Форкамера газового двигателя внутреннего сгорания. Форкамерный дизельный двигатель

Форкамера

Как мы уже описали выше, форкамерный двигатель имеет следующий принцип действия в работе:

Главный плюс двигателя с форкамерой — это низкие ударные нагрузки деталей цилиндро-поршневой группы во время работы ДВС. Это обеспечивается, как раз таки, за счет плавного нарастания давления, а не скачками.

К тому же, форкамерные двигатели качественно сжигают топливо, уменьшают количество выброса вредных веществ, уменьшают расход топлива и повышают КПД силового агрегата.

Что такое и как работает система форкамерно-факельного зажигания

Если есть форкамера в моторе, значит уже понятно, что есть основная камера сгорания топлива, а есть еще дополнительная.

Полости форкамеры и основной камеры сгорания сообщаются специальными соплами — каналами. Через них в основную камеру попадает пламя, пары и газы уже успевшей сгореть части воздушно-топливной смеси. В результате этого обедненная смесь в основной камере воспламеняется.

Таким образом, форкамера — это подвпрыск, который по принципу действия похож на принцип двухступенчатой работы новых дизельных инжекторных форсунок.

Плюсы и минусы предкамерных агрегатов

С одной стороны, изменение конструкции двигателя с внедрением форкамеры не нашли широкого применения из-за значительного усложнения конструкции двигателя.

Хотя экологичность таких двигателей была выше, да и расход топлива меньше, они имели меньший ресурс эксплуатации, чем обычные ДВС.

Для дизельного двигателя форкамера подходит лучше. Она снижаем сильную задымленность из выхлопной трубы. К тому же форкамерные дизели способны работать на некачественном дизельном топливе.

Основной минус форкамерных двигателей — это трудный запуск мотора на холодную. Если нагревать предкамеру, то такой двигатель заводится без проблем.

Видео

ГБЦ форкамерных двигателей.

Форкамера Мерседес ОМ 601-603.

Как заменить форкамеры.

Источник

Принцип действия форкамерного дизельного двигателя

Как вы знаете, сегодня многие производители ищут варианты того, как увеличить экономичность двигателей внутреннего сгорания. Они нашли один из возможных выходов из этого затруднительного положения. Метод заключается в том, чтобы мотор работал на топливных смесях, содержащих меньший процент горючего. При таком подходе не только удастся увеличить топливную экономичность, но и, более того, сократить выброс вредных отходов. Но в этом способе есть изъян: когда смесь содержит небольшое количество горючего, она хуже воспламеняется. Поэтому разработчики пришли к выводу, что для стабильной работы мотора нужен начальный очаг горения, от которого распространение огня произойдёт быстро по всему пространству топливно-воздушного заряда.

По итогу сейчас существуют два варианта получения подобного очага: искра повышенной энергии и послойное распределение смеси (к тому времени, как производится искра образуется легковоспламеняющаяся смесь). Второй путь включает в себя несколько вариантов. Мы же сегодня рассмотрим подробнее вариант под названием форкамерно-факельное зажигание.

Полость, находящаяся в голове цилиндров двигателя внутреннего сгорания, именуется форкамерой, или же предкамерой. Она, используя один или несколько каналов, соединяется с главной камерой сгорания горючего. Этот тип мотора выступает как в формате дизельного, так и бензинового. Вообще промежуточная камера может носить и другое название: вихрекамера. Исходя из названия, нам становится ясным то, что топливо в такой камере закручивается. Этот эффект содействует лучшему перемешиванию горючего с воздухом. Но, описывая работу ДВС с форкамерой, важно отметить, что изначально горючее, попадая в предварительную полость, сталкивается с её стеночками и перемешивается с воздухом, в этом этот вид мотора уступает своему подобию.

Форкамера газового двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, конкретно к форкамерам газовых двигателей внутреннего сгорания. Узел форкамерного клапана установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью. В сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой. Корпус форкамеры выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни. Корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение надежности работы форкамеры. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, конкретно к форкамерам газовых двигателей внутреннего сгорания.

Известны форкамеры газовых двигателей внутреннего сгорания, установленные на место форсунок в крышках цилиндров дизелей, содержащие корпус с рабочей полостью, соединенный с распылителем, свечу зажигания и узел форкамерного клапана, сообщенный соединительным каналом с рабочей полостью. (См., например, Двигатели внутреннего сгорания “Системы поршневых и комбинированных двигателей”. Третье издание, переработанное и дополненное. Под общей редакцией А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1985 г., рис.206, стр.228 и рис.207б, стр.229).

