محفظه احتراق موتور- این یک فضای بسته است، یک حفره برای سوزاندن سوخت های گازی یا مایع در موتورها احتراق داخلی. محفظه احتراق مخلوط هوا و سوخت را آماده و می سوزاند.

همراه با اطمینان از تشکیل مخلوط بهینه، ⭐ محفظه های احتراق باید به دستیابی به عملکرد اقتصادی بالا و کیفیت راه اندازی خوب موتورها کمک کنند. بسته به طراحی و روش تشکیل مخلوط مورد استفاده، محفظه های احتراق موتورهای دیزلی به دو گروه تقسیم می شوند:

• تقسیم نشده
• جدا از هم

محفظه های احتراق تقسیم نشدهیک حجم هستند و معمولاً شکل ساده ای دارند که به طور کلی با جهت، اندازه و تعداد جت های سوخت در هنگام پاشش مطابقت دارد. این محفظه ها فشرده هستند، دارای سطح خنک کننده نسبتا کوچکی هستند که باعث کاهش اتلاف حرارت می شود. موتورهایی با چنین محفظه های احتراق مناسبی هستند نشانگرهای اقتصادیو ویژگی های شروع خوب

محفظه های احتراق تقسیم نشده با انواع مختلفی از اشکال متمایز می شوند. اغلب آنها در قسمت پایین پیستون، گاهی اوقات تا حدی در پایین پیستون و بخشی در سر سیلندر، کمتر در سر انجام می شوند.

شکل برخی از طرح های محفظه احتراق تقسیم نشده را نشان می دهد.

برنج. محفظه های احتراق موتورهای دیزلی تقسیم نشده: الف - حلقوی در پیستون. ب - نیمکره در پیستون و سر سیلندر؛ ج - نیمکره در پیستون؛ g - استوانه ای در پیستون؛ د - استوانه ای در پیستون با قرارگیری جانبی. e - بیضی در پیستون: g - توپ در پیستون. h - حلقوی در یک پیستون با گردن؛ و - استوانه ای، که توسط کف پیستون ها و دیواره های سیلندر تشکیل شده است. k - گرداب در پیستون؛ l - ذوزنقه ای در پیستون؛ m - استوانه ای در سر زیر دریچه اگزوز

در محفظه های احتراق نشان داده شده در شکل، کیفیت a-dاختلاط تنها با اتمیزه کردن سوخت و تطبیق شکل محفظه ها با شکل جت های تزریق سوخت حاصل می شود. این محفظه ها اغلب از نازل های چند سوراخه استفاده می کنند و از فشار تزریق بالا استفاده می کنند. چنین محفظه هایی دارای حداقل سطوح خنک کننده هستند. نسبت تراکم پایینی دارند.

محفظه های احتراق نشان داده شده در شکل. f-h، سطح انتقال حرارت توسعه یافته تری دارند که تا حدودی خواص راه اندازی موتور را بدتر می کند. با این حال، با جابجایی هوا از فضای بیش از پیستون به حجم محفظه در حین فشرده‌سازی، می‌توان جریان‌های بار گردابی شدیدی ایجاد کرد که به اختلاط خوب سوخت با هوا کمک می‌کند. این فراهم می کند کیفیت بالاتشکیل مخلوط

محفظه های احتراق نشان داده شده در شکل، to-m، در موتورهای چند سوختی استفاده می شود. آنها با وجود جریان های بار کاملاً جهت دار مشخص می شوند که تبخیر سوخت و ورود آن به منطقه احتراق را در یک توالی مشخص تضمین می کند. برای بهبود فرآیند کار در یک محفظه احتراق استوانه ای در سر زیر شیر اگزوز (شکل m) از دمای بالای سوپاپ اگزوز که یکی از دیواره های محفظه است استفاده می شود.

محفظه های احتراق مجزا

محفظه های احتراق مجزاشامل دو حجم مجزا است که توسط یک یا چند کانال به هم متصل شده اند. سطح خنک کننده چنین محفظه هایی بسیار بزرگتر از محفظه های تقسیم نشده است. بنابراین، به دلیل تلفات حرارتی زیاد، موتورهای با محفظه احتراق تقسیم شده معمولاً کیفیت اقتصادی و راه اندازی بدتری دارند و معمولاً نسبت تراکم بالاتری دارند.

با این حال، با اتاق‌های احتراق مجزا، به دلیل استفاده از انرژی جنبشی گازهایی که از یک حفره به حفره دیگر جریان می‌یابند، می‌توان از آماده‌سازی باکیفیت مخلوط سوخت و هوا اطمینان حاصل کرد که به همین دلیل احتراق نسبتاً کامل سوخت حاصل می شود و دود اگزوز حذف می شود.

برنج. محفظه های احتراق موتورهای دیزل از نوع تقسیم شده: a - پیش محفظه. ب - اتاق گرداب در سر؛ ج - محفظه گردابی در بلوک

علاوه بر این، اثر دریچه گاز کانال های اتصال محفظه های تقسیم شده می تواند به طور قابل توجهی "سفتی" موتور را کاهش دهد و حداکثر بار را بر روی قطعات مکانیزم میل لنگ کاهش دهد. کاهش "سفتی" موتورهای با محفظه های احتراق مجزا را نیز می توان با افزایش دمای قسمت های جداگانه اتاق های احتراق به دست آورد.

محفظه احتراق متناوب موتور

محفظه احتراق موتور- حجمی که با ترکیبی از قطعات موتور که مخلوط قابل احتراق در آن می سوزد تشکیل می شود. طراحی محفظه احتراق با توجه به شرایط عملیاتی و هدف مکانیسم تعیین می شود. به عنوان یک قاعده، از مواد مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. بسته به دمای ایجاد شده در محفظه احتراق پیوسته، از مواد زیر به عنوان مواد ساختاری برای ساخت آنها استفاده می شود:

• تا 500 درجه سانتیگراد - فولادهای کروم نیکل؛
• تا 900 درجه سانتیگراد - فولادهای کروم نیکل با افزودن تیتانیوم.
• بالای 950 درجه سانتیگراد - مواد ویژه.

