксплуатации. Прежде всего, с невозможностью достать бензин нужного качества. И бензин — это всего лишь верхушка айсберга.

Волга с двигателем V8 объемом 5.53 литра

Для коробки передач требовалось специальное масло, для двигателя — расходные материалы и запчасти, которые тоже просто так в магазинах не продавались.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Со временем у ГАЗ-24-24 проявлялся и еще один недостаток. Тяжелый силовой агрегат и плохое качество дорожного покрытия преждевременно изнашивали переднюю подвеску и лонжероны, даже несмотря на то, что они были усилены. Поэтому многие переделывали машину своими силами под родной двигатель. В настоящее время из оригинальных Волг с «чайковским» мотором остались единицы. Сказался их мелкосерийный выпуск, жесткая и безжалостная эксплуатация в органах госбезопасности. В 80-е и 90-е годы много машин было переделано гражданами в обычные Волги.

Обеспечение экономичности двигателя

   Двигатели с послойным распределением смеси.
   Одним из эффективных способов снижения расхода топлива и уменьшения выброса токсичных веществ бензиновых двигателей является расширение диапазона качественного регулирования нагрузки за счет их перевода на частичных нагрузках на переобедненные смеси. Это достигается главным образом послойным распределением смеси в основной камере сгорания, применением форкамерно-факельного зажигания, интенсификацией искрового разряда, применением плазменных воспламенителей.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

   Дальнейшее совершенствование бензиновых двигателей связано с использованием качественного реагирования нагрузки. В процессе эксплуатации основную часть времени двигатель работает на частичных нагрузках.

   Схема двигателя Honda CVCC с форкамерно- факельным зажиганием: А — форкамера; В — основная камера зажигания

   При этом удельные расходы топлива (расход топлива деленный на мощность) существенно увеличиваются, ведь мощность уменьшается, а потери на трение, привод агрегатов остаются. Для бензиновых двигателей с количественным регулированием нагрузки (путем прикрытия дроссельной заслонки) рост расхода топлива усугубляется более вялым сгоранием из-за повышения количества остаточных газов и увеличением потерь при ходе впуска, когда поршню приходится «засасывать» смесь при разряжении в цилиндре, доходящим до 400-500 мм рт.cт. Фирмам Toyota и Mitsubishi удалось создать эффективную систему питания с непосредственным впрыском бензина в цилиндр и добиться возможности работать на переобедненных смесях (до а = 4) за счет послойного распределения смеси.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Применение рабочего процесса двигателя Mitsubishi и увеличение степени сжатия до 12 обеспечивает снижение расхода топлива в среднем на 20% при условии выполнения норм по токсичности. Разработана целая гамма двигателей, включающая рядные 4-х цилиндровые двигатели с рабочим объемом 1,5; 1,8; 1,8 с турбонаддувом; 2,0; 2,4 л и V-образные 6-ти цилиндровые двигатели с рабочим объемом З,0 3,4 л.

   Ведущие европейские фирмы работают над созданием бензиновых двигателей с качественным регулированием нагрузки за счет перевода при частичных нагрузках на переобедненные смеси по аналогии с двигателями Toyota и Mitsubishi. Фирмой Audi создан двигатель 2.0 FSI с непосредственным впрыском бензина в цилиндр. При больших нагрузках воздушная заслонка открыта и смесь в цилиндре гомогенная, на малых нагрузках воздушная заслонка прикрывается , в цилиндре создается вихревое движение заряда, обеспечивающее послойное распределение смеси путем подачи топливовоздушной смеси к свче. Однако их внедрение в массовое производство задерживается из-за ограниченного ресурса накопительных катализаторов оксидов азота при работе на европейских бензинах с повышенным, по сравнению с японским топливом, содержанием серы.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Общие сведения о двигателях внутреннего сгорания
Увеличение мощности двигателя внутреннего сгорания
Улучшение технических характеристик автомобилей
         на главную        0-100 км/ч    0-100  

Технология | spectralaser

Из статьи Филиппа Терехова lozga на Habr   https://habr.com/ru/post/392575/ 

Сейчас, в двадцать первом веке, есть космические ракеты, для запуска которых используются детали из дерева. Тридцать две березовые палки являются важным элементом системы запуска двигателей. И если страну-производитель таких ракет вы, наверняка, угадали (да, это Россия, а ракеты — семейство «Союз»), то от презрительного отношения к такому инженерному решению я бы вас предостерег — это будет серьезной ошибкой. Почему?

О чем мы вообще говорим

Процесс запуска жидкостного ракетного двигателя гораздо сложнее запуска, например, автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Когда в камере сгорания меняются давление, соотношение компонентов и расход топлива, возникают переходные процессы, требующие к себе уважительного отношения.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Неправильное зажигание может привести к «жесткому запуску» и даже взорвать двигатель. На видео показан   срыв пламени зажигательного устройства, и двигатель получил серьезный удар, когда пламя «догнало» поток компонентов:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
В поисках надежной, эффективной и дешевой системы зажигания было придумано довольно много инженерных решений. О них мы сегодня и поговорим.

 
Роща на ракете

Это — пирозажигательное устройство (ПЗУ) двигателей РД-107/108,

которые стоят на ракетах-носителях семейства «Союз».

На деревянной Т-образной опоре установлены две пиротехнические шашки

с датчиком (подпружиненный контакт) между ними. По команде «зажигание» шашки

воспламеняются от электрозапалов, пламя пережигает провод датчика,

и его пружина размыкает контакт. В электросистему ракеты приходит сообщение,

что в этой камере сгорания шашки горят хорошо, можно открывать клапаны подачи

топлива и окислителя и продолжать запуск двигателя.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Сверху на двух камерах защитные крышки (ярко-красные), снизу уже установлены ПЗУ

Несмотря на очень устаревший вид, такая система зажигания имеет следующие достоинства:

  • Дешевизна. Любая другая система зажигания будет дороже, потому что потребует дополнительных трубопроводов, мембран, клапанов, и т.п. А деревянные палки и пороховые шашки стоят копейки. Не забывайте, что стоимость системы зажигания умножается на количество камер сгорания, если у вас их 32 штуки, как на «Союзе», вы сильнее захотите самый дешевый вариант.