Недостатком этих конструкций является наличие соединительного канала между узлом форкамерного клапана и рабочей полостью, расположенного в корпусе форкамеры вблизи резьбовой части свечи зажигания, что приводит к перегреву корпуса в месте установки свечи вследствие того, что при каждом такте рабочего хода раскаленные продукты горения под действием высокого давления, развивающегося в форкамере, проникают внутрь соединительного канала. Это приводит к преждевременному выходу из строя свечи зажигания.

Кроме этого, газоподводящий канал имеет малое проходное сечение и часто засоряется продуктами сгорания, что приводит к уменьшению подачи газа в форкамеру и потере ее работоспособности.

Известны аналогичные форкамеры, содержащие форкамерные клапаны, установленные непосредственно на корпусе форкамеры и проникающие в рабочую полость (см. ранее упомянутый источник, рис.207а, стр.229). Эта конструкция наиболее близка к предлагаемому устройству и предлагается в качестве прототипа. Недостатком устройства, предложенного в качестве прототипа, является расположение форкамерного клапана в зоне, где отсутствует жидкостное охлаждение крышки цилиндра, что приводит к перегреву форкамерного клапана и повышенному его износу. Вместе с этим, для снижения температуры корпуса этой форкамеры требуется выполнение в ее корпусе сети каналов, что значительно усложняет ее конструкцию и при засорении каналов приводит к выходу из строя корпуса форкамеры.

Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение надежности форкамеры.

Это достигается тем, что в форкамере газового двигателя внутреннего сгорания, установленной на место форсунки дизеля, содержащей корпус с рабочей полостью, соединенный с распылителем, свечу зажигания и узел форкамерного клапана, последний установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью. В сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой. Корпус форкамеры выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни. Корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа.

На основании изложенного считаем, что новым в предлагаемом устройстве является то, что узел форкамерного клапана установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью. В сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой. Корпус форкамеры выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни. Корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа.

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемой конструкции. Форкамера газового двигателя внутреннего сгорания, установленная на место форсунки крышки цилиндра 1 дизеля, при этом последняя содержит канал 2 для отвода просочившегося через форсунку топлива и полость охлаждения 3, а форкамера содержит корпус 4 с рабочей полостью 5, распылителем 6 и выточкой 7, свечу зажигания 8, узел форкамерного клапана 9, сверление 10 корпуса форкамеры 4, дроссель 11, фильтрующую сетку 12.

Принцип работы предлагаемой форкамеры газового двигателя внутреннего сгорания аналогичен традиционным конструкциям. Отличие состоит в том, что узел форкамерного клапана 9 установлен в сверлении 10 корпуса форкамеры 4, в зоне, омываемой жидкостью полости охлаждения 3 крышки цилиндра 1, что обеспечивает его удовлетворительное температурное состояние и высокую работоспособность. Фильтрующая сетка 12 имеет ячейки меньшего размера, чем размер отверстия в дросселе 11, что исключает засорение дросселя 11 при работе. Корпус форкамеры 4, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, позволяет обеспечить интенсивный отвод тепла из зоны установки свечи зажигания 8 и узла форкамерного клапана 9, а также снижает теплонапряженность распылителя 6. Повышенная прочность материала корпуса форкамеры 4 обеспечивает многократную замену свечи зажигания 8 без повреждения резьбы корпуса 7 форкамеры 4. Топливный газ из магистрали подачи форкамерного газа (не показан) поступает в канал 2 крышки цилиндра 1, предназначенный для отвода просочившегося через форсунку топлива в дизеле, далее газ поступает в выточку 7 корпуса форкамеры 4, проходит через фильтрующую сетку 12, дроссель 11, сверление 10, далее через узел форкамерного клапана 9 и поступает в рабочую полость 5. В качестве магистрали подачи форкамерного газа может быть использован коллектор сбора просочившегося топлива через форсунки дизеля.

Экономический эффект от внедрения настоящего изобретения заключается в снижении затрат на изготовление форкамеры, а также вследствие увеличения срока службы форкамеры.

