Что такое калильное зажигание?

Что такое калильное зажигание?

А.Дмитриевский, к.т.н., ГНЦ РФ НАМИ

В предыдущем номере нашего журнала было дано описание признаков и причин появления детонации. Но наиболее опасным аномальным процессом сгорания является калильное зажигание, возникающее еще до появления искры от перегретого источника воспламенения. Так начинается неуправляемый процесс сгорания. Преждевременное воспламенение приводит к увеличению давления и температуры в цилиндре.

Из-за этого воспламенение в следующих циклах начинается все раньше и раньше и так до тех пор, пока что-то не выйдет из строя. В лучшем случае сгорит электрод свечи или расколется изолятор (при этом на короткий промежуток времени может появиться стук в двигателе, затем поршень раздробит осколок изолятора и стук прекратится). В худшем случае произойдет «задир» поршня или прогорит его днище (рис.

1 и 2).

Что такое калильное зажигание?
Что такое калильное зажигание?

Вероятность появления калильного зажигания, так же как и других видов аномального сгорания, зависит от химического состава бензина, наличия в нем ароматических углеводородов, его фактического октанового числа (ФОЧ), степени сжатия конкретного двигателя, угла опережения зажигания, температурного режима двигателя, температуры и состава рабочей смеси. В отличие от детонации калильное зажигание возникает при высокой частоте вращения (конечно при большой нагрузке) и сопровождается глухими стуками, которые даже опытный водитель обычно не слышит из-за общего высокого уровня шума при движении с высокими скоростями. При этом на 10–15% снижается мощность. По падению мощности установить появление калильного зажигания можно только при движении с полностью открытой дроссельной заслонкой (при подъеме, движении с максимальной скоростью, когда скорость автомобиля неожиданно уменьшается). Но при движении по ровной дороге установить начало калильного зажигания сразу не удается.

Что такое калильное зажигание?

К числу аномальных процессов сгорания в бензиновых двигателях относится и работа двигателя с самовоспламенением всего заряда рабочей смеси при выключении зажигании (процесс аналогичен дизельному). Его часто неправильно называют калильным зажиганием (калилкой).

Из-за низкой частоты вращения коленчатого вала (100-200 об/мин) работа происходит с резкими рывками и стуками. Появление такого рода воспламенения может косвенно свидетельствовать об ухудшении теплоотдачи, например из-за чрезмерного отложения нагара в камере сгорания или повышенной склонности топлива к самовоспламенению.

Для устранения этого явления большинство зарубежных карбюраторов и некоторые отечественные (ДААЗ-2103, 2106) снабжены специальными электромагнитными клапанами (Антидизель), отключающими подачу топлива через систему холостого хода при выключении зажигания.

Большинство отечественных карбюраторов, таких как К-131, К-151 ( малотоннажные автомобили ГАЗ и УАЗ), ДААЗ-2105, 2107, 2108 и их модификации оснащены экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) для отключения подачи смеси при торможении двигателем.

При выключении зажигания клапан ЭПХХ также отключает подачу смеси, предотвращая работу двигателя с самовоспламенением. Если двигатель, оснащенный этой системой, все же работает с самовоспламенением, необходимо ее проверить (обычно заедает клапан ЭПХХ или бывает прорвана мембрана).

В двигателях без клапана ЭПХХ или Антидизеля самовоспламенение иногда удается устранить путем регулирования карбюратора. Необходимо уменьшить частоту вращения на холостом ходу. За счет уменьшения количества подаваемой смеси ее температура и давление в цилиндре падают и самовоспламенения при работе на нормальном бензине не происходит.

Ну а теперь вернемся к калильному зажиганию. Чтобы предотвратить появление калильного зажигания, важно не допускать работы на топливе с октановым числом ниже рекомендованного инструкцией, систематически проверять, правильно ли установлено зажигание, устанавливать свечи, соответствующие только данному двигателю.

Что такое калильное зажигание?
Что такое калильное зажигание?

При слишком раннем зажигании во время разгона на низкой частоте работы двигателя появляется детонация, которую водитель хорошо слышит и переходит на понижающую передачу.

Но это является одновременно предупреждением о низком качестве бензина, перегреве двигателя или неправильно установленном зажигании, что при высоких числах оборотов может привести к появлению калильного зажигания. Поэтому необходимо установить более позднее зажигание.

Бывают случаи неожиданного перехода на слишком раннее зажигание, например, если отваливается контактная пластина у прерывателя, угол опережения зажигания увеличивается на 10–15 градусов, а двигатель может продолжать работать некоторое время, достаточное для сгорания свечи или прогара поршня.

Определение появления калильного зажигания в лабораторных условиях производится специальным прибором, фиксирующим изменение сопротивления искрового промежутка свечи за счет ионизации при воспламенении смеси еще до появления искры от катушки зажигания. Но в отличие от датчика детонации таких приборов в эксплуатации еще нет.

Одной из наиболее вероятных причин появления калильного зажигания является слишком высокая температура центрального электрода свечи или ее изолятора.

Их температура зависит прежде всего от поверхности (длины) юбки изолятора — чем больше поверхность, тем «горячее» свеча.

