Юный техник 1974-09, страница 26

шены с большой скоростью из вспомогательной камеры в основную, каждая из этих частиц (главным образом радикалы и атомы) порождает свою зону горения рабочей смеси. И если раньше сгорание физически представляло собою фронт пламени, неравномерно движущийся в камере, то теперь оно происходило практически одновременно по всему объему камеры в многочисленных очагах малого размера. В результате несравненно возросла скорость сгорания рабочей смеси и соответственно полнота его. Резко улучшилась и устойчивость процесса.

Для того чтобы иметь в камере сгорания большое количество таких «химических спичек», рассуждал ученый, нужно удержать вспомогательную смесь в фор-камере от полного сгорания — не дать ей догореть дотла. Как это сделать? Решение напрашивалось само собой; надо обделить ее кислородом, дать его значительно меньше, чем требуется для полного сгорания.

Да, но будет ли такая смесь сама воспламеняться и надежно гореть? Ведь температура продуктов неполного сгорания резко понижается и становится запредельной для зажигания рабочей смеси.

Новые поиски позволили Гусса-ку сделать заключение, что зажигание и устойчивое сгорание рабочей смеси будет обеспечено, если из форкамерного факела устранять избыток продуктов полного сгорания, образовавшихся при горении вспомогательной смеси. Чисто конструктивными мерами было ограничено излишнее вихреобразование вспомогательной горючей смеси в форка-мере, в районе электродов свечи. Так было обеспечено надежное неполное сгорание вспомогательной смеси с образованием должного количества химически весьма возбужденных частиц, способных отдать всю свою энер

гию молекулам основной порции топлива.

Что же это все-таки за частицы?

Коллектив лаборатории кинетики сгорания, возглавляемый профессором Л. А. Гуссаком, используя современные методы спектрального анализа, скоростной киносъемки, а также обработку экспериментальных данных на электронно-вычислительных машинах, тщательно изучил пламя и зоны сгорания. Исследователи установили в форкамерном факеле наличие продуктов промежуточного окисления со значительной концентрацией (до 2—3%) осколков молекул (радикалов) Сг, СН, СНз и, главное, атомов Н, обладающих весьма высокой химической активностью. Эти-то частицы и играют роль «химических зажигалок» — газовых катализаторов, обеспечивающих воспламенение и сгорание рабочей смеси не по фронту, а почти сразу во множестве очагов по всему объему камеры сгорания. На рисунке хорошо видно различие в способах воспламенения рабочей смеси при помощи искрового, пламенного и форкамерного зажигания.

Химический анализ позволил установить, что среди продуктов неполного сгорания есть также значительные концентрации

(до 30—40%) окиси углерода, обладающей высокой температурой горения, и молекулярного водорода, для которого характерна высокая скорость сгорания. Сами по себе они не воспламеняются — их воспламеняют химически активные атомы и радикалы.

Что же в итоге получилось? Температура продуктов сгорания богатой вспомогательной смеси из-за незавершенности процесса ниже на много сотен градусов по сравнению с температурой продуктов полного сгорания. Однако форкамерный факел резко (в 5—7 раз!) сокращает период задержки воспламенения в

24