Меню Закрыть

Такты работы дизельного двигателя – Дизельный двигатель: устройство, принцип работы

Рабочий цикл четырёхтактного дизельного двигателя

Рассмотрим назначение и условия протекания каждого такта в цилиндре дизельного двигателя.
 

Рабочий цикл одноцилиндрового дизельного двигателя

Первый такт — впуск (рис. выше) — заполнение цилиндра воздухом, кислород которого обеспечивает сгорание топлива. Чем больше воздуха поступит в цилиндр во время впуска, тем большее количество топлива можно сжечь в нем и тем выше будет давление на поршень при рабочем ходе.

При первом такте впускной клапан открыт, а выпускной — закрыт. Воздух, поступающий в цилиндр, нагревается от деталей работающего двигателя и остаточных газов до температуры 30—50° С, поэтому его плотность уменьшается. Кроме того, при движении он встречает сопротивление в каналах двигателя. По этим причинам давление воздуха во время впуска находится в пределах 0,8— 0,95 кгс/см2 и в цилиндр попадает его меньше, чем могло бы вместиться при нормальной плотности и отсутствии сопротивления движению.

Второй такт — сжатие — воздух, заполнивший цилиндр, нагревается до температуры самовоспламенения заряда топлива. Поршень перемещается в верхнее положение, от которого начинается следующий такт — рабочий ход.

Оба клапана закрыты. Под действием поршня воздух вытесняется из рабочего объема цилиндра в камеру сгорания, сжимается в 14—18 раз (степень сжатия е = 14—18) и при этом нагревается. К концу такта давление воздуха повышается до 35—40 кгс/см2, а температура возрастает до 600—650° С.

Третий такт — расширение (рабочий ход)—тепловая энергия сжигаемого топлива преобразуется в механическую работу. Перед началом рабочего хода в сжатый горячий воздух из форсунки впрыскивается топливо в виде струи, состоящей из мельчайших капелек. Смешиваясь с воздухом и испаряясь в нем, топливо быстро воспламеняется и сгорает. При этом температура образовавшихся газов достигает 1800—2000°С и давление горячих газов, заключенных в камере сгорания, увеличивается до 60—90 кгс/см2. Под действием этого давления поршень перемещается вниз, поворачивая коленчатый вал с маховиком. По мере расширения газов давление на поршень снижается, температура падает. В конце рабочего хода давление в цилиндре не превышает 5 кгс/см2, а температура газов — 900—1200° С.

Четвертый такт — выпуск — цилиндр освобождается от отработавших газов, поршень переводится в исходное положение для последующего такта — впуска. Впускной клапан закрыт, а выпуской открыт. Давление в конце такта выпуска снижается до 1,05 кгс/см2, а температура — до 600—700° С.

www.ya-fermer.ru

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Читать далее:



Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя проходит в той же последовательности, что и цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Отличие заключается в характере протекания рабочего цикла, в способе смесеобразования и воспламенения топлива.

Такт впуска. При движении поршня вниз через впускной трубопровод и открытое отверстие впускного клапана и цилиндр поступает чистый воздух. Отсутствие карбюратора уменьшает гидравлические сопротивления и несколько повышает давление в конце впуска (0,09-0,95 ЛШа), а температура воздуха составляет 50-80 С°.

Такт сжатия. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Поршень сжимает воздух, заполнивший цилиндр. Вследствие большой степени сжатия (е 14—20) давление конца сжатия достигает 4…..5 МПа, а температура 500-700 С°. Такое повышение температуры и давления необходимо для воспламенения топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя в конце такта сжатия насосом высокого давления через форсунку.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Такт расширения. В конце такта сжатия, когда поршень еще не дойдет до ВМТ на 15—30° по углу поворота коленчатого вала, насос высокого давления через форсунку впрыскивает дизельное топливо под большим давлением 15—18 МПа. Давление впрыска топлива должно значительно превышать давление воздуха, сжатого в камере сгорания для обеспечения более тонкого рас-пыливания топлива и распределения его по всему объему воздуха, сосредоточенного в камере сгорания.

Струя топлива при выходе из распиливающих отверстий сопла форсунки под действием высокого давления приобретает огромную скорость и, пронизывая массу сжатого воздуха, дробится на мелко распыленные частицы (диаметром 0,002…….0,005 мм). Продолжительность впрыска составляет 6—30 угла поворота коленчатого вала двигателя. Распыленное топливо под воздействием высокой температуры сжатого воздуха воспламеняется и быстро сгорает. Поршень под действием газов перемещается от ВМТ к НМТ, т. е. совершает механическую работу.

Давление газов в конце сгорания достигает -8 МПа, а температура 1800— 2000 С. К концу такта расширения давление в цилиндре падает до 0,3— 0,4 МПа, а температура до 700—800 С°.

Такт выпуска. При этом такте выпускной клапан открыт. Поршень движется от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан и выпускной трубопровод из цилиндра удаляются отработавшие газы. Давление выпуска равно 0,105—0,11 МПа, а температура 600—700 С°.

При дальнейшем вращении коленчатого вала двигателя все перечисленные такты повторяются в такой же последовательности.

Четырехтактные дизельные двигатели в настоящее время получили преимущественное распространение на тракторах и автомобилях большой грузоподъемности.

