Dizel motor yanma odası
Dizel motorun yanma odasının özellikleri, performans açısından belirleyici bir rol oynadığından, dizel motor tasarımı kilit öneme sahiptir.
Yanma odası, özellikleri ve yapısına göre açık, yarı açık, ön yanma odası ve girdap odası olmak üzere dört türe ayrılır. İlk ikisi doğrudan enjeksiyonlu yanma odasıdır; son ikisi ise ayrı yanma odası türlerine aittir.
Düşük devirli dizel motorlar ve parçaları; açık yanma odalı, girdapsız yüksek devirli dizel motor. Silindir kafasının tabanından yanma odasına ve pistonun üst yüzeyine kadar uzanan, belirli bir şekle sahip genel bir boşluk oluşur. İyi bir yakıt püskürtme sağlamak ve yanma odası içinde eşit bir dağılım elde etmek için gözenekli enjektör (6 ila 10 delik). Bu nedenle, tipik bir yanma süreci için yanma odası boşluğunda açık yanma gerçekleşir; bu da yanma odasının şekli ile yakıt akışının dağılımının birbiriyle uyumlu olmasını gerektirir. Düşük yakıt tüketimi ve kolay çalıştırma gibi avantajları vardır; dezavantajı ise yakıt püskürtme koşullarının zorlu olması ve değişken hızda çalışmaya uyum sağlamasının zor olmasıdır.
Yarı açık girdap odacığına sahip küçük, yüksek hızlı bir dizel motor kullanırlar. Bu odacık, başlıca film kompozit yanma odası ve yanma odası gibi çeşitli tiplere ayrılır.
“Yanma Odası”, Alman Moller’in icadına dayanan 1956 yapımı bir filmdir. Piston odasının içinde yer alır ve küresel bir şekle sahiptir. Yakıt, motorun yanma odası duvarına püskürtülür; püskürtülen yakıtın çoğu, yanma odası duvarındaki güçlü girdap etkisiyle ince bir tabaka oluşturur; yakıtın küçük bir kısmı ise motorun yanma odası boşluğuna dağılır ve ilk ateşlemeyi gerçekleştirir; bu da duvardan buharlaşan yakıtın tutuşmasına neden olur. Bu yanma süreci yumuşak bir şekilde gerçekleşir, yakıt tamamen yanar, hafif bir duman çıkarken ses de azdır ve hafif yakıt kullanılır; dezavantajı ise soğukken çalıştırılmasının daha zor olmasıdır.
1964 yılında Çinli Shi Shaoxi tarafından icat edilen kompozit yanma odası, karanlık odanın içinde pistonun çanak şeklindeki üst kısmında, ağzı hafifçe daralmış olup, giriş havasında özel bir girdap oluşumuna yol açar ve tek delikli eksenli püskürtme iğnesi yağ soğutucusu kullanılır. Enjektör ekseni, temel motor yanma odası duvarına paralel olup, yakıt yanma odasını çevreleyen boşlukta yer almaktadır. Girdap etkisi altında, yanma odasındaki kalın duvara dağılmış yağ parçacıkları bir film tabakası oluşturur ve bu filmde küçük yağ parçacıkları ile hava karışımı bulunur. Hız yüksek olduğunda, yüksek hızlı girdap yanma odasında duvar üzerindeki yakıt yağı tabakası kalınlaşır ve yanma özellikleri bu tabakaya bağlı olarak değişir; düşük hızda çalıştırma sırasında ve girdap hızının düşük olduğu durumlarda, yakıtın yanma ortamıyla karışması için ayrılan alan artırılır, bu da soğuk çalıştırma performansını iyileştirebilir.
Kompozit film buharlaştırmalı yanma odası ve yanma alanı, her iki sistemin avantajlarını bir araya getirme açısından makul bir çözümdür; bu sistem, hibrit yanma sistemi olarak da bilinir. Çalışma süreci yumuşaktır, çeşitli yanıcı yakıtlar kullanabilir, motor yakıt enjeksiyon sistemine yönelik gereksinimleri düşüktür ve kolayca çalıştırılabilir. Dezavantajı ise, düşük yükte egzozda yanmamış hidrokarbon seviyelerinin daha yüksek olmasıdır.
Ön yanma odası ve ana motor yanma odası, iki parçadan oluşan ön yanma odasından oluşur. Silindir kafasında yer alan ön yanma odası, 25 ila 40% arasında bir sıkıştırma hacmine sahiptir ve ana yanma odasına bağlanan bir veya daha fazla geçiş deliğine sahiptir. Ön yanma odasına enjekte edilen yakıtın bir kısmı yanar; yanmamış karışım ise yüksek hızlı bir jet halinde yanma odasına girer ve burada yanma havasıyla daha fazla karışır. Bu sistem, küçük ve orta güçteki dizel motorların yanma odaları için geçerlidir.
Vorteks girdap odası ve yanma odası, ana motor yanma odası bileşenleridir. Silindir kafasında bulunan, ters çan şeklinde veya küresel yapılı girdap odası, 50 ila 80% arasında bir toplam sıkıştırma hacmine sahiptir ve ana motor yanma odasına bağlı bir kanala açılır. Sıkıştırma stroku sırasında, girdap odasına giren havanın basıncı güçlü bir girdap hareketi oluşturur ve bu da enjekte edilen yakıtın hava ile karışmasını sağlar. Karışım yanma odasına girdikten sonra tutuşur, ikincil akış oluşur ve ardından ana yanma odasındaki hava karışımıyla birlikte yanmaya devam eder.
Ayrıca, ön girdap odası, yanma odası, yanma odası, yanma odası enjektör iğnesi ekseni kullanıldığında, daha düşük enjeksiyon basıncı sağlanır ve sistem güvenilir çalışır; hız arttıkça, girdap ve girdap akımı sayesinde iç mekan performansı artırılmış yüksek hızlı dizel motor ve hava karışımı hâlâ iyi bir performans sergiler.
Girdap odalı dizel motorların devri 4000 dev/dak veya daha fazla olabilir; çalışma süreci yumuşaktır ve egzozda daha az zararlı bileşen bulunur. Bununla birlikte, ısı kaybı ve büyük miktarda gaz akışının kaybı, yanma sonrasında daha ciddi boyutlara ulaşır; bu nedenle yakıt tüketimi daha yüksektir; soğuk çalıştırma sorunları nedeniyle genellikle kızdırma bujilerinin takılması gerekir.