Теоретический и действительный циклы работы дизельного двигателя
Рабочий процесс дизельных двигателей отличается от рабочего процесса других двигателей внутреннего сгорания.
Если в цилиндры карбюраторных двигателей поступает горючая смесь, состоящая из паров топлива и воздуха, а в цилиндры дизельных—только воздух. Благодаря высокой степени сжатия давление воздуха в конце хода сжатия резко возрастает, а температура его значительно превышает температуру самовоспламенения топлива. Мелко распыленное топливо, впрыскиваемое в цилиндр под большим давлением, самовоспламеняется, и происходит процесс сгорания.
В двигателях, работающих по циклу Дизеля, давление газов при сгорании топлива остается постоянным. Действительный цикл работы тихоходных дизельных двигателей близок к теоретическому. Однако рабочий процесс быстроходных дизельных двигателей, к которым относятся автомобильные двигатели, имеет свои особенности. Для воспламенения первых частиц топлива, впрыскиваемых в цилиндр, требуется некоторый период времени, называемый периодом задержки воспламенения.
Такая задержка необходима для подготовки топлива к самовоспламенению. В нем под действием высокого давления и температуры происходят определенные физические и химические процессы, предшествующие воспламенению. Чем выше давление и температура, тем быстрее протекают эти процессы. За период задержки воспламенения в камеру сгорания успевает поступить значительная часть порции впрыскиваемого топлива, поэтому в результате его воспламенения и сгорания давление и температура в камере резко повышаются.
Благодаря этому создаются более благоприятные условия для воспламенения частиц топлива, поступающих вслед за сгоревшими: они сгорают почти сразу же после впрыскивания в цилиндр. Давление в этот период процесса сгорания остается почти неизменным. Поскольку в первый период сгорания давление резко возрастает, а затем остается постоянным, цикл работы быстроходного дизельного двигателя называют смешанным.
Следовательно, при работе двигателя по смешанному циклу часть топлива сгорает при постоянном объеме, а часть—при постоянном давлении.
Действительный рабочий процесс быстроходного дизельного двигателя может быть графически изображен диаграммой.
Пусковое устройство типа«Термостарт»предназначено для облегчения пуска холодного двигателя при температуре окружающего воздуха до—25°С путем подогрева воздуха, поступающего в цилиндры.
Во впускные трубопроводы двигателя при открытии электромагнитного клапана начинает поступать дизельное топливо. Оно поступает через форсунки, объединенные со свечами накаливания. Разогретые проходящим через них током свечи поджигают топливо, и факел, образующийся во впускном трубопроводе, подогревает воздух, поступающий в цилиндры двигателя.
Свечи накаливания включают в цепь низкого напряжения с помощью специального выключателя. При этом ток, поступающий к свечам, проходит через термореле, которое, нагреваясь за 1—2 мин, замыкает контакты, включающие электромагнитный клапан подачи топлива. Клапан открывается и пропускает топливо, подаваемое топливным насосом, во впускной трубопровод. После пуска двигателя и возвращения выключателя в исходное положение подача топлива прекращается и факел гаснет.
Пусковой подогреватель служит для предварительного прогрева двигателя перед его пуском при очень низких температурах окружающего воздуха (ниже—25°С). Пусковой подогреватель позволяет одновременно прогревать жидкость в системе охлаждения и масло в картере двигателя.
Схема пускового подогревателя. Так же, как и устройство«Термостарт», пусковой подогреватель работает на обычном дизельном топливе. Перед пуском двигателя подогреватель нагревает охлаждающую жидкость до 85—100°С.
Подогревателем можно пользоваться как при заполнении системы охлаждения двигателя водой, так и антифризом. При использовании воды перед пуском двигателя воду заливают только в котел подогревателя. Котел подогревателя состоит из четырех цилиндров, образующих две водяные рубашки: наружную и внутреннюю, соединенные между собой трубками и кольцевой цепью, К переднему торцу внутреннего цилиндра примыкает горелка с двойными цилиндрическими стенками. Внутренняя полость горелки является камерой сгорания подогревателя. Топливо в горелку подается по топливопроводу, которое проходит через электромагнитный клапан и распыливается форсункой. Одновременно в горелку подается воздух, нагнетаемый вентилятором. Образовавшиеся в результате сгорания топлива газы проходят по внутреннему цилиндру котла, затем через наружный газоход и согревают стенки водяной рубашки, после чего отводятся в патрубок.
Tags: вентилятор, воздух, газ, дизель, жидкость, клапан, насос, отвод, провод, пуск, термореле, устройство, цепь
Устройство четырехтактных дизельных двигателей | 
Комментариев (0)
Рассмотрим процесс работы четырехтактного дизельного двигателя.
