Камеры сгорания в дизельных двигателях

КАМЕРЫ СГОРАНИЯ В ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Материал к теме: Система питания дизельных двигателей

Подготовил: преподаватель Холодная С.Г.

Классификация камер сгорания дизельного двигателя

• В зависимости от конструкции и используемого способа смесеобразования камеры сгорания дизелей делятся на две группы: неразделенные и разделенные.

Неразделенные камеры сгорания

•   представляют собой единый объем и имеют обычно простую форму, которая, как правило, согласуется с направлением, размерами и числом топливных факелов при впрыске. Эти камеры компактны, имеют относительно малую поверхность охлаждения, благодаря чему снижаются потери теплоты. Двигатели с такими камерами сгорания имеют приличные экономические показатели и хорошие пусковые качества.
• Неразделенные камеры сгорания отличаются большим разнообразием форм. Чаще всего они выполняются в днище поршней, иногда частично в днище поршня и частично в головке блока цилиндров, реже — в головке.

Камеры сгорания дизелей неразделенного типа:

а — тороидальная в поршне;

б — полусферическая в поршне и головке цилиндра;

в — полусферическая в поршне;

г — цилиндрическая в поршне;

д — цилиндрическая в поршне с боковым размещением

В камерах сгорания, приведенных на рисунке, а—д качество смесеобразования достигается исключительно путем распыления топлива и согласования формы камер с формой факелов впрыска топлива. В этих камерах чаше всего применяются форсунки с многодырчатыми распылителями и используются высокие давления впрыска. Такие камеры имеют минимальные поверхности охлаждения. Для них характерна низкая степень сжатия.

Камеры сгорания дизелей неразделенного типа

Камеры сгорания, показанные на рис. е—з, имеют более развитую теплопередаюшую поверхность, что несколько ухудшает пусковые свойства двигателя. Однако путем вытеснения воздуха из надпоршневого пространства в объем камеры в процессе сжатия удается создать интенсивные вихревые потоки заряда, которые способствуют хорошему перемешиванию топлива с воздухом. При этом обеспечивается высокое качество смесеобразования.

е — овальная в поршне:

ж — шаровая в поршне;

з — тороидальная в поршне с горловиной

Камеры сгорания дизелей неразделенного типа

к — вихревая в поршне;

л — трапецеидальная в поршне;

м — цилиндрическая в головке под выпускным клапаном

Камеры сгорания, показанные на рисунке, к—м, находят применение в многотопливных двигателях. Для них характерно наличие строго направленных потоков заряда, обеспечивающих испарение топлива и его введение в зону сгорания в определенной последовательности. Для улучшения рабочего процесса в цилиндрической камере сгорания в головке под выпускным клапаном (рис. м) используется высокая температура выпускного клапана, который является одной из стенок камеры.

Камеры сгорания дизелей разделенного типа:

Разделенные камеры сгорания  состоят из двух отдельных объемов, соединяющихся между собой одним или несколькими каналами. Поверхность охлаждения таких камер значительно больше, чем у камер неразделенного типа. Поэтому в связи с большими тепловыми потерями двигатели с разделенными камерами сгорания имеют обычно худшие экономические и пусковые качества и, как правило, более высокие степени сжатия.

Однако при разделенных камерах сгорания за счет использования кинетической энергии газов, перетекающих из одной полости в другую, удается обеспечить качественное приготовление топливно-воздушной смеси, благодаря чему достигается достаточно полное сгорание топлива и устраняется дымление на выпуске.

Камеры сгорания дизелей разделенного типа:

• а — предкамера; б — вихревая камера в головке; в — вихревая камера в блоке

Камеры сгорания дизелей разделенного типа:

• Кроме того, дросселирующее действие соединительных каналов разделенных камер позволяет значительно уменьшить «жесткость» работы двигателя и снизить максимальные нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма. Некоторое снижение «жесткости» работы двигателей с разделенными камерами сгорания может также обеспечиваться путем повышения температуры отдельных частей камер сгорания.

• Форма камеры сгорания сильно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные. Соответственно, моторы с камерами первого типа называются дизелями с непосредственным впрыском, а второго — с предварительным.

