غرفة الاحتراق

في محركات الاحتراق الداخلي، مثل محركات البنزين ، تقع غرفة الاحتراق عادةً في رأس الأسطوانة . وغالبًا ما تُصمَّم هذه المحركات بحيث يكون قاع غرفة الاحتراق محاذيًا تقريبًا لقمة كتلة المحرك .

غرفة احتراق محرك فلاتهيد (موضحة باللون الأصفر)، تقع فوق المكبس (البرتقالي) والصمام (الأزرق).

غرفة احتراق محرك OHC ، الموجودة بين المكبس (الموضح باللون الأصفر) والصمامات (الأزرق والأحمر).

تستخدم المحركات الحديثة ذات الصمامات العلوية أو عمود الكامات العلوي الجزء العلوي من المكبس (عندما يكون قريبًا من النقطة الميتة العليا ) كقاعدة لغرفة الاحتراق. وفوق هذا الجزء، تشمل جوانب وسقف غرفة الاحتراق صمامات السحب والعادم وشمعة الإشعال. يشكل هذا غرفة احتراق مضغوطة نسبيًا دون أي بروزات جانبية (أي أن الغرفة بأكملها تقع مباشرة فوق المكبس). وتتشابه الأشكال الشائعة لغرفة الاحتراق عادةً مع نصف كرة أو أكثر (مثل غرف الاحتراق نصف الكروية ، أو ذات السقف الخماسي ، أو الإسفينية، أو الكلوية الشكل).

يستخدم تصميم محرك الصمامات الجانبية القديم غرفة احتراق على شكل حوض استحمام، ذات شكل مستطيل يقع فوق كل من المكبس والصمامات (الموجودة بجانب المكبس). تجمع محركات الصمامات الجانبية بين عناصر محركات الصمامات العلوية ومحركات الصمامات الجانبية؛ حيث يقع صمام السحب فوق غرفة الاحتراق، بينما يقع صمام العادم أسفلها.

يُعدّ شكل غرفة الاحتراق ومنافذ السحب والعادم أساسيًا لتحقيق احتراق فعّال وزيادة القدرة الناتجة إلى أقصى حد. غالبًا ما تُصمّم رؤوس الأسطوانات لتحقيق نمط دوامي (مكوّن دوراني لتدفق الغاز) واضطراب معين ، مما يُحسّن المزج ويزيد من معدل تدفق الغازات. كما يؤثر شكل رأس المكبس على مقدار الدوامة.

ومن ميزات التصميم الأخرى التي تعزز الاضطراب من أجل خلط جيد للوقود والهواء، خاصية الضغط ، حيث يتم "ضغط" خليط الوقود والهواء تحت ضغط عالٍ بواسطة المكبس الصاعد. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

يُعدّ موقع شمعة الإشعال عاملاً هاماً، إذ يُمثّل نقطة انطلاق جبهة اللهب (الحافة الأمامية للغازات المحترقة) التي تنتقل نزولاً باتجاه المكبس. يجب أن يتجنّب التصميم الجيد وجود شقوق ضيقة قد تتراكم فيها الغازات المتبقية، مما يُقلّل من قدرة المحرك وقد يُؤدّي إلى طرق المحرك . تستخدم معظم المحركات شمعة إشعال واحدة لكل أسطوانة، بينما تستخدم بعضها (مثل محرك ألفا روميو توين سبارك من 1986 إلى 2009 ) شمعتي إشعال لكل أسطوانة.

تُصنف محركات الاحتراق بالضغط، مثل محركات الديزل ، عادةً إلى أحد النوعين التاليين:

• الحقن المباشر، حيث يتم حقن الوقود في غرفة الاحتراق. تشمل الأنواع الشائعة الحقن المباشر للوحدة والحقن بالسكك المشتركة .
• الحقن غير المباشر ، حيث يُحقن الوقود في غرفة دوامة أو غرفة احتراق مسبق . يشتعل الوقود عند حقنه في هذه الغرفة، وينتشر خليط الهواء/الوقود المحترق إلى غرفة الاحتراق الرئيسية.

تتميز محركات الحقن المباشر عادةً باقتصاد أفضل في استهلاك الوقود، لكن محركات الحقن غير المباشر يمكنها استخدام نوع أقل جودة من الوقود.

كان هاري ريكاردو شخصية بارزة في تطوير غرف الاحتراق لمحركات الديزل، وأشهرها غرفة ريكاردو كوميت .

في نظام التدفق المستمر، كغرفة احتراق محرك نفاث مثلاً ، يُتحكم بالضغط، ويؤدي الاحتراق إلى زيادة الحجم. تُسمى غرفة الاحتراق في التوربينات الغازية والمحركات النفاثة (بما في ذلك المحركات النفاثة الضاغطة والمحركات النفاثة فائقة السرعة ) غرفة الاحتراق .

يتم تزويد غرفة الاحتراق بالهواء عالي الضغط بواسطة نظام الضغط، وتضيف الوقود وتحرق الخليط، ثم توجه العادم الساخن عالي الضغط إلى مكونات التوربين في المحرك أو إلى فوهة العادم.

توجد أنواع مختلفة من غرف الاحتراق ، وهي بشكل رئيسي: ^{[ 3 ]}

• نوع العلبة: غرف الاحتراق الأسطوانية عبارة عن غرف احتراق أسطوانية مكتفية ذاتيًا. تحتوي كل "علبة" على حاقن وقود خاص بها، وبطانة، ووصلات داخلية، وغلاف. تحصل كل "علبة" على مصدر هواء من فتحة فردية.
• النوع الأنبوبي: على غرار غرفة الاحتراق الأسطوانية، تحتوي غرف الاحتراق الأنبوبية الحلقية على مناطق احتراق منفصلة داخل بطانات مستقلة مزودة بحاقنات وقود خاصة بها. وعلى عكس غرفة الاحتراق الأسطوانية، تشترك جميع مناطق الاحتراق في غلاف هواء مشترك.
• النوع الحلقي: تتخلص غرف الاحتراق الحلقية من مناطق الاحتراق المنفصلة وتحتوي ببساطة على بطانة وغلاف مستمرين في حلقة (الحلقة).

إذا تغيرت سرعة الغاز، يتم إنتاج قوة دفع ، كما هو الحال في فوهة محرك الصاروخ .