مراحل احتراق سوخت در موتورهاي ديزل به نحوي طراحي مي شود که افزايش فشار به طور ناگهاني جلوگيري شود در ضمن عمليات شيميايي احتراق بايد کامل و به سرعت پيشرفت کند به اين منظور طرح هاي مختلفي براي اتاق احتراق موتور ديزل در نظر گرفته شده است
1-موتور ديزل با اتاق احتراق باز يا تزريق مستقيم
2-موتور ديزل با اتاق احتراق تقسيم شده يا تزريق غير مستقيم
موتور ديزل با اتاق احتراق باز
در اين نوع محفظه احتراق در يک جا بوده , انقدر کوچک است که در موقع تراکم فشار نسبي زيادي همراه با درجه حرارت بالا توليد کرده , سوخت تزريق شده را به سرعت محترق مي کند در اين اتاق ها هوا با چرخش زياد که از طريق مجراهاي مارپيچي و يا سوپاپ هاي لبه دار مي گذرد وارد شده حرکت گرد بادي را به وجود مي اورد موتور ديزل با اتاق احتراق باز يا تزريق مستقيم که در موتورهاي سنگين و صنعتي مصرف گسترده اي دارد و کيفيت احتراق در اين روش به موارد زير بستگي دارد
1- حرکت چرخشي هوا در زمان تراکم
2- نحوي پاشيدن سوخت از نظر شکل , ذرات و فشار
3- اختلاط سوخت , هوا و سرعت تبخير سوخت
در موتور ديزل سوخت با تزريق مستقيم روي پيستون پاشيده مي شود لذا حساسيت احتراق نسبت به نحوي پودر شدن بسيار شديد است بنابراين لازم است از سوخت پاش هايي استفاده شود که سوخت را به صورت کاملا پودري شکل تزريق مي کنند به علاوه چون حرکت چرخشي هوا براي سرعت اختلاط ان با سوخت الزامي است براي انجام اين کار طرح هاي مختلفي به کار مي برند
روش مان
روش مان طرح جديدتري در نوع اتاق احتراق باز محسوب مي شود که از سال 1924 در کشور المان براي موتورهاي کوچک که سرعت نسبتا زيادي دارند ساخته شده است اين طرح با انواع ديگر تفاوت هاي بسياري دارد يعني سوخت به طور مماسي در سطح کروي پيستون پاشيده شده , بلافاصله پخش مي شود در اين طرح تاخير احتراق عادي است و مصرف سوخت کم و بازده حرارتي نسبتا زياد است سوخت به طور مماسي به سطح کروي پيستون پاشيده شده با هواي چرخشي به وسيله ي سوپاپ لبه دار به موتور هدايت شده مخلوط مي گردد
موتور ديزل با اتاق احتراق تقسيم شده
موتوري است که محفظه ي احتراق ان به چند قسمت تقسيم شده است و بين هر قسمت گلوگاه محدود کننده به وجود امده است به طوري که در مرحله ي احتراق بين قسمت ها اختلاف فشار به وجود مي ايد در اين طرح ها احتراق از محفظه ي فرعي يا قبلي شروع شده به علت کوچکي محفظه اوليه با سرعت زياد از گلوگاه به محفظه ي اصلي در روي پيستون دميده مي شود موتور ديزل با محفظه ي احتراق تقسيم شده در موتورهاي کوچک با دور زياد کاربرد دارد
خصوصيات اين اتاقها به اين صورت مي باشد
1- افزايش سرعت چرخشي هوا در زمان تراکم به دليل داشتن گلوگاه بين محفظه هاي احتراق
2- مرحله ي اول و دوم احتراق به سرعت انجام گرفته , فشار احتراق به شدت بالا مي رود
3- اختلاط سوخت و هوا در دو مرحله انجام مي گيرد
الف-احتراق مقدماتي و ناقص , سوخت چند درجه قبل از نقطه ي مرگ بالا به محفظه قبلي تزريق گرديده عمل احتراق شروع مي شود به اين دليل که حجم محفظه ي قبلي کوچک است فشار به سرعت و تا حدودpsi 1000 يا 70 اتمسفر بالا مي رود
ب- در اثر بالا رفتن فشار محفظه ي اوليه سوخت ناقص همراه گازها با سرعت زياد از گلوگاه وارد محفظه ي اصلي مي شود به علت سرعت زياد هواي چرخشي عمليات شيميايي احتراق به سرعت تحقق پذيرفته احتراق اصلي تکميل مي شود
