Сравнительная оценка дизельных и карбюраторных двигателей

Дизельный двигатель по сравнению с карбюраторным имеет следующие преимущества:

• • для выполнения единицы произведенной работы расходуется в среднем на 20…25% (по массе) меньше топлива вследствие более высокой степени сжатия; КПД в среднем на 5… 10% выше за счет сокращения тепловых потерь; работает на более тяжелых сортах топлива;
• • используемое топливо менее огнеопасно и дешевле, чем бензин.

Благодаря высоким экономическим показателям дизельные двигатели используются на всех отечественных тракторах.

Вместе с тем дизельный двигатель имеет ряд недостатков:

• • прочность отдельных деталей должна быть выше из-за более высокого давления газов в цилиндре, что ведет к увеличению массы и размеров двигателя;
• • более сложен запуск, особенно в зимнее время.

Преимущества двухтактного двигателя по сравнению с четырехтактным:

• • в связи с тем, что рабочий ход совершается за каждый оборот коленчатого вала, его мощность на 60…70% выше;
• • работает более равномерно;
• • устройство и эксплуатация проще, в особенности при кривошипно-камерной продувке, так как нет специального механизма газораспределения.

Недостатки двухтактного двигателя:

• • не экономичен, так как до 30% горючей смеси теряется при выпуске из цилиндра отработанных газов;
• • после продувки в цилиндре остается много отработанных газов, что уменьшает степень его наполнения;
• • кривошипная камера, которая служит для продувки и зарядки цилиндра свежей смесью, не обеспечивает ее подачу в достаточном количестве;
• • из-за наличия процесса расширения при каждом обороте коленчатого вала более высокая температура создает тяжелые условия для работы основных сборочных единиц и деталей двигателя.

Из-за перечисленных недостатков двухтактные пусковые карбюраторные двигатели используют только на кратковременной работе для запуска дизельного двигателя трактора.

Работа много ципиидрового двигателя

Из описания работы четырехтактного двигателя вытекает, что его коленчатый вал равномерно вращаться не может, так как при одном такте (рабочем ходе) он вращается с ускорением, а при остальных — с замедлением. Для повышения равномерности вращения коленчатого вала на его выходном валу установлен маховик. Для достижения большей мощности повышают частоту вращения коленчатого вала, отчего его вращение становится более равномерным; кроме того, с этой же целью устанавливают несколько цилиндров. Такие двигатели называются многоцилиндровыми.

Чтобы многоцилиндровый двигатель работал наиболее равномерно, такты рабочих ходов должны следовать через равные промежутки времени, т. е. через равные углы поворота коленчатого вала. Для определения угла поворота необходимо продолжительность цикла, выраженную в градусах, разделить на число цилиндров. Так, в четырехтактном четырехцилиндровом двигателе рабочий ход происходит через каждые 720: 4 = 180°, и за цикл он совершается во всех цилиндрах.

Расположение цилиндров многоцилиндровых двигателей может быть однорядным или двухрядным (рис. 7). В большинстве однорядных двигателей цилиндры располагаются вертикально (рис. 7, а). Такое расположение имеют двигатели Д-241 (трактор Т-70Л), СМД-14БН (тракторы ТДТ-55А, ЛХТ-55М), СМД-18БН (тракторы ЛХТ-100, ЛХТ-100Б, ТЛТ-100), А-01М (трактор ЛХТ-4). В двухрядных двигателях цилиндры установлены под некоторым углом друг к другу. Если в двигателях с двухрядным расположением цилиндров угол между ними менее 180°, их называют V-образными (рис. 7, б), например, СМД-60 (ЛТ-157) и ЯМЗ-238НБ (Т-703). В случае, когда угол между цилиндрами двигателя равен 180°, его называют оппозитным (рис. 7, в). На лесных тракторах они не применяются.

Рис. 7. Схема расположения цилиндров двигателя:

а — однорядное; б — V-образное; в — двухрядное, оппозитное Такты рабочего хода в многоцилиндровых двигателях совершаются в определенной последовательности, поэтому коленчатый вал в них вращается равномернее, чем в одноцилиндровом двигателе, что позволяет устанавливать маховик меньшей массы.

Клапаны каждого цилиндра открываются в такой последовательности, при которой одноименные такты в цилиндрах двигателя чередуются в определенном порядке. Чередование тактов рабочего хода называется порядком работы цилиндров.

Четырехцилиндровый двигатель можно представить, как соединенные вместе четыре одноцилиндровых двигателя с одним общим коленчатым валом, кривошипы (колена) которого расположены в одной плоскости. Два крайних колена направлены в одну сторону, а два внутренних — в другую (рис. 8). В этом случае поршни движутся попарно. Когда в первом и четвертом цилиндрах поршни опускаются, во втором и третьем они поднимаются. При таком расположении кривошипов возможен порядок работы 1—3—А—2, как это показано в табл. 1. К таким двигателям относятся Д-240 и СМД-18БН.

Рис. 8. Схема работы четырехтактного четырехцилиндрового двигателя:

I, II, III, IV — полуобороты коленчатого вала.

Таблица 1

Порядок работы цилиндров четырехцилиндрового двигателя.

В шестицилиндровых однорядных двигателях колена вала расположены под углом 120° друг к другу и симметрично относительно оси вала. Порядок работы может быть 1—5—3—6—2—4 (А-01МЛ).

В восьмицилиндровых V-образных четырехтактных двигателях угол между осями цилиндров левой и правой групп равен 90°, и их оси пересекаются с осью коленчатого вала. Порядок работы цилиндров таких двигателей (ЯМЗ-238НБ) 1—5—А—2—6—3—7—8.