Что такое камера сгорания: Камера сгорания | это… Что такое Камера сгорания?

Камера сгорания | это… Что такое Камера сгорания?

Схема работы 4-тактного двигателя внутреннего сгорания

Камера сгорания — объём, образованный совокупностью деталей двигателя или печи (в последнем случае камера сгорания называется топкой) в котором происходит сжигание горючей смеси или твердого топлива. Конструкция камеры сгорания определяется условиями работы и назначением механизма/печи в целом; как правило используются жаропрочные материалы. Камера сгорания — устройство предназначеное для организации процеса горения ТВС.

Содержание 1 Камеры сгорания ГТД 1.1 Типичная схема 1.2 Стехиометрическая камера 1.3 Форсажная камера 2 Требования к камере сгорания ГТД 3 Литература

Камеры сгорания ГТД

Типичная схема

Типичная схема газотурбинного двигателя.

Горячий газ занимает гораздо больший объем, чем горючая смесь, поступающая на вход в двигатель. Тем самым создается дополнительное давление, которое может двигать поршень или вращать турбину. Энергия также идет на создание дополнительной тяги при выходе газа из сопла.

Стехиометрическая камера

Форсажная камера

Для увеличения тяги в турбореактивном двигателе за турбиной можно поместить вторую, т.н. форсажную камеру сгорания, в которой газ может нагреваться до такой же температуры, как и в прямоточном воздушно-реактивном двигателе. Форсажная камера представляет собой цилиндрическую трубу с соплом регулируемого сечения на выходе.

Требования к камере сгорания ГТД

Камера сгорания — один из самых сложных элементов конструкции двигателя. В настоящее время она должна удовлетворять следующим десяти требованиям:

1. Высокое значение коэффициента полноты сгорания η, равного отношению энергии, выделяющейся при сжигании 1 кг топлива к теплотворной способности топлива. Типичные значения η — 0,98..0,99.
2. Малые потери полного давления , так как это ведет к уменьшению тяги. Типичные значения δ: 3% (противоточные камеры), 6% (прямоточные), 8% (двухконтурные двигатели).
3. Малые габариты камеры для облегчения веса. При этом длина камеры обычно в 2—3 раза больше высоты.
4. Обеспечение широкого диапазона изменения параметров (расхода воздуха, топлива) — обеспечение возможности работать на разных режимах: , где
   L₀ — стехиометрический коэффициент (количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, принимается ≈0,1488).
5. Обеспечение заданной эпюры распределения температуры в выходном сечении камеры при минимальной неравномерности этой температуры в окружном направлении (при большой степени неравномерности может сгореть сопловой аппарат).
6. Надёжный запуск камеры при температурах до -60 °С, в том числе полетный запуск на высоте 7 км.
7. Малая дымность отработанных газов (для визуальной незаметности).
8. Концентрация токсических веществ в выхлопных газах на срезе сопла не должна превышать нормы ИКАО — более важное требование. Наиболее существенные концентрации у веществ CO, C_nH_m, NO_x.
9. Отсутствие вибрационного горения (автоколебаний).
10. Определенный срок службы (минимально 4000 часов до ремонта, 20 000 часов всего — это порядка 2 лет).

Литература

Михайлов А.И. и др. Рабочий процесс и расчет камер сгорания газотурбинных двигателей: Труды Московского ордена Ленина авиационного института имени Серго Орджоникидзе, вып.106. — М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1959.

ее назначение и симптомы неисправности

Камера сгорания — это часть двигателя транспортного средства, в которой смешиваются воздух и топливо, что необходимо для движения транспортного средства. При взрыве автомобиль преобразует энергию в мощность и крутящий момент для вращения колес двигателя.

Что такое камера сгорания
Внутри двигателя внутреннего сгорания в камеру сгорания подается, сжимается и воспламеняется топливно-воздушная смесь. После воспламенения топливно-воздушной смеси совершается взрыв, который переводит поршни в другой цикл. Этот цикл камеры сгорания часто называют всасыванием, сжатием или ударом.

Фактический размер камеры сгорания — это объем, оставшийся свободным от головки блока цилиндров, когда впускной и выпускной клапаны закрыты, а поршень находится на вершине своего цикла. Камера сгорания меньшего размера обеспечивает более высокую степень сжатия и, следовательно, большую мощность. Более высокое сжатие также приводит к более высоким температурам.

Размер камеры сгорания можно изменить, проткнув головку блока цилиндров или изменив форму головки поршня.

