Τι είναι η προανάφλεξη και η αυτανάφλεξη

maik900

Administrator
Motoparea team
Δημοσιεύσεις
26.120
Ηλικία
62
Περιοχή
Αγρινιο
Μοτοσυκλέτα
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
Όνομα
ΜΙΧΑΛΗΣ
Περιοχή
ΑΓΡΙΝΙΟ
Τι είναι η προανάφλεξη και η αυτανάφλεξη

pre-ignition3.jpg

Πολλές φορές έχουμε ακούσει τους όρους προανάφλεξη, χτύπησε πειράκια, έλιωσε το έμβολο απο την προανάφλεξη και άλλα τέτοια. Τι ακριβώς όμως είναι η προανάφλεξη καυσίμου? Γιατί δεν την θέλουμε? Απο τι προκαλείται? Τι ζημιές μπορεί να επιφέρει στον κινητήρα? Όλα αυτά απαντιούνται στο παρακάτω άρθρο.


Όλοι οι σύγχρονοι κινητήρες υψηλής απόδοσης μπορούν να πέσουν θύματα καταστροφικών συνθηκών λόγω μεγάλης πίεσης υπερπλήρωσης, αστοχία έκχυσης καυσίμου, κακού προγραμματισμού του εγκεφάλου και ανεπαρκούς ψύξης. Εδώ θα αναφερθούμε σε 2 απο αυτές τις συνθήκες, την προανάφλεξη (pre-ignition) και την αυτανάφλεξη (detonation) του καυσίμου, όροι που πολλοί έχουμε ακούσει αλλά δεν έχουμε κατανοήσει τους λόγους που προκαλούνται αλλά και την ζημιά που μπορεί να προκαλέσουν στους κινητήρες μας.


Πρώτα απο όλα, ας κάνουμε μια σύνοψη για τον κύκλο λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Πρόκειται για την κινητήριο δύναμη του κινητήρα, το μείγμα αέρα-καυσίμου. Αυτό πρέπει να είναι ομογενές κι να ξεκινά να αναφλέγεται απο το μπουζί ομοιόμορφα μέχρι το έμβολο σε όλο το μήκος του θαλάμου καύσης. Όπως πετάμε ένα βότσαλο σε μια ήρεμη λίμνη έτσι και το κύμα καύσης πρέπει να διαδίδεται σε όλο τον θάλαμο καύσης. Το κύμα καίγεται σε όλο το μήκος του θαλάμου καύσης και τέλος κρυώνει λίγο πριν φτάσει και ακουμπίσει την επιφάνεια του εμβόλου, γνωστή και ώς κορώνα του πιστονιού. Η καύση πρέπει να είναι τέλεια χωρίς υπολείμματα αέρα ή καυσίμου. Πρέπει να σημειώσουμε οτι το μείγμα δεν εκρήγνυται αλλά παίρνει φωτιά κατά ένα γραμμικό τρόπο.


Ένας άλλος παράγοντας που βοηθά την κατανόηση του φαινομένου απο τους μηχανικούς είναι ο παράγοντας θέσης της μέγιστης πίεσης στον θάλαμο καύσης (location of peak pressure - LPP). Σε ιδανικές συνθήκες, η LPP πρέπει να εμφανίζεται 14 μοίρες μετά την έναυση της καύσης ή αλλιώς 14 μοίρες μετά το Άνω Νεκρό Σημείο (ΑΝΣ). Σε ιδανικές συνθήκες και ανάλογα με τον σχεδιασμό του θαλάμου καύσης, η έναυση πρέπει να ξεκινά περίπου 20 μοίρες πρίν το ΑΝΣ και να έχουμε την μέγιστη πίεση 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Η LPP είναι ένας μηχανικός συντελεστής όπως ο κινητήρας είναι μια μηχανική συσκευή. Το έμβολο ταξιδεύει πάνω και κάτω σε πολύ μεγάλες ταχύτητες και αν η μέγιστη πίεση είναι πολύ νωρίς ή έχει μεγάλη καθυστέρηση τότε δεν παράγεται το μέγιστο έργο. Για αυτό το λόγο η θέση μέγιστης πίεσης είναι πάντα 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Κατανοώντας καλύτερα την LPP, πρίν απο αυτή υπάρχει μια αύξηση πίεσης στον θάλαμο καύσης ενώ μετά απο αυτή την θέση η πίεση έχει φθίνουσα πορεία όσο το έμβολο ταξιδεύει προς τα κάτω και ανοίγουν οι βαλβίδες εξόδου. Δηλαδή σε ιδανικές συνθήκες η ανάφλεξη ξεκινά με τον σπινθήρα απο το μπουζί, το κύμα φλόγας διαδίδεται ομοιόμορφα στον θάλαμο καύσης και η μέγιστη πίεση εμφανίζεται 14 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Υπάρχει σύγχυση με τους όρους προανάφλεξη και αυτανάφλεξη. Μερικές φορές ακούγονται όροι όπως προ-αυτανάφλεξη καυσίμου. Η αυτανάφλεξη είναι φαινόμενο που οφείλεται στην μή κανονική καύση. Η προανάφλεξη είναι ένα εντελώς διαφορετικό φαινόμενο. Και οι δύο όροι σχετίζονται μεταξύ τους αλλά είναι τελείως διαφορετικά μεταξύ τους και μπορούν να προκαλέσουν τελείως διαφορετικές βλάβες.

Χρήσιμοι όροι:

-- Αυτανάφλεξη: Η αυτανάφλεξη είναι μια αυθόρμητη (χωρίς την ύπαρξη σπινθήρα) ανάφλεξη του υπολειπόμενου μείγματος αέρα καυσίμου στον θάλαμο καύσης. Η ύπαρξη της υπάρχει αφού έχει προκληθεί έναυση απο το μπουζί. Μετά τον σπινθήρα απο το μπουζί ακολουθεί κανονική καύση. Για κάποιο λόγο, όπως η θερμότητα και η πίεση, το υπολειπόμενο μείγμα στον θάλαμο καύσης αναφλέγεται αυθόρμητα. Το κλειδί εδώ είναι οτι η αυτανάφλεξη γίνεται αφού έχει γίνει ανάφλεξη απο το μπουζί.

-- Προανάφλεξη: Η προανάφλεξη είναι φαινόμενο που χαρακτηρίζει την ανάφλεξη του καυσίμου πρίν απο τον σπινθήρα του μπουζί. Τα δύο παραπάνω είναι εντελώς διαφορετικά φαινόμενα!