• При непосредственном впрыске топливо сразу поступает в камеру сгорания, расположенную в днище поршня. При этом предъявляются высокие требования к подаче топлива и воздуха. Топливо должно равномерно распределяться по объему камеры сгорания и интенсивно перемешиваться с воздухом. Для этого используют форсунки с многоструйным распылителем, а давление открытия в зависимости от системы впрыска достигает 1 700 бар.

• До недавнего времени непосредственный впрыск использовался на тихоходных дизелях большого объема. Хотя такие двигатели экономичнее (до 20%) моторов с разделенными камерами сгорания, их применение на небольших дизелях сдерживалось трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией, особенно в режиме разгона.

Несколько лет назад на рынке легкового машиностроения доминировали дизели с разделенными камерами сгорания. Впрыск топлива в этом случае осуществляется не в надпоршневое пространство, а в специальную камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров. При этом различают два процесса смесеобразования: предкамерный (его еще называют форкамерным) и вихрекамерный.

При форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает по специальным каналам в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью.

• Сейчас благодаря повсеместному внедрению электронного управления процессом дозирования топлива удалось оптимизировать процесс сгорания топливной смеси в дизеле с неразделенной камерой сгорания и снизить шумность до уровня современных требований к двигателю легкового автомобиля. В наше время уже невозможно представить себе сходящий с конвейера внедорожник с дизелем без непосредственного впрыска.

Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Впрыснутое в определенный момент топливо хорошо перемешивается с воздухом.

Таким образом, при разделенной камере сгорания происходит как бы двухступенчатое сгорание топлива. Это снижает нагрузку на поршневую группу, а также делает звук работы двигателя более мягким. Но, как мы уже упоминали, экономичность такого дизеля хуже, чем у мотора с непосредственным впрыском. Поэтому последние все чаще занимают достойное место под капотом легковых автомобилей и внедорожников, хотя предкамерные дизели все еще выпускаются. Новые же дизельные двигатели разрабатываются только с непосредственным впрыском.

• http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/klassifikatsiya-kamer-sgoraniya-dizel-nogo-dvigatelya/

Неразделенная камера — сгорание — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Неразделенные камеры сгорания более компактны, в результате чего потери тепла от камеры уменьшаются, облегчается процесс запуска и повышается экономичность работы двигателя. Вместе с тем однокамерные двигатели работают более жестко, поэтому износ деталей шатунно-поршневой группы у них интенсивнее. Смесеобразование у таких двигателей происходит при повышенном давлении, и, значит, топливоподающая и топ-ливораспыливающая аппаратура должна обладать повышенной гидравлической плотностью.
 [1]

Неразделенная камера сгорания геометрически представляет собой единый объем, куда форсункой вводится топливо и где происходят процессы смесеобразования и сгорания. Одна из неразделенных камер сгорания показана на фиг. Форсунка, расположенная по оси цилиндра, подает топливо несколькими струями, расходящимися широкоугольным конусом.
 [2]

Неразделенные камеры сгорания представляют собой единый объем, ограниченный поверхностями днища поршня, головки ( крышки) и цилиндра.
 [4]

Неразделенная камера сгорания представляет собой единый объем, заключенный между головкой цилиндра п поршнем. Этот объем образуется обычно за счет углубления в поршне или иногда н головке двигателя. Конфигурация неразделенных камер сгорания весьма разнообразна.
 [6]

Компактная неразделенная камера сгорания имеет на единицу объема наименьшую поверхность, что ограничивает потери теплоты через ее стенки. Это обстоятельство объясняет основные преимущества дизелей с неразделенными камерами сгорания.
 [7]

Неразделенная камера сгорания дизельного двигателя ( рис. 44, а, б, б) представляет собой компактную полость, ограниченную фасонным днищем поршня, а также поверхностями головки и стенок цилиндра. Форму неразделенной камеры сгорания выбирают в зависимости от расположения форсунки, количества, направления и формы струй топлива, вводимого через форсунку. Камера должна обеспечивать интенсивное завихрение в процессе смесеобразования.
 [9]

В неразделенные камеры сгорания ( они расположены в днище поршня) топливо подают под большим давлением 50 — 100 МПа. Это позволяет получить тонкое распылива-ние топлива, хорошее перемешивание его с воздухом, достаточную полноту сгорания, и двигатель будет развивать наибольшую мощность.
 [10]