محفظه احتراق- این یک فضای بسته است، یک حفره برای سوزاندن سوخت های گازی یا مایع در آن موتورهای احتراق داخلی.
محفظه احتراق موتور توربین گاز- وسیله ای که در اثر احتراق سوخت، دمای هوا (گاز) ورودی به آن بالا می رود.

طبقه بندی

طبق اصل عمل

• عمل مستمر(برای موتورهای توربین گازی (GTE)، موتورهای توربوجت (TRD)، موتورهای جت هوا (WFD)، مایع موتورهای موشکی(LPRE)).
• اقدام دوره ای(برای موتورهای احتراق داخلی پیستونی (ICE))؛

محفظه های احتراق پیوسته نیز به نوبه خود طبقه بندی می شوند:
با تعیین وقت قبلی

• پایه ای؛
• ذخیره؛
• گرمایش متوسط؛

در جهت جریان هوا و محصولات احتراق

• مستقیم از وسط؛
• محفظه های احتراق مخالف جریان (به دلیل مقاومت هیدرولیکی بالا به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند).

با چیدمان

• داخلی؛
• از راه دور؛

با توجه به ویژگی های طراحی بدنه و لوله شعله

• حلقه؛
• حلقه لوله ای;
• لوله ای؛

محفظه های احتراق متناوب به نوبه خود طبقه بندی می شوند:
با سوخت مصرفی

• بنزین؛

با طراحیسهم اتاق های احتراق بنزین:

• • جانبی
  • مرکزی
  • نیمه گوه
  • گوه
• دیزل.

با طراحیسهم اتاق های احتراق دیزل:

• • تقسیم نشده (فقط یک محفظه دارند که در آن هم تشکیل مخلوط و هم احتراق سوخت رخ می دهد)
  • جدا شده (به دو قسمت اصلی و اضافی تقسیم می شود، با یک گردن به هم متصل می شوند. در همان زمان، سوخت به یک محفظه اضافی تزریق می شود)

با توجه به روش اختلاط

• • حجمی (برای محفظه های احتراق تقسیم نشده)؛
  • فیلم;
  • ترکیب شده.

محفظه احتراق مداوم

محفظه احتراق پیوسته یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های نیروی محرکه هوانوردی و فضایی، نیروگاه‌های توربین گاز ویژه و حمل‌ونقل است که به طور گسترده در بخش انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. صنایع شیمیایی، در راه آهن کشتی های حمل و نقل، دریا و رودخانه.

اصل عملیات

محفظه احتراق واحدی از یک موتور توربین گازی (GTE) است که در آن مخلوط هوا و سوخت تهیه و سوزانده می شود. برای تهیه مخلوط هوا و سوخت، سوخت از طریق نازل به محفظه احتراق و هوا از کمپرسور تامین می شود. در فرآیند راه اندازی موتور، مخلوط هوا و سوخت توسط یک جرقه الکتریکی (یا دستگاه راه اندازی) مشتعل می شود و در حین کار بیشتر، به دلیل تماس مخلوط هوا و سوخت حاصل با احتراق داغ، فرآیند احتراق به طور مداوم حفظ می شود. محصولات گاز تشکیل شده در محفظه احتراق به توربین کمپرسور فرستاده می شود.

پایداری و کمال فرآیندها در محفظه احتراق تا حد زیادی عملکرد قابل اعتماد و اقتصادی یک موتور توربین گاز را تضمین می کند.

الزامات یک محفظه احتراق مداوم

• پایداری فرآیند احتراق در تمام حالت های ممکن و شرایط پرواز. لازم است که احتراق سوخت پیوسته باشد و احتراق شعله ای یا ضربانی وجود نداشته باشد که می تواند باعث خاموش شدن موتور شود. در فرآیند تغییر حالت کار موتور و شرایط پرواز، نسبت سوخت و هوای ورودی به محفظه احتراق تغییر می کند، یعنی. کیفیت مخلوط تغییر می کند.
• اطمینان از یک میدان دمای گاز یکنواخت در جلوی توربین. معمولاً محفظه‌های احتراق دارای نازل‌های متعددی برای تأمین سوخت هستند، بنابراین، تمایل به بدست آوردن مناطقی با دماهای مختلف در خروجی گازها از محفظه احتراق وجود دارد. عدم یکنواختی قابل توجه میدان دمای گاز می تواند منجر به تخریب پره های توربین شود.
• حداقل طول شعله، یعنی فرآیند احتراق باید در داخل محفظه احتراق خاتمه یابد. در غیر این صورت شعله به تیغه های دستگاه نازل می رسد که می تواند منجر به فرسودگی آنها شود.
• عملکرد قابل اعتماد، عمر طولانی، کنترل آسان و نگهداری. اطمینان از عملکرد طولانی مدت و قابل اعتماد محفظه احتراق هم با تعدادی از اقدامات طراحی و هم با رعایت دقیق قوانین پرواز و پرواز به دست می آید. عملیات فنی. برای تحقق حداکثری الزامات ذکر شده، هر نوع موتور با نوع محفظه احتراق مناسب انتخاب می شود.

محفظه احتراق دسته ای

محفظه احتراق بنزینی

موتور بنزینی با محفظه احتراق گوه ای

محفظه احتراق نیمکره ای

طراحی اتاق های احتراق موتورهای خودرو متفاوت است. موتورهای دارای سوپاپ های سقفی از محفظه های مرکزی و همچنین محفظه هایی از انواع نیمه گوه ای و گوه ای استفاده می کنند. با قرار گرفتن پایین سوپاپ ها، حجم اصلی محفظه احتراق از محور سیلندر (L شکل) جابجا می شود. این طراحی محفظه چرخش مخلوط قابل احتراق را افزایش می دهد و تشکیل مخلوط را بهبود می بخشد. محفظه های احتراق از انواع نیمه گوه ای و گوه ای به طور گسترده در موتورهای مدرن استفاده می شود.