Αυτανάφλεξη:

Το άκαυτο μείγμα, υπο την επήρεια πίεσης και θερμότητας (απο την κανονική διάδοση του κύματος φλόγας και απο τα καυτά μέταλλα του θαλάμου καύσης) αναφλέγεται αυθόρμητα. Το υπολειπόμενο καύσιμο έχει έλλειψη επαρκούς αριθμού οκτανίου για να αντέξει τον συνδυασμό πίεσης και θερμότητας. Η αυτανάφλεξη προκαλεί μια στιγμιαία αύξηση της πίεσης μέσα στον θάλαμο καύσης για πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Αν μπορούσαμε να δούμε ένα γράφημα της πίεσης στον θάλαμο καύσης θα βλέπαμε μια ομαλή και σχεδόν γραμμική αύξηση της πίεσης ενώ σε κάποιο σημείο θα υπήρχε ένα "καρφί" (spike) όταν θα συνέβαινε η αυτανάφλεξη. Αυτό το καρφί πάντα παρατηρείται αφού έχει επέλθει ο σπινθήρας απο το μπουζί. Η ξαφνική αύξηση της πίεσης προκαλεί μια δύναμη στον θάλαμο καύσης. Έτσι, το μπλόκ της μηχανής μπαίνει σε ταλάντευση και συντονίζεται, σαν να το χτυπούσαμε δυνατά με ένα σφυρί. Η διαπερατότητα, που είναι χαρακτηριστική του θαλάμου καύσης, συμβαίνει στην συχνότητα των 6400 Hz. Έτσι, το κροτάλισμα που ακούμε είναι η αντίδραση της δομής του κινητήρα σε αυτό το φαινόμενο. Αυτός ο ήχος είναι γνωστός και σαν αυτανάφλεξη, ή τον ξέρουμε με τον όρο "χτυπάει πειράκια". Αυτός ο θόρυβος δεν διαφέρει πολύ αν ο κινητήρας είναι φτιαγμένος απο κράμα αλουμινίου ή χυτοχάλυβα. Αυτός ο ήχος ή η δόνηση είναι αυτό που ανιχνεύει ο αισθητήρας για πειράκια. Οι αισθητήρες αυτοί είναι συντονισμένοι στα 6400 Hz για να ανιχνεύουν αυτή την ταλάντωση. Επομένως, ο ήχος που ακούμε απο την αυτανάφλεξη δεν προκαλείται απο την συμβολή των δύο διαφορετικών κυμάτων φλόγας που συγκρούονται. Ο ήχος που ακούμε είναι αποτέλεσμα απο την δόνηση των μηχανικών μερών του κινητήρα απο την στιγμιαία αύξηση της πίεσης.

Ενα πράγμα που πρέπει να κατανοήσουμε είναι οτι η αυτανάφλεξη δεν είναι απαραίτητα καταστροφική. Μερικοί κινητήρες λειτουργούν υπο κανονικές συνθήκες με αυτανάφλεξη σε χαμηλό ή σε μέτριο επίπεδο. Μερικοί κινητήρες μπορούν να υποφέρουν βαριά αυτανάφλεξη για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να προκληθεί κάποια ζημιά σε αυτούς. Αν έχετε οδηγήσει αυτοκίνητο σε σταθερή ταχύτητα στον αυτοκινητόδρομο που έχει μεγάλει επιπορεία ανάφλεξης σίγουρα έχετε ακούσει αυτό τον θόρυβο. Η αυτανάφλεξη δεν είναι ακριβώς ένα φαινόμενο που επιθυμούμε αλλά δεν είναι και υποχρεωτικά καταστροφικό. Όσο πιο μεγάλη είναι η απόδοση ενός κινητήρα (ισχύς/λίτρο) τόσο πιο επιρρεπής είναι στην αυτανάφλεξη. Ένας κινητήρας Που παράγει 30.5 hp/1000 cc μπορεί να αντέξει μέτρια επίπεδα αυτανάφλεξης ενώ ένας κινητήρας με απόδοση πάνω απο 91.5 ίππους/1000 cc το πιθανότερο είναι οτι θα καταστραφεί γρήγορα, σε διάστημα λίγων λεπτών.

Η αυτανάφλεξη προκαλεί τριών ειδών φθορές:

1. Μηχανική αστοχία (σπασμένα ελατήρια εμβόλου):





2) Διάβρωση (αποσάρθρωση της επιφάνειας του εμβόλου):




3). Υπερθέρμανση (τρύπες στην επιφάνεια του εμβόλου και στην φούστα):


4) Καταστροφή των μπουζί (διάβρωση ακίδας ή σπάσιμο της πορσελάνης):


5) Άλλες μηχανικές στοχίες (όπως σπάσιμο βαλβίδων ή στράβωμα μπιέλας):


Πηγη www.bmwforum.gr

Συνεχιζεται.......
 

maik900

Administrator
Motoparea team
Δημοσιεύσεις
26.120
Ηλικία
62
Περιοχή
Αγρινιο
Μοτοσυκλέτα
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
Όνομα
ΜΙΧΑΛΗΣ
Περιοχή
ΑΓΡΙΝΙΟ
diesel-engine (1).jpg

Η υψηλή πίεση απο την στιγμιαία αύξηση της σε μη επιθυμητό επίπεδο μπορεί να σπάσει ένα μπουζί (την ακίδα ή την πορσελάνη), να σπάσει την περιοχή έδρασης των ελατηρίων ή τα ίδια τα ελατήρια ή να αστοχήσουν οι βαλβίδες εισαγωγής ή εξαγωγής. Το άνω ή το κάτω ελατήριο συμπίεσης είναι επιρρεπή σημεία για αστοχία.


Άλλο ένα φαινόμενο που μπορεί να προκαλέσει η αυτανάφλεξη είναι η αμμοβολισμένη όψη της επιφάνειας του εμβόλου. Για την ακρίβεια η αυτανάφλεξη στην ουσία προκαλεί μηχανική κόπωση στην επιφάνεια του εμβόλου. Επίσης αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται στο κάτω μέρος του κυλίνδρου γιατί το έμβολο έχει φτάσει κοντά στο Κάτω Νεκρό Σημείο (ΚΝΣ) όταν συμβαίνει η αυτανάφλεξη. Αν το φαινόμενο εμφανίζεται και στην βαλβίδα εξαγωγής σημαίνει οτι η αυτανάφλεξη έγινε λόγω των hot spots της βαλβίδας.