Проблемы камеры сгорания внутри двигателя
Понимание того, что происходит внутри камеры сгорания и что выходит из выпускного клапана, имеет решающее значение для решения проблем с выбросами или управляемостью. В современных двигателях становится все труднее диагностировать пропуски зажигания и проблемы с выбросами. Необходимо понимать, что произошло и что произойдет в тот момент, когда свеча зажжет топливо.

Степень сжатия
В последние годы двигатели улучшились не только с точки зрения выбросов, но и с точки зрения мощности. Двигатели, построенные менее десяти лет назад, были бы разрушены из-за более бедных процессов сгорания, которые наблюдаются сегодня. Это стало возможным благодаря перемещению порта топливной форсунки к цилиндру и оптимизации процесса сгорания.

В современном двигателе эффективность работы может быть достигнута с помощью бензонасоса и литых поршней, и все это с очень низким уровнем выбросов и гарантией выбросов на 200 000 км.

Что изменилось
Инженеры знают больше, что происходит внутри камеры сгорания, благодаря высокоскоростным камерам и компьютерным моделям. Кроме того, скорость вычислений микропроцессоров намного выше, чем это было много лет назад. Модуль может производить замену искры и топлива быстрее, обрабатывая при этом больше входных сигналов датчиков, чем когда-либо прежде.

Это сделало процесс возгорания почти идеальным.

Идеальный двигатель внутреннего сгорания сможет подавать в камеру сгорания только необходимое количество топлива и воздуха. Искра достигнет своего пика, когда смесь будет должным образом перемешана и поршень находится в правильном положении.

Свечи зажигания
На практике они являются одними из наиболее развитых компонентов двигателя. В современных двигателях область, в которой возникает искра, представляет собой гораздо меньшую и более тонкую часть электрода, в то время как зазоры свечи почти такие же.

Но самое большое изменение — это расположение и диаметр современной свечи зажигания, поскольку двигатели уменьшились в масштабе, но стали вдвое сложнее, чем много лет назад.

Все жалуются на свечи зажигания на некоторых моделях автомобилей, потому что их трудно снимать, но очень немногие люди спрашивают, зачем их вообще поставили. Свечи зажигания могут быть длинными и узкими, поэтому электроды идеально расположены рядом с впускными и выпускными клапанами и не мешают работе распределительных валов, клапанов и впускных каналов.

Системы рециркуляции выхлопных газов камеры сгорания
Системы рециркуляции отработавших газов помещают небольшое количество инертного газа в камеру сгорания для регулирования температуры. Поскольку выхлопные газы обычно не горят, это снижает температуру сгорания и снижает выбросы двигателем.

При помещении выхлопных газов в камеру сгорания воздушно-топливная смесь разбавляется инертными выхлопными газами. Это замедляет процесс горения и снижает температуру горения.

Более новые автомобили с клапанами изменения фаз газораспределения на выпускном и впускном распредвалах могут регулировать синхронизацию таким образом, чтобы небольшое количество выхлопных газов всасывалось обратно в камеру во время такта впуска через выпускные клапаны. Это делается путем включения синхронизации и подъема распределительного вала. За прошедшие годы автомобили смогли быстрее перемещать и замедлять распредвалы, а приводы имеют большую степень вращения.

Современные двигатели также могут лучше адаптироваться к таким условиям, как изменение качества топлива, температуры окружающей среды и требований водителя, обнаруживая и контролируя событие сгорания почти в реальном времени.

 

Камера сгорания — Glenn Research Center

На этой странице:

Это компьютерный чертеж камеры сгорания авиационного двигателя братьев Райт 1903 года выпуска. Этот двигатель приводил в движение первый, тяжелее воздуха, самоходный, маневренный, пилотируемый самолет; Wright 1903 Flyer, совершивший полет в Китти-Хок, Северная Каролина, в декабре 1903 года. Чтобы создать тягу для своего самолета, братья использовали сдвоенные пропеллеры, вращающиеся в противоположных направлениях, в задней части самолета. Чтобы вращать гребные винты, братья спроектировали и построили четырехтактный четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением и бензиновым двигателем.

На верхнем рисунке показаны основные компоненты камеры сгорания двигателя Wright 1903. В любом двигателе внутреннего сгорания топливо и кислород объединяются в процессе сгорания для получения мощности, необходимой для вращения коленчатого вала двигателя. Сгорание происходит в камере сгорания. Для каждого цилиндра двигателя имеется камера сгорания.

