Spalovací komora - Combustion chamber

Spalovací komora je součástí spalovacího motoru, ve kterém je palivo / vzduch směsi se spaluje. U parních strojů se tento termín používal také pro rozšíření topeniště, které se používá k umožnění úplnějšího procesu spalování.

Vnitřní spalovací motory

U spalovacího motoru působí tlak způsobený spalovací směsí vzduch / palivo přímou silou na část motoru (např. U pístového motoru se síla aplikuje na horní část pístu), která převádí tlak plynu na mechanický energie (často ve formě rotujícího výstupního hřídele). To kontrastuje s externím spalovacím motorem, kde spalování probíhá v oddělené části motoru, kde se tlak plynu převádí na mechanickou energii.

Schéma umístění spalovací komory uvnitř válce.

Zážehové motory

Motor vačkového hřídele nad hlavou - spalovací komora je objem mezi pístem (zobrazený žlutě), sacím ventilem (modrý) a výfukovým ventilem (červený).

U zážehových motorů, jako jsou benzinové (benzínové) motory , je spalovací komora obvykle umístěna v hlavě válců . Motory jsou často konstruovány tak, aby spodní část spalovací komory byla zhruba v jedné linii s horní částí bloku motoru .

Moderní motory s zpětnými ventily nebo vačkovým hřídelem (hlavami) používají jako spodní část spalovací komory horní část pístu (je-li poblíž horní úvrati ). Nad touto stranou a střechou spalovací komory jsou sací ventily, výfukové ventily a zapalovací svíčka. To vytváří relativně kompaktní spalovací komoru bez jakýchkoli výstupků do strany (tj. Celá komora je umístěna přímo nad pístem). Běžné tvary pro spalovací komoru jsou typicky podobné jedné nebo více polokoulím (například komory s hemi , pultovou střechou , klínem nebo ledvinami).

Plochý motor - spalovací komora (zobrazená žlutě) je nad pístem (oranžová) a sací / výfukový ventil (modrá)

Starší konstrukce plochého motoru využívá spalovací komoru ve tvaru „vany“ s podlouhlým tvarem, která sedí nad pístem i ventily (které jsou umístěny vedle pístu). Motory IOE kombinují prvky zpětného ventilu a plochého motoru; sací ventil je umístěn nad spalovací komorou, zatímco výfukový ventil je umístěn pod ním.

Tvar spalovací komory, sacích a výfukových kanálů je klíčem k dosažení účinného spalování a maximalizace výkonu. Hlavy válců jsou často konstruovány tak, aby bylo dosaženo určitého „víření“ (rotační složka proudu plynu) a turbulence , což zlepšuje míchání a zvyšuje rychlost proudění plynů. Tvar horní části pístu také ovlivňuje míru víření.

Další konstrukční vlastností pro podporu turbulence pro dobré míchání paliva a vzduchu je squish , kde je směs paliva a vzduchu „vymývána“ při vysokém tlaku stoupajícím pístem.

Umístění zapalovací svíčky je také důležitým faktorem, protože se jedná o výchozí bod čela plamene (náběžné hrany hořících plynů), který se potom pohybuje dolů směrem k pístu. Dobrý design by se měl vyhnout úzkým štěrbinám, kde by se mohl zachytit stagnující „koncový plyn“, což by snížilo výkon motoru a mohlo by vést k klepání motoru . Většina motorů používá jednu zapalovací svíčku na válec, avšak některé (například motor Alfa Romeo Twin Spark 1986-2009 ) používají dvě zapalovací svíčky na válec.

Vznětové motory

Upečený píst pro vznětový motor

Vznětové motory, jako jsou naftové motory , se obvykle klasifikují jako:

Motory s přímým vstřikováním obvykle poskytují lepší spotřebu paliva, ale motory s nepřímým vstřikováním mohou používat palivo nižší kvality.

Harry Ricardo byl prominentní ve vývoji spalovacích komor pro dieselové motory, nejznámější byla Ricardo Comet .

Plynová turbína

V systému s nepřetržitým tokem, například ve spalovacím zařízení s proudovým motorem , je tlak řízen a spalování vytváří zvětšení objemu. Spalovací komora v plynových turbínách a proudových motorech (včetně ramjetů a scramjetů ) se nazývá spalovací komora .

Do spalovací komory je přiváděn vysokotlaký vzduch kompresním systémem, přidává palivo, spaluje směs a přivádí horký vysokotlaký výfuk do turbínových součástí motoru nebo ven z výfukové trysky.

Existují různé typy spalovacích komor , zejména:

  • Typ plechovky: Spalovací komory na plechovky jsou samostatné válcové spalovací komory. Každá „plechovka“ má vlastní vstřikovač paliva, vložku, propojovací vedení, kryt. Každý „může“ získat zdroj vzduchu z individuálního otevření.
  • Kanylovitý typ: Stejně jako spalovací spalovací zařízení na plechovku mají i kruhové spalovací komory samostatné spalovací zóny obsažené v samostatných vložkách s vlastními vstřikovači paliva. Na rozdíl od spalovače plechovek mají všechny spalovací zóny společný vzduchový plášť.
  • Prstencový typ: Prstencové spalovací komory odstraňují oddělené spalovací zóny a jednoduše mají souvislou vložku a plášť v prstenci (prstenec).

Raketový motor

Změní-li se rychlost plynu, tah se vyrábí, jako je tomu v trysce části raketového motoru .

Parní stroje

Vezmeme-li v úvahu definici spalovací komory používanou pro spalovací motory, ekvivalentní součástí parního stroje bude topeniště , protože zde se spaluje palivo. V souvislosti s parním strojem se však termín „spalovací komora“ používá také pro konkrétní oblast mezi topeništěm a kotlem . Toto rozšíření topeniště je navrženo tak, aby umožňovalo úplnější spalování paliva, zlepšilo účinnost paliva a omezilo hromadění sazí a vodního kamene. Použití tohoto typu spalovací komory je u velkých parních lokomotiv, což umožňuje použití kratších ohnivzdorných trubek .

Mikro spalovací komory

Mikro spalovací komory jsou zařízení, ve kterých ke spalování dochází při velmi malém objemu, díky čemuž se zvyšuje poměr povrchu k objemu, který hraje zásadní roli při stabilizaci plamene.

Spalovací komory s konstantním objemem

Spalovací komory s konstantním objemem (CVCC) jsou výzkumná zařízení, která jsou obvykle vybavena zapalovacími svíčkami, vstřikovači, vstupním a výstupním vedením paliva / vzduchu, tlakovými převodníky, termočlánky atd. V závislosti na aplikacích mohou být vybaveny optickým přístupem nebo bez něj pomocí křemenných oken. Spalovací komory s konstantním objemem byly rozsáhle využívány s cílem studovat širokou škálu základních aspektů vědy o spalování. Základní vlastnosti spalovacích jevů, jako jsou předem smíchány plameny , zapalování, samovznícení, laminární spalování rychlost , rychlost plamene , plameny rozšiřování, spreje, produkce emisí, paliva a spalovací charakteristiky a chemické kinetiky může být zkoumána pomocí CVCCs.

Viz také

Reference