  • Возможность проверки работы системы. Датчик зажигания просто и эффективно показывает, загорелись ли пирошашки. 12 марта этого года первая попытка запуска спутника «Ресурс-П №3» сорвалась именно по этой причине — в одной из камер сгорания не воспламенились пирошашки, и система контроля запретила дальнейший запуск двигателей

  • Быстрота замены. Меньше, чем сутки потребовалось стартовой команде, чтобы заменить ПЗУ и успешно запустить «Ресурс-П №3» 13 марта.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Некоторые другие системы зажигания потребовали бы снятия ракеты со старта и перенос пуска на несколько суток.

В то же время, конечно же, у системы есть ограничения и недостатки:

  • Одноразовость. Очевидно, такой способ зажигания не годится, если нужно запускать двигатель несколько раз.

  • Требует ручной работы и зависит от ее качества. При подготовке к старту ПЗУ надо установить вручную и можно, например, случайно повредить провода системы зажигания.

Вообще, история с этими ПЗУ наглядно демонстрирует поговорку «лучшее враг хорошего». Для двигателей РД-107/108 неоднократно предлагались другие системы зажигания, но все предложения разбивались о простой расчет стоимости. Так что, несмотря на кажущийся архаичным вид, эта система исчезнет только вместе с окончанием эксплуатации ракет семейства «Союз», а это будет еще очень нескоро.

Похожая схема зажигания, разве что без дерева, используется сейчас на европейской тяжелой ракете Ariane 5.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# На фотографии форсунки камеры сгорания двигателя Vulcain 2, который стоит на центральной ступени, по центру расположено  отверстие для пирошашки. На фото  шашки в сборе в цехе производителя и схема установки шашки в двигателе:

 

Радость конспирологов

Адепты «лунного заговора» очень любят в красках рассказывать о пуске «Аполлона-6» 4 апреля 1968 года. Действительно, в процессе работы второй ступени в одном двигателе возникли проблемы, из-за которых выключились два двигателя из пяти, и вторая ступень с трудом вышла на низкую орбиту. Конспирологи из этого события делают вывод, что «Сатурн-5» оказался никуда не годной ракетой и не мог никого отправить к Луне. Но что же произошло там на самом деле?

В двигателе J-2, который стоял на второй и третьей ступенях ракеты-носителя «Сатурн-V», зажигание поддерживалось постоянно в процессе его работы.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Так называемый запальник форкамерно-факельного типа представлял собой отдельную небольшую камеру сгорания, в которую подавались водород и кислород, непрерывно поджигаемые электрическим разрядом от запальной свечи (примерно так же, как и в автомобиле). Пламя из запальника выходило по центру камеры сгорания и обеспечивало непрерывность горения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема камеры сгорания и запальника двигателя J-2. Камера сгорания двигателя шаттла SSME, использующая тот же принцип, отверстие запальника показано стрелкой. А в случае с «Аполлоном-6» проблемы возникли на подходе к запальнику. Тонкая металлическая трубка, по которой подавался жидкий водород, имела гибкие элементы с гофрированием: Жидкий водород настолько холодный, что сжижает атмосферный воздух. В условиях наземных испытаний в углублениях гофра образовывался слой жидкого воздуха, который работал, как амортизатор.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# А на высоте запуска второй ступени воздуха уже было мало, амортизирующий слой не образовался, гофр стал вибрировать и лопнул. Подача водорода прекратилась, запальник погас, и в двигателе началось нестабильное горение. Система управления ракеты заметила это и дала команду на выключение двигателя. Но тут проявилась вторая проблема — провода к двигателям были перепутаны, и система управления выключила другой, здоровый, двигатель. А первый двигатель погас сам. Несмотря на серьезность возникших проблем, исправить их было просто. В трубках подачи водорода и кислорода убрали гофрированные участки: А провода от системы управления укоротили, чтобы их физически было невозможно перепутать. Модифицированный двигатель был успешно испытан в полете «Аполлона-7». А уже потом состоялся полет «Аполлона-8» с разгоном к Луне. Конспирологи, которые пишут, что полет к Луне произошел сразу после аварии «Аполлона-6», ошибаются и тут. Увы, им часто не хватает даже базовых знаний.

 

А электрическая система зажигания с форкамерой успешно используется на кислородно-водородных двигателях.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# При необходимости она может запускать двигатель несколько раз. Для шаттлов это не было нужно, но вот разгонным блокам иногда приходится производить несколько включений. Вот фотография с испытаний запальника для разрабатываемого европейского разгонного блока Vinci.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что же касается знакомых многим искр при старте Спейс Шаттла, то это не система зажигания двигателя. На шаттлах стояли форкамерно-факельные запальники (фото камеры сгорания есть выше, если вы не заметили подпись). Собственно говоря, запускать двигатель от искр под соплом — это практически верный шанс вызвать жесткий запуск, когда пламя поднимется вверх до камеры сгорания. Красивые искры — это система гарантированного дожигания водорода из двигателей, чтобы он не скопился где-нибудь и не создал взрывоопасной концентрации.

Еще об электричестве

Удобство электрического зажигания сделало его фактически единственным

вариантом для запуска твердотопливных двигателей.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Вот, например, шашки

для зажигания твердотопливных ускорителей Спейс Шаттла.Что любопытно,

они расположены не снизу ускорителя, как это могло бы показаться логичным,

а сверху.
 

Парадоксальный вариант
Иногда отдельная система зажигания вообще не нужна. Несимметричный

диметилгидразин и азотный тетраоксид воспламеняются просто при контакте друг

с другом, избавляя инженеров от необходимости придумывать специальные системы.

