Газораспределения четырехтактного двигателя

 

Индикаторной диаграммой называется зависимость давления газов в цилиндре от изменения объема цилиндра, обусловленного движением поршня или угла поворота кривошипа.

Рис. 3. Индикаторные диаграммы четырехтактного карбюраторного двигателя в координатах p – V: А – цикла; б – угловая поворота кривошипа и хода поршня; в – процесса газообмена	Рис. 4. Индикаторные диаграммы четырехтактного дизеля без наддува в координатах p – V: А – цикла; б – процесса газообмена

 

На рис. 3, 4 показаны индикаторные диаграммы четырехтактного карбюраторного и дизельного двигателей. В нижней части рисунков а, б) в увеличенном масштабе процессы впуска и выпуска газов.

Фазы газораспределения – это угол поворота кривошипа от момента открытия до момента закрытия клапанов.

Впускной клапан открывается с некоторым опережением до ВМТ. Это точка 1 на индикаторных диаграммах. Процесс впуска смеси топлива и воздуха (карбюраторный двигатель) или воздуха (дизельный двигатель) характеризуются линией 1-5-а-2. Впуск заканчивается закрытием впускного клапана (точка 2). Горючая смесь или воздух, поступившие в цилиндр смешиваются с продуктами сгорания, оставшимися в цилиндре от предыдущего цикла (остаточные газы) и образуют рабочую смесь. После окончания процесса впуска рабочая смесь сжимается. Точка 3 на индикаторных диаграммах соответствует моменту подачи искры, рис. 3 или моменту начала впрыска топлива в камеру сгорания, рис. 4. Процесс сгорания начинается до ВМТ. и продолжается на некотором участке такта расширения. Если в карбюраторных двигателях или в двигателях с впрыском топлива

Рис.5. Круговая диаграмма фаз распределения процессов, происходящих в цилиндрах 4-тактного дизеля

воспламенение осуществляется за счет подачи искры, то в дизельном двигателе воспламенение происходит от высокой температуры сжатия.

Процесс удаления отработавших газов (выпуск) начинается при открытии выпускного клапана (точка 4). В этот момент давление в цилиндре значительно выше атмосферного, вследствие чего в начальной стадии процесса отработавшие газы вытекают из цилиндра через клапан с критической скоростью. К приходу поршня к Н.М.Т. давление в цилиндре значительно падает, и при дальнейшем движении поршня от Н.М.Т. к В.М.Т. отработавшие газы выталкиваются в атмосферу. Линия 4-1-5. Выпускной клапан закрывается после В.М.Т. (точка 5). Углы опережения открытия и запаздывание закрытия клапанов служат для повышения эффективности очистки цилиндра от отработавших газов и наполнения свежим зарядом. Величина их зависит от некоторых факторов. Одним из основных является частота вращения вала двигателя (n). С увеличением (n) фазы расширяются и с уменьшением (n) – уменьшаются.

При смене процессов выпуска и впуска имеет место одновременное открытие обоих клапанов, т.е. еще не закрылся выпускной клапан, уже открылся впускной, см. рис. 5. Угол поворота коленчатого вала, когда открыты выпускной и впускной клапаны называется перекрытием клапанов, рис. 5. В этот момент происходит одновременно продолжающийся выпуск отработавших газов и впуск свежего заряда. Это происходит за счет эжекторного свойства газов.

Величина перекрытия, при которой сказывается положительный эффект на процесс наполнения, зависит от частоты вращения коленчатого вала и подбирается такой величины, чтобы в рабочем диапазоне не было ухудшения наполнения цилиндра.