Фазы сгорания

О полноте, скорости и своевременности сгорания можно судить по развёрнутой индикаторной диаграмме, в которой условно выделяют три фазы (рис.1):

- первая фаза (I) – образование начального очага пламени (1 – 2);

- вторая фаза (II) – эффективное сгорание (2 – 3);

- третья фаза (III) – догорание (3 – 4);

Первая (начальная) фаза сгорания начинается с момента возникновения искры в результате электрического разряда между электродами свечи и заканчивается в момент начала повышения давления в результате сгорания.

Искра возникает в конце хода сжатия за 20 – 55⁰ поворота коленчатого вала до прихода поршня в ВМТ. Этот угол поворота коленчатого вала называется углом опережения зажигания (φ_оз).В течении первой фазы сгорает 2 – 3% топлива, поданного в цилиндр.

Вторая фаза – основная, во время этой фазы происходит распространение пламени по объёму камеры сгорания. Начинается с момента окончания первой фазы (точка 2) и заканчивается в момент

Рис.1. Диаграмма давления и температуры.

достижения максимального давления в цикле (точка 3). Продолжительность второй фазы 25 – 30⁰ поворота коленчатого вала. За это время выделяется примерно 75 – 85% теплоты. Температура повышается до 2300К, а давление достигает 3,5 – 5 МПа. К моменту окончания второй фазы сгорание не заканчивается, поэтому средняя температура газов продолжает расти.

Третья фаза сгорания – догорание смеси, начинается в момент достижения максимального давления цикла. Эта фаза характеризуется замедлением горения, так как у стенок камеры сгорания усиливается теплоотвод и догорание происходит в условиях недостатка кислорода.. Третья фаза не имеет чётко выраженного окончания. Продолжительность её ориентировочно составляет 20 – 35⁰ угла поворота коленчатого вала. При этом выделяется ещё 10 -15% теплоты. В итоге общее тепловыделение за весь процесс сгорания составляет 80 -91%. Остальные 9 – 20% теплоты теряются на теплопередачу через стенки цилиндра и на неполноту сгорания. Температура газов в цилиндре продолжает повышаться и достигает 2300 – 2500К.