Reklama
Zobacz gdzie pojechać na weekend we dwoje do Polski!
A A A

Komory spalania

Komorę spalania stanowi przestrzeń między głowicą silnika a den­kiem tłoka, gdy znajduje się en w położeniu ZZ. Komora spalania jest ukształtowana w głowicy lub w zagłębieniu denka tłoka, a niekiedy w cylindrze (niektóre silniki amerykańskie). Prawidłowo rozwiązana konstrukcyjnie komora spalania powinna spełniać następujące warunki: — zapewniać prawidłowy przebieg spalania mieszanki (silne zawiro­wanie mieszanki podczas sprężania, tik najkrótsza droga płomie­nia oraz przebieg czoła płomienia w kierunku strefy mniej nagrza­nej); umożliwiać jak najlepsze napełnienie cylindra (duży zawór ssący i duży przekrój przepływu wokół zaworu); zapewniać dobre chłodzenie stref najbardziej nagrzanych (gniazda zaworu wydechowego i świecy zapłonowej); stanowić zwartą konstrukcję, zapewniającą jak najmniejsze straty chłodzenia; — stanowić rozwiązanie możliwie proste w technologii produkcji. Spełnienie wszystkich warunków jednocześnie nie jest możliwe. Po­nieważ niektóre z nich są sprzeczne, w praktyce każde rozwiązanie konstrukcyjne stanowi pewien kompromis. Wymienione założenia teo- retyczne są punktem wyjściowym w pracy konstruktora, jednak ze wzglądu na skomplikowane zjawiska i przemiany zachodzące podczas ssania, spalania i wydechu ostateczny kształt komory spalania ustalany jest na drodze badań doświadczalnych. We współczesnych silnikach stosowane są w zasadzie cztery rodzaje komór spalania: komora półkulista, komora wanienkowa, komora klinowa, komora daszkowa. Komora półkulista (rys. 4.11), z zaworami w układzie V i świecą zapłonową umieszczoną w środku, przez wiele lat uważana była za rozwiązanie najbardziej korzystne. Odznacza się ona bardzo dobrymi wskaźnikami sprawności i mocy, a także spełnia większość warunków wymienionych na wstępie. Na rysunku 4.11 obok optymalnej komory półkulistej pokazano różne komory, różniące się od niej w różnym procencie. Komory spalania różniące się o 3%> od optymalnej (dwa za­wory ssące i dwa zawory wydechowe, świece umieszczone z boku) sto­sowano w silnikach francuskich samochodów CITROËN i PEUGEOT. Następna komora (różniąca się o 4°/o od optymalnej) stosowana była w silnikach samochodów RENAULT Gordini i Dauphine. W silnikach francuskich starszej konstrukcji można jeszcze spotkać również komo­ry spalania różniące się od optymalnej o 8°/o. Pozostałe komory z ukła­dem dolnozaworowym oraz -mieszanym nie są stosowane od wielu już lat. Obecnie, ze względu na skomplikowany mechanizm rozrządu, komory półkuliste stosowane są głównie w silnikach samochodów sportowych i wyścigowych. Komory zbliżone do półkulistych spotykane są jednak również w niektórych silnikach samochodów osobowych (rys. 4.12). Komora wanienkowa (rys. 4.13b, c) ma kształt odwróconej płaskiej wanienki. Jest ona dość powszechnie stosowana, szczególnie w cztero-cylindrowych silnikach europejskich. W komorze tej zawory są umiesz­czone w płaszczyźnie równoległej do osi cylindrów w jednym rzędzie, a świece w bocznej ściance między zaworami (pod pewnym kątem w górę lub poziomo). Zastosowanie tej komory umożliwia łatwe i proste rozwiązanie mechanizmu rozrządu. Przy niezbyt wysokim stopniu sprężania komora ta w sposób zadowala­jący spełnia założenia teoretyczne. Często komora wanienkowa w celu uzyskania lepszego spalania jest u góry pochylona (rys. 4.13c), co kształtem zbliża ją do ko­mory klinowej. Komora klinowa (rys. 4.13d i 4.14) od­znacza się klinowym kształtem przekroju w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału korbowego. Przepływ zassanej mieszanki następuje znad płaskiej części tłoka w kierunku komory spalania (rys. 4.14b). Świeca zapłonowa najczęściej jest umiesz­czona po stronie przeciwnej do wierzchoł­ka klina. Gdy tłok zbliża się do położe­nia ZZ, następuje przepływ mieszanki ze szczeliny w kierunku świecy zapłonowej. Ze względu na chłodzące działanie ścia­nek szczeliny zapobiega to samozapłonom mieszanki, która nie jest objęta płomie­niem. Do zasadniczych zalet klinowych komór spalania należą: możliwość stosowania wy­sokiego stopnia sprężania przy korzyst­nych wskaźnikach pracy, dobre właściwo­ści przeciwstukowe i dobre napełnienie cylindra, uproszczona kon­strukcja mechanizmu rozrządu. Komory klinowe są najczęściej stosowane w silnikach widlastych, szczególnie amerykańskich (rys. 4.14), jakkolwiek są stosowane również w nowoczesnych rzędowych silnikach czterocylindrowych samochodów europejskich (rys. 4.13d). W silnikach amerykańskich często klinowa komora spalania była umieszczana w cylindrze (rys. 4.14), a nie w gło­wicy lub tłoku. Ten system rozwiązania komory spalania umożliwia w sposób najbardziej łatwy i prosty uzyskać przestrzeń całkowicie ob­robioną mechanicznie. Komora daszkowa (rys. 4.15c) ma wiele cech konstrukcyjnych zbli­żonych do komór półkulistych. Kształt komory wyznaczają dwie pochy­lone górne ścianki płaskie, w których umieszczone są zawory. W silni­kach z komorami daszkowymi często stosowane są po dwa zawory ssące i ipo dwa zawory wydechowe. Komora ta jest bardzo korzystna ze względu na przebieg spalania oraz ze względu na łatwość jej wykona­nia.