В двигателях с высокой литровой мощностью, особенно с турбонаддувом, а также в двигателях с воздушным охлаждением и в двухтактных двигателях приходится ставить более «холодные» свечи.

Что такое калильное зажигание?
Что такое калильное зажигание?

Для надежной работы двигателя необходимо устанавливать свечи в соответствии с рекомендацией завода-изготовителя двигателя. Но при эксплуатации автомобиля часто возникают ситуации, требующие квалифицированного подбора ее марки.

Прежде всего – это желание поставить более надежные свечи специализированных зарубежных фирм. Второе – это вынужденная необходимость использовать время от времени бензин с пониженным против рекомендованного октановым числом.

Наконец, нельзя не учитывать эксплуатационные условия, приводящие к работе двигателей длительное время на повышенных оборотах.

Причиной появления калильного зажигания может быть производственный разнобой в фактических степенях сжатия. Степень сжатия часто увеличивается в процессе капитального ремонта двигателей, например, при расточке цилиндров, при фрезеровании нижней плоскости головки цилиндров.

Кроме того, за счет появления накипи в системе охлаждения повышается температурный режим поверхности камеры сгорания. Все это приводит к увеличению вероятности появления не только детонации, но и калильного зажигания.

А следовательно, необходимо установить и более «холодные» свечи.

Как же разобраться во всем многообразии свечей, появившихся последнее время в продаже? Для выбора свечи следует воспользоваться каталогом ведущих фирм, в котором приводятся марки свечей для всех основных моделей автомобилей (включая и отечественные), мотоциклов, двигателей для сельхозтехники и даже для снегоходов и моторных лодок. Ну а если каталога нет, можно воспользоваться приведенной ниже таблицей 1 и расшифровкой обозначений свечей отечественного и зарубежного производства, приведенной в конце статьи.

Что такое калильное зажигание?
Что такое калильное зажигание?

Основным параметром, характеризующим тепловой режим работы свечи, а, следовательно, и склонность к калильному зажиганию, является ее калильное число.

Наиболее удобное обозначение калильного числа, которое раньше было принято большинством европейских фирм, по времени в секундах, после которого начинается калильное зажигание при испытании свечи на специальной одноцилиндровой установке.

Чем больше калильное число, тем свеча «холоднее» и может устанавливаться на форсированные двигатели. Последние годы большинство фирм все запутало, перейдя на условные обозначения свечей.

Калильное число отечественных свечей маркируется по среднему индикаторному давлению в цилиндре специальной установки, при котором начинается калильное зажигание (от 9 до 26 кгс/см2). Это число примерно в 10 раз меньше, чем старое обозначение в секундах.

Как проверить, соответствует ли поставленная свеча вашему двигателю? После пробега примерно 1000 километров, следует вывернуть свечи, пометив, из какого цилиндра каждая из них. Они много расскажут вам о состоянии двигателя.

Когда изолятор светло-коричневый, бурый или светло-серый – значит калильное число выбрано правильно (рис.5). Черный матовый нагар на изоляторе и корпусе (рис.6) – признак работы на переобогащенной смеси или калильное число свечи слишком высокое.

В этом случае необходимо проверить регулировку карбюратора или системы впрыска (например по газоанализатору). Если с регулировкой все в порядке – вашему двигателю требуется более «горячая» свеча. Блестящий маслянистый черный нагар (рис.

7) свидетельствует о попадании в цилиндр смазки через поршневые кольца, направляющие втулки впускного клапана или систему вентиляции картера. Увы! Двигателю необходим ремонт. Изолятор снежно-белой окраски (рис.8) – признак работы свечи на предельно допустимом тепловом режиме.

Причина: слишком раннее зажигание, очень горячая свеча или переобеднение смеси. Проверьте регулировки системы питания, характеристики автомата опережения зажигания и, если они в норме, подберите более холодную свечу.

Таблица 1 Момент затяжки свечей

Диаметр резьбы
Материал головки
 
Чугун
Алюминий
мм
Нм
кгсм
фунт•сила•фут
Нм
кгсм
фунт•сила•фут
18 35-45 3,5-4,5 25,3-32,5 25-35 2,0-3,5 14,5-25,3
14 25-35 2,5-3,5 18,0-25,3 25-30 2,5-3,0 18,0-21,6
12 15-25 1,5-2,5 10,8-18,0 15-20 1,5-2,0 10,8-14,5
10 10-15 1,0-1,5 7,2-10,8 10-12 1,0-1,2 7,2-8,7
18 20-30 2,0-3,0 14,5-21,6 20-30 2,0-3,0 14,5-21,6
14 10-20 1,0-2,0 7,2-14,5 10-20 1,0-2,0 7,2-14,5

Но даже в одном двигателе свечи могут оказаться в различном состоянии.

Это бывает от неравномерного распределения смеси по цилиндрам, повышенного износа в одном из цилиндров, перегрева (обычно последнего цилиндра), «разброса» между цилиндрами углов опережения зажигания и фактической величины степени сжатия. Чтобы иметь запас по калильному числу, можно посоветовать иметь два комплекта свечей: для лета – более холодные, для зимы – горячие.