Рассмотрим неразделенные камеры сгорания. В камерах этого типа собъемным смесеобразованием организация равномерного распределения топлива по заряду и камере представляет большие трудности.
 [11]

Схемы неразделенных камер сгорания представлены на фиг.
 [12]

У неразделенных камер сгорания все пространство сжатия представляет собой единый объем, который может быть размещен в головке поршня, в крышке рабочего цилиндра, либо между днищами поршня и крышки. В связи с тем, что топливо впрыскивается непосредственно в указанный единый объем, неразделенные камеры часто именуются камерами непосредственного впрыска.
 [14]

У неразделенных камер сгорания все пространство сжатия представляет собой единый объем, в который непосредственно впрыскивается топливо. Поэтому эти камеры часто называют камерами непосредственною впрыска.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

Камеры сгорания для дизельных двигателей

Форма камеры сгорания помогает определить качество сгорания и, следовательно, рабочие характеристики и характеристики выхлопа дизельного двигателя. Соответствующая конструкция камеры сгорания в сочетании с поршневым действием создает эффекты завихрения, хлюпанья и турбулентности, которые используются для улучшения распределения топлива и воздуха внутри камеры сгорания.

В дизельных двигателях используются следующие технологии:

• Неразделенная камера сгорания для двигателей с прямым впрыском (DI)
• Разделенная камера сгорания для двигателей с непрямым впрыском (IDI)

Среди этих двух неразделенная камера сгорания преимущественно используется в транспортных средствах из-за большей экономии топлива и меньшего шума и вибрации по сравнению к разделенным.

Неразделенная камера сгорания (DI):

Процесс прямого впрыска включает впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания. Камера сгорания также зависит от формы днища поршня. Распыление топлива, нагрев, испарение и смешивание с воздухом должны происходить в быстром порядке.

Во время тактов впуска и сжатия особая форма впускного отверстия в головке блока цилиндров создает воздушный вихрь внутри камеры. Из конструкций камер сгорания наиболее широко используемой в настоящее время является выемка днища поршня w.

Конструкция камеры сгорания также должна обеспечивать равномерное распределение топлива внутри камеры, чтобы могло происходить быстрое смешивание воздуха и топлива. Форсунка с несколькими отверстиями используется в процессе прямого впрыска для достижения лучшего распыления топлива. Давление, необходимое для прямого впрыска, довольно высокое и составляет 2200 бар.

На практике существует два типа прямого впрыска:

• Системы, в которых смесеобразование происходит за счет специально созданных эффектов воздушного потока эффекты потока

В последнем случае не тратятся усилия на создание турбулентности воздуха, что способствует более эффективной заправке баллона и меньшим потерям при замещении газа. Однако он требует лучшего расположения форсунок, большего количества форсунок и большей интенсивности давления впрыска, чтобы обеспечить эффективную топливно-воздушную смесь.

Камера прямого сгорания:

Как уже упоминалось, двигатели с непрямым впрыском гораздо менее экономичны и шумны, а также имеют более высокие выбросы выхлопных газов по сравнению с двигателями с технологией прямого впрыска. В результате камеры прямого сгорания используются редко.

Существует два типа процессов с технологией прямого сжигания:

• Система с камерой предварительного сгорания
• Система с вихревой камерой

Система с камерой предварительного сгорания:

В форкамерной системе топливо впрыскивается в горячую форкамеру, расположенную в головке блока цилиндров. Предварительные камеры намного меньше по размеру по сравнению с основной камерой сгорания. Топливо впрыскивается через игольчатую форсунку (1) при относительно низком давлении до 450 бар. Чтобы обеспечить беспристрастное сгорание топлива, в камеру предварительного сгорания подается лишь небольшое количество воздуха. Перегородка (3) особой формы расположена в центре камеры предварительного сгорания. Впрыскиваемое топливо ударяется о перегородку и тщательно смешивается с воздухом.

Частично сгоревшая топливно-воздушная смесь направляется в основную камеру сгорания по соединительному каналу (4), где смешивается с имеющимся воздухом и быстро сгорает. Отношение объема предкамеры сгорания к объему основной камеры сгорания составляет ок. 1:2.

