139. Розділені камери згоряння дизелів. Їх переваги і недоліки.

Сумішоутворення в розділених камерах згорання. а - вихрова; б - передкамера; в - передкамера з виступом-витискувачем; 1 - допоміжна камера; 2 - основна камера; 3 – горловина; 4 - виступ-витискувач. Мета Розділені камери згоряння складаються з основної і допоміжної порожнини, які з’єднуються горловиною … розділення полягає у підвищенні енергії повітряного заряду, який рухається в камері згоряння, для покращення сумішоутворення. Тому основні перевага дизелів з цими камерами згоряння такі: висока якість згоряння без димлення при порівняно малих значеннях коефіцієнта надлишку повітря (=1,20...1,25); порівняно невисока токсичність відпрацьованих газів, завдяки якісному згорянню; відносно низькі вимоги до паливної апаратури, тому що функції сумішоутворення виконує головним чином повітряний заряд якому надається направлений рух, мала чутливість до сорту палива і якості його розпилювання, невисокі значення максимального тиску газів у надпоршневому просторі і ступінь зростання тиску при згоранні (м’яка робота дизеля), стабільність показників робочого процесу із зміною швидкісного і навантажувального режимів роботи. До недоліків розділених камер згорання можливо віднести: складність пуску за рахунок того, що поверхня тепловіддачі велика (поверхня камери згорання); підвищена питома витрата палива – внаслідок значних втрат на перетікання з одної порожнини камери в іншу. Вихрова камера (рис. 1.2 а) складається з основної 2 і допоміжної 1 (у головці блоку) з’єднаних горловиною 3, вісь якої спрямована по дотичній до внутрішньої поверхні сфери, що сприяє створенню направленого вихрового руху заряду. Швидкість перетікання заряду через горловину і швидкість руху заряду у вихровій камері сягають 100...200 м/с в залежності від відносної величини об’єму вихрової камери згорання (Vв.к./Vc) і відносної величини прохідного перерізу горловини (fг/Fп, Fп – площа поршня).При перетіканні повітря у вихрову камеру кінетична енергія вихору перетворюється у теплову. Тому середня температура повітря у вихровій камері вище температури повітря у циліндрі, а це при інших умовах сприяє запаленню палива у вихровій камері. Струмені палива, що надходять з форсунки, рухаються зарядом (потоком повітря) викривляються. Дрібні частки утворюють об’ємну суміш, а крупні розмазуються по поверхні камери у вигляді плівки. Потім це паливо випаровується, утворюючи на периферії камери згорання перезбагачену робочу суміш. Таким чином, тут мають місце елементи плівкового сумішоутворення. Нижню частину вихрової камери нерідко виконують з’ємною, теплоізольованою. Температура горловини вихрової камери може сягати 600...650ºС. Повітря, перетікаючи через неї додатково нагрівається, що сприяє інтенсивному сумішоутворенню. Об’єм вихрової камери складає 50...60% об’єму камери згорання. В цей об’єм подається вся порція палива, створюється збагачена суміш, яка запалюється. Тиск у вихровій камері перевищує тиск у циліндрі двигуна і за рахунок цього паливо-повітряна суміш, що горить, перетікає в основну камеру, де є значна частина ще не використаного для горіння повітря. У передкамерному дизелі (рис. 1.2 б) відносний об’єм додаткової порожнини і переріз горловини виконуються меншими, ніж у вихрокамерних дизелів (Vп.к. 20...40% Vк.з). Цим забезпечується значне підвищення швидкості перетікання заряду (до 300...320 м/с) через горловину, що, в деякій мірі, компенсує відсутність його направленого вихрового руху в камері. Паливо вприскується назустріч потоку повітря. Виникає інтенсивна турбулізація, яка сприяє якісному сумішоутворенню. Після самозаймання перенасичена суміш, що горить, перетікає з високою швидкістю в основну камеру згоряння і, тим самим, забезпечує швидке і достатньо повне догорання палива навіть при невеликому значенні коефіцієнта надлишку повітря. Передкамерні дизелі менш чутливі до сорту палива і умов роботи, ніж вихрокамерні. Однак вони мають більші втрати енергії на перетікання з камери в камеру, а також в систему охолодження, і тому менш економічні. В останні роки увагу автомобілебудівників привертають передкамерні дизелі з виступом-витискувачем на поршні (рис. 1.2 в). Цей виступ переміщується у горловині передкамери і підвищує інтенсивність турбулізації заряду. Завдяки цьому забезпечуються якісні сумішоутворення і згоряння, а в результаті підвищується економічність і знижується токсичність відпрацьованих газів. Недоліки: складність пуску двигуна, підвищена питома витрата повітря.