Читайте также:  Можно ли смешивать антифриз разных цветов: что нужно знать

А почему бы не поставить заведомо более «холодные» свечи? Дело в том, что у «холодной» свечи, имеющей короткий конус изолятора и, следовательно, низкую температуру, не происходит его самоочищения.

Постепенно изолятор покрывается нагаром, при пуске, прогреве и после длительной работы на режиме торможения двигателем, например при спуске с горы, на нем выпадает конденсат, он шунтируется, и начинаются перебои зажигания.

Результат – повышенный выброс углеводородов и увеличенный расход топлива.

Температура центрального электрода свечи, вызывающего калильное зажигание, зависит от длины конуса изолятора, длины резьбы, материала головки (алюминий или чугун), способа охлаждения (жидкостное или воздушное) и особенностей конструкции свечи.

Последнее время большинство фирм выпускают свечи с биметаллическим центральным, а иногда и боковыми электродами свечи (медный электрод, покрытый жаростойким материалом)(рис.9).

Это позволяет снизить температуру электрода при достаточно большой поверхности конуса изолятора и его повышенной температуре, обеспе-чивающей самоочищение при работе. В результате одна марка такой свечи охватывает по тепловым характеристикам две-три марки свечей старой конструкции.

Другим оригинальным решением является изготовление миниатюрного центрального электрода из платины, не выступающего из изолятора. Особо холодные свечи с калильным числом от 300 и выше для форсированных двигателей изготавливаются с серебряным (а иногда и золотым) электродом и очень короткой юбкой изолятора.

Зачем делают несколько боковых электродов? Дело в том, что при этом упрощается обслуживание двигателя за счет увеличения пробега между регулировками искровых промежутков свечей. Например, при исходном искровом промежутке 0,5 мм перебои в зажигании начинаются лишь при его увеличении до 0,9–1,0 мм.

У свечей с несколькими электродами пробег до достижения такого же зазора увеличивается в несколько раз. Поэтому можно сразу устанавливать больший исходный зазор (0,8 мм), что улучшит работу двигателя на режимах пуска и прогрева. Заметных улучшений мощностных и экономических показателей не наблюдается.

При боковом расположении электрода массы, его рабочая поверхность часто выполняется цилиндрической, чтобы искровой промежуток имел постоянную величину.

Несколько практических советов

Не рекомендуется очищать свечи в пескоструйном аппарате, так как при этом разрушается поверхность изолятора. Лучше опустить ее на некоторое время в растворитель, бензин или применить специальный аэрозоль. Затем деревянной палочкой очистить изолятор, электроды, корпус и продуть их сжатым воздухом.

При регулировке искрового промежутка свечей следует пользоваться только круглыми щупами, ведь из-за неравномерного выгорания электродов или при цилиндрической поверхности электродов от пользования плоскими щупами фактический зазор может оказаться больше замеренного (рис.10).

Не стоит слишком сильно затягивать свечу. Для свечей с резьбой 14х1,25, устанавливаемых в алюминиевую головку цилиндров, момент затяжки должен быть в пределах 20–30 Н•м (2–3 кгс•м) – при плоском седле и 10–20 Н•м – при коническом.

При короткой резьбе (9,5–12,7 мм) момент затяжки берут ближе к нижнему пределу, при длине резьбы 19 мм – ближе к верхнему. Если нет под рукой динамометрического ключа, то свечу с новой прокладкой заворачивают до упора без усилия, а затем поворачивают ключом с усилием на 80–90 градусов.

При старой прокладке угол поворота ключа с усилием должен быть меньше. У свечей с коническим уплотнением поворот ее с усилием производится только на 15 градусов.

При затягивании и отворачивании свечей желательно пользоваться ключами, имеющими приспособления для захвата ее за верхний контакт и карданное сочленение, предупреждающее поломку изолятора.

Длина резьбы корпуса свечи и способ его уплотнения (по торцу с прокладкой или по конической поверхности) должны соответствовать конструкции головки цилиндров.

При покупке следует опасаться свечей, выпускаемых «по лицензии ведущих фирм» в других странах или просто подделок под известные марки. Как правило, такие свечи имеют меньший ресурс работы и большой разброс по калильным числам, что может привести к выходу из строя всего двигателя.

По внешнему виду отличить подделку можно по плохо выполненной упаковке, смазанному рисунку на ней, плохо обработанному шестиграннику свечи, чуть перекошенной надписи. Но лучше всего покупать свечи в «солидных» магазинах и всегда иметь пару надежных свечей в запасе.

Таблица 2

Причины появления калильного зажигания и способы его устранения

  • Калильное зажигание — это термин обозначающий работу двигателя автомобиля с преждевременным воспламенением (зажиганием) горючей смеси не от искры, а от сильно нагретых деталей камеры сгорания.
  • Например, от черезмерно раскаленных изолятора и электродов свечей зажигания, кромок тарелок клапанов или нагара.
  • Признаки калильного зажигания

Калильное зажигание часто путают с дизелингом и детонацией. Но, на самом деле детонация — это несколько другой процесс, связанный с аномальным взрывным горением смеси под нагрузкой на низких оборотах, а дизелинг — работа двигателя после выключения зажигания если в камеры не прекращена по каким-то причинам подача бензина.