Σε έναν τετραβάλβιδο κινητήρα με καμπύλη στο καπάκι και μπουζί στο κέντρο, ο θάλαμος καύσης είναι συμμετρικός και απέχει ίση απόσταση απο το μπουζί.Αλλά μπορεί να διακρίνει κάποιος σημάδια αυτανάφλεξης και στις βαλβίδες εξαγωγής γιατί αυτό είναι το πιο θερμό σημείο που την προκάλεσε.
Επειδή το κύμα αύξησης πίεσης είναι αρκετά ισχυρό μπορεί να διαταράξει το οριακό στρώμα πάνω απο το έμβολο. Εδώ μια παρένθεση για το οριακό στρώμα. Το κύμα φωτιάς δεν σταματά ακριβώς πάνω στην κορώνα του εμβόλου αλλά το διαχωρίζει το οριακό στρώμα, μια ιδιότητα του ρευστού όπου σε αυτό το σημείο υπάρχει στάσιμο (δεν υπάρχει κίνηση ροής). Στην ουσία το οριακό στρώμα είναι ιδιότητα των ρευστών και αυτά είναι το φράγμα θερμότητας μεταξύ κύματος φλόγας και επιφάνειας πιστονιού. Το αλουμίνιο που είναι φτιαγμένο τα έμβολα έχει σημείο τήξης κοντά στους 600 βαθμούς και θα έλιωνε όταν το κύμα φλόγας έχει θερμοκρασία πάνω απο 1800 βαθμούς. Παρόλαυτά, όταν εμφανίζεται αυτανάφλεξη, το οριακό στρώμα διαλύεται λόγω της πίεσης και η υπερβολική θερμότητα λιώνει το έμβολο.


Οι κινητήρες που εμφανίζουν αυτανάφλεξη συχνά υπερθερμαίνονται, γιατί όταν "σπάει" το οριακό στρώμα η θερμότητα έρχεται σε επαφή με το καπάκι και με τα τοιχώματα του μπλόκ και συνεπώς μεταφέρεται στο ψυκτικό υγρό. Είναι ένας φαύλος κύκλος γιατί όσο υπερθερμαίνεται ο κινητήρας, τόσο πιο πολύ θέλει να κάνει αυτανάφλεξη του μείγματος, κατόπιν να υπερθερμανθεί πιο πολύ κτλ.

Πολλές φορές θα δείτε έμβολο το οποίο είναι φθαρμένο σε τέσσερις γωνίες. Δεν είναι φθαρμένο εκεί που διαπερνά ο πείρος της μπιέλας γιατί εκεί βρίσκεται συγκεντρωμένη μάζα αλουμινίου η οποία είναι και πιο άκαμπτη. Αντίθετα, οι φούστες που είναι πιο λεπτές είναι και πιο ελαστικές, οπότε μπορούν να αποκτήσουν στενές επαφές με τα τοιχώματα του κυλίνδρου. Ανοίγουμε μια παρένθεση και να πούμε οτι τα ποιοτικά έμβολα δεν είναι στρογγυλά αλλά οβάλ. Κατά την πίεση της ανάφλεξης αυτή η παραμόρφωση μεταφέρεται μέσω της φωλιάς του πείρου και το έμβολο αποκτά κυλινδρικό σχήμα, εκτός του οτι διαστέλλεται λόγω θερμότητας. Αυτός είναι και ένας απο τους λόγους όταν είναι κρύα η μηχανή να έχουμε κατανάλωση λαδιού. Η κορώνα του εμβόλου είναι σκόπιμα πιο μικρής διαμέτρου για να μην έρχεται σε επαφή με τον κύλινδρο. Ετσι, όταν υπάρχει αυτανάφλεξη, η φθορά στην επιφάνεια του κυλίνδρου και του εμβόλου είναι στις γεωμετρικές ακμές του τετραγώνου. Αλλά η φθορά απο την αυτανάφλεξη δεν περιορίζεται μόνο σε αυτό.

Κάτι που συμβαίνει στους κινητήρες 2 χρόνων είναι οτι λόγω της μεγάλης διαστολής του εμβόλου, σε αυτά τα 4 σημεία γίνεται απόξεση υλικού απο την επιφάνεια του κυλίνδρου και τα θραύσματα μεταφέρονται στα αυλάκια των ελατηρίων του εμβόλου. Το ελατήριο συμπίεσης δεν μπορεί να διατηρήσει την ελαστικότητα του και δεν ακολουθεί την γεωμετρία του κυλίνδρου. Εν αρχή, έχουμε απώλεια συμπίεσης και μειωμένη απόδοσης, μετά η συμπίεση μεταβαίνει στο κάρτερ και τέλος ο κινητήρας μας αφήνει χρόνους.

Όταν ο κινητήρας βρεθεί στον πάγκο του μηχανικού μπορεί να τον ακούσετε να λέει "ζημιά απο προανάφλεξη". Όχι είναι ζημιά απο αυτανάφλεξη. Μερικές φορές είναι δύσκολο να ξεχωρίσουμε απο που προήλθε η ζημιά αλλά ακολουθεί μια ακόμα ένδειξη.
Όταν βρισκόμαστε με τέρμα πατημένο το γκάζι ο κινητήρας μπορεί να δουλεύει άψογα απο το πλούσιο μείγμα αέρα-καυσίμου. Αλλά όταν αφήσουμε το γκάζι στην μέση, η αυτανάφλεξη μπορεί να επέλθει. Αυτός είναι λόγος για καταστροφή αλλά και για λάθος διάγνωση γιατί το συμβάν δεν έγινε όταν το γκάζι ήταν πατημένο τέρμα στο πάτωμα.

Εδώ πρέπει να επικεντρωθούμε οτι η αυτανάφλεξη είναι αρκετά σύντομη και οτι γίνεται αφού προκληθεί σπινθήρας απο το μπουζί. Στις περισσότερες περιπτώσεις συμβαίνει μετά το πέρας του ΑΝΣ όταν το έμβολο κατεβαίνει. Έχουμε υψηλή πίεση στον θάλαμο καύσης έτσι και αλλιώς. Οπότε η αύξηση της πίεσης οδηγεί στην αστοχία.

Αιτίες για αυτανάφλεξη:

Η αυτανάφλεξη επηρεάζεται απο τον σχεδιασμό του θαλάμου καύσης (σχήμα, μέγεθος, γεωμετρία, τοποθεσία μπουζί), την σχέση συμπίεσης, τον χρονισμό του κινητήρα, την θερμοκρασία του καύσιμου μείγματος, την πίεση στους κυλίνδρους και τον αριθμό οκτανίων στο καύσιμο. Πολύ αβάνς στον κινητήρα ανάβει το μείγμα πολύ γρήγορα οπότε αυξάνεται η θερμοκρασία και το υπολειπόμενο μείγμα μπορεί να αναφλεγεί απο μόνο του. Μειώνοντας την προπορεία ανάφλεξης περιορίζει το φαινόμενο. Ο αριθμός οκτανίων του καυσίμου δεν είναι κάτι καινούριο. Ο βαθμός οκτανίων χαρακτηρίζει την αντικροτικότητα της βενζίνης, την αντίσταση δηλαδή στην αυτανάφλεξη. Ο βαθμός οκτανίου του καυσίμου εξάγεται απο πειραματική μηχανή με γνωστή συμπίεση και συγκρίνεται με ένα συμβατικό καύσιμο οπότε και γίνεται η βαθμονόμιση. Ένα καύσιμο μπορεί να έχει μια ποικιλία απο πρόσθετα ή απλά να έχει μεγάλο αριθμό οκτανίων. Η αλκοόλη (μεθανόλη ή εθανόλη) έχει μεγαλύτερο βαθμό οκτανίου (όχι οκτάνια!!!) και επειδή κρυώνει το μείγμα καλύτερα, είναι λιγότερο επιρρεπής σε αυτανάφλεξη. Αν το καύσιμο μας ήταν χαμηλότερου βαθμού οκτανίου, τότε κάτι απο τα προηγούμενα θα μπορούσε να δημιουργήσει αυτανάφλεξη.

