1. Читайте також
2. виноски

У нових конструкціях камер згоряння, призначених для спалювання бідних сумішей, проявляються вимоги до сумішоутворенню, характерні як для бензинових двигунів, так і для дизелів. У цих конструкціях часто використовується впорскування бензину безпосередньо в циліндр або в невелику камеру з розміщеною в ній свічкою запалювання. Якщо забезпечено надійне запалення суміші в зоні свічки, то в циліндр може подаватися чисте повітря без дроселювання. Потужність двигуна при цьому регулюється кількістю палива, що впорскується. В цьому випадку дійсний ступінь стиснення при неповному навантаженні двигуна не змінюється, і ККД двигуна збільшується.

Двигуном такого «перехідного» типу є експериментальний двигун «Форд пуття», що має безпосереднє уприскування палива в циліндр і іскрове запалювання. На тактах впуску і стиснення повітря в циліндрі надається інтенсивне обертання, у напрямку якого близько один до одного (див. Рис. 1) розміщені паливна форсунка і свічка запалювання.

Впорскування палива починається безпосередньо перед іскроутворенням. Таким шляхом забезпечується збагачення суміші в зоні свічки запалювання до моменту іскрового розряду; далі подача палива може тривати вже при палаючому заряді. Детонація не виникає, так як паливо міститься в основному в малому обсязі між форсункою і свічкою. Повітря, що подається в циліндр, що не дросселируется.

Цей спосіб не знайшов застосування в практиці через високу вартість паливної апаратури, системи запалювання, а також недостатньою питомою потужністю двигуна (близько 22 кВт / л).

Над створенням і удосконаленням камер згоряння автомобільних двигунів працює в Англії відомий фахівець Г. Уеслейк. Він розробив і створив камери згоряння для двигунів відомих автомобілів «Ягуар», «Бентлі» і ряду популярних кросових мотоциклів. Створена ним камера згоряння для роботи на бідних сумішах має форму серцеподібного поглиблення в голівці циліндра (рис. 2). Цей обсяг обмежується клапанами і свічкою запалення. Витіснювач між головкою і поршнем забезпечує інтенсивну турбулізації заряду в камері в кінці ходу стиснення.

У камері згоряння Уеслейка найбільший інтерес представляє спеціальний канал, виконаний в її днище. Канал проходить від впускного клапана до свічки запалювання. Тарілка впускного клапана переміщається яри малому підйомі вздовж циліндричної виїмки камери згоряння. У зв'язку з цим при малому підйомі клапана вихід з його щілини дросселируется, крім тієї її частини, де розташований проходить до свічки і втоплений до площини сідла клапана з'єднувальний канал. Відразу ж після відкриття клапана багата суміш через цей канал може надходити безпосередньо до свічки запалювання. При більшому підйомі все перетин клапана звільниться, і суміш буде вільно заповнювати весь обсяг циліндра. Така модернізація камери згоряння автомобіля «Остін Алегро» фірми «Брітіш Лейланд» (Англія) дозволила Г. Уеслейку досягти в 1976 р зменшення витрати палива з 9,17 л / 100 км до 7,66 л / 100 км. У перспективі можна зменшити витрату палива у цього автомобіля до 6 л / 100 км.

Хороші результати були досягнуті швейцарським конструктором М. Меем, що розробив камеру згоряння, показану на рис. 3. Нова камера згоряння була отримана шляхом модернізації серійної камери згоряння і придбала популярність під назвою «Фаєр Болл». Вперше вона була застосована фірмою «Ягуар» на 12-циліндровому V-образному двигуні.

У цій камері випускний клапан розміщений в ваннообразной виїмці; в цьому ж обсязі розміщена свічка запалювання. Поршень з плоским днищем витісняє заряд в кінці такту стиснення в виїмку, де виникає інтенсивне обертання заряду. Обсяг під менш поглибленим впускним клапаном і виїмка з'єднані неглибоким каналом. Інтенсивне завіхріваніе забезпечує можливість використання ступеня стиснення. Співвідношення повітря / паливо одно 18. Автомобіль «Фольксваген Пассат» з таким експериментальним двигуном працював на паливі з октановим числом 92 (по дослідницькому методу) зі ступенем стиснення 11,6. При постійній швидкості автомобіля 80 км / год витрата палива зменшився з 5,9 л / 100 км до 3,9 л / 100 км.

В автомобілі «Ягуар» була використана замість камери згоряння старої конструкції камера згоряння М. Мея, розташована в голівці циліндра (рис. 4). Поршень з плоским днищем став більш легким і менш теплонапружених, а невеликий зазор витіснювача знизив освіту CHx. Витрата палива при знизився на 20%.

За даними випробувань, проведених швейцарським журналом «Аутомобіль-Ревю», середня витрата палива у автомобіля «Фольксваген Пассат TS» з двигуном мали камеру згоряння такої ж конструкції, був знижений з 8,5 л / 100 км до 4,96 л / 100 км .