Свеча накаливания (5) расположена с подветренной стороны воздушного потока. Контролируемый период накала до 1 минуты после холодного пуска может помочь улучшить характеристики выхлопных газов и снизить шум двигателя в период прогрева.

Система вихревых камер:

В этом процессе горение инициируется в отдельной камере (вихревой камере), имеющей ок. 60% объема сжатия. Сферическая и дисковая вихревая камера соединена соединительным каналом с основной камерой сгорания под определенным углом.

Во время такта сжатия воздух, поступающий через соединительный канал, приводится в вихревое движение. Затем топливо впрыскивается таким образом, чтобы вихрь воздуха проникал перпендикулярно его оси и встречался с горячим участком стенки камеры на противоположной стороне камеры.

Как только начинается горение, топливовоздушная смесь под давлением подается в основную камеру сгорания, где смешивается с оставшимся воздухом. Поскольку поперечное сечение соединительного канала между вихревой камерой и основной камерой сгорания больше, чем в форкамере, потери газового потока в конструкции вихревой камеры относительно меньше. Это помогает повысить внутреннюю эффективность и снизить расход топлива. Однако шум сгорания выше в конструкции с вихревой камерой.

Типы камер сгорания: функции, преимущества и недостатки [Полная информация]

Типы камер сгорания

Что такое камера сгорания?

Типы камер сгорания: функции, преимущества и недостатки :- Камера сгорания представляет собой ограниченное пространство внутри двигателя внутреннего сгорания, в котором происходит сгорание смеси воздуха и топлива. При сгорании смеси температура и объем смеси увеличиваются и выделяется большое количество тепловой энергии. За счет этого внутри камеры сгорания создается высокое давление, которое перемещает поршень вверх и вниз.

Следовательно, камера сгорания является очень важной частью двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, конструкция камеры сгорания является очень важной задачей, так как от нее зависит общая производительность и другие параметры двигателя внутреннего сгорания.

Функции камеры сгорания

• Обеспечивает замкнутое пространство для сгорания воздушно-топливной смеси
• В нем находится впускной и выпускной клапан для впуска и выпуска смеси
• Вмещает и направляет поршень
• Помогает правильному сгоранию за счет правильной геометрии
• Выдерживает высокую температуру горения
• Предотвращает вытекание продуктов сгорания

Различные типы камер сгорания

Камеры сгорания классифицируются на основе топлива или цикла, используемого для сгорания

1. Камеры сгорания в двигателях с искровым зажиганием
2. Камеры сгорания в C. I. (воспламенение от сжатия) двигатель

1. Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания

Требования к камере сгорания двигателя внутреннего сгорания
• Для достижения высокой выходной мощности
• Для достижения высокого теплового КПД
• Для плавного хода двигателя
• Для предотвращения детонации или детонации
• Долгий срок службы двигателя
• Минимальное техническое обслуживание двигателя

Фактор, который следует учитывать при проектировании хорошей камеры сгорания в двигателе с внутренним двигателем

Для обеспечения хорошей конструкции камеры сгорания необходимо учитывать следующие факторы.

1. Высокий объемный КПД

Объемный КПД представляет собой отношение фактического объема, всасываемого двигателем, к рабочему объему цилиндра. Для достижения более высокого объемного КПД следует проектировать как можно большую площадь впускного клапана.

2. Избегайте горячих точек

Горячие точки – это определенные точки внутри камеры сгорания, которые имеют сравнительно более высокую температуру. Из-за этих горячих точек происходит самовоспламенение топлива, которого следует избегать, чтобы предотвратить детонацию. Горячая точка может быть создана любым нагаром, выпускным клапаном, свечой зажигания и т. д. Необходимо обеспечить достаточное охлаждение, чтобы избежать горячей точки, а выпускной клапан должен быть расположен таким образом, чтобы он получал минимальное количество тепла.

3. Расположение свечи зажигания и диаметр отверстия

По мере увеличения расстояния распространения пламени увеличивается вероятность детонации. Для уменьшения этого расстояния свеча зажигания должна располагаться по центру. Также отверстие цилиндра должно быть маленьким.

