Рабочий цикл четырехтаткного дизельного двигателя

Система зажигания служит для воспламенения горючей смеси от электрической искры. В систему зажигания пусковых карбюраторных двигателей входят магнето, свеча (свечи) зажигания 10, провода 9. В дизельных двигателях системы зажигания нет.

В четырехтактных дизельных двигателях химическая энергия топлива при сгорании преобразуется в тепловую, а затем в механическую в последовательности, показанной на рис. 5.

Рис. 5. Схема рабочего процесса четырехтактного двигателя:

1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — поршень; 4 — цилиндр; 5 — впускной трубопровод; 6 — впускной клапан; 7 — форсунка; 8 — выпускной клапан;

9 — выпускной трубопровод; I — впуск; II — сжатие; III — расширение (рабочий ход); IV — выпуск.

Такт впуска. При помощи постороннего источника энергии, например, электрического стартера или пускового двигателя, коленчатый вал 1 (рис. 5, I) двигателя приводят во вращение, и поршень 3 начинает двигаться от ВМТ к НМТ, создавая разрежение в полости цилиндра 4 над поршнем. Впускной клапан при этом открыт, и цилиндр через впускной трубопровод 5 сообщается с атмосферой. Под влиянием разности давлений цилиндр заполняется воздухом, предварительно проходящим через воздухоочиститель. Вследствие быстрого увеличения объема над поршнем давление в цилиндре становится ниже атмосферного и в конце такта впуска в среднем составляет 0,08…0,095 МПа (0,8… 0,95 кгс/см²), а температура 303…323 К (30…50 °С). При подходе поршня к НМТ впускной клапан закрывается, и доступ воздуха прекращается.

Такт сжатия. При дальнейшем повороте коленчатого вала (рис. 5, II) поршень движется от НМТ к ВМТ. В это время впускной 6 и выпускной 8 клапаны закрыты, рабочий объем в цилиндре уменьшается, поэтому находящийся в нем воздух сжимается. Вследствие большой степени сжатия (е = 14…22) давление воздуха в конце такта достигает 3,5…5,0 МПа (35…50 кгс/см²), а температура — 873…923 К (600…650 °С), т. е. становится выше температуры самовоспламенения топлива.

Такт расширения. В конце такта сжатия, когда поршень находится около ВМТ, в цилиндр через форсунку 7 впрыскивается топливо. Форсунка обеспечивает тонкое распыливание топлива в сжатом воздухе. Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом, образуя рабочую смесь. От нагретого воздуха оно воспламеняется и сгорает. Давление газов в цилиндре повышается до 6,0…9,0 МПа (60…90 кгс/см²), а температура — до 1993…2193 (1720…1920 °С). Поскольку оба клапана закрыты, расширяющиеся газы начинают давить на поршень, и тот, перемещаясь к НМТ (рис. 5, III), шатуном 2 поворачивает коленчатый вал, совершая полезную работу. К концу такта давление газов уменьшается до 0,3…0,5 МПа (3…5 кгс/см²), а температура — до 900…1200 К (627…927 °С).

Такт выпуска. Когда газы совершают работу, а поршень доходит до НМТ, открывается выпускной клапан. При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень за счет энергии, накопленной маховиком, движется от НМТ к ВМТ, и отработанные газы выходят из цилиндра через выпускной трубопровод 9 (рис. 5, IV). Давление в конце такта составляет 0,11…0,12 МПа (1,1…1,2 кгс/см²), а температура —.

673…873 К (400…600 °С). Далее рабочий цикл повторяется.