На рисунке показан цилиндр №4 в три разных момента времени цикла двигателя. Мы открыли боковую часть камеры и впускной коллектор , который находится в верхней части камеры, и пометили детали цветом для облегчения идентификации. На рисунке слева показаны части во время такта впуска цикла. 9Впускной клапан 0007

(красный) обычно плотно прилегает к седлу клапана (желтое) с помощью пружины впускного клапана . Седло и кромка клапана тщательно обработаны, чтобы газы не могли проходить между ними, когда клапан закрыт. Во время такта впуска впускной клапан открывается, и между клапаном и седлом существует небольшой зазор. Топливо и воздух во впускном коллекторе проходят через зазор в камеру сгорания. Клапан может двигаться только вверх и вниз, потому что Клетка впускного клапана удерживает шток клапана.

На среднем рисунке показаны части во время такта сжатия и рабочего такта цикла. Впускной клапан теперь закрыт, и камера вместе с поршнем и цилиндром образует полностью закрытый сосуд. Через стенки камеры выступают свеча зажигания

(зеленая) и контактный выключатель. Выключатель обычно остается открытым. Переключатель замыкается на свечу и быстро размыкается, создавая искру для воспламенения топливно-воздушной смеси в процессе сгорания. На рисунке справа показаны детали во время такта выпуска. выпускной клапан (синий), как и впускной клапан, обычно плотно прилегает к своему седлу клапана пружиной выпускного клапана . Во время такта выпуска клапан открывается коромыслом с кулачковым приводом. Как и впускной клапан, выпускной клапан удерживается на месте клапанной клеткой , которая наматывается на шток клапана. Когда выпускной клапан открыт, горячий выхлопной газ проталкивается через открытый клапан и выходит из двигателя. Движение всех этих частей координируется системой хронометража и показано на этой анимации:

Компьютерная анимация клапанов двигателя самолета Райт 1903

Что такое камера сгорания? | Как работает камера сгорания?

Содержание

Двигатель является наиболее важной частью автомобиля. Двигатель состоит из камеры сгорания, карбюратора, поршня и топливного насоса. Камера сгорания является частью двигателя внутреннего сгорания, в которой топливовоздушная смесь сгорает при постоянной температуре, а в газовой турбине эта сгоревшая воздушно-топливная смесь расширяется для производства электроэнергии. В этой статье в основном объясняются типы, работа и применение камеры сгорания.

Что такое камера сгорания?

Камера сгорания является частью двигателя внутреннего сгорания , в котором происходит сгорание топливовоздушной смеси . Это закрытый цилиндр. Камера сгорания также известна как камера сгорания .

Камера сгорания поршневого двигателя имеет поршень. Этот поршень совершает возвратно-поступательное движение внутри камеры, сжимая воздушно-топливную смесь.

Когда смесь сжимается, свеча зажигания (в двигателе SI) создает искру и воспламеняет смесь сжатого воздуха и топлива. Процесс воспламенения воздушно-топливной смеси внутри камеры сгорания сильно увеличивает внутреннюю температуру и давление в камере. После воспламенения поршень выбрасывает сгоревшую смесь из камеры сгорания.

Цилиндр внутреннего сгорания двигателя внутреннего сгорания состоит из многих частей, 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 автомобиль, вы можете легко найти его там.

Работа камеры сгорания

Камера сгорания является одной из важнейших частей двигателя. Основной функцией камеры сгорания является сжигание топливно-воздушной смеси и образование газов высокого давления и температуры.

Камера сгорания работает следующим образом:

1. Во-первых, карбюратор засасывает воздух из окружающей среды, смешивает его с топливом и подает эту смесь в камеру сгорания двигателя.
2. Камера имеет возвратно-поступательный поршень.
3. При попадании топливно-воздушной смеси в камеру поршень сжимает ее.
4. В конце процесса сжатия смесь воспламеняется свечой зажигания.
5. При сгорании воздушно-топливной смеси внутри камеры образуются газы высокого давления и высокой температуры.
6. Когда процесс сгорания завершается, поршень вытесняет смесь высокого давления из камеры и вводит ее в расширительный клапан, где она расширяется.
7. Когда смесь высокого давления расширяется, она воздействует на верхнюю часть поршня и совершает возвратно-поступательное движение.
8. Поскольку поршень получает энергию давления от сгораемой смеси, он преобразует эту энергию в механическую энергию (возвратно-поступательное движение). Шатун соединяется с поршнем. Когда поршень передает свое движение шатуну, шатун преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное.
9. Шатун передает вращательное движение коленчатому валу.
10. Когда коленчатый вал получает движение, он вращает маховик, дополнительно поворачивая шину автомобиля.

