Текст
/Ц
О-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГВФ
Канд. техн, наук Е. В. ЛЮБАНОВСКИЙ
О ХАРАКТЕРЕ
АНТИДЕТОНАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ
ВПРЫСКА ВОДЫ
В АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ АЭРОФЛОТА
Москва
1948
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ I ВФ
1-----------------------------------—
Канд. техн, наук Е. В. ЛЮБАНОВСКИЙ
О ХАРАКТЕРЕ
АНТИДЕТОНАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ
ВПРЫСКА ВОДЫ
В АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ АЭРОФЛОТА
Москва
1948
ПРЕДИСЛОВИЕ
За последние годы впрыск воды на всасывании вполне заслу-
женно получил всеобщее признание как мощное средство подавле-
ния детонации н снижения температурного режима современных
форсированных авиационных двигателей. Многочисленные экспе-
риментальные работы, проведенные различными организациями в
СССР н за рубежом, отмечают значительный антидетонационный
эффект, получающийся от применения впрыска воды. В этих рабо-
тах указывается на большое охлаждающее действие, характерное
для этого способа подавления детонации в двигателе. Обычно
охлаждающее действие связывают с ангидетонационным эффек-
том от подачи воды на всасывании, считая что оно полностью
определяет н характер последнего. Однако никаких эксперимен-
тальных данных, подтверждающих такое положение, не приводится
Настоящая исследовательская работа наглядно показывает, что
антидетонационный эффект от впрыска воды далеко ие исчерпы-
вается охлаждающим действием. Работа вскрывает действитель-
ный характер антидетонационного действия воды по отдельным эле-
ментам, связанным с подачей воды во всасывающую систему
авиационного мотора.
В работе дается количественная оценка каждого такого элемен-
та с точки зрения детонации в двигателе.
На основе анализа приведенного экспериментального материала
автор приходит к определенным теоретическим н практическим
выводам, которые представляют большой интерес для инженерно-
технических работников эксплоатации и промышленности.
Работа проведена в средине 1945 г., но по техническим причи-
нам, не зависящим от автора, ее опубликование сильно задер-
жалось.
О ХАРАКТЕРЕ АНТИДЕТОНАЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ
ВПРЫСКА ВОДЫ ВО ВСАСЫВАЮЩУЮ СИСТЕМУ
АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Многочисленные работы, проводившиеся в 1942—1944 гг. в НИИ
ГВФ, ГКНИИ ВВС, ЦИАМ и на заводах МАП с полной очевид-
ностью показали, что впрыск воды во всасывающую систему авиа-
ционных двигателей может с большим успехом использоваться как
средство подавления детонации, форсирования мощности, сниже-
ния температурного режима цилиндровой группы и снижения тем-
пературы всасываемой смеси.
Впрыск воды, как средство кратковременного форсирования
мощности, получил за последние годы широкое практическое при-
менение почти на всех мощных зарубежных моторах, как Пратт-
Уитней и Паккард (изготовляющийся по лицензии Роллс-Ройса)
в США, Бристоль «Центавр» и Нэпир «Сейбр» в Англии, Даймлер-
Бенп DB и Юнкере в Германии.
Однако, насколько нам известно, до сих пор вопрос о характе-
ре антидетонационного действия впрыска воды не освещался в ли-
тературе. Между тем этот вопрос представляет не только теорети-
ческий, но и большой практический интерес.
Ниже, на основе экспериментальных материалов *, делается по-
пытка выяснить характер антидетонационного действия воды, или,
другими словами, рассматривается вопрос, каким образом вода,
будучи введена в цилиндр, делает рабочую смесь менее подготов-
ленной к условиям возникновения детонации.
Рассмотрим, какое действие оказывает вода при впрыске ее в
анлиндр. Оставляя в стороне маловероятное предположение о не-
посредственном участии воды (водорода или кислорода) в процес-
се подготовки реакции сгорания или в самом сгорании, следует
ожидать, что вода косвенным образом действует на физико-химиче-
ские параметры процесса сгорания. Действие воды, подаваемой во
всасывающую систему, влияющее на момент возникновения дето-
нации, может выразиться в следующем: во-первых, вода охлаждает
рабочую смесь, поступающую в цилиндр; во-вторых, она охлаждает
• Эксперимент был проведен в средине 1S45 г.