Ο σχεδιασμός των κινητήρων είναι τέτοιος και βασίζεται στα διαθέσιμα καύσιμα της αγοράς. Οι σχεδιαστές κινητήρων χρησιμοποιούν τον ΕΑΣΜΠ (Ελάχιστος Αριθμός Σπινθήρα για την Μέγιστη ροπή - MBT στα αγγλικά) για να καθορίσουν την απόδοση. Είναι καλό να λειτουργεί ο κινητήρας σε MBT όλη την ώρα. Ας υποθέσουμε ένα κινητήρα που δουλεύει στις 4000 σαλ, με τέρμα γκάζι και σε πίεση εισαγωγής 98 kPa. Σε λειτουργία πάνω σε ένα δυναμόμετρο και χρησιμοποιώντας αντικροτικό καύσιμο καθορίζουμε την προπορεία του σπινθήρα. Θα υπάρξει ένα σημείο που η απόδοση ισχύος θα είναι μέγιστη. Με λιγότερο αβάνς απο αυτό το σημείο παίρνουμε λιγότερη ισχύ, με περισσότερο αβάνς δεν παίρνουμε τίποτα.
Τώρα, ο κινητήρας μας είναι σχεδιασμένος για εξαιρετικό καύσιμο και με αβάνς 20 μοίρες πριν το ΑΝΣ. Έστω οτι βάουμε κανονικό καύσιμο και αρχίζει η αυτανάφλεξη. Ρίχνουμε το αβάνς στις 10 μοίρες και σταματά η αυτανάφλεξη, αλλά ο κινητήρας δεν αποδίδει τα αναμενόμενα. Τώρα ο κινητήρας αποδίδει 5-6% λιγότερο ισχύ στην έξοδο του το οποίο δεν είναι αποδεκτό. Έτσι οι σχεδιαστές ρίχνουν την σχέση συμπίεσης αλλά αυξάνουν το αβάνς για να φτάσουμε στο σημείο MBT. Σαν αποτέλεσμα είναι μείωση της παραγόμενης ισχύος μόνο 1-2% χαμηλώνοντας την σχέση συμπίεσης. Τα εργαστηριακά τέστ μας δείχνουν ποιά είναι η βέλτιστη σχέση συμπίεσης με το καλύτερο αβάνς σε σχέση με τα διαθέσιμα καύσιμα.

Κάτι άλλο που μπορούμε να κάνουμε είναι να αυξήσουμε τον ρυθμό καύσης του μείγματος. Για αυτό ακούμε οτι οι σύγχρονοι κινητήρες διαθέτουν θαλάμους γρήγορης καύσης. Ο στόχος είναι οτι όσο πιο γρήγορα κάψεις το μείγμα, τόσο λιγότερο πιθανή είναι η αυτανάφλεξη. Είναι απλό φαινόμενο, καις γρήγορα το μείγμα οπότε δεν μένει κάτι άκαυτο για να γίνει αυτανάφλεξη.
Απο την άλλη, άν έχουμε καύση που αργεί να ολοκληρωθεί, όπως οι κινητήρες των μέσων του '80, τότε βλέπουμε αβάνς που φτάνει έως και τις 38 μοίρες πριν το ΑΝΣ. Και αυτό γιατί επειδή αργεί να καεί το μείγμα, πρέπει να το κάψουμε όλο πριν απο το βέλτιστο σημείο μέγιστης πίεσης (LPP) των 14 μοιρών μετά το ΑΝΣ. Αν έχουμε θάλαμο γρήγορης κάυσης, τότε μπορούμε να ρυθμίσουμε το αβάνς στις 15 μοίρες περίπου (ανάλογα τον κινητήρα). Αυτό είναι κάτι που το θέλουμε γιατί όσο πιο γρήγορα καιγεται το μείγμα, τόσο λιγότερο αβάνς δίνουμε στον σπινθήρα. Όσο λιγότερο αντιδρουν τα έμβολα με την δημιουργία πίεσης, τόσο καλύτερα λειτουργεί μια αντλία, και εδώ ο κινητήρας δρά σαν αντλία. Οι απώλειες απο την "άντληση" ελαχιστοποιούνται. Με άλλα λόγια, όταν το έμβολο ταξιδεύει προς το ΑΝΣ, η συμπίεση του μείγματος αέρα-καυυσίμου αυξάνεται. Αν δώσουμε σπινθήρα 38 μοίρες πρίν το ΑΝΣ, η πίεση που δημιουργείται είναι αντίθετη της φοράς κίνησης του εμβόλου και έτσι πέφτει η απόδοση. Αν δώσουμε έναυση καυσίμου 20 μοίρες πρίν το ΑΝΣ, το φαινόμενο περιορίζεται και ο κινητήρας γίνεται πιο αποδοτικός.

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τον σχεδιασμό θαλάμων γρήγορης καύσης και ένας απο αυτούς είναι η αυτανάφλεξη και ο περιορισμός της. Αν πάρουμε σύγχρονα παραδείγματα, το 1999 ένας κινητήρας είχε σχέση συμπίεσης 10.3:1. Θεωρούταν απο τους καλύτερους κινητήρες. Το 2000 και μετά οι κινητήρες άλλαξαν μορφή με θαλάμους γρήγορης καύσης. Σχεδιάστηκαν για να λειτουργούν με πιο συμβατικά καύσιμα και η σχέση συμπίεσης ελαττώθηκε κατά 0.3, έπεσε στο 10.0:1. Για αυτό τον λόγο, για να δουλεύουν οι κινητήρες αυτοί αποδοτικά έπρεπε η σχέση συμπίεσης να ήταν 9.3:1 αλλά με τους θαλάμους καύσης η σχέση συμπίεσης έπεσε μόλις στο 10:1. Η σχέση συμπίεσης παραμένει σχετικά υψηλή αλλά παίρνουμε τον μέγιστο βαθμό απόδοσης με συμβατικό καύσιμο. Για να γίνει αυτό έπεσε πολύς υπολογισμός πεπερασμένων στοιχείων για να εξακριβωθεί η ροή του μείγματος στον θάλαμο και πως αυτό μπορεί να καεί όσο πιο γρήγορα γίνεται.