محفظه احتراق گوه ای- مشتق شده از شیرهای شیبدار بیضی مسطح برای به دست آوردن شکل بهتر کانال های گاز. شمع در این حالت به سمت دریچه اگزوز منتقل می شود ، حرکت شارژ در محفظه به سمت شمع هدایت می شود. در یک محفظه احتراق گوه ای شکل، بیشتر حجم آن در نزدیکی شمع متمرکز می شود، به همین دلیل، ابتدا باید بیشترین مقدار شارژ بسوزد، و در منطقه اتاق احتراق که دورتر از شمع است، جایی که خطر انفجار وجود دارد. ، باید نسبتاً کم باشد تعداد زیادی ازمخلوط فوق سرد در شکاف جابجایی. چنین محفظه ای احتراق نرم و تلفات حرارتی کم را فراهم می کند. استحکام موتور با سرعت افزایش فشار تخمین زده می شود، یعنی با افزایش فشار در سیلندر هنگام چرخاندن میل لنگ، بخش چرخش مربوط به فاصله بین تشکیل تخلیه جرقه (اشتعال مخلوط) و TDC از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است. فرآیند احتراق نرم در نظر گرفته می شود، که در آن نرخ افزایش فشار در محدوده 0.2 - 0.6 مگاپاسکال در هر زاویه 1 درجه چرخش میل لنگ قرار دارد. سطح سر و صدا در حین کار موتور نیز به فاصله بین پیستون و سیلندر و بین شفت و یاتاقان های آن بستگی دارد.

به طور گسترده در گذشته استفاده می شود محفظه احتراق نیمه گوه ایدر حال حاضر دستخوش تغییرات است. محفظه ای به این شکل در موتورهای خودروهای ورزشی و مسابقه ای برای دستیابی به چگالی توان بالا استفاده می شود. با استفاده از دو میل بادامک در سرسیلندر و زاویه کمبر بزرگ می توان دریچه هایی با قطر زیاد در سرسیلندر قرار داد. در این حالت سطح محفظه احتراق نسبت به حجم آن بسیار کوچک است. جریان خوب شارژ از طریق سوپاپ ها به داخل سیلندر نیز تضمین می شود، زیرا توسط دیواره های سیلندر یا محفظه احتراق مسدود نمی شود. کانال های ورودی و خروجی دارای طول کوچک و سطح کوچکی هستند. موتورهای با چنین محفظه احتراق دارای راندمان نسبتاً بالایی هستند.

محفظه احتراق گازوئیل

آ- محفظه احتراق تقسیم نشده نیمکره ای برای اختلاط حجمی
ب- محفظه احتراق تقسیم نشده حلقوی برای اختلاط حجمی
جی- محفظه های احتراق تقسیم نشده برای مخلوط کردن فیلم
د- محفظه های احتراق تقسیم نشده برای تشکیل مخلوط ترکیبی

در موتورهای دیزل، الزامات شکل محفظه احتراق با فرآیند تشکیل مخلوط تعیین می شود. زمان بسیار کوتاهی برای ایجاد یک مخلوط کاری در آنها اختصاص داده می شود ، زیرا تقریباً بلافاصله پس از شروع تزریق سوخت ، احتراق شروع می شود و باقی مانده سوخت قبلاً به محیط سوزانده می شود. هر قطره سوخت باید در سریعترین زمان ممکن با هوا تماس پیدا کند تا در ابتدای سکته انبساط آزاد شود.

میکس فیلمدر تعدادی از طرح‌های اتاق‌های احتراق استفاده می‌شود، زمانی که تقریباً تمام سوخت به ناحیه نزدیک دیوار هدایت می‌شود. تقریباً 5 تا 10 درصد از سوخت تزریق شده توسط انژکتور وارد قسمت مرکزی محفظه احتراق می شود. بقیه سوخت به شکل یک لایه نازک (10-15 میکرومتر) روی دیواره های محفظه احتراق توزیع می شود. در ابتدا، بخشی از سوخت در قسمت مرکزی محفظه احتراق مشتعل می شود، جایی که معمولاً حرکت بار وجود ندارد و بالاترین دما تنظیم می شود. بعداً، همانطور که تبخیر می شود و با هوا مخلوط می شود، احتراق به قسمت اصلی سوخت هدایت می شود که به لایه نزدیک دیواره هدایت می شود. اختلاط فیلم نیاز به اتمیزاسیون ریز کمتری از سوخت دارد. از نازل های تک نازل استفاده می شود. فشار پاشش سوخت از 17 تا 20 مگاپاسکال تجاوز نمی کند.

اختلاط فیلم در مقایسه با اختلاط حجمی عملکرد اقتصادی بهتر موتور را فراهم می کند، طراحی تجهیزات سوخت را ساده می کند.

نقطه ضعف اصلی این است که خواص راه اندازی کم موتور در دماهای پایین به دلیل مقدار کمی سوخت درگیر در احتراق اولیه است. این عیب با گرم کردن هوای ورودی یا با افزایش مقدار سوخت درگیر در تشکیل محفظه احتراق اولیه برطرف می شود.