&
геловку цилиндра и его детали (поршень, клапаны и пр.) и, в-тре-
тьих, пары ее, присутствуя во время протекания рабочего процесса,
влияют, как инертные газы, на ход процесса сгорания.
Рис 1. Схема системы впрыска воды и впуска пара на одноцилиндровой
установке с цилиндром АШ-62.
Все эти трн фактора, безусловно имеющие место в случае
впрыска воды, действуют в сторону замедления химической под-
готовленности части заряда, сгорающей в последнюю очередь, а
следовательно, действуют в сторону устранения детонации
Надо полагать, что каждый из этих трех факторов оказывает
вполне определенное действие в указанном направлении и что ве-
личина этого действия зависит от конкретных условий осуществле-
ния процесса впрыска воды. Невидимому, количественное опреде-
ление самостоятельного действия каждого из этих факторов и зна-
ние общего суммарного антидетонапионного действия воды укажут
долю участия каждого фактора в отдельности и характер антиде-
тонационного действия воды.
С целью определения самостоятельного антндетонационного
действия каждого из упомянутых выше трех факторов и были про-
ведены настоящие опыты, результаты которых изложены ниже.
Опыты проводились на одноцилиндповой установке воздушного
охлаждения с цилиндром мотора АШ-62. Схема впрыска воды по-
казана на рис. 1.
Впрыск воды осуществлялся через форсунку с механическим
распылом под давлением от 1,5 до 4 ат. Детали схемы ясны из
рис. 1 и не требуют пояснений.
Первичным материалом для получения нижеизложенных зави-
симостей послужили снятые детонационные характеристики, пока-
зывающие зависимость допустимого (с точки зрения детонации)
давления наддува от изменения состава смеси при неизменности
всех прочих моторных параметров.
Характеристики снимались иа одинаковом, принятом нами ус-
ловно. режиме начала детонации. Этот режим характеризовался
появлением ясно слышимых детонационных стуков (примерно 6—
10 в минуту) с одновременным сохранением устойчивости в отно-
шении мощности, оборотов и теплового состояния, контролируемо-
го термопарами под свечами. На одноцилиндровом двигателе не-
трудно добиться полной четкости и определенности такого режима.
Характеристики снимались при постоянном числе оборотов
л—1800 об/мии, постоянной температуре до карбюратора С=80°П.
постоянном опережении зажигания <р°=20° и примерно постоянной
температуре головки цилиндра.
Чтобы исключить влияние химического состава топлива на ко-
личественные соотношения между повышением наддува, обеднени-
ем смесей и потребным увеличением октанового числа, данное ис-
следование проводилось на одном сорте топчива Б-70, которое име-
ло октановое число 77,5 (по моторному методу). Исходным мате-
риалом для количественной оценки антндетонационного действия
воды и вышеупомянутых трех факторов в отдельности послужили
детонационные характеристики, снятые на этом топливе с различ-
ным содержанием ТЭС. В табл 1 приводятся полученные резуль-
таты.
Таблица дает возможность оценить значение одной единицы
октанового числа топлива, если ее выразить в давлении ияддува
или в составе смеси. Так, напоимер, пои повышении наддува
Р* па 17—17,4 мм рт. ст. требуется повысить октановое число
данного сорта топлива на одну единицу, а при обеднении со-
става смеси от а=0,6 до 0,7 требуется увелнчить’!’октановое
число на 3,72 единицы (т. е. одна единица октанового числа
соответствует 0,026а), от а=0,7 до 0,8—на 4,23 единицы (со-
ответствие одной единицы октанового числа 0,023а) ота=0,8
до 0,9—на 4,7 единицы (соответствие 0,0213а).
Эти данные были исходными для сравнения дальнейших ни-
жеизложенных данных.
Таблиц °
Соотношение между октановым числом топлива, допустимым
наддувом и составом смеси
\ Давление \ наддува \ Рк ММ \ рт. ст. Состав смеси Сорт топлива и октановое число Значение единицы октанового числа, выра- женное
Б-70 Q.=77,5 0,6 Б-70 Й=80 1,6 Б-70 <2=84 3,3 Б-70 о=89
в давлении наддува Рк мм рт. ст. в составе смеси а
а=0,60 895 950 1005 — 17 от 0,6 до 0.7
а—0,70 835 880 945 1030 17 от —0,026а до 08-0.023.
