Форкамеры: Форкамера: что это такое?

Содержание

Форкамера: что это такое?

Форкамера (предкамера) представляет собой специальную полость, которая расположена в головке цилиндров ДВС. Данная полость конструктивно сообщается с основной камерой сгорания в надпоршневом пространстве посредством одного и более каналов. Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как бензиновым, так и дизельным.

ДВС подобного типа представляет собой конструкцию, в которой смесеобразование и наполнение цилиндров происходит следующим образом:

  • топливно-воздушная смесь подается в предкамеру;
  •  далее происходит частичное воспламенение смеси;
  • в результате сгорания давление в форкамере нарастает;
  • под действием такого давления разогретые пары топлива и газы от частичного сгорания в форкамере проникают в основную камеру сгорания в надпоршневом пространстве;

Содержание статьи

Для чего нужна форкамера в двигателе

Предкамера является предварительной камерой сгорания, в которую подается часть от общего заряда топливно-воздушной смеси, где происходит воспламенение топлива. Объем форкамеры составляет около 30% от общего объема основной камеры сгорания.  Назначением данного решения выступает улучшение наполнения цилиндров, более эффективная организация газовых потоков в основной камере, а также повышение качества смесеобразования.

Данная схема позволяет реализовать более плавное и равномерное нарастание давления в основной камере сгорания, что снижает ударные нагрузки в цилиндрах ДВС.

Моторы с форкамерой работают мягче и полноценно сжигают топливно-воздушную смесь, уменьшается токсичность выхлопа, повышается КПД и снижается расход горючего.

Система форкамерно-факельного зажигания

Наличие форкамеры означает, что рабочая камера сгорания в таком двигателе разделена на составные части: предкамеру и основную камеру.  Давайте рассмотрим принцип работы системы на примере карбюраторной модели ГАЗ «Волга» с предкамерным ДВС.

В предкамеру смесь поступает по специальному каналу, который выполнен во впускном коллекторе и ГБЦ. Смесь в форкамеру подается переобогащенной, для чего в карбюраторе присутствует отдельная секция. Предкамера также имеет отдельный впускной клапан. Далее происходит поджиг указанной смеси при помощи искры от свечи зажигания. В этот момент открывается впускной клапан основной камеры сгорания, который приводится в действие распредвалом ГРМ. В основную камеру поступает топливно-воздушная смесь. Порция этой смеси обедненная.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гидрокомпенсатор. Из этой статьи вы узнаете о назначении и функции гидротолкателей в устройстве ГРМ.

Предкамера соединяется с основной камерой специальными сопловыми каналами, через которые в основную камеру прорывается пламя, газы и пары горючего из форкамеры. От контакта с ними обедненная смесь в основной камере также воспламеняется. Получается, форкамера представляет собой своеобразный механический «подвпрыск», отдаленно напоминая принцип двухступенчатой работы современных дизельных инжекторных форсунок.

Плюсы и минусы предкамерных двигателей

Внедрение предкамеры в устройство бензинового ДВС не получило широкого распространения. Определенные сложности конструкции и недостаточная эффективность работы системы во время реальной эксплуатации привели к отказу от схемы форкамерно-факельного зажигания.

Одновременно с уменьшением расхода топлива и снижением токсичности отработавших газов предкамерные двигатели отличались меньшей надежностью и стабильностью работы в определенных режимах.

Что касается дизельных моторов, предкамерные дизели встречаются чаще. Форкамерные дизельные двигатели имеют низкое давление впрыска сравнительно с другими дизельными агрегатами. Использование форкамеры в дизеле позволило снизить дымность силовой установки на разных режимах работы агрегата. Еще одним плюсом предкамеры на дизельном моторе выступает меньшая требовательность таких двигателей к качеству дизтоплива.

Главным недостатком предкамерного дизеля считается затрудненный пуск холодного мотора. Дело в том, что для уверенного пуска необходим качественный прогрев форкамеры. Использование электрических калильных свечей для эффективного нагрева воздуха в полости предкамеры не всегда обеспечивает облегченный пуск двигателя.

 

Читайте также

Форкамера - специфика, особенности и востребованность

Создание комфортного микроклимата и очистка воздуха в помещении – далеко не всегда является настолько простой задачей, как может показаться на первый взгляд. Тип и размер помещения, окружающие его климатические условия, сложность используемой вентиляционной системы – соблюдаемых условий может оказаться много.

Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера. А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.

Содержание статьи

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Можно легко оценить тот факт, насколько необходимой является форкамера в вентиляции, рассмотрев, что это такое детальнее. Приставка “фор” переводится “перед”, что позволяет рассматривать форкамеру, как предварительное помещение, в котором производится вентиляционный газообмен. Для мест с сильно загрязнённой атмосферой она становится отличным “фильтром” разделяющим внутреннюю систему вентиляции помещения и внешнюю.

Благодаря этой системе разделения открывается возможность надежно отсечь большинство факторов, способных ухудшать состояние воздуха в проветриваемом помещении. Или наоборот – оперативно отводить образующиеся внутри него летучие соединения наружу.

Для этих целей создается отдельное помещение – предварительная область или предкамера, в которой создается рабочий вентиляционный узел. Его техническое оснащение меняется в зависимости от скорости и качества проходящих воздушных потоков.

В некоторых случаях достаточно специального направляющего вентилятора, который разделяет входящий и выходящий воздух в предназначенные для этого каналы. Может понадобиться монтаж воздушных фильтров для очистки, обустройство шумоизоляции.

Особенности “предварительных” воздушных камер

Современные бытовые климатические системы, предназначенные для типовых помещений, как правило, не требуют обустройства форкамеры. Система кондиционирования, состоящая из внутреннего и внешнего блока, представляет собой сложное устройство. В нем уже имеются различные очищающие воздух фильтры и другие блоки, задача которых – создание оптимальных климатических условий в помещении. Но их рабочие возможности весьма ограничены. Даже мощные бытовые кондиционеры могут не справляться с охлаждением больших помещений. Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Идея установки обычных кондиционеров в огромных промышленных постройках, подземных парковках, помещениях, размеры которых превышают несколько сотен квадратных метров – будет нецелесообразной. Для них существуют отдельные мощные установки, способные обрабатывать огромную кубатуру воздушных масс за минимальное время. Но такая вентиляция требует соблюдения нескольких условий для нормальной работы:

  • Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
  • Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
  • Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними “захватить” и мелкие детали, используемые в работе.
  • Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Итог: насколько востребованы форкамеры

Основное назначение форкамер – возможность управления поступающими внутрь помещения большими объёмами воздушных масс. В этом специальном помещении происходит разделение поступающих основных масс на рабочие каналы, предварительная очистка, нормализация скорости потоков и их температуры.

В зависимости от технического оснащения воздух может подвергаться дополнительной санитарной и другой необходимой обработке. Благодаря тому, что для этих целей выделено отдельное помещение, все вышеупомянутые процессы протекают незаметно и без неудобств.

Форкамера – обязательный элемент для обеспечения качественной вентиляции современных помещений закрытого и полузакрытого типа с большой квадратурой. Обычно ее создание планируется еще на этапе проектировки, поэтому любые связанные с ней строительные вопросы не возникают.

Желание создать предварительную воздушную камеру в частном порядке требует получения разрешения, но не всегда. Оно требуется, если речь идёт о многоквартирных домах и других постройках, в которых форкамера способна повлиять на нормальное движение воздушных масс.