اختلاط ترکیبیبا قطرهای کوچکتر محفظه احتراق، زمانی که بخشی از سوخت به دیواره آن می رسد و در لایه نزدیک دیوار متمرکز می شود، به دست می آید. قسمت دیگری از قطرات سوخت در حجم داخلی شارژ قرار دارد. تقریباً 50 درصد سوخت روی سطح محفظه می نشیند. هنگام ورود به محفظه، هیچ حرکت چرخشی شارژ ایجاد نمی شود. هنگامی که شارژ از فضای بیش از پیستون به داخل محفظه احتراق خارج می شود، حرکت می کند و یک گرداب ایجاد می شود. سرعت حرکت شارژ به 40-45 متر بر ثانیه می رسد.

ویژگی متمایزاز تشکیل مخلوط فیلم، حرکت متقابل جت های سوخت و بار جابجا شده از فضای بیش از پیستون است که به افزایش میزان سوخت معلق در حجم محفظه احتراق کمک می کند و فرآیند را به حجمی نزدیک می کند. تشکیل مخلوط نازل ها با سمپاش هایی که دارای 3-5 سوراخ نازل هستند استفاده می شود

محفظه های احتراق حجمی. در موتورهای دیزلی با چنین محفظه‌هایی، سوخت مستقیماً توسط نازلی با فشار عملیاتی 15 تا 30 مگاپاسکال به داخل محفظه احتراق تزریق می‌شود که دارای اتمایزرهای چند سوراخه (5 تا 7 سوراخ) با قطر نازل کانال‌های نازل کوچک (0.15-0) است. 0.32 میلی متر). چنین فشارهای پاشش بالایی به این دلیل استفاده می شود که در این حالت اتمیزه شدن سوخت و اختلاط آن با هوا عمدتاً به دلیل انرژی جنبشی داده شده به سوخت در هنگام تزریق حاصل می شود. برای توزیع یکنواخت سوخت در محفظه، نازل چنین موتورهایی اغلب با چندین سوراخ ساخته می شود.

الزامات برای تمام محفظه های احتراق موتور

الزامات اساسی برای تمام محفظه های احتراق پیوسته عبارتند از:

• پایداری فرآیند احتراق
• استرس گرمایی بالا
• حداکثر راندمان احتراق
• حداقل تلفات حرارتی
• عملکرد قابل اعتماد در طول عمر موتور تعیین شده.

همچنین ببینید

ادبیات

• یونین A.A.محفظه های احتراق اصلی و پس سوز موتور توربوجت / Nenishev A.S., Lebedev V.M.. - Omsk: OmGTU, 2005. - 92 p.

محفظه های احتراق موتورهای دیزلی

برای اختلاط خوب در همان زمان، ترکیب صحیح اتمیزاسیون سوخت و حرکت هوا در محفظه احتراق بسیار مهم است. این امر باعث بهبود توزیع سوخت در محفظه و انجام فرآیند احتراق با کمترین مقدار هوا می شود.

شکل محفظه احتراق باید:

• مربوط به جهت و برد جت سوخت تزریقی است.
• اطمینان از حرکت سازمان یافته جریان هوا، اختلاط شدید سوخت و هوا، احتراق کامل سوخت در مدت زمان کوتاه با کمترین مقدار هوا.
• ایجاد فشار صاف در سیلندر، حداکثر فشار احتراق متوسط ​​و حداقل تلفات حرارتی.
• ایجاد شرایط برای راه اندازی آسان موتور.

از نظر طراحی، موتورهای دیزلی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: دارای محفظه احتراق تقسیم نشده و تقسیم شده. محفظه های تقسیم نشده تنها یک محفظه دارند که در آن هر دو تشکیل مخلوط و احتراق سوخت انجام می شود. اتاقک های تقسیم شده به دو قسمت اصلی و اضافی تقسیم می شوند که توسط یک گردن به هم متصل می شوند. در این مورد، سوخت به یک محفظه اضافی تزریق می شود.

با توجه به روش، تشکیل مخلوط حجمی، فیلم و ترکیبی متمایز می شود.

با تشکیل مخلوط حجمی، سوخت در حجم محفظه احتراق پاشیده می شود و تنها قسمت کوچکی از آن وارد لایه نزدیک دیوار می شود. تشکیل مخلوط حجمی در محفظه های احتراق تقسیم نشده انجام می شود.

اختلاط فیلم در تعدادی از طرح‌های محفظه‌های احتراق استفاده می‌شود، زمانی که تقریباً تمام سوخت به ناحیه نزدیک دیوار هدایت می‌شود. تقریباً 5 تا 10 درصد از سوخت تزریق شده توسط انژکتور وارد قسمت مرکزی محفظه احتراق می شود. بقیه سوخت به شکل یک لایه نازک (10-15 میکرومتر) روی دیواره های محفظه احتراق توزیع می شود. در ابتدا، بخشی از سوخت در قسمت مرکزی محفظه احتراق مشتعل می شود، جایی که معمولاً حرکت بار وجود ندارد و بالاترین دما تنظیم می شود. بعداً، همانطور که تبخیر می شود و با هوا مخلوط می شود، احتراق به قسمت اصلی سوخت هدایت می شود که به لایه نزدیک دیواره هدایت می شود. اختلاط فیلم نیاز به اتمیزاسیون ریز کمتری از سوخت دارد. از نازل های تک نازل استفاده می شود. فشار پاشش سوخت از 17 تا 20 مگاپاسکال تجاوز نمی کند. اختلاط فیلم در مقایسه با اختلاط حجمی عملکرد اقتصادی بهتر موتور را فراهم می کند، طراحی تجهیزات سوخت را ساده می کند. نقطه ضعف اصلی این است که خواص راه اندازی کم موتور در دماهای پایین به دلیل مقدار کمی سوخت درگیر در احتراق اولیه است. این عیب با گرم کردن هوای ورودی یا با افزایش مقدار سوخت درگیر در تشکیل محفظه احتراق اولیه برطرف می شود.

