После перехода поршнем н. м. т. впускной клапан закрывается и полость цилиндра и камеры сгорания надежно разобщается с атмосферой. Начинается такт сжатия К моменту завершения такта сжатия температура газов в цилиндре поднимается до 600…650 °С. Очищенное топливо (Т) под давлением от 10 до 140 МПа в тонкораспыленном виде впрыскивается в камеру сгорания и перемешивается с воздухом и остаточными газами. Образующаяся рабочая смесь (PC), состоящая из топлива, воздуха и отработавших газов (ОГ), самовоспламеняется (это происходит до прихода поршня в в. м. т.) и продолжает гореть после окончания впрыска почти на всем протяжении такта расширения (zb).

С началом горения рабочей смеси давление в цилиндре начинает резко возрастать (до 6…9 МПа), а температура продуктов сгорания поднимается до 1800…2000 °С.

Около точки 2 впрыск топлива прекращается, процесс горения и интенсивность выделения газов замедляются. Начинается такт расширения (zb). Поршень перемещается к н. м. т., освобождая объем цилиндра. Давление газов в цилиндре падает, они отдают часть теплоты стенкам цилиндра, камере сгорания и днищу поршня, их температура снижается до 600…700 °С.

Еще до прихода поршня в н. м. т. открывается выпускной клапан и отработавшие газы под действием значительного перепада давлений в цилиндре (0,4…0,5 МПа) и атмосферного вырываются через выпускной канал в атмосферу. Это такт выпуска. Очистка цилиндра и камеры сгорания продолжается при движении поршня от н. м. т. к в. м. т. (br), затем рабочий цикл дизеля повторяется.

Рабочий процесс четырехтактного карбюраторного двигателя и его индикаторная диаграмма показаны на рисунке 5.

При такте впуска (га) разрежение из цилиндра передается по всем всасывающим каналам, в результате чего очищенный атмосферный воздух поступает в карбюратор, где к нему примешивается топливо. Образовавшаяся горючая смесь заполняет камеру сгорания и цилиндр, перемешиваясь с остаточными газами.

В процессе такта сжатия (ас) рабочая смесь сжимается поршнем и подогревается. К концу такта сжатия давление в цилиндре и камере сгорания повышается до <4п“о МПа, а температура рабочей смеси доходит до 10…300 °С. Поскольку температура рабочей смеси здесь не поднимается выше температуры ее воспламенения, самопроизвольного зажигания рабочей смеси не происхо-

В момент подхода поршня кв. м. т. при такте сжатия электрическая система зажигания (Зж) подает импульс высокого напряжения на свечу зажигания. В результате искрового разряда между электродами свечи зажигания в камере сгорания выделяется такое количество теплоты, которого достаточно для воспламенения сжатой, тщательно перемешанной и подогретой рабочей смеси.

Горение рабочей смеси сопровождается интенсивным выделением газов и повышением температуры. В точке г. когда поршень переходит в. м. т. и начинает движение к н. м. т., давление газов повышается до 3,0…3,5МПа, а температура — до 2500 °С.

При такте расширения (zb) продолжается догорание рабочей смеси. Поскольку объем цилиндра при движении поршня к н. м. т. увеличивается, а интенсивность выделения газов снижается, давление газов на поршень постепенно ослабевает (до 0,5…0,6 МПа при подходе поршня к н. м. т.), происходит утечка теплоты через поверхность замкнутого объема (стенки цилиндра и камеры сгорания, днище поршня). Температура газов в конце такта расширения снижается до 900…1100 °С.

Такт выпуска осуществляется в основном за счет перепада давлений в цилиндре и атмосферного, этот перепад давлений поддерживается при движении поршня от н. м. т. к в. м. т.

Двухтактный карбюраторный двигатель работает по схеме, изображенной на рисунке 6.

При движении поршня от н. м. т. к в. м. т. в тщательно герметизированном картере (кривошипной камере) создается разрежение. Когда поршень открывает впускной канал, разрежение передается в карбюратор. Топливо (Г), перемешанное с воздухом (В), из карбюратора поступает в картер. При ходе поршня к н. м. т. впускной канал перекрывается и горючая смесь (ГС) сжимается в картере. Как только поршень открывает перепускной канал, предварительно сжатая в картере горючая смесь устремляется в надпоршневое пространство цилиндра. Дальнейшее продвижение поршня к и. м. т. способствует сжатию горючей смеси в картере и снижению давления в цилиндре, что ускоряет перетекание горючей смеси из картера в цилиндр.