Помните, что обустройство форкамеры – не такое простое занятие, как может показаться на первый взгляд. Без грамотного подхода к проекту можно получить лишь пристройку сомнительной пользы.

Схема вентиляции с форкамерой

Форкамера в вентиляции что это такое


Форкамера - специфика, особенности и востребованность

Создание комфортного микроклимата и очистка воздуха в помещении – далеко не всегда является настолько простой задачей, как может показаться на первый взгляд. Тип и размер помещения, окружающие его климатические условия, сложность используемой вентиляционной системы – соблюдаемых условий может оказаться много. Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера. А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Можно легко оценить тот факт, насколько необходимой является форкамера в вентиляции, рассмотрев, что это такое детальнее. Приставка «фор» переводится «перед», что позволяет рассматривать форкамеру, как предварительное помещение, в котором производится вентиляционный газообмен. Для мест с сильно загрязнённой атмосферой она становится отличным «фильтром» разделяющим внутреннюю систему вентиляции помещения и внешнюю.

Благодаря этой системе разделения открывается возможность надежно отсечь большинство факторов, способных ухудшать состояние воздуха в проветриваемом помещении. Или наоборот – оперативно отводить образующиеся внутри него летучие соединения наружу.

Для этих целей создается отдельное помещение – предварительная область или предкамера, в которой создается рабочий вентиляционный узел. Его техническое оснащение меняется в зависимости от скорости и качества проходящих воздушных потоков.

В некоторых случаях достаточно специального направляющего вентилятора, который разделяет входящий и выходящий воздух в предназначенные для этого каналы. Может понадобиться монтаж воздушных фильтров для очистки, обустройство шумоизоляции.

Особенности «предварительных» воздушных камер

Современные бытовые климатические системы, предназначенные для типовых помещений, как правило, не требуют обустройства форкамеры. Система кондиционирования, состоящая из внутреннего и внешнего блока, представляет собой сложное устройство. В нем уже имеются различные очищающие воздух фильтры и другие блоки, задача которых – создание оптимальных климатических условий в помещении. Но их рабочие возможности весьма ограничены. Даже мощные бытовые кондиционеры могут не справляться с охлаждением больших помещений. Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Идея установки обычных кондиционеров в огромных промышленных постройках, подземных парковках, помещениях, размеры которых превышают несколько сотен квадратных метров – будет нецелесообразной. Для них существуют отдельные мощные установки, способные обрабатывать огромную кубатуру воздушных масс за минимальное время. Но такая вентиляция требует соблюдения нескольких условий для нормальной работы:

  • Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
  • Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
  • Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними «захватить» и мелкие детали, используемые в работе.
  • Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Итог: насколько востребованы форкамеры

Основное назначение форкамер – возможность управления поступающими внутрь помещения большими объёмами воздушных масс. В этом специальном помещении происходит разделение поступающих основных масс на рабочие каналы, предварительная очистка, нормализация скорости потоков и их температуры.

В зависимости от технического оснащения воздух может подвергаться дополнительной санитарной и другой необходимой обработке. Благодаря тому, что для этих целей выделено отдельное помещение, все вышеупомянутые процессы протекают незаметно и без неудобств.

Форкамера – обязательный элемент для обеспечения качественной вентиляции современных помещений закрытого и полузакрытого типа с большой квадратурой. Обычно ее создание планируется еще на этапе проектировки, поэтому любые связанные с ней строительные вопросы не возникают.

Желание создать предварительную воздушную камеру в частном порядке требует получения разрешения, но не всегда. Оно требуется, если речь идёт о многоквартирных домах и других постройках, в которых форкамера способна повлиять на нормальное движение воздушных масс.

Помните, что обустройство форкамеры – не такое простое занятие, как может показаться на первый взгляд. Без грамотного подхода к проекту можно получить лишь пристройку сомнительной пользы.

Схема вентиляции с форкамерой

Полезные статьи и советы по системам вентиляции

Применение приточной вентиляции с подогревом, виды систем, принцип работы, детали, особенности и нюансы Схемы и чертежи, расчеты и монтаж системы.. Вентиляция в доме из сип панелей, ее значение и монтаж своими руками. Устройство естественной и принудительной вентиляции. Необходимость вентиляции в инкубаторе, ее виды, монтаж и значение. Самостоятельная установки вентиляционной системы и ее подключение. Где должны быть расположены розетки для подключения кондиционера, выбор места и расчет сетевой нагрузки, а также законы и тех.нормы. Установка... Понижение влажности воздуха в различных помещениях: на складе, в доме или квартире. Различные способы и советы специалистов, а также влияние...

Полезные статьи и советы по системам вентиляции

Принудительная вентиляция в доме, квартире, ванной и гараже, а также ее устройство, расчет по площади и выбор оборудования. Делаем вентиляцию... Проверка дымоходов и вентиляционных каналов, уполномоченные организации, лицензия, стоимость, периодичность и правила проверки. Составление и форма акта проверки. Конструктивные особенности регулируемых вентиляционных решеток, материалы изготовления и различия по месту установки. Правила выбора, стоимость и монтаж. Необходимость вентиляции в бассейне, ее виды,задачи, плюсы, особенности и требования. Установка системы в коттеджах и закрытых бассейнах. Шкаф управления вентиляцией, его назначение, а также стандартные и расширенные функции. Схема шкафов, а также правила их размещения и монтажа.

Полезные статьи и советы по системам вентиляции

Вытяжка для мангала, как и любая другая вентиляционная система, предназначена для очищения воздуха, выведения продуктов горения, запахов и пр. Как подобрать осушитель воздуха для бассейна на основе рассчетов и класификации устройства. Канальные, настенные осушители, расчет установки оборудования для осушения... Использование шибера для вентиляции крайне оправдано. Главное разобраться в том, что это такое и, чем выделяются шиберы, оснащенные электроприводом и... Используя щит управления вентиляцией, появляется возможность контролировать всю вентиляционную систему. Сборка осуществляется просто, а для управления можно использовать пульт. Начиная с проектирования промышленной вентиляции и заканчивая монтажом различных ее видов – все этапы стоить доверить профессионалам. Они предоставят правила...

Форкамера | АВТОСТУК.РУ

Форкамера — это специальная полость в головке блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Полость форкамеры сообщается с основной полостью камеры сгорания через один или более каналов. Бензиновый и дизельный двигатель могут быть форкамерными, то есть предкамерными.

Содержание статьи:

  1. Для чего нужна форкамера в ДВС ?
  2. Что такое и как работает система форкамерно-факельного зажигания?
  3. Плюсы и минусы предкамерных агрегатов.
  4. Видео.

 

Форкамера

Как мы уже описали выше, форкамерный двигатель имеет следующий принцип действия в работе:

  • в предкамерную полость подается топливно-воздушная смесь;
  • смесь частично воспламеняется;
  • по мере сгорания смеси, давление в форкамере увеличивается;
  • из-за создающегося давления, пары и газы сгоревшей смесь выталкиваются в рабочую полость цилиндров над поршнями.Форкамера имеет объем 30% от основного объема рабочей полости камеры сгорания. Смысл применения данной конструкции в ДВС в том, чтобы улучшить наполнение цилиндров и улучшить качество образования смеси.

Главный плюс двигателя с форкамерой — это низкие ударные нагрузки деталей цилиндро-поршневой группы во время работы ДВС. Это обеспечивается, как раз таки, за счет плавного нарастания давления, а не скачками.

К тому же, форкамерные двигатели качественно сжигают топливо, уменьшают количество выброса вредных веществ, уменьшают расход топлива и повышают КПД силового агрегата.