При калильном зажигании получается, что двигатель работает на слишком раннем зажигании. Особенно опасно его возникновение во время движения автомобиля на повышенных оборотах.

Так как при этом поршни испытывают сильную перегрузку, ведь им приходится сжимать уже горящую смесь в условиях роста давления и температуры. Под нагрузкой такая работа может привести к их быстрому разрушению.

А от перегрева возможно разрушение изолятора свечей и прогорание клапанов.

В ряде случаев определить, что двигатель работает на калильном зажигании бывает сложно, но чаще всего оно проявляет себя повышенной шумностью (глухой стук в двигателе) на больших оборотах, а так же заметной вибрацией (двигатель трясет). И хорошо ощутимой потерей мощности и приемистости.

Причины появления калильного зажигания

1. Свечи зажигания не соответствуют двигателю по калильному числу

Это, наверно, самая распространенная причина возникновения калильного зажигания. Она случается, например, если в двигатель с высокой степенью сжатия (высокофорсированного) установили свечи от двигателя с более низкой степенью сжатия (низкофорсированного). То есть более горячие, с более низким калильным числом.

Электроды таких свечей при сильном нагреве (более 700°) раскаляются и поджигают горючую смесь раньше срока.

2. Тарелки клапанов неплотно прижимаются к седлам в головке блока

Например если клапана «зажаты» (слишком маленький тепловой зазор у их торцов). В процессе своей работы клапана очень сильно разогреваются.

Нормальный теплоотвод от тарелок клапанов обеспечивается, в частности, за счет их плотного прилегания к седлам и отведения тепла на головку блока.

Если прижатие неплотное, теплоотвод ухудшается, тарелки клапанов раскаляются и вполне способны поджечь смесь до возникновения искры на свечах.

3. Имеется сильный нагар на деталях камер сгорания

Например, на тарелках и стержнях клапанов, стенках камер сгорания, днищах поршней. Раскаленный при работе двигателя такой нагар, полностью не остывает и может поджечь горючую смесь раньше свечи.

Из дополнительных факторов способствующих возникновению калильного зажигания можно отметить применение низкооктанового топлива и перегрев двигателя автомобиля.

Как устранить калильное зажигание?

При появлении признаков работы двигателя на слишком раннем зажигании, например, детонации, а так же стуков в двигателе на больших оборотах необходимо, учитывать, что их причиной, помимо прочего может быть калильное зажигание.

Для устранения калильного зажигания необходимо, как минимум, подобрать свечи зажигания чисто под конкретный двигатель (благо сейчас на каждой коробке свечей написано их назначение) и отрегулировать клапана.

С удалением нагара будет сложнее. Самый лучший и надежный способ — это снять головку блока, разобрать и все почистить. Способ похуже — залить чистящую присадку в бензин. Но, при этом есть риск, что частицы отвалившегося нагара поцарапают цилиндр.

Либо можно попробовать прогнать автомобиль на высокой скорости длительное время (совершите длительную поездку). При этом нагар с деталей камеры сгорания хотя бы частично выгорит.

Примечания и дополнения

— Термином калильное зажигание пользуются для обозначения разных процессов в двигателе. Как уже отмечено в начале статьи им могут называть и детонацию, и дизелинг.

Но, в самом первоначальном значении, калильное зажигание — это название не процесса, а самой системы зажигания. До внедрения искровой системы зажигания на двигателях внутреннего сгорания применялось система калильного зажигания.

В ней поджиг топливовоздушной смеси осуществлялся не свечей зажигания, а специальной предварительно разогретой калильной головкой.

Еще статьи по системе зажигания двигателей автомобилей ВАЗ

  1. — Не работает один цилиндр двигателя автомобиля, почему?
  2. — Особенности замены свечей зажигания
  3. — Проверка коммутатора контрольной лампой
  4. — Признаки и причины неисправности крышки трамблера
  5. — Чем различаются свечи зажигания для инжекторного и карбюраторного двигателя?

Подписывайтесь на нас!

Феномен калильного зажигания и как он убивает моторы

Калильное зажигание может запросто убить двигатель. Поскольку это процесс по своей сути спонтанный, то и происходит в «неправильный» момент. Но как оно возникает?

Калильное зажигание — термин вовсе не новый. Действительно существуют бензиновые моторы, в которых вместо искровых свечей используются калильные головки или трубки. Воспламенение топливовоздушной в них происходило в конце такта сжатия от предварительно разогретой калильной головки.

Читайте также:  Как самому поменять цепь ГРМ в гаражных условиях

https://www.youtube.com/watch?v=n4M_7icL9kg\u0026pp=ygU40KfRgtC-INGC0LDQutC-0LUg0LrQsNC70LjQu9GM0L3QvtC1INC30LDQttC40LPQsNC90LjQtT8%3D

Но мы не об этом. Сегодня калильным зажиганием называют эффект воспламенения смеси от перегретых компонентов мотора, а не от свечи. Известно, что чаще всего воспламенение происходит от изолятора неправильно подобранной свечи, но и сам мотор может послужить причиной эффекта.