Кроме этого, НДМГ и АТ хранятся в жидком виде при комнатной температуре,

что сделало их отличным выбором для пилотируемых кораблей, маневрирующих

спутников и межпланетных станций. Особенно удобно отсутствие системы зажигания

для маневровых двигателей, которые используются в больших количествах и

отличаются небольшим размером.Классика жанра — двигатели ориентации на «Союзе»

и лунном модуле
 

Химия поможет

Удобство самовоспламеняющихся химических соединений привело к тому, что

они используются как пусковое горючее для запуска несамовоспламеняющихся

топливных пар.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# В простейшем случае в трубопроводы ставят «ампулы»

(трубы с мембранами) с самовоспламеняющимися компонентами. При запуске

двигателя они выбрасываются в камеру сгорания, смешиваются, воспламеняются

и создают пламя, от которого загорается основное горючее: При необходимости

многократного запуска можно сделать отдельный бачок с пусковым горючим,

запаса которого хватит на несколько пусков. Подобные системы используются

достаточно часто на кислородно-керосиновых двигателях, они стояли на F-1

(первая ступень «Сатурна-V»), их используют в семействе РД-170/180/190

и «Мерлинах» Маска. Главным недостатком химического зажигания является то,

что если используются одноразовые ампулы, мембраны при запуске разорвались,

а ракета не улетела, ее приходится снимать со старта, везти в монтажно-испытательный

комплекс и менять ампулы на новые. Например, в 2013 году повторный запуск Falcon 9

со спутником SES-8 состоялся только через шесть дней.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

 

Пиу-пиу
В последние годы активно идет работа над лазерными системами зажигания.

Вот, например, отечественные лазерные модули, которые успешно прошли

испытания на РД-107/108: Фото с испытаний. В будущем такие системы могут

вытеснить химическое и форкамерное электрическое зажигание, в том случае,

когда нужен многократный запуск двигателя, а существующие системы недешевы

и сравнимы по стоимости с лазерными модулями.

Факел или искра? — журнал За рулем

Экспертиза. Форкамерные свечи: Факел или искра?

До сих пор нам откровенно не везло ни с «плазмой», ни с миниатюрными ракетными двигателями. В ЗР, 1998, № 12 мы испытывали свечи зажигания фирмы ПАКР Лтд., в ЗР, 2006, № 4 — изделия «Бугаец» и т.п. Объединяло эти изделия обилие красивой терминологии, кустарное исполнение и полная профнепригодность.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Однако на сей раз перед нами симпатичные фирменные свечи из Днепропетровска. Проверим?

НАЧНЕМ С ТЕРМИНОЛОГИИ

Сразу хочется поспорить: ну при чем тут плазма? Слово красивое, спору нет, только чем процесс зажигания в подобных свечах принципиально отличается от протекающего в бошевских или уфимских? Жонглировать терминами можно бесконечно, но сопоставлять плазменно-форкамерные свечи с электроискровыми — то же самое, что сравнивать, скажем, «мерседесы» с автомобилями. Тот же разряд пробивает тот же искровой зазор. Так что и обычный «Бриск», и NGK — тоже, по сути, плазменные генераторы.

Пометка «Сделано для Европы» (на английском) несколько удивляет. Особенно в свете рекомендаций подвинуть угол опережения зажигания «до +/- 5 град.». Так и представляешь добропорядочного европейца с брелоком от BMW в одной руке и со стробоскопом в другой…

Пометка «Сделано для Европы» (на английском) несколько удивляет. Особенно в свете рекомендаций подвинуть угол опережения зажигания «до +/- 5 град.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# ». Так и представляешь добропорядочного европейца с брелоком от BMW в одной руке и со стробоскопом в другой…

А как насчет форкамеры и объемного зажигания? С этим разберемся подробно. Нам помогут два двигателя — карбюраторный ВАЗ-21083 и впрысковый ВАЗ-2111, установленные на стендах. Ради объективности возьмем за базу для сравнения недорогие свечи Finwhale (считаем их штатными) и оценим эффект от использования двух других комплектов: традиционного, но дорогого NGK (без всяких форкамер и объемных взрывов) и собственно объекта исследования — свечей «Плазмофор-Супер» ПФ А17ДРМ. Последовательно установили каждый из трех комплектов на моторы, прогрели последние до фиксированных температур масла и тосола, замерили мощность, расход топлива, токсичность отработавших газов. Данные в таблицах — можно сравнивать.

ФАКЕЛ СВЕТА В ТЕМНОМ ЦАРСТВЕ

Сразу очевидно одно: нет ни провала, ни триумфа! Закройте рукой наименование свечей и попробуйте догадаться, какие показатели в таблицах относятся к плазменно-форкамерным, а какие — к обычным.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Чтобы точнее оценить объем форкамеры, свечу распилили: нет, больше 0,025 куб.см никак не получается. Тесновато, однако…

Чтобы точнее оценить объем форкамеры, свечу распилили: нет, больше 0,025 куб.см никак не получается. Тесновато, однако…

Конечно, мощность по сравнению с самыми дешевыми свечами Finwhale слегка подросла. Но и обычные NGK на обоих моторах выдали аналогичные цифры! Сравнение расходных характеристик различных комплектов особой радости не доставило: все различия — вблизи погрешности измерений, причем скорее в пользу NGK. А вот насчет токсичности «Плазмофор» смотрится получше: содержание в выхлопе и окислов азота NO x,и остаточных углеводородов CH с этими свечами упало сильнее.

И все же — где обещанная мощность? Возможно, ключ в забавной фразе на упаковке: «Рекомендуется эксплуатация с коррекцией угла опережения зажигания (до +/- 5 град.)». Что ж, попробуем. Логика подсказывает: хочешь добавить мощности — крути зажигание вперед.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

ВПЕРЕД, К ПОБЕДЕ!

Такие эксперименты мы обычно проводим на карбюраторном моторе: там не приходится колдовать с программами и прошивками. Все получилось согласно классической теории ДВС. С увеличением УОЗ «Плазмофоры» по сравнению с базовым комплектом со старыми регулировками подняли мощность еще на 5%. Экономичность тоже улучшилась — примерно на 4%. Одна только беда: экологический эффект, который мы видели на базовых регулировках, вдруг испарился!

Кстати, проверка при тех же регулировках обычных NGK дала практически аналогичный результат. Справедливости ради отметим, что детонация при полном дросселе была выше, чем на «Плазмофорах».