 

Что такое и как работает система форкамерно-факельного зажигания

Если есть форкамера в моторе, значит уже понятно, что есть основная камера сгорания топлива, а есть еще дополнительная.

Во впускном коллекторе и головке блока цилиндров есть специальный канал. Такой двигатель с форкамерой устанавливают, например, на не некоторые модели автомобилей Газа «Волга». В предкамеру подается переобогащенная смесь, которая создается в отдельной камере карбюратора. В форкамере есть еще впускной клапан. Далее свеча зажигания вырабатывает искру и происходит поджиг топливно-воздушной смеси в предкамере. После этого распределительный вал открывает впускной клапан основной камеры, после чего в основную камеру поступает уже обедненная смесь.

Полости форкамеры и основной камеры сгорания сообщаются специальными соплами — каналами. Через них в основную камеру попадает пламя, пары и газы уже успевшей сгореть части воздушно-топливной смеси. В результате этого обедненная смесь в основной камере воспламеняется.

Таким образом, форкамера — это подвпрыск, который по принципу действия похож на принцип двухступенчатой работы новых дизельных инжекторных форсунок.

 

Плюсы и минусы предкамерных агрегатов

С одной стороны, изменение конструкции двигателя с внедрением форкамеры не нашли широкого применения из-за значительного усложнения конструкции двигателя.

Хотя экологичность таких двигателей была выше, да и расход топлива меньше, они имели меньший ресурс эксплуатации, чем обычные ДВС.

Для дизельного двигателя форкамера подходит лучше. Она снижаем сильную задымленность из выхлопной трубы. К тому же форкамерные дизели способны работать на некачественном дизельном топливе.

Основной минус форкамерных двигателей — это трудный запуск мотора на холодную. Если нагревать предкамеру, то такой двигатель заводится без проблем.

 

Видео

ГБЦ форкамерных двигателей.

Форкамера Мерседес ОМ 601-603.

Как заменить форкамеры.

Автор публикации

15 Комментарии: 25Публикации: 324Регистрация: 04-03-2016

Анализ энергосиловых параметров экструдирования меди на установке "Конформ" с форкамерой : научное издание

Перевод названия: Analysis of Energy and Power Parameters on the Extruding of Copper Installation Conform with Prechamber

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2018

Идентификатор DOI: 10.17516/1999-494X-0071

Ключевые слова: Conform machine, Pre-chamber, continuous extrusion, energy-power calculation, active friction, машина "Конформ", форкамера, непрерывная экструзия, энергосиловой расчет, активное трение

Аннотация: Объектом расчета послужил реальный технологический процесс непрерывного экструдирования медных профилей на установке «Конформ», оснащенной комплектом прессового инструмента с форкамерой на заводе по обработке цветных металлов в городе Каменск-Уральский. Для расчета длины разъемного контейнера, которая должна обеспечить на его подвижной поверхности силу трения, достаточную для экструдирования металла из форкамеры в очко матрицы, крутящего момента на приводном колесе и мощности электродвигателя, использована методика, основанная на определении полного усилия прессования, которая была предложена И.Л. Перлиным. Полученные уравнения отличаются простотой и удобством использования при техническом и технологическом проектировании процесса экструдирования металла способом «Конформ» с применением форкамер. The object of the calculation served as a real process of continuous extrusion of copper profiles on the installation Conform equipped with a set of pressing tool prechamber at the factory for processing non-ferrous metals in the city of Kamensk-Uralsk. To calculate the length of the split container, which should provide on its moving surface friction force sufficient to extrude the metal from the forehearth in a point matrix, the torque on the drive wheel and the electric motor power, used a methodology based on the determination of the total compression force, which was proposed by I.L. Perlin. These equations are characterized by simplicity and ease of use in technical and technological design of the metal extrusion process method Conform with prechamber.

Ссылки на полный текст

Форкамера - печь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Форкамера - печь

Cтраница 1

Форкамеры печей иногда засоряются мазутным коксом, поэтому их надо периодически прочищать через зажигательное отверстие специальным штырем с расклепанным лопаткой концом.  [1]

Для предотвращения спекания огарка удельный расход воздуха в форкамеру печи должен в 1 8 - 2 раза превышать его подачу в непровальную часть пода. Распределение воздуха регулируется изменением положения задвижек, устанавливаемых на воздухопроводах.  [3]

Для улучшения работы печей кипящего слоя НМУИФ ом предложено демонтировать форкамеры печей. Вместо форкаыер устанавливают загрузочные карманы с грибками особой конструкции с тан-гениальным выходом воздуха из грибков. В грибках новой конструкции происходит нь.  [4]

Огарок периодически выводится из кипящего слоя, главным образом из-под провальной решетки форкамеры печи через разгрузочное устройство 8, состоящее из секторного и дроссельного затворов и, по мере необходимости, с пода печи, через клапанные разгрузочные устройства. Огарковая пыль из котла-утилизатора, бункера циклонов и электрофильтра непрерывно выгружается также с помощью одинарных ( а лучше двойных) клапанных разгрузочных устройств 9 в закрытые скребковые конвейеры 10, выводится из печного отделения и направляется в бункера для перегрузки огарка в железнодорожные вагоны или автотранспорт.  [5]

Розжиг форсунок следует производить в такой последовательности: внести горящий факел в форкамеру печи, открыть слегка воздух и затем осторожно открыть мазут до воспламенения.  [6]

Розжиг форсунок следует производить в такой последовательности: внести горящий факел в форкамеру печи, открыть вентиль для воздуха и затем осторожно открыть вентиль для мазута до воспламенения.  [7]

Выгрузка огарка производится периодически ( в соответствии с заданной высотой кипящего слоя) через провальную решетку форкамеры печи при помощи секторного затвора. В случае необходимости огарок выгружается также и с непровального пода печи. Из бункеров котла-утилизатора, циклонов и сухих электрофильтров огарок удаляется непрерывно через клапанные затворы.  [9]

Секторный затвор ( рис. V-20) выполняется из легированной стали и применяется для герметизации выгрузки огарка при температуре до 800 С обычно из провальной зоны форкамеры печи. Выгрузка огарка через затвор производится периодически, при достижении определенной величины сопротивления кипящего слоя. Клапанный грузовой затвор ( рис. V-21) предназначен для непрерывного выпуска из бункеров аппаратов печного отделения ( котла, циклонов) горячей огарковой пыли, вынесенной из печи КС.  [11]

Максимальная потеря напора в воздушном тракте без учета сопротивления слоя составляет примерно 300 мм вод. ст. для печей КС-100 и КС-200. В связи с тем что для печей большей производительности сопротивление решетки должно быть более высоким ( для равномерного распределения воздуха), общее сопротивление воздушного тракта возрастает до 400 - 500 мм вод. ст. Необходимо отметить, что общее сопротивление воздушного тракта в значительной степени зависит от конфигурации и диаметра участка воздухопроводов к решетке форкамеры печи.  [13]

Нефтешлам извлекается из накопителей насосным агрегатом А-1 и подается по трубопроводу на установку сжигания непосредственно в один из двух аппаратов М-1 и М - la, представляющих собой емкости, которые оборудованы перемешивающими устройствами и боковыми по. Перемешивающее устройство предназначено для усреднения состава нефтешлама, поступающего в печь на сжигание, что необходимо для упрощения регулирования топки. Из аппарата нефтешлам насосом Н-1 или Н - la подается в печь П-1 на дисковую центробежную форсунку Ф-1, установленную аксиально в форкамере печи.  [14]

