Зажигание

Зажигание в двигателях внутреннего сгорания, способ воспламенения чатых газов.

Виды 3. Различают следующие виды 3. в двигателях внутреннего сгорания; 1) 3. посредством пламени, 2) 3. каталитическое,

3) 3. нагретым телом (калильное), 4) 3. нагретым газом (воздухом), 5) 3. впрыскиванием, 6) 3. электрической искрой.

1) 3. посредством перенесения пламени состоит в том, что какой-либо горящий газ поступает в цилиндры двигателя в определенный момент готовности рабочей смеси к у и своим соприкосновением со чатым газом производит смеси. Этот способ 3. применялся в первых газовых стационарных двигателях и в настоящее время оставлен.

2) Каталитическое 3. заключается в том, что в рабочей смеси, приходящей в соприкосновение с нек-рыми телами, наир, с губчатой платиной, наступает энергичная хим. реакция, и рабочая смесь ается. Каталитическое 3. в современных двигателях внутреннего сгорания также оставлено (однако, этот способ широко применяется в других установках, как, наир., при зажигании газовых фонарей, горелок, и тому подобное.).

3) 3. нагретым телом (калильное 3.) находит довольно широкое применение в газовых и керосиновых двигателях или в двигателях, работающих на соляровом масле. Калильные тела, служащие для а рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания, выполняются в виде полых шаров, цилиндров (трубок); этими телами могут служить также и стенки газовиков или другие части камеры сгорания, хорошо защищенные от охлаждения (смотрите Двигатели нефтяные мелкие). Перед пуском двигателя калильные тела разогреваются предварительно посредством бензиновых или керосиновых ламп. Дальнейший нагрев калильного тела происходит за счет тепла, выделяющегося при сгорании рабочей смеси. Иногда калильные тела применяются для 3.

рабочей смеси только во время пуска двигателя. В таких случаях калильное тело выполняется в виде спирали, нагреваемой электрическим током.

4) 3. нагретым газом, в частности нагретым воздухом, находит широкое применение в двигателях Дизеля. В этих двигателях (смотрите Двигатели Дизеля) нагрев воздуха производится путем сжатия до 30—35 aim; вследствие такого высокого сжатия температура воздуха повышается настолько, что впрыскиваемая горючая жидкость быстро воспламеняется.

5) 3. впрыскиванием состоит в том, что перед концом каждого хода сжатия в цилиндр двигателя внутреннего сгорания впрыскивается небольшое количество легко воспламеняющегося вещества, как, например, трехводородного фосфора (РН₃), содержащего следы жидкого фосфористого водорода (Р₂Н₄), либо смеси негорючих или горючих газов со следами жидкого фосфористого водорода. Этот способ практического применения не получил.

6) 3. электрической искрой является наиболее распространенным способом воспламенения чатых газов. Здесь находит применение искра, получающаяся от токов низкого или высокого напряжения и высокой частоты, а также от электростатич. разрядов. В современных двигателях внутреннего сгорания на газовом или легком топливе 3. осуществляется главным образом от искры низкого или высокого напряжения (смотрите Магнето высокого и низкого напряжения, Свечи зажигательные, Электрическое заоюигание). Электрическое 3. имеет преимущество перед другими видами 3. в отношении надежности действия и возможности регулировки момента вспышки.

Сущность 3. Каждый чатый газ как таковой может существовать лишь в известных пределах давления и ί°. Он обладает значительной потенциальной химич. энергией, которая освобождается, как скоро состояние газа переходит границы этой области. Для каждого газа существует особая t°, достижение которой всегда обусловливает собой начало реакции. Эта t° называется t° вспышки или воспламенения и является функцией давления. Т. о., для воспламенения чатой смеси необходимо довести t° газа до t° вспышки. Это достигается или путем сжатия рабочей смеси или посредством соприкосновения части чатого газа с телами, имеющими t° выше ί° вспышки. Чтобы произвести, требуется затрата энергии, которая незначительна в сравнении с энергией сильного а, но различна в зависимости от того, как далеко чатый газ находится от своего состояния воспламенения, а также в зависимости от того, каким образом эта энергия ему сообщается. Если затратой внешней энергии довести до воспламенения не всю имеющуюся массу чатого газа одновременно, а лишь какую-либо часть ее, то, хотя последовательно будут воспламеняться различные части, в каждый данный момент в состоянии сгорания будет находиться лишь чрезвычайно тонкий слой газовой массы. Толщина этого слоя зависит от быстроты хода самой химич. реакции, от степени диссоциации и т. д., но она во всех действительно чатых смесях настолько мала, что этот слой принято называть поверхностью сгорания.

Поверхность сгорания разделяет всю имеющуюся массу газа на две части. Впереди ее находится еще не воспламенившаяся и вообще еще даже мало нагревшаяся чатая смесь, позади же, вблизи поверхности сгорания, еще сильно нагретые продукты сгорания. Для того чтобы вспышка могла передаваться от одного слоя к другому, необходимо, чтобы сгорающий или уже сгоревший слой отдавал прилежащему еще холодному слою достаточно энергии, чтобы довести ее до t° вспышки. В случае ной волны эта энергия передается в виде механической (давления, толчка) и уже только в новом слое мгновенно обращается в тепловую. В случае же обыкновенного горения энергия, требующаяся для воспламенения, передается от слоя к слою непосредственно в виде теплоты, то есть процессом теплопроводности. ание смеси происходит с различной скоростью в зависимости от теплотворной способности, чистоты, ί° и степени сжатия газа, способа 3., формы камеры сгорания и проч. практических условий.

За последнее время основной взгляд на 3. как на причину воспламенения чатых смесей, заключающуюся гл. обр. в том, чтобы тем или иным способом довести всю массу чатого газа или части его до 1° вспышки, начинает претерпевать изменения. Опыты, произведенные Томсоном, Торнтоном, Уилером и друг., показывают, что в нек-рых случаях газы не могут аться под действием электрич. искр или накаленной проволоки, несмотря на то, что t° как самой искры, так и проволоки выше, чем £° вспышки. С другой стороны, опыты показывают, что можно чатую смесь воспламенить и холодным телом, помещая, например, в газовую смесь платиновую пластинку и действуя на нее Х-лучами. Работы этих авторов приводят к выводам, что причина 3. чатых газов кроется не в Р-ном состоянии, а зависит гл. обр. от степени ионизации газа, то есть от числа ионов, приходящихся на единицу объёма. Поэтому основной задачей зажигательных устройств является производство ионизации чатых газов, причем, для того чтобы получился газовой смеси, ионизация должен быть такова, чтобы при ней в единице объёма получалось не менее определенного количества ионов, иначе не может наступить.

Лит.: Гю льда ер Г., Двигатели внутреннего сгорания,пер. с нем., Μ., 1928; -Михельсон В. А., О нормальной скорости воспламенения гремучих газовых смесей, М., 1 890; Simon S. A., Notes on Safety of Working Elektrical Plants in Coal Mines, «Journ. of the Instit. of Electr. Engineers», L·., 1909; Morgan J. D., Coal Dust Explosions, «Trans, of the Inst, of Mining Engineers», L., 1915, v. 149, p. 220; Wheeler К. V., Home Office Reports on Battery-Bell Signalling Systems, L., 1915; «Der Motorwagen», В.; «Automotive Industries», N. Y. В. Кулебакин.