Последствия у калильного зажигания самые негативные. Оно может запросто убить двигатель. Поскольку это процесс по своей сути спонтанный и происходит в «неправильный» момент, то зачастую опережает искру свечи. Это приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов.

Однако не стоит путать калильное зажигание с детонацией из-за раннего зажигания. По-английский термин звучит немного заумно, но есть и аббревиатура — Low speed pre-ignition (LSPI). И этот феномен стал шоком практически для всех крупных производителей малообъемных турбированных движков с непосредственным впрыском, поскольку чаще всего он проявляется именно на них.

Как выехать из сугроба без помощи дворника.

Ему подвержены фордовские EcoBoost, некоторые модели Ecotec от General Motors и многие другие двигатели. Отметим, что зачастую феномен проявляется и на небольших атмосферных моторах объемом до двух литров. Но причина у них разная.

Прежде всего, опытным путем выяснилось, что чаще всего эффект проявляется при низких оборотах и небольшой нагрузке. То есть мотору даже не всегда нужно быть перегретым.

Специалист компании Shell Скотт Линдхольм призывает не путать эффекты стука в моторе от детонации и калильного зажигания — это два разных эффекта.

Детонацию можно убрать залив топливо с низким октановым числом, поставив так называемые «холодные» свечи и отрегулировав угол опережения зажигания. С эффектом LSPI все не так просто.

Большая часть специалистов до конца не понимает механизм его возникновения.

Чем «липучка» лучше шипованной резины.

Линдхольм описывает эффект, как громкий звук, похожий на взрыв. Повреждения у мотора могут быть капитальные. Эффект калильного зажигания приводит к повышению давления в цилиндре до 200 атмосфер или даже выше. Это приводит к разрушению поршня, разрыву поршневых колец, а в крайних случаях даже к появлению трещин в ГБЦ.

Мотористы крупнейших автопроизводителей мира в курсе проблемы. Компания Toyota, несмотря на практически полное отсутствие в линейке турбомоторов, решила подойти к изучению феномена основательно.

Журнал Fuels & Lubes International еще в 2013 году писал о наработках Сатоси Хирано, руководителя подразделения Toyota, занимающегося горючесмазочными материалами. Проведя бесчисленное количество тестов, инженеры кое-что выяснили, хотя понять процесс до конца все еще не могут.

Одним из важнейших факторов, влияющих на вероятность возникновения эффекта, как ни странно, стало масло. Согласно теории Хирано, небольшие капельки масла проникают в пространство между кольцами, где и детонируют как бы в противоход поршню. Эта же детонация провоцирует взрыв смеси в цилиндре еще до того, как срабатывает свеча.

Почему прогорает глушитель и как продлить ему жизнь.

Опыт проводился на одном из моторов Toyota, который предварительно избавили от нагара и отложений, дав поработать некоторое время на 4000 об/мин. Затем обороты снизили до 1800, чтобы замерять частоту возникновения калильного зажигания.

При этом инженеры использовали различные присадки к маслу с добавлением кальция, цинкового фосфата и молибдена в различных пропорциях.

Тест показал, что кальциевые присадки провоцируют резкий рост проявлений эффекта. Причем настолько, что увеличение доли кальция с 0,1% до 0,2% в присадке поднимало частоту возникновения КЗ в три раза.

При этом дальнейшее увеличение количества кальция существенной разницы не давало.

Напротив, цинковый фосфат и молибден значительно снизили частоту возникновения зажигания. А в долях 0,07% и 0,15% соответственно привели к полному исчезновению паразитного эффекта.

Но стоит заметить, что эксперимент проводился на маслах как с присадками, так и без. И чистое масло в среднем показало меньшее количество случаев паразитного зажигания.

То есть наличие присадок в большинстве случаев лишь увеличивает риски.

https://www.youtube.com/watch?v=n4M_7icL9kg\u0026pp=YAHIAQE%3D

Линдхольм из Shell сходится с Хирано во мнении, что основной причиной служит состав моторного масла. По его словам, в компании пришли к выводу, что можно «отрегулировать» точный состав лубриканта для каждого из моторов, чтобы снизить вероятность возникновения калильного зажигания к минимуму.

В Shell также проводили свои опыты совместно с Ford. Результаты все еще проходят обработку, но в Shell уже постепенно находят необходимые формулы, но первые марки масел с «защитой от LSPI» появятся не ранее, чем через год-два. Это будет новый класс масел GF-6.

Но сам феномен по-прежнему изучается инженерами и по всему миру. До конца его природу пока понять не удается. Но это, конечно, не повод отказываться от литровых турботроек, которые отличаются экономичностью, чистотой и высоким крутящим моментом даже на низких оборотах.

Лучшие автомобили России на 92-м бензине.

Калильное зажигание: что это и чем отличается от детонации?