Нефтешлам извлекается из накопителей насосным агрегатом А-1 и подается по трубопроводу на установку сжигания непосредственно в один из двух аппаратов М-1 и М - la, представляющих собой емкости, которые оборудованы перемешивающими устройствами и боковыми подогревателями. Перемешивающее устройство предназначено для усреднения состава нефтешлама, поступающего в печь на сжигание, что необходимо для упрощения регулирования топки. Из аппарата нефтешлам насосом Н-1 или Н - la подается в печь П-1 на дисковую центробежную форсунку Ф-1, установленную аксиально в форкамере печи.  [15]

Страницы:      1    2

Форкамеры

Модель двигателя

Каталожный номер

Прокладка Форкамера Уплотнительное кольцо
3306, D320, D333, 1673 1S-6819 5S-1833, 2M-8590 9H-1113, 5S-1105
955, D320, 977, D333 1S-6820 5S-1833, 2M-8590 2H-3088, 5S-1105
G3306B, 3408E, 3408, 3412E 2N-7174 7N-1743, 212-7519 (Adapter) 7S-3206, 107-9570, 6V-5266
D342, 342 7N-6758 2-P0484 6L-7814
3406, 3408/B, 3412/B/E 4N-7253 7W-5435 (Adapter) 5H-7153
3408B, 3412 1W-8895 4W-5733 (Adapter) 2S-2251
D315 9H-4883 1S-1970 2H-3088, 7B-6868
D315, D318, 44400, 4600 9H-4885 1S-1970 2H-3088, 7B-6868
D315, D343, 1674, 1693 9M-4852 8S-1622, 2S-0380,
9L-6894, 5S-9609,
8S-1522
7S-3206
D315, D343, 1674, 1693 9M-4853 8S-1622, 2S-0380,
9L-6894, 5S-9609,
8S-1522
7S-3206
D320, D320A 9H-5897 2M-8590 2H-3088
D326, D337, D353/H/E, D379, D398, D399 1P-8004 8S-3617 6L-7816
D326, D337, D353/H/E, D379, D398, D399 1P-8005 8S-3617 6L-7816
D330, D333, D334, D336, D340, D343, D346, D348, D349, D397, D398, D399, 3204, 3304, 3306 5M-2667 8S-1522, 2S-0380,
9L-6894, 5S-9609
5S-1105, 7S-3206, 3S-6538
4F-9653, 2N-5749, 6B-7021
8M-4992, 7B-6868
D330B, 3300 2S-8959 5S-1822, 2S-8988 7S-3206
D330B, 3300 2S-8960 5S-1822, 2S-8988 7S-3206
D339, D342 5H-2579 2P-0484 6B-7021 / 6L-7816
D342 1P-6441 2P-0484 6L-7816
D342 1P-6442 2P-0484 6L-7816
D343, 1674, 1693 1S-9326 8S-1522, 2S-0380,
9L-6894, 5S-9609
7S-3206
3204 5M-2667 4N-8809 8M-4992
627E, 16H, 3406C, 3412, D9R 4N-7253 4N-3714 2S-2251
D343, 657, 641, 988, 824, 834 5M-2667 8S-1523 7S-3206
D10, 776, 777, 773, D348, 772 5M-2667 8N-9489 8S-4190
641B, D349, 777, D348, 773 5M-2667 9S-6743 8S-4190
G398, D398B, D399, D379B 1P-8005 7S-5787 6L-7816
D389B, D9H, 594H, D353, 594H 1P-8005 6N-6969 6L-7816

Патент США на патент форкамеры сгорания (Патент № 5,934,244, выдан 10 августа 1999 г.)

Уровень техники

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к форкамере сгорания для двигателя с искровым зажиганием или дизельного двигателя, которая образована, по меньшей мере, из двух компонентов, верхнего компонента, включая, например, устройства впрыска или зажигания, и нижнего компонента, который изолирует форкамеру. от главной камеры сгорания цилиндра двигателя.

2. Описание родственного искусства

По производственным причинам форкамеры сгорания обычно состоят из нескольких частей. В частности, затраты на изготовление форкамеров сгорания, состоящих из нескольких частей, существенно снижаются по сравнению с форкамеру, которые изготавливаются как одно целое из одного материала, без ухудшения процесса сгорания или срока службы форкамеры сгорания. Это связано с тем, что наиболее термически нагруженная часть состоит из дорогостоящего материала, тогда как другая часть или части могут быть изготовлены из более дешевого материала.

Известны форкамеры предшествующего уровня техники, имеющие более одной части, в которых отдельные компоненты, образующие форкамеру, свариваются вместе, образуя линию разделения. Такая форкамерная камера сгорания описана, например, в немецкой ссылке DE 1065215.

.

Для соединения таких компонентов уже использовались различные сварочные процессы. Примеры известных способов сварки для соединения таких компонентов включают сварку вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), сварку металла в среде инертного газа (MIG), сварку металла в активном газе (MAG) и сварку пучком с использованием лазера или электронного луча.

Однако эти процессы соединения сложны и дороги. Кроме того, сварное соединение не бывает без зазубрин. Прежде всего, на внутренней стенке остается несваренный стык, который образует форкамеру, в результате чего существует риск зарождающихся трещин в этой точке.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы сконфигурировать форкамеру сгорания, имеющую по меньшей мере два компонента, таким образом, чтобы без ухудшения процесса сгорания и срока службы было возможно простое и экономичное производство по сравнению со сварным соединение, в котором соединительный шов по крайней мере двух отдельных компонентов не имеет зазубрин и имеет высокую прочность.

В соответствии с изобретением цель достигается в форкамере, имеющей более одного компонента, когда соединительный шов между компонентами форкамеры выполняется с помощью процесса пайки. Эта мера, с одной стороны, позволяет соединять компоненты, изготовленные из одного или разных материалов, а с другой - обеспечивает высокую прочность соединения. Кроме того, реализован соединительный шов без зазубрин.

В частности, высокотемпературная пайка обеспечивает очень термостойкое соединение.Высокотемпературная пайка - это процесс термического соединения и нанесения покрытия в вакууме или в атмосфере инертного газа с использованием припоев, температура плавления которых превышает 900 ° С. C. Металлы, которые наиболее часто используются при пайке, - это паяльные металлы на основе никеля, пайки из золота / никеля и других благородных металлов, а также пайки на основе меди и меди.

Пайка твердым припоем также обеспечит стойкое к ударам соединение. Используемые в этом случае твердые припои предпочтительно представляют собой сплавы меди и цинка (латунные припои), а для легких металлов - сплав алюминия / кремния, сплав цинка / олова или сплав цинк / алюминий / кадмий.

Выбор материалов для компонентов форкамеры зависит от тепловой нагрузки форкамеры. Тепловое расширение партнеров по стыку должно быть примерно одинаковым.

Конфигурация стыковых точек соединяемых компонентов форкамеры выполняется в соответствии с особыми правилами и, таким образом, обеспечивает оптимальный поток припоя и, следовательно, наилучшее возможное смачивание поверхностей раздела и наилучшую возможную прочность соединительный шов.

Это следует рассматривать как особенно выгодную меру, чтобы снабдить один из компонентов, в частности, менее термически нагруженный верхний компонент форкамеры, в его стыковой точке с кольцевой манжетой для внешнего центрирования в стыковой точке другого. компонент, в частности, нижний, термически более нагруженный компонент, для уменьшения термических напряжений, действующих на паяный шов, и, следовательно, для увеличения прочности компонента.

