Материал взят из старой темы по карбам.
http://www.autolada.ru/viewtopic.php?t=80017&postdays=0&postorder=asc&start=375

Прямое влияние процесса горения на расход топлива

- Нормальный процесс сгорания топливного заряда в цилиндре происходит следующим образом. Поршень приближается к верхней мертвой точке, рабочая смесь паров бензина, воздуха и некоторого количества остаточных продуктов горения сжимается. В определенный момент между электродами свечи проскакивает искра,возникает первичный очаг воспламенения объемом несколько кубических миллиметров. Его энергия складывается из энергии искры и энергии сгоревшего в этой зоне топлива.

- Пламя от первичного очага распространяется на окружающую рабочую смесь. Фронт этого пламени представляет собой ламинарный (незавихренный) слой толщиной менее миллиметра. Вначале фронт движется с небольшой скоростью, которая быстро нарастает, так как находящиеся за фронтом сгоревшие газы, имеющие температуру около 2000°К, расширяются. Удаляясь от свечи, где рабочая смесь относительно спокойна (пристеночная зона), и приближаясь к центру камерысгорания, пламя достигает турбулизованной (завихренной) зоны топливного заряда. Здесь фронт пламени начинает дробиться и приобретает ячеистую структуру, где участки горения перемежаются со свежей смесью и продуктами сгорания. Толщина этого турбулентного слоя уже равна нескольким сантиметрам, а скорость его распространения достигает десятков метров в секунду.

- Нормальная работа двигателя в широком диапазоне частот вращения обеспечивается именно тем, что скорость турбулентного пламени возрастает пропорционально увеличению скорости движения поршня. Когда же пламя проходит через весь объем камеры, горение в ней постепенно прекращается, а образовавшиеся горячие газы начинают расширяться, толкая поршень вниз и тем самым, совершая полезную работу. Чем выше давление этих газов, тем больше отбор мощности. При таком протекании процесса достигается наибольшая эффективность работы двигателя, оптимальный уровень расхода топлива и токсичности отработавших газов. Но так бывает не всегда. При определенных условиях ход процесса может нарушаться, вызывая разные по тяжести последствия - от неприятных ощущений у водителя до серьезного повреждения двигателя.

- На процесс горения прежде всего, влияют характеристики топлива. Его соответствие данному двигателю. Бензин представляет собой сложную смесь углеводородов, со специальными присадками. Кроме основного свойства стойкости к детонации, бензин должен не иметь склонности к самовоспламенению, к нагарообразованию и калильному зажиганию. Процесс сгорания существенно зависит от состава горючей смеси. Общая зависимость при наивыгоднейшем угле опережения зажигания такова - наибольшая температура и давление газов в камере сгорания достигаются при слегка обогащенной смеси. Дальнейшее ее обогащение или обеднение снижает эти параметры.

- Отклонение угла опережения зажигания от оптимальной величины напрямую влияет на процесс сгорания. Увеличение угла повышает температуру. При позднем зажигании температура в камере снижается, но на выпуске - возрастает. Это ужесточает температурную нагрузку на выпускной клапан. А любой перегрев деталей цилиндро-поршневой группы нарушает нормальное протекание процесса горения топлива.

- Следствием некорректного процесса горения является нагар - продукты не до конца сгоревшего топлива. Отложения нагара на стенках, во-первых, ухудшают теплообмен, а во-вторых - увеличивают фактическую степень сжатия. Иными словами, они создают дополнительные условия для ухудшения процесса горения. Более того, нагар может оказывать каталитическое действие и вызывать самовоспламенение рабочей смеси,а это во многом затрудняет точное диагностирование причин отклонений от нормы. На переходных режимах работы двигателя нагар иногда начинает разрыхляться и расслаиваться. Частицы, потерявшие плотный контакт со стенкой, легко перегреваются и провоцируют калильное зажигание. Бывает и так, что чешуйки нагара отрываются,но какое-то время не выносятся из камеры сгорания, а остаются в ней. Они легко нагреваются и поджигают рабочую смесь в самый неопределенный момент даже на впуске. Так появляются "дикие" стуки, не поддающиеся никакой логике и классификации. Необходимо правильно учитывать все эти явления для грамотной эксплуатации двигателя.

- Нагар и окалина, откладываясь на клапанах, препятствуют их герметичному закрытию. В результате чего, часть топлива, не сгорая, через неплотно сидящие в седлах выпускные клапана при движении поршня вверх выходит в выхлопной коллектор и далее в атмосферу. При высоких температурах окалина накаляется, превращаясь в своеобразную "свечу зажигания". При поступлении топливной смеси в камеру сгорания сразу начинается процесс ее воспламенения от окалины как от десятка "свечей зажигания", воспламеняющих топливо. Энергия, выделяющаяся при этом,препятствует движению поршня в верхнюю мертвую точку, создавая эффект противодавления. В момент долгожданной искры от настоящей свечи компрессии в цилиндре уже нет: часть топлива, не воспламенившись, ушла в выхлоп через неплотности посадки клапанов в седлах, основная часть топлива УЖЕ сгорела,воспламенившись от окалины. Поршень в верхней точке получает слабый импульс и движется вниз, вращая, коленвал (полезная работа) и преодолевая сопротивление других поршней, тормозящихся "калильным зажиганием" ("сизифов труд"). Таким образом, только 40% топлива выполняют в двигателе полезную работу.Для борьбы с отложениями (нагаром) в мировой практике получили широкое распространение специальные добавки к бензину, которые периодически вливают в бак. Наиболее доступным средством борьбы с нагаром без разборки двигателя остается "прожигание" камер сгорания при форсированном движении по автомагистрали.

- Итак, цель ясна. Необходимо исключить образование нагара в камере сгорания. То есть убрать условия для возникновения калильного зажигания. Клапанная система будет герметична, поршень, достигнув верхней мертвой точки, создаст рабочую компрессию, единственная искра от свечи зажигания воспламенит топливную смесь в идеальный момент, практически вся энергия которой, пойдет на полезную работу.