Формула изобретения

1. Форкамера газового двигателя внутреннего сгорания, установленная на место форсунки в крышке цилиндра дизеля, содержащая корпус с рабочей полостью, соединенный с распылителем, свечу зажигания и узел форкамерного клапана, отличающаяся тем, что узел форкамерного клапана установлен в сверлении корпуса форкамеры, в зоне, омываемой охлаждающей жидкостью.

2. Форкамера по п.1, отличающаяся тем, что в сверлении корпуса форкамеры, перед узлом форкамерного клапана, установлен дроссель, закрытый со стороны подвода газа фильтрующей сеткой.

3. Форкамера по п.1, отличающаяся тем, что корпус ее выполнен из материала с высокой теплопроводностью и прочностью, например из латуни.

4. Форкамера по п.1, отличающаяся тем, что корпус форкамеры содержит выточку, соединяющую сверление корпуса форкамеры, в котором установлен узел форкамерного клапана, с каналом крышки цилиндра дизеля, предназначенным для отвода просочившегося через форсунку топлива, и последний соединен с магистралью подачи форкамерного газа.

РИСУНКИ

www.findpatent.ru

Для чего нужна форкамера в двигателе

Теперь разберемся в самом главном вопросе: для чего же нужна форкамера в двигателе?

Первостепенно такая система была создана с той целью, чтобы убрать, пусть и частично, нагрузку на поршни. Это же, в свою очередь, положительно сказалось на общей работе мотора. Более того, выбирая форкамерный двигатель, вы сокращаете количество токсичных отходов, так как, говоря конкретно о нашем случае, солярка полностью сгорает. Делаем из этого вывод — ваши расходы на горючее уменьшатся.

Система форкамерно-факельного зажигания

Основными элементами, составляющими дизельный двигатель с форкамерой, являются:

Примечание: мы будем проходить путь вместе с топливом для того, чтобы полностью понять принцип работы форкамерного двигателя.

Сейчас, мы надеемся, вам стало ясно, как работает форкамерный дизель и из чего состоит устройство форкамеры.

Плюсы и минусы предкамерных двигателей

Упоминая о двигателях внутреннего сгорания, работающих на бензине, можно с уверенностью заявить об их неэффективности, так как устройство было несовершенным и в движении показало себя с самых худших сторон. Поэтому никто из производителей не захотел полагаться на такой выбор, и в итоге подобные конструкции сейчас не используются. Конечно, изначально люди отдавали предпочтение таким аналогам из-за экономичности в расходе топлива и, одновременно с этим, уменьшением токсичности выбрасываемых отходов. Но пользователи поменяли своё мнение, испытав агрегаты на прочность в езде.

Ситуация совершенно иная, если это касается дизельных моторов, которые и являются нашим основным объектом изучения. Плюсами в движке с предкамерным двигателем выступают незначительная дымность силовой установки, не зависимо от способа езды и, что тоже весомо, такие установки не нуждаются в отборном топливе.

Вернёмся к отрицательным сторонам, куда уж без них. Непрогретый мотор плохо запускается. Из-за чего же так происходит? Суть в том, что для стабильного пуска требуется изначально хороший прогрев предкамеры, но, по причине того, что в этой системе устанавливаются электрические калильные свечи, воздух прогревается не в полной мере.

В заключении можно отметить, что принцип работы подобных двигателей имеет мало недостатков, поэтому вы можете смело отдавать ему предпочтение. Приятных поездок и не забывайте оставлять свои комментарии ниже.

Источник

Форкамера — специфика, особенности и востребованность

Создание комфортного микроклимата и очистка воздуха в помещении – далеко не всегда является настолько простой задачей, как может показаться на первый взгляд. Тип и размер помещения, окружающие его климатические условия, сложность используемой вентиляционной системы – соблюдаемых условий может оказаться много.

Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера. А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Можно легко оценить тот факт, насколько необходимой является форкамера в вентиляции, рассмотрев, что это такое детальнее. Приставка «фор» переводится «перед», что позволяет рассматривать форкамеру, как предварительное помещение, в котором производится вентиляционный газообмен. Для мест с сильно загрязнённой атмосферой она становится отличным «фильтром» разделяющим внутреннюю систему вентиляции помещения и внешнюю.

Благодаря этой системе разделения открывается возможность надежно отсечь большинство факторов, способных ухудшать состояние воздуха в проветриваемом помещении. Или наоборот – оперативно отводить образующиеся внутри него летучие соединения наружу.