а =0,80 765 805 870 965 17,4 от 0,8 до 0.9-0.0213»
а =0,90 790 875 17,0
Аналогичные детонационные характеристики были сняты на
этом же сорте топлива Б-70 без ТЭС, но с впрыском воды во
всасывающий патрубок в количестве, необходимом для поддер-
жания режима начала детонации, при повышении наддува и
обеднении состава смеси. Полученные результаты представлены
на рнс. 2 и табл. 2 из которых видно, что каждая характерис-
тика снималась прн впрыске определенного постоянного коли-
чества воды Оеое = 3; 4,1; 6 и 8 кг/час.
Антидетонационное действие от впрыска воды, выраженное
в возможном повышении давления наддува и соответствующее
приросту детонационной стойкости топлива (вернее, топливно-
воздущной смеси), показанному в октановых единицах, пред-
ставлено на рис. 3.
Примечание Более подробно об аитидетонацновном действии воды
изложено в книге: Кайдаш, Папок, Любановский и Блонский. „Впрыск воды в
авиационные двигатели*.
Рис, 2. Детонационные характеристики топлива Б-70 с различным
количеством впрыскиваемой воды. Впрыск во всасывающий патрубок
Таблипа 2
Соотношение между потребным количеством впрыскиваемой воды
во всасывающим патрубок, допустимым наддувом и составом смеси
X. Давление X. наддува Рк мм X. рт. ст. Состав X. смеси X. Количество впрыскиваемой воды, кг/час Средний аитидетоиацн- онный эффект 1 кг во- ды, выраженный
0 3 4.1 6 i 8 в Рк мм рт. СТ. в октановых единицах
а=0,70 835 885 910 935 965 16.25 0,955
а=0,80 765 820 845 87Ь 910 38,1 1,05
а—=0,90 — 765 795 820 860 18,9 1.И
9
При рассмотрении характера антндетонационного действия
впрыска воды следует учитывать самостоятельное действие
вышеуказанных :трех факторов, каждый из которых оказывает
вполне определенное-действие, направленное на устранение де-
тонации в двигателе.
Рве. 3. Возможное повышение наддува и детонационной стой-
кости топлива в зависимости ог процента впрыскиваемой
воды по отношению к топливу.
Чтобы выявить долю участия в антидетонационном эффекте
от впрыска воды каждого из этих факторов, были проведены
опыты для определения количественного влияния на детонацию
температуры воздуха иа всасывании, температуры головки ци-
линдра н впуска водяного пара. Для этой цели снимались со-
ответствующие детонационные характеристики.
10
Для оценки влияния температуры воздуха, поступающего в
цилиндр 4. на детонацию в двигателе были сняты детонацион-
ные характеристики на топливе Б-70 (с октановым числом /7,5)
при температурах воздуха на всасывании tK = 55°, 80° и 106°Ц,
при этом неизменными оставались: число оборотов, 'давление
наддува, опережение зажигания и температура головки цилинд-
ра. Результаты опытов представлены иа рис. 4.
Рис. 4. Допустимое по детонации обеднение смеси в за-
висимости от температуры воздуха на всасывании для
разных давлений наддува Р*
Из кривых рис. 4 и из данных табл. 1 нетрудно получить
количественную оценку фактора tK с точки зрения детонации.
Сравнение располагаемых здесь данных показывает, что повыше-
ние на одну единицу октанового числа данного сорта топлива по-
зволяет повысить температуру воздуха на всасывании tK на 13°Ц.
Для оценки влияния температуры головки цилиндра на де-
тонацию были сняты специальные детонационные характерис-
тики, приведенные на рис. 5.