Но вылезла проблема посерьезнее. Моторы обоих типов при работе с плазменно-форкамерными свечами весьма неустойчиво работают при малых углах открытия дроссельной заслонки. Колебания и броски нагрузки при фиксированном положении дросселя были весьма ощутимы: так обычно бывает при неравномерной работе цилиндров.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Причем неприятности полностью исчезали, стоило заменить свечи обычными… Да и расход топлива в этих режимах на «плазме» выше, причем даже по сравнению со свечами базового комплекта. При повышении нагрузки мотор начинал работать ровно.

В чем причина? По нашему мнению, в плохой вентиляции форкамеры. К тому же при малом открытии дросселя очистка цилиндра в бензиновом моторе плохая и это усугубляет ситуацию.

СТОИТ ЛИ СВЯЗЫВАТЬСЯ?

Заботясь о чистоте терминологии, мы настаиваем: считать такой процесс форкамерным в классическом его понимании нельзя (см. «Наш комментарий»). Кстати, об этом же говорит совпадение качественной картины изменения поведения мотора на плазменно-форкамерных и на обычных свечах в последнем эксперименте. Никакого эффекта объемного воспламенения мы не увидели.

Наши советы? Если любите экспериментировать — вперед, хуже от «плазмы» не станет. Но сами мы предпочтем поставить что-нибудь из известного, классического, искрового в привычном смысле слова.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# И, как обычно, предлагаем относиться к любой рекламе с чувством юмора. Она на это и рассчитана.

ОБЕЩАНО ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ. ЦИТИРУЕМ РЕКЛАМУ

Плазменно-форкамерные свечи объединяют преимущества плазменного и форкамерного зажигания. По мощности поджига они в десятки раз превосходят электроискровые свечи зажигания. Их электроды сконструированы в виде ракетного сопла с форкамерой. При подаче высоковольтного импульса в зазоре между электродами происходит пробой, образовавшийся плазменный сгусток выталкивается в камеру сгорания (использован принцип работы импульсного ускорителя плазмы)… Преимущества плазменно-форкамерных свечей: увеличение мощности двигателя за счет более полного сгорания топлива, повышение экономичности двигателя при сохранении мощности, улучшение динамических характеристик автомобиля, устойчивая работа на низкооктановом бензине… надежный пуск при пониженных температурах, повышенный ресурс работы… снижение токсичности выхлопных газов.

Плазменно-форкамерные свечи при сравнении с обычными не показали ни решающих преимуществ, ни заметных недостатков, отсутствие которых уже радует.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

НАШ КОММЕНТАРИЙ. А ЕСТЬ ЛИ ФАКЕЛ?

В конце 70-х годов прошлого столетия в моду вошли форкамерно-факельные моторы. Знатоки вспомнят двигатель ЗМЗ-4022.10 для первых «волг» ГАЗ-3102. Сам принцип воспламенения топливовоздушной смеси факелом горящего топлива очень заманчив, так как позволяет резко повысить скорость сгорания и, следовательно, поднять мощность двигателя. Но самое важное — становится возможным сгорание очень бедной смеси, в которой обычный фронт пламени уже не распространяется. Это открывало путь к резкому снижению токсичности отработавших газов.

От двигателей — к свечам. Что требуется для форкамерного процесса? Во-первых, разделить камеру сгорания на две — форкамеру и расширительную. В нашем случае это присутствует. Но для создания факела, способного на объемный поджиг смеси, нужно накопить в форкамере достаточный запас внутренней энергии (а проще — топлива), способной дать импульс потоку газа. В ДВС объем форкамеры составляет 10…25% от объема камеры сжатия.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Это десятки кубиков. А камера в корпусе свечи? Там и одной десятой кубика не наберется. Откуда взяться энергии?!

Во-вторых, классическая форкамера имеет дополнительный клапан для вентиляции, чтобы очищаться от отработавших газов. А в свече этого нет, разве что три просверленные дырки. При этом заряд сильно нагревается, его плотность падает, а мизерная масса уменьшается еще сильнее. Опять-таки — откуда взяться энергии?

И в-третьих, в форкамерном двигателе смесь расслаивали, то есть обогащали в форкамере, улучшая воспламеняемость, и обедняли в цилиндре. Ничего подобного при замене обычных свечей плазменными, естественно, не выполнить.

Доработка и опыт эксплуатации газопоршневых двигателей серии 22AG

Сатору Гото, Тору Нашимото, Йошифумо Ниши – Niigata Power Systems Co. Ltd., Япония

Общая характеристика двигателей серии 22AG

В течение последних 10 лет благодаря улучшенным эксплуатационным параметрам передовые газопоршневые двигатели заняли особое место.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Их термический КПД и среднее эффективное давление соответствуют эксплуатационным параметрам дизельных двигателей. При этом содержание NOx в выхлопных газах обеспечивает соблюдение всех экологических требований.
Сегодня все более актуальными становятся проблемы, связанные с детонацией двигателя, срывом пламени, сроком службы свечей зажигания. Система факельного зажигания газового двигателя с воспламенением от сжатия (при котором газовое топливо является основным, а жидкое лишь в небольшом количестве используется для воспламенения) имеет ощутимые преимущества перед обычной системой искрового зажигания. Она обеспечивает стабильное горение и бесперебойную работу двигателя.
Газопоршневые двигатели серии 22AG компании Niigata Power Systems Co. Ltd., оснащенные системой факельного зажигания, поставляются на рынок Японии с 2002 года.
Они представлены пятью моделями: 6- и 8-цилиндровыми при рядном расположении и 12-, 16- и 18- цилиндровыми при V-образном расположении. В настоящее время заказчикам поставлено более 200 установок на базе двигателей 8L22AG.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Причинами такого активного спроса являются высокие эксплуатационные характеристики двигателя, большой срок службы форсунки запального топлива, длительная эксплуатация, не требующая обслуживания и ремонта.
Все двигатели серии 22AG оснащены системой воздушного охлаждения с турбонаддувом и работают на обедненном топливе. Запуск двигателя осуществляется посредством системы искрового зажигания, запатентованной компанией Niigata.
В настоящее время проводятся комплексные исследования по доработке конструкции двигателя с целью повышения термического КПД. Совершенствуется система предкамерного горения и оптимизируется состав топливовоздушной смеси, применяется цикл Миллера с использованием цилиндров, обеспечивающих высокую степень сжатия, и т.д.
Главными направлениями дальнейшего совершенствования двигателей являются улучшение экологических показателей, снижение расхода топлива, а также использование альтернативных видов топлива, в частности биогаза.
Основной задачей при выводе на рынок газопоршневых двигателей, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, было достижение низкого уровня NOx в выхлопных газах, что обеспечивало соблюдение всех экологических норм за счет применения особой технологии горения.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Среднее эффективное давление составляло 1…1,3 МПа с приемлемым уровнем детонации. Были значительно улучшены показатели среднего эффективного давления и КПД двигателя серии 22AG. Сегодня на рынок выпускаются большие двигатели с КПД более 43%, в которых среднее эффективное давление превышает 2 МПа.
Улучшение эксплуатационных параметров газопоршневых двигателей серии 22AG, работающих в цикле Миллера, достигается за счет применения современной системы зажигания. В двигателях со стандартной системой срок службы свечей зажигания составляет обычно 1000-2000 часов, в то время как новая форсунка двигателей 22AG рассчитана более чем на 4000 часов бесперебойной работы, что, естественно, является большим преимуществом.