Для этих целей создается отдельное помещение – предварительная область или предкамера, в которой создается рабочий вентиляционный узел. Его техническое оснащение меняется в зависимости от скорости и качества проходящих воздушных потоков.

В некоторых случаях достаточно специального направляющего вентилятора, который разделяет входящий и выходящий воздух в предназначенные для этого каналы. Может понадобиться монтаж воздушных фильтров для очистки, обустройство шумоизоляции.

Особенности «предварительных» воздушных камер

Современные бытовые климатические системы, предназначенные для типовых помещений, как правило, не требуют обустройства форкамеры. Система кондиционирования, состоящая из внутреннего и внешнего блока, представляет собой сложное устройство. В нем уже имеются различные очищающие воздух фильтры и другие блоки, задача которых – создание оптимальных климатических условий в помещении. Но их рабочие возможности весьма ограничены. Даже мощные бытовые кондиционеры могут не справляться с охлаждением больших помещений. Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Идея установки обычных кондиционеров в огромных промышленных постройках, подземных парковках, помещениях, размеры которых превышают несколько сотен квадратных метров – будет нецелесообразной. Для них существуют отдельные мощные установки, способные обрабатывать огромную кубатуру воздушных масс за минимальное время. Но такая вентиляция требует соблюдения нескольких условий для нормальной работы:

• Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
• Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
• Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними «захватить» и мелкие детали, используемые в работе.
• Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Предкамерный двигатель и форкамера

Форкамера (предкамера) представляет собой специальную полость, которая расположена в головке цилиндров ДВС. Данная полость конструктивно сообщается с основной камерой сгорания в надпоршневом пространстве посредством одного и более каналов. Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как бензиновым, так и дизельным.

ДВС подобного типа представляет собой конструкцию, в которой смесеобразование и наполнение цилиндров происходит следующим образом:

форкамера двигателя внутреннего сгорания — патент РФ 2270349

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Форкамера содержит полость, сообщенную с основной камерой сгорания перепускным каналом, смонтирован на наружной части головки блока цилиндров, имеет полость со встроенной распиливающей форсункой, а перепускной канал выполнен в виде профилированного сопла Лаваля, причем входной участок перепускного канала имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой определяется по соотношению Витошинского, а сопряжение входного и выходного участков выполнено по дуге эллипса. Изобретение обеспечивает работу ДВС на бедных жидкотопливно-воздушных и газовоздушных смесях, экономию дизельного топлива, малую токсичность отработавших газов, простоту технического обслуживания и низкую себестоимость. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2270349

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, и предназначено для улучшения их технико-экономических и экологических показателей.

Известны форкамеры двигателей внутреннего сгорания, выполненные в головке блока цилиндров, сообщенные с основной камерой сгорания соединительными каналами (см., например, патент США №4442807 кл. F 02 В 19/18, 1984 г., патент РФ №2099550 F 02 В 19/18, 1995 г.)

Недостатками таких форкамер являются высокая трудоемкость производства и технического обслуживания, а также невозможность использования на действующем и производимом парке автотехники, так как неизбежные изменения в конструкции двигателя потребуют вложения капитальных затрат на разработку конструкций его новых деталей и узлов, изменение технологии производства и дополнительное оборудование и техоснастку. Размещение известных форкамер в нижней части головки блока цилиндров существенно затрудняет их технологическое обслуживание и, при необходимости, демонтаж, так как потребует разборку двигателя автомобиля. Указанные недостатки затрудняют внедрение известных форкамер на действующем автопарке и выпускающихся автомобилях и решение в реальном времени задач повышения топливной экономичности автомобилей и экологических проблем в крупных городах и на автотрассах.

Эти недостатки устранены в форкамерах по патентам Великобритании №1261176, Кл. F 02 В 19/12, 1972 г. и РФ №2210677, F 02 В 19/18, 2001 г., смонтированными на внешней (наружной) части головки блока цилиндров и содержащими полость, сообщенную с основной камерой сгорания двигателя при помощи перепускного криволинейного канала. Известные форкамеры просты по конструкции, легко и быстро монтируемы и чрезвычайно дешевы в производстве и эксплуатации, а форкамера по патенту РФ №2210677 на испытаниях показала высокие результаты топливной экономичности и экологичности автомобильных двигателей.