Типы камер сгорания

Камеры сгорания бывают следующих основных типов:

1. По типу топлива или циклу сгорания
2. По

900 45 1) Согласно циклу сгорания

i) Камера сгорания в SI Engine

Камера сгорания бензинового или дизельного двигателя имеет более простую конструкцию, чем камера дизельного двигателя. В этом двигателе карбюратор используется для смешивания воздуха и топлива из камеры.

При смешивании воздушно-топливной смеси она поступает в камеру сгорания для процесса сгорания. Этот двигатель имеет свечу зажигания в верхней части камеры сгорания. Когда топливно-воздушная смесь сжимается, свеча зажигания производит искру, которая запускает сгорание смеси.

Камера сгорания двигателя SI имеет следующие функции:

1. Она помогает генерировать максимальную мощность двигателя.
2. Камера сгорания снижает потребность в техническом обслуживании двигателя.
3. Обеспечивает высокий тепловой КПД.
4. Обеспечивает плавную работу двигателя.
5. Продлевает срок службы двигателя.
6. Помогает остановить детонацию или детонацию.

Подробнее: Различные типы двигателей SI

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 происходит сгорание топливовоздушной смеси за счет высокого сжатия воздуха.

Конструкция камеры дизельного двигателя более сложна, чем камеры бензинового двигателя. Работа дизельного двигателя полностью отличается от двигателя SI.

Камера сгорания дизельного двигателя выполняет следующие основные функции:

• 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.
• Воздушные завихрители играют жизненно важную роль для лучшего перемешивания и лучшего сгорания в процессе горения. Завихрение — это разновидность методов переноса воздуха, используемых для правильного смешивания воздуха и топлива в камере сгорания.
• Правильная работа камеры сгорания очень важна для эффективного сгорания, распыления, испарения и правильного смешивания с воздухом. Он выполняет все эти шаги быстрее, чем камера двигателя SI.
• Обеспечивает повышенную мощность, меньшее время задержки, более тихую работу двигателя, плавную работу, лучшую эффективность двигателя и снижает вероятность детонации.

Подробнее: Работа и типы дизельных двигателей

Типы камер сгорания для дизельных двигателей

1. Камера сгорания с энергетическим элементом
2. Открытая камера сгорания
3. Предварительная камера сгорания
4. Камера сгорания
5. Вихревая камера сгорания
6. Воздушная камера и энергетический элемент

1) Открытые камеры сгорания

Эти типы камер сгорания чаще всего используются в высоко- и среднеоборотных двигателях.

Эта камера оснащена топливной форсункой, установленной в центре головки цилиндров, что позволяет легко впрыскивать топливо в камеру. В двигателе автобуса Leyland используется эта камера сгорания.

Преимущества и недостатки открытых камер сгорания

Преимущества	Недостатки
Эта камера сгорания имеет максимальную тепловую эффективность благодаря минимальным потерям теплопередачи.	Двигатель с такими камерами имеет большие размеры.
Двигатель с такими камерами сгорания легко запускается.	Для этой камеры требуется высокое давление и сопло с несколькими отверстиями.
Они имеют простую конструкцию.	Высокая стоимость обслуживания.

2) Камера предварительного сгорания

Эти камеры обычно используются в высокоскоростных двигателях. Эти двигатели имеют две камеры:

1. Вспомогательная камера сгорания (предкамера сгорания)
2. Основная камера сгорания

Вспомогательные камеры сгорания имеют меньший размер, чем основные камеры сгорания.

Камера предварительного сгорания частично сжигает топливо. Это частично сгоревшее топливо попадает в основную камеру сгорания через маленькое отверстие, где топливо сгорает полностью. Камера предварительного зажигания способствует полному воспламенению топлива.

Преимущества и недостатки камеры предварительного сгорания

Преимущества	Недостатки
Эти типы камер сгорания позволяют использовать топливо с высоким цетановым числом.	Конструкция двигателя усложняется из-за предкамеры сгорания.
Форсунка впрыска топлива этих камер сгорания имеет простую конструкцию.	Двигатели с предкамерой сгорания имеют низкий тепловой КПД.
Двигатель с такой камерой сгорания имеет небольшую детонацию и высокую степень сжатия.	У них большой расход топлива.
Двигатели имеют плавную работу.	Обладает значительными потерями тепла.
Эти двигатели могут работать на очень высокой скорости.	Холодный пуск двигателя затруднен.