Принцип сгорания в двигателе с факельным зажиганием

Существует две разновидности газопоршневых двигателей с системой факельного зажигания: двухтопливный и форкамерный. В качестве запального топлива в них может использоваться дистиллят или дизельное топливо.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# В двухтопливном двигателе запальное топливо для воспламенения смеси впрыскивается в основную камеру сгорания через форсунку, которая обеспечивает также возможность работы на дизельном топливе. Такой тип двигателя в большинстве случаев применяется в условиях, когда поставка газа нестабильна, а его цена значительно превышает стоимость нефти.
При использовании традиционных систем механического впрыска необходимо, чтобы запальное топливо составляло 8…10% от общего количества подаваемого в двигатель топлива. При этом концентрация NOx и твердых частиц в выхлопных газах остается высокой. Таким образом, необходимо использовать систему каталитического подавления выбросов и специальных фильтров твердых частиц. Техническим решением данной проблемы является использование системы подачи топлива Common Rail.
Форсунка двигателя находится в форкамере. При этом небольшое количество запального топлива (1% от общего количества основного топлива) впрыскивается в форкамеру, и топливовоздушная смесь воспламеняется с помощью этой дозы.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Горящая смесь из форкамеры направляется в камеру сгорания в виде реактивной струи и воспламеняет основное топливо. В газопоршневом двигателе, диаметр цилиндра которого составляет 220 мм, энергия запального топлива составляет около 500 Дж, что значительно больше, чем при искровом зажигании. Уровень NOx в выхлопных газах остается низким, так как количество запального топлива около 1% от потребляемого. Кроме того, достигается более высокая степень сжатия ультраобедненной топливной смеси.
Газопоршневой двигатель с факельным зажиганием может успешно работать на низкокалорийном газе, получаемом при переработке различных отходов, – газе мусорных свалок, сточных вод и на синтез-газе, теплотворная способность которых составляет, соответственно, 21 и 7 МДж/м3. Содержащиеся в синтез-газе водород и угарный газ используются в качестве горючих компонентов. При этом нет необходимости дополнительно использовать при запуске двигателя сжиженный природный газ или пропан.

Технология повышения термического КПД

Высокая степень повышения давления

Известно, что с увеличением степени повышения давления повышается термический КПД.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Однако при этом повышается и детонация двигателя. Термический КПД при более высокой степени повышения давления и позднем впрыске выше, чем при низкой степени повышения давления с более интенсивным впрыском. Такая технология допускает использование ультраобедненной топливовоздушной смеси. В данном случае содержание воздуха в ней в 2,2 раза больше, чем топлива, что способствует снижению детонации.

ЦИКЛ Миллера

Существует два типа цикла Миллера – с ранним и поздним закрытием впускного клапана. В ходе испытаний системы с ранним закрытием на двигателе 6L22AG было установлено, что в этом случае температура топливовоздушной смеси перед ходом сжатия уменьшается. При этом увеличивается степень повышения давления и, соответственно, запас по детонации. Термический КПД на валу двигателя увеличился примерно на 3%, что соответствует 1% общего КПД, однако концентрация NOx в выхлопных газах увеличилась.
В цикле Миллера необходимо использование турбокомпрессора высокого давления, который обеспечит степень повышения давления – 3,5.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# В результате сокращается объем и снижается температура выхлопных газов и, соответственно, уменьшается количество энергии, утилизируемой из выхлопных газов.

Нестабильность процесса горения

Для того чтобы добиться стабильного горения с минимальной детонацией двигателя и получить высокий КПД, необходимо обеспечить минимальное колебание максимального давления. Стабильность горения в цилиндре зависит от протекания процесса горения в форкамере или основной КС.
Момент зажигания в них практически совпадает. Колебание давления увеличивает время горения в форкамере при угле поворота коленчатого вала менее одного градуса, а также в основной камере при угле поворота 6°. Пульсация в процессе горения вызвана колебаниями давления при возгорании смеси в основной камере сгорания. Причиной нестабильности горения также может быть изменение состава и/или неоднородный состав топливной смеси на каждом этапе горения.

Форкамера

Чтобы улучшить процесс горения в основной камере, необходимо оптимизировать поток струи горящей смеси, поступающий из форкамеры в основную КС.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Такая технология оптимизации форкамеры была испытана на прототипе двигателя 6L22AG. Струя высокого давления из форкамеры быстро поступает в основную камеру сгорания через увеличенный канал. По результатам измерений термического КПД и концентрации NOx в процессе испытаний видно, что КПД увеличился на 0,8%, а уровень NOx остался прежним. Новая модель была названа форкамерой струи высокого давления.

