4.2 Рабочие циклы четырехтактного дизеля одного из цилиндров
Рисунок 3-Схема работы четырехтактного одноцилиндрового дизеля: а - впуск; 6 сжатие; в рабочий ход; г – выпуск
8
Сжатие второй такт (рисунок 3 б). Поршень, продолжая движение, перемещается вверх. Поскольку оба клапана закрыты, поршень сжимает воздух, температура которого растет. Благодаря высокой степени сжатия давление в цилиндре повышается до 4 МПа, воздух нагревается до температуры 600°С. В конце такта сжатия через форсунку в мелкораспыленном состоянии в цилиндр впрыскивается порция дизельного топлива. Мелкие частицы топлива, соприкасаясь с нагретыми сжатым воздухом стенками цилиндра, самовоспламеняются, большая их часть сгорает.
Расширение или рабочий ход - третий такт (рисунок 3 в). Поршень идет вниз. Во время этого такта топливо сгорает полностью. Оба клапана при рабочем ходе закрыты. Температура газов при сгорании достигает 2000°С, давление повышается до 8 МПа и более. Под большим давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и передает воспринимаемое им усилие через шатун на коленчатый вал, заставляя его вращаться. Около ИМТ давление снижается до 0,4 МПа, температура до 700°С.
Выпуск- четвертый такт (рисунок 3 г). Поршень перемещается вверх, выпускной клапан открывается. Отработавшие газы сначала под действием избыточного давления, затем под действием поршня удаляются из цилиндра. Когда поршень находится около ВМТ, выпускной клапан закрываемся, впускной открывается. Рабочий цикл повторяется.
Дизели но сравнению с карбюраторными двигателями более экономичны. Вследствие высокой степени сжатия на единицу работы в них расходуется на 25 % меньше топлива. Они работают на топливе, которое менее опасно в пожарном отношении. Рабочий цикл четырехтактных двигателей совершается за два оборота коленчатого вала. За это время он получает усилие от поршня только при одном полуобороте, соответствующем рабочему ходу поршня. Затем коленчатый вал с помощью маховика перемещает поршень при всех вспомогательных тактах (выпуске, впуске и сжатии). Вследствие этого коленчатый вал одноцилиндрового двигателя вращается неравномерно: при рабочем ходе ускоренно, при вспомогательных тактах замедленно. Кроме того, у одноцилиндрового двигателя обычно небольшая мощность и повышенная вибрация.
9
По этой причине на современных тракторах устанавливают многоцилиндровые двигатели.
Многоцилиндровые тракторные двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях (рисунок 4 а) цилиндры расположены вертикально, в V-образных (рисунок 4 б) под углом. Последние по сравнению с первыми имеют меньшие габариты и массу.
Рисунок 4 - Многоцилиндровые двигатели: а - рядное,
б - V-образное расположение цилиндров; в - схема
кривошипно-шатунного механизма шестицилиндрового
V-образного двигателя; 1...6 - номера цилиндров
Чтобы такой двигатель работал равномерно, такты расширения (рабочий ход) должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т.е. через равные промежутки времени).
Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы четырехцилиндровых отечественных тракторных двигателей 1-3-4-2. Это означает, что после рабочего хода в первом цилиндре следующий рабочий ход происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре (рисунок 5). Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях, например в шестицилиндровом V-образном дизеле: 1-4-2-5-3-6
При выборе порядка работы двигателя конструкторы
стремятся равномерно распределить нагрузку на коленчатый вал. Зная порядок работы цилиндров двигателя, можно правильно присоединить топливопроводы к форсункам и отрегулировать клапаны.
10
Рисунок 5: а - схема четырехцилиндрового дизеля;
б
-
порядок работы четырехцилиндрового
дизеля
