Двигатели с искровым зажиганием. Для уменьшения выде­ления токсичных веществ двигателями с искровым зажиганием необходимо предотвратить попадание в атмосферу углеводоро­дов, обусловленное испарением из топливной системы и выбро­сами с картерными газами, а также резко уменьшить содержа­ние основных токсичных компонентов (СО, СН, NO_x. и свинца) в отработавших газах. Ранее отмечалось, что главным источни­ком выделения токсичных веществ являются отработавшие газы, причем их состав непосредственно зависит от качества смесеобразования и сгорания.

Природа образования СО, СН, N0, содержащихся в отрабо­тавших газах, различна, поэтому при рассмотрении возможно­стей воздействия на рабочий процесс двигателя разделим ток­сичные компоненты на группы: 1—продукты неполного сгора­ния (СО и СН); 2 —окислы азота; 3 —соединения свинца.

Анализ физико-химических основ образования и выделения СО и СН показывает, что основными причинами, приводящими к появлению их в отработавших газах двигателя, являются не­достаток (общий или местный) кислорода; наличие в цилиндре зон пониженной температуры, в которых происходит или обрыв цепей окисления углеводородов, или очень существенное замед­ление реакций; вялое сгорание или даже пропуски воспламене­ния в отдельных циклах.

Общий или местный недостаток кислорода в процессе сгора­ния может быть обусловлен как регулировкой карбюратора (или системы подачи топлива) на обогащенную смесь, так и низким качеством смесеобразования (неоднородность топливовоздуш­ной смеси, наличие жидкой пленки топлива во впускном трубо­проводе, неоднородность распределения топлива по отдельным цилиндрам многоцилиндрового двигателя, цикловая неоднород­ность).

Пониженная температура газа вцилиндре в процессе сго­рания наблюдается около стенок камеры в «зоне гашения» (см. разд. 1.1).

Объем газа в зоне гашения зависит от размеров цилиндра, степени сжатия, отношения S/D, формы камеры сго­рания, наличия вытеснителей. Кроме того, в отдельных элемен­тах объема камеры сгорания вследствие неоднородности состава топливовоздушная смесь может оказаться вне пределов воспла­меняемости. Это также приводит к появлению зон пониженной температуры с высоким содержанием углеводородов.

Причиной вялого сгорания (пропуска зажигания) смеси в отдельных циклах могут быть отклонение от оптимального со­става смеси и степени турбулентности в зоне свечи, различия в общем составе смеси в отдельных циклах. Степень цикловой неравномерности зависит также от способа зажигания топливовоздушной смеси в цилиндре, от энергии искры и т. д. Вялое сгорание, а также пропуски зажигания могут иметь место, когда топливовоздушная смесь сильно разбавлена остаточными газа­ми, например в двухтактных карбюраторных двигателях или на режимах холостого хода.