????Авто Новости Онлайн

Калильное зажигание появилось до разработки искровой системы. Многие автовладельцы путают его с детонацией, из-за чего появляются проблемы в будущем. В наши дни такая система зажигания постепенно уходит в прошлое и остается только на дизельных микродвигателях внутреннего сгорания. Также некоторые специалисты считают калильным зажиганием негативный эффект воспламенения рабочей смеси.

Содержание

  • Калильное зажигание и его причины
  • Паразитный эффект зажигания
  • Отличие от детонации

Калильное зажигание и его причины

Это зажигание применялось на двигателях внутреннего сгорания. Воспламенение в камере сгорания происходило за счет соприкосновения рабочей смеси с поверхностью нагретой детали.

При такой системе возгорание возникает немного раньше обычного. Большую опасность представляет калильное зажигание до появления искры возле электродов.

 В наше время на бензиновых двигателях всегда устанавливается система искрового зажигания. 

Самой серьезной причиной появления калильного зажигания принято считать перегрев свечей. Возникает он из-за их неправильного подбора.

Также в возникновении калильного зажигания может принять участие поршень с выпускным клапаном. Температура у перегретого клапана или поршня оказывается ниже, чем у свечей зажигания.

Способность воспламенения появляется из-за размеров площади перегретой детали.

Специалисты отмечают, что перегрев выпускного клапана часто вызывается неправильной регулировкой ГРМ. По этой причине клапан неспособен полностью закрывать отверстие в головке двигателя. Калильное зажигание появляется при самой высокой мощности двигателя.

Паразитный эффект зажигания

Известны случаи когда на автомобилях с зажиганием от искры воспламенение происходит из-за перегревшихся деталей двигателя. Очень часто такой деталью является изолятор свечи или нагар. Не исключена возможность дальнейшей работы двигателя после отключения зажигания. Он будет работать до тех пор, пока не остановится подача топлива.

Отличие от детонации

Детонацию многие путают с калильным зажиганием, но это неправильно. Сам процесс детонации напоминает зажигание, но имеются свои отличия. Калильное зажигание появляется при стабильной работе двигателя на высокой мощности. У детонации все наоборот — она возникает на переходных режимах. По стукам двигателя сложно сказать какой причиной они вызваны.

Детонацией можно считать — неконтролируемое сгорание рабочей смеси, которое сопровождается взрывом и звуком. Звук происходит из-за ударных волн, распространяющихся по блоку двигателя. Из-за сильного уровня детонации ударные волны способны создавать технологические пробки в блоке цилиндров.

Детонация является следствием теплопереноса от газов к поршню, из-за чего возможно прогорание последних. Небольшая детонация способна нанести вред поршневым кольцам и появляется риск калильного зажигания. Самые частые причины — преждевременное возникновение зажигания или высокий уровень сжатия.

На автомобилях с пробегом калильное зажигание появляется еще из-за отложений углерода на камере сгорания. В таких случаях водителю рекомендуется удалить отложения с поверхности деталей. Многие автовладельцы распознают признаки калильного зажигания при выключении зажигания. В таких случаях двигатель продолжает свою работу. Это объясняется высокой частотой вращения холостого хода.

При появлении признаков калильного зажигания необходимо произвести капитальный ремонт двигателя автомобиля. При ремонте двигателя мастера меняют поршневые кольца и маслосъемные колпачки.

Самостоятельно очень сложно произвести такой ремонт, поэтому лучше всего обратиться к специалистам в мастерские. Стоимость ремонта зависит от степени износа деталей и вида двигателя.

После проведения капитального ремонта проблема будет устранена, что скажется и на устранении шума при работе двигателя.

В данном видеоролике показывается эксперимент с калильным зажиганием.

Калильное зажигание | это… Что такое Калильное зажигание?

Двухтактный авиамодельный калильный двигатель.

Свеча накаливания калильного двигателя.

  • Основная статья: Система зажигания
  • Кали́льное зажига́ние — это система зажигания, применявшаяся в двигателях внутреннего сгорания до изобретения искровой системы зажигания.
  • Принцип действия: воспламенение топливовоздушной смеси осуществлялось в конце такта сжатия от предварительно разогретой калильной головки.

История

Первые двигатели (например, двигатель Даймлера, а также так называемый полудизель) в качестве системы зажигания имели калильную головку (синоним — калильную трубку).

Читайте также:  Плюсы и минусы дизельного двигателя

То есть, воспламенение рабочей смеси осуществлялось в конце такта сжатия от сильно нагретой камеры, сообщающейся с камерой сгорания.

Перед запуском калильную головку надо было разогреть, далее её температура поддерживалась сгоранием топлива.

Реалии

На бензиновых моторах прижилась искровая система зажигания, то есть система, отличительным признаком которой является воспламенение смеси электрическим разрядом, пробивающим воздушный промежуток свечи зажигания в заданный момент времени.

Паразитный эффект

Также калильным зажиганием называют негативный эффект, когда на двигателе с искровым зажиганием топливовоздушная смесь воспламеняется не от искры свечи зажигания, а от перегретых деталей.

