Объемное смесеобразование в дизелях.

применяют в однополостных камерах сгорания с малой глубиной и большим диаметром. Для них характерно отношение диаметра камеры сгорания d_к._ск диаметру цилиндра D_ц, равное 0,75...0,85. Такая камера сго­рания располагается обычно в поршне, при этом оси форсунки камеры сгорания и цилиндра совпадают. Камеры сгорания такого типа применяют на дизелях ЯМЗ-204, ЯМЗ-206, а также на дизелях автомобилей большой грузоподъемности.

При объемном смесеобразовании топливо впрыскивается не­посредственно в камеру сгорания. Прогревается и испаряется оно в основном за счет теплосодержания части заряда в зоне топливных струй. Большое влияние на смесеобразование ока­зывает равномерность распределения топлива в объеме воздуш­ного заряда, обусловливающая температурный режим, упру­гость паров топлива и скорость испарения. В таких камерах сгорания на смесеобразование в основном влияет кинетическая энергия, полученная топливом при впрыскивании; роль энергии воздушных вихрей менее значительна. Для впрыскивания топ­лива в камеры сгорания такого типа применяют распылители с числом сопловых отверстий 5...7. Однако, несмотря на боль­шое число факелов топлива, в этом случае воздух между факе­лами не используется полностью, так как нет организованного вращательного движения заряда в камере сгорания.

Для высококачественного смесеобразования наиболее эффек­тивно и перспективно применение меньшего числа сопловых от­верстий в распылителе при создании наилучшего использования воздуха за счет организации тангенциального вращательного движения заряда в цилиндре.

Интенсивность вихрей повышают за счет увеличения поверх­ности вытеснителей при большом объеме камеры сгорания в поршне (рис. 77, бив). При этом отношение диаметра камеры сгорания к диаметру цилиндра составляет 0,35...0,75. Камеры такого типа называют полуразделенными, их конфигурация может быть различной. Например, на дизелях ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 применена камера в поршне), для которой характерно отношение d_k._c/D=0.615.

Для этого типа камер сгорания характерно сложное движе­ние заряда, обусловленное его вращательным движением, со­зданным при впуске, и перетеканием заряда из надпоршневого пространства при его вытеснении в процессе сжатия. Движение заряда также зависит от переменной скорости перемещения поршня. Наибольшее влияние на процесс смесеобразования; оказывает тангенциальная составляющая скорости, направлен­ная по касательной к окружности камеры сгорания. При этом вращающийся заряд увлекает за собой наиболее мелкие капли и пары топлива, в результате чего ускоряется прогрев и испа­рение топлива, а также улучшается смесеобразование. На за­ключительной фазе смесеобразования (при догорании топлива) наиболее эффективно действуют турбулентные пульсации заря­да, которые обусловливают контактирование воздуха с продук­тами неполного окисления и распада топлива. При объемном смесеобразовании необходимо добиться требуемой мелкости и однородности распыливания, а также дальнобойности топлив­ных струй, что достигается за счет высоких давлений впрыски­вания. Например, в дизелях ЯМЗ-204, ЯМЗ-206 объемное сме­сеобразование происходит при давлениях впрыскивания топли­ва 120...140 МПа с помощью насосов-форсунок. На дизелях с разделенными системами топливоподачи качественное объемное смесеобразование возможно при давлении начала подъема иглы в закрытых форсунках 20...25 МПа и максимальном давлении распыливания 80...100 МПа. Максимальное давление впрыски­вания ограничивается допустимыми усилиями, действующими на детали топливной аппаратуры, а также возникновением ко­лебательных процессов в топливопроводах высокого давления, вызывающих подвпрыски топлива. При правильном сочетании диаметра и числа сопловых отверстий с энергией тангенциаль­ного вихря обеспечивается хорошее смесеобразование в дизелях с однополостными камерами сгорания и достигается минималь­ный удельный расход топлива g_e.min = 225...240 г/(кВт-ч), а так­же легкий пуск. Для дизелей с объемным способом смесеобра­зования характерна сравнительно жесткая работа (высокие скорости нарастания давления в фазе быстрого сгорания; Δρ/Δφ = 0,7...1,2 МПа/град) в связи с повышенной задержкой воспламенения, обусловленной интенсивным испарением и пе­ремешиванием паров топлива с воздухом в начальный период и в среднем обедненным составом смеси.