Влияние конструкции камеры сгорания на процесс сгорания

Форма камеры сгорания и расположение свечи зажигания оказывают существенное влияние на процесс сгорания. От формы камеры сгорания зависит характер развития процесса сгорания и теплоотдача в стенки камеры.

Оптимальной является такая форма камеры сгорания, в которой получается приемлимой скорость повышения давления дР/дц, минимальные аэродинамические потерн в процессах газообмена и сжатия, малые потери теплоты через стенки камеры в систему охлаждения, простая по конструкции, технологичная по исполнению.

Скорость тепловыделения в камере сгорания, а следовательно, скорость нарастания давления пропорциональны площади поверхности фронта пламени, зависит от расположения свечи в камере сгорания. Чем ближе к центру камеры сгорания установлена свеча зажигания, тем короче путь, проходимый фронтом пламени до наиболее удаленных объемов камеры сгорания, тем больше поверхность фронта пламени. В результате при равных углах поворота коленчатого вала скорость тепловыделения, а соответственно, скорость нарастания давления дР/дш, при центральном расположении свечи оказываются существенно выше, чем при боковом расположении.

Вместе с тем, свечу зажигания располагают в таком месте, чтобы вблизи её не создавалась излишне высокая гурбулизация свежего заряда и одновременно обеспечивалась хорошая очистка зоны электродов свечи от остаточных газов. Для охлаждения свечи на неё направляют часть потока свежего заряда, поступающего в цилиндр через впускной клапан в процессе наполнения.

Турбулизацию свежего заряда, полученную в процессе наполнения цилиндра, можно усилить в процессе сжатия приданием камере сгорания такой формы, при которой свежий заряд в процессе сжатия перетекает из цилиндра в объем камеры сгорания за счет вытеснения свежего заряда из щелевых зазоров между днищем поршня и поверхностью головки цилиндра (рис. 2.16).

Наличие вытеснителей обеспечивает увеличение объема свежего заряда, находящегося вблизи источника зажигания, создает интенсивную турбулизацию свежего заряда не только в конне такта сжатия, но и способствует ускорению догорания последних порций свежего заряда на заключительном этапе догорания.

Конструктивным параметром камеры сгорания является отношение площади поверхности камеры FKC к её объему Vc, FJVC. При увеличении этого отношения увеличиваются потери теплоты через стенки камеры сгорания, а также потери теплоты, связанные с замедлением сгорания свежего заряда в слоях, непосредственно контактирующих со стенками камеры или находящегося в узких щелях, образуемых между днищем поршня и головкой цилиндра. Из-за сравнительно низкой температуры и высокой теплоотдачи в пристеночных слоях свежего заряда возможно даже гашение пламени в этой зоне и увеличение содержания иесгоревших углеводородов СН в продуктах сгорания.

На величину этого отношения влияет степень сжагия, с увеличением которой это отношение FJVt возрастает. В связи с этим несколько снижается интенсивность догорания свежего заряда на заключительном этапе процесса сгорания.

Оптимальная конструкция камеры сгорания определяется при конструктивной доводке двигателя по данным экспериментальных исследований.