تشکیل مخلوط ترکیبی با قطرهای کوچکتر محفظه احتراق، زمانی که بخشی از سوخت به دیواره آن می رسد و در لایه نزدیک دیوار متمرکز می شود، به دست می آید. قسمت دیگری از قطرات سوخت در حجم داخلی شارژ قرار دارد. تقریباً 50 درصد از سوخت روی سطح محفظه رسوب می کند. هنگام ورود به محفظه، هیچ حرکت چرخشی شارژ ایجاد نمی شود. هنگامی که شارژ از فضای بیش از پیستون به داخل محفظه احتراق خارج می شود، حرکت می کند و یک گرداب ایجاد می شود. سرعت حرکت شارژ به 40-45 متر بر ثانیه می رسد. یکی از ویژگی های متمایز تشکیل مخلوط فیلم، حرکت متقابل جت های سوخت و بار جابجا شده از فضای بیش از پیستون است که به افزایش میزان سوخت معلق در حجم محفظه احتراق کمک می کند و این فرآیند را به ارمغان می آورد. به تشکیل مخلوط حجمی نزدیک تر است. نازل ها با سمپاش هایی که دارای 3-5 سوراخ نازل هستند استفاده می شود.

محفظه های احتراق با تزریق مستقیم.در موتورهای دیزلی با چنین محفظه‌هایی، سوخت مستقیماً توسط نازلی با فشار عملیاتی 15 تا 30 مگاپاسکال به داخل محفظه احتراق تزریق می‌شود که دارای اتمایزرهای چند سوراخه (5 تا 7 سوراخ) با قطر نازل کانال‌های نازل کوچک (0.15-0) است. 0.32 میلی متر). چنین فشارهای پاشش بالایی به این دلیل استفاده می شود که در این حالت اتمیزه شدن سوخت و اختلاط آن با هوا عمدتاً به دلیل انرژی جنبشی داده شده به سوخت در هنگام تزریق حاصل می شود. برای توزیع یکنواخت سوخت در محفظه، نازل های چنین موتورهایی اغلب با چندین سوراخ ساخته می شوند.

روی انجیر 6.4 اتاق های احتراق موتورها را با تزریق مستقیم نشان می دهد که اختلاط حجمی را فراهم می کند.

برنج. 6.4. محفظه های احتراق تقسیم نشده برای اختلاط حجمی:

الف - نیمکره، ب - حلقوی

برنج. 6.6. محفظه های احتراق تقسیم نشده برای مخلوط کردن فیلم:

a - نوع MAN دیزلی، b - نوع Hesselmann

علاوه بر موارد فوق، با اختلاط فیلم، محفظه احتراق صفحه ای شکل می شود (شکل 6.6b). جت سوخت از نازل به دلیل فاصله کم به پایین محفظه می رسد و به صورت فیلم ته نشین می شود.

جت های سوخت با زاویه شدید به دیوار برخورد کرده و مسافت نسبتاً کوتاهی را طی می کنند. تقریباً 50 درصد سوخت روی سطح مخروطی محفظه رسوب می کند.

مزیت اصلی محفظه های احتراق تزریق مستقیم در مقایسه با سایر انواع محفظه به شرح زیر است.

1. شکل ساده و فشرده محفظه احتراق، تلفات حرارتی کمتری را در طول فرآیند احتراق و راندمان موثر بالاتر را تضمین می کند.

2. سرد شدن هوا با شدت کمتر در طول دوره فشرده سازی (فشرده بودن محفظه و حرکت نسبتاً کوچک هوای گردابی) شرایطی را برای راه اندازی آسان تر ایجاد می کند. زمان راه اندازی موتور با تزریق مستقیم 1.8 تا 3.6 برابر کمتر از راه اندازی موتور با سایر محفظه های احتراق است.

3. ساختار سر سیلندر ساده شده است.

معایب محفظه های احتراق با تزریق مستقیم به شرح زیر است.

1. اختلاط در فشارهای تزریق بالا (تا 30 مگاپاسکال) رخ می دهد. این امر نیاز به تجهیزات تامین سوخت را افزایش می دهد.

2. فرآیند احتراق با فشارهای قابل توجه مشخص می شود. نرخ افزایش فشار بالاست. با توجه به افزایش بار روی مکانیسم میل لنگ، لازم است حاشیه ایمنی اجزای موتور افزایش یابد.

3. سوراخ های نازل کوچک اتمیزر انژکتور (0.1-0.25 میلی متر) نیاز به اجرای دقیق دارند و اگر سوخت به اندازه کافی تصفیه نشود ممکن است مسدود شوند. به همین دلیل، سوخت باید با دقت زیادی تمیز شود. انحرافات جزئی در کیفیت سوخت از هنجار عملکرد موتور را مختل می کند.

پیش اتاق ها.موتورهای دیزل پیش محفظه دارای یک محفظه احتراق هستند که به دو قسمت تقسیم شده است (شکل 6.8). محفظه اصلی دقیقاً بالای پیستون قرار دارد. حجم آن 0.75-0.60 کل حجم محفظه احتراق است. پیش محفظه در سر سیلندر ساخته شده است. 0.25-0.40 از حجم کل محفظه را اشغال می کند. پیش محفظه توسط یک یا چند کانال به محفظه اصلی متصل می شود.

در این حالت از 20 تا 30 درصد سوخت تزریق شده می سوزد که مربوط به مقدار اکسیژن موجود در هوای محفظه پیش است.

هنگامی که بخشی از سوخت می سوزد، دما و فشار در پیش محفظه افزایش می یابد. گازهای سوزان و سوخت نسوخته از پیش محفظه به محفظه اصلی سرازیر می شوند. در اینجا احتراق سوخت ادامه می یابد و در فرآیند انبساط به پایان می رسد.