Методика снятия характеристик, показанных на рнс. 5, сво-
дилась к тому, что при постоянных значениях п и tK (темпе-
ратура до карбюратора см. схему рис. 1) изменялась при по-
мощи вентилятора температура головкн цилиндра. По мере
изменения темпеоатуры головки цилиндра приходилось также
изменять и состав смеси для того, чтобы поддерживать обус-
ловленный при наших опытах постоянный режим начала дето-
11
нации. Из рис. 5 видно, что эффективная мощность цилиндра
резко падает с увеличением температуры головки, причем это
падение—относительно более сильное для более низких значе-
ний наддува. Этот факт можно, невидимому, объяснить все
увеличивающейся долей механических потерь (что особенно
заметно на одноцилиндровой установке) для более низких
абсолютных значений эффективной мощности.
Касаясь причин, вызывающих падение мощности с увеличе-
нием температуры головки цилиндра, следует отметить, что
относительное кпадение мощности намного превышает относи-
Рис. 5. Изменение мощности, удельного расхода
топлива и состава смеси в зависимости от темпе-
ратуры головки цилиндра на режиме начала
детонации.
тельное падение коэфициента наполнения, подсчитанного по
замеренному расходу воздуха н отнесенного к температуре на
входе в карбюратор. В то же время, как известно из теории
авиационных двигателей, повышение температуры цилиндра
должно дать некоторое повышение индикаторного коэфициента
полезного действия за счет меньшей теплоотдачи в стенку
цилиндра, следовательно, указанное расхождение между изме-
нением коэфициента наполнения и мощностью фактически бу-
дет еще больше. Объяснение этому факту следует, очевидно,
искать в подогреве рабочей смеси перед цилиндром, связан-
ным с высокой температурой гсловки цилиндра. Температуру
смеси трудно точно замерить из-за наличия в рабочей смеси
топлива в жидкой фазе и искажении в связи с этим показаний
12
термометра. Вопрос об установлении действительной завиви
мости между температурой цилиндра н развиваемой двигателем
мощностью должен послужить предметом специального иссле-
дования.
На основе снятых детонационных характеристик были по-
строены кривые, показывающие зависимость допустимого с
(точки зрения детонации среднего индикаторного давления от
[температуры головки цилиндра, ибо только на -основе такого
Рис. 6. Влияние температуры головки цилиндра иа допу-
ci имев по детонации среднее индикаторное давление.
соотношения и можно оценить действительное количествен-
ное влияние температуры головки цилиндра на детонацию Ме-
тод оценки влияния этого фактора на детонацию в зависимос-
ти от давления наддува, как показано на рис. 2, в данном
случае не годится в связи со значительным изменением мощ-
ности по мере изменения температуры цилиндра, что само по
себе влияет на детонацию.
На рис. 6 представлено допустимое из условий детонации
среднее индикаторное давление в зависимости от температуры
цилиндра АШ-62. Приведенная температура представляет собой
среднее значение из показаний термопар под обеими свечами.
Пользуясь данными рис. 9, показывающими связь между
средним индикаторным давлением н октановым числом испы-
туемого топлива, можно оценить влияние температуры головки
18
цилиндра на детонацию» которое аыражается в соответствий
32°Ц одной единице октанового числа данного топлива, отсюда
можно видеть, что температура головки цилиндра влияет на
детонацию значительно слабее (примерно в 2,5 раза), чем тем-}
пература всасываемого воздуха 4.
Этот факт становится понятным, если принять во внимание,
что явление детонации, в конечном счете, вызывают темпера*
тура и давление части заряда, сгорающей в последнюю очередь,
Совершенно очевидно, что рабочая смесь, уже подогретая до
поступления ее в цилиндр, будет иметь значительно более
высокие температуру и давление в конце хода сжатия и пос-
ле частичного воспламенения ее, чем рабочая смесь, подогре-
ваемая от стеиок цилиндра во время ходов всасывания и сжатия.
Это замечание, как будет указано ниже, следует иметь
в виду при оценке антидетонационного действия впрыска воды,
которое может быть различно в зависимости от места распо-
ложения впрыскивающей форсунки и от существующей темпе-
ратуры смеси до поступления ее в цилиндр.