С учетом всех этих мер высокотемпературная вакуумная пайка оказалась наиболее выгодным процессом соединения.

Различные признаки новизны, которые характеризуют изобретение, конкретно указаны в формуле изобретения, прилагаемой к раскрытию и составляющей его часть. Для лучшего понимания изобретения, его эксплуатационных преимуществ и конкретных целей, достигаемых при его использовании, следует обратиться к чертежам и описательному материалу, в котором проиллюстрированы и описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение описывается ниже на примере форкамеры сгорания, показанной на чертеже.

РИС. 1 представляет собой вид в разрезе по продольной средней линии форкамеры сгорания согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ НАСТОЯЩИХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Предварительная камера сгорания 1 содержит верхний компонент 2 и нижний компонент 3. Верхний компонент 2 вмещает устройство (не показано), которым может быть, например, система впрыска жидкого топлива. Нижний компонент 3 изолирует форкамеру от основной камеры сгорания цилиндра (не показан).Каждый из верхнего компонента 2 и нижнего компонента 3 содержит половину камеры 4a, 4b. Нижний компонент 3, который выступает в основную камеру сгорания, дополнительно включает в себя камеру 5 в виде канала, которая примыкает к полукамере 4b. Соединение между канальной камерой 5 и основной камерой сгорания содержит одно или несколько отверстий 6, выполненных под определенным углом к ​​оси форкамеры 1.

В точке стыка 7 верхний компонент 2 содержит кольцевую манжету 8, расположенную по внешнему периметру, и центрируется кольцевой манжетой 8 на стыке 10 нижней детали 3.Верхняя часть 2 соединена с нижней частью 3 в точках стыка 7, 10 соединительным швом 9, образованным в процессе пайки.

В частности, в предпочтительном варианте осуществления используется высокотемпературная пайка с использованием припоев, таких как припои на основе никеля, золота / никеля и других благородных металлов припоя, а также припоев на основе меди и меди для образования соединительного шва 9

В другом варианте осуществления используется пайка твердым припоем верхнего компонента 2 к нижнему компоненту 3.Твердые припои, используемые в этом случае для образования соединительного шва 9, предпочтительно представляют собой сплавы меди и цинка (латунные припои), а для легких металлов - сплав алюминия / кремния, сплав цинка / олова или сплав цинк / алюминий / кадмий.

Выбор материалов для верхних и нижних компонентов 2, 3 форкамеры зависит от тепловой нагрузки форкамеры. В предпочтительном варианте тепловое расширение соединительных элементов одинаковое.

Конфигурация стыковых точек соединяемых компонентов форкамеры выполняется в соответствии с особыми правилами и, таким образом, обеспечивает оптимальный поток припоя и, следовательно, наилучшее возможное смачивание поверхностей раздела и наилучшую возможную прочность соединительный шов.

Сконфигурированная таким образом форкамерная камера 1 сгорания может использоваться известным образом в головке блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, как это раскрыто, например, в DE-A 27 53 266. Можно также использовать ее. Предварительная камера сгорания 1 аналогична двухтопливному двигателю, который может опционально работать на природном газе вместо дизельного топлива и, например, работает в соответствии с так называемым процессом впрыска газа низкого давления. В этом процессе горючий газ вводится в цилиндр во время впускного цикла, сжимается вместе с воздухом для горения и воспламеняется путем впрыска небольшого количества дизельного топлива или тяжелого масла в камеру предварительного сгорания.

Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления, которые представлены только в качестве примеров, но могут быть изменены различными способами в пределах объема защиты, определенного прилагаемой формулой изобретения.

(PDF) Исследование влияния конструкции форкамеры на детонацию морского низкооборотного двухтопливного двигателя

Конгресс CIMAC 2019, Ванкувер Page 3

1 ВВЕДЕНИЕ

С увеличением экологической опасности судов

Выбросы выхлопных газов и ужесточение правил

IMO по выбросам, глобальный спрос на чистое топливо

стал более заметным для судоходной отрасли

[1].Природный газ, как чистый источник энергии

, имеет преимущества более высокой теплотворной способности

и более низкой цены, что делает судовые двухтактные тихоходные газовые двигатели

, которые используют его в качестве топлива

, значительно экономичнее [2] . Однако

трудно зажечь природный газ путем сжатия

непосредственно из-за его высокой температуры воспламенения,

, что означает, что для его зажигания требуется внешний источник энергии, такой как

, например, свеча зажигания или пилотный дизель

[ 3].

В судовом двухтопливном двигателе низкого давления

используется технология впрыска под низким давлением, при которой природный газ

впрыскивается в цилиндр под низким давлением -

после закрытия продувочного отверстия. И

, когда поршень достигает верхней мертвой точки

(ВМТ), небольшое количество дизельного топлива распыляется в форкамеру

, которая используется для воспламенения газо-воздушной смеси

. Кроме того, в этом двигателе используется принцип цикла Отто

для снижения пикового давления и температуры сгорания в цилиндрах

, что приводит к снижению выбросов NOx на

[4].Высокоэффективное сгорание на обедненной смеси

, высокое среднее эффективное давление, высокий КПД

и низкие выбросы NOx являются основными преимуществами двигателя

.

В настоящее время судовой двухтопливный двигатель низкого давления

представлен двигателем WinGD RT-Flex50DF

. Обеспечивая эффективность сгорания

, сравнимую с эффективностью сгорания дизельного двигателя, стандарт выбросов IMO

Tier III может быть соблюден без использования устройств дополнительной очистки

.Двухтопливный двигатель

может работать на разных видах топлива, таких как

HFO / LFO / LNG / LEG, и может легко переключать

с газового режима на дизельный режим на

для достижения плавной работы в полностью рабочих условиях

[5, 8].

Судовой двухтопливный двигатель низкого давления

специализируется на основных процессах очистки

, образования горючей смеси, зажигания

и распространения пламени [6].Из-за более высокой энергии активации природного газа на

ламинарная скорость распространения пламени

ниже, а максимальная скорость распространения пламени

составляет всего около

2/3 от скорости распространения бензин-воздушной смеси. Кроме того, у

есть определенная трудность в сильном вихревом токе

в цилиндре в крупнокалиберном судовом двигателе

и из-за низкой скорости и больших расстояний распространения пламени

, смесь предварительно смешанного топлива

склонны к самовозгоранию.Кроме того, нагрузка

и максимальный выходной крутящий момент двухтопливных двигателей низкого давления

ограничиваются при детонации

. Аномальный механизм сгорания

и исследование контроля являются одной из основных задач в исследованиях и разработках судовых двухтопливных двигателей низкого давления

.

Факторы, влияющие на детонацию двухтактного двухтопливного двигателя низкого давления

, очень сложны.Конструктивные характеристики двигателей

, время впрыска топлива, коэффициент избытка воздуха

, охлаждение гильзы цилиндра и смазочное масло

могут вызвать нестабильность горения [7]. Начиная с

с точки зрения конструкции камеры предварительного сгорания

(PCC), GT-power и программное обеспечение Converge

выбраны для разработки эффективной 1-D и 3-D имитационной модели

морского судна низкого давления. сдвоенный - двигатель

соответственно.Влияние PCC

на характеристики и детонацию 2-тактного двухтопливного двигателя низкого давления

было исследовано

по трем аспектам: структура PCC, диаметр канала PCC

и угол канала.

