Р

талкивает из цилиндра отработавшие газы. Такт выпуска на индикатор- ной диаграмме (рис. 14) характеризуется кривой

V±T

br.

§ 5. Рабочий цикл

четырехтактного

дизеля

О

в.м.т. |

НМЛ

В отличие от карбю- раторного двигателя в цилиндр дизеля воздух и топливо вводятся раз- дельно. Сначала ци- линдр дизеля заполняет- ся воздухом. Затем воз- дух подвергается сжа- тию, в результате чего его температура и давле- ние значительно повы- шаются. В конце такта сжатия в цилиндр вво- дится мелко распылен- ное жидкое топливо, ко- торое нагревается от со- прикосновения с горячим воздухом и самовоспламе- няется.

3. 2*

   19

   Такт расширения. Оба клапана закрыты. Поршень перемещается от в. м. т. к н. м.т. (рис. 15,в). В начале движения поршня сгорает остальная часть топлива, поэтому в цилиндре в течение небольшого от- резка времени поддерживается почти постоянное давление. Кривая z'z на индикаторной диаграмме (рис. 16) отображает процесс предва- рительного расширения газов. Далее при движении поршня к н. м. т. в связи с увеличением объема уменьшается давление газов в цилиндре. Кривая zb на индикаторной диаграмме характеризует протекание про- цесса последующего расширения газов. Таким образом, такту расши- рения на индикаторной диаграмме соответствует кривая z'zb.

4. Такт выпуска. Выпускной клапан открывается. Поршень движется от н. м. т. к в. м. т. (рис. 15, г) и через открытый клапан выталкивает отработавшие газы в атмосферу. Такт выпуска на индикаторной диа- грамме (рис. 16) показан в виде кривой Ьг.

Характерно, что у двигателей обоих рассмотренных типов в тече- ние рабочего цикла только в такте расширения поршень перемещается под давлением газов и посредством шатуна приводит коленчатый вал во вращение. При выполнении остальных (подготовительных) тактов — выпуске, впуске и сжатии — поршень перемещается за счет механиче- ской энергии, накопленной маховиком во время такта расширения.

§ 6. Рабочие циклы двухтактных двигателей

Двухтактные двигатели могут быть карбюраторными и дизелями. Общим для всех типов двухтактных двигателей является использование потока свежей смеси или воздуха для удаления отработавших газов из цилиндра — так называемая продувка, которая осуществляется различ- ными способами.

Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя

с кривошипно-камерной продувкой изображена на рис. 17, а соответ- ствующая индикаторная диаграмма рабочего цикла — на рис. 18.

У двигателей этого типа в стенке цилиндра 4 сделаны три окна: впускное 7, продувочное 2 и выпускное 6; картер (кривошипная камера) 9 двигателя изолирован от атмосферы. К впускному окну 7 присоединен

Рис. 17. Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двига- теля:

/ — канал из кривошипной камеры; 2 — продувочное окно; 3 — поршень; 4 — цилиндр; 5 —свеча; 6 — выпускное окно; 7 — впускное окно; 4 — карбюратор; 9 — кривошипная камера.

карбюратор 5. Продувочное окно 2 сообщается каналом / с кривошипной камерой 9 дви- гателя. Рабочий цикл в двига- теле происходит следующим образом.

Поршень 3 движется от н. м. т. к в. м. т. (рис. 17, а), пе- рекрывая в начале хода про- дувочное окно 2, а затем вы- пускное 6. После этого в ци- линдре начинается сжатие ра- нее поступившей в него горю- чей смеси. Изменение давле- ния в цилиндре на данном этапе отображает кривая fa'c на индикаторной диаграмме (рис. 18). В это время в криво- шипной камере 9 (рис. 17, а) создается разрежение. Как только нижняя кромка направ- ляющей части (юбки) поршня откроет впускное окно 7, через

него из карбюратора 8 в кривошипную камеру 9 засасывается горючая смесь.

