Сумішоутворення в розділених камерах згоряння

Для поліпшення сумішоутворення застосовують розділені камери згоряння. Розрізняють два типи сумішоутворення: передкамерне і вихрокамерне.

Передкамерне сумішоутворенняхарактеризується такими способами:

1. Камера згоряння розділена на дві частини: передкамеру об'ємом (0,25-0,4)V_с і головну камеру, що з'єднані між собою вузькими каналами, що перешкоджають швидкому перетеканню газів з передкамери в циліндр. У результаті цього максимальні тиски згоряння невеликі і двигун працює дуже м'яко.

2. У процесі стиску в передкамері створюється неупорядкований турбулентний рух повітря за рахунок перетікання його з великою швидкістю (200-300 м/с) через вузькі канали з циліндра. У цьому випадку сумішоутворення визначається інтенсивністю руху потоку повітря в передкамері, а не якістю розпилювання палива, завдяки цьому двигун мало чуттєвий до сорту палива і має знижений тиск вприскування (10-13 МПа).

3. Наявність вузьких каналів і розвитої поверхні камери згоряння приводить до великих утрат тепла через стінки передкамери і втрат енергії при перетіканні газів у передкамеру і назад, що утрудняє пуск холодного двигуна і погіршує його економічність.

Для полегшення пуску підвищують ступінь стиску до 20-21, а в передкамері встановлюють калільні свічі, що включаються при пуску.

Вихрокамерне сумішоутворенняна відміну від передкамерного характеризується:

1. Великим об'ємом вихрової камери (0,5-0,8)V_с, у якій у процесі стиску створюється організований обертальний рух повітря.

2. Великим прохідним перетином і, отже, великим тиском згоряння в циліндрі через швидке перетекання згорілих газів з вихрової камери в основну.

3. Завдяки великим прохідним перетинам втрати енергії заряду при перетіканні відносно невеликі. Для надійного пуску вихрокамерні двигуни мають e = 17-20.

Процес згоряння

Швидкість згоряння

Горіння - складний фізико-хімічний процес, що дотепер цілком не вивчений. Процес згоряння завжди протікає в газовій фазі.

На величину швидкості горіння впливають каталізатори (водяні пари, платина й ін.). У карбюраторних двигунах, з метою придушення детонації, застосовують негативні каталізатори - карбоніл заліза, тетраетилсвинець і ін.

При згорянні однорідних вуглеводених палив максимальна швидкість полум'я одержується, коли пальна суміш трохи збагачена. У випадку, коли швидкість знижується до ~0,1 м/с полум'я гасне.

Збагачення суміші, при якому полум'я гасне, називається верхньою концентраційною межею a_min, а межа можливого збідніння нижнею концентраційною межею a_max поширення полум'я. За цими межами горіння однорідних сумішей неможливо.

Для бензинових двигунів:

a_min=0,4-0,6;

a_max=1,4-1,6.

У ДВЗ має місце турбулентне горіння, що представляє собою процес турбулентного змішання продуктів згоряння і свіжої суміші і потім згоряння останньої внаслідок підвищення її температури. Швидкість згоряння визначається в основному турбулентними пульсаціями в камері згоряння інтенсивністю перемішування продуктів згоряння зі свіжою сумішшю.

Самозапалювання - прогресуюче прискорення реакцій. Воно настає, коли швидкість тепловиділення за рахунок хімічних реакцій перевищує швидкість відводу тепла в навколишнє середовище.

У дизелі самозапалювання відбувається при упорскуванні палива в стиснене повітря; у карбюраторному двигуні - заряду при детонації.

Час від моменту вприскування палива в циліндр до появи видимого полум'я називають періодом затримки запалення.