4. Турбулентность

Турбулентность – это неламинарный поток топлива при высокой скорости. Турбулентность является очень важным фактором для лучшего сгорания в двигателе SI. Надлежащую турбулентность можно создать с помощью
• Правильное расположение впускного клапана
• Правильная конструкция впускного канала
• Правильная конструкция головки поршня и головки цилиндра

5. Отношение поверхности к объему

Это отношение площади внутренней поверхности к объему камера сгорания. Для лучшей тепловой эффективности и минимальной теплопередачи отношение поверхности к объему должно быть минимальным. Для этого предпочтительна полусферическая форма камеры сгорания.

6. Очистка

Продувка – это процесс удаления выхлопных газов с использованием свежего заряда. Очистка выхлопных газов должна быть лучше. Это снижает объемный КПД двигателя и, как следствие, выходную мощность.

7. Толщина стенки

Толщина стенки должна быть одинаковой для равномерного расширения. Равномерное расширение означает, что из-за более высокой температуры внутри цилиндра стенки цилиндра начинают расширяться. Таким образом, если толщина неравномерна, расширение также будет неравномерным, что приведет к заклиниванию поршня.

8. Степень сжатия

Степень сжатия – это отношение объема зазора к общему объему цилиндра. Конструкция камеры сгорания должна быть такой, чтобы двигатель работал с максимальной степенью сжатия без детонации для достижения максимального теплового КПД.

Типы камер сгорания в двигателях SI

За прошедшие годы камеры сгорания претерпели некоторые модификации, такие как изменение положения свечи зажигания, расположение впускных и выпускных клапанов и т. д. На основе этих модификаций камеры сгорания можно разделить на следующие типы

1. Т-образный тип
2. Г-образная головка
3. I-образная головка
4. F-образная головка

1. Тип Т-образной головки: (Типы камеры сгорания)

Камера сгорания Т-образного типа

Это самый ранний тип камеры сгорания. Он был представлен Фордом в 1908 году. В этом типе впускной и выпускной клапаны расположены по обе стороны от блока цилиндров. Поскольку клапаны расположены с обеих сторон, для их работы требуются отдельные распределительные валы. Это усложняет изготовление и повышает вероятность детонации. Следовательно, эти типы двигателей устарели после Первой мировой войны, но они продолжали использоваться в пожарных машинах до 19 века.50-е годы.

2. Тип L-образной головки: ( Типы камер сгорания )

Камера сгорания L-образной формы

Этот тип камеры сгорания был разработан для преодоления недостатков камер сгорания Т-образного типа. Этот тип использовался Фордом в период с 1910 по 1930-е годы. В этом типе впускной и выпускной клапаны расположены на одном цилиндре, поэтому они могут управляться одним распределительным валом. Преимущество этой системы в том, что она имеет простой клапанный механизм, который легко смазывается.

Это упрощает техническое обслуживание. Но из-за расположения клапанов расстояние, которое должен пройти воздух, больше, что приводит к потере скорости и, в конечном итоге, к стуку. Чтобы избежать этого, Риккардо изменил конструкцию, поместив свечу зажигания над клапанами. Это уменьшает расстояние, которое должно пройти пламя, и, следовательно, вероятность детонации уменьшается.

3. Тип I-образной головки: ( Типы камеры сгорания )

Камера сгорания I-образной формы

В этом типе оба клапана установлены на головке блока цилиндров. Следовательно, это также известно как верхняя камера сгорания. Клапаны в верхней части обеспечивают прямой проход топлива, что делает его более эффективным. Впервые он был разработан компанией Buick и используется с 1950-х годов. Верхнее горение также можно разделить на следующие типы:

• Тип ванны: В ванне свеча зажигания расположена сбоку, а клапаны расположены вертикально вверху.

Камера сгорания ванного типа

• Клиновидный тип: В клиновом типе клапаны расположены наклонно, тогда как свеча зажигания будет вверху.

Клиновидная камера сгорания

Преимущества этого типа камеры сгорания:
• Меньше детонации
• Низкий уровень выбросов
• Высокий объемный КПД

4. Тип F-образной головки: (Типы камеры сгорания)

Камера сгорания с головкой типа F

Этот тип является промежуточным между камерами сгорания с головкой типа L и I. Он имеет впускной клапан на головке цилиндров, аналогичный типу с I-образной головкой, и выпускной клапан на блоке цилиндров, аналогичный типу с L-образной головкой. Камера F-head успешно использовалась компанией Rover и в джипах Вилли.