در موتورهای پیش محفظه، تشکیل مخلوط فشرده عمدتاً به دلیل انرژی سوخت که تا حدی در پیش محفظه سوزانده می شود، حاصل می شود. این انرژی باعث افت فشار بین پیش محفظه و محفظه اصلی می شود (معمولاً 1.5 مگاپاسکال) که شرایطی را برای اختلاط فشرده و اتمیزه شدن ریزتر سوختی که قبلاً در پیش محفظه پاشیده شده است ایجاد می کند.

تشکیل مخلوط با تشکیل حرکات گردابی هوا هنگامی که در طول فشرده سازی از محفظه اصلی به پیش محفظه حرکت می کند تسهیل می شود. نازل چنین موتورهایی معمولا با یک سوراخ ساخته می شود.

اتاقک های گرداب.موتورهای دارای محفظه چرخشی مانند موتورهای پیش محفظه دارای محفظه ای هستند که به دو قسمت تقسیم شده است (شکل 6.9). محفظه اصلی مستقیما بالای پیستون قرار دارد و حجم نسبتا کمی دارد. محفظه گردابی در سرسیلندر ساخته شده و دارای شکل روان (توپ یا توپ مسطح) است و توسط آب خنک می شود. حجم آن از 50 تا 75 درصد حجم کل محفظه احتراق است. چنین حجمی اجازه می دهد تا مقدار زیادی هوا در حرکت گردابی درگیر شود. محفظه گرداب از طریق گردن با محفظه اصلی ارتباط برقرار می کند.

در طول دوره احتراق، فشار در محفظه گرداب به شدت افزایش می یابد. در این حالت، محصولات حاصل از احتراق و قسمت نسوخته سوخت به داخل محفظه اصلی سرازیر می شوند. در اینجا فرآیند احتراق ادامه می یابد و با انبساط به پایان می رسد.

در موتورهای دارای محفظه چرخشی برای تشکیل مخلوط، عمدتاً از جریان هوای گردابی ایجاد شده در طی فرآیند فشرده سازی در محفظه چرخشی استفاده می شود. اختلاف فشار بین محفظه ها نسبتاً کم است (معمولاً 0.6 مگاپاسکال). نازل برای چنین موتورهایی معمولا با یک سوراخ استفاده می شود. فشار شروع تغذیه 8-10 مگاپاسکال است.

موتورهای دیزلی با محفظه‌های احتراق تقسیم‌شده به عملکرد بدون دود در نسبت هوای اضافی کم دست می‌یابند. الزامات کیفیت اتمیزه کردن سوخت به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و از نازل های بسته با یک سوراخ نازل با قطر بزرگ (1-2 میلی متر) استفاده می شود. فشار پاشش سوخت 12-15 مگاپاسکال است و ارائه شده است کار نرمموتور این موتورهای دیزلی سریعترین موتورهای دیزلی هستند.

معایب اصلی محفظه های احتراق جداگانه:

اتاق های احتراق موتورهای دیزل - مفهوم و انواع. طبقه بندی و ویژگی های رده "محفظه احتراق موتورهای دیزل" 2017، 2018.

همانطور که واضح است، اتاق های احتراق باید نه تنها فراهم کنند
بد نیست تشکیل مخلوط، و گرفتن ویژگی های بهتر
راندمان و خواص راه اندازی موتور دو سازنده وجود دارد
گروهی از محفظه های احتراق موتورهای دیزلی که نه تنها از یکدیگر جدا شده اند
طراحی و اصل تشکیل قوام سوخت در محفظه. این
محفظه های احتراق شکسته و تقسیم نشده

محفظه های احتراق شکسته

چنین محفظه هایی دارای دو کانال مستقل از حجم هستند که به یکدیگر متصل هستند:

• پیش اتاقی؛
• محفظه گرداب

محفظه گردابی را می توان هر دو در سر بلوک قرار داد
سیلندرها و در خود بلوک. سطح خنک کننده محفظه های شکسته بسیار است
بالا در این راستا، موتور در معرض تلفات حرارتی قابل توجهی است.
که منجر به کاهش خواص شروع و تاثیر بد بر روی عامل می شود
اقتصاد معمولاً موتورهای دیزلی با محفظه های احتراق شکسته
درجه فشرده سازی به اندازه کافی بالا را فراهم می کند.

مزیت اصلی محفظه های احتراق شکسته این است
تولید یک قوام تقریبا ایده آل سوخت از طریق استفاده
انرژی جنبشی گازها ناشی از جریان بین حفره های محفظه،
احتراق سوخت بسیار افزایش یافته و دود اگزوز به حداقل می رسد
سیستم های.

علاوه بر این، تعامل کانال ها در محفظه های شکسته
به موتور در حین کارکرد آن پایداری می دهد. اصلی
بار بر روی قطعات اساسی مانند میله های اتصال، میل لنگ، پین های پیستون.
به نوعی زبری موتور دیزل را کاهش دهید
شکستگی محفظه های احتراق نیز می تواند به دلیل افزایش دما باشد
حالت های مناطق خاصی از دوربین ها.

محفظه های احتراق تقسیم نشده

محفظه های احتراق تقسیم نشده، بر خلاف محفظه های شکسته، دارای
فقط حجم و ساده ترین شکل، مطابق با جهت، عدد و
اندازه جریان سوخت سوخت تزریق شده این دوربین ها خیلی
ابعاد کوچک، همانطور که باید، دارای یک سطح خنک کننده کوچک است.
به این ترتیب انرژی حرارتی در موتورهای دارای محفظه تقسیم نشده از بین می رود
احتراق به طور قابل توجهی کمتر از موتورهای با محفظه های شکسته است. چنین
دیزل دارای ویژگی های راه اندازی و اقتصادی خوبی است.

اشکال محفظه های احتراق تقسیم نشده توسط آنها متمایز می شود
تنوع. اغلب آنها در قسمت پایین پیستون طراحی می شوند. اما ملاقات می کند
قرار دادن محفظه ها در سر سیلندر، همچنین تا حدی در تاج های پیستون
و تا حدی در سر.

