Смесеобразование в дизелях протекает внутри цилинд­ров двигателя за очень короткие промежутки времени, исчи­сляемые тысячными долями секунды.

Для получения одно­родной смеси тонкораспыленного топлива (частички диамет­ром 0,002...0,003 мм) с достаточным количеством воздуха в дизелях применяют ряд специальных конструктивных и эксплуатационных мер.

В связи с кратковременностью процесса смесеобразова­ния в дизеле и необходимостью получения весьма однород­ной смеси в цилиндры дизеля поступает значительно больше воздуха, чем это теоретически необходимо (а = 1,2... 1,7). Только при таких условиях каждая частичка топлива имеет вокруг себя необходимое для полного сгорания количество кислорода.

Наилучшее наполнение цилиндров очищенным воздухом достигается снижением сопротивления воздухоочистителя и впускных каналов, применением специальных турбоком­прессоров (турбонаддув), оптимальным выбором продол­жительности фазы впуска.

Достаточное количество воздуха в цилиндре итонкое распыливание топлива являются необходимыми, но недо­статочными условиями для получения однородной смеси, полностью сгорающей в цилиндре.

Важный фактор, способствующий приготовлению одно­родной смеси, — образование интенсивных воздушных по­токов в камере сгорания.

Показатели работы дизеля зависят не только от качества смесеобразования, но иот полноты и своевременности сгорания впрыскиваемого топлива.

Подача топлива в цилиндры дизеля должна происходить снекоторым опережением (доприхода поршня в в. м. т.).В этом случае топливо успевает до воспламенения частично испариться итщательно перемешаться с воздухом, а образовавшаяся при этомсмесь сгорает достаточно полно и даетмаксимальное давление га­зовсразу же после перехода поршнем в. м. т.

Камеры сгорания дизельных двигателей бывают неразделенного и разделенного типа.

Рис. 44. Камеры сгорания дизельных двигателей:

сравнительно легкий пуск (теплота сжимаемого воздуха меньше теряется через стенки камеры сгорания) и высокая топливная экономичность.

Дизельные двигатели с неразделенными камерами сго­рания могут иметь объемное или пленочное смесеобразова­ние. Объемное смесеобразование характеризуется равномерным распределением тонкораспыленного топлива по объему камеры сгорания.

Дизели с неразделенными камерами сгорания и объем­ным смесеобразованием требуют более высокого давления впрыска (от 15...30 и до 150 МПа) для лучшего распыления топлива в условиях ограниченного завихрения воздуха в ка­мере сгорания и применения топлива повышенного каче­ства. Кроме того, эти дизели отличаются жесткой работой: нарастание давления в процессе сгорания у них составляет 0.6...1 МПа на 1° поворота коленчатого вала.

Применяют два основных типа разделенных камер сго­рания: с вихревыми камерами и с предкамерами. 

Камера сгорания с вихревой камерой (рис. 44, г) состоит из сферической полости 5 (вихревая камера) и полости 4, ограничиваемой поверхностями днища поршня с выемкой и головки цилиндров. В полость вихревой камеры входит распылитель форсунки 1. Соединительным каналом 3 по­лости 5 и 4 связаны между собой. Объем вихревой камеры составляет примерно 60...70 % от всего объема камеры сгорания.

При такте сжатия воздух из цилиндра через соединитель­ный канал 3 поступает в полость 5.

В дизелях с предкамерами (рис. 44, д) смесеобразование протекает так. При сжатии воздух из цилиндра через сое­динительный канал 3 сильной струей поступает в предка­меру 6, объем которой составляет 0,25...0,40 объема ка­меры сгорания. Во встречный воздушный поток через фор­сунки впрыскивается топливо. Образовавшаяся смесь вос­пламеняется и вследствие повышенного в предкамере дав­ления начинает поступать в цилиндр со скоростью 200... 300 м/с, интенсивно перемешиваясь и увеличивая давление газов на поршень.

Основные преимущества дизелей с разделенными каме­рами сгорания:

качественное смесеобразование при умеренном давлении впрыска топлива (11...13 МПа) за счет интенсивного завих­рения воздуха и смеси; сравнительно плавное нарастание давления на поршень (0,2...0,3 МПа на 1° поворота колен­чатого вала) вследствие дросселирования газов через сое­динительный канал 3.

Рис. 45. Схема работы турбо­компрессора:

1 -выпускной канал;  2 — колесо турбины; 

3 — вал; колесо компрессора; 4 – колесо компрессора; 5 — воздушный канал.

Как уже отмечалось, для улучшения наполнения ци­линдров дизеля свежим зарядом воздуха применяют тур­бонаддув. Турбокомпрессор, схема которого показана на рисунке 45, связан с выпускным 1 и впускным 5 каналами двигателя.

Отработавшие газы (ОГ), выходя из цилиндра в атмос­феру, имеют значительную энер­гию, которая обычно остается неиспользованной. Здесь же вы­ходящие газы сначала попадают на лопатки турбинного колеса 2 и вращают его с частотой 30- 10³...50- 10³ мин-¹. Вращение от турбинного колеса через вал 3 передается на колесо 4 ком­прессора. Засасываемый компрессором воздух (В) нагнета­ется затем под давлением 0,13...0,15 МПа в цилиндры ди­зеля.

Повышение наполнения ци­линдров воздухом позволяет по­давать и сжигать в них большее количество топлива. За счет этого мощность двигателя повыша­ется на 25...30 %. Вместе с этим применение турбонаддува увеличивает тепловую и механическую напряженность дета лей кривошипно-шатунного механизма.