2 ОПИСАНИЕ МОДЕЛИ CFD

2.1 Основные параметры двигателя

В данном исследовании 2-тактный двигатель WinGD RT-Flex50DF

используется для исследования характеристик низкооборотного двухтопливного двигателя

.Двигатель RT-Flex50DF

показан на рисунке 1, а его размеры

указаны в таблице 1 [8].

Таблица1. Размеры двигателя WinGD RT-Flex50DF

Бумага № 050

Камеры предварительного сгорания

Наше качество, точность и цена определяют разницу

50 лет эволюции и технологического развития позволили нам специализироваться на производстве продукции, связанной с автомобильной промышленностью.Одним из таких продуктов является камера предварительного сгорания (Hot Plug) для дизельных двигателей. Мы продаем это с высочайшим стандартом качества и конкурентоспособными ценами.

Нажмите на одно из изображений, чтобы загрузить наш каталог на 2012 год в формате PDF.

Что такое предварительное сжигание?

Система предварительного сгорания используется в основном в дизельных двигателях. Он использует классический топливный насос, который содержит поршни, основная функция которых заключается в подаче топлива в трубки, отдельные для каждого цилиндра двигателя, где топливо поступает в форсунку (по одной для каждого цилиндра) и они распыляли топливо в камеры предварительного сгорания, установленные на головке двигателя.Это в камере, где начинается горение. Возгорание наступает как огонь из PreChamber в цилиндр. Есть свечи накаливания или нагреватели, установленные на камерах предварительного сгорания, которые нагревают воздух для лучшего зажигания двигателя.

Повреждения, вызванные износом камеры предварительного сгорания.

Камеры предварительного сгорания в дизельных двигателях претерпевают значительные изменения в своей конструкции, и со временем они имеют тенденцию к растрескиванию, они опускаются ниже поверхности головки двигателя, и они также расшатываются.Благодаря постоянному воздушному топливу они изнашиваются, а иногда и трескаются, и если их не изменить, они могут повредить поверхность блока двигателя. Это происходит потому, что, если они ослабнут при взрыве, PreChamber ударился о поверхность блока, нанеся урон.

Ненормальное горение из-за трещины в камерах предварительного сгорания.

Когда происходит горение внутри трещины в камере предварительного сгорания, иногда происходит утечка части огня из трещины в цилиндр, вызывая ненормальное сгорание из-за неоднородного пламени.

Установка камеры предварительного сгорания.

При установке камер предварительного сгорания они должны быть выше поверхность головы, примерно от 0,001 дюйма до 0,003 дюйма, это необходимо для компенсировать толщину прокладки головки, чтобы избежать повреждения Это.

Технология предкамерного зажигания для большегрузных автомобилей

В рамках совместного проекта, объединяющего эксперименты и моделирование с высокой точностью, исследователи из отдела энергетических систем США.Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики США (DOE) помогает внедрить технологию предварительной камеры и ее обещание более чистого и более эффективного сгорания для тяжелых транспортных средств.

В то время как в обычной системе сгорания основная камера является местом воспламенения, новый метод перемещает ее в небольшую камеру; то есть форкамеры, соединенной с основной камерой сгорания через ряд отверстий. Турбулентные струи пламени, которые образуются через отверстия, быстро распространяются в основную камеру сгорания и значительно ускоряют весь процесс сгорания.

«Чрезвычайно разбавленные смеси могут сгорать очень быстро, что приводит к высокой тепловой эффективности и значительному снижению выбросов», - сказал Скарчелли.

Чрезвычайно разбавленные смеси могут сгорать очень быстро, что приводит к высокой тепловой эффективности и значительному снижению выбросов », - сказал Скарчелли.

Распространение турбулентных струй пламени в основную камеру сгорания (моделирование CFD). (Изображение Риккардо Скарчелли / Аргоннская национальная лаборатория.)

Финансируемый Управлением автомобильных технологий Управления энергоэффективности и возобновляемой энергии Министерства энергетики, проект объединил Аргоннскую и три других лаборатории Министерства энергетики, а также отраслевых партнеров, включая производителя системы зажигания и грузовик. Компания.Аргоннские исследователи объединили свои эксперименты на одноцилиндровом исследовательском двигателе, работающем на природном газе, который является «представителем двигателя грузового автомобиля средней грузоподъемности», - сказал Мунидхар Бирудуганти, главный исследователь двигателей в Argonne's CTR, с высокоточными симуляциями с использованием вычислительного решателя. CONVERGE CFD и высокопроизводительные компьютерные кластеры Blues и Bebop компании Argonne Leadership Computing Facility.

«В Argonne мы совместно использовали эксперименты и моделирование, чтобы пролить свет на важные физические аспекты процесса горения и выявить проблемы, связанные с этой технологией», - сказал Скарчелли.Он добавил, что моделирование не только воспроизводит реальные физические процессы в двигателе во время сгорания, но также предоставляет другие важные детали, такие как образование смеси в форкамере, что невозможно наблюдать в экспериментах с металлическими двигателями.

В то время как технология форкамерного зажигания использовалась в течение нескольких десятилетий в крупнокалиберных морских платформах и платформах для выработки электроэнергии, теперь она находит свое применение в более мелких приложениях, например в грузовиках средней и большой грузоподъемности, сказал Бирудуганти.«Наши результаты приносят пользу мировому исследовательскому сообществу и промышленности, как производителям оригинального оборудования, так и поставщикам первого уровня, поскольку они предлагают уникальные вычислительные гидродинамические инструменты и инструменты проектирования для создания более эффективных двигателей, работающих на природном газе средней и большой мощности», - сказал он.

Влияние изменения объема в гомогенной форкамерной системе зажигания на характеристики сгорания и выбросы выхлопных газов

  • 1.

    Nitnaware PT, Suryawanshi JG (2016) Влияние одинаковых моментов зажигания на рабочие характеристики выбросов и характеристики сгорания двигателя SI, использующего смеси водорода и КПГ .J Braz Soc Mech Sci Eng 38 (8): 2245–2253

    Статья Google Scholar

  • 2.

    Jamrozik A, Tutak W, Kociszewski A, Sosnowski M (2013) Численное моделирование двухступенчатого сгорания в двигателе SI с форкамерой. Appl Math Model 37 (5): 2961–2982

    MathSciNet Статья Google Scholar

  • 3.

    Attard WP, ​​Blaxill H, Anderson EK, Litke P (2012) Расширение предела детонации с помощью форкамерного струйного воспламенителя, работающего на бензине, в трансмиссии современных транспортных средств.SAE Int J Engines 5 (3): 1201–1215

    Артикул Google Scholar

  • 4.

    Toulson E (2008) Применение альтернативных видов топлива вместо водорода в процессе струйного зажигания. Кандидат наук. кандидатская диссертация, факультет инженерии, машиностроения и производства, Мельбурнский университет

  • 5.

    Roso VR, Santos NDSA, Alvarez CEC, Rodrigues Filho FA, Pujatti FJP, Valle RM (2019) Эффекты очистки смеси при горении и выбросах параметры с использованием гибкого топливного двигателя с этанолом и бензином.Appl Therm Eng 153: 463–472

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Ricardo HR (1918) Двигатель внутреннего сгорания. Google Patents

  • 7.

    Feyz ME, Nalim MR, Khan MN, Tarraf A, Paik KY (2018) Трехмерное моделирование турбулентного воспламенения горячей струей воздуха-CH 4 -H 2 дефлаграция в замкнутый объем. Flow Turbul Combust 101 (1): 123–137

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Santos NDSA, Alvarez CEC, Roso VR, Baeta JGC, Valle RM (2019) Анализ горения двигателя SI со стратифицированной и гомогенной предкамерной системой зажигания с использованием этанола и водорода. Appl Therm Eng 160: 113985

    Артикул Google Scholar

  • 9.

