Cтраница 1
Вихрекамерные двигатели экономичнее предкамерных, но эти системы смесеобразования мало отличаются друг от друга. Они обладают одинаковыми достоинствами и недостатками и имеют одинаковое распространение. Больший объем вихревой камеры ( 40 - 60 %) позволяет разместить в ней кроме форсунки запальник, облегчающий пуск холодного двигателя. [1]
Пример вихрекамерного двигателя показан на фиг. В головке двигателя имеется специальная вставка из нержавеющей стали. В этой вставке находится узкий канал, соединяющий полость над поршнем с вихревой камерой. Последняя имеет шарообразную или цилиндрическую форму. В вихревую камеру вставлены форсунка и запальная свеча. При ходе сжатия воздух перегоняется поршнем из цилиндра двигателя в вихревую камеру, причем в зависимости от сечения соединительного канала скорость перетекания воздуха в этом канале может быть различной. Эта скорость изменяется по ходу сжатия; максимальное ее значение может достигать в некоторых двигателях 300 - 400 м / сек. [2]
В вихрекамерных двигателях применяют обычно форсунки закрытого типа со штифтовым распылителем. Использование кинетической энергии вихревого потока воздуха обеспечивает возможность хорошего распыливания топлива при сравнительно невысоких давлениях впрыска, 100 - 150 кг / см2, против 800 кг / см2 и более у двигателей с непосредственным впрыском. [3]
Рабочий процесс вихрекамерных двигателей весьма устойчив и мало зависит от скоростного режима, что позволяет использовать его в наиболее быстроходных типах двигателей. [4]
Для облегчения пуска при низких температурах на дизелях с камерой в поршне устанавливается подогреватель воздуха, а на вихрекамерных двигателях - свечи накаливания. [5]
На практике определено, что при температуре - ( 35 - - 40) С расход жидкости при пуске двигателей ЯМЗ составляет 40 - 60 мл, для вихрекамерных двигателей он в 1 5 - 2 0 раза больше. [6]
Учитывая физико-химические свойства сжиженного газа ( повышенная испаряемость и др.) при испытании указанных двигателей приходилось относительно увеличивать опережение впрыска по углу поворота коленчатого вала двигателя на 4 - 6 ( вихревые камеры) и 10 - 12 ( камера в поршне), а давление затяга пружины иглы форсунки для вихрекамерных двигателей для загрубления распыла регулировать на давление начала впрыска, на 40 - 50 кГ / см меньше установленного для дизельного топлива. [7]
Впускной и выпускной клапаны изготовлены из жаропрочной стали. Клапаны вихрекамерных двигателей одинаковы, а выпускные клапаны двигателей с камерой в поршне отличаются меньшим диаметром тарелки. [8]
Нагрузкой для вихрекамерного двигателя служила балансирная динамо-машина, что позволяло получить надежные данные с большой точностью измерения. [9]
Вихревые камеры чаще всего имеют шаровую форму. При уменьшении относительного объема шаровой камеры отмеченные выше недостатки вихрекамерных двигателей проявляются в меньшей степени. [10]
Если расположить форсунку таким образом, чтобы струйки топлива были направлены по оси перепускных отверстий или горловины, и соответственно подобрать величины давления впрыска, сечения и длины форсунки, расстояния распылителя от устья камеры и размеры каналов, то можно добиться того, что при малом ( пусковом) числе оборотов двигателя форсунка будет подавать топливо через перепускные отверстия камеры прямо в цилиндр. Таким образом, предкамерные и вихрекамерные двигатели работают в эксплуатации как двигатели с разделенными камерами сгорания. Воспламенение у них происходит в камере и они могут поэтому работать с очень высоким числом оборотов. При пуске же воспламенение происходит в цилиндре, где условия для этого более благоприятны, чем в камере. Так как воздух является особенно плохим проводником тепла, то процесс сжатия в цилиндре протекает адиабатически, что обеспечивает наличие в цилиндре достаточной для воспламенения температуры. С увеличением размерности цилиндров температурные условия становятся все более благоприятными. Кроме того, с увеличением объема цилиндра отношение поверхности охлаждения к его объему становится все меньшим и, следовательно, отвод тепла уменьшится. Незначительные завихрения воздуха в цилиндре также уменьшают теплопередачу, и в результате потери тепла в двигателях непосредственного впрыска значительно меньше, чем в двигателях с разделенными пространствами сгорания. [11]