Коней 1-й части

Предкамерное зажигание: исследовательское двухмерное DNS-исследование влияния начальной температуры и состава основной камеры для изучения воспламенения и начальных фаз горения метана в двумерной установке, состоящей из предкамерной (ПК) и основной (МК) камеры. Влияние теплового граничного условия стенки (изотермическое Tw=500 К или адиабатическое), температуры исходной смеси (Tu=300 и 800 К) и коэффициента эквивалентности в основной камере (ϕMC=0.5 и 1.0). В ПК использовалась стехиометрическая смесь, и смеси изначально находились в состоянии покоя во всех случаях.

Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# На распространение пламени в форкамере в основном влияет начальная температура, а тепловое состояние стенки играет незначительную роль. Переходная струя, образующаяся на выходе из отверстия, соединяющего две камеры, создает интенсивное поле течения с вихревыми структурами, которые в зависимости от начальной температуры сохраняются длительное время или быстро рассеиваются, влияя на горение в основной камере.В зависимости от местного течения и условий перемешивания вблизи выхода из отверстия горячая струя может разбиваться на мелкие ядра при низких температурах T u или быстро образовывать пламенный факел в горячих условиях, сильно влияя на воспламенение смеси МС и пламя. Распространение в основной камере. Интенсивное перемешивание со стехиометрической смесью ТК в бедных МК создает локальные составы, более благоприятные для воспламенения горячей турбулентной реактивной струи, выходящей в последующем из ТК при температуре, значительно меньшей адиабатической температуры пламени соответствующего смесь.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Несмотря на короткое время пребывания, реактивное состояние смеси ухудшается при ее протекании через сопло. Структуры пламени в MC описываются в терминах переменной прогресса и доли смеси и сравниваются с расчетами типа факела. Локальная структура пламени сильно отличается от структуры 1-D ненапряженного пламени предварительно смешанной смеси, особенно для низких случаев T u . Расчеты типа факела показывают, что воспламенение наиболее реакционноспособной смеси усиливается за счет радикалов в горячей реактивной струе, а скалярная скорость диссипации ускоряет воспламенение всей смеси.Двумерное моделирование показывает, что воспламенение происходит значительно дольше, чем это предсказывается расчетами пламени.

Ключевые слова

Турбулентное струйное зажигание

Форкамерное зажигание

Горение природного газа

Прямое численное моделирование

Рекомендованные статьиСсылки на статьи (0)

Просмотр полного текста

© 2020 The Combustion Institute.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Опубликовано Elsevier Inc. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылающиеся статьи

Патент Honda: форкамерная система зажигания — Мотоциклы.Новости

Патент Honda: форкамерная система зажигания — Мотоциклы.Новости — Motorcycle-Magazine

Мы используем файлы cookie на нашем веб-сайте. Некоторые из них необходимы, в то время как другие помогают нам улучшить этот веб-сайт и ваш опыт.

принять все

спасти

Принимать только необходимые файлы cookie

Индивидуальные настройки конфиденциальности

Информация о файлах cookie Политика конфиденциальности Выходные данные

Настройки конфиденциальности

Вот обзор всех используемых файлов cookie.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Вы можете дать свое согласие на целые категории или отображать дополнительную информацию, чтобы выбирать только определенные файлы cookie.

Имя Печенье Борлабс
Провайдер Eigentümer dieser Веб-сайт
Назначение Speichert die Einstellungen der Besucher, die in der Cookie Box от Borlabs Cookie ausgewählt wurden.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#
Имя файла cookie borlabs-cookie
Срок действия файла cookie 1 Яр

Inhalte von Videoplattformen und Social-Media-Plattformen werden standardmäßig blockiert.Wenn Cookies von externen Medien akzeptiert werden, bedarf der Zugriff auf diese Inhalte keiner manuellen Einwilligung mehr.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie

Исследование влияния свойств топлива на горение с форкамерным зажиганием

Характеристики форкамерного сгорания были изучены с использованием камеры сгорания постоянного объема для повышения эффективности когенерационных двигателей, работающих на природном газе.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Пламя факела, генерируемое форкамерой, использовалось для исследования влияния форкамеры на основное горение. В своем предыдущем исследовании авторы наблюдали корреляцию между пламенем факела и основным пламенем (которое представляет собой так называемое «форкамерное сгорание»), а также явления детонации для различных конфигураций форкамеры с использованием машины быстрого сжатия и расширения. В этом исследовании авторы исследовали влияние форкамерного сгорания на характеристики сгорания в основной камере с использованием камеры сгорания постоянного объема, особенно для изучения воспламеняемости основной камеры для CH4, CH4 + H₂, CH4 + C3H₈.В результате было обнаружено, что добавление водорода улучшает воспламеняемость основной камеры на обедненной стороне топлива. Кроме того, существует корреляция между экспериментальным временем задержки воспламенения и расчетным временем задержки воспламенения 0D.

  • URL-адрес записи:
  • URL-адрес записи:
  • URL-адрес записи:
  • Наличие:
  • Авторов:
    • Мацура, Цубаса
    • Одзава, Шота
    • Ямасита, Рику
    • Миено, Таканори
    • Симада, Фумио
    • Тануэ, Кимитоши
    • Мориёси, Ясуо
  • Дата публикации: 2021-11

Язык

Информация о СМИ

Тема/Указатель Термины

Информация о подаче

  • Регистрационный номер: 01787921
  • Тип записи: Публикация
  • Источник агентства: Японское агентство науки и технологий (JST)
  • Файлы: ТРИС, JSTAGE
  • Дата создания: 21 окт 2021 15:18

Honda работает над форкамерным зажиганием для двухколесных транспортных средств, заявка на патент

Хотя Honda использовала технологию форкамерного зажигания на автомобилях Honda в 1970-х годах, сейчас эта технология является стандартной для большинства двигателей Формулы-1.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Но высокоэффективная и ориентированная на производительность технология не использовалась на мотоциклах. Компания Honda запатентовала новую систему форкамерного зажигания для мотоциклов Honda, которая не только позволит производителю выжимать больше лошадиных сил на литр, но и улучшит топливную экономичность, а также сделает двигатель чище за счет снижения его выбросов.

Для непосвященных: технология форкамерного зажигания бывает двух видов: активная форкамера и пассивная форкамера. Судя по просочившимся изображениям, технология форкамеры Honda относится к типу Active, но Honda использует вращающуюся форкамеру и двухступенчатые форсунки.Вращающаяся форкамера содержит топливную форсунку и свечу зажигания, а другая топливная форсунка расположена сбоку от головки цилиндров, которая распыляет топливо в основную камеру сгорания.

