PZM – Motoryzacja

Przebieg wywiązania ciepła

Wynikiem takiego przesunięcia jest przebieg wywiązywania ciepła o mniejszej intensywności w okresie początkowym niż w razie wtrysku jednym strumieniem, a w związku z tym – bardzo miękka praca silnika. Inne rozwiązanie typu Perkins jest stosowane w czterocylindrowym silniku PERKINS Four 99, który w wersji do samochodu osobowego rozwija moc Ne = 32 kW przy n = 4000 obr/min. W komorze typu Hercules uzyskano zwiększenie intensywności wymieszania dzięki temu, że tłok zbliżając się do GMP, a więc w okresie, w którym w innych silnikach z rozdzieloną komorą spalania występuje osłabienie przepływów,przysłania częściowo kanał łączący powodując wzrost prędkości przepływu w tym kanale. W rezultacie uzyskano nie tylko dwukrotny wzrost największej prędkości przepływu, ale jednocześnie przesunięcie tego maksimum z 25° na 8° przed GMP – a więc w położenie odpowiadające okresowi tworzenia się mieszanki. Stosowanie w tego rodzaju silnikach małych stopni sprężania (s = 14,8 – 15,5) tłumaczy się z jednej strony dobrym wymieszaniem, z drugiej zaś – dobrym napełnieniem przestrzeni spalania.

Dobre napełnienie

Dobre napełnienie jest wynikiem zastosowania dużego przekroju przelotowego zaworu dolotowego, co stało się możliwe dzięki usunięciu z głowicy komory wirowej i obsady wtryskiwacza. Średnia prędkość przepływu w zaworze dolotowym, obliczona przykładowo dla jednego z tego rodzaju silników, wynosi około 33 m/s, co przy 2600 obr/min jest wartością bardzo małą. Dobre napełnienie komory wirowej uzyskano przez zastosowanie kilkakrotnie większego niż w innych silnikach z komorami wirowymi przekroju kanału łączącego {dla wspomnianego poprzednio silnika K = 44-10-3). Ze względu na napełnienie komory wirowej, zmniejszenie przekroju tego kanału przez tłok podczas jego zbliżania się do GMP nie jest szkodliwe, ponieważ w tym okresie z cylindra do komory wirowej przepływa nieznaczna ilość ładunku. Jest to oczywiście jedno spośród wielu rozwiązań. Przed podjęciem decyzji należy wziąć pod uwagę różne czynniki, które mogą zmieniać wynik rozwiązania. Najlepiej również sprawdzić inne rozwiązania i porównać je ze sobą – wówczas otrzymamy najkorzystniejsze.

Inne rozwiązanie

Innym jeszcze rozwiązaniem specjalnym jest komora wirowa stosowana w rozpowszechnionych w kraju polskich silnikach przemysłowych S60 i pochodnych: Sól, S62 oraz S64 (rys. 8-65). Odbiega ona znacznie od typowych komór pod względem wielkości przewężenia, które jest zaledwie zaznaczone. Odbija się to niekorzystnie na wskaźnikach pracy (ge > 270 g/(kW-h), pe = 0,55 MPa) i zmusza do stosowania większego ciśnienia wtrysku (około 17,5 MPa). Silnik o takich komorach odznacza się natomiast wyjątkowo łatwym rozruchem, nawet w niekorzystnych warunkach klimatycznych. Umieszczenie zaworu wylotowego w komorze zapewnia dobre jej przewietrzanie, co eliminuje prawie całkowicie tworzenie się nagaru. Prowadzenie iglicy rozpylacza umieszczono z dala od komory spalania – czyli w dość chłodnym miejscu. Zastosowanie tych środków zapobiega szybkiemu zanieczyszczaniu się rozpylacza. Bliższe dane dotyczące parametrów geometrycznych komór spalania silników MAN-M podaje Mironów – Ci, którzy chcą wiedzieć więcej powinni sobie tych informacji poszukać.

Chłodzenie powietrzem

Komora wirowa silników chłodzonych powietrzem była wytwarzana przez szereg lat w dużych seriach. Komora ta ma kształt gruszki skierowanej częścią wydłużoną ku dołowi. W nowszych rozwiązaniach silników Deutz zamiast tłoków z płaskim denkiem zastosowano tłoki z wgłębieniami dającymi regularne zawirowania, podobnie jak w komorach wirowych COMET III. Kanał łączący ma swoje ujście do komory znajdującej się naprzeciw wtryskiwacza, dzięki czemu podczas rozruchu paliwo trafia do słabo chłodzonej strefy w przestrzeni nad tłokiem. Ze względu na to, że stop lekki głowicy nie powinien pracować w wysokich temperaturach, komora wirowa wraz z kanałem łączącym oraz obsadami wtryskiwacza i świecy żarowej jest wykonana ze stali i zalana w głowicy. Rozwiązanie dotyczy silnika dwusuwowego, w którym można było umieścić wylot kanału łączącego w osi cylindra, co zapewniło bardziej równomierne obciążenie cieplne tłoka.

Rozwiązania specjalne

Oprócz opisanych tu komór wirowych, które można uważać w mniejszym lub większym stopniu za rozwiązania klasyczne, są również stosowane komory o specjalnej budowie, które opracowano w celu uzyskania wymaganych właściwości silników, wynikających najczęściej z ich przeznaczenia. Do najbardziej znanych rozwiązań specjalnych należy komora typu Perkins, mająca pewne cechy wtrysku bezpośredniego. Właściwa komora wirowa jest połączona z przestrzenią nad tłokiem oryginalnie ukształtowanym kanałem o dużym przekroju. Istotną rolę odgrywa sposób wbudowania wtryskiwacza zaopatrzonego w niesymetryczny rozpylacz dwuotworkowy. Paliwo wtryskiwane skośnym strumieniem dzięki sprzyjającym warunkom (przepływ w przeciwprądzie z najsilniej nagrzanymi ilościami sprężonego powietrza) szybko rozdrabnia się i paruje, co powoduje szybki samozapłon, nawet podczas rozruchu zimnego silnika w niskich temperaturach otoczenia. Płomień powstały w kanale łączącym zapala główną dawkę wtryskiwaną do komory wirowej i wymieszaną z powietrzem dzięki intensywnemu ruchowi wirowemu, podobnie jak, w innych rozwiązaniach.