Однако эти форкамеры применимы на двигателях с принудительным (искровым) зажиганием и не могут быть использованы на двигателях с воспламенением от сжатия горючей смеси (дизельных ДВС).

Известны топливные насосы дизельных двигателей с повышенным давлением впрыска топлива 70-100 МПа (70-100 атм), например ЯМЗ ТА 423, ТА 444, ТА 861. Такое увеличение давления впрыска топлива необходимо для лучшего его распыления в камерах сгорания новых двигателей, чтобы сжигать дизтопливо по критериям, удовлетворяющим требованиям экологических стандартов EURO-1, EURO-2 и EURO-3.

Однако такое повышение давления впрыска вызывает повышение мощности топливного насоса и его привода, что составляет 10-15% мощности ДВС, развиваемой автомобилем на крейсерской скорости движения (˜80 км/час). Такая высокая мощность привода топливного насоса обуславливает значительный дополнительный расход топлива, что ухудшает топливную экономичность ДВС, а экологические характеристики автомобиля остаются в существенной степени зависимы от надежности и эффективности работы форсунок и качества смесеобразования в цилиндре ДВС, которые в настоящее время еще очень низкие.

Целью настоящего изобретения является существенное улучшение топливной экономичности и экологичности ДВС с воспламенением от сжатия горючей смеси на основе простого и надежного технического решения.

Для этого известный двигатель с воспламенением от сжатия горючей смеси (например, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 дизельные) согласно изобретению оснащается форкамерой, смонтированной на внешней (наружной) части головки блока цилиндров и содержащей полость, сообщенную с основной камерой сгорания при помощи перепускного криволинейного канала, выполненного в виде профилированного сопла Лаваля, выходной участок которого выходит в основную камеру сгорания, а полость форкамеры содержит распыливающую форсунку для впрыска топлива.

Установка форкамеры дизельного ДВС на внешней (наружной) части головки блока цилиндров обуславливает простоту ее конструкции и технического обслуживания, а также высокую доступность и оперативность реализации предложенного технического решения в реальном времени на действующих и новых автодвигателях. Установка в полости форкамеры распыливающей форсунки устраняет необходимость увеличения давления впрыска топливного насоса высокого давления (ТНВД) и оставить его на уровне 300-350 атм, т.к. после впрыска давление в полости форкамеры, после предварительного сгорания топливной смеси, может достигать более 1000 атм, что обусловлено геометрическими и конструктивно-прочностными характеристиками головки блока цилиндров и форкамеры. Выполнение перепускного канала в виде профилированного сопла Лаваля обеспечит наивысшую (сверхзвуковую) скорость истечения топливно-воздушной смеси в цилиндр двигателя и ее наилучшие дисперсность и распыление, что приведет к оптимальным параметрам смесеобразования и сгорания топлива и, как следствие, к снижению расхода топлива, токсичности выхлопных газов и высокому КПД двигателя автомобиля.

Компактная, легко и быстро монтируемая и демонтируемая конструкция форкамеры обеспечит простоту ее производства, эксплуатации и технического обслуживания, низкую себестоимость и доступность широкому потребителю, решение актуальных экологических проблем автотранспорта.

Предложенное техническое решение не известно из доступных источников информации уровня техники, из которого явным образом не следует для специалиста-двигателестроителя и промышленно легко осуществимо для производства форкамерно-факельных систем ДВС, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), который имеет чисто иллюстративное значение и не ограничивает объема прав совокупности существенных признаков формулы изобретения, где изображены: форкамера 1, смонтированная на наружной части головки 2 блока цилиндров 3, содержащая полость 4 с установленной распыливающей форсункой 5, перепускной канал 6, выполненный в виде профилированного сопла Лаваля с контуром, образованным плавной кривой и состоящим из входного 7 и выходного 8 участков.

По совокупности конструктивных признаков форкамера представляет собой импульсный реактивый двигатель, работающий в заторможенном (обращенном) режиме, в котором окислитель (воздух) подается через реактивное сопло.

Входной участок 7 перепускного канала 6 имеет образующую в виде гладкой кривой, форма которой может быть определена, например, по известному соотношению Витошинского, а контур выходного участка 8 может быть построен известным методом характеристик. Сопряжение образующих этих участков можно выполнить по дуге эллипса.