Πηγη www.bmwforum.gr

Συνεχιζεται........
 

maik900

Administrator
Motoparea team
Δημοσιεύσεις
26.120
Ηλικία
62
Περιοχή
Αγρινιο
Μοτοσυκλέτα
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
Όνομα
ΜΙΧΑΛΗΣ
Περιοχή
ΑΓΡΙΝΙΟ
pirakia.jpg

Σχεδιασμός θαλάμου καύσης:

Ένας απο τους πιο χαρακτηριστικούς σχεδιασμού θαλάμου καύσης είναι ο κινητήρας Hemi, της Chrysler. Το όνομα του hemi είναι συντομογραφία της λέξης hemisphere (ημισφαίριο) γιατί στο άνω μέρος του καπακιού αυτό μοιάζει με μισή σφαίρα, σαν μισό πορτοκάλι. Οι βαλβίδες είναι 2 στον αριθμό εκατέρωθεν του θαλάμου καύσης με το μπουζί στην μέση. Το μείγμα καίγεται ευθεια προς τα κάτω. Αυτό δούλεψε καλά για συμβατικά οχήματα αλλά σε αγωνιστικές εφαρμογές είχε αρκετά προβλήματα. Επειδή ο θάλαμος καύσης είναι τόσο μεγάλος και η διάμετρος του κυλίνδρου επίσης μεγάλη, ο όγκος του θαλάμου καύσης ήταν αρκετά μεγάλος. Στα αγωνιστικά οχήματα έβαζαν έμβολα τα οποία είχαν καμπύλη στο άνω μέρος τους για να αυξήσουν την συμπίεση του κινητήρα. Σε ένα ακραίο παράδειγμα ο κινητήρας έφτανε σε σχέσεις συμπίεσης 13:1 ή ακόμα και 14:1 όταν ο θόλος του εμβόλου ήταν αρκετά μεγάλος. Ο θόλος του εμβόλου μιμούνταν περίπου το σχήμα του θόλου του καπακιού (ημισφαίριο) στο ΑΝΣ. Όταν γίνεται η καύση το κύμα της φλόγας είναι αρκετά αργό και μοιάζει με τα κύματα όταν ρίχνουμε ένα βότσαλο σε ήρεμο νερό. Για αυτό τον λόγο, επειδή η καύση ήταν αργή βλέπαμε αβάνς περίπου 40-45 μοίρες! Με τόσο πολύ αβάνς η αυτανάφλεξη ήταν σοβαρή αν δεν χρησιμοποιόταν καύσιμο με μεγάλο βαθμό οκτανίου. Για αυτό ήταν και δύσκολος ο προγραμματισμός του εγκεφάλου. Επειδή οι αγωνιστικοί κινητήρες στροφάρουν πολύ ψηλά η αυτανάφλεξη γίνεται πολύ γρήγορα και ξαφνικά χωρίς προειδοποίηση. Για αυτό έκαιγαν τα ελατήρια συμπίεσης, η συμπίεση εισερχόταν στο κάρτερ και ο κινητήρας αστοχούσε εντελώς. Σε αυτές τις περιπτώσεις οι μηχανικοί αδυνατούσαν να κατανοήσουν το γιατί αλλά πλέον μπορούν. Για αυτό οι κινητήρες με μικρούς θαλάμους κάυσης και επίπεδη κοιλότητα καπακιού άρχισαν να κερδίζουν έδαφος. Όσο πιο επίπεδη είναι η κοιλότητα του καπακιού, τόσο πιο ίσια έμβολα χρησιμοποιούνται για μεγάλη συμπίεση και τόσο πιο εύκολο είναι να αποφύγουμε την αυτανάφλεξη. Ο θάλαμος καύσης γίνεται πιο αποδοτικός και μείγμα καίγεται πιο γρήγορα λόγο του μικρού θαλάμου καύσης και της μικρότερης διαδρομής του εμβόλου.

Αισθητήρες αυτανάφλεξης:

Ο καλύτερος δείκτης για την αυτανάφλεξη είναι ο ήχος που προκαλείται απο αυτή, ειδικά στα παλιότερα μοντέλα, σε χαμηλές ταχύτητες και σε μεγάλο φορτίο. Είναι πολύ δύσκολο να ακούσουμε αυτόν τον ήχο σε καλά μονωμένα σύγχρονα αυτοκίνητα. Ο θόρυβος καλύπτεται επίσης όταν υπάρχει ελεύθερη εξάτμιση ή οταν γίνεται χρήση τούρμπο. Ένα απο τα πιο συνήθη αποτελέσματα της αυτανάφλεξης είναι ο μπλε καπνός απο την εξάτμιση που δείχνει καύση λαδιού απο σπασμένα ελατήρια συμπίεσης. Σπασμένες πορσελάνες απο τα μπουζί ή φθαρμένες ακίδες είναι οι πιο συνήθεις ύποπτοι για την αυτανάφλεξη και όταν έχουμε τέτοιες ενδείξεις πρέπει να ψαχτεί πιο διεξοδικά το πρόβλημα.
Η αυτανάφλεξη είναι δύσκολο να εντοπιστεί όταν ο κινητήρας δοκιμάζεται σε απομονωμένο δυναμόμετρο πάγκου. Μια τεχνική χρησιμοποιείται για αυτό τον λόγο και αν δείχνει απλή και "αρχαία" είναι αξιόπιστη για την ανίχνευση αυτανάφλεξης. Ονομάζεται "στηθοσκόπιο του γιατρού". Στην ουσία είναι κάτι σαν στηθοσκόπιο το οποίο τοποθετείται στο μπλόκ του κινητήρα. Τοποθετείται μια ελαστική μεμβράνη πάνω στο μπλόκ του κινητήρα ενώ απο εκεί βγαίνει ένας λεπτός ελαστικός σωλήνας στον χώρο που βρίσκονται οι παρατηρητές και οι μηχανικοί. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται απο αρκετούς μηχανικούς που προγραμματίζουν εγκεφάλους στο δρόμο με πραγματικά φορτία και δεν είναι λίγες οι φορές που εκτός απο το λάπτοπ στα πόδια τους φοράνε και ακουστικά!