Система работает путем распыления обедненной воздушно-топливной смеси в основную камеру сгорания, которая затем сжимается поршнем. Более бедная смесь не сможет воспламениться от свечи зажигания, поэтому другая топливная форсунка распыляет богатую смесь в предкамеру — специальное пространство, отделенное от основной камеры.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Затем свеча зажигания воспламеняет топливо в форкамере, а форсунки в нижней части форкамеры извергают потоки огня в основную камеру сгорания, воспламеняя более бедную смесь, вызывая более сильный взрыв.

Система зажигания также помогает двигателю достичь стехиометрического состава смеси 14,7:1, что означает, что на каждый грамм топлива в смеси приходится 14,7 грамма воздуха. Это значительно улучшает способность системы каталитического нейтрализатора в системе очистки выхлопных газов, уменьшая количество вредных газов, заставляя даже высокопроизводительные автомобили соответствовать новым удушающим нормам выбросов.

Последним высокопроизводительным дорожным автомобилем, в котором используется система форкамеры, является Maserati MC20, который оснащен силовым агрегатом Nettuno, в котором используется форкамерная камера сгорания двигателя Формулы-1 с непосредственным впрыском под высоким давлением, где подача топлива под давлением более 5000 фунтов на квадратный дюйм и систему впрыска с портом 87 фунтов на квадратный дюйм (непрямого).Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Система помогает производить удельную выходную мощность 210 л.с./литр. MC20 развивает мощность 630 л.с. от 3,0-литрового двигателя V6 и соответствует нормам выбросов EU6D, China 6B и Ulev 70.

Honda могла бы назвать свою технологию форкамеры CVCC (Compound Vortex Controlled Combustion), как это было раньше, когда эта технология была запатентована в 1970-х годах.

Как работает новый двигатель суперкара Maserati

 Добавлено 26 марта 2021 г. Курт Верлин Технология двигателя , Maserati MC20 , Двигатель Nettuno , Предкамерное зажигание , суперкары

Нет комментариев

Фото: Maserati

В прошлом году Maserati представила новый суперкар MC20, а вместе с ним и совершенно новый двигатель.В двигателе, получившем название Nettuno, используется крутая технология форкамерного зажигания, заимствованная из Формулы-1, самого быстрого автоспорта в мире. Но как это работает?


Будущий суперкар: Узнайте больше о захватывающем MC20

Активные и пассивные предкамеры

Предкамера представляет собой отдельную камеру, расположенную внутри головки блока цилиндров и соединенную с основной камерой, где обычно происходит сгорание.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Существует два типа систем форкамерного зажигания: активные и пассивные.

В активной форкамерной системе зажигания в цилиндр впрыскивается обедненная топливно-воздушная смесь. Самой по себе этой смеси не хватило бы топлива для эффективного сгорания, но богатая смесь, созданная в форкамере, затем впрыскивается в цилиндр для улучшения процесса сгорания.

Это делает двигатель более эффективным, но плохо работает с каталитическими нейтрализаторами, для которых требуется определенная топливно-воздушная смесь, что делает активные системы предварительной камеры бесполезными для дорожных автомобилей, стремящихся пройти тесты на выбросы.

В двигателе Nettuno эта проблема решена за счет использования пассивной форкамерной системы зажигания, которая просто использует преимущества активной системы сгорания, а также использует идеальную топливно-воздушную смесь, которая хорошо сочетается с каталитическими нейтрализаторами.


Высокая производительность: Текст

Более высокая степень сжатия

Благодаря улучшенному сгоранию двигатель Maserati Nettuno может иметь более высокую степень сжатия, что, как правило, хорошо, поскольку это означает, что двигатель может выполнять больше работы при том же количестве топлива.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Фактически, согласно патенту компании на двигатель, система форкамер позволяет двигателю Nettuno потреблять на 30 процентов меньше топлива или быть на 25 процентов меньше, чем если бы он не имел этой системы.

В конечном счете, это намного сложнее, чем я это представляю, и для того, чтобы концепция заработала на практике, требуются некоторые умные точные инженерные решения, но в этом суть. Если вы хотите получить более глубокий технический взгляд на движок Nettuno, посмотрите встроенное ниже видео, созданное на превосходном канале Engineering Explained на YouTube.

Курт Верлин родился во Франции и живет в США. Всю свою жизнь ему всегда говорили, что французский язык — язык романтики, но он влюбился в английский. Ему нравятся кошки, музыка, автомобили, 30 Rock , Формула 1 и притворяться гонщиком в симуляторах; но больше всего ему просто нравится писать обо всем этом.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Смотрите другие статьи Курта.

MAHLE Powertrain получает приз Dugald Clerk Prize от IMechE за технологию форкамерного зажигания.

MAHLE Powertrain

Авторское партнерство MAHLE Powertrain в США получило признание за свою работу над форкамерным зажиганием, представленную на конференции Института инженеров-механиков по двигателям внутреннего сгорания и системам трансмиссии в декабре 2019 года.

Pre- камерное зажигание исследуется с начала 1900-х годов как технология, которая способствует быстрому воспламенению бедных топливных смесей. В конструкции MAHLE Jet Ignition используется очень маленькая вспомогательная форкамера (менее 3% от объема зазора основной камеры).После воспламенения эта предварительная камера выпускает быстро движущиеся перегретые струи через сопло с несколькими отверстиями в основную камеру сгорания, вызывая быстрое и равномерное воспламенение. MJI имеет две версии: активная система использует небольшую топливную форсунку в форкамере, а также свечу зажигания, тогда как пассивная система MJI получает заряд из основной камеры во время такта сжатия.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Четыре члена исследовательской группы MAHLE Powertrain LLC написали в соавторстве документ о результатах исследования прогресса в разработке технологии MJI.«Мы благодарны за то, что наша работа по форкамерному зажиганию получила такое признание», — говорит один из авторов, Майк Банс, руководитель отдела исследований компании. «Это стало толчком для всей исследовательской группы».