    Кеттнер М. и др. (2004) Концепция пламенной струи BPI для улучшения воспламенения обедненных горючих смесей в двигателях с искровым зажиганием. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 10.

    Pera C, Knop V, Chevillard S, Reveillon J (2014) Влияние неоднородности остаточного сгоревшего газа на циклическую изменчивость в двигателях SI на обедненной смеси. Flow Turbul Combust 92 (4): 837–863

    Артикул Google Scholar

  • 11.

    Hynes J (1986) Влияние турбулентности на горение в двигателях с искровым зажиганием. Университет Лидса, Лидс

    Google Scholar

  • 12.

    Сидей Дж. А., Масторакос Э. (2018) Механизм предкамерного воспламенения: моделирование переходного процесса самовоспламенения в слое смешения реагентов и частично сгоревших продуктов.Flow Turbul Combust 101 (4): 1093–1102

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Wimmer DB, Lee R (1973) Оценка рабочих характеристик и выбросов двигателя CFR, оборудованного форкамерой. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 14.

    Moreira TAA, Baeta J, Rodrigues Filho F, Barros JM, Pujatti FJ, Malle R (2014) Характеристика многоцилиндровой системы зажигания горелки, работающей с однородным зарядом и обедненной смесью .Технический документ SAE, 0148-7191

  • 15.

    Adams T (1978) Теория и оценка дополнительных камер сгорания (горелки). Технический документ SAE

  • 16.

    Гусак Л., Карпов В., Тихонов Ю.В. (1979) Применение Lag-процесса в форкамерных двигателях. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 17.

    Newhall HK, Messiri IE (1970) Камера сгорания, разработанная для минимальных выбросов выхлопных газов двигателя. SAE Trans 79: 1766–1780

    Google Scholar

  • 18.

    Roso VR, Santos NDSA, Valle RM, Alvarez CEC, Monsalve-Serrano J, García A (2019) Оценка концепции стратифицированного форкамерного зажигания для автомобильных приложений в реальном мире и стандартизованные ездовые циклы. Appl Energy 254: 113691

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    Ямагути С., Охива Н., Хасегава Т. (1985) Процесс воспламенения и горения в бомбе с разделенными камерами. Пламя горения 59 (2): 177–187

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Кавабата Ю., Мори Д. (2004) Диагностика сгорания и усовершенствование форкамерного двигателя, работающего на обедненном газе. SAE Trans 113 (3): 660–672

    Google Scholar

  • 21.

    Ryu H, Asanuma T (1985) Анализ горения с диаграммами температуры газа, измеренными в форкамерном двигателе с искровым зажиганием. В: Симпозиум (международный) по горению, том 20, № 1. Эльзевир, Амстердам, стр. 195–200

    Статья Google Scholar

  • 22.

    Alvarez CEC, Couto GE, Roso VR, Thiriet AB, Valle RM (2017) Обзор форкамерных систем зажигания как технологии обедненного сгорания для двигателей SI. Appl Therm Eng 128: 107–120

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Shah A, Tunestal P, Johansson B (2015) Влияние объема форкамеры и диаметра сопла на зажигание форкамеры в тяжелых двигателях, работающих на природном газе. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 24.

    Roethlisberger R, Favrat D (2003) Исследование геометрической конфигурации форкамеры двигателя с искровым зажиганием природного газа для когенерации: часть II.Эксперименты. Int J Therm Sci 42 (3): 239–253

    Статья Google Scholar

  • 25.

    Couto GE, Alvarez CEC, Thiriet AB, Lima VHC, Valle RM (2017) Обзор форкамерных систем зажигания, применяемых в двигателях SI. Acta Mech Mobilitatem 1 (2): 54–68

    Google Scholar

  • 26.

    Sens M, Binder E (2019) Предкамерное зажигание как ключевая технология для будущего парка силовых агрегатов.MTZ Worldwide 80 (2): 44–51

    Артикул Google Scholar

  • 27.

    Zuo C, Zhao K (1998) Исследование системы сгорания двигателя природного газа с искровым зажиганием. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 28.

    Gentz ​​G et al (2015) Исследование влияния диаметра отверстия на систему турбулентного струйного зажигания посредством визуализации горения и определения характеристик в машине быстрого сжатия. Appl Therm Eng 81: 399–411

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Toulson E, Schock HJ, Attard WP (2010) Обзор систем сгорания с реактивным зажиганием, инициированным форкамерой. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 30.

    Belincanta J, Alchorne J, Teixeira da Silva M (2016) Бразильский опыт использования этанольного топлива: аспекты производства, использования, качества и логистики распределения. Braz J Chem Eng 33 (4): 1091–1102

    Статья Google Scholar

  • 31.

    Toulson E et al (2012) Визуализация искрового зажигания пропана и природного газа и горения с турбулентным струйным зажиганием.SAE Int J Engines 5 (4): 1821–1835

    Артикул Google Scholar

  • 32.

    ABNT и NBR ISO (1996) Veículos rodoviários – código de Ensaio de motores – potência líquida efetiva. изд: Associação Brasileira de Normas Técnicas, Рио-де-Жанейро, Бразилия

  • 33.

    Validi A, Jaberi F (2018) Численное исследование турбулентного струйного зажигания в бедной конфигурации с предварительным смешиванием. Flow Turbul Combust 100 (1): 197–224

    Артикул Google Scholar

  • 34.

    Roso VR, Alvarez CEC, Santos NDSA, Baeta JGC, Valle RM (2018) Влияние сгорания системы зажигания форкамеры в коммерческом двигателе SI. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 35.

    Malé Q, Staffelbach G, Vermorel O, Misdariis A, Ravet F, Poinsot T (2019) Моделирование больших вихрей предкамерного воспламенения в двигателе внутреннего сгорания. Flow Turbul Combust 103: 1–19

    Артикул Google Scholar

  • 36.

    Аккерман В., Иванов М., Бычков В. (2009) Турбулентный поток, создаваемый движением поршня в двигателе с искровым зажиганием.Flow Turbul Combust 82 (3): 317–337

    Артикул Google Scholar

  • 37.

    Cruz IWSL, Alvarez CEC, Teixeira AF, Valle RM (2016) Нульмерная математическая модель двигателя с факелом зажигания. Appl Therm Eng 103: 1237–1250

    Артикул Google Scholar

  • 38.

    Nakazono T, Natsume Y (1994) Влияние размеров форкамеры на двигатель, работающий на обедненном газе. JSME Int J Ser B 37 (4): 951–956

    Статья Google Scholar

  • 39.

    Sakai Y, Kunii K, Tsutsumi S, Nakagawa Y (1974) Характеристики сгорания двигателя с факелом зажигания. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 40.

    Керимов Н.А., Мектиев Р.И. (1978) Двигатели со слоистым зарядом. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 41.

    Alvarez CEC, Roso VR, Santos NDSA, Fernandes AT, Valle RM (2018) Анализ горения в двигателе SI с гомогенной и стратифицированной системой предварительной камеры. Технический документ SAE, 0148-7191

  • 42.

    Хейвуд Дж. Б. (1988) Основы двигателя внутреннего сгорания. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк

    Google Scholar

  • 43.