Η άλλη τεχνική που χρησιμοποιείται είναι λίγο πιο εκλεπτισμένη και δίνεται σημασία στην θερμοκρασία των καυσαερίων (EGT). Η αυτανάφλεξη ρίχνει την θερμοκρασία των παραγόμενων καυσαερίων. Αυτό μπορεί να είναι παραπλανητικό γιατί η πτώση EGT μπορεί να σημαίνει πλούσιο μείγμα και ομαλή λειτουργία του κινητήρα αλλά μπορεί να είναι αποτέλεσμα αυτανάφλεξης. Για να είμαστε σίγουροι για τις ενδείξεις πρέπει να είμαστε εξοικειωμένοι με της θερμοκρασίες εξαγωγής υπο φορτίο και χωρίς φορτίο κατά την ομαλή λειτουργία του κινητήρα. Αυτό εξαρτάται επίσης και απο την θέση του αισθητήρα EGT καθώς και απο το πόσο γρήγορα μπορεί να διαβάσει μεταβολές στην θερμοκρασία. Αν για παράδειγμα αμέσως μετά την εξαγωγή βλέπουμε EGT που φτάνει τους 1500 βαθμούς και ξαφνικά πέσει στους 1125 τότε είναι σχεδόν βέβαιο οτι έχουμε αυτανάφλεξη του μείγματος. Η καλύτερη διάγνωση γίνεται όταν υπάρχει συνδυασμός αισθητήρα θερμοκρασίας καυσαερίων και "στηθοσκοπίου". Το καλό της υπόθεσης είναι οτι οι κινητήρες αστοχούν όταν δουλεύουν με αυτανάφλεξη για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν συμβαίνει αστοχία όταν αυταναφλέγονται στιγμιαία.

Προανάφλεξη:

Ο ορισμός της προανάφλεξης αναφέρεται στην έκρηξη του μείγματος πρίν γίνει έναυση του καυσίμου απο τα μπουζί. Η αυτανάφλεξη προκαλείται είτε απο υπερθερμασμένο μπουζί, είτε απο hot spots λόγω των επικαθήσεων άνθρακα είτε απο μια καμμένη βαλβίδα εξαγωγής.

Ας κρατήσουμε στο μυαλό μας την ακόλουθη διαδικασία για να αναλύσουμε την προανάφλεξη. Το καύσιμο μείγμα εισέρχεται στον θάλαμο καύσης πριν το έμβολο φτάσει στο ΚΝΣ. Κατόπιν, το έμβολο αλλάζει φορά κίνησης προς τα πάνω για να αρχίσει η συμπίεση. Η τάση στην ακίδα του μπουζί αρχίζει να αυξάνεται σταδιακά και δεν γίνεται απότομα όπως νομίζουμε. Αλλά όσο το έμβολο κινήται προς τα πάνω απαιτείται μεγαλύτερη τάση για να γίνει ανάφλεξη καθώς αυξάνεται η πίεση στον θάλαμο καύσης.

Ένα ερυθροπυρωμένο σημείο στον θάλαμο καύσης είναι η κυριότερη αιτία για προανάφλεξη. Είναι κατανοητό λοιπόν, οτι όταν υπάρχει ένα πολύ ζεστό σημείο στον κινητήρα όπως η ακίδα του μπουζί θα ήταν αιτία για να προαναφλεγεί το μείγμα πρίν το έμβολο ολοκληρώσει τον χρόνο συμπίεσης.Το αποτέλεσμα είναι κατανοητό. Κατά την διάρκεια της συμπίεσης, ο κινητήρας προσπαθεί να συμπιέσει ένα καυτό μείγμα αέρα και καυσίμου. Αυτό προκαλεί μεγάλο φορτίο στον κινητήρα και αυξάνει δραματικά την θερμοκρασία. Η ζημιά δεν αργεί να γίνει και δεν είναι εύκολο να εντοπίσουμε την προανάφλεξη γιατί δεν ακούγεται κάποιος κρότος αφού δεν έχουμε απότομη αύξηση της πίεσης που γίνεται ομαλά. Αυτό συμβαίνει πριν τον σπινθήρα απο το μπουζί. Δεν υπάρχει στιγμιαία αύξηση της πίεσης στον θάλαμο καύσης όπως στην αυτανάφλεξη αλλά γίνεται σε μεγάλο χρόνο και μπορεί να διαρκέσει τόσο πολύ, όσο διαρκεί ο τρίτος χρόνος, δηλαδή τόσο όχο χρειάζεται ένα έμβολο να ξεκινήσει απο το ΚΝΣ και να έρθει προς το ΑΝΣ. Αυτό είναι που υποβάλει τα μέρη του κινητήρα σε τόσο φορτίο. Δεν υπάρχει ξαφνική αύξηση της πίεσης που θα συντονίσει το μπλόμ ή το καπάκι και θα το ακούσουμε σαν κρότο. Οπότε δεν το ακούμε ποτέ και απλά ο κινητήρας αστοχεί. Οπότε είναι σχεδόν αδύνατο να εντοπιστεί και ξέρουμε οτι έχουμε προανάφλεξη αφού αυτή συμβεί και καταστραφεί ο κινητήρας. Προκαλεί καταστροφική αστοχία γιατί η αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας είναι έντονη. Αν συμβαίνει αυτανάφλεξη, ο κινητήρας μπορεί να ζήσει για αρκετό καιρό με αυτό, αν συμβεί προανάφλεξη ο κινητήρας καταστρέφεται σχεδόν αμέσως. Όταν οι μηχανικοί βλέπουν σπασμένες έδρες ελατηρίων συμπίεσης στο έμβολο αμέσως αναφέρονται στην προανάφλεξη σαν αιτία. Αυτό οφείλεται στην αυτανάφλεξη ενώ η προανάφλεξη προκαλεί μεγάλες τρύπες λιωμένου μέταλλου στην επιφάνεια του της κορώνας του.

Στην παρακάτω φωτογραφία θα δούμε ένα λιωμένο έμβολο λόγω προανάφλεξης:




Άλλες ενδείξεις προανάφλεξης είναι λιωμένα μπουζί, μπουζί που δεν υπάρχει πλέον ακίδα ή μπουζί που έχει σπάσει ή λιώσει η πορσελάνη τους.



Όταν το μπουζί υπερθερμαίνεται αποτελεί μια άλλη πηγή ανάφλεξης του καύσιμου μείγματος. Το μπουζί μπορεί να λιώσει ακόμα και πρίν συμβεί η προανάφλεξη. Οπότε και ένα μπουζί μπορεί να αποτελέσει και αιτία προανάφλεξης.

Συνεχιζεται........

