Dalej >>
WPŁYW WŁASNOŚCI PALIWA ORAZ CZYNNIKÓW KONSTRUKCYJNYCH 
I EKSPLOATACYJNYCH NA PRZEBIEG SPALANIA W SILNIKU O ZI
- 55-
- 56 -
1. Liczba oktanowa paliwa 
Miarą odporności na spalanie detonacyjne jest liczba oktanowa paliwa (
LO). 
Wartość 
LO określa się w silniku wzorcowym, porównując badane paliwo z paliwem 
wzorcowym, będącym mieszaniną dwóch węglowodanów: izooktanu C
8H18 (LO = 100), 
bardzo odpornego na detonację oraz heptanu C
7H16 (LO = 0), podatnego na detonację. 
Silnik ten ma zmienny stopień sprężania i pracuje w określonych warunkach. 
Jeżeli badane paliwo, wykazuje własności detonacyjne takie jak wzorcowa mieszanina 
izooktanu z heptanem, to ma liczbę oktanową równą procentowej zawartości objętościowej
izooktanu w mieszaninie wzorcowej. Przykładowo paliwo o 
LO = 98 ma takie własności 
detonacyjne jak mieszania wzorcowa o składzie objętościowym 98% izooktanu i 2% 
heptanu. 
Jednym z kryterium doboru liczby oktanowej paliwa do silnika spalinowego jest stopień 
sprężania.
            
2. Zjawisko samozapłonu mieszanki paliwowej 
Samozapłonem nazywa się zjawisko zapłonu nie pochodzący od świecy i występujące 
niezależnie od niej. 
Samozapłon może wystąpić, jeżeli mieszanina palna w cylindrze zostanie nadmiernie 
sprężona z następujących powodów: 
   - gdy jest duży stopień sprężania, wtedy temperatura wywołana dużym sprężeniem może 
     przekroczyć temperaturę zapłonu wcześniej niż zaiskrzy świeca, 
   - gdy przy spalaniu mieszanki, kiedy czoło płomienia (zainicjowane przez iskrę na świecy)
     rozchodząc się z prędkością 15-30 m/s falą swego ciśnienia spręża dodatkowo  
     pozostałą cześć mieszanki najdalej oddaloną od świecy (ten rodzaj samozapłonu 
     występuje zwłaszcza w mieszankach jednorodnych będących podstawą klasycznych 
     systemów spalania). 
Niekiedy samozapłonowi towarzyszy stukanie (dzwonienie) silnika, jako akustyczny sygnał 
wywołany pulsacjami ciśnienia w cylindrze. Warto w tym miejscu zaznaczyć, że mieszanki 
niejednorodne, np. uwarstwione, umożliwiają podniesienie stopnia sprężania, nawet do 
14, bez wystąpienia wyżej wymienionych zjawisk. 
Uwaga: Przedwczesny zapłon mieszanki nie pochodzący od świecy może również 
nastąpić od: 
   - nagrzanej metalowej części uszkodzonej uszczelki podgłowicowej, zwisającej 
     w komorze spalania, 
   - nagaru, osadu lub innych elementów żarzących się w komorze spalania, 
   - silnie nagrzanych elektrod świecy zapłonowej, gdy ma np. za niską wartość cieplną.
       
Samozapłon i inne powody zapłonu mieszanki bez udziału świecy łatwo w praktyce wykryć, 
gdyż po wyłączeniu zapłonu elektrycznego, silnik choć nierównomiernie, pracuje nadal. 
3. Zjawisko detonacji (spalania detonacyjnego) 
Oprócz samozapłonu w silnikach z ZI występuje drugie zjawisko, zwane detonacją. 
Zjawisko spalania detonacyjnego polega na tym, że po zaiskrzeniu świecy paląca się 
część mieszaniny, nie zdążywszy dość szybko przenieść płomienia, zwiększa swoją 
objętość sprężając gwałtownie pozostałą nie zapaloną jeszcze część mieszaniny do takiej 
granicy, która wywołuje detonacyjne jej spalanie. Ogniskami detonacji są produkty 
(nadtlenki, rodniki), które powstały wskutek sprężenia ponad założone ciśnienie. 
W czasie detonacji (w potocznym rozumieniu wybuchu) prędkość czoła płomienia 
dochodzi do 2000 m/s, a powstająca fala uderzeniowa po wielokrotnym odbiciu od 
elementów komory spalania wywołuje metaliczny dźwięk. Ta metaliczna barwa dźwięku 
jest często mylona z dźwiękiem jaki powstaje przy uderzeniu o siebie zużytych części silnika
(np. zaworów, sworzni tłokowych). 
Na rysunku poniżej pokazano jak zmienia się ciśnienie w cylindrze silnika przy spalaniu 
detonacyjnym. 
Skutki detonacji: 
    - nadmiernie obciążanie części układu  
      korbowo-tłokowego, 
    - miejscowe przegrzewania mogące 
      powodować przepalanie denek 
      tłoków, zaworów i gniazd zaworowych, 
    - odkształcenia głowicy, 
    - niekiedy zatarcie silnika.
 
 
Na występowanie i stopień nasilenia detonacji ma wpływ: 
    - stopień sprężania, 
    - kształt komory sprężania, 
    - zanieczyszczenia komory spalania, 
    - liczba oktanowa paliwa, 
    - kąt wyprzedzenia zapłonu. 
     
4. Czynniki konstrukcyjne wpływające na przebieg spalania i pracę silnika 
Czynniki konstrukcyjne takie jak kształt komory spalania i jej wymiary, które mają wpływ na 
stopień sprężania już w powyższych rozważaniach wpływały na pracę silnika. Jednak 
należy jeszcze uwzględnić inne czynniki, które wpływają na szybkość spalania i przyrost 
ciśnienia. Do nich należą: 
    - sposób umieszczenia świecy zapłonowej, 
    - rozmieszczenie zaworów i ich liczba, 
    - wymiary cylindra, 
    - rodzaj materiału z jakiego są wykonane tłok, cylinder, głowica.