Техника - молодёжи 1959-10, страница 6

Мчащиеся по шоссейным и проселочным дорогам, по улицам городов и сел автомобили разных марок выбрасывают в воздух вместе с выхлопными газами огромное количество недоиспользованного в двигателях тепла. Значит, ежегодно пускаются на ветер сотни миллионов рублей.

многие автомобилестроители говорят, что такова уж природа двигателя внутреннего сгорания. Эти потери неизбежны. И, оказывается, они правы. Дело в том, что в бензиновых двигателях воспламенение топлива производится электрической искрой, проскакивающей между электродами запальной свечи. Теоретически полное сгорание смеси бензина с воздухом происходит только при определенных условиях, когда на килограмм бензина приходится около 15 кг воздуха. Увеличение количества воздуха в бензиновой смеси до определенного предела улучшает экономические показатели двигателя. Дальше оказывается недостаточной уже запальная мощность, искра образуется только в одной точке, и при избытке воздуха более 10—15% горение смеси происходит недостаточно быстро» а при большем избытке воздуха (20— 25%) смесь не воспламеняется вовсе. Практически же двигатель почти всегда работает на обогащенной смеси, то есть при меньшем количестве воздуха по сравнению с приведенными выше расчетами. Это происходит потому, что при эксплуатации автомобиля его двигатель работает большую часть времени с неполной нагрузкой: грузовые автомобили используют мощность на 60—70%, а легковые на 25—30°/о. Это и создает условия для работы бензинового двигателя на обогащенных смесях. Изменение мощности, развиваемой двигателем, производится путем регулирования поступающего в него количества горючей смеси. С уменьшен нием поступления свежей смеси неизбежно возрастает концентрация остаточных газов в общем составе смеси, заполняющей цилиндры двигателя. Тогда приходится еще больше обогащать поступающую бензо-воздушную смесь, то есть приготовлять ее таким образом, чтобы количество воздуха было недостаточным для полного сгорания топлива. Таким образом, особенности, присущие рабочему процессу автомобильного бензинового двигателя с искровым зажиганием. приводят к тому, что большое количество тепла, образующегося в двигателе, просто недоиспользуется.

А нельзя ли избежать такого рас-тонительства? Этот вопрос неотступно преследует конструкторов двигателей внутреннего сгорания. Ведь автомобильный транспорт потребляет ежегодно миллионы тонн горючего, и поэтому повышение экономичности двигателей имеет огромное народнохозяйственное значение.

Еще в 1937 году советские ученые А. С. Соколик и А. Н. Воинов» работавшие под руководством академика Н. Н. Семенова в Институте химической физики АН СССР, предложили увеличить мощность источника зажигания. Практически это осу-

М. КОМПАНЕЕЦ,

научный сотрудник НАМИ

IL ДВИГАТЕЛЕ

ществилось в использовании факела пламени, направленного в камеру сгорания двигателя. Отсюда и сам способ зажигания получил название факельного.

Коллектив Горьковского автозавода совместно с Институтом химической физики АН СССР создал конструкцию двигателя с факельным зажиганием (на цветной вкладке показана его схема). Здесь, кроме обычной камеры сгорания, в двигателе имеется еще маленькая (объемом в несколько кубических сантиметров) запальная камера, в которой установлена евеча зажигания. Имеются и 'два карбюратора. В одном из них (большом) производится приготовление обедненной рабочей смеси, в другом — обогащенной запальной. При воспламенении обогащенной смеси давление в запальной камере резко повышается и струи пламени направляются в основную камеру через два отверстия. От них по большому фронту и загорается обедненная смесь в ос. новной камере.

Маленькую камеру называют предкамерой, или форкамерой. Отсюда н название «форкамерный двигатель».

В двигателе с факельным зажиганием не надо регулировать мощность увеличением или уменьшением количества поступающей в цилиндры горючей смеси. Этого можно добиться изменением качества смеси, обедняя ее по мере уменьшения нагрузки двигателя.

Наиболее сложным в проблеме факельного зажигания явился вопрос о способе заполнения запальной камеры обогащенной смесью. От правильного решения этого вопроса за-

ШАХТНАЯ КРЕПЬ ИЗ СТЕКЛА

Для крепления сводов шахт, как ив» вестно, применяются металлические стойки, на что идет много металла. Наши ученые настойчиво ищут пути для вамены его другими материалами. В атом отношении весьма интересной является работа ленинградского института «Гипро-стекло». Группа сотрудников этого института, возглавляемая К. А. Мяснико* вым, разработала способ изготовления шахтной крепи из стеклопласта, который с успехом заменит металл. Стойки из него в два раза легче металлических и не будут подвергаться коррозии.

Изготовлять крепь из стеклопласта будут новые специализированные заводы, которые возникнут в течение семилетки. Сейчас институт «Гипростекло» уже закончил составление проекта первого из них. По проектам втого института будет построено пять таких заводов.

висит возможность наиболее полного использования преимуществ двигателя с факельным зажиганием.

Разработано было несколько конструктивных схем, которые изображены на цветной вкладке. В конструкции Горьковского автозавода (I) заполнение запальной камеры происходит через специальный клапан одновременно с заполнением самого цилиндра за счет разрежения, создающегося при движении поршня вниз. При этом обе системы питания (основная н запальная) оказываются тесно взаимосвязанными, и возникают значительные трудности во взаимной регулировке карбюраторов.

В конструкции (II), предложенной Научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом (НАМИ), подача смеси в запальную камеру осуществляется принудительно.

Обогащенная смесь во время хода сжатия нагнетается при помощи поршня специального компрессора через автоматический клапан. Это обеспечивает более надежную работу двигателя, но усложняет его конструкцию.

ь НАМИ же была разработана и конструкция (III) вихревой запальной камеры, в которой предполагалось улучшение условий распределения обогащенной смеси за счет создания интенсивного вихревого движения. Такое улучшение было получено, но не удалось оправиться с отводом тепла от деталей камеры в охлаждающую воду.

Ленинградский филиал НАМИ предложил конструкцию приставки (IV), которая ввинчивается в любой двигатель вместо запальной свечи. В этой приставке имеется запальная камера, она заполняется парами бензина из специального испарителя. Такая конструкция не дает возможности использовать все преимущества факельного зажигания и не отличается особой простотой.

Во всех этих схемах общим является наличие запальной камеры, без чего невозможно осуществить факельное зажигание.

В результате ряда проведенных испытаний было признано целесообразным применить в автомобильных двигателях конструкцию, разработанную Горьковским автозаводом. Директор этого завода И. И. Киселев на июньском Пленуме ЦК КПСС сказал, что в ближайшее время они начнут выпускать такие двигатели и станут устанавливать их на новом грузовике «ГАЗ-52».

введение в эксплуатацию факельных двигателей решит огромную проблему экономии бензина, а также практически почти не будет загрязняться воэдух окисью углерода, выбрасываемой с выхлопными газами автомобильным двигателем.

I*

4