Устройство функционирует следующим образом. На такте сжатия ДВС сжатый воздух при Ҙ700-900°С из основной камеры сгорания через перепускной канал 6 поступает в полость 4 форкамеры и заполняет ее. В момент впрыска из распылителя форсунки 5 в полость 4 впрыскивается распыленное топливо, где воспламеняется и частично сгорает, температура в полости форкамеры повышается до 1500-2000°С, а давление поднимается до величины более 1000 атм. Раскаленные продукты предварительного сгорания за счет сильного перепада давлений на входе и выходе перепускного канала 6 истекают со сверхзвуковой скоростью в основную камеру сгорания, где интенсивно перемешиваются со сжатым воздушным зарядом и эффективно догорают при наивысшей скорости сгорания топлива и максимальной полноте окисления топлива, обеспечивая повышенное давление на поршень и минимальную токсичность продуктов сгорания в цилиндре ДВС.

Ограниченное сообщение полости форкамеры 4 с объемом цилиндра ДВС за счет малого сечения перепускного канала 6 существенно снижает возможность коррозийного запирания отверстий распылителя форсунки 5 вследствие образования пускового конденсата или их закоксовывания от пригарания масляных брызг, что повышает надежность работы топливной аппаратуры ДВС.

Использование настоящего изобретения обеспечивает надежный пуск дизельного ДВС, устойчивость и мощность его работы на бедных топливно-воздушных смесях при снижении выхлопных газов в десятки раз и снижение скорости разрушения озонового слоя Земли, так как дизельные ДВС составляют более 50% единиц автотранспортной техники всех стран мира.

Система форкамерно-факельного зажигания

Наличие форкамеры означает, что рабочая камера сгорания в таком двигателе разделена на составные части: предкамеру и основную камеру. Давайте рассмотрим принцип работы системы на примере карбюраторной модели ГАЗ «Волга» с предкамерным ДВС.

В предкамеру смесь поступает по специальному каналу, который выполнен во впускном коллекторе и ГБЦ. Смесь в форкамеру подается переобогащенной, для чего в карбюраторе присутствует отдельная секция. Предкамера также имеет отдельный впускной клапан. Далее происходит поджиг указанной смеси при помощи искры от свечи зажигания. В этот момент открывается впускной клапан основной камеры сгорания, который приводится в действие распредвалом ГРМ. В основную камеру поступает топливно-воздушная смесь. Порция этой смеси обедненная.

Предкамера соединяется с основной камерой специальными сопловыми каналами, через которые в основную камеру прорывается пламя, газы и пары горючего из форкамеры. От контакта с ними обедненная смесь в основной камере также воспламеняется. Получается, форкамера представляет собой своеобразный механический «подвпрыск», отдаленно напоминая принцип двухступенчатой работы современных дизельных инжекторных форсунок.

Предкамерный дизель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Предкамерный дизель

Cтраница 1

Предкамерные дизели имеют разделенные камеры сгорания Соотношение между Vnp — объемом предкамеры и Vc — объемом пространства сжатия выбирается от 0 25 до 0 40 ( фиг. Впрыснутое в предкамеру топливо частично сгорает и полученная энергия используется для распыливания несгоревшей части топлива в объеме надпоршневого пространства. Предкамера соединяется с надпоршневым пространством одним или несколькими отверстиями. Для предкамерного процесса применяется однодырчатый распылитель, имеющий небольшой угол конуса распыла ( в 10 — 15) во избежание оседания частиц топлива на боковых стенках предкамеры.  [1]

У предкамерных дизелей ( см. рис. 34 — объем предкамеры составляет 25 — 40 % общего объема камеры.  [2]

У предкамерных дизелей камера сгорания состоит из двух частей. Основная ее часть, занимающая более 70 % общего объема камеры сгорания, расположена непосредственно над поршнем, а меньшая ее часть вынесена в предкамеру. Дизельные двигатели предкамерного типа работают устойчиво без дымления в широком диапазоне оборотов.  [3]

Недостатком предкамерных дизелей является затрудненный пуск в холодном состоянии, повышенный расход топлива и более низкий коэффициент полезного действия.  [4]

В предкамерных дизелях для смесеобразования используется вихревое движение газов, создающееся в результате предварительного частичного сгорания топлива в предкамере.  [5]

На некоторых предкамерных дизелях применяют запальники из тлеющей пропитанной селитрой бумаги. Перед пуском непрогретого дизеля в предкамеру ввертывают стержни с тлеющим запальником. Соприкасаясь со впрыснутым мелкораспыленным топливом, запальники воспламеняют его и происходит вспышка.  [7]