При впрыске воды во всасывающую систему авиационного
двигателя, у которого температура смеси довольно высокая,
следует предполагать, что даже когда впрыск во всасывающий
патрубок осуществляется при tK — £0°Ц (как при наших опытах)
вода в конце хода всасывания или—самое позднее—в начале
сжатия полностью испаряется и поэтому сильное охлаждающее
действие ее, связанное с большой теплотой парообразования,
к этому моменту полностью исчерпывается; следовательно, к
этому моменту исчерпывается и ее антндетонационное действие
непосредственно связанное с охлаждающим эффектом. Даль,
нейшее антидетоиационное действие воды будет, невидимому-
определяться влиянием водяного пара, поэтому для оценки,
аитидетоиационного эффекта воды в последней фазе ее дей-
ствия, когда она находится в виде пара, и были проведены
соответствующие опыты.
Пар под давлением 1,5—1,бати при температуре 120—125°Ц
подавался (как видно из схемы рис. 1) вблизи всасывающего
патрубка в количестве, необходимом для поддержания режима
начала детонации по мере изменения состава смеси и давления
иаддува.
Количество подаваемого пара замерялось посредством сопла,
поставленного на пути от котла, где получался пар, до цилин-
дра Сопло было предварительно тщательно протарировано по
перепаду давления в ртутном диференцнальном манометре.
Наиболее удобным методом снятия детонационных характе-
ристик с подавлением детонации водяным паром оказался
следующий.
При постоянных давлениях наддува — 730, 827, 910 и
975 мм рт. ст. и неизменных прочих параметрах, как n, и
4ол» подавались определенные количества пара, для которых
подбирался состав смеси, соответствующий режиму начала
14
детонации (принятому нами, как стандарт, для всех произведен
ных опытов).
Результаты опытов приведены на рис. 7. На рис. 8 показано
сравнительное антидетонационное действие от впрыска воты
и пуска пара для одинаковых значений давлений наддува—
Как видно из рис. 8, на базе значений Рк нельзя сравнивать
антндетонапиовное действие воды и пара, поскольку в послед-
нем случае мощность, а вместе с ней и склонность двигателя
к детонации резко падают. Очевидно, что это сравиепре
правильнее делать на базе среднего индикаторного давления
двигателя.
На рис. 9 дано такое сравнение, из которого вндио, что с
точки зрения детонации вода значительно эффективнее, чем
15
пар; например, при одних и тех же прочих равных условиях
впрыск 6 кг/час воды оказывает такой же антндетонациоиный
эффект как 14 кг/час водяного пара. Следовательно, вода
эффективнее пара в этом отношении примерно в два—три раза
Рис. 8. Изменение мощности, удельного расхода топлива, темпер:
туры головки цилиндра и потребного количества воды и водяного
пара для подавления детонации в зависимости от давления
наддува Рк-
Верхняя кривая на рис. 9 получена иа основе обработки
результатов данного испытания н служит как бы масштабом
для количественной оценки связи рассматриваемых здесь
факторов с детонацией.
16
Считаем ие лишним показать сравнительное действие,
которое оказывает ввод воды и пара в цилиндр авиационного
двигателя.
На основе проведенных опытов и рис. 10 и 11 можно резю-
мировать следующее.
1. Аитидетонациоиное действие впрыска воды значительно
выше, чем пара. Впрыск воды во всасывающий патрубок
оказывает примерно в 2.3 раза более сильное действие, чем
5г
Рис. 9. Допустимое по детонации среднее индикаторное
•тавлеиие в зависимости от октанового числа топлива и от
количества подаваемой воды и водяного пара.
пар. Впрыск воды до карбюратора (или до нагнетателя у целою
мотора), как показано будет ниже, оказывает еще более силь-
ное аитидетонациоиное действие.
2. Впрыск воды во всасывающий патрубок начинает оказы-
вать, как видно из рис. 11, заметное влияние на мощность
н удельный расход топлива примерно с 50—60% от веса
израсходованного топлива, впуск же пара снижает мощность
(рис. 10) с самых минимальных значений. При впуске пара
в 50— 60% от веса израсходованного топлива мощность
снижается на 11—15%.
3. Охлаждающий эффект от впрыска воды гораздо более
значитетен, чем от пара. Максимальное охлаждение головки
цилиндра достигается при впрыске во всасывающий патрубок,
17
когда иеиспарившаяся вода попадает непосредственно на горя-
чую внутреннюю поверхность цилиндра. Пар оказывает на
цилиндр охлаждающее действие соответственно снижению
мощности, вызванному разбавлением рабочей смеси инертным
газом (паром).