شکستن محفظه های احتراق تقسیم نشده دیزل امکان پذیر است
موتورها با توجه به ترتیب سازنده اساسی آنها با بعدی
مسیر:

1. حلقوی در پیستون.
2. نیمکره در سر پیستون و بلوک
   سیلندرها
3. نیمکره در پیستون.
4. پیستون استوانه ای.
5. استوانه ای در پیستون با قرارگیری جانبی.
6. در پیستون گرد شده است.
7. توپ در پیستون.
8. حلقوی با گردن در پیستون.
9. استوانه ای، تشکیل شده با تاج پیستونی و
   دیواره سیلندر
10. گرداب در پیستون.
11. ذوزنقه ای در پیستون.
12. زیر سر استوانه ای
    دریچه خروجی

در محفظه های احتراق نوع 1، 2، 3،
4، 5 درجه بسیار بالایی از خاصیت قوام سوخت بیرون می آید
به لطف اتمیزه شدن سوخت و تطبیق اشکال جریان سوخت آن با
اشکال دوربین در چنین محفظه های احتراق، نازل ها اغلب نصب می شوند.
داشتن اتمایزرهای چند سوراخه که به شما امکان می دهد اشکال سوخت را کنترل کنید
جریان، همچنین از بالاترین فشار تزریق راضی استفاده کنید. این دوربین ها
دارای سطوح خنک کننده بسیار کوچک برای موتورهای دیزلی با
انواع ذکر شده از محفظه های احتراق با ویژگی های درجه پایین مشخص می شوند
فشرده سازی

برای محفظه های احتراق نوع 6، 7، 8،
9 دارای سطوح خنک کننده گسترده تر است. اگرچه بی اهمیت است،
اما همچنان بر کیفیت راه اندازی موتور تأثیر می گذارد. اما در جریان است
جابجایی هوا از بالای پیستون به داخل محفظه احتراق در زمان فشرده سازی
جریان های گردابی ایجاد می شود که به اختلاط خوب هوا کمک می کند
با سوخت، یک مخلوط سوخت نسبتاً خوش خیم را تشکیل می دهد.

محفظه های احتراق نوع 10، 11، 12
نه تنها در موتورهای دیزل، بلکه در موتورهای با
امکان استفاده انواع مختلفسوخت یکی از ویژگی های مرتبط چنین دوربین هایی
یک جهت جدی از جریان های گردابی است که تبخیر را ترویج می کند
سوخت و رساندن آن به ترتیب معین به محل مورد نیاز
احتراق برای بهبود عملکرد در محفظه های استوانه ای در سر
بلوک سیلندر زیر دریچه اگزوز از بالاترین دمای اگزوز استفاده می کند
شیر، که بلافاصله دیوار محفظه احتراق است.

انواع محفظه احتراق
طرح های مختلفی از محفظه های احتراق موتور دیزل وجود دارد که هر کدام به گونه ای طراحی شده اند که کارآمدترین جریان گردابی را به دست آورند. این سازه ها را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:
* محفظه احتراق تزریق مستقیم
* محفظه احتراق با تزریق غیر مستقیم.
در طرح اول، سوخت مستقیماً در انتهای بسته سیلندر تزریق می شود، در حالی که در طرح دوم، سوخت به یک محفظه احتراق اضافی جداگانه تزریق می شود که از طریق یک کانال کوچک به سیلندر متصل می شود.
تزریق مستقیم
روی انجیر 30.2 یک محفظه احتراق نوع باز را نشان می دهد. سال‌هاست که از محفظه‌های احتراق تزریق مستقیم در خودروهای سنگین استفاده می‌شود و به شکل کمی تغییر یافته، اکنون در خودروهای با موتور ۲ لیتری رایج است.
هنگامی که پیستون در TDC بسیار نزدیک به سر سیلندر صاف قرار دارد، فرورفتگی عمیق در پیستون حاوی هوا است. برای به دست آوردن نسبت تراکم مورد نیاز، شیرهای سقفی مورد نیاز است. فرورفتگی های کم عمق در سر پیستون فاصله های مورد نیاز برای سر سیلندرها را فراهم می کند.