Когда поршень находится близко к в. м. т., сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой свечи 5. При сгорании смеси дав- ление газов (продуктов сгорания) резко возрастает. Повышение дав- ления в цилиндре показывает кривая cz на индикаторной диаграмме (рис. 18).

Под давлением газов поршень перемещается к н. м. т. (рис. 17,6). В цилиндре происходит расширение газов, которые на индикаторной диаграмме (рис. 18) иллюстрирует кривая гб. Как только поршень, двигаясь вииз, закроет впускное окно 7 (рис. 17,6), в кривошипной камере 9 начнется сжатие ранее поступившей в нее горючей смеси.

В конце хода поршень открывает выпускное окно 6 (рис. 17,в), а затем и продувочное 2. Через открытое выпускное окно отработавшие газы с большой скоростью выходят в атмосферу. Давление в цилиндре быстро понижается. К моменту открытия продувочного окна давление сжатой горючей смеси в кривошипной камере будет выше, чем давле- ние отработавших газов в цилиндре. Поэтому горючая смесь из криво- шипной камеры по каналу 1 входит в цилиндр и, заполняя его, выталки- вает остатки отработавших газов через выпускное окно наружу. Кривая 6afa' на индикаторной диаграмме (рис. 18) отображает изменение дав- ления в цилиндре во время процессов выпуска и продувки.

Рабочий цикл двухтактного дизеля протекает аналогично рабочему циклу двухтактного карбюраторного двигателя и отличается только тем, что у дизеля в цилиндр поступает не горючая смесь, а воздух, ко- торый в результате сжатия нагревается, и впрыснутое форсункой топ- ливо самовоспламеняется.

Чтобы обеспечить хорошую очистку и наполнение цилиндра, в боль- шинстве современных быстроходных двухтактных дизелей применяют специальные продувочные насосы (нагнетатели).

Схема работы двухтактного бескомпрессорного дизеля с нагнета- телем изображена на рисунке 19, а соответствующая индикаторная диаграмма — на рисунке 20.

вмт.

JJlm.T.

Рис. 18. Индикаторная диаграмма двухтактно- го карбюраторного двигателя.

Линия amмосфер-

^\3анрытие продцвоч • ^LV- ново окна

\закрытие выпуск- , | ново окна

Когда поршень 4 (рис. 19, о) расположен вблизи н. м. т., продувоч- ные отверстия 6 (окна) открываются, и через них в цилиндр 3 из воз-

давление падает, и происходит после- дующее расширение газов, которое отображется кривой zb. Таким обра- зом, весь процесс расширения газов на индикаторной диаграмме характеризу- ется кривой z'zb.

В конце хода поршня к н. м. т. от- крывается выпускной клапан 1 и начи- нается выпуск отработавших газов (рис. 19,г). К тому моменту, когда поршень открывает продувочные от- верстия 6, часть отработавших газов уже успевает выйти наружу, давление в цилиндре падает и начинается про- дувка цилиндра воздухом. Продувка цилиндра продолжается и при после- дующем перемещении поршня вверх (рис. 19, а). Кривая ba'af на инди- каторной диаграмме (рис. 20) иллюстрирует изменение давления в ци- линдре при процессах выпуска газов из цилиндра и продувки его.

В дальнейшем все процессы повторяются в такой же последователь- ности.

Различают контурные и прямоточные схемы продувки двухтактных двигателей.

В контурных схемах движение потока горючей смеси или воздуха происходит по контуру цилиндра. Эти схемы могут быть с по- перечной (рис. 21, а) и с петлевой (рис. 21,6) продувкой. Управление продувочными и выпускными органами распределения связано с движе- нием поршня.

В прямоточных схемах (см. рис. 19) горючая смесь или воздух движется параллельно оси цилиндра, не меняя своего направле- ния. Прямоточная продувка обеспечивает лучшую очистку цилиндра, чем контурная.