Przebieg spalania

Przebieg spalaniaZapłon w cylindrze silnika następuje początkowo w bardzo małej objętości mieszanki otaczającej elektrody świecy. Wywołany jest wyładowaniem iskrowym między elektrodami w momencie, gdy tłok zbliża się do GMP. Czoło płomienia rozszerza się równomiernie we wszystkich kierunkach ze stale rosnącą prędkością. Prędkość posuwania się czoła płomienia zależy od takich czynników, jak skład mieszanki, ciśnienie oraz temperatura. Ruch wirowy mieszanki w cylindrze zwiększa prędkość spalania. Oddalając się od początkowego punktu zapłonu prędkość posuwania się czoła płomienia wzrasta wskutek podwyższania się ciśnienia i temperatury mieszanki, osiągając wartości 20…40 m/s. Zapłon mieszanki w silniku gaźnikowym powinien nastąpić przed ogrzaniem całej masy mieszanki do temperatury samozapłonu (500…550°C). Nadmierniejpagrzane, części silnika mogą wywołać samozapłon sprężonewiieszanki. Samozapłon jest zjawiskiem szkodliwym, gdyż zaiKfóca lub uniemożliwia normalną pracę silnika. Podwyższenie stopnia sprężania powoduje zwiększenie mocy i sprawności silnika. Jednakże stopień sprężania powiększać można tylko do pewnej granicy. Nadmierne bowiem zwiększenie stopnia sprężania wywołuje zjawisko tzw. detonacji. Jest to spalanie o szczególnie gwałtownym przebiegu, przy którym prędkość rozszerzania się czoła płomienia dochodzi do 2000 m/s. Detonacja jest zjawiskiem szkodliwym, gdyż gwałtownie wzrastające ciśnienie działa niszcząco na mechanizm korbowy, powoduje nierównomierną pracę silnika, grzanie się głowicy oraz spadek mocy i sprawności silnika. Wentylator Gainik Bocznikowy filtr oleju Przewód ‚odpowietrzający Pompa pa/iwa Pokrywa napędu rozrządu,Miska olejowa Powstanie zapłonu oraz przebieg spalania w silniku wysoko­prężnym jest zjawiskiem bardziej złożonym niż w silniku o zapłonie iskrowym. Szybkość i łatwość mieszania się wtryskiwanego paliwa ze sprężonym powietrzem oraz charakter narastania działających na denko tłoka ciśnień podczas spalania zależą w głównej mierze od konstrukcji komory spalania. Dlatego też istnieje duża różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych komór spalania we współczesnych silnikach wysokoprężnych. Zazwyczaj rozróżnia się cztery zasadnicze odmiany.Komora z wtryskiem bezpośrednim Paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do zwartej przestrzeni między den- kiem tłoka i głowicą. Wtryskiwacze na ogół umieszcza się po- środku komory srjalania. Zapewnia to równomierne rozchodzę-, nie się frontu płomienia we wszystkie strony, poczynając od środka komory. Komora wstępna – pomocnicza komora, która zależnie od konstrukcji i przeznaczenia silnika stanowi 20 do 40% ogólnej pojemności komory spalania. Komorę wstępną łączy z wnętrzem cylindra jeden lub kilka kanałów o niewielkiej średnicy. Kanał lub kanały tworzą tzw. gardziel komory spalania.Silniki o wtrysku bezpośrednim odznaczają się dużą sprawnością, ponieważ komorę spalania cechuje mała powierzchnia odprowadzania ciepła. Ponadto jako zalety wymienić można łatwy rozruch zimnego silnika oraz niewielkie jednostkowe zużycie paliwa (około 0,16 kg/KMh). Silniki tego typu wymagają jednak dość dużego ciśnienia wtryskiwania, rzędu 20 MPa (200 kG/cm2) i są dość wrażliwe na wszelkie pogorszenie jakości rozpylania. Zwartość komory spalania utrudnia zmniejszenie opóźnienia zapłonu, wskutek