При ходе поршня вверх от н.м.г. продувочные окна закрываются поршнем, после чего начинается сжатие воздуха. Давление конца сжатия при подходе поршня к верхней мертвой точке (в.м.т) достигает 50 кг/см2, причем воздух нагревается до температуры 600—700°С.

При положении поршня около в.м.т. за 14° при максимальной подаче топлива при установке насос-форсунки АР-20, за 19° при установке насос-форсунки АР-21 и за 17° при установке насос-форсунки АР-23А) в сжатый и нагретый воздух впрыскивается топливо под высоким давлением.

Камера сгорания двигателей выполнена в поршне и имеет форму, обеспечивающую равномерное распределение в воздухе топлива, впрыскиваемого насос-форсункой с многодырчатым распылителем.

Вихревые движения воздуха, создаваемые при продувке, сохраняются в течение хода сжатия и способствуют улучшению сгорания топлива. Вследствие высокой температуры сжатого воздуха и интенсивного вихреобразования впрыскиваемое в цилиндры топливо быстро воспламеняется, и давление в цилиндре возрастает до 67—100 кг/см2 (давление зависит от числа оборотов коленчатого вала и типа устанавливаемой насос-форсунки).

Рис. 1. Рабочий процесс двигателей:
а — очистка от продуктов сгорания и подача свежего воздуха в цилиндр; о сжатие воздуха; в — впрыск топлива в камеру сгорания; г — выпуск отработавших газов

При движении поршня к н.м.т. в цилиндре происходит сдавление газов, которое продолжается до открытия расположённых в головке цилиндров выпускных клапанов (выпускные клапаны начинают открываться за 88° до н.м.т.).

После открытия выпускных клапанов давление в цилиндре быстро падает вследствие истечения продуктов сгорания в выпускной патрубок и затем через трубопровод и глушитель в атмос-

При последующем движении поршня за 46 до н.м.т. кромка поршня открывает продувочные окна в гильзе, и начинается продувка цилиндров, во время которой воздух из воздушного пространства блока поступает в цилиндр и вытесняет остатки продуктов сгорания через все еще открытые выпускные клапаны. При этом вместе с продуктами сгорания в атмосферу выходит часть воздуха. К концу продувки через клапаны выходит почти чистый воздух, что способствует охлаждению клапанов.

Рис. 2. Фазы распределения двигателей с насос-форсунками АР-20

Продувочные окна закрываются поршнем через промежуток времени, соответствующий 46° поворота коленчатого вала от н.м.т, выпускные клапаны —через 58° после н.м.т.

К концу продувки давление в цилиндре будет несколько выше, атмосферное.

Фазы распределения двигателя, на котором установлена насос-форсунка АР-20, показаны на рис. 2. Порядок работы цилиндров двигателей ЯАЗ-М204 1—3—4—-2, двигателей ЯАЗ-М206 1—5—3—6—2—4.

Кривошипы коленчатого вала расположены у двигателей ЯАЗ-М204 под углом 90° один к другому, а у двигателей ЯАЗ-М206 — под углом 60°. Такое расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование вспышек, но вызывает необходимость применения специального механизма для уравновешивания момента от действия сил инерции (первого порядка) кривошипно-шатунного механизма.

Таким образом, характерными особенностями двигателей являются:
1) двухтактный цикл и наличие воздушного нагнетателя;
2) прямоточная клапанно-щелевая продувка;
3) непосредственный впрыск топлива;
4) наличие уравновешивающего механизма.

Кроме того, особенностью двигателей является установка насосов высокого давления и форсунок, выполненных вместе в компактных агрегатах (насос-форсунка), которые установлены в головке блока цилиндров по оси каждого цилиндра. Это дает возможность поднять давление впрыска и сделать распыливание топлива более тонким.

В двигателях применена насос-форсунка открытого типа. Давление впрыска топлива, доходящее до 1400 кг/см2 при 2000 об /мин коленчатого вала, значительно снижается при малом яисле оборотов. Вследствие этого распыливание топлива при работе с малым числом оборотов ухудшается и сгорание становится менее эффективным.

Ухудшение сгорания при малом числе оборотов коленчатого вала происходит также из-за снижения давления продувочного воздуха и, как следствие, уменьшения наполнения цилиндров, снижения температуры в конце сжатия и увеличения продолжительности сгорания топлива.

Ухудшение сгорания приводит к отложению нагара на поршнях, кольцах, клапанах, в продувочных окнах гильз, что в совокупности с ухудшением условий смазки при малом числе оборотов вызывает повышенный износ, задиры поршней и гильз, зависание выпускных клапанов и обгорание распылителей насос-форсунок.

Во время эксплуатации двигателей при больших нагрузках следует стремиться работать с числом оборотов коленчатого вала не менее 1500 в минуту. При движении автомобилей с полной нагрузкой по дорогам с усовершенствованным покрытием допустима работа двигателя с числом оборотов коленчатого вала не менее 1100 в минуту.

В двигателях вследствие применения двухтактного процесса, эффективной очистки и хорошего смесеобразования литровая мощность получается очень большой — до 30,15 л. с. на 1 л. Такая величина литровой мощности при очень больших давлениях и температурах в цилиндрах обусловливает повышенную тепловую и механическую нагрузки на основные детали двигателя.

Надежное охлаждение поверхностей этих деталей водой, маслом и продувочным воздухом, высокая точность обработки, применение прочных материалов и их специальная обработка дают возможность добиться надежной и длительной работы двигателя.

Однако надежная работа двигателей ЯМЗ в большей степени, чем других двигателей, зависит от правильного совместного действия систем охлаждения и смазки и, в частности, от сорта применяемого смазочного масла.

Для двигателей можно применять только специальные сорта смазочного масла с присадками. Применение других видов масел вызывает преждевременный износ деталей. Вследствие очень высокого давления впрыска топлива и повышенной скорости движения плунжеров насос-форсунок для двигателей требуется топливо с улучшенной очисткой.