Особливості згоряння горючих сумішей
Процес згоряння можна розділити на дві стадії: запалювання суміші та поширення полум`я.
Запалювання може бути високотемпературне одностадійне та низькотемпературне багатостадійне. В двигунах з іскровим запалюванням має місце високотемпературне запалювання. Свічка запалювання дає температуру 10000 К, внаслідок чого початкові реакції відбуваються дуже швидко. Займання відбувається в обмеженій зоні з максимальною температурою. У двигунах із самозайманням має місце низькотемпературне багатостадійне запалювання, яке виникає внаслідок нагрівання повітря до порівняно невисокої температури (450...800 К). Його стадії – спочатку виникає голубе світіння, тиск і температура в камері згоряння не підвищуються. Наступний період – зростання тиску і температури, з’являється інтенсивне вторинне світіння і в кінці – тепловий вибух. Таке запалювання відбувається одночасно в багатьох точках об’єму робочої суміші, тому його називають об’ємним самозайманням.
Поширення полум’я. Швидкість поширення фронту полум’я 40...50 м/с (до 60 м/с), товщина зони горіння 20...25 мм, причому із збільшенням частоти обертання швидкість поширення полум’я збільшується. Швидкість розповсюдження полум`я в однорідній бензоповітряній суміші значною мірою залежить від її складу. Найбільша швидкість досягається при α = 0,85...0,95.
У разі збіднення та збагачення горючої суміші швидкість згоряння зменшується до деякої межі, при якій полум’я гасне (0,1 м/с). Межу збагачення горючої суміші вище якої розповсюдження полум’я стає неможливим називають верхньою концентраційною межею αмін, а межу збіднення - нижньою концентраційною межею αмакс.
У бензинових двигунах αмін = 0,4...0,5 і αмакс = 1,3...1,4. В газових двигунах вони ширші в бік збіднення.
У дизелях впорскнуте паливо знаходиться в двофазному стані. Частина його переходить у парову фазу, а частина - залишається в крапельно-рідинному стані. Запалювання виникає в зонах, насичених парою палива, а від цих вогнищ запалювання полум’я поширюється всередину зон з крапельками рідкого палива. Центрами запалювання є зони, де α = 0,85...0,95, від них полум’я поширюється на більш збіднені суміші. Тому дизелі можуть працювати на малих навантаженнях при дуже бідній суміші з α > 4. Але при α<1,4...1,5, що має місце при повних навантаженнях, з’являються зони із значними місцевими перезбагаченнями суміші (з α = 0,3...0,4), в яких інтенсивно утворюється сажа. Це є причиною підвищеної димності дизелів при збільшенні навантаження понад деякої норми.