Основные типы камер сгорания дизельных двигателей и их устройства

Как известно, камеры сгорания должны обеспечивать не только хорошее смесеобразование, но и получение наиболее высоких показателей экономичности и пусковых качеств двигателя. Выделяются две конструктивных группы камер сгорания дизельных двигателей, разделяющихся между собой не только конструкцией, но и принципом образования топливной смеси в камере. Это разделенные и неразделенные камеры сгорания.

Разделенные камеры сгорания

Такие камеры имеют два соединяющихся с собой канала независимых от объема:

• предкамеру;
• вихревую камеру.

Вихревая камера может располагаться как в головке блока цилиндров, так и в самом блоке. Охлаждающая поверхность разделенных камер очень высока. В этой связи двигатель предрасположен к значительным тепловым потерям, что приводит к снижению пусковых качеств и негативному влиянию на фактор экономичности. Как правило, дизельные двигатели с разделенными камерами сгорания обеспечивают довольно высокую степень сжатия.

Основным достоинством разделенных камер сгорания является приготовление практически безупречной топливной смеси. Благодаря использованию кинетической энергии газов за счет перетекания между полостями камеры, максимально увеличивается сгорание топлива и минимизируется дымность выпускной системы.

К тому же взаимодействие каналов в разделенных камерах придает устойчивость двигателю при его работе. Значительно снижаются основные нагрузки на такие важные детали как шатуны, коленчатый вал, поршневые пальцы.

Уменьшить некоторым образом так называемую грубость работы дизеля с разделенными камерами сгорания можно так же за счет увеличения температурного режима определенных областей камер.

Неразделенные камеры сгорания

Неразделенные камеры сгорания в отличиt от разделенных имеют один лишь объем и простейшую форму, согласованную с направлением, числом и размером топливных потоков впрыскиваемого топлива. Такие камеры имеют весьма незначительные размеры, следовательно, имеют небольшую охлаждающую поверхность. Таким образом потери тепловой энергии в двигателях с неразделенными камерами сгорания значительно меньше, чем в двигателях с разделенными камерами. Такой дизель имеет неплохие пусковые и экономические показатели.

Формы неразделенных камер сгорания выделяются своим многообразием. Наиболее часто их конструируют в днищах поршней. Но встречается размещение камер и в головке блока цилиндров, а также частично в днищах поршней и частично в головке.

Можно разбить неразделенные камеры сгорания дизельных двигателей по их принципиальному конструктивному расположению следующим образом:

1. Тороидальные в поршне.
2. Полусферические в поршне и головке блока цилиндров.
3. Полусферические в поршне.
4. Цилиндрические в поршне.
5. Цилиндрические в поршне с боковым размещением.
6. Овальные в поршне.
7. Шаровые в поршне.
8. Тороидальные с горловиной в поршне.
9. Цилиндрические, образованные с днищем поршня и стенкой цилиндра.
10. Вихревые в поршне.
11. Трапецеидальная в поршне.
12. Цилиндрические в головке блока цилиндров под выпускным клапаном.

В камерах сгорания типа 1, 2, 3, 4, 5 крайне высокая степень качества образования топливной смеси получается благодаря топливному распылению и согласованию форм его топливных потоков с формами камер. В таких камерах сгорания наиболее часто устанавливают форсунки, имеющие многодырчатые распылители, позволяющие управлять формами топливных потоков, а также используют довольное высокое давление впрыска. Эти камеры имеют весьма компактные охлаждающие поверхности. Для дизельных двигателей с перечисленными типами камер сгорания характерны низкие показатели степени сжатия.

Для камер сгорания типа 6, 7, 8, 9 характерны более широкие охлаждающие поверхности. Это хоть и незначительно, но все-таки сказывается на пусковых качествах двигателя. Однако же в процессе вытеснения воздуха, находящегося над поршнем, в камеру сгорания в момент сжатия создаются потоки вихревого типа, что способствует отличному смешиванию воздуха с топливом, образуя довольно качественную топливную смесь.

Камеры сгорания типа 10, 11, 12 применяются не только в дизельных, но и в двигателях с возможностью использования разных видов топлива. Характерной чертой таких камер является строгое направление вихревых потоков, которое способствует испарению топлива и доставке его с определенной последовательностью в нужное место сгорания. Чтобы улучшить рабочие показатели в цилиндрических камерах в головке блока цилиндров под выпускным клапаном применяют высокие температуры выпускного клапана, одновременно являющегося стенкой камеры сгорания.