Komory spalania

 

 

Komory spalania silników ZI 

Wymagania: 

 

kształt korzystny dla wymiany ładunku (m.in. duże zawory), 

 

małe pole powierzchni ścian (straty cieplne, emisja 
węglowodorów), 

 

zawirowanie ładunku, 

 

obszary oddalone od świecy muszą być dobrze chłodzone i mieć 
małą objętość (niebezpieczeństwo spalania stukowego), 

 

brak szczelin (niebezpieczeństwo gaśnięcia płomienia i emisji 
węglowodorów), 

 

2 

 

nie zawierać elementów ulegających przegrzewaniu 
(niebezpieczeństwo spalania stukowego i samozapłonu), 

 

stopień sprężania 7,5 ÷ 11; dla silników o wtrysku bezpośrednim 
÷ 14. 

 

3 

Komory spalania silników ZI 

 
 

 

 

wanienkowe 

 

 

4 

 

 

klinowe 

 

 

5 

 

 

połkuliste 

 

 

 

 

 

 
 

 

6 

Komora wanienkowa 

–

 

najprostsza, zawarta w głowicy; 

–

 

zawory w jednym rzędzie, równolegle do osi cylindrów; 

–

 

ś

wieca w bocznej części między zaworami. 

 

W rzucie poziomym: 

 

elipsa, owal, 

 

trójkąt, 

 

serce. 

 

 

7 

 

 

8 

Komory klinowe 

–

 

płaszczyzny denka tłoka i dolna powierzchnia głowicy 
w komorze pochylone pod kątem (20 ÷ 35)º; 

–

 

zawory ustawione w rzędzie, nachylone do osi cylindrów; 

–

 

ś

wieca jak w komorach wanienkowych; 

–

 

wyciskacz o grubości minimum 1 mm (intensywne zawirowanie, 
ale większa emisja węglowodorów). 

 

 

9 

 

 

10 

Komory półkuliste 

–

 

kształt najbardziej zbliżony do ideału; 

–

 

możliwość umieszczenia dużych zaworów; 

–

 

umieszczenie świecy w środku komory; 

–

 

zawory umieszczone pod kątem do płaszczyzny wzdłużnej 
silnika; kąt między zaworami (70 ÷ 90)º; 

–

 

komory półkuliste szczątkowe mają ww. kąt (15 ÷ 20)º; 

–

 

mogą być również komory półkuliste zagłębione w denku tłoka 
(jednak mniejsze są wówczas zawory). 

 

 

11 

 

 

 

12 

 

 

 

13 

Przykłady komór spalania silników ZI 
 

 
 

 

14 

 
 

 

15 

 
 

 

16 

Komory spalania mieszanek ubogich: 

–

 

komory spalania mieszanki niejednorodnej (tzw. uwarstwionej) 
dla 

λλλλ

 = 1,3 ÷ 1,6; 

wtrysk paliwa w wirujące powietrze; 

–

 

dzielona komora i zapłon strumieniowy (Honda CVCC); 
mieszanka zasilająca cylindry jest uboga, jednocześnie do 
komory wstępnej doprowadzana jest mieszanka bogata i ona 
ulega zapłonowi od iskry. 

 

 

17 

 

 

Skład mieszanki palnej w różnych obszarach statycznych pracy 

silnika ZI na mieszankę niejednorodną 

 

18 

 
 

Honda CVCC 

 

 

19 

Komory spalania silników ZS 

Wymagania: 

 

zapewnienie dużej prędkości względnej kropelek paliwa 
i powietrza, 

 

umożliwienie spalania z ograniczoną szybkością narastania 
ciśnienia. 

 

 

 

20 

Komory spalania silników ZS: 

 

komory zwarte (niedzielone) mieszczące się we wgłębieniu 
w denku tłoka (wtrysk bezpośredni), 

 

komory dzielone mieszczące się częściowo w głowicy 
(wtrysk komorowy, pośredni). 

 

 

21 

Komory zwarte 

Ruch powietrza wywołany jest w suwie dolotu, spotęgowany 
w suwie sprężania. 

Zawirowanie w suwie dolotu spowodowane jest ukształtowaniem 
kanałów dolotowych. 

 

 

 

22 

Podział komór zwartych ze względu na kształt: 

 

 

 

toroidalne 

 

 

 

23 

 

 

półkuliste 

 

 

 

 

 

 

 

cylindryczne 

 

 

24 

Podział komór zwartych ze względu na położenie: 

 

otwarte – największa średnica poprzeczna komory w tłoku jest 
mniejsza od średnicy komory w dnie tłoka 

 

 

 

 

półotwarte – największa średnica poprzeczna komory w tłoku 
jest większa od średnicy komory w dnie tłoka 

 

 

 

25 

Komory zwarte mają następujące cechy: 

 

stopień sprężania 16 ÷ 19, 

 

małe straty cieplne, 

 

łatwy rozruch, 

 

duża sprawność, 

 

duża twardość biegu, 

 

duże emisje składników szkodliwych (w szczególności tlenków 
azotu i cząstek stałych), 

 

ograniczenie szybkoobrotowości. 

 

 

26 

Komory zwarte powszechnie stosowane są w dużych silnikach, 
ostatnio również powszechnie w małych (DI oraz TDI). 

Komory otwarte współpracują z rozpylaczami wielootworkowymi, 
komory półotwarte mogą współpracować z jednootworkowymi. 

Komory półotwarte mają gorszą sprawność niż otwarte. 

 

 

27 

Komory dzielone 

 

 

wstępne 

 

 

 
 
 

 

28 

 

wirowe 

 

 
 
 
 

 

29 

Komora wstępna ma około 25 % objętości całej komory spalania. 
Połączona z przestrzenią nad tłokiem otworkami o średnicy 
(2 ÷ 4) mm. 
Wtrysk następuje do komory wstępnej. 
Stosuje się wtryskiwacze czopikowe. 

 

Komora wirowa ma kształt kuli lub walca. 
Zajmuje 2/3 ÷ 3/4 objętości całej komory spalania. 
Połączona jest z przestrzenią nad tłokiem szerokim stycznym 
kanałem. 
Paliwo jest wtryskiwane w wir (rozpylacz czopikowy, 
ew. dwuotworkowy). 

 

 

30 

Cechy komór dzielonych 

 

dawniej powszechnie stosowane w małych silnikach komory 
wirowe, tylko Daimler Benz stosował komorę wstępną, 

 

stopień sprężania 18 ÷ 24, 

 

mała twardość biegu, 

 

mniejsza sprawność, 

 

duża szybkoobrotowość, 

 

trudność rozruchu, 

 

mała emisja składników szkodliwych. 

 

 

 

31 

Komory spalania silników wielopaliwowych 

Paliwa: produkty przeróbki ropy naftowej, biologiczne (roślinne i 
zwierzęce), syntetyczne, gazowe. 

Silniki paliwowe mają mniejszą sprawność, zastosowanie głownie 
militarne. Są to pochodne silników ZS. 

Klasyczne rozwiązanie: silnik MAN M–Verfahren Meurera: 

–

 

komora kulista lub walcowa, 

–

 

silne zawirowanie, 

–

 

wtrysk bezpośredni rozpylaczem dwuotworkowym: 
5% w najgorętszą strefę komory (tu następuje samozapłon), 
95% na ścianki, gdzie paliwo szybko odparowuje, 

–

 

możliwość pracy na wysokooktanowej benzynie. 

 

 

32 

 

 

33