Что такое камера сгорания?

Камера сгорания - это место в двигателе, где сжигается топливо. В двигателе внутреннего сгорания топливо сгорает в пространстве непосредственно над его поршнями. Двигатели внутреннего сгорания широко используются в небольших, мобильных транспортных средствах. В двигателе внешнего сгорания топливо сжигается в пространстве, физически отделенном от стенок его цилиндров. Двигатели внешнего сгорания широко использовались в 19-м веке для питания больших пароходов и поездов.

Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания частично ограничена поверхностью поршня. Когда топливо воспламеняется в этой камере сгорания, горячие газы могут непосредственно воздействовать на поршень и толкать его вниз. Поскольку давление газа высокое, оно быстро расширяется, следуя за поршнем и продолжая давить на него. К тому времени, когда давление газа снова становится низким, газ выдвинул поршень в его нижнее положение. Коленчатый вал, соединенный с поршнями, будет вращаться при колебании поршней.

Одним из широко распространенных применений двигателя внутреннего сгорания является мощность для мобильных транспортных средств, таких как автомобили, лодки и воздушные винты. Тепло в камере внутреннего сгорания создается внутри самого двигателя, поэтому оно может быстро воздействовать на поршни двигателя. Этот относительный коэффициент полезного действия позволяет двигателям внутреннего сгорания быть меньше и легче, чем их аналоги внешнего сгорания. По этой причине двигатели внутреннего сгорания широко используются для мобильных приложений с относительно низкими потребностями в энергии.

Паровой двигатель, с другой стороны, является двигателем внешнего сгорания. Это означает, что камера сгорания расположена снаружи цилиндров. Двигатели внешнего сгорания требуют теплообмена через сплошные стенки двигателя. Теплопередача через неподвижный твердый объект называется проводимостью. Проводимость может быть медленным процессом, когда разница температур невелика, поэтому паровые двигатели обычно используют большие камеры сгорания, которые выделяют много тепла.

В паровом двигателе уголь сжигается в камере сгорания, известной как топка, для выработки тепла. Тепло течет через стенки другого контейнера, наполненного водой, известного как котел. Когда вода закипает, пар высокого давления временно направляется в один или несколько цилиндров для воздействия на поршень. Линейное движение поршня преобразуется в круговое движение коленчатого вала для привода двигателя.

Как двигатели внутреннего, так и внешнего сгорания являются формами поршневого двигателя. Эти двигатели в конечном итоге преобразуют химическую энергию в механическую работу, а тепло является промежуточной формой энергии. Даже в идеальных условиях они не могут преобразовать 100% накопленной химической энергии в механическую работу, поскольку некоторое тепло всегда будет выходить из системы.