Чаще всего такой деталью является изолятор самой свечи зажигания (при использовании свечи с ненадлежащим калильным числом) или частицы нагара.

В этом случае возможно даже продолжение работы двигателя после выключения системы зажигания, пока не перекрыта подача топлива (на карбюраторах стоят электромагнитные клапаны, перекрывающие подачу топлива при выключенном зажигании). Склонность свечи к накоплению теплоты характеризуется калильным числом.

Настоящее время

Основная статья: Калильный двигатель

В настоящее время калильным воспламенением обладают часть микродвигателей внутреннего сгорания, используемые в различных моделях[1] (авиа-, авто-, судомодели и тому подобное). Калильное зажигание в данном случае выигрывает своей простотой и непревзойдённой компактностью.

Также калильное зажигание использовалось в отопителе салона автомобилей «Запорожец», в автобусах «Ikarus», автомобилях «Tatra» (только при запуске отопителя).
В настоящее время калильное зажигание широко применяется при запуске дизельных двигателей (облегчение запуска при низкой температуре).

Дизельное топливо распыляется форсункой на предварительно нагретую накальную свечу, после запуска двигателя напряжение накала постепенно снижается.

Примечания

  1. Двухтактный калильный двигатель.
  • Калильное зажигание
  • Конструкция калильных свечей.
  • Запорожец ЗАЗ-966. Печка.

Калильное зажигание

  • В двигателях с
    высокой степенью сжатия иногда возникает
    так называемое калильное зажигание или
    воспламенение смеси от нагретых
    поверхностей.
  • Калильное
    зажигание

    – неуправляемое воспламенение
    топливовоздушной смеси под воздействием
    раскалённого тела. В зависимости от
    инициатора воспламенения различают:
  • – зажигание тлеющим
    нагаром;
  • – зажигание
    перегретыми деталями.

Наиболее характерным
проявлением калильного зажигания
является неравномерная, рывками работа
двигателя после выключения зажигания.

Калильное воспламенение смеси при
работе двигателя вызывает преждевременное
возгорание рабочей смеси в процессе
такта сжатия. Неуправляемое развитие
процесса горения приводит к негативным
последствиям:

  1. – появлению стука;
  2. – нарушению
    плавного хода работы двигателя;
  3. – перегреву
    двигателя;
  4. – снижению мощности
    двигателя;
  5. – возникновению
    детонации;
  6. – износу и разрушению
    деталей цилиндро-поршневой группы при
    интенсивном калильном зажигании.

Зажигание тлеющим
нагаром –
происходит
в основном при переходе двигателя с
режима малых нагрузок, способствующих
накоплению нагара в камере сгорания,
на режим высоких нагрузок, при которых
удаляется нагар. Отделяющиеся тлеющие
частицы нагара являются источниками
воспламенения смеси.

Зажигание тлеющим
нагаром длится несколько десятков
секунд, в течение которых происходит
выгорание нагара. Такое зажигание
взаимосвязано с детонацией. Детонационные
волны механически снимают нагар со
стенок камеры сгорания, вызывая этим
калильное зажигание.

При этом вследствие увеличения количества очагов воспламенения
и горения, скорость сгорания смеси также
увеличивается. Детонация прекращается
по окончании выноса частиц нагара из
камеры сгорания.

Интенсивность калильного
зажигания увеличивается при наличии в
нагаре окислов металлов, например
входящих в состав антидетонаторов.

Калильное
зажигание перегретыми деталями

отличается от зажигания тлеющим нагаром,
имеющего временный характер. Зажигание
перегретыми деталями характеризуется
прогрессивным самоувеличением по
причине повышения температуры газа в
цилиндре и увеличения продолжительности
пребывания деталей при высоких
температурах.

Обычно источником
такого зажигания являются центральные
электроды и юбки изоляторов свечей
зажигания.

Для борьбы с
неуправляемым воспламенением за рубежом
применяются антикалильные присадки на
основе фосфоросодержащих соединений.
Их используют главным образом в
этилированных бензинах.

Действие этих
присадок связано с их реакцией с
продуктами сгорания тетраэтилсвинца
(антидетонационной присадки) и образованием
фосфатов свинца, имеющих более высокую
температуру воспламенения (активного
«зажигания») по сравнению с окислами
свинца [1].

  • Конструктивные
    и эксплуатационные факторы, влияющие
    на процесс сгорания
  • Влияние любого
    фактора связано, прежде всего, с изменением
    температуры, давления, состава
    бензовоздушной смеси, гидродинамических
    характеристик среды, времени развития
    всего процесса и отдельных его стадий.
  • Рассмотрим основные
    факторы.

1. С увеличением
степени сжатия возрастают термический,
индикаторный и эффективный КПД, а вместе
с этим и мощность двигателя. Однако при
этом повышаются температура и давление
топливовоздушной смеси. Это способствует
возникновению детонации при применении
бензинов с недостаточной детонационной
стойкостью. Степень сжатия – основной
фактор, влияющий на возникновение
детонации.