Карбюраторний двигун автомобіля «Порше 924» був спеціально модернізований для використання бідних сумішей. Ступінь стиснення у нього була підвищена до, і при частковому навантаженні двигуна суміш можна було збіднити до. Камера згоряння утворена внецентренно в днище поршня для досягнення кращого завіхріванія заряду, необхідного для спалювання бідних сумішей.

Регулювання складу суміші від при повному навантаженні до при частковому навантаженні і забезпечення оптимального випередження запалювання дозволили досягти значного зниження витрати палива при русі в міському циклі. При швидкості 90 і 120 км / ч підвищення паливної економічності становило від 6 до 12%. Досягнуті результати видно з зіставлення кривих реальних ступенів стиснення двигуна з геометричною ступенем стиснення і цього ж модернізованого двигуна з геометричною ступенем стиснення, підвищеної до (див. Рис. 4 в статті « Вплив ступеня стиснення на індикаторний ККД двигуна »). Мінімальний питома витрата палива цього двигуна знизився з 280 до 260 г / кВт · год, причому зниження витрати палива досягнуто у всьому діапазоні навантажень і частот обертання двигуна. Ще кращі результати можуть бути отримані, якщо застосувати для регулювання запалювання і складу суміші електронні пристрої.

Значні успіхи в спалюванні бідних сумішей в бензинових двигунах досягнуті фірмою «Хонда», яка застосувала так звану продувається форкамеру малих розмірів з самостійним впускним каналом і клапаном для подачі збагаченої суміші. Свічка запалювання розташована на бічній поверхні форкамери. На рис. 5 показані розріз головки циліндра такого двигуна. Суміш, запалав в форкамері, викидається під тиском через вузький отвір в основну камеру згоряння, де підпалює сильно збіднений інтенсивно обертається заряд, що надійшов через основний впускний клапан.

Незважаючи на труднощі, пов'язані із забезпеченням надійної роботи клапана форкамери, створення допоміжного каналу в голівці, складного карбюратора і термореактор для спалювання CO і CHx, були досягнуті значні успіхи в усуненні шкідливих речовин з відпрацьованих газів.

Хороших результатів досягла японська фірма «Ніссан» на автомобілях моделі «NASP Z510» з карбюраторним двигуном і на моделі «200 SK» з двигуном, обладнаним уприскуванням бензину. В обох випадках застосовувалася полусферическая камера згоряння. Зменшення освіти NOx було отримано рециркуляцією 17% відпрацьованих газів, що дозволило зберегти високу індикаторну потужність двигуна і низькі питомі витрати палива. Досягненню хороших результатів сприяло запалювання двома свічками, розташованими один проти одного в камері згоряння, що значно скоротило шлях полум'я. Спеціальна вставка, поміщена у впускному каналі, створювала інтенсивне обертання суміші в циліндрі, що збільшило швидкості згоряння.

Головки циліндрів типу «крос флоу» (з розташуванням впускних і випускних каналів по різні боки поздовжньої осі двигуна) мають впускний клапан, кілька зрушений від осі циліндра з тим, щоб звільнити місце для свічки запалювання. Для забезпечення хорошого коефіцієнта наповнення діаметр клапана може бути збільшений на 10%, На рис. 6 показана частина такої головки циліндрів двигуна «Тойота» (Японія) з малою непродуваемой, т. Е. Без спеціального клапана, форкамерою. Надходження багатою суміші в форкамеру забезпечується клювообразним виступом-турбулізаторами на вході в неї, частково виступаючим в основну камеру згоряння. В кінці ходу стиснення повітря, що надходить в форкамеру, як би втягує в неї паливо, зібране за рахунок відцентрових сил.

Свічка запалювання встановлена ​​на вході в форкамеру, оскільки випробування показали, що це місце є оптимальним для її розміщення. Всі вищеописані конструктивні заходи дозволяють використовувати сильно збіднені суміші з масовим співвідношенням повітря / паливо, рівним 19 (). Випускна труба теплоізольована від головки циліндра, а у випускному каналі головки встановлений теплоізоляційний вкладиш. Для усунення з відпрацьованих газів CO і CHx застосований термічний реактор.

Читайте також

• Характеристика крутного моменту двигуна

  Для того щоб двигун мав малу масу і розміри, необхідно підвищувати його робочі частоти обертання. Тим самим до двигуна пред'являються вимоги протилежного характеру, і через це виникає необхідність пошуку компромісного рішення.

• сонячний бензин

  Можливість ефективно і з малими витратами перетворювати сонячну енергію безпосередньо в енергію рідкого палива змінить правила гри.

виноски

1. ↺ Мацкерле Ю. Сучасний економічний автомобіль / Пер. з чеськ. В. Б. Іванова; Під ред. А. Р. Бенедиктова. - М .: Машинобудування, 1987. - 320 с .: іл .// Стор. 125 - 131 (книга є в бібліотеці сайту ). - Прим. icarbio.ru

Коментарі