Конструкция камеры сгорания дизельного двигателя

Камера сгорания должна:

♦ создать необходимую степень сжатия;

♦ обеспечить необходимую турбулентность;

♦ правильно расположить и оптимально скоординировать действие клапанов и инжектора.

Эти требования взаимозависимы. Турбулентность обычно получас си за счет факторов объема. Конструктивно сложные утопленные впускные клапаны или касательно направленные воздушные каналы создают препятствия воздушной струе и поэтому мало пригодны для применения на быстродействующих двигателях. Чтобы помочь в вентилировании камеры, могут использоваться четыре или даже шесть клапанов на цилиндр. Преимущество такой конструкции состоит в сохранении центрального положения инжектора - желательной цели для двигателей прямого впрыска. Напротив, увеличение размеров клапана и связанный : этим его высокий подъем, помимо механически проблем, обычно требуют специальных пазов не’ поршне для создания воз­ душных потоков. Полусферическая камера сгорания помогает увеличить область, доступную для клапанов, за счет использования бокового инжектора. Камеры предварительного сгорания, будь то воздушный элемент или камера «вихревою сгорании», имеют общий недостаток. Температурные нагрузки в этой области чрезвычайно высоки, и камеры склонны к отказу из-за нарушения свойств металла — по край­ ней мере, находятся в состоянии риска с того момента, как они обязаны создавать «горячую точку», чтобы помочь сгоранию. Не существует никакого уникального решения, и получающаяся в итоге камера сгорания - всегда компромисс.

Резюме по теме сгорания

В разделе 9.1 рассмотрены некоторые из проблем сгорания. Содержание раздела помогает понять некоторые другие разделы этой книги. В главе рас­ смотрены такие ключевые вопросы, как: время, необходимое для сгорания топливно-воздушной смеси; влияние изменений в концентрации смеси и в выборе момента воспламенения на параметры работы цилиндра; последствия детонации и ряд других проблем, возникающих при проектировании двигателя. Знания об изучаемом предмете постоянно пополняются. Точный контроль параметров функционирования двигателя - один из ключевых моментов для управления процессом сгорания. Эта проблема раскрывается в других главах.

Снабжение двигателя топливом и вредные выбросы

Режимы эксплуатации

Идеальное отношение «воздух/топливо» приблизительно равно 14,7:1. Это теоретическое количество воздуха, требуемое для полного сжигания топлива. Оно определяет лямбда - показатель (?„) со значением! .

X — (фактическое количество воздуха)/(теоретическое количество воздуха).

Воздушно-топливное отношение при различных эксплуатационных режимах двигателя изменяется, чтобы улучшить качество его работы, ходовые свойства автомобиля, потребление топлива и состав выхлопных газов. Перечислим основные режимы работы двигателя с точки зрения используемой смеси:

♦ холодный старт — обогащенная смесь необходима для компенсации конденсации топлива и улучшения ходовых качеств автомобиля в этом режиме;

♦ нагрузка или ускорение — обогащенная смесь улучшает работу двигателя; ♦ равномерная езда или легкие нагрузки — обедненная смесь позволяет экономить топливо.

♦ запредельный режим — очень бедная смесь (насколько возможно) используется, чтобы улучишь состав выхлопных газов и повысить экономичность двигателя.

Чем точнее управление качеством воздушно-топливной смеси, тем лучше в целом работа двигателя.

Выхлопные газы

На рис. 9.11 показаны теоретические и фактические результаты анализа продуктов сгорания топлива.

Верхняя часть рисунка - идеальная картина, нижняя часть— реальный результат при нормальных условиях. Отметим, что этот результат получен до дальнейшей обработки выхлопа, например, каталитическим конвертером. На рис. 9.12. показано процентное соотношение различных составляющих выхлопных газов. Объем загрязнителей является малым, но в того, что они исключительно ядовиты, их присутствие крайне нежелательно. Сегодня существуют строгие законодательные меры, направленные на поощрение сокращения выбросов. Фактические значения объемов выбросов меняются в зависимости от конструкции двигателя, режимов эксплуатации, температуры, равномерности движения и некоторых других факторов. В табл. 9.1. дан список четырех основных опасных для здоровья составляющих выхлопа вместе с их кратким описанием.