Строительные машины и оборудование, справочник






Рабочий цикл двухтактного дизеля


Категория:
   Устройство и работа двигателя


Рабочий цикл двухтактного дизеля

В двухтактном дизеле рабочий цикл совершается за один оборот коленчатого вала, т. е. за два хода поршня.

На отечественных автомобилях распространение получили двухтактные дизели с прямоточно-клапанной продувкой, осуществляемой с помощью воздушного нагнетателя (дизели ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206).



Рис. 1. Рабочий цикл двухтактного дизеля: а — сжатие; б — рабочий ход; в — выпуск; г — продувка

У таких двигателей (рис. 1) в головке цилиндра установлены два выпускных клапана. Для впуска воздуха в стенке цилиндра в средней его части имеются окна, называемые продувочными. К этим окнам воздух подводится под давлением от воздушного нагнетателя. Окна закрываются и открываются движущимся в цилиндре поршнем.

При ходе поршня к н. м. т. происходит рабочий ход, выпуск и начало продувки, при ходе поршня к в. м. т. — конец продувки и сжатие воздуха.

Когда поршень двигается к в. м. т. и продувочные окна закрыты поршнем, в цилиндре происходит сжатие воздуха (рис. 1, а).

При положении поршня около в. м. т. в камере сгорания находится сильно сжатый (до давления около 50 кГ/см2) и нагретый до высокой температуры (600—700 °С) воздух. В этот воздух при помощи топливного насоса через форсунку (рис. 1, б) впрыскивается под большим давлением мелкораспыленное топливо. Топливо, воспламеняясь от нагретого воздуха, быстро сгорает, в цилиндре выделяется большое количество тепла, и давление газов значительно возрастает, вследствие чего поршень перемещается к н. м. т., т. е. совершается рабочий ход. Давление в начале рабочего хода в цилиндре достигает 80—100 кГ/см2.

При движении поршня к н. м. т., раньше чем поршень откроет продувочные окна, механизм газораспределения открывает выпускные клапаны, и значительная часть отработавших газов под действием избыточного давления выходит из цилиндра (рис. 1, в).

При дальнейшем движении поршня вниз он открывает продувочные окна, и в цилиндр воздушным нагнетателем подается чистый воздух, который вытесняет через клапаны остатки отработавших газов, продувает цилиндр и заполняет его (рис. 1, г).

При обратном движении поршня к в. м. т. продувочные окна, а затем и выпускные клапаны закрываются, и поступивший в цилиндр воздух начинает сжиматься. Далее цикл работы непрерывно повторяется в той же последовательности.

В двухтактных дизелях рабочий ход осуществляется при каждом обороте коленчатого вала. Вследствие этого при одинаковом рабочем объеме двигателя двухтактные дизели могут развивать большую мощность, чем четырехтактные дизели. Однако тепловой режим двухтактных дизелей является более напряженным, что снижает их долговечность и предъявляет более высокие требования к материалам деталей.

Рассмотрим такой рабочий цикл на примере двигателя ЯАЗ-М204. В данном двигателе применена прямоточная клапанно-щелевая продувка цилиндра 6 от отработавших газов. В головке блока над каждым цилиндром установлено по два выпускных клапана. Роторы воздушного компрессора подают воздух в воздушную камеру, окружающую все цилиндры. Давление воздуха в камере достигает 140—150 кН/м2 (1,4—1,5 кгс/см2). Воздух из камеры поступает внутрь цилиндра через его окна, расположенные под некоторым углом к радиусу цилиндра.

Первый такт—продувка и сжатие. Допустим, что в начале первого такта поршень находится в н. м. т., при этом выпускные клапаны и окна открыты. Происходит продувка цилиндра воздухом, поступающим из воздушной камеры. Поступив через окна в цилиндр, воздух получает вращательное движение и через открытые выпускные клапаны выходит в атмосферу. Затем поршень начинает подниматься от н. м. т. до в. м. т. В начале своего движения поршень боковой поверхностью закрывает окна, а вслед за этим закрываются и клапаны. В цилиндре происходит сжатие воздуха, давление которого к концу сжатия возрастает до 5000 кН/м2 (50 кгс/см2), а температура до 600—700 °С.

Рис. 2. Схема рабочего цикла двухтактного карбюраторного двигателя: а — сжатие рабочей смеси и впуск горючей смеси в картер; б — рабочий ход, выпуск отработавших газов и перепуск смеси из картера в цилиндр; 1 — впускное окно; 2 — выпускное окно; 3 — свеча зажигания; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 — перепускное окно; 7 — канал; 8 — герметичный картер

Когда поршень находится около в. м. т., в сильно нагретый и сжатый воздух из насоса-форсунки под большим давлением (до 140 000 кН/м2, т. е. до 1400 кгс/см2) впрыскивается мелкораспыленное топливо. Оно нагревается, воспламеняется и сгорает (рис. 11, в). Давление в цилиндре увеличивается до 8000—10 000 кН/м2 (80—100 кгс/см2), а температура до 1800 — 2000 °С.

Рис. 3. Схема рабочего цикла двухтактного дизеля: а — продувка цилиндра от отработавших газов и наполнение его воздухом; б — сжатие воздуха: я начало рабочего хода; г — выпуск отработавших газов; 1 — воздушный компрессор; 2 — окна в цилиндре; 3 — насос-форсунка; 4 — выпускной клапан (два на один цилиндр); 5 — головка блока; 6 — цилиндр; 7 — воздушная камера; 8 — поршень; 9 — коленчатый вал.

Второй такт — рабочий ход и выпуск. Второй такт начинается расширением горячих газов. Они давят на поршень, и он перемещается от в. м. т. до н. м. т., совершая рабочий ход. При движении поршня вниз увеличивается объем, занимаемый газами, и уменьшается их давление и температура. До прихода поршня в н. м. т. открываются выпускные клапаны, и отработавшие газы выходят из цилиндра в атмосферу через глушитель. Опускаясь ниже, поршень открывает окна, ив цилиндр поступает воздух, который через открытые выпускные клапаны вытесняет отработавшие газы из цилиндра в атмосферу. При этом часть воздуха также выходит в атмосферу вместе с отработавшими газами. Затем рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Читать далее:

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины