آشنایی با محفظه اتاق احتراق

محفظه احتراق موتور مشابه سیستم تزریق ، مسیر طولانی در گسترش و تکامل تدریجی فنی را گذرانده است و بررسی تاریخچه طراحی آن خسته کننده است . اما بررسی امکانات تکنولوژی و از طرفی کامل بودن احتراق سوخت و اکسید کننده و شرایط عایق حرارتی لازم و مفید است .برای همه محفظه ها در اصل خطوط کلی مشخص کننده ، مشابه است . در ابتدای محفظه صفحه انژکتور نصب می شود . وظیفه آن آماده سازی سوخت و اکسید کننده برای احتراق و ایجاد مخلوط سوخت واکسید کننده یا به عبارت دیگر تامین اختلاط مناسب است . در محفظه احتراق انرژی حرارتی تولید می شود و محصولات احتراق ابتدا از قسمت همگرای نازل ، سپس از قسمت واگرای آن عبور می کند .

محفظه احتراق چیست؟

در اکثر دیگ های صنعتی اعم از دیگ آب گرم یا دیگ بخار احتراق داخلی حاصل از انواع سوخت ها در بخش کوره انجام می شود و این حرارت بنابر پیش بینی انجام شده در طراحی، به اجزای دیگر منتقل می گردد.بنابراین یکی از اجزای کلیدی دیگ آب گرم و دیگ بخار اتاق احتراق می باشد. محفظه احتراق بخشی از موتور احتراق داخلی (ICE) است که در آن مخلوط سوخت و هوا می سوزد و درجه حرارت و فشار هوای ورودی افزایش پیدا می کند.

وظایف محفظه احتراق

1. فضای محدودی را برای احتراق مخلوط هوا و سوخت فراهم می کند.
2. سوپاپ ورودی و خروجی را برای ورود و خروج مخلوط در خود جای داده است.
3. پیستون را در خود، جای داده و هدایت می کند.
4. با استفاده از علم هندسه، به احتراق مناسب کمک می کند.
5. در برابر دمای بالای احتراق، مقاومت می کند.
6. از بیرون ریختن پسماند حاصل از احتراق جلوگیری می کند.

موتور داخلی احتراق

ICE ها معمولا شامل موتورهای پیستونی مجاور، موتورهای چرخشی، توربین های گاز و توربین های جت مکی باشند.فرآیند احتراق انرژی داخلی یک گاز را افزایش می دهد، که با توجه به پیکربندی منجربه افزایش دما، فشار، یا حجم می شود.در یک محفظه، به عنوان مثال سیلندر یک موتور مجزا، حجم تحت کنترل است در نتیجه احتراق باعث افزایش فشار می شود. در یک سیستم جریان مداوم، به عنوان مثال یک jet engine combustor، فشار کنترل می شود و احتراق باعث افزایش حجم می شود.این افزایش فشار یا حجم را می توان برای انجام کار استفاده کرد، به عنوان مثال، برای حرکت یک پیستون روی میل لنگ یا دیسک توربین در یک توربین گاز از این فشار استفاده می شود.مانند عملکرد نازل یک موتور موشک، تغییر شتاب گاز، باعث ایجاد قدرت پرتاب می شود.

انواع مختلف محفظه (اتاق احتراق )

• سر به شکل L یا سر مسطح
• مدل bathtub
• مدل نیمکره ای
• مدل تیغه ای یا Wedge
• سقف پیستونی یا pent roof

شکل اتاق احتراق تاثیر قابل توجهی بر خروجی قدرت، کارایی و انتشار دارد. اهداف طراح این است که در حالی که از حرارت زیاد (که باعث ایجاد NOx می شود) اجتناب می گردد تمام سوخت و هوای مخلوط به طور کامل احتراق پیداکند، این [روشن کردن مورد نیاز ] بهتر است با محفظه فشرده و بلندتر به دست آمده باشد.

موتور دیزل با اتاق احتراق باز

در این نوع محفظه احتراق در یک جا بوده ، انقدر کوچک است که در موقع تراکم فشار نسبی زیادی همراه با درجه حرارت بالا تولید کرده ، سوخت تزریق شده را به سرعت محترق می کند . در این اتاق ها هوا با چرخش زیاد که از طریق مجرا های مارپیچی و یا سوپاپ های لبه دار می گذرد وارد شده حرکت گرد بادی را به وجود می اورد . موتور دیزل با اتاق احتراق باز یا تزریق مستقیم که در موتور های سنگین و صنعتی مصرف گسترده ای دارد و کیفیت احتراق در این روش به موارد زیر بستگی دارد :

1. حرکت چرخشی هوا در زمان تراکم
2. نحوی پاشیدن سوخت از نظر شکل ، ذرات و فشار
3. اختلاط سوخت ، هوا و سرعت تبخیر سوخت

در موتور دیزل سوخت با تزریق مستقیم روی پیستون پاشیده می شود لذا حساسیت احتراق نسبت به نحوی پودر شدن بسیار شدید است بنابراین لازم است از سوخت پاش هایی استفاده شود که سوخت را به صورت کاملا پودری شکل تزریق می کنند به علاوه چون حرکت چرخشی هوا برای سرعت اختلاط ان با سوخت الزامی است برای انجام این کار طرح های مختلفی به کار می برند .

موتور با محفظه احتراق گرد بادی

محفظه احتراق گرد بادی برای برطرف نمودن معایب روش تزریق مستقیم و موتور با محفظه قبلی طراحی و ساخته شده است محفظه گردبادی ممکن است در سرسیلندر و یا در بلوکه ی سیلندر باشد این محفظه در زمآن تراکم هوا در جهت مماس با محفظه کروی چرخیده با بالا امدن پیستون به سرعت چرخش آن افزایش می یابد کمی قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا سوخت در هوای متلاطم تزریق شده و به سرعت عملیات اختلاط و تبخیر تکمیل شده، اشتغال سوخت آغاز می شود تفاوت این قسمت با محفظه احتراق قبلی عبارت است از:
۱- سرعت اشتعال بیشتر
۲- شروع تزریق دیرتر
یعنی اوانس کمتری لازم دارد و موتور با محفظه ذخیره هوا در این طرح هنگام تراکم مآنند دو روش قبلی در محفظه کوچک ذخیره هوا نفوذ کرده کمی قبل از نقطه مرگ بالا، آنژکتور سوخت را به دیواره داغ آن می پاشد بقیه عملیات مآنند اتاق احتراق قبلی تکمیل می شود موتور با محفظه مرکب مآنند پرکینز محفظه احتراق این موتور ترکیبی از دو روش گردبادی و مستقیم است قسمت سرسیلندر قابل جدا شدن می باشد و مشخصه مخصوص آن پاشیده شدن سوخت در دو جهت است یکی در محفظه گردبادی و دیگری روی پیستون بنابراین مزایای روش تزریق گردبادی یعنی کار آرام و اختلاط کامل و دیگری تزریق مستقیم یعنی زود روشن شدن موتور را دارا است. سرعت این موتور را می توآن به ۳۰۰۰RPM و یا بیشتر رسآند و بیش ترین گشتاور موتور را در ۲۵۰۰ دور بر دقیقه به دست آورد از مزایای این موتور آن است که به علت سرعت زیاد می توآن در موتورهای سواری از آن استفاده نمود خاصیت دیگر موتور آن است که گشتاور آن بین ۸۰۰ تا ۲۵۰۰ دور بر دقیقه نسبتا ثابت می مآند و حداکثر فشار موتور کم تر از ۳۵ اتمسفر است.

آشنایی با فنر سوپاپ خودرو