Снижение температуры цилиндра обязано, невидимому, частич-
но и снижению средней температуры цикла за счет относитель-
но большой (по сравнению с рабочей смесью) теплоемкости
воды и пара.
Рис. 10. Изменение мощности, удельного расхода
топлива и температуры головки цилиндра в за-
висимости от количества впускаемого водяного
пара иа всасывании.
При впрыске воды до карбюратора ие наблюдается такое
стремительное снижение температуры цилиндра, как при
впрыске во всасывающий патрубок. Это объясняется тем, что
значительная доля теплоты парообразования отнимается у воды
рабочей смесью до цилиндра.
4. Эксплоатационная схема впрыска воды в двигатели, как
показал опыт, осуществляется довольно просто и не требует
дополнительного сложного оборудования, в то время как
получение и подачу пара в цилиндры двигателя осуществить
иа практике значительно сложнее Поэтому использование пара
тля подавления детонации в авиационных двигателях можно
Л
считать практически совершенно непригодным, что же касается
впрыска воды, то он оказался практически вполне пригодным
и желательным средством подавления детонации в авиационных
двигателях.
Рис. 11. Относительное изменение мощности, удельного расхода и
температуры головки цилиндра в зависимости от количества впрыс-
кив; мой воды (вода впрыскивается во всасывающий патрубок).
Переходя к оценке характера антидетонационного действия
впрыска воды следует указать, как уже ясно нз вышеизложен-
ною, что это действие далеко не исчерпывается только иепо-
средств< шым охлаждающим эффектом воды. В этом убеждают
19
нас следующие два факта: первый факт—впуск пара с темпе-
ратурой, превышающей значительно температуру рабочей
смеси, как уже выяснили, оказывает самостоятельный антиде-
тоиационный эффект (рис. 7, 8), такой же эффект оказывают,
как известно, выхлопные газы даже не охлажденные. Второй
факт —если предположить, что вся теплота парообразования
воды используется для снижения температуры смеси до цилин-
дра (а влияние этой температуры на детонацию очень сильное),
то и тогда, как показывают подсчеты, аитидетонационный
эффект будет значительно ниже, чем это имеет место в дейст-
вительности от впрыска воды.
Таким образом, полученный нами экспериментальный материал
и его обработка дают основание сделать вывод о том, что
аитидетонационный эффект от впрыска воды складывается из
следующих трех элементов:
а) охлаждение рабочей смеси;
б) охлаждение цилиндра и его деталей;
в) действие пара, как инертного газа.
Полученный материал позволяет оценить не только каче-
ственную сторону разбираемого вопроса, но и определить долю
участия каждого из указанных трех элементов.
Какое самостоятельное участие каждого из указанных
элементов в деле подавления детонации при впрыске воды во
всасывающий патрубок, показано на рис. 12, построенном на
основании данных, представленных на рис. 3, 4, 6, 9 и 11 и не
требующих особых пояснений. Отметим только, что влияние
температуры головки цилиндра нами взято, как указывается
выше, из расчета соответствия одной единицы октанового
числа изменению температуры на 32°Ц, при чем снижение
температуры головки цилиндра взято из рис. 6, как среднее
значение из показаний передней и задней свечей.
Как видно из рис. 12, нижняя часть диаграммы, заштрихован-
ная влево, относится к антидетонационному действию от пара—она
составляет примерно одну треть от общего антндетонационного дей-
ствия впрыска воды во всасывающий патрубок. Средняя часть,
заштрихованная вправо, относится к антидетонационному дейст-
вию, возникающему от охлаждения головки цилиндра,—она мень-
ше нижней части и составляет примерно одну пятую часть (или
точнее 22%) от общего антндетонационного действия впрыска во-
ды. Верхнюю часть, заштрихованную в клеточку, мы относим к
действию от охлаждения рабочей смеси, имеющего место как до
поступления смеси в цилиндр,, так и в самом цилиндре.
