Двигатель со слоистой структурой топливной смеси
В процессе эволюции двигателя внутреннего сгорания разработчики столкнулись с двумя прямо противоположными задачами:
- Для максимальной экономии топлива и уменьшения выбросов в атмосферу вредных газов лучше использовать бедную горючую смесь;
- Для получения большей мощности и снижения выбросов окислов азота лучше использовать обогащенную горючую смесь.
В результате решения этих двух задач была создан двигатель со слоистой структурой топливной смеси. В таких двигателях в цилиндры подаются бедная и богатая смеси, но держатся они отдельно до момента сгорания. Свеча поджигает богатую смесь, а она, в свою очередь, поджигает бедную. В обыкновенном двигателе соотношение воздух-топливо примерно 15:1. В двигателях со слоистой структурой горючей смеси удалось в два раза повысить это соотношение (30:1).
Рассмотрим работу двигателя со слоистой структурой горючей смеси на примере двигателя с форкамерой (небольшой камерой в головке блока цилиндров со своим собственным впускным клапаном, через который подается обогащенная смесь):
- Такт впуска: Во время такта впуска открывается клапан форкамеры и впускает обогащенную топливную смесь. В этом же такте открывается и главный впускной клапан, который впускает в цилиндр обедненную горючую смесь.
- Такт сжатия: Поршень сжимает в цилиндре обедненную топливную смесь, тем самым обе смеси входят в контакт.
- Рабочий такт: В районе верхней мертвой точки поршня свеча в форкамере поджигает обогащенную рабочую смесь, которая, в свою очередь, поджигает сильно сжатую обедненную смесь. В результате этого процесса поршень толкается вниз, но, поскольку бедная смесь сгорает медленнее, то топливо выгорает полностью.
- Такт выпуска: Открывается выпускной клапан и выпускает отработанные газы в выхлопную систему автомобиля.
Это одно из решений двигателя со слоистой структурой топливной смеси. В некоторых двигателях используют в качестве форкамеры небольшая выемка в головке поршня.
