Способи сумішоутворення в дизелях: об'ємний, плівковий і об'ємно-плівковий, їх особливості

Типу Гесельман

Об'ємне сумішєутворення здійснюється в нерозділених (однопорожнинних) неглибоких, значного діаметра (d_K,₃/D = 0,75—0,85) камерах згоряння, наприклад, типу «Гесельман» (рис. 4.12, а). При цьому способі основна частина палива вприскується і розміщується в об'ємі над поршнем. Значна доля енергії, яка витрачається на сумішоутворення, складається із кінетичної енергії вприскування і розпилювання палива. Тому паливна апара­тура повинна забезпечити проникнення факелів розпиле­ного палива до периферії камери згоряння, максимально заповнити ними і їх парою весь її об'єм, а в середині факелів забезпечити дрібне і однорідне розпилювання і рівномірне розподілення капель палива. Для забезпечення ефективного сумішоутворення в ци­ліндрах цих дизелів організується направлений рух повіт­ряного заряду, узгоджений за інтенсивністю з кількістю паливних факелів.

Змішування пари палива з повітрям відбувається завдяки дифузії: пара палива дифундує в напрямку поверхні факела, де концентрація палива значно менша, ніж у ядрі. При оптимальній організації об'ємного способу сумішоутворенні забезпечується максимальна економічність дизеля. Однак це досягається завдяки підвищенню жор­сткості його роботи і ускладненню конструкції система живлення паливом, що знижує експлуатаційну надійність і довговічність її двигуна. Бажання позбутися цих недо­ліків і при цьому зберегти досягнуту економічність при­вело до розробки дизелів з напіврозділеними камерами згоряння, виконаними у поршні.

Типу Дойтц

Плівкове сумішоутворення. Для плівкового сумішоутворення необхідно значну частину порції палива (до 90...95 %), яке вприскується, подати на стінку камери згоряння в поршні під невеликим кутом, що створює умо­ви для розтікання палива по стінці тонким шаром, а край стінки забезпечують рух заряду з такою швидкістю, щоб був гарантований інтенсивний відтік пари палива від плівки, і щоб плівка при цьому не руйнувалась {рис. 4.12, б). Спочатку самозаймаються пари тієї частки палива (5—10%), що подається в об'єм. Ефективність сумішоутворення досягається оптимальним поєднанням товщі плівки, інтенсивності руху повітряного заряду над нею і температури стінки камери згоряння .У цілому плівкове сумішоутворювання при середньо­му значенні коефіцієнта надлишку повітря (а= 1,3...1,4) забезпечує для дизелів без наддуву задовільне зго­ряння в достатньо широкому діапазоні зміни режимних параметрів при знижених вимогах до паливної апаратури.

Разом з тим чисто плівкове сумішоутворення має і не­доліки: сприяє незадовільним пусковим якостям двигу­на; приводить до неможливості значного форсування дизеля наддувом через високу температуру деталей камери згоряння; ускладнює доводку робочого процесу.

Типу ЯМЗ

Обємно-плівкове сумішоутворення здійснюється в напіврозділених камерах згоряння з відношенням d_K.з/D = =0,5...0,6. При цьому способі 40...60 % циклової порції палива досягає стінок камери згоряння у поршні (рис. 4.12, е). Попадання палива на стінку спочатку знач­но зменшує швидкість його випаровування, а тому й швидкість утворення паливоповітряної суміші. Завдяки цьому знижується жорсткість роботи дизеля. Після по­чатку згоряння і підвищення температури заряду швид­кість випаровування І змішування зростає, тому завер­шення згоряння порівняно з об'ємним способом не дуже запізнюється. Саме це дає можливість зберегти високу економічність циклу.."Важливе значення для якісного сумішоутворення у цих дизелів мають складові швидкості руху повітряного заряду, які пов'язані з напрямком і інтенсивністю перетікання його з надпоршневого просто­ру. Перетворені із радіальних в осьові (направлені вздовж осі циліндра), вони захоплюють пару, дрібні каплі в пристінній зоні, продукти згоряння й переносять їх у глибину камери згоряння у поршні. При ході розширення під час зворотного перетікання заряду частина палива, що не згоріла, і продукти неповного згоряння переносять­ся в об'єм над витісняючими частинами поршня, де знахо­диться ще не використане для згоряння повітря. Це активізує сумішоутворення і догоряння.

При цьому способі сумішоутворення максимальний тиск вприскування, як правило, не перевищує рвпр40 ..50 МПа і можна застосовувати розпилювачі з чотирма-п'ятьма отворами, відносно значного діаметра (d_p = 0,3 ...0,45 мм). Є також можливість для зміщення осі камери згоряння й розпилювача відносно осі циліндра з метою збільшення діаметра впускного клапана для забезпе­чення кращого наповнення циліндра свіжим зарядом. Основними недоліками двигуна з цим способом сумішоутворювання є: більша висота головки поршня; високе теплове навантаження поршня (особливо кромок горло­вини камери згоряння) і головки циліндрів; необхідність роботи з більшим надлишком повітря у зв'язку з малим відносним об'ємом камери згоряння.