Из представленной на рис. 12 диаграммы совершенно отчетливо
видно, что все три элемента участвуют в деле подавления детона-
ции, когда на всасывании цилиндра впрыскивается вода. Из нее же
видно, что доля фактора охлаждения смеси преобладающая—при-
мерно около 50% от общего антндетонационного действия воды. Это,
невидимому, связано с тем, что температура всасываемой смеси
оказывает наиболее сильное действие на детонацию. Отсюда сле-
дует весьма важный вывод, что поскольку относительное участие
20
фактора охлаждения смеси в аитидетонациоином эффекте от впры-
ска воды наиболее сильное, то в целях получения наибольшего
эффекта от воды, необходимо максимально использовать именно
этот фактор. Это значит, что подачу воды требуется осуществить
подальше от всасывающего клапана так, чтобы вода иа своем пути
Рис. 12. Повышение детонационной стойкости топлива при впрыске
воды и самостоятельное антидетонационное действие отдельных
элементов, связанных с впрыском воды.
до цилиндра сумела бы максимально снизить температуру смеси.
Это значит также, что больший антидетоиационный эффект полу-
чится, при прочих равных условиях, когда впрыск воды исполь-
зуется для больших температур смеси.
Очевидно, максимальный антидетонациоиный эффект от впры-
ска воды получится в том случае, когда вся вода успеет испариться
до поступления ее в цилиндр.
21
Результаты сравнительных опытов, проведенных с впрыском во-
ды во всасывающий патрубок н до карбюратора (схема рис. 1),
подтверждают высказанное предположение. Рнс. 13 показывает, что
впрыск воды до карбюратора, несмотря на некоторое повышение
мощности за счет охлаждения смеси до цилиндра и относительно
Рис. 13. Влияние места расположения впрыскивающей фор-
сунки на аитидетоиационное действие от впрыска воды.
более высокую температуру головки цилиндра, показывает более
высокий антидетонационный эффект, чем впрыск во всасывающий
патрубок.
Для иллюстрации полученных результатов на диаграмму рис. 12
пунктйром нанесен антидетонационный эффект от впрыска воды
до карбюратора, показывающий приращение детонациоино! стой-
кости топлива, в октановых единицах. Следует отметить, что в этом
случае доля участия водяного пара в общем антидетонационном
действии, повндимому, не изменится, а доля участия фактора охла-
ждения головки будет меньше, чем это изображено на диаграм-
ме, но зато участие фактора охлаждении смеси еще сильнее воз-
растет
22
Приведенный результат указывает на то, что для получения на
моторе большего антндетонационного эффекта от воды следует ее
впрыскивать в нагнетатель или в карбюратор, а не во всасывающие
патрубки.
ВЫВОДЫ
Исследование характера антндетонационного действия впрыска
воды, проведенное на одноцилиндровой установке с цилиндром
АШ-62. показало, что:
1 Анти детонационное действие от впрыска воды складывается
из действия отдельных элементов:
а) охлаждения всасываемой смеси (воздуха).
б) охлаждения цилиндра н его деталей,
в) действия пара как ннертиого газа, присутствующего во вре-
мя протекания рабочего процесса.
2. Доля участия каждого из указанных элементов различна
Охлаж1ение рабочей смеси оказывает наиболее сильное действие,
примерно около 50% от общего антндетонационного действия во-
ды; охлаждение цилиндра оказывает действие, равное примерно
20%, и действие водяного пара соответствует примерно 30% от
общего антидетонацнонного действия воды.
3. Аитидетонациоиное действие от впрыска воды получается
тем больше, чем сильнее используется при этом элемент охлажде-
ния смеси (воздуха); вследствие этого оно оказывается тем боль-
ше, чем дальше от всасывающего клапана расположена впрыски-
вающая форсунка, и чем выше температура смеси (воздуха), куда
впрыскивается вода. Следовательно, для получения большего анти-
детонанионного действия предпочтительнее впрыскивать воду в
нагнетатель илн до него, нежели вблизи всасывающего клапана.
Редактор М П. Мещеряков
Подписано к печати 26.2.48 г.
Исч 1,5 Уч-изд. л 1,. РИО М 939
Г75206 Тип. РИО Аэрофлота Москва, Старопанский. 5. Зак. 107