Малюнок 2.2 – Дійсні цикли чотиритактних і двотактних двз

2.2 Основні відомості про робочі циклиДвз Робочий цикл карбюраторного чотиритактного двигуна

Такт впуску. Поршень рухається від верхньої мертвої точки (ВМТ) до нижньої мертвої точки (НМТ), створюючи розрідження в порожнині циліндра, над собою. Впускний клапан відкритий, і циліндр заповнюється пальною сумішшю. Пальна суміш, перемішуючись з залишковими газами в циліндрі, утворить робочу суміш. Через гідравлічний опір впускного тракту і нагрівання суміші, тиск наприкінці такту впуску складає приблизно 0,07-0,09 МПА, а температура 100-130°С.

Такт стиску. Поршень рухається від НМТ до ВМТ. Впускний і випускний клапани закриті. Робоча суміш у циліндрі стискується до 0,7-1,5 МПа. Температура стиснутої суміші досягає 300-450^ОС. Наприкінці такту стиснута суміш запалюється електричною іскрою. У процесі згоряння палива тиск у циліндрі підвищується до 3,0-4,5 МПа, а температура газів до 1900-2400°С.

Такт розширення. Іноді його називають робочим ходом. Починається рухом поршня від ВМТ до НМТ під дією тиску утворених продуктів згоряння. Обидва клапани закриті. Шарнірно зв'язаний з поршнем шатун приводить в обертання колінчастий вал, роблячи корисну роботу. До кінця такту розширення тиск газів зменшується до 0,3-0,5 МПа, а температура до 1000 - 1200°С.

Такт випуску. Поршень рухається від НМТ до ВМТ. Через відкритий випускний клапан відпрацьовані гази виходять з циліндра в атмосферу через випускну трубу. До кінця такту випуску тиск у циліндрі складає близько 0,11-0,12 МПа, а температура 500-800°С.

Після проходження поршнем ВМТ закривається випускний клапан і робочий цикл завершується. Наступний рух поршня до НМТ – такт впуску – є початком наступного циклу.

Цикл чотиритактного дизеля

У дизелі на відміну від карбюраторного двигуна повітря і паливо в циліндри вводяться роздільно.

Такт впуску. Поршень рухається від ВМТ до НМТ, впускний клапан відкритий і в циліндр надходить повітря або за рахунок розрідження в циліндрі, або за рахунок надлишкового тиску повітря, створюваного нагнітачем у дизелі з наддувом. Тиск наприкінці такту впуску в дизеля без наддуву 0,08-0,09 МПа, а температура повітря 50-80^ОС.

Такт стиску. Обидва клапани закриті. Поршень двигуна від НМТ до ВМТ і стискає повітря, перемішане із залишковими продуктами згоряння. Через великий ступінь стиску (14-21) тиск повітря наприкінці цього такту досягає 3,5-4,0 МПа, а температура 500-700°С. При цьому положенні поршня в камеру згоряння впорскується дрібно распилене паливо, що, потрапляючи в середовище сильно нагрітого повітря, нагрівається, випаровується, запалюється і згорає. Тиск газів підвищується до 5,5-9,0 МПа, а температура до 1600-2000°С.

Такт розширення. Обидва клапани закриті. Продукти згоряння, прагнучи розширитися, давлять на поршень, та змушують його переміщатися від ВМТ до НМТ. У такті розширення догорає частина палива, що ще залишилася. До кінця такту розширення тиск газів зменшується до 0,3-0,4 МПа, а температура до 600-900°С.

Такт випуску. Поршень рухається від НМТ до ВМТ. Через відкритий випускний клапан відпрацьовані гази виштовхуються в атмосферу. Тиск газів наприкінці такту випуску складає 0,11-0,12 МПа, а температура 400 - 600⁰С. Потім робочий цикл повторюється.

У вищеописаних чотиритактних двигунів при виконанні тактів випуску, впуску і стиску необхідно переміщати поршень, обертаючи колінчастий вал. Ці такти називаються підготовчими і здійснюються за рахунок кінетичної енергії, що накопиченої маховиком двигуна протягом такту розширення.