Особенности рабочего процесса двигателя Дизеля

Схема рабочего цикла четырехтактного одноцилиндрового дизеля:

Рис. 2. а – впуск воздуха; 6 – сжатие воздуха; в – рабочий ход; г – выпуск отработавших газов;

1 – ци­линдр; 2 – топливный насос; 3 – поршень; 4 – форсунка; 5 – впускной клапан; 6 – выпускной клапан

Рабочий цикл четырехтактного дизеля, как и рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя, состоит из четырех этапов: впуска, сжатия, расширения или рабочего хода, и выпуска. Однако рабочий цикл существенно отличается от рабочего цикла карбюраторного двигателя.

В цилиндр дизеля поступает чистый воздух, а не горючая смесь. Воздух сжимается с высокой степенью сжатия (16¸ 22x) вследствие чего повышается его давление и температура. В конце сжатия в раскаленный воздух из форсунки впрыскивается мелко распыленное топливо, воспламеняющееся не от электрической искры, а от соприкосновения с раскаленным воздухом. Поэтому дизель иногда называют двигателем с воспламенением от сжатия.

Первый такт — наполнение цилиндра воздухом. При движении поршня, (рис. 3, а) от в. м. т. до н. м. т. в цилиндре создается разрежение. Впускной клапан 5 открывается, и цилиндр наполняется воздухом, который предварительно проходит через воздухоочиститель. Давление воздуха в цилиндр (у прогретого двигателя) при такте впуска составляет 80—90 кН/м^г (0, 8— 0.9 кгс/см²), а температура до 50–80 °С.

Второй такт — сжатие воздуха. Поршень (рис.2, б) движется от н. м, т. до в. м. т., впускной 5 и выпускной 6 клапаны закрыты. Объем воздуха умень­шается, а его давление и температура увеличиваются. Дизели работают с высокими степенями сжатия — от 13 до 22. В конце сжатия давление воз­духа внутри цилиндра повышается до 4000—5000 кН/м² (40—50 кгс/см³), а температура до 600—70 °С. Для надежной работы двигателя температура сжатого воздуха в цилиндре дизеля должна быть значительно выше темпе­ратуры самовоспламенения топлива.

Третий такт — рабочий ход. Оба клапана (рис. 9, в) закрыты. При поло­жении поршня около в. м. т. в сильно нагретый и сжатый воздух из фор­сунки. 4 впрыскивается мелко распыленное топливо под большим давлением 13 000—18 500 кН/м² (130—185 кгс/см²), создаваемым топливным насосом 2. Топливо перемешивается с воздухом, нагревается и воспламеняется. Часть топлива сгорает при движении поршня к в. м, т., т. е. в конце такта сжатия, а другая часть при движении поршня вниз в начале такта расширения. Обра­зующиеся при сгорании топлива газы увеличивают внутри цилиндра двига­теля давление до 6000—8000 кН/м² (60—80 кгс/см²) и температуру до 1800 — 2000° С. Горячие газы расширяются и давят на поршень 3, который пере­мещается от в. м. т. до н. м. т., совершая рабочий ход.

Четвертый такт — выпуск. Поршень 3 перемещается от н. м. т. до в. м. т. (рис. 9, г) и через открытый клапан 6 вытесняет отработавшие газы из цилиндра. Давление и температура в конце выпуска соответственно равны 110—120 кН/м* (1, 1 — 1, 2 кгс/см²) и 600—700 °С. После такта выпуска рабо­чий цикл дизеля повторяется в рассмотренной последовательности.