Когда движением поршня в в. м. т. перекрываются сначала перепускной, а затем выпускной каналы, рабочая смесь (PC) в цилиндре подвергается основному сжатию. При подходе поршня к в. м. т. сжатая рабочая смесь воспламеняется при помощи системы зажигания (Зою).

Под давлением газов, действующих на днище, поршень устремляется к н. м. т. и открывает выпускной и далее перепускной каналы. Происходит выпуск отработавших газов (ОГ), а затем и продувка цилиндра, то есть одновременное протекание выпуска отработавших газов через выпускной канал и впуск в цилиндр горючей смеси из картера через перепускной канал.

Таким образом, в двухтактном карбюраторном двигателе такты протекают одновременно как в полости картера, так и в цилиндре.

При ходе поршня от н. м. т. к в. м. т. происходит впуск горючей смеси в полость картера, а также сжатие и воспламенение рабочей смеси в цилиндре.

Когда поршень движется от в. м. т. к н. м. т., в картере происходит предварительное сжатие горючей смеси, а затем перекачка ее через перепускной канал в цилиндр; в цилиндре в это время идет расширение (рабочий ход), выпуск отработавших газов и поступление горючей смеси из картера.

Следовательно, в двухтактном двигателе рабочий цикл также состоит из четырех тактов: впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, однако протекают эти такты совмещение в двух полостях — картера и цилиндра — всего за два хода поршня, то есть за один оборот коленчатого вала.

—

Двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра с картером, кривошипно-шатунного механизма, коленчатого вала, механизма газораспределения, систем охлаждения, зажигания и питания.

Устройство одноцилиндрового карбюраторного четырехтактного двигателя показано на рис. 11. Цилиндр представляет собой отливку, имеющую сверху головку. Внутри цилиндра перемещается возвратно-поступательно поршень, соединенный шатуном с коленчатым валом, вращающимся в подшипниках, установленных в картере. Поршень соединяется с шатуном шарнирно при помощи поршневого пальца. При движении поршня верхняя головка шатуна тоже перемещается возвратно-поступательно. Нижняя головка шатуна вместе с коленчатым валом совершает вращательное движение, преобразуя таким образом прямолинейное перемещение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Для работы двигателя применяют горючую смесь, состоящую из паров топлива и воздуха. Для приготовления ее служит карбюратор.

При движении поршня вниз вследствие разрежения в цилиндре горючая смесь заполняет цилиндр. Смешиваясь с остаточными газами в цилиндре, горючая смесь превращается в рабочую смесь, которая после сжатия воспламеняется от электрической искры, возникающей между электродами свечи зажигания. Образующиеся при горении топлива газы, расширяясь, давят нз поршень и заставляют его двигаться вниз, а коленчатый вал.

Cоединенный с ним через шатун, — вращаться. При последующем движении поршня вверх продукты сгорания — отработавшие газы- выталкиваются из цилиндра через выпускной клапан.

Впуск горючей смеси в цилиндр и выпуск из него отработавших газов производятся по трубопроводам соответственно через отверстия в верхней части цилиндра, плотно закрываемые клапанами. Своевременный впуск в цилиндр горючей смеси и удаление из него отработавших газов обеспечиваются газораспределительным механизмом, состоящим из распределительного вала, толкателя, пружины, клапанов и распределительных шестерен.

Для уменьшения трения сопряженные детали двигателя смазываются маслом, которое подается насосом. Масло служит также для частичного охлаждения деталей, нагреваемых при трении.

При работе двигателя стенки и головка цилиндра сильно нагреваются. Для отвода тепла стенки и головка цилиндра омываются снаружи водой, находящейся в полости, называемой водяной рубашкой.

Устройство газового двигателя аналогично устройству карбюраторного двигателя, за исключением способа смесеобразования; в газовом двигателе вместо карбюратора имеется смеситель, где горючий газ смешивается с воздухом.

Положение поршня в самой верхней точке в цилиндре назы-йается верхней «мертвой» точкой (в. м. т.), а в самой нижней — нижней «мертвой» точкой (н. м. т.).

Расстояние, проходимое от верхней мертвой точки до нижней или наоборот, называется ходом поршня (S). Каждому ходу йоршня соответствует поворот коленчатого вала на 180°. В обеих Мертвых точках поршень неподвижен и меняет направление движения.