4-به ديل گرم بودن قسمتي از محفظه اوليه شروع احتراق به سرعت انجام پذيرفته تاخير احتراق کاهش مي يابد قطعات بکار برده شده معمولا از فولاد سخت و مقاوم در برابر حرارت و ضد زنگ در مقابل عناصر شيميايي ساخته شده اند و به نحوي در سرسيلندر جا سازي مي شوند که انتقال حرارت کم تري با انها انجام گيرد در نتيجه قسمت داخلي محفظه ي اوليه گرم مانده سرعت شروع احتراق افزايش مي يابد در شروع کار به علت سرد بودن ديواره محفظه ي اوليه موتور روشن نمي شود که با طرح شمع گرم کن مي توان اين مشکل را برطرف نمود شمع گرم کن در موقع استارتر زدن براي مدت کوتاهي روشن شده موضع سرخي را در مقابل مسير پاشيده شدن
به وجود مي اورد و باعث روشن شدن سريع موتور مي گردد
انواع محفظه احتراق تقسيم شده يا غير مستقيم
الف-موتور با محفظه احتراق قبلي
در زمان تراکم قسمتي از هوا از گلوگاه وارد محفظه اوليه مي شود کمي قبل از پايان زمان تراکم سوخت در محفظه ي اوليه تزريق مي گردد اما به علت کمي هوا تمام سوخت نمي تواند با اکسيژن مورد نياز مخلوط شده احتراق کامل به وجود اورد بنابراين قسمتي از سوخت هاي اوليه که به ديواره داغ برخورد کرده اکسيژن کسب نموده , مي سوزد و به علت کوچکي محفظه ي اوليه فشار ان بالا مي رود در نتيجه محتويات محفظه از گلوگاه کوچک با سرعت زياد وارد محفظه ي اصلي گرديده باعث اختلاط سريع و احتراق کامل کليه ي ذرات سوخت مي شود
معايب
1- به علت بزرگي ساختمان محفظه ها مقدار انرژي تبادل شده زياد است و در نتيجه بازده حرارتي کاهش يافته و مصرف سوخت بالا مي رود
2- در زمان کار به علت فشار هوا به محفظه ي اوليه از قدرت موثر کاسته مي شود
3- نسبت تراکم موتور بايد خيلي بيشتر از تزريق مستقيم باشد تا فشار لازم در انتهاي زمان تراکم به وجود ايد
4- در ابتداي کار به علت گرم نبودن محفظه اوليه حرارت اشتعال کافي نيست و به گرمکن نياز است
ب-موتور با محفظه احتراق گرد بادي
محفظه ي احتراق گرد بادي براي برطرف نمودن معايب روش تزريق مستقيم و موتور با محفظه قبلي طراحي و ساخته شده است محفظه ي گردبادي ممکن است در سرسيلندر و يا در بلوکه ي سيلندر باشد اين محفظه در زمان تراکم هوا در جهت مماس با محفظه کروي چرخيده با بالا امدن پيستون به سرعت چرخش ان افزايش مي يابد کمي قبل از رسيدن پيستون به نقطه ي مرگ بالا سوخت در هواي متلاطم تزريق شده و به سرعت عمليات اختلاط و تبخير تکميل شده , اشتغال سوخت اغاز مي شود تفاوت اين قسمت با محفظه ي احتراق قبلي عبارت است از:
1- سرعت اشتعال بيشتر
2- شروع تزريق ديرتر است يعني اوانس کمتري لازم دارد
ج-موتور با محفظه ذخيره هوا
در اين طرح هنگام تراکم مانند دو روش قبلي در محفظه کوچک ذخيره هوا نفوذ کرده کمي قبل از نقطه ي مرگ بالا , انژکتور سوخت را به ديواره داغ ان مي پاشد بقيه عمليات مانند اتاق احتراق قبلي تکميل مي شود
د-موتور با محفظه مرکب مانند پرکينز محفظه ي احتراق اين موتور ترکيبي از دو روش گردبادي و مستقيم است قسمت سرسيلندرقابل جدا شدن مي باشد و مشخصه ي مخصوص ان پاشيده شدن سوخت در دو جهت است يکي در محفظه گردبادي و ديگري روي پيستون بنابراين مزاياي روش تزريق گردبادي يعني کار ارام و اختلاط کامل و ديگري تزريق مستقيم يعني زود روشن شدن موتور را دارا است سرعت اين موتور را مي توان به 3000RPM و يا بيشتر رساند و بيش ترين گشتاور موتور را در
2500 دور بر دقيقه به دست اورد از مزاياي اين موتور ان است که به علت سرعت زياد مي توان در موتورهاي سواري از ان استفاده نمود خاصيت ديگر موتور ان است که گشتاور ان بين 800 تا 2500 دور بر دقيقه نسبتا ثابت مي ماند و حداکثر فشار موتور کم تر از 35 اتمسفر است
منبع: سايت تخصصي مقالات اتومبيلwww.khodroha.com/س