Наихудший пуск имеют предкамерные дизели, как имеющие самые высокие скорости воздуха в перепускных каналах и наибольшие тепловые потери. Без свечи накаливания или какого-либо иного подогревательного устройства предкамерный дизель вообще не может быть пущен. После длительной стоянки обязательно требуется достаточное предварительное накаливание пусковой свечи. Вихрекамер-ные дизели с их просторным перепускным каналом, соединяющим камеру с цилиндровым пространством, при удачном расположении форсунки и при температуре окружающего воздуха выше 0 пускаются в большинстве случаев без приспособления для калильного зажигания.  [8]

Параметры процесса сгорания предкамерного дизеля следующие: / n0 5; tz0 01407 сек.  [9]

Давление впрыскиваемого топлива в предкамерных дизелях составляет 8 0 — 12 5 Мн / м2, расход топлива на 10 — 20 % превышает расход в двигателях с неразделенными камерами.  [10]

Для улучшения пусковых качеств у предкамерных дизелей повышают степени сжатия ( Е 20 — н 21) по сравнению с дизелями с неразделенными камерами сгорания. Кроме того, предкамеры оборудуют обычно калильными свечами.  [11]

На рис. 11.106 показана схема предкамерного дизеля. Камера сгорания разделена здесь на две части: предкамеру 1 и основную камеру 3 над-поршнем. Объем предкамеры составляет 25 — 35 % общего объема камеры сгорания. Воздух, сжимаемый движущимся вверх поршнем, заполняет основную камеру и предкамеру. Ввиду сравнительно небольшого объема предкамеры в ней сгорает лишь часть топлива, впрыскиваемого на один цикл работы. В результате сгорания топлива давление в предкамере растет, и образующиеся газы вместе с несгоревшим топливом выбрасываются в основную камеру сгорания. При этом благодаря большим скоростям истечения топливо дополнительно распыливается, хорошо смешивается с воздухом и сгорает в основной камере сгорания 3 над поршнем. Образующиеся газы производят работу и затем удаляются.  [13]

Несколько меньше среднее эффективное давление получается у предкамерных дизелей из-за увеличенных потерь при осуществлении рабочего цикла.  [14]

Кривые изменения ре и ge в зависимости от числа оборотов для ряда предкамерных дизелей при полной нагрузке приведены на фиг.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Плюсы и минусы предкамерных двигателей

Внедрение предкамеры в устройство бензинового ДВС не получило широкого распространения. Определенные сложности конструкции и недостаточная эффективность работы системы во время реальной эксплуатации привели к отказу от схемы форкамерно-факельного зажигания.

Что касается дизельных моторов, предкамерные дизели встречаются чаще. Форкамерные дизельные двигатели имеют низкое давление впрыска сравнительно с другими дизельными агрегатами. Использование форкамеры в дизеле позволило снизить дымность силовой установки на разных режимах работы агрегата. Еще одним плюсом предкамеры на дизельном моторе выступает меньшая требовательность таких двигателей к качеству дизтоплива.

Главным недостатком предкамерного дизеля считается затрудненный пуск холодного мотора. Дело в том, что для уверенного пуска необходим качественный прогрев форкамеры. Использование электрических калильных свечей для эффективного нагрева воздуха в полости предкамеры не всегда обеспечивает облегченный пуск двигателя.

Черный цвет выхлопа дизельного двигателя. Сажа из выхлопной трубы дизеля, причины неполного сгорания топлива. Определение основных неисправностей.

Особенности и отличия оппозитного двигателя от других поршневых ДВС. Преимущества оппозитного мотора, минусы данной конструкции, нюансы обслуживания.

Почему топливно-воздушная смесь детонирует в камере сгорания. Причины, вызывающие детонацию. Последствия детонационного сгорания топлива в цилиндрах ДВС.

Как найти номер двигателя на самом силовом агрегате или в других местах под капотом автомобиля. Место расположения номера мотора на популярных моделях авто.

Разновидности ДВС и принцип действия теплового двигателя. Рабочий цикл и такты, преимущества и недостатки. Основные и альтернативные виды топлива.

Доступные способы ремонта автомобильного глушителя. Как отремонтировать глушитель при помощи холодной сварки, ремонт глушителя без сварки и т.д.

Источник

Предкамерные дизели

vdvizhke.ru