Πηγη www.bmwforum.gr
 

maik900

Administrator
Motoparea team
Δημοσιεύσεις
26.120
Ηλικία
62
Περιοχή
Αγρινιο
Μοτοσυκλέτα
KAWASAKI ΖΧR 900 1999
MODENAS X CITE 135 2009
Όνομα
ΜΙΧΑΛΗΣ
Περιοχή
ΑΓΡΙΝΙΟ
unnamed.jpg

Η πιο σημαντική απόδειξη της προανάφλεξης φυσικά είναι η τρύπα στο κέντρο του εμβόλου.Αυτό συμβαίνει όταν προσπαθούμε να συμπιέσουμε ένα υπέρθερμο μείγμα με πίεση πολλαπλάσια της κανονικής πότε και καταρρέει η επιφάνεια του εμβόλου. Αυτά που θα αντέξουν περισσότερο είναι τα εξαρτήματα που έχουν μεγάλη αδράνεια στην απορρόφηση θερμότητας όπως τα τοιχώματα του μπλόκ και το καπάκι.Το έμβολο, το οποίο είναι φτιαγμένο απο αλουμίνιο, έχει μικρή αδράνεια στην απορρόφηση της θερμότητας, δηλαδή θερμαίνεται πολύ γρήγορα παρουσία θερμότητας. Η κορώνα του εμβόλου είναι σχετικά λεπτή, δεν μπορεί να αποβάλλει τα θερμικά φορτία και λόγω της τρομερής αύξησης της πίεσης αστοχεί στο πιο αδύναμο σημείο του, το κέντρο της κορώνας.


Πρέπει να δώσουμε έμφαση στο γεγονός οτι αρκετός κόσμος πιστεύει οτι το μείγμα αναφλέγεται λίγο πριν τον σπινθήρα απο το μπουζί. Στην ουσία, η σκέψη περιορίζεται 5-10 μοίρες πρίν το μπουζί σημάνει ανάφλεξη. Πρέπει να καταλάβουμε οτι τα πιο πιθανά σημεία για προανάφλεξη είναι 180 μοίρες πρίν το ΑΝΣ, ή ακόμα και 160 μοίρες, λόγω κάποιου υπέρθερμου σημείου στον θάλαμο καύσης. Ο στρόφαλος θα πάρει μόλις λίγες στροφές με αυτή την συνθήκη πρίν καταστραφεί τελείως ο κινητήρας. Σε αντίθεση πάντα με την αυτανάφλεξη όπου με αυτή την συνθήκη ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει για λεπτά ή ώρες ανάλογα με την απόδοση του. Η καταστροφή απο προανάφλεξη είναι άμεση.

Όταν αυξάνεται ραγδαία η θερμοκρασία στην κορώνα του εμβόλου, δεν υπάρχει αρκετός χρόνος για να μεταφερθεί αυτή η θερμότητα στην φούστα του εμβόλου και να γρατζουνίσει την επιφάνεια του κυλίνδρου. Απλά λιώνει το κέντρο του εμβόλου. Αυτή είναι και η σημαντικότερη διαφορά στην αστοχία μεταξύ προανάφλεξης και αυτανάφλεξης. Χωρίς την ραγδαία αύξηση της πίεσης δεν είναι δυνατόν να αντιληφθούμε τον κρότο όπως στην περίπτωση της αυτανάφλεξης. Η μόνη ένδειξη είναι ο άσπρος καπνός απο την εξάτμιση όταν ο κινητήρας έχει αστοχήσει. Ο μόνος τρόπος να ελέξουμε την προανάφλεξη είναι να περιορίσουμε τους παράγοντες που την προκαλούν. Τα μπουζί πρέπει να είναι κατάλληλης ψυχρότητας ανάλογα με τον κινητήρα. Στις αγωνιστικές εφαρμογές χρησιμοποιούνται ψυχρότερα μπουζί και πιο πλούσιο μείγμα. Το εύρος θερμοκρασίας των μπουζί εξαρτάται και απο την θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού. Η θερμοκρασία του μπουζί επηρεάζεται απο το ψυκτικό υγρό όπως απο την υψηλή θερμοκρασία του ή επειδή υπάρχει κάποιο πρόβλημα στην ροή του. Επίσης, ένα χαλαρά σφιγμένο μπουζί μπορεί να μεταφέρει θερμότητα απο τα στεγανά του. Επίσης, το φτωχό μείγμα καυσίμου μπορεί να προκαλέσει προανάφλεξη.

Οι μηχανικοί που σχεδιάζουν αυτοκίνητα καθημερινής χρήσης έρχονται αντιμέτωποι με ένα δίλημα. Τα μπουζί πρέπει να μπορούν να δουλέψουν σε θερμοκρασίες ακόμα και υπό το 0 κατά την ψυχρή εκκίνηση ενώ να αντέχουν αρκετά σε συνθήκες πλήρους φορτίου και θερμότητας με το γκάζι τέρμα πατημένο.
Εδώ παρουσιάζεται ο τρόπος που συμπεριφέρεται ένα μπουζί σε συνθήκες μεγάλου φορτίου και πως αντιστέκεται στην προανάφλεξη. Τοποθετούμε μια δίοδο στο κενό ανάμεσα στην ακίδα και στον θετικό πόλο του μπουζί και μετράμε το ρεύμα το οποίο την διαπερνά. Η δευτερεύουσα τάση δεν μπορεί να επιστρέψει πίσω στην άνοδο λόγω της μεγάλης αντίστασης της διόδου.
Όσο το μπουζί θερμαίνεται, τείνει να ιονίσει την δίοδο και ένα μικρό ποσό ρεύματος διαπερνά την δίοδο πίσω στην άνοδο. Ο κινητήρας υποβάλλεται σε μεγάλα φορτία και τα όργανα μέτρησης παρακολουθούνται. Στην ουσία παρακολουθείται η διέλευση ρεύματος μέσα απο τις διόδους που είναι μόλις μερικά χιλιοστά του Ampere και αυτό γίνεται εμπειρικά. Όταν το διάκενο θερμαίνεται υπάρχει κάποιο κρίσημο σημείο όπου η αντίσταση της διόδου μικραίνει και αυξάνεται η διέλευση του ρεύματος. Όταν αυτό συμβαίνει, χρειάζεται ρίξιμο της απόδοσης του κινητήρα μέσω του χρονισμού και του αβανς για να αποφευχθεί κάποια ζημιά.

Στην δεκαετία του '80, οι κινητήρες έβγαζαν την μισή ιπποδύναμη σε σχέση με τον κυβισμό των σύγχρονων κινητήρων και μπορούσαμε να προκαλέσουμε προανάφλεξη τεχνητά χρησιμοποιώντας θερμά μπουζί και κάνοντας πιο φτωχό το μείγμα. Έτσι παρακολουθούσαμε τα όργανα μέτρησης για να δούμε πότε συμβαίνει αυτό και είχαμε αρκετό χρόνο, ισως μερικά δευτερόλεπτα πριν οδηγηθούμε στην καταστροφη.