Рекламные предложения:


Читать далее: Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум


stroy-technics.ru

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Рабочий цикл четырехтактного дизеля

Читать далее:



Рабочий цикл четырехтактного дизеля

Рабочий цикл четырехтактного дизеля (двигателя с воспламенением от сжатия) включает следующие такты: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

Впуск. При такте впуска (рис. 1, а) поршень перемещается от в. м. т. до н. м. т., и через открытый впускной клапан в цилиндр из впускного трубопровода поступает чистый воздух. В этом заключается основное отличие дизеля от карбюраторного двигателя, где при такте впуска в цилиндр поступает горючая смесь. Ввиду того что впускная система дизеля значительно проще, чем у карбюраторного двигателя, и оказывает меньшее сопротивление проходу воздуха, давление в цилиндре в конце впуска равно 0,85—0,95 кГ/см2, т. е. цилиндр заполняется лучше. Температура заряда в конце впуска равна 60-70° С.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

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

Сжатие. Во время такта сжатия (рис. 1, б) поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т. при закрытых клапанах и производит сжатие поступившего в цилиндр воздуха.

В дизелях применяется значительно более высокая степень сжатия, чем в карбюраторном и газовом двигателях, достигающая 16—17, так как при сжатии чистого воздуха нет опасности возникновения детонационного сгорания смеси. В конце такта сжатия давление в цилиндре возрастает до 30—35 кГ/сма, а температура воздуха повышается до 600—700 °С.

Рабочий ход. Перед рабочим ходом (рис. 1, в) в конце такта сжатия в цилиндр через форсунку при помощи топливного насоса под большим давлением впрыскивается тяжелое жидкое топливо в мелкораспыленном состоянии. Частицы топлива, соприкасаясь с воздухом, имеющим высокую температуру, быстро сгорают; при этом выделяется большое количество тепла, в результате чего температура в цилиндре повышается до 1800—2000 °С, а давление — до 50—60 кГ/см. Под действием давления газов поршень перемещается к н. м. т., и происходит рабочий ход. Оба клапана при этом закрыты. При рабочем ходе газы, образовавшиеся вследствие сгорания топлива, расширяются и давление их к концу рабочего хода падает до 3—4 кГ/см2, а температура снижается до 800—600 °С.

Выпуск. При такте выпуска (рис. 1, г) поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т. и через открытый выпускной клапан выталкивает отработавшие газы, очищая цилиндр. Давление в цилиндре к концу выпуска падает до 1,05—1,15 кГ/см2, а температура — до 200—300 °С.

При дальнейшем вращении коленчатого вала все перечисленные такты повторяются в такой же последовательности.

Большие значения степени сжатия в дизелях обеспечивают высокую экономичность работы этих двигателей. Предельное значение степени сжатия в дизелях ограничивается величиной возрастающих потерь на трение в кривошипно-шатунном механизме, прочностью деталей и условиями пуска двигателя. По четырехтактному циклу работают дизели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля, как и рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя, состоит из четырех повторяющихся тактов: впуска, сжатия, расширения, или рабочего хода, и выпуска. Однако рабочий цикл дизеля существенно отличается от рабочего цикла карбюраторного двигателя. В цилиндр дизеля поступает чистый воздух, а не горючая смесь. Воздух сжимается с высокой степенью сжатия, вследствие чего значительно повышается его давление и температура. В конце сжатия в раскаленный воздух из форсунки впрыскивается мелкораспылеиное топливо, воспламеняющееся не от электрической искры, а от соприкосновения с горячим воздухом. Поэтому дизель иногда называют двигателем с воспламенением от сжатия.

Первый такт — наполнение цилиндра воздухом. При движении поршня (рис. 2, а) от в. м. т. до н. м. т. в цилиндре создается разрежение. Впускной клапан открывается, и цилиндр наполняется воздухом, который предварительно проходит через воздухоочиститель. Давление воздуха в цилиндре (у прогретого двигателя) при такте впуска составляет 80—90 кН/м2 (0,8 — 0,9 кгс/см?), а температура до 50—80 °С.

Второй такт — сжатие воздуха. Поршень (рис. 2, б) движется от н. м. т. до в. м. т., впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем воздуха уменьшается, а его давление и температура увеличиваются. Дизели работают с высокими степенями сжатия — от 13 до 22. В конце сжатия давление воздуха внутри цилиндра повышается до 4000—5000 кН/м2 (40—50 кгс/см2), а температура до 600—700 °С. Для надежной работы двигателя температура сжатого воздуха в цилиндре дизеля должна быть значительно выше температуры самовоспламенения топлива.

Рис. 2. Схема рабочего цикла четырехтактного одноцилиндрового дизеля: а — впуск воздуха; б — сжатие воздуха; в — рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; 1 — цилиндр; 2 — топливный яасос; 3 = поршень; 4 – форсунка; 5 — впускной клапан; 6 — выпускной клапан

Третий такт — рабочий ход. Оба клапана (рис. 2, в) закрыты. При положении поршня около в. м. т. в сильно нагретый и сжатый воздух из форсунки 4 впрыскивается мелкораспыленное топливо под большим давлением 13 000—18 500 кН/м2 (130—185 кгс/см2), создаваемым топливным насосом. Топливо перемешивается с воздухом, нагревается и воспламеняется. Часть топлива сгорает при движении поршня к в. м. т., т. е. в конце такта сжатия, а другая часть при движении поршня вниз в начале такта расширения. Образующиеся при сгорании топлива газы увеличивают внутри цилиндра двигателя давление до 6000—8000 кН/м2 (60—80 кгс/см2) и температуру до 1800 — 2000 °С. Горячие газы расширяются и давят на поршень, который перемещается от в. м. т. до н. м. т., совершая рабочий ход.

Четвертый такт — выпуск. Поршень перемещается от н. м. т. до в. м. т. (рис. 2, г) и через открытый клапан 6 вытесняет отработавшие газы из цилиндра. Давление и температура в конце выпуска соответственно равны 110—120 кН/м2 (1,1—1,2 кгс/см2) и 600—700° С. После такта выпуска рабочий цикл дизеля повторяется в рассмотренной последовательности.

Рекламные предложения:


Читать далее: Рабочий цикл двухтактного дизеля

Категория: — Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум


stroy-technics.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о