3) Вихревая камера

Вихревая камера также называется камерой турбулентности. Завихрение – это вращательное движение, сообщаемое воздушному потоку в процессе всасывания.

В этой камере воздух, поступающий в камеру сгорания, закручивается. В этот закрученный воздух впрыскивается топливо. Этот закрученный воздух полностью смешивается с топливом и полностью сгорает.

Преимущества и недостатки вихревой камеры сгорания

Преимущества	Недостатки
Они могут использовать топливо с высоким цетановым числом.	Эти камеры сгорания также имеют высокие потери.
В этих камерах используется простая форсунка, поскольку схема впрыска и давление впрыска не являются обязательными из-за завихрения.	Двигатель имеет низкий тепловой КПД.
Двигатель требует минимального обслуживания.	Затрудненный запуск холодного двигателя.
Двигатель работает ровно.	Высокий расход топлива.
Двигатели с вихревой камерой сгорания могут работать на высоких оборотах, поскольку имеют очень малый период задержки.
Вероятность стука очень мала.

4) Сжимающая камера сгорания

В этой камере хлюпающий поток воздуха. Этот воздух течет от периферии цилиндра к центру камеры. Внутри головки поршня делается прорезь для создания шипящей камеры сгорания.

Во время такта сжатия поршень этой камеры выдавливает воздух от периферии к центру. Это действие создает вихри в воздухе. Топливный насос впрыскивает топливо в центр камеры.

5) Камера сгорания с воздушной камерой

Это небольшая камера сгорания. Он соединяется с основной камерой сгорания по воздуху через тонкий проход. Воздушная камера камеры сжимает воздух в воздушной камере во время такта сжатия.

Когда топливный насос впрыскивает топливо в камеру сгорания, топливо сгорает, и поршень перемещается от ВМТ к НМТ. 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 этих камер также требуется свеча нагревателя для нагрева сжатого воздуха. Двигатель с воздушной камерой сгорания имеет высокую степень сжатия. Из-за большей поверхности цилиндра с воздушными камерами они имеют большую скорость тепловых потерь.

Преимущества и недостатки камеры сгорания с воздушной камерой

Преимущества	Недостатки
Двигатели с такими камерами сгорания имеют легкий холодный пуск.	У них большой расход топлива.
Имеет низкий уровень выбросов выхлопных газов.	Камеры сгорания с воздушными камерами не подходят для двигателей с регулируемой частотой вращения.
Обеспечивает отличное смешивание топлива и воздуха, что улучшает процесс горения.	Имеют низкую тепловую эффективность.
Эти двигатели имеют плавную работу из-за низкого подъема максимального давления.

6) Камера сгорания Lanova

Камера сгорания Lanova также называется камерой сгорания с энергетическими элементами. Он работает по принципу воздушной камеры и камеры предварительного сгорания.

Энергетическая ячейка соединяется с основной камерой сгорания узким каналом. У него есть малая ячейка и большая ячейка. Для соединения этих ячеек используется узкое отверстие. Плунжер используется для закрытия отверстия.

Во время запуска двигателя узкое отверстие остается закрытым, что увеличивает объем камеры сгорания. Когда вы включаете двигатель, узкое отверстие открывается и связывает малую ячейку с большой ячейкой. Когда топливо впрыскивается в основную камеру сгорания, небольшая часть (около 10%) топлива также поступает в энергетический элемент.

В этих камерах процесс сгорания топлива сначала происходит в основной камере сгорания, а затем распространяется в силовые ячейки, где создается давление. Разность давлений возникает, когда поршень движется от ВМТ к НМТ, потому что воздушно-топливная смесь высокого давления перемещается из силового отсека в камеру основного сгорания. Этот процесс создает турбулентность потока воздуха, и происходит полное сгорание.

Часто задаваемые вопросы Раздел

Какие существуют типы камер сгорания?

Камеры сгорания бывают следующих основных типов:

1. Воздушная и энергетическая камеры
2. Вихревая камера сгорания
3. Камера сгорания с энергетическим элементом
4. Открытая камера сгорания
5. Сжимающая камера сгорания
6. Предварительная камера сгорания

Какие части камеры сгорания?

Камера сгорания состоит из следующих основных частей:

1. Стенки поршня
2. Гильзы цилиндров
3. Головки цилиндров
4. Стенки выпускного окна
5. Головка поршня
6. Уплотнительное кольцо
7. Раструб
8. Топливная форсунка
9 0079 Первичная зона

Для чего используется камера сгорания?

Камера сгорания – это место, где происходит сгорание топливно-воздушной смеси.