Με τους σύγχρονους κινητήρες με μεγαλύτερη απόδοση στον ίδιο κυβισμό, μόλις οι αισθητήρες βγούν εκτός επιθυμητών ορίων σημαίνει καταστροφή την ίδια στιγμή. Η προανάφλεξη συμβαίνει τόσο γρήγορα στους σύγχρονους κινητήρες που δεν υπάρχει περιθώριο αντίδρασης. Κατά την ψυχρή εκκίνηση και με ψυχρότερα μπουζί, δεν υπάρχει λόγος να ανησυχούμε. Τυπικό παράδειγμα κινητήρων με πολύ ψυχρά μπουζί είναι αυτοί στα αυτοκίνητα του NASCAR. Επειδή ο κύριος υπαίτιος για προανάφλεξη εξαφανίζεται με τα ψυχρά μπουζί, μπορούν οι μηχανικοί να κάνουν πιο φτωχό το μείγμα για να επιτύχουν καλύτερη οικονομία καυσίμου ή να δώσουν πολύ αβάνς, έστω και αν ρισκάρουν με την αυτανάφλεξη. Φυσικά κατά την ψυχρή εκκίνηση δεν κάνουν τόσο καλή καύση και έχουν μεγάλες εκπομπές ρύπων, αλλά δουλεύουν άψογα στις 8000 σαλ και με μεγάλο φορτίο.

Οι σχεδιαστές κινητήρων χρησιμοποιούν πολύ ψυχρά μπουζί κατά τον αρχικό σχεδιασμό και ρύθμιση μείγματος και αβάνς. Αλλά οι κινητήρες μαζικής παραγωγής έχουν πιο θερμά μπουζί για ευκολότερη ψυχρή εκκίνηση και μείωση των εκπομπών ρύπων. Για να αποφύγουμε την προανάφλεξη, η χαρτογράφηση του εγκεφάλου γίνεται με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να μην υπερθερμαίνονται τα μπουζί και να έχουμε πιθανές αιτίες προανάφλεξης. Αν σκεφτούμε έναν σύγχρονο κινητήρα σε δοκιμή 0-100 km/h, τότε θα δουλέψει αρκετά πάνω απο τις 6000 σαλ και ο λόγος αέρα/καυσίμου θα είναι ανάμεσα στο 11.5:1 έως 12:1, δηλαδή αρκετά πλούσιο. Αλλά κάτω απο σταθερό φορτίο, ας πούμε για 20 δευτερόλεπτα με σταθερή ταχύτητα, το μείγμα γίνεται αρκετά πιο πλούσιο και φτάνει ακόμα και στο 10:1. Αυτό γίνεται για να κρατούμε τόσο τις ακίδες των μπουζί όσο και τις κορώνες των εμβόλων σε χαμηλή θερμοκρασία. Αυτός ο εμπλουτισμός του μείγματος είναι απαραίτητος όταν οδηγούμε με μεγάλο φορτίο σταθερά και με το γκάζι τέρμα πατημένο. Το αποτέλεσμα είναι μια μικρή αύξηση της κατανάλωσης και πτώση της απόδοσης. Για να βελτιώσουμε την απόδοση, μπορούμε να φτωχύνουμε λίγο το μείγμα και κατόπιν να το ξανακάνουμε πάλι πλούσιο. Οι κινητήρες υψηλότερης απόδοσης είναι πιο επιρρεπείς στην προανάφλεξη αφού συνήθως περιστρέφονται σε πιο πολλές στροφές, καταναλώνουν πιο πολύ καύσιμο και παράγουν περισσότερη θερμότητα. Τα μπουζί θερμαίνονται και ο χρόνος αντίδρασης σε φαινόμενα όπως η προανάφλεξη είναι ελάχιστος.
Ένα σύστημα καρμπυρατέρ δεν θα μπορούσε ποτέ να δουλέψει σε ένα αυτοκίνητο τύπου NASCAR, γιατί θα θερμαινόταν πολύ γρήγορα και θα είχε σίγουρη την προανάφλεξη. Σε αυτοκίνητα όμως που τρέχουν στα dragster, η υπερθέρμανση των μπουζί δεν θα προλάβαινε να γίνει αφού ο αγώνας διαρκεί πολύ λίγο. Οι διαφορές στον προγραμματισμό των εγκεφάλων σε 2 διαφορετικούς τύπους κινητήρων είναι μεγάλος και για αυτό δεν θα μπορούσε ποτέ ένας κινητήρας που προορίζεται για dragster να χρησιμοποιηθεί σε αυτοκίνητο NASCAR.

Ο συνδυασμός των δύο φαινομένων:

Υπάρχει μια περίπτωση που αποκαλούμε οτι η αυτανάφλεξη προκάλεσε προανάφλεξη. Ακούγεται λίγο παράξενο αλλά ας το εξηγήσουμε καλύτερα. Ας φανταστούμε έναν κινητήρα υπο φορτίο που αρχίζει να έχει αυτανάφλεξη. Η αυτανάφλεξη συνεχίζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το μπουζί υπερθερμαίνεται γιατί λόγο της αύξησης της πίεσης σπάει το οριακό στρώμα γύρω απο τις ακίδες των ηλεκτροδίων που τις κρατά δροσερές. Η θερμοκρασία στις ακίδες αρχίζει να αυξάνεται γρήγορα με μή φυσιολογικό τρόπο μέχρι να ερυθροπυρώσουν και να γίνουν αιτία προανάφλεξης. Δεν θα υπήρχε περίπτωση να εμφανιστεί προανάφλεξη αν δεν προηγούνταν η αυτανάφλεξη!

Στην ουσία, αυτό συμβαίνει στους κινητήρες των αυτοκινήτων μαζικής παραγωγής. Οι κινητήρες μπορούν να αντέξουν για μεγάλα χρονικά διαστήματα με την αυτανάφλεξη. Και αυτό γιατί κατά τον σχεδιασμό, τα μηχανικά μέρη σχεδιάζονται με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να αντέχουν την σκόπιμη αυτανάφλεξη για μεγάλο χρονικό διάστημα κατά την διάρκεια των δοκιμών. Έτσι, θα δούμε τα έμβολα να αντέχουν αυτή την κατάσταση, όχι όμως και τα μπουζί τα οποία θερμαίνονται υπερβολικά και προκαλούν προανάφλεξη. Αυτό είναι και το φαινόμενο της προανάφλεξης που ακολουθεί την αυτανάφλεξη.

Πηγη www.bmwforum.gr
 
Top Bottom