Пред камерные двигатели имеют также разделенную камеру сгорания. В отличие от вихревых камер, вмещающих до 80 % сжимаемого воздуха, предкамеры составляют около 25 - 40 % объема по отношению к камере сжатия. Благодаря конструктивным особенностям предкамер механизм вихреобразо-вания у них совершенно отличен от механизма вихреобразования у двигателей с непосредственным впрыском и вихрекамерных двигателей. Если у двигателей с непосредственным впрыском для создания однородной смеси топлива с воздухом используются вихревые движения, возникающие в процессе всасывания и сжатия воздуха, а в вихрекамерных двигателях используются главным образом вихри сжатия, то в предкамерных двигателях эту роль выполняют вихри сгорания. В процессе хода сжатия воздух из поршневой камеры через узкие каналы поступает в предкамеру, куда впрыскивается топливо. Часть этого топлива па периферии факела сгорает, в результате чего резко нарастает давление в предкамере и наступает явление так называемого выдувания предкамеры. Продукты сгорания вместе с несгоревшим топливом вырываются с громадной скоростью в основную камеру, смешиваются с воздухом и полностью сгорают. Следовательно, для смесеобразования используется часть энергии первых сгоревших порций топлива, составляющая около 3 - 4 % всей мощности. [12]
Аналогичная тепловая вставка в предкамерном двигателе показана на фиг. ЫХОДНЫМ отверстием предкамеры струйки топлива образуют единую, с широким конусом распыла струю, обеспечивающую хорошее смешение топлива с воздухом даже в случае одного выходного отверстия из предкамеры. Температура стенок предкамеры может быть повышена, если их изолировать полностью или частично от стенок головки цилиндра, как это было показано выше для случая вихрекамерного двигателя. Для получения еще более высокой температуры стенки предкамеры в некоторых случаях омывают выпускными газами. [13]
Экономичность всякого двигателя зависит от величины его тепловых потерь. С этой точки зрения двигатели с неразделенной камерой находятся в самых благоприятных условиях и имеют поэтому минимальные удельные расходы топлива. За ними идут предкамер-ные и затем вихрекамерные двигатели. [14]
Пред камерные двигатели имеют также разделенную камеру сгорания. В отличие от вихревых камер, вмещающих до 80 % сжимаемого воздуха, предкамеры составляют около 25 - 40 % объема по отношению к камере сжатия. Благодаря конструктивным особенностям предкамер механизм вихреобразо-вания у них совершенно отличен от механизма вихреобразования у двигателей с непосредственным впрыском и вихрекамерных двигателей. Если у двигателей с непосредственным впрыском для создания однородной смеси топлива с воздухом используются вихревые движения, возникающие в процессе всасывания и сжатия воздуха, а в вихрекамерных двигателях используются главным образом вихри сжатия, то в предкамерных двигателях эту роль выполняют вихри сгорания. В процессе хода сжатия воздух из поршневой камеры через узкие каналы поступает в предкамеру, куда впрыскивается топливо. Часть этого топлива па периферии факела сгорает, в результате чего резко нарастает давление в предкамере и наступает явление так называемого выдувания предкамеры. Продукты сгорания вместе с несгоревшим топливом вырываются с громадной скоростью в основную камеру, смешиваются с воздухом и полностью сгорают. Следовательно, для смесеобразования используется часть энергии первых сгоревших порций топлива, составляющая около 3 - 4 % всей мощности. [15]