Такт впуска. Поршень движется от верхней мертвой точки (в. м. т.) к нижней мертвой точке (н. м. т.). Впускной клапан открыт, и под действием разрежения из впускного трубопровода в цилиндр поступает воздух. При этом давление в цилиндре составляет 0,085—0,095 МПа, а температура воздуха—40—60°С. ,
Такт сжатия. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. После закрытия впускного клапана цилиндр разобщается с внешней средой и в нем происходит сжатие воздуха. Благодаря высокой степени сжатия давление в цилиндре к концу этого такта повышается до 4,0—5,0 МПа (линия 2—3), а температура сжатия воздуха достигает 620—700°С.
Когда поршень приближается к в.м.т., в цилиндр через форсунку впрыскивается под большим давлением мелко распыленное топливо, самовоспламеняющееся под действием высокой температуры сжатого воздуха. В результате сгорания топлива давление газов в цилиндре повышается до 6,0—8,0 МПа, а температура газов достигает 1800—2000°С.
Такт расширения. Поршень движется от в.м.т. к н.м.т. Оба клапана закрыты, и в цилиндре происходит расширение продуктов сгорания, сопровождающееся падением давления и температуры. При этом расширяющиеся газы выполняют полезную работу. Под их действием поршень совершает поступательное движение, преобразуемое кривошипно-шатунным механизмом во вращательное движение коленчатого вала. К моменту открытия выпускного клапана давление в цилиндре снижается до 0,3—0,4 МПа, а температура газов—до 600—700°С.
Такт выпуска. При открытии выпускного клапана давление в цилиндре сразу резко падает. Поршень, совершая движение от н.м.т. к в.м.т., вытесняет отработавшие газы через открытый выпускной клапан и выпускной трубопровод в атмосферу. Вследствие сопротивления отработавших газов давление в цилиндре превышает атмосферное и составляет в среднем около 0,12 МПа. Отработавшие газы сохраняют высокую температуру (около 600°С).
Величина давления в цилиндрах дизельного двигателя в период сжатия и сгорания значительно выше, чем у карбюраторных двигателей, поэтому конструкция дизельных двигателей должна быть более прочной.
Tags: вал, воздух, газ, давление, двигатель, дизель, клапан, конструкция, кривошип, линия, механизм, поршень, провод, процесс, пуск, шатун
Рабочий процесс дизельных двигателей | Комментариев (0)
У автомобилей КамАЗ в систему питания двигателя воздухом входят колпак для отбора воздуха из атмосферы; труба воздухозаборника; воздухозаборник, выполненный в виде гофрированного резинового патрубка; воздушный фильтр патрубки и трубы и, соединяющие воздухозаборник с воздушным фильтром; впускные трубопроводы и устройство для отсоса пыли из воздушного фильтра.
Воздушный фильтр двухступенчатый сухого типа со стальным штампованным корпусом большого объема. Поступая в корпус, имеющий инерционную решетку, воздух меняет направление своего движения, при этом из него выпадают крупные частицы пыли. Пройдя первую ступень очистки, воздух попадает в сменный фильтрующий элемент из гофрированного картона, где подвергается более тщательной очистке. После второй ступени очистки воздух направляется в выходную трубу и далее во впускной трубопровод двигателя. Корпус фильтра счищается от пыли, которая отсасывается через патрубок, под действием разрежения, создаваемого в нем благодаря подсоединению его к выпускной системе двигателя.
Засорение фильтрующего патрона увеличивает сопротивление прохождению воздуха во впускную систему двигателя и соответственно увеличивает разрежение в ней. Чтобы своевременно можно было заметить вызванное этим понижение эффективности работы двигателя, на левом впускном трубопроводе двигателя установлен индикатор разрежения, сигнализирующий о засоренности воздушного фильтра.
Впускные трубопроводы уV-образных двигателей расположены в развале между цилиндрами. Они выполнены раздельно для правого и левого ряда цилиндров и объединены соединительным патрубком, на верхний фланец которого устанавливают воздушный фильтр. Крепятся впускные трубопроводы к головкам цилиндров болтами, а места соединений герметизируются уплотнительными прокладками.
Турбокомпрессор используют для значительного повышения мощности двигателя, без увеличения его рабочего объема, используя нагнетание воздуха в цилиндры при помощи турбокомпрессора. Применение турбокомпрессора позволяет увеличить наполнение цилиндров свежим воздухом в соответственно повысить количество впрыскиваемого топлива. При сгорании больших порций топлива выделяется большее количество тепла, превращаемого затем в полезную работу. Соответственно растет и мощность двигателя.
Турбокомпрессор состоит из одноступенчатого центробежного компрессора, нагнетающего воздух, и радиальной центростремительной турбины, приводящей его во вращение и использующей энергию отработавших газов.