czego silniki te cechuje stosunkowo twardy bieg, a uzyskiwanie prędkości obrotowej wału korbowego powyżej 2500 obr/min związane jest ze znacznym obciążeniem mechanicznym części układu korbowego. Dzięki rozwojowi konstrukcyjnemu ograniczono jednak te niedogodności i obecnie wtrysk bezpośredni stosuje się w większości silników. Podczas suwu sprężania do komory wstępnej zostaje wtłoczona część powietrza wypełniającego cylinder. Paliwo wtryskiwane jest do komory wstępnej dość zwartą strugą w kierunku gardzieli. Rozpylona dawka paliwa miesza się najpierw z powietrzem znajdującym się w komorze wstępnej, nagrzewa się i następnie zapala. Proces spalania w komorze wstępnej trwa tylko do chwili zużycia zapasu tlenu. Jednocześnie w komorze wstępnej wzrasta ciśnienie i płonąca mieszanina gazów wydostaje się przez kanał do wnętrza cylindra. Powstają silne zawirowania, dzięki czemu mieszanina spalin i par niespalonego paliwa dociera do wszystkich zakątków komory spalania. Ponieważ proces spalania trwa o wiele dłużej niż w jednolitej komorze spalania, szczytowe ciśnienie spalania w cylindrze jest umiarkowane, rzędu 4…6 MPa (40…60 kG/cm2), a silnik cechuje dość miękki bieg. W porównaniu z.silnikami o komorach z be-pośrednim wtryskiem paliwa, silniki z komorami wstępnym odznaczają się mniej hałaśliwą pracą, lecz zużycie paliwa mają nieco większe. Zasadniczą wadą tego typu silników jest konieczność stosowania wysokiego stopnia sprężania w celu ułatwienia rozruchu zimnego silnika, przy czym zwykle dodatkowo trzeba stosować jeszcze podgrzewacze.Komora wirowa – pomocnicza komora w kształcie kuli lub rzadziej walca. Komorę wirową łączy z wnętrzem cylindra jeden lub niekiedy kilka kanałów doprowadzonych stycznie do ścianek komory wirowej. Podczas suwu sprężania powietrze napływa przez gardziel stycznie do ścianek komory i zostaje w ten sposób wprawione w ruch wirowy.Paliwo jest wtryskiwane do komory wirowej. Intensywne wirowanie powietrza sprzyja szybkiemu parowaniu paliwa i mieszaniu się z powietrzem. Dzięki temu opóźnienie zapłonu zostaje zmniejszone do minimum. Rozwijający się w komorze proces spalania powoduje coraz gwałtowniejszy wypływ mieszaniny płonących gazów i resztek niespalonego paliwa, które dopalają się we wnętrzu cylindra.płonących gazów i resztek niespalonego paliwa, które dopalają się we wnętrzu cylindra. Stosując w silniku komorę wirową można uzyskać dość wysch* lye średnie ciśnienie użyteczne, ok. 0,85 MPa (8,5 kG/cm2), wadą jest natomiast trudność rozruchu zimnego silnika. Komora z zasobnikiem powietrza Zasobnik powie­trza, podobnie jak komora wstępna, jest częścią komory spalania i łączy się z wnętrzem cylindra za pomocą jednego lub kilku kanałów. Istotna różnica polega na tym, że wtryskiwacz wbudowany jest w głównej komorze spalania, a nie w pomocniczej. Zadanie zasobnika powietrza polega na opóźnieniu przebiegu procesu spalania wskutek oddzielenia części sprężonego powietrza na krótki okres czasu od reszty powietrza, do którego wtryskuje się dawkę paliwa. Wskutek braku powietrza początkowo spalanie się paliwa we wnętrzu cylindra jest niezupełne. Całkowite spalanie następuje dopiero w miarę dopływu świeżego powietrza z zasobnika. Praca silnika jest dc ść cicha i elastyczna, ale zużycie paliwa jest nieco większe niż w silnikach o komorach z wtryskiem bezpośrednim.

Comments

comments