Рабочие циклы одноцилиндровых четырехтактных дизелей и карбюраторных двигателей - Тракторы - учебное пособие

Рабочие циклы одноцилиндровых четырехтактных дизелей и карбюраторных двигателей состоят из четырех тактов: впуска, сжатия, сгорания-расширения (рабочего хода) и выпуска.
Впуск (см. цветной рис. I). При движении поршня от ВМТ к IIMT над ним образуется разрежение, поэтому в цилиндр через открытый клапан всасывается воздух (у дизеля) или горючая смесь (у карбюраторного двигателя).
Такт впуска у дизеля и карбюраторного двигателя показан на индикаторных диаграммах (рис. 6) линиями 0—1.
Сжатие. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, клапаны закрыты, поэтому в цилиндре сжимается воздух (у дизелей) или рабо¬чая смесь (у карбюраторных двигателей). В результате в цилиндре повышаются давление и температура. Такт сжатия показан на индикаторных диаграммах линией 1—3.
При подходе поршня к ВМТ (точка 2 на диаграммах) в камеру сгорания дизеля под высоким давлением впрыскивается через форсунку дизельное топливо, которое мелко распыляется, смешивается с раскаленным воздухом, самовоспламеняется и сгорает.
У карбюраторных двигателей в это время рабочая смесь воспламеняется электрической искрой.
Рабочий ход. Расширяющиеся газы давят на поршень, перемещают его от ВМТ к НМТ. Процесс сгорания показан на индикаторных диаграммах линиями (у дизеля 3—4—4', а у карбюраторного двигателя 3—4). Изменение давления и объема газов при их расширении изображено линией 4—6. 

Рис. 6. Индикаторные диаграммы четырехтактных дигелей и карбюраторных двигателей:

О—1 — впуск воздуха или горючей смеси; 1—3 — сжатие воздуха или рабочей смеси; 2 — начало впрыски-вания дизельного топлива и воспламенения рабочей смеси; 3—4—4' — сгорание ра¬бочей смеси; 4—6 — расши-рение газов; 5—начало от¬крытия выпускного клапана; 6—0 — выпуск отработавших газов.


Выпуск. Когда пор¬шень подходит к НМТ (точка 5 на диаграммах), начинает открываться выпускной клапан и отработавшие газы выходят в атмосферу. Отработавшие газы удаляются из цилиндра под действием собственного давления и давления поршня, движущегося от НМТ к ВМТ. Такт выпуска показан на диаграммах линией 6—0. При подходе поршня к ВМТ открывается впускной клапан, затем закрывается выпускной клапан и начинается новый рабочий цикл.
Величины температур и давлений в цилиндрах дизелей и карбюраторных двигателей приведены в табл. 2.









Таблица 2

Процесс        Показатели рабочего процесса                                                                                         Средние значения показателей
                                                                                                                                                      Дизеля           Карбюраторного двигателя
Впуск              Давление в конце впуска, МПа (кгс/см2) Температура в конце впуска, °С . . . . . . .   0,08 (0,8) 60        0,07 (0,7) 80
Сжатие           Давление в конце сжатия, МПа (кгс/см2) Температура в конце сжатия, °С . . . . . . . .  3,5 (35) 600        1,2 (12)400
Сгорание        Давление в конце сгорания, МПа (кгс/см2) Температура в конце сгорания, °С . . . . . 7,0 (70) 2200        4,0 (40) 2500
Расширение     Давление в конце расширения, МПа (кгс/см2) Температура в конце расширения, °С . . 0,3 (3) 900        0,4 (4) 1100
Выпуск            Давление в конце выпуска, МПа (кгс/см2) Температура в конце выпуска, °С . . . . . 0,11 (1,1) 700        0,12 (1,2) 800

Благодаря высокой степени сжатия рабочий цикл протекает у дизелей с более высоким давлением, чем у карбюраторных 
двигателей. В результате дизель может совершить больше полезной работы, чем карбюраторный двигатель.
Основные преимущества дизелей перед карбюраторными двига¬телями: экономичность (для совершения одной и той же работы дизель расходует топлива на 30% меньше); работают на тяжелых, трудноиспаряемых, сравнительно дешевых и менее опасных в пожарном отношении сортах жидкого топлива.
Недостатки дизелей: большие габариты, низкая частота враще¬ния коленчатого вала, высокая точность изготовления некоторых деталей (например, плунжерной пары топливного насоса высокого давления, распылителя и иглы форсунки).