2. Приведите индикаторную диаграмму дизельного двигателя. Дайте пояснения о рабочем процессе дизельного двигателя.

Процессы, происходящие в цилиндрах поршневого двигателя, могут быть изображены в виде индикаторной диаграммы, снимаемой с двигателя прибором - индикатором. Индикаторная диаграмма - это графическое отображение изменения давления газа в цилиндре поршневого двига­теля в зависимости от перемещения поршня или угла поворота кривошипа. Если индикатор вычер­чивает кривую линию, которая показывает, как изменяется давление в цилиндре в зависимости от угла поворота кривошипа, то такая диаграмма называется развернутой. На свернутой индикатор­ной диаграмме изменение давления дано в зависимости от положения поршня.

Рабочий цикл дизеля называется циклом со смешанным сгоранием (линия 3—А—4), так как на линии 3-А имеет место изохорическое сгорание, а на линии А-4 — изобарическое. При этом только во время одного процесса «А—Б» совершается полезная работа. Остальные процессы яв­ляются вспомогательными, и на их выполнение затрачивается часть полезной работы, создаваемой в соседних цилиндрах.

Участок 3-А соответствует горению топлива при постоянном объеме. Такой процесс, назы­ваемый изохорным, возможен только при очень быстром сгорании топлива. Однако часть топлива сгорает не при постоянном объеме, а за время перемещения поршня на некоторую величину.

Рис. Индикаторная диаграмма дизельного двигателя внутреннего сгорания. А-1 - процесс всасывания чистого воздуха из атмосферы в цилиндр двигателя; 1-2 - процесс сжатия воздуха; в точке 2 - впрыск дизельного топлива в цилиндр;2-3 - горение топлива; 3-4 -процесс политропического расширения; т. 4 - открытие выхлопного клапана; 4 - 1 - выхлоп дымовых газов в атмосферу.

В этот период постепенного (а не мгновенного!) сгорания топлива давление газов в цилинд­ре не повышается, а остается постоянным, так как при перемещении поршня одновременно увели­чивается объем газов в цилиндре.

За первые 180° поворота кривошипа (Фи = 0... 180°) реализуется такт впуска. Гидравличе­ские потери во впускной системе дизеля меньше, чем в карбюраторном двигателе (нет диффузора карбюратора и дроссельной заслонки), и они не изменяются при изменении нагрузки на двигатель; во впускной системе нет отвода теплоты от свежего заряда при испарении топлива ввиду отсутст­вия последнего в свежем заряде дизеля, вследствие чего отпадает необходимость в специальном подогреве впускного трубопровода. По этой причине давление в точке А в дизеле больше, чем в карбюраторном.

Температура в дизеле ниже, чем в карбюраторных ДВС (Г₀⁼ 310...350 К): при больших сте­пенях сжатия к свежему заряду подмешивается относительно меньшее количество отработавших газов, имеющих более низкую температуру.

Особенностью такта сжатия в дизеле(Фи = 180...360°) являются более высокие температура и давление рабочего тела в точке с: р_с=3.5...6,0 МПа, Т_с=700...900 К, что объясняется в основном большей величиной степени сжатия. В конце такта сжатия в камеру сгорания начинают впрыски­вать топливо. Угол, на который повернется коленчатый вал от момента начала впрыскивания топ­лива до прихода поршня в ВМТ, называется углом опережения впрыскивания.

Если в карбюраторном двигателе после подачи искры процесс сгорания происходит в усло­виях заранее подготовленной однородной рабочей смеси, то в дизеле ее подготовка происходит за короткий интервал времени, предшествующий сгоранию от начала подачи, при этом значительная его часть впрыскивается в цилиндр непосредственно в процессе сгорания. Все это приводит к то­му, что вблизи ВМТ в дизеле сгорает существенно меньшая, чем в карбюраторном ДВС, часть все­го подаваемого топлива и значительное его количество горит после ВМТ при заметном увеличении объема над поршневого пространства.

Следствием этого является то, что степень повышения давления Л ~ 1,4.. .2,2 меньше, чем аналогичная величина в карбюраторном двигателе. Максимальное давление цикла в дизеле и соот­ветствующая температура в точке z: р-=6,0... 10,0 МПа; Т_: =1800...2300 К. Более низкие значения T_z, по сравнению с бензиновым двигателем являются в основном следствием большего значения ко­эффициента избытка воздуха.

Расчетные параметры рабочего тела в конце такта расширения (точка b)рь=0,2...0,4 МПа и Ть= 1000...1200 К ниже, чем в карбюраторном двигателе из-за более высокой степени сжатия и со­ответственно большей степени расширения продуктов сгорания.

Такт выпуска (^=540...720°) каких-либо принципиальных особенностей не имеет. Давле­ние в точке г (конец такта выпуска), как и в случае карбюраторного двигателя, определяется вели­чиной гидравлических потерь в выпускной системе р_г =(1,05...1,2)/?о, а температура ниже, чем в карбюраторном двигателе, Г_г=700...900 К, что объясняется более низкой температурой в конце так­та расширения 7*