تنظیم نادرست سوپاپ باعث برخورد سوپاپ ها به پیستون می شود. انژکتور چند سوراخه سوخت ریز اتمیزه شده را با فشار بالا (175 بار) به جریان هوای با حرکت سریع می رساند و بلافاصله وارد فرورفتگی پیستون (محفظه احتراق) می شود.
گرداب در دو صفحه عمودی و افقی تشکیل شده است. هنگامی که پیستون بلند می شود، هوا مستقیماً وارد شکاف می شود و تقریباً همانطور که در شکل نشان داده شده است حرکت می کند. هنگامی که پیستون به TDC می رسد، این حرکت با چرخش پیستون بین پیستون و تاج تسریع می شود. یک چرخش افقی یا چرخشی را می توان با کج کردن دریچه ورودی به صورت مماس به سیلندر یا با استفاده از چرخان روی شیر ورودی به دست آورد. روی انجیر 30.2a رایج ترین طرح را نشان می دهد. ترکیب این دو گرداب گردابی از هوا در فرورفتگی ایجاد می کند و اکسیژن خوبی را برای منطقه احتراق فراهم می کند.
تزریق غیر مستقیم
تا اواسط دهه 1980، موتورهای تزریق غیر مستقیم (IDI - InDirect Injection) رایج ترین موتورهای نصب شده در خودروهای کوچک بودند. در مقایسه با موتورهای تزریق مستقیم سنگین سنتی، موتور تزریق غیر مستقیم می تواند یکنواخت تر کار کند. در چنین موتوری می توان از فشار تزریق کمتری استفاده کرد، علاوه بر این، این موتور محدوده دور بیشتری را ارائه می دهد.
بیشتر محفظه‌های احتراق موتورهای با تزریق غیرمستقیم دارای طرحی هستند که توسط Ricardo Comet ارائه شده است که در شکل 1 نشان داده شده است. 30.3. این طرح دارای محفظه گردابی است که از طریق کانالی به محفظه اصلی متصل می شود که به شما امکان می دهد در دمایی بالاتر از دمای فلز اطراف کار کنید.
هوا در حین فشرده سازی از طریق کانال داغ وارد محفظه چرخش می شود، به طوری که در پایان این ضربه، هوای بسیار گرم با درجه چرخش بالایی در محفظه قرار می گیرد. سوخت به این توده هوای متحرک سریع تزریق می شود و به سرعت به ذرات بسیار ریز تبدیل می شود. این اتمیزه کردن کاملاً مؤثر است حتی زمانی که سوخت به عنوان یک جت "نرم" با استفاده از یک نازل پین یا مجموعه ای از نازل ها با فشار نسبتاً کم (حدود 100 بار) تزریق می شود.
پس از شروع احتراق در محفظه گرداب، سوخت در حال احتراق همراه با سوخت نسوخته یا نیمه سوخته به محفظه احتراق اصلی ساخته شده در تاج پیستون وارد می شود. اگر زمان پاشش برای تامین قدرت بیشتر موتور افزایش یابد، بیشتر سوخت تزریق شده در پایان دوره تزریق، تا زمانی که با هوای محفظه اصلی مخلوط نشود، مشتعل نمی شود. این تضمین می کند که دوره احتراق می تواند برای مدت نسبتا طولانی ادامه یابد تا در نهایت به مرحله ای برسد که سوخت اکسیژن کافی برای سوختن نداشته باشد. با شروع از این نقطه، مه دود سیاه شروع می شود و ظهور این مه دود نشان دهنده حداکثر مقدار سوخت قابل تزریق بدون کاهش مصرف سوخت و همچنین حداکثر قدرتی است که می توان از موتور به دست آورد.

برنج. 30.3
محفظه احتراق حفره دوگانه موتور احتراق تراکمی - تزریق سوخت غیر مستقیم
در موتورهای تزریق غیرمستقیم، ترکیب هوای گرم و اتمیزه شدن بسیار خوب منجر به تأخیر کوتاهی در احتراق می شود. در مقایسه با موتورهای برد مستقیم، شدت عملکرد "سخت" موتور کمتر است، موتور یکنواخت تر کار می کند. در چنین موتورهایی می توان از سوختی با عدد ستان کمتر استفاده کرد. همه موتورهای جرقه زنی تراکمی به وسایل کمکی مخصوص شروع سرد نیاز دارند. برای راه‌اندازی یک موتور سرد با احتراق تراکمی، معمولاً سوخت بیشتری تزریق می‌شود و بخش‌های قابل اشتعال بیشتری در قسمت تزریق‌شده وجود دارد، با این حال، تلفات حرارتی زیاد در موتورهای تزریق غیرمستقیم نیاز به کمک‌های شروع سرد اضافی دارد. در مقایسه با موتورهای تزریق مستقیم که از نسبت تراکم 16 استفاده می کنند، موتورهای تزریق غیر مستقیم از نسبت تراکم حدود 22 و در برخی موارد تا 30 استفاده می کنند.
علاوه بر ایجاد استارت سرد، نسبت تراکم بالا نیز برای افزایش راندمان حرارتی، یعنی صرفه جویی، مانند موتورهای تزریق مستقیم ضروری است. این تلفات حرارتی زیادی را که به دلیل مساحت سطح بزرگتر محفظه احتراق موتور تزریق غیر مستقیم رخ می دهد، جبران می کند.
یک یا چند مورد از ابزارهای اضافی زیر برای استارت سرد برای موتور تزریق غیر مستقیم استفاده می شود:
1 شمع برق - یک دستگاه گرمایش الکتریکی که در محفظه گرداب نصب شده است. هوای داخل محفظه چند ثانیه قبل از راه اندازی موتور سرد به صورت الکتریکی گرم می شود. در حال حاضر، چنین شمع هایی معمولاً به طور خودکار کنترل می شوند.
2 گرمکن هدر - دستگاه های الکتریکیطراحی شده برای گرم کردن الکتریکی هوای عبوری از منیفولد ورودی به سیلندرها.
3 نازل Pintox - یک نازل پین با یک سوراخ اضافی برای تامین مستقیم سوخت از طریق یک کانال مخصوص به محفظه احتراق در حالی که میل لنگ موتور را با استارت میل لنگ می زنید.
موتورهای مدرن طراحی شده برای نصب بر روی ماشین ها
استفاده از موتورهای احتراق تراکمی کوچک در خودروها بسیار جذاب است، زیرا چنین موتورهای کوچکی تا 40 درصد کمتر از موتورهای جرقه زنی با قدرت مشابه مصرف سوخت دارند. این مزیت در صورتی جذاب‌تر می‌شود که از وسیله نقلیه به اندازه کافی استفاده شود که پس‌انداز سوخت می‌تواند بر هزینه اولیه بالاتر موتور گران‌تر باشد.
این مزیت، همراه با افزایش تقاضای عمومی برای این نوع موتورها، باعث شده است که بسیاری از خودروسازان توجه خود را به موتورهای دیزلی کوچک معطوف کنند.
در گذشته موتورهای جرقه زنی تراکمی بسیار پر سر و صدا بودند و نمی توانستند با موتورهای جرقه زنی رقابت کنند، اما در اخیراپیشرفت های بزرگی در این زمینه صورت گرفته است. بهبود شکل محفظه احتراق و استفاده از صدا خفه کن کاهش سطح نویز را تضمین کرد و با نصب یک جابجایی کمی بیشتر موتور، شکاف قدرت با موتورهای جرقه زنی کاهش یافت.