Двигатель — это важнейшая часть автомобиля. Двигатель состоит из камеры сгорания, карбюратора, поршня и топливного насоса. Камера сгорания — это часть двигателя внутреннего сгорания, в которой воздушно-топливная смесь сгорает при постоянной температуре, а в газовой турбине эта сгоревшая воздушно-топливная смесь расширяется для производства электроэнергии. Эта статья в основном объясняет типы, работу и применение камеры сгорания.
Что такое камера сгорания?
Камера сгорания — это часть двигателя внутреннего сгорания, в которой происходит сгорание воздушно-топливной смеси. Это закрытый цилиндр. Камеру сгорания также называют горелкой.
В камере сгорания поршневого двигателя находится поршень. Поршень совершает возвратно-поступательные движения внутри камеры, сжимая воздушно-топливную смесь.
Когда смесь сжимается, свеча зажигания (в двигателе SI) генерирует искру и воспламеняет сжатую воздушно-топливную смесь. Процесс воспламенения воздушно-топливной смеси в камере сгорания сильно повышает внутреннюю температуру и давление в камере. После процесса воспламенения поршень выталкивает сгоревшую смесь из камеры.
Цилиндр сгорания двигателя IC содержит множество деталей, таких как топливный насос, топливные форсунки, свеча зажигания и поршень.
Камеры сгорания чаще всего используются в двигателях автомобилей, кораблей, самолетов, автобусов, грузовиков и многих других транспортных средств. Если у вас есть автомобиль или машина, вы можете легко найти ее там.
Работа камеры сгорания
Камера сгорания — одна из самых важных частей двигателя. Основная функция камеры сгорания — сжигание воздушно-топливной смеси и образование газов высокого давления и температуры.
- Сначала карбюратор всасывает воздух из окружающей среды, смешивает его с топливом и подает эту смесь в камеру сгорания двигателя.
- В камере находится поршень, совершающий возвратно-поступательное движение.
- Когда воздушно-топливная смесь поступает в камеру, поршень сжимает ее.
- В конце процесса сжатия свеча зажигания воспламеняет смесь.
- Сгоревшая воздушно-топливная смесь создает внутри камеры газы высокого давления и высокой температуры.
- По завершении процесса сгорания поршень выталкивает смесь под высоким давлением из камеры и направляет ее в расширительный клапан, где она расширяется.
- Когда смесь под высоким давлением расширяется, она оказывает силу на верхнюю часть поршня и приводит его в движение.
- Поскольку поршень получает энергию давления от сгоревшей смеси, он преобразует ее в механическую энергию (возвратно-поступательное движение). Шатун соединяется с поршнем. Когда поршень передает свое движение шатуну, шатун преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное.
- Шатун передает вращательное движение коленчатому валу.
- Когда коленчатый вал получает движение, он вращает маховик, который в свою очередь вращает колесо автомобиля.
Типы камер сгорания
Камера сгорания имеет следующие основные типы:
- По типу топлива или циклу сгорания
- В соответствии с
1) В соответствии с циклом сгорания
i) Камера сгорания в двигателе СИ
Камера сгорания бензинового двигателя или двигателя SI имеет более простую конструкцию, чем камера сгорания дизельного двигателя. В этом двигателе для смешивания воздуха и топлива из камеры используется карбюратор.
Когда воздушно-топливная смесь смешивается, она поступает в камеру сгорания для процесса сгорания. В этом двигателе свеча зажигания находится в верхней части камеры сгорания. Когда топливно-воздушная смесь сжимается, свеча зажигания производит искру, которая запускает процесс сгорания смеси.
Камера сгорания двигателя SI выполняет следующие функции:
- Он помогает генерировать самую высокую мощность двигателя.
- Сгоратель снижает потребность в техническом обслуживании двигателя.
- Достигается высокий тепловой КПД.
- Обеспечивает бесперебойную работу двигателя.
- Продлевает срок службы двигателя.
- Помогает предотвратить детонацию или стук.
2) Камера сгорания в двигателе CI
Дизельный двигатель не имеет карбюратора. Поэтому смешивание воздуха и топлива происходит внутри камеры сгорания. В камере сгорания дизельного двигателя нет свечи зажигания. В этой камере сгорание воздушно-топливной смеси происходит за счет высокого сжатия воздуха.
Конструкция камеры сгорания дизельного двигателя сложнее, чем камера сгорания бензинового двигателя. Работа дизельного двигателя полностью отличается от работы двигателя СИ.
- В дизельном двигателе во время тактов всасывания и сжатия присутствует только воздух, а топливо впрыскивается в конце такта сжатия.
- Дизельной камере требуется очень короткое время для смешивания топлива и воздуха.
- Вихри воздуха играют важную роль для лучшего смешивания и лучшего сгорания в процессе сгорания. Завихрения — это различные способы перемещения воздуха, используемые для правильного смешивания воздуха и топлива в камере сгорания.
- Правильная работа горелки очень важна для эффективного сгорания, распыления, испарения и правильного смешивания с воздухом. Он выполняет все эти этапы быстрее, чем камера двигателя SI.
- Это обеспечивает увеличение мощности, меньшее время задержки, более тихую работу двигателя, плавность работы, лучшую эффективность двигателя и уменьшает вероятность детонации.
Типы камер сгорания для дизельных двигателей
- Энергетическая камера сгорания
- Открытая камера сгорания
- Камера предварительного сгорания
- Сплющенный двигатель
- Вихревая камера сгорания
- Воздушная камера и энергетическая камера
1) Открытые камеры сгорания
Эти типы камер сгорания наиболее часто используются в высоко- и среднеоборотных двигателях.
В этой камере топливная форсунка установлена в центре головки цилиндра, чтобы она могла легко впрыскивать топливо в камеру. В двигателе Leyland Bus используется именно такая камера сгорания.
Преимущества и недостатки открытых камер сгорания
2) Камера предварительного сгорания
- Вспомогательная камера сгорания (камера предварительного сгорания)
- Основная камера сгорания
Вспомогательные камеры сгорания имеют меньший размер, чем основные камеры сгорания.
В камере предварительного сгорания топливо сгорает частично. Частично сгоревшее топливо через небольшое отверстие попадает в основную камеру сгорания, где происходит полное сгорание топлива. Камера предварительного сгорания способствует полному воспламенению топлива.
Преимущества и недостатки камеры предварительного сгорания
3) Вихревая камера
Вихревую камеру также называют камерой турбулентности. Вихрь — это вращательное движение, придаваемое текущему воздуху в процессе всасывания.
В этой камере вихревое движение придается воздуху, когда он поступает в горелку. Топливо впрыскивается в этот закрученный воздух. Завихренный воздух полностью смешивается с топливом и полностью сгорает.
Преимущества и недостатки вихревых горелок
4) Камера сгорания Squish
В этой камере сгорания воздушный поток имеет сплюснутую форму. Воздух течет от периферии цилиндра к центру камеры. Для создания шипящей камеры сгорания внутри головки поршня делается прорезь.
Во время такта сжатия поршень этой камеры сжимает воздух от периферии к центру. Это действие создает вихри в воздухе. Топливный насос впрыскивает топливо в центр камеры.
5) Воздушная камера сгорания
Это небольшая камера сгорания. Она соединяется с основной камерой сгорания воздухом через тонкий проход. Во время такта сжатия воздух в воздушной камере сгорания сжимается.
Когда топливный насос впрыскивает топливо в камеру, топливо сгорает, и поршень перемещается от TDC к BDC. Во время этого движения поршня горячий сжатый воздух из воздушной камеры поступает в основную камеру, создает завихрения воздуха и завершает процесс сгорания.
Эти камеры сгорания в основном используются в высокоскоростных двигателях. Для нагрева сжатого воздуха в этих камерах также требуется плунжер нагревателя. Двигатель с воздушной камерой сгорания имеет высокую степень сжатия. Из-за большей поверхности цилиндра с воздушными камерами они имеют высокий уровень тепловых потерь.
Преимущества и недостатки камеры сгорания с воздушными камерами
6) Компрессор Ланова
Камера сгорания Ланова также называется камерой сгорания с воздушными ячейками. Он работает по принципу воздушной камеры и камеры предварительного сгорания.
Энергетическая камера соединяется с основной камерой сгорания узким каналом. Она имеет второстепенную и главную камеры. Для соединения этих камер используется узкое отверстие. Для закрытия отверстия используется плунжер.
Во время запуска двигателя узкое отверстие остается закрытым, что увеличивает объем камеры сгорания. Когда вы включаете двигатель, узкое отверстие открывается и соединяет второстепенную камеру с главной. При впрыске топлива в основную камеру сгорания небольшая часть топлива (около 10%) также попадает в энергетическую камеру.
В этих камерах процесс сгорания топлива сначала происходит в главной камере сгорания, а затем распространяется в энергетические камеры, где создается давление. Когда поршень проходит путь от TDC до BDC, создается разность давлений, поскольку воздушно-топливная смесь под высоким давлением перемещается из энергетической камеры в основную камеру сгорания. Этот процесс создает турбулентный поток воздуха, и происходит полное сгорание.
Раздел часто задаваемых вопросов
Какие существуют типы камер сгорания?
Камеры сгорания имеют следующие основные типы:
- Воздушная камера и энергетическая камера
- Вихревая камера сгорания
- Энергетическая камера сгорания
- Открытая камера сгорания
- Сплющенный двигатель
- Камера предварительного сгорания
Из каких частей состоит камера сгорания?
- Стенки поршня
- Гильзы цилиндров
- Головки цилиндров
- Стенки выпускных отверстий
- Коронки поршня
- Уплотнительное кольцо
- Развальцовка
- Топливная форсунка
- Первичная зона
Для чего используется камера сгорания?
Камера сгорания — это место, где происходит сгорание воздушно-топливной смеси. Ее основная функция заключается в сжигании воздушно-топливной смеси и предотвращении выхода выделяющегося тепла. Выделяющееся тепло создает тягу, которая приводит в движение поршень. Когда поршень движется, он приводит в движение коленчатый вал, который вращает колеса автомобиля.