    Moreira T (2014) Аналитика и характеристика системы управления игрой на ленте chamas operando com carga homogênea. Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Minas Gerais, Белу-Оризонти

    Google Scholar

  • 44.

    Alvarez CEC, Roso VR, Couto GE, Valle RM (2017) Анализ горения в текущем автомобильном двигателе, работающем на обедненной топливной смеси.Технический документ SAE, 0148-7191

  • Форкамера струйного зажигания для двигателей внутреннего сгорания - Лаборатория силовых установок и энергии

    Форкамерное струйное зажигание, альтернатива традиционному искровому зажиганию, использовалось в крупнокалиберных двигателях на природном газе и гоночных автомобилях F-1. Он продемонстрировал потенциал для обеспечения стабильного сверхбедного сгорания, уменьшения межцикловых колебаний и увеличения рабочего предела обедненной смеси двигателей. Концепция форкамерного струйного зажигания заключается в сжигании небольшого количества почти стехиометрической воздушно-топливной смеси в небольшом объеме, называемом форкамерой.Более высокое давление, возникающее в результате сгорания в форкамере, выталкивает продукты сгорания в основную камеру в виде горячей турбулентной струи, которая затем воспламеняет бедную смесь в основной камере. По сравнению со стандартным искровым зажиганием горячая струя имеет гораздо большую площадь поверхности, ведущую к множеству мест воспламенения на ее поверхности, что может повысить вероятность успешного зажигания и вызвать более быстрое выделение тепла и распространение пламени из-за сильной турбулентности, содержащейся в струе.

    PRIME Rig (предварительные исследования модифицированного бензинового двигателя)

    • Буровая установка PRIME представляет собой модифицированную версию четырехцилиндрового бензинового двигателя GM LTG SI.Используя настоящий бензиновый двигатель в качестве основы для экспериментальной установки, мы можем поддерживать сложные конфигурации двигателя, такие как новая геометрия головки блока цилиндров со скошенной крышей, при непрерывной работе клапанных механизмов на желаемых оборотах двигателя. . В отличие от испытаний с использованием машины быстрого сжатия, где топливно-воздушная смесь заряжается только один раз для изучения одного события воспламенения и сгорания струи, настоящая установка может работать и испытывать непрерывно в течение многих циклов, что позволяет нам проверять цикл до вариации цикла, а также остаточный эффект.
    • Установка PRIME способна работать со скоростью до 4000 об / мин и подавать смеси воздух или воздух / N2 под высоким давлением и высокой температурой до 30 бар и 800 К. Это позволяет нам проводить испытания при различных условиях нагрузки, а также моделировать различные Операции по разбавлению EGR.
    • Высокоскоростная инфракрасная камера (до 3000 Гц) и видеокамера (до 20000 Гц), а также оптически доступные цилиндр и поршень позволили нам применить высокоскоростную диагностику изображений для визуализации процессов проникновения струи и воспламенения внутри главного цилиндра. .
    • Высокочастотный датчик давления (Kistler 6052) записывает историю давления в главном цилиндре в течение циклов.

    Оптически доступный цилиндр и поршень

    Форкамеры

    Высокоскоростная визуализация

    Высокоскоростное прямое отображение воспламенения четырьмя равномерно распределенными струями (10000 кадров в секунду):

    Высокоскоростное прямое отображение воспламенения неравномерно распределенными струями (10 000 кадров в секунду)

    Высокоскоростное инфракрасное изображение зажигания четырьмя равномерно распределенными струями (1000 кадров в секунду):

    Высокоскоростное инфракрасное изображение зажигания четырьмя равномерно распределенными струями (1000 кадров в секунду):

    Высокочастотное измерение давления

    Численное моделирование с использованием CONVENGE

    F1 технология для будущих Honda: предкамерное сгорание топлива для максимальной топливной экономичности

    Технология F1 может найти применение в велоспорте

    6

    Honda рассчитывает, что гоночные автомобили Формулы 1 удовлетворят спрос на все более чистые двигатели - с патентом на двигатель супербайка с предкамерным сгоранием топлива, которое является универсальным в Формуле-1.

    Хотя гибридный V6 с турбонаддувом в этих гоночных автомобилях может показаться далеким от двигателей мотоциклов, требования к эффективности, мощности и высоким оборотам означают, что есть явные параллели.

    Статьи по теме MCN

    Эта концепция разделяет камеру сгорания на две части. На каждом такте впуска основная секция заполняется очень бедной топливно-воздушной смесью, в то время как гораздо меньшая форкамера - там, где находится свеча зажигания - получает более богатую смесь.

    Идея состоит в том, что свеча может легко воспламенить богатую смесь в форкамере, что затем позволяет струям пламени в основную камеру, чтобы обеспечить эффективное сгорание бедной смеси, не страдая от последствий плохого сгорания, таких как стук или потемнение .

    В F1 форкамерное сгорание сочетается с прямым впрыском топлива, и правила разрешают только одну форсунку для каждого цилиндра. Эти правила не препятствуют конструкции двигателя мотоцикла Honda, поэтому он использует систему двойного впрыска. Это означает, что у него есть один инжектор непрямого действия, который работает во впускной канал, как на большинстве современных мотоциклов, и тот, который добавляет топливо в форкамеру, чтобы получить более богатую местную смесь.

    Двойной впрыск и предкамерное сгорание хорошо зарекомендовали себя (Honda использовала версию этой идеи еще в 1970-х годах на оригинальном Civic с отдельным `` богатым '' карбюратором), но дизайн Honda отличается умным способом отделения форкамеры от основного. камера сгорания.Сама камера в основном состоит из поворотного клапана, приводимого в действие кулачковой цепью. По сути, это вращающийся корпус с вырезами в стенках, которые при повороте либо изолируют форкамеру, либо открывают ее для основной камеры сгорания.

    Он соединяет две камеры во время тактов выпуска и впуска, обеспечивая замену всех отработавших газов свежим зарядом, а затем разделяет форкамеру, чтобы ее прямой инжектор мог добавить больше топлива в эту область.

    Когда свеча зажигает топливо, клапан поворачивается, открывая множество отверстий, так что сфокусированные струи пламени направляются в основную камеру сгорания, чтобы обедненная топливовоздушная смесь сгорала как можно полнее.Результат? Максимальная мощность и эффективность при низком уровне выбросов. Когда в игру вступают правила Евро-6, технологические фирмы такого типа вполне могут принять, чтобы соблюдать правила, не жертвуя при этом производительностью.


    Подробное описание процесса:

    В положение Шестерни передают привод от распредвала впускных клапанов к вращающемуся корпусу, чтобы перемещать его и гарантировать, что он всегда находится в правильном положении. В рядном четырехцилиндровом двигателе Fireblade, запатентованном Honda, один вал несет вращающиеся кожухи всех цилиндров.

    Открытие и закрытие Вращающийся кожух образует основную секцию форкамеры и может отделять инжектор прямого действия и свечу зажигания от основной камеры сгорания.

    Продолжает вращаться Во время такта сжатия корпус вращается, отделяя форкамеру от основной камеры, и открывает небольшой порт, позволяющий инжектору прямого впрыска добавлять больше топлива в смесь внутри него.

    Почувствуйте ожог В момент возгорания кожух открывает свое широкое отверстие для свечи зажигания и множество маленьких отверстий для основной камеры и посылает струи пламени, чтобы воспламенить более бедную смесь топлива и воздуха.

    Выдох На тактах выпуска и впуска вращающийся корпус открывает широкое отверстие для удаления выхлопных газов и заправки свежей смесью