Преимущества этого типа
• Высокий объемный КПД
• Высокий тепловой КПД
Для их работы используются отдельные распределительные валы, что является недостатком.

2. Камера сгорания в КИ. Двигатель

Конструкция камеры сгорания в двигателе CI более важна и сложна, чем в двигателе SI. Потому что в двигателе SI топливо и воздух смешиваются в карбюраторе и еще больше времени имеется для лучшего смешивания в такте впуска, всасывания и сжатия, а в двигателе CI все совершенно иначе.

• В двигателе CI во время впуска, всасывания и сжатия присутствует только воздух, а топливо впрыскивается в конце сжатия.

• Время испарения и смешивания с воздухом очень ограничено.

• Для лучшего смешивания и лучшего горения завихрение воздуха играет важную роль во время горения. Завихрение — это различные методы движения воздуха, используемые для правильного смешивания топлива и воздуха в камере сгорания.

• Для лучшего распыления при сгорании требуется испарение и правильное смешивание с воздухом за минимальное время, в результате чего достигается высокая мощность, лучший КПД, плавная и бесшумная работа двигателя и более короткий период задержки, что снижает вероятность детонации.

Концепция завихрения

Для достижения всех вышеперечисленных условий конструкция камеры сгорания ДВС усложняется. Как обсуждалось выше, «завихрение» очень важно в двигателе с ВК, оно может быть достигнуто в процессе всасывания (индукции), сжатия или сгорания.

1. Индукционный завихритель

В этом методе завихрение создается на входе в камеру сгорания во время такта всасывания, поэтому он известен как индукционный завихритель.

Различные методы завихрения входящего воздуха:

• Метод с тангенциальным отверстием, при котором воздух входит под некоторым углом и закручивается.

Индукционный завихритель 1

• Маскировка и защита одной стороны впускного клапана, чтобы воздух поступал только по периферии клапана и создавался завихритель воздуха. Угол используемой маски обычно варьируется от 9от 0° до 140°

Индукционный завихритель 2

2. Завихритель сжатия

В этом методе завихрение воздуха создается во время такта сжатия.
В этом методе головка поршня снабжена другой полостью, которая улучшает завихрение при сжатии.

Ниже на рисунках показан метод завихрения.

Завихрение сжатия

3. Завихрение сгорания

В этом методе завихрение создается высоким давлением, создаваемым во время первой фазы сгорания топлива. Головка поршня имеет различные типы конструкции, которые помогают создавать завихрения во время сгорания.

Типы камер сгорания в двигателях с воспламенением

1. Открытая камера сгорания.
2. Камера предварительного сгорания.
3. Турбулентная камера сгорания или камера сгорания с непрямым впрыском.
4. Камера сгорания с воздушной камерой.

1. . Камера сгорания с открытым или непосредственным впрыском

В открытой камере сгорания пространство между поршнем и головкой цилиндра открыто, т. е. между ними нет ограничений. Таким образом, весь воздух содержится в едином пространстве между поршнем и головкой блока цилиндров. Топливо впрыскивается непосредственно внутрь этого пространства, поэтому он также известен как двигатель с непосредственным впрыском или сокращенно D. I. двигатель. Для достижения лучшего сгорания и завихрения в днище поршня и головке блока цилиндров формируют различные полости.

Различные конструкции открытых камер сгорания:

1. Неглубокая камера сгорания.
2. Камера сгорания с полусферической полостью.
3. Камера сгорания цилиндрического типа.
4. Камера сгорания с усеченным конусом.

Открытая камера сгорания.

В некоторых случаях форма головки блока цилиндров обеспечивает полость для создания благоприятных условий для лучшего перемешивания и лучшего сгорания, как показано на рис.

Характерными особенностями открытой камеры сгорания являются:

1. В этом типе меньше турбулентности, поэтому теплопотери меньше и, следовательно,
2. Требуется больше избыточного воздуха, поэтому объем двигателя увеличивается, а также увеличивается тепловой КПД, облегчается запуск.
3. Эта камера сгорания наиболее выгодна для двигателей большой мощности и низких оборотов.

Преимущества:-

1. Тепловой КПД находится на номинальном уровне из-за снижения потерь тепла.
2. Легкий запуск двигателя за счет снижения потерь тепла.
3. Простота конструкции.
4. В низкооборотных двигателях можно использовать дешевое топливо с большим периодом задержки.

Недостатки:-

1. Размер двигателя становится громоздким для производства такого же количества энергии из-за избыточного необходимого воздуха.
2. Поскольку турбулентность меньше, требуется сопло с несколькими отверстиями и высоким давлением.
3. Стоимость обслуживания выше.

2. Камера предварительного сгорания

Небольшая дополнительная камера, называемая камерой предварительного сгорания, соединена с основной камерой сгорания, где топливо впрыскивается в эту камеру предварительного сгорания. Обе эти камеры соединены небольшими отверстиями.

Когда топливо впрыскивается, сгорание начинается в камере предварительного сгорания, и продукты сгорания устремляются через маленькие отверстия в основную камеру сгорания с очень высокой скоростью, таким образом создавая турбулентность и завихрения, которые вызывают объемное сгорание в основной камере сгорания. Около 80% энергии выделяется в основной камере сгорания.

Предварительная камера сгорания

Различные конструкции предкамеры сгорания показаны на рисунке ниже-

конструкции предкамеры сгорания

Первое сгорание начинается в предкамере сгорания из-за ее высокой температуры и распространяется на основную камеру сгорания , таким образом, период задержки сокращается, а низкокачественное топливо также может быть легко сожжено.

Преимущества:-

1. Можно использовать топливо с широким диапазоном цетанового числа.
2. Благодаря более низкому давлению впрыска можно использовать топливную форсунку простой конструкции.
3. Более плавная работа двигателя
4. Двигатель может работать на высокой скорости
5. Поскольку период задержки в основной камере сгорания очень мал, тенденция к детонации очень мала. Возможны операции с более высокой степенью сжатия.

Недостатки:-

1. Конструкция двигателя усложняется из-за предкамеры сгорания.
2. Значительно увеличены теплопотери из камеры предварительного сгорания.
3. Холодный пуск затруднен из-за больших потерь тепла.
4. Высокий расход топлива и низкий тепловой КПД.

3. Камера сгорания с турбулентным или непрямым впрыском

Эти камеры сгорания аналогичны камерам предварительного сгорания. Разница в том, что в предкамеру поступает только 20-25% всего воздуха, в то время как в этом типе в предкамере циркулирует от 80 до 90% всего воздуха.

Поскольку в этом типе создается высокая скорость «завихрения», он также известен как вихревая камера сгорания. Во время такта сжатия большая часть воздуха из основной камеры сгорания поступает в камеру предварительного сгорания, где создается высокая скорость завихрения. Топливо впрыскивается в эту камеру предварительного сгорания, и в ней происходит воспламенение и основная часть сгорания.

На рисунках показано несколько конфигураций этих типов.

Камера сгорания с непрямым впрыском

Преимущества:-

1. Благодаря высокой степени завихрения можно использовать сравнительно богатую смесь (низкое соотношение A:F), что делает двигатель компактным для данной мощности.
2. Можно использовать топливо с большим диапазоном цетановых чисел,
3. Давление впрыска и форма впрыска не очень важны из-за завихрения, поэтому можно использовать простую форсунку.
4. Плавный ход и низкие эксплуатационные расходы двигателя,
5. Двигатель может работать на высоких оборотах, так как период задержки очень мал, поэтому вероятность детонации меньше.

Недостатки:-

1. Из-за больших потерь тепла на стенку цилиндра увеличивается расход топлива (высокий bsfc).
2. Низкий тепловой КПД из-за потери тепла.
3. Холодный пуск двигателя затруднен.

4. Камера сгорания с воздушной камерой

Устройство камеры сгорания с воздушной камерой, используемой в двигателе Lanova, показано на рис. Она имеет расширенную часть (предкамеру сгорания), большую или основную воздушную камеру и второстепенную воздушную камеру. Топливо проходит через основную камеру в горловину воздушной камеры, которая предназначена для работы в горячем состоянии. Горение начинается в воздушной камере и из-за высокого повышения давления возвращается в основную камеру. Высокая турбулентность и высокая температура газов сокращают период задержки и регулируют скорость нарастания давления, поэтому двигатель работает ровно.

В этой камере сгорания топливо впрыскивается в основную камеру, а в другом случае в камеру предварительного сгорания.