Camera de combustie

Într-un motor cu ardere internă, presiunea cauzată de arderea amestecului aer/combustibil aplică o forță directă unei părți a motorului (de exemplu, pentru un motor cu piston, forța este aplicată în partea superioară a pistonului), care transformă presiunea gazului în energie mecanică (adesea sub forma unui arbore de ieșire rotativ). Acest lucru contrastează cu un motor cu combustie externă, în care combustia are loc într-o parte separată a motorului în care presiunea gazului este transformată în energie mecanică.

Diagramă a locului în care este amplasată o cameră de ardere în interiorul unui cilindru.

Motoare cu aprindere prin scânteieEdit

Motor cu arbore cu came în cap – camera de ardere este volumul dintre piston (indicat cu galben), supapa de admisie (albastru) și supapa de evacuare (roșu).

În motoarele cu aprindere prin scânteie, cum ar fi motoarele pe benzină (benzină), camera de ardere este de obicei situată în capul cilindrului. Motoarele sunt adesea proiectate astfel încât partea inferioară a camerei de combustie să fie aproximativ în linie cu partea superioară a blocului motor.

Motoarele moderne cu supape în cap sau cu arbori cu came în cap folosesc partea superioară a pistonului (atunci când acesta se află aproape de punctul mort superior) ca parte inferioară a camerei de combustie. Deasupra acesteia, părțile laterale și acoperișul camerei de ardere includ supapele de admisie, supapele de evacuare și bujia de aprindere. Astfel se formează o cameră de combustie relativ compactă, fără proeminențe laterale (adică toată camera este situată direct deasupra pistonului). Formele obișnuite ale camerei de combustie sunt, de obicei, similare cu una sau mai multe semisfere (cum ar fi camerele de tip hemi, pent-roof, wedge sau kidney).

Motor Flathead – camera de combustie (reprezentată în galben) se află deasupra pistonului (portocaliu) și a supapei de admisie/evacuare (albastru)

Proiectul mai vechi al motorului Flathead folosește o cameră de combustie în formă de „cadă”, cu o formă alungită care se află deasupra pistonului și a supapelor (care sunt situate lângă piston). Motoarele IOE combină elemente ale motoarelor cu supapă în cap și ale motoarelor cu cap plat; supapa de admisie este situată deasupra camerei de combustie, în timp ce supapa de evacuare este situată sub aceasta.

Forma camerei de combustie, a orificiilor de admisie și a orificiilor de evacuare sunt esențiale pentru obținerea unei combustii eficiente și pentru maximizarea puterii de ieșire. Capacele cilindrilor sunt adesea proiectate pentru a obține un anumit model de „vârtej” (componenta de rotație a fluxului de gaze) și turbulență, ceea ce îmbunătățește amestecul și crește debitul de gaze. Forma vârfului pistonului influențează, de asemenea, cantitatea de vârtej.

O altă caracteristică de proiectare pentru a promova turbulența pentru o bună amestecare combustibil/aer este strivirea, în care amestecul combustibil/aer este „strivit” la presiune ridicată de către pistonul în ascensiune.

Localizarea bujiei de aprindere este, de asemenea, un factor important, deoarece acesta este punctul de plecare al frontului de flacără (marginea din față a gazelor care ard) care apoi se deplasează în jos spre piston. O proiectare bună ar trebui să evite crăpăturile înguste în care „gazele finale” stagnante pot rămâne blocate, reducând puterea de ieșire a motorului și putând duce la o eventuală bătaie a motorului. Majoritatea motoarelor folosesc o singură bujie pe cilindru, însă unele (cum ar fi motorul Alfa Romeo Twin Spark 1986-2009) folosesc două bujii pe cilindru.

Motoare cu aprindere prin compresieEdit

Piston bombat pentru un motor diesel

Motoarele cu aprindere prin compresie, cum ar fi motoarele diesel, sunt clasificate de obicei ca fiind:

• Injecție directă, în care combustibilul este injectat în camera de ardere. Varietățile comune includ injecția directă unitară și injecția common rail.
• Injecție indirectă, în care combustibilul este injectat într-o cameră de vârtej sau într-o cameră de precombustie. Combustibilul se aprinde pe măsură ce este injectat în această cameră, iar amestecul arzător aer/combustibil se răspândește în camera de combustie principală.

Motorii cu injecție directă oferă de obicei o economie mai bună de combustibil, dar motoarele cu injecție indirectă pot folosi un combustibil de calitate inferioară.

Harry Ricardo a fost proeminent în dezvoltarea camerelor de combustie pentru motoarele diesel, cel mai cunoscut fiind Ricardo Comet.

Turbină cu gazEdit

Într-un sistem cu flux continuu, de exemplu camera de combustie a unui motor cu reacție, presiunea este controlată, iar combustia creează o creștere de volum. Camera de combustie din turbinele cu gaz și motoarele cu reacție (inclusiv turboreactoare și scramjeturi) se numește cameră de combustie.

Camera de combustie este alimentată cu aer de înaltă presiune de către sistemul de compresie, adaugă combustibil și arde amestecul, iar gazele de eșapament fierbinți, de înaltă presiune, ajung în componentele turbinei motorului sau ies prin duza de eșapament.

Există diferite tipuri de camere de combustie, în principal:

• Tipul can: Combustibilii de tip can sunt camere de ardere cilindrice autonome. Fiecare „cană” are propriul injector de combustibil, căptușeală, interconectori, carcasă. Fiecare „cutie” primește o sursă de aer de la o deschidere individuală.
• Tip canular: La fel ca și arzătoarele de tip „cană”, arzătoarele inelare „cană” au zone de ardere discrete conținute în garnituri separate, cu injectoare de combustibil proprii. Spre deosebire de arzătorul de tip cutie, toate zonele de ardere au o carcasă de aer comună.
• Tip inelar: Combustibilii de tip inelar elimină zonele de combustie separate și au pur și simplu o cămașă și o carcasă continuă într-un inel (annulus).

Motor de rachetăEdit