2. Форма камеры
сгорания и расположение в ней свечи
обуславливают характер изменения
поверхности фронта пламени и его
распространение, т. е. скорость горения.
Для создания условий нормального
сгорания начальные стадии горения
необходимо осуществлять в наиболее
нагретой части камеры сгорания, а
завершаться процесс должен в наименее
нагретой зоне.

3. Увеличение
геометрических размеров камеры сгорания
способствует детонационному сгоранию.
Это обусловлено недостаточным охлаждением
сжатой смеси на периферии камеры.

Кроме
того, увеличивается длина пути фронта
пламени от свечи до отдельных участков
камеры сгорания.

В целях сокращения
длины пути фронта пламени в ряде
двигателей вместо одной устанавливают
две свечи зажигания в разные места
камеры сгорания.

4. Теплопроводность
материала камеры сгорания и эффективность
работы системы охлаждения оказывают
влияние на отвод тепла и, соответственно,
на температуру газов в цилиндре двигателя.
Применение материалов с высокой
теплопроводностью позволяет уменьшить
склонность бензинов к детонационному
сгоранию и увеличить степень сжатия
топливовоздушной смеси в цилиндрах
двигателя.

5. Наиболее нагретой
деталью в головке блока цилиндров
является выпускной клапан, температура
которого может достигать 750…800 °С.
Влияние выпускного клапана на образование
перекисей, а следовательно, и детонацию
существенно. На двигателе ЗИЛ-130 для
снижения температурного режима выпускной
клапан, он имеет натриевое наполнение.

6. Теплопроводность
нагара на поршне и головке цилиндра
примерно в 50 раз меньше теплопроводности
металла. Вследствие перегрева поршня
и головки блока температура в камере
сгорания повышается.

При сильном
нагарообразовании уменьшается объём
камеры сгорания, т. е. увеличивается
степень сжатия. Всё это способствует
образованию перекисей, увеличивая
детонацию.

Такое же влияние оказывает
отложение накипи на стенках рубашки
охлаждения.

7. С увеличением
угла опережения зажигания максимальное
давление при сгорании увеличивается,
а максимум давления в камере сгорания
приближается к ВМТ, что улучшает
мощностные характеристики двигателя.
Горение начинается при более низких
температурах и давлении, но заканчивается
при более высоких, что способствует
возникновению детонации.

Чем
больше угол опережения зажигания, тем
вероятнее детонационное сгорание смеси.
Одним из способов борьбы с детонацией
является уменьшение угла опережения
зажигания.

Однако при слишком позднем зажигании
сильно увеличиваются температура и
давление газов в цилиндре к моменту
открытия выпускных клапанов (третья
фаза сгорания).

Это приводит к перегреву
выпускного коллектора, падению мощности
и экономичности двигателя.

8. Коэффициент
избытка воздуха оказывает влияние на
скорость сгорания рабочей смеси и
количество выделяющегося при этом
тепла. Максимальная мощность двигателя
достигается при
.

Дальнейшее обогащение рабочей смеси
снижает мощность двигателя, но одновременно
уменьшает интенсивность детонации. При
достигается максимальная температура
газов в цилиндре двигателя, т. е.

наибольшая
опасность возникно-вения детонации.

9. С повышением
частоты вращения коленчатого вала
двигателя усиливается турбулентность
среды, повышается содержание продуктов
сгорания в рабочей смеси, уменьшается
время, отводимое на процесс сгорания.
Всё это уменьшает детонацию, несмотря
на некоторое повышение температуры и
давления рабочей смеси.

10. Влияние атмосферных
условий на процесс горения существенно.
Изменение атмосферного давления и
влажности воздуха вызывает соответствующие
изменения давления и влажности смеси,
поступающей в цилиндры.

Повышение
атмосферного давления увеличивает
детонацию и наоборот. С повышением
влажности воздуха уменьшается давление
сухого воздуха, поступающего в двигатель,
и возрастает количество водяного пара
в рабочей смеси.

Опыт показывает, что
увеличение влажности воздуха в
значительной степени уменьшает
интенсивность детонации [5].

  1. Всё вышеизложенное
    позволяет сформулировать требования
    к качеству автомобильных бензинов:
  2. – оптимальные
    антидетонационные свойства на бедных
    и богатых смесях при различных режимах
    работы двигателя;
  3. – хорошая
    испаряемость, обеспечивающая:
  4. а) лёгкий пуск
    двигателя при низких температурах без
    последующего образования паровых
    пробок;
  5. б) быстрый прогрев
    и высокую приемистость (резкий переход
    от низких на высокие обороты);
  6. в) полноту сгорания.
  7. – надёжная
    прокачиваемость в различных условиях
    эксплуатации, отсутствие выделяемой
    твёрдой фазы при низких температурах;
  8. – высокая
    стабильность физико-химических свойств
    при хранении и применении;
  9. – отсутствие
    склонности к образованию отложений в
    системе питания двигателя;
  10. – нейтральность
    к конструкционным материалам бензинов
    и продуктов их сгорания;
  11. – безопасность в
    обращении;
  12. – экологичность;
  13. – дешевизна и
    широкая сырьевая база;
  14. – цветовая индикация
    ядовитых присадок.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector