Читать «Юный техник, 2005 № 03» онлайн - страница 26

При этом горение заканчивается не с той скоростью, с которой началось, а с гораздо более высокой, на грани детонации. Детонационная же волна распространяется со скоростью около 2 км/с, то есть быстрее звука. Так что когда горение заканчивается в одном краю камеры сгорания, поршень получает сильный удар, его может и заклинить.

Неравномерность горения позволяет объяснить и почему двигатель плохо тянет, когда холодный, и почему мотор боится нагрузки, а перед этим он, как говорят автомобилисты, «козлит», поскольку происходит кратковременное заклинивание поршня.

В общем, таким образом было получено объяснение, почему ДВС обычно плохо работает при больших нагрузках и малых оборотах. Да и на высоких оборотах дело обстоит немногим лучше. Хоть камера сгорания по виду и мала, но если разложить весь путь горения по спирали, то получается, что камера как бы искусственно удлиняется в 3,5 раза.

На больших оборотах это обстоятельство заставляет поджигать смесь задолго до верхней мертвой точки. Тепловая энергия начинает выделяться еще в фазе сжатия, когда поршень только идет вверх, и таким образом препятствует его работе. А раз так, то, значит, мы теряем КПД, крутящий момент уменьшается.

Опытным путем двигателисты постарались снизить подобные потери, ограничив угол опережения зажигания. Но это опять-таки приводит к потерям: смесь не успевает полностью сгорать в камере и догорает уже в выхлопной трубе…

В итоге мы имеем, что имеем: чем выше скорость автомобиля, тем больше расход топлива. Выход из положения, когда во всем этом разберешься, кажется очевидным. Смесь нужно поджигать в центре цилиндра. Тогда повысится КПД.

В истории ДВС известны случаи, когда смесь поджигали в центре цилиндра с помощью длинной свечи. Однако при этом для поджига требовалось напряжение в 100 киловольт. Свеча долго не выдерживала, перегорала.

Тогда я подумал: «А зачем дотягиваться в центр материально, когда можно использовать нечто вроде направленного взрыва?» Появилась новая конструкция свечи, отличающаяся от обычной лишь тем, что в ней вокруг искрового промежутка ставится специальная конусная насадка, которая и формирует условия для направленного микровзрыва.

Получилось нечто вроде миниатюрной дюзы ракетного двигателя. Свеча дает короткий мощный факел, который попадает в центр. И дальше горение распространяется равномерно во все стороны. При этом, как показал опыт, даже на скорости в 170 км/ч расход бензина практически остается таким же, как и при езде, скажем, при 50 км/ч. Более того, чем выше скорость автомобиля, тем выше экономический эффект.

Новая свеча позволяет повысить и мощность двигателя. Ведь все мы сегодня ездим практически на заклиненных поршнях. Если же «клин» исчезает, автомобиль становится намного динамичнее.

Меняется и экология автомобиля. Обычно на холостом ходу ДВС работает очень плохо, топливо сгорает не полностью. Но как только мы устанавливаем «венчик» на свечи, расход бензина сокращается в 3–4 раза. А двигатели с электронным впрыском топлива показали увеличение эффективности холостого хода даже в 6–7 раз.