Active MJI ранее демонстрировал улучшение эффективности двигателя на 20-30%. Тем не менее, форкамерное зажигание исторически имело проблемы при низких нагрузках, особенно на холостом ходу и в условиях нагрева катализатора, включая плохую стабильность сгорания и сильно ограниченную способность замедлять момент зажигания.«Наше исследование показало, что это связано с остановкой процесса газообмена между форкамерой и цилиндром во время такта впуска, вызванным сильным дросселированием, что означает плохую очистку форкамеры от остаточных газов», — говорит Банс. «Это, в свою очередь, приводит к нестабильному форкамерному сгоранию, которое затем распространяется на весь процесс горения в цилиндре».Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Активный MJI использует вторичную топливную форсунку для питания форкамеры наряду со свечой зажигания форкамеры. MAHLE Powertrain

Вспомогательные концепции форкамеры с топливом, такие как активный MJI, могут помочь.«Работа Active MJI с частичным разбавлением при холостых нагрузках позволяет более эффективно удалять остатки», — объясняет Банс. «В условиях нагрева каталитического нейтрализатора вспомогательная подача топлива обеспечивает более прямой контроль над приготовлением форкамерной смеси, что приводит к снижению нестабильности в случае форкамерного сгорания. Эти шаги в сочетании с другими действиями по оптимизации привели к тому, что наш испытательный многоцилиндровый двигатель MJI достиг характеристик холостого хода и нагрева катализатора, сравнимых с характеристиками современных двигателей SI без необходимости вторичного воспламенения, а результаты исследования представляют собой реальный прогресс в обеспечении технология реактивного зажигания, такая как MJI, может успешно работать во всем диапазоне работы, необходимом для современных двигателей.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Американское предприятие MAHLE Powertrain в Плимуте, штат Мичиган, отвечало за разработку Active MJI, и эта технология продемонстрировала значительный потенциал. «Одна из проблем заключается в том, что сильно разбавленные смеси могут оказывать неблагоприятное воздействие на выбросы, такие как NOx», — говорит Банс. «Тем не менее, Active MJI выходит за рамки Lambda 1,5, где образование NOx снижается из-за более низких температур, что снижает потребность в дополнительной обработке».

«Мы были впечатлены технологией MJI и потенциалом активной системы для снижения выбросов и экономии топлива», — говорит Стив Сапсфорд, председатель группы систем силовых агрегатов и топлива в IMechE и член технической комиссии.

Сэр Дугалд Клерк разработал первый в мире успешный двухтактный двигатель в 1878 году и запатентовал его в Англии в 1881 году. Премия Дугалда Клерка ежегодно присуждается IMechE авторам оригинальной статьи, посвященной теме, с которой он был связан. .

Авторами статьи являются Майк Банс, доктор Натан Питерс, Саи Кришна Потураджу Субраманьям и Хью Блэксил.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Ссылка на статью: Банс, М., Питерс, Н., Субраманьям, СКП, Блэксил, Х., «Оценка проблемы низкой нагрузки для работы двигателя с реактивным зажиганием», Труды Института инженеров-механиков. Двигатели внутреннего сгорания и трансмиссия. Конференция «Системы для транспорта будущего» , декабрь 2019 г.

Численное исследование форкамерного зажигания в двигателях внутреннего сгорания

Мале, Квентин. Численное исследование форкамерного зажигания в двигателях внутреннего сгорания. PhD, Dynamique des Fluides, Национальный политехнический институт Тулузы, 2020 г.

Abstract

Гомогенное сгорание на обедненных смесях — это прекрасная возможность сократить выбросы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) (как парниковых газов, так и загрязняющих веществ) в сочетании с ответственным использованием.К сожалению, сжигание бедных смесей и удовлетворение требований ДВС осложняются низкими скоростями реакций, гашением, нестабильностями и слабым тепловыделением.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# Поэтому существует потребность в прорывных технологиях, предотвращающих неблагоприятные последствия сжигания обедненной смеси, чтобы использовать стратегии сжигания обедненной смеси в ДВС. Концепция предварительного камерного зажигания (PCI) продемонстрировала свою способность обеспечивать очень высокую скорость горения, что позволяет эффективно сжигать сверхбедные предварительно смешанные смеси. Это достигается за счет создания нескольких высокотурбулентных струй горячих отработанных газов, выходящих в основную камеру двигателя.Однако оптимизация размера форкамерных отверстий представляет собой нечто очень сложное, что еще не совсем понятно. Необходимо использовать небольшие отверстия, чтобы создать достаточную турбулентность в основной камере, но эти маленькие отверстия также могут препятствовать воспламенению основной камеры из-за слишком сильного охлаждения и/или скорости струи. В этом заключается проблема этой исследовательской работы: как спроектировать отверстия, соединяющие предварительную и основную камеры, чтобы максимизировать скорость горения без превышения предела воспламенения? Чтобы ответить на этот вопрос, было использовано несколько численных инструментов: кинетически детализированное прямое численное моделирование (DNS), моделирование больших вихрей (LES) и нульмерное моделирование.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь# DNS использовался для получения точных знаний о реактивном воспламенении. В частности, это помогло понять, как скорость и температура впрыска струи влияют на воспламенение, и выявило специфические структуры зарождающегося пламени. Это также позволило построить модели для прогнозирования результата последовательности зажигания. LES использовался для изучения всей концепции PCI в реальном двигателе. Это позволило проанализировать поток, входящий и выходящий из форкамеры, измерить эффекты охлаждения и гашения в соединительных каналах, а также проанализировать процессы воспламенения и горения как для нормального, так и для нештатного режима горения.Наконец, была разработана нульмерная модель на основе многозонного подхода. Он объединяет ключевые подмодели для учета тепловых эффектов в каналах и для прогнозирования результатов попыток воспламенения струи в основной камере. Таким образом, он обеспечивает важный инструмент для ответа на исследовательский вопрос, оценивая результат нескольких конструкций PCI с точки зрения воспламенения основной камеры при низких вычислительных затратах.Форкамерное зажигание: Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием фирмы "Газ" | Простожизнь#

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *