Чем определяется совершенство процесса сгорания в дизелях
Процесс сгорания в дизельных двигателях
В дизельных двигателях смесеобразование осуществляется внутри цилиндра, вследствие чего продолжительность данного процесса в 45-70 раз меньше в сравнении с карбюраторными двигателями. Из-за этого топливо не успевает распределиться по объёму камеры сгорания равномерно. Учитывая данный фактор, для нормального сгорания топлива в дизельном двигателе коэффициент избытка воздуха α>1.
На [рис. 1] показана развёрнутая индикаторная диаграмма дизельного двигателя в функции от угла поворота коленвала. Процесс сгорания в дизельном двигателе условно делится на четыре периода.
Рис. 1. Развёрнутая диаграмма процесса сгорания в дизельном двигателе.
Первый период. Топливо впрыскивается в точке (2), когда поршень не доходит до в.м.т. на угол θ (угол опережения впрыскивания). До точки (3) происходит подготовка топлива к сгоранию, и период от точки (2) до точки (3) именуется как период задержки воспламенения топлива. Его продолжительность по возможности должна быть минимальной, так как увеличение данного периода влечёт за собой накопление значительного количества топлива в цилиндре, что приведёт во втором периоде быстрого сгорания (отрезок 3-4) очень резкое повышение давления и, как итог, повышенную жёсткость работы дизельного двигателя.
Второй период. При нормальном протекании процесса сгорания отношение Δρ/Δα должно быть не более 0,4-0,6 МПа/град. Чтобы уменьшить жёсткость следует пытаться сократить первый период за счёт правильного выбора топлива, качества распыливания, степени сжатия, улучшения вихревого движения заряда и прочих факторов.
Цетановое число используется для оценки самовоспламеняемости топлива. Цетановое число тем выше, чем больше содержится в топливе парафиновых углеводородов. Использование таких топлив даёт возможность значительно уменьшить период задержки воспламенения и существенно снизить жёсткость работы дизельного двигателя.
Меньшая жёсткость работы у дизельных двигателей наблюдается при плёночном смесеобразовании и камерах сгорания раздельного типа.
Использование камер сгорания раздельного типа даёт возможность уменьшить скорость нарастания давления (Δρ/Δα) в надпоршневом пространстве за счёт уменьшения интенсивности истечения газов из отдельных частей камеры.
Топливо, подготовленное к сгоранию, в первом периоде самовоспламеняется и горит с интенсивным тепловыделением, а также повышением давления. Во втором периоде нарастание давления в основном зависит от продолжительности первого периода, а также от качества распыливания топлива и закона его подачи в первом и во втором периодах сгорания. К концу второго периода достигается максимальное давление pz.
Третий период протекает при замедленном тепловыделении вследствие недостатка кислорода и с несущественным изменением давления (отрезок 4-5) за счёт увеличения объёма и он именуется периодом медленного сгорания. Максимальная температура цикла достигается при 20-35 град. п.к.в. после в.м.т. К этому времени сгорает порядка 70-80% топлива. На продолжительность данного периода сгорания в основном влияет интенсивность перемешивания с воздухом горючих частей топлива. Сгорание тем полнее, чем она больше. Как правило, прекращение подачи топлива происходит в третьем периоде, но его догорание продолжается и в процессе расширения.
Четвёртый период – догорание топлива, которое начинается при максимальной температуре цикла (точка 5) и заканчивается на линии расширения (70-80 град. п.к.в. после в.м.т.). Чтобы достичь максимальных экономических и мощностных показателей дизельного двигателя требуется стремиться к сокращению периода догорания.
Факторы, влияющие на характер протекания всего процесса сгорания:
1) – состав дизельного топлива;
3) – качество распыливания;
4) – закон (продолжительность) подачи топлива;
5) – конструкция камеры сгорания;
6) – угол опережения впрыскивания топлива;
7) – частота вращения коленвала;
Использование тяжёлого топлива, которое имеет более низкую температуру самовоспламенения (в сравнении с карбюраторными двигателями) исключает возможность появления детонации за счёт его подачи в самом конце сжатия. Другим важным преимуществом дизельных двигателей является их лучшая экономичность (в сравнении с карбюраторными двигателями) при снижении нагрузки вследствие большей полноты сгорания топлива из достаточного объёма воздуха в рабочей смеси.
Процесс сгорания топливной смеси в дизеле
Для осуществления действительного цикла в дизелях в воздушный заряд, сжатый до давления 2,5—5 МГа и имеющий температуру 750—1000 К, впрыскивается топливо под давлением от 40 до 100 МПа (в зависимости от типа камеры сгорания).
Для эффективного протекания горения топливо должно находиться в парообразном состоянии, но из-за недостатка времени на смесеобразование часть топлива не успеваем испариться и находится в начале горения в капельно-жидком состоянии. Поэтому процессы воспламенения и сгорания в этом случае сложные процессы, и включают в себя физико-химическую подготовку топлива, воспламенение и горение.
Первые очаги пламени появляются одновременно в нескольких точках камеры сгорания. Возникновение этих очагов вызывает нагрев близлежащих участков смеси и общий рост температуры, что вызывает испарение остальных частиц топлива и протекание предпламенных процессов в образующейся горючей смеси. Многоочаговое воспламенение вызывает большую скорость сгорания в начальный период и образующееся пламя практически мгновенно воспламеняет часть поступающего топлива. Однако условия горения этого топлива менее благоприятны из-за недостатка кислорода. Особенно это характерно для последней части впрыскиваемого топлива.
Если учесть характер и интенсивность тепловыделения, изменение температуры и давления в цилиндре в разные моменты времени, то весь процесс горения можно условно разделить на четыре фазы.
Рис. Индикаторная диаграмма и зависимость изменения температуры газов от угла поворота коленчатого вала в цилиндре дизеля
Первая фаза горения (01) — задержка воспламенения, начинается с момента поступления топлива (точка 1) и заканчивается в момент отрыва кривой сгорания от линии сжатия (точка 2) Впрыск топлива происходит до прихода поршня в ВМТ. Угол опережения впрыска топлива находится в пределах 20—35° поворота коленчатого вала.
Во время впрыска струя топлива, выходящая из форсунки под большим давлением, разбивается о плотные слои воздуха на мельчайшие капли, образуя факел распыления. При этом завихрения, которые придаются заряду сжимаемого воздуха, оказывают существенное влияние на развитие этого факела.
Рис. Развитие топливных струй в заряде: а — неподвижном; б — движущимся со скоростью 15 м/с; в — движущимся со скоростью 35 м/с
Концентрация топлива в таком факеле изменяется по поперечному сечению и длине. В ядре факела находятся наиболее крупные, а на периферии — наиболее мелкие капли, находящиеся друг от друга на значительных расстояниях. Следовательно, структура рабочей смеси в дизелях крайне неоднородна, поэтому здесь коэффициент избытка воздуха обычного смысла лишен, так как он не дает представления о действительном составе смеси.
Локальные значения коэффициента избытка воздуха по различным зонам камеры сгорания могут меняться от 0 (жидкие капли) до бесконечности (воздух). Именно наличие всей гаммы составов смеси и температур определяет возможность воспламенения в среднем очень бедной смеси, например, при а = 6 и более.
Таким образом, период задержки воспламенения включает в себя время, необходимое для распада струй на капли, некоторого продвижения капель по объему камеры сгорания, прогрева, частичного испарения и смешения топливных паров с воздухом, а также время саморазгона химических реакций.
Если период задержки воспламенения больше продолжительности впрыска, то все топливо оказывается поданным в цилиндр до начала воспламенения. При этом большая часть его успевает испариться и смешаться с воздухом. В результате объемного воспламенения этой части топлива в цилиндре развивается резкое повышение давления с высокими динамическими нагрузками на детали и повышенным уровнем шума. Поэтому длительный период задержки воспламенения нежелателен.
Продолжительность первой фазы сгорания составляет 1—3 мс, что соответствует 12—25° поворота коленчатого вала.
Факторы влияющие на продолжительность первой фазы сгорания
Рис. Различные конструкции камер сгорания в поршне: а — полусферическая (дизели ВТЗ); б — четырехтактного дизеля ЯМЗ; в — дизеля ЦНИДИ; г —дизеля фирмы «МАНН»; д — дизеля фирмы «Дойтц»; е — дизеля фирмы «Гессельманн»; ж — дизеля фирмы «Даймлер-Бенц»; бнз — надпоршневой зазор
Вторая фаза горения (02) — самовоспламенение и быстрое горение начинается с момента воспламенения (см. рис. точка 2) и заканчивается в момент достижения максимального давления в цилиндре (точка 3). В первую очередь сгорают однородные слои смеси топлива и воздуха хорошо перемешанные между собой. При этом пламя распространяется очень быстро, соответственно быстро растет давление, в определенных случаях с образованием ударной волны, распространяющейся со скоростью звука. Но в отличие от карбюраторных двигателей в дизелях эти волны не переходят в детонационные, так как структура смеси по всему объему камеры сгорания неравномерна. Это позволяет получать более высокую степень сжатия.
Рис. Способы создания вихревого движения заряда в цилиндре при впуске:
а — тангенциальный впускной канал; б — клапан с экраном; в — тангенциальные продувочные окна двухтактного дизеля; г — винтовой канал; д — экран на седле клапана
После того, как сгорит хорошо подготовленная к воспламенению топливовоздушная смесь, горение продолжается в зонах, где структура смеси более неравномерна. Здесь на индикаторной диаграмме наблюдается некоторый спад роста давления.
Рис. Разделенные камеры сгорания: а — вихревая (на верхней проекции показано направление перетекания заряда из основной полости в вихревую камеру при сжатии, на нижней — из вихревой камеры в основную при расширении); б — предкамера: в — вихревая типа «Пинтакс»; г — предкамера малого перепада давления дизеля MWM
В течение второй фазы выделяется 30—45 % всей теплоты. Температура рабочего тела возрастает до 1600—1800 К. Максимальное давление может достичь 6—9 МПа, а при наддуве превысить 10 МПа. Продолжительность второй фазы 0,8—1,5 мс, что соответствует 10—20° поворота коленчатого вала.
Факторы влияющие на развитие и продолжительность второй фазы
Третья фаза горения (G3) — характеризуется плавным изменением давления Началом этой фазы считается конец второй фазы (точка 3), а окончанием — момент, соответствующий достижению максимальной средней температуры газов в цилиндре (точка 4). К началу третьей фазы все несгоревшее топливо, поданное в цилиндр во время первых двух фаз, находится в виде капель или сгустков паров, которые отделены от зон со свободным кислородом фронтом пламени или продуктами горения. В результате происходит термическое разложение капель топлива (крекинг) с образованием частиц углерода в виде сажи, которая, покидая цилиндр вместе с отработавшими газами, вызывает сильное дымление на выпуске. Горение продолжается при увеличивающемся объеме камеры, поэтому давление плавно понижается.
За время третьей фазы выделяется 25—30 % теплоты, поэтому температура продолжает повышаться, достигая в конце фазы 1800—2200 К. Продолжительность третьей фазы — 1—2 мс, что соответствует 15—25° поворота коленчатого вала.
Факторы влияющие на развитие третьей фазы
Четвертая фаза горения (04) — догорание начинается в момент достижения максимальной температуры и продолжается в течение всего времени догорания топлива. В течение этой фазы догорает топливо, не успевшее сгореть в третьей фазе, причем происходит это в условиях недостатка кислорода, так как значительное его количество уже израсходовано. Поэтому догорание протекает медленно.
За время четвертой фазы при полной нагрузке дизеля выделяется 15—25 % теплоты. Таким образом, общее количество тепловыделения к концу четвертой фазы оставляет 90—95 %. Остальные 5—10 % теряются вследствие неполноты сгорания топлива. Продолжительность четвертой фазы 3,5—5 мс. что соответствует 50—60° поворота коленчатого вала.
Процесс сгорания топлива в дизелях
Под сгоранием понимают быстро протекающую химическую реакцию окисления топлива, сопровождающуюся выделением тепла и появлением пламени. При сгорании химическая энергия топлива превращается в тепловую энергию продуктов сгорания, которая используется в двигателях. Воспламенение рабочей смеси в цилиндре дизеля в отличие от карбюраторного двигателя происходит без участия внешнего источника пламени (искры).
В цилиндре дизеля при такте всасывания поступает воздух, который при следующем перемещении поршня (такт сжатия) сжимается до давления 25-60 кГ/см2. Температура воздуха в цилиндре при таком давлении поднимается до 650-750°С. В нагретый и сжатый воздух в конце такта сжатия насосами высокого давления с силой впрыскивается через форсунку топливо и в распыленном состоянии перемешивается с воздухом, образуярабочую смесь, которая без постороннего источника воспламеняется и сгорает. Достижение таких высоких параметров воздуха в дизелях тепловозов обеспечивается за счет высокой степени сжатия.
В табл. 6 приведены данные о степени сжатия и максимальном давлении сгорания топлива по дизелям основных серий тепловозов.
Для нормального сгорания топлива необходимо, чтобы оно успевало полностью испариться в цилиндре. Соотношение топлива и воздуха в объеме цилиндра должно быть равномерным. Эти условия достигаются как за счет конструкционных особенностей топливной аппаратуры и камеры сгорания двигателя, так и за счет свойств дизельного топлива (вязкости, фракционного состава, плотности и др.).
Следовательно, если два дизеля 2Д100 тепловоза ТЭЗ в 1 ч сжигают при максимальной форсировке 700 кг дизельного топлива, то для полного сгорания такого количества топлива при коэффициенте избытка воздуха 1,8 необходимо в цилиндры дизеля подать (26X700) = = 18 200 кг, или 14 500 м3 воздуха (1 кг воздуха при нормальных условиях занимает объем примерно 0,8 м3). Если коэффициент избытка воздуха будет чрезмерно большим, то это также нежелательно, так как часть полезной энергии топлива затрачивается на нагревание избыточного воздуха, отчего понижается температура горения, а следовательно, снижается мощность дизеля. Для экономичной и надежной работы дизеля тепловоза выбор коэффициента избытка воздуха имеет очень важное значение.
Процесс сгорания топлива в дизелях с воспламенением от сжатия обычно принято разделять на три фазы.
Повышение температуры воздуха к моменту впрыска топлива увеличивает нагрев его, в результате чего возрастает скорость испарения, улучшается самовоспламеняемость топлива, сокращается первый период. При повышении давления температура самовоспламенения снижается. Кроме того, при тонком распиливании повышается поверхностное испарение, происходит наиболее равномерное распределение топлива по объему цилиндра, что также вызывает сокращение первого периода.
Общей основной характеристикой для всех видов топлива является теплота его сгорания. Теплотой сгорания топлива называется количество тепла в кал (калориях), которое выделяется при полном сгорании единицы массы или объема топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.
Высшей теплотой сгорания называют количество тепла, которое выделяется при полном сгорании весовой (1 кг) или объемной (1 л) единицы топлива и при конденсации воды, образовавшейся за счет сгорания водорода, входящего в состав углеводородов топлива.
Низшей теплотой сгорания называется количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг или 1 л топлива без учета тепла, выделяющегосяпри конденсации воды. Разница между высшей и низшей теплотой сгорания для дизельного топлива составляет от 5 до 10%.
Для оценки теплотехнических свойств топлива и технических расчетов пользуются низшей теплотой сгорания. Теплота сгорания топлива, выраженная в килокалориях на 1 кг топлива (ккал/кг), называется весовой теплотой сгорания, а выраженная в килокалориях на 1 л топлива (ккал1л)-объемной теплотой сгорания. Объемная теплота сгорания численно равна весовой теплоте сгорания, умноженной на удельный вес топлива.
Оценку качества сгорания дизельного топлива производят цетановым числом.
Процесс сгорания топлива в дизелях
Что же такое горение топлива? Это почти мгновенное окисление топлива с большим количеством выделяемой тепловой энергии и возгоранием.
Определение горения топлива
Химическая энергия в этом процессе преобразуется в тепловую, что и используется для работы двигателя. При всасывании в цилиндр извне поступает воздух, потом сжимается поршнем, создавая давление до 60 кг/см2.
Повышение давления нагревает воздух до 750 градусов, и вот в эти условия с еще большим давлением форсунками впрыскивается солярка. По сути, это распыленная смесь, она смешивается с горячим воздухом и воспламеняется в данных условиях. Такую температуру внутри цилиндра дизельного воздух приобретает в результате очень большого сжатия.
В следующей таблице представлены параметры сжатия и наибольшего давления, нужного для сгорания солярки в различных дизельных двигателях:
Правильное сгорание топлива
Происходит оно только при полном испарении топливной смеси внутри цилиндра.
Пропорции топлива и всасываемого воздуха должны оставаться одинаковыми внутри цилиндра. За это отвечает правильно настроенная топливная аппаратура двигателя и правильный подбор марки топлива, с учетом нужных качеств:
Форсунки производят тонкое распыление, чтобы топливная смесь полностью сгорела и испарилась. Если какой-то процент топлива перед воспламенением находится в каплевидной форме, возгорание произойдет с задержкой вплоть до того момента, когда должен быть выпуск газов из цилиндра. Данная ситуация приведет к перегреву двигателя и падению мощности.
Малое количество воздуха также станет причиной неполного сгорания топливной смеси. Чтобы этого избежать, воздух в цилиндр поступает даже с запасом.
Теория и практика расчетов
Согласно расчетам, чтобы обеспечить хорошее сгорание, нужно на каждый килограмм топлива подать 14,5 килограмм воздуха. Но поскольку на практике необходим избыток, то воздух поступает в объеме больше, чем расчетное число. А вся причина в том, что от момента впрыска до возгорания смеси проходит всего 0,004 секунды. Это очень маленький промежуток времени для полноценного перемешивания топлива. С другой стороны, неполное сгорание топлива приводит к выхлопным газам с дымом.
Если поделить фактический объем воздуха, нужный для нормальной работы двигателя, на расчетный теоретический, то результатом станет коэффициент избытка воздуха. Его обозначают начальной греческой буквой «альфа».
К примеру, цилиндру двигателя для нормальной работы необходимо 24 килограмма воздуха, расчетное число в теории 14,5 кг. Производим расчет коэффициента альфа у такого дизеля: 24:14,5=1,66.
Очень большой альфа-коэффициент приведет к тому, что энергия топлива нагреет сначала воздух, температура сгорания понизится, соответственно, произойдет падение мощности двигателя.
Есть 3 фазы воспламенения топлива от сжатия:
Главная характеристика дизельного топлива
Теплота сгорания считается основным параметром для любой марки солярки. Измеряется в калориях тепла на единицу объема или массы горючего. Есть высшая и низшая теплота сгорания. Высшая – учитывает выделяемое тепло от сгорания топлива и конденсации воды. Низшая учитывает только тепло от сгорания топлива, конденсация воды в расчёт не берется. Разница между этими двумя параметрами не превышает 10%.
В расчётах и оценке свойств солярки учитывают низшую теплоту сгорания. Если её выражают в килограммах, считается весовой (ккал/кг). Если топливо рассчитывают в литрах – объемной (ккал/л).
Качество сгорания дизельного топлива оценивается посредством цетанового числа.
Моторист-рулевой
На процессы смесеобразования и сгорания в дизелях отводится 0,05—0,005 с. За это время топливо, впрыскиваемое в цилиндр, должно равномерно смешаться с воздухом в камере сгорания, испариться, пройти необходимые подготовительные реакции для воспламенения, воспламениться и полностью сгореть. В дизеле процессы смесеобразования и сгорания совпадают по времени. От качества смесеобразования зависит протекание процесса горения, а следовательно, экономичность и срок службы дизельного двигателя. Поэтому вопросам смесеобразования и сгорания уделяется особое место как при постройке дизелей, таки в период их эксплуатации.
В дизелях смесеобразование происходит внутри цилиндра (внутреннее смесеобразование), и в отличие от карбюраторных двигателей топливно-воздушная смесь не однородна по своему составу, не обеспечивает быстрого и полного сгорания в цилиндрах.
Размеры частичек в струе распыливаемого топлива не одинаковы, и распределяются они в объеме камеры сгорания неравномерно. Поэтому дизельные двигатели даже при хорошем техническом состоянии часто имеют сероватую окраску отработавших газов.
Качество внутреннего смесеобразования достигается как формой камеры сгорания, так и формой факела распыливаемого топлива при соответствующем законе подачи топлива. Некоторые типы камер сгорания представлены на рис. 86.
При неразделенном (однокамерном) смесеобразовании (рис. 86,а) очень трудно получить равномерное перемешивание топлива с воздухом, даже используя давление распыливания до 500—700 кгс/см2 (50-70 МН/м2) и выше. Поэтому для обеспечения полного сгорания топлива приходится увеличивать объем
Рис. 86. Типы камер сгорания:
а-с непосредственным(однокамерным) смесеобразованием; б-с вихрекамерным смесеобразованием; в-с предкамерным смесеобразованием; г-полуразделенная камера ЦНИДИ
цилиндров, чтобы ввести воздух в значительно большем количестве, чем потребовалось бы при абсолютно равномерном распределении частичек топлива и воздуха. Отношение количества воздуха, действительно необходимого для полного сгорания топлива, к количеству воздуха, теоретически необходимому для полной реакции химического соединения топлива с воздухом, называется коэффициентом избытка воздуха α. При однокамерном смесеобразовании α=1,8-2,2, т. е. в цилиндр необходимо вводить примерно в два раза больше воздуха, чем это требуется теоретически. Меньшее количество воздуха будет приводить к дымному выхлопу, снижению экономичности, нагарообразованию внутри цилиндров, перегреву деталей и снижению срока службы двигателя. Наивыгоднейший коэффициент избытка воздуха определяется опытным путем при доводке двигателя.
Стремление уменьшить коэффициент избытка воздуха и облегчить работу топливной аппаратуры двигателя привело к созданию дизелей с разделенным (двухкамерным) смесеобразованием.
Вихрекамерное смесеобразование (рис. 86,б) осуществляется следующим образом. При движении поршня вверх в вихревую камеру, имеющую внутреннюю шарообразную поверхность, с большой скоростью по тангенциальному каналу перетекает воздух из надпоршневого пространства. В камере создается устойчивый вихрь, в который впрыскивается топливо. Происходит смесеобразование, и топливо начинает гореть. Давление в вихревой камере резко возрастает. Топливо, продолжающее впрыскиваться вместе с продуктами неполного сгорания, устремляется по каналу в основную камеру сгорания, хорошо перемешиваясь с воздухом. Окончательное сгорание топлива происходит в надпоршневом пространстве основной камеры сгорания. Шарообразная вихревая вставка во время работы двигателя сильно нагревается, что ускоряет процесс испарения топлива, т. е. дополнительно улучшает смесеобразование.
Предкамерный способ смесеобразования (рис. 86,в) предусматривает наличие стального стакана (предкамеры) с отверстиями диаметром 2—3 мм. Через них так же, как и при вихрекамерном смесеобразовании, поступает воздух за счет давления основной камере сгорания, создаваемого движущимся поршнем. В предкамеру впрыскивается топливо и перемешивается воздухом, поступающим через отверстия с большой скоростью. Оно воспламеняется и частично сгорает в предкамере. За счет повышения давления в предкамере продукты сгорания выбрасываются через отверстия в основную камеру сгорания, чем и достигается удовлетворительное качество смесеобразования.
Величина коэффициента избытка воздуха при разделенных камерах сгорания снижается до значений α= 1,3-1,6. За счет этого повышается калорийность рабочей смеси и увеличивается работа в цилиндре. Давление, при котором распиливается топливо, значительно меньше, чем при однокамерном способе смесеобразования. Оно лежит в пределах 100—150 кгс/см2 (10-15 МН/м2). Это увеличивает срок службы деталей топливной аппаратуры. Однако наличие больших охлаждаемых поверхностей дополнительных камер (объем вихревых камер составляет 40—60% общего объема камеры сгорания, а для предкамер 25—50%) приводит к повышенным тепловым потерям.
Необходимость перетекания воздуха и продуктов сгорания вместе с парами топлива из основной камеры сгорания в дополнительную и обратно связана с потерей части энергии в цилиндре. Поэтому такие двигатели имеют повышенные удельные расходы топлива, доходящие до 200—220 г/э.л.с.*ч (270-300 г/кВт*ч) по сравнению с однокамерным смесеобразованием, где удельные расходы, как правило, не превышают 185 г/э.л.с.*ч (250 г/кВт*ч). Из-за наличия больших поверхностей охлаждения такие двигатели трудно пускаются. Чтобы обеспечить воспламенение первых порций топлива, приходится устанавливать специальные источники тепла (свечи накаливания или запальники), прогревать двигатели перед пуском, повышать степень сжатия до ε= 15-18. По этим причинам в практике отечественного дизелестроения двигатели с разделенными камерами сгорания выполняются в основном с небольшой цилиндровой мощностью и диаметром цилиндров до 130 мм.
В последнее время получают большое распространение так называемые полуразделенные камеры сгорания, или камеры в поршне. На рис. 86,г показана такая камера, сконструированная в Центральном научно-исследовательском дизельном институте (ЦНИДИ). Смесеобразование в этой камере происходит следующим образом. При движении поршня вверх воздух из надпоршневого пространства выжимается в камеру, расположенную в поршне. Это создает устойчивые вихри внутри камеры, направленные, как показано стрелками. Основная масса впрыскиваемого топлива (до 95%) попадает на стенки камеры и покрывает их тонкой пленкой. Вследствие высокой температуры стенок и вихревого движения горячего воздуха топливо испаряется и проходит все реакции, подготавливающие его к воспламенению. Остальная часть топлива, распыливающаяся в камере сгорания, воспламеняется в среде воздуха, имеющего высокую температуру, и поджигает горючую смесь, образующуюся над пленкой. Такой способ смесеобразования называется объемно-пленочным. Он позволяет получить высокую экономичность дизеля при пониженной жесткости сгорания, делает процесс сгорания менее чувствительным к качеству топлива, тонкости распыливания и к скоростному режиму работы двигателя.