Рабочий цикл 4-хтактного дизельного ДВС.

Рабочий цикл – аналогичен 4-хтактному карбюраторному двигателю. Принципиальное отличие – сжатию подвергается чистый воздух, а топливо вводится в камеру сгорания в конце такта сжатия, самовоспламеняясь при этом от горячего воздуха.

Параметры тактов:

Впуск – аналогично карбюраторному.

Сжатие – давление 30-50 кг/см², температура воздуха – 650-750°С, в конце сжатия происходит воспламенение топлива, впрыснутого через форсунку, давление возрастает до 150-400 кг/см², температура – 1600-1900°С, давление газов на поршень – 60-90 кг/см².

Рабочий ход (расширение) – давление падает до 3-4 кг/см², температура 800-1000°С.

Выпуск – параметры аналогичны карбюраторному ДВС.

 

Сравнительный анализ карбюраторного и дизельного ДВС.

Преимущества дизелей – высокая экономичность (расход топлива на 30-35% меньше), возможность использования дешевых сортов топлива, плохая воспламеняемость топлива в обычных условиях (меньшая пожароопасность), малое коррозионное действие на детали, отсутствие системы зажигания (упрощается схема электрооборудования).

К недостаткам можно отнести – тихоходность (4000-4500 об/мин), большой вес, сложность системы питания, затрудненный пуск.

 

Некоторые разновидности рабочих циклов ДВС.

Стремление повысить экономичность карбюраторного двигателя и увеличить его мощность без повышения веса, привело к появлению рабочих циклов, отличных от изученных ранее.

· Форкамерно-факельный – получил название от вида зажигания рабочей смеси. Этом двигателе имеется дополнительная камера сгорания, в которой установлена свеча зажигания и дополнительный впускной клапан, который управляется одним устройством с основным впускным клапаном. Форкамера связана с основной камерой каналом и имеет отдельной питание от карбюратора. Подобная система устанавливается на ГАЗ-3102.

Существуют также схемы форкамерных карбюраторных двигателей без отдельного форкамерного клапана.

Преимущества форкамерной системы: снижение расхода топлива на 9-10%, экологичность.

Недостаток: сложность конструкции.

· Системы впрыска (бензина). Различают:

а) впрыск во впускной трубопровод;

б) впрыск непосредственно в цилиндр.

Впрыск осуществляется по аналогии с дизелем – через форсунку.

· Многотопливные двигатели:

Могут работать на дизтопливе, керосине и т.д.

Одна из схем многотопливного дизеля – схема работающая по М-процессу. Имеется сферическая камера сгорания в днище поршня в которую впрыскивается топливо 2-хструйной форсункой. Первый впрыск – малая струя (около 5% заряда) быстро воспламеняется. Второй впрыск – основная струя направляется на горячие стенки цилиндра и сферической камеры. Конструкции впускного клапана обеспечивает повышение завихрения воздуха.

Постепенное сгорание – основное условие возможности работы двигателя на различных топливах.

Компановки автомобильных двигателей.

С целью повышения мощности двигателей, при условии их компактности, достижения, достижение необходимых параметров возможно, когда необходимая мощность развивается не в одном цилиндре, а в нескольких, меньших по размеру.

Автомобильные поршневые двигатели, как правило имеют от 2-х до 16-ти цилиндров.

Расположение цилиндров может быть:

- рядным, вертикальным;

- рядным, наклонным;

- двухрядным, V-образным;

- 2-х рядным, горизонтальным (оппозитным).

Компоновка многоцилиндровых двигателей выполняется так, чтобы двигатель наиболее соответствовал требованиям установки на АТС.

 

Работа многоцилиндровых двигателей.

Для изучения работы многоцилиндровых двигателей необходимо выяснить 2 вопроса:

1. Через какие интервалы следуют одноименные такты в различных цилиндрах.

2. Каков порядок работы двигателя, т.е. чередование одноименных тактов по цилиндрам.

Наиболее равномерная работа двигателя будет иметь место в случае чередования тактов расширения в цилиндрах через равные промежутки времени, т.е. равные углы поворота коленвала.

Для 4-хтактного двигателя, в котором полный цикл совершается за 2 оборота коленвала (720°), этот угол составляет 720/ i, где i – число цилиндров. Для 2-хтактного угол составляет 360/ i.

Порядок работы цилиндров.

Обеспечивает долговечность коленвала и его подшипников. При проектировании двигателя стараются выбирать такой порядок, чтобы такты проходили не подряд в смешанных циклах.

Индикаторная диаграмма работы 4-хтактного поршневого двигателя.

Представляет собой зависимость давления в цикле от переменного объема цилиндра.

Более закругленная верхняя часть индикаторной диаграммы объясняется характером рабочего цикла двигателя – впрыск топлива с последующим воспламенением.