Ряд последовательных процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя во время его работы, называется рабочим циклом.
Изображение рабочего цикла двигателя в виде замкнутой кривой, показывающей изменение давления газов в течение цикла в зависимости от изменения объема в цилиндре, называется индикаторной диаграммой.
На индикаторной диаграмме четырехтактного карбюраторного восьмицилиндрового двигателя (рис. 1) по горизонтальной оси отложен объем V цилиндра в кубических сантиметрах, а по вертикальной оси —давление р газов в цилиндре в килограммах на квадратный сантиметр.
 |
Во время процесса впуска (линия 7—1) цилиндр наполнятся горючей смесью за счет разрежения (0,7—0,9 кГ/см2). Горючая смесь смешивается с продуктами сгорания предыдущего цикла, оставшимися в цилиндре, и образует рабочую смесь. Чем лучше наполнение цилиндра, тем выше мощность двигателя.Температура смеси в конце впуска 75—125°С. В процессе сжатия (линия 1—2—3) температура и давление рабочей смеси повышаются. Давление в конце сжатия (точка 3) тем больше, чем выше степень сжатия. При степени сжатия в карбюраторных двигателях 6—9 давление в конце сжатия равно 7—12 кГ/см2, а температура газов — 350 — 400°С. |
Рис. 1. Индикаторная диаграмма четырехтактного карбюраторного двигателя ЗИЛ: 1 — начало такта сжатия; 2 — момент зажигания соответствует смеси; 3 - конец такта сжатия; 4 — точка максимального давления газов; 5 — начало открытия Г выпускного клапана; 6 — конец расширения га-зов; 7 — конец такта выпуска — начало такта впуска
Линия 3—4—5—6 на диаграмме процессам сгорания и расширения-рабочем ходу. Процесс сгорания начинается через небольшой промежуток времени после проскакивания искры (точка 2). Он не заканчивается в в. м. т., а продолжается в процессе расширения.
Вследствие того, что определить момент окончания процесса сгорания затруднительно, за конец сгорания условно принимают точку 4, т. е. момент достижения максимального давления газов.
В точке 4 давление газов достигает 35 кГ/см2, а температура — 2200 — 2500°С. Давление газов в процессе расширения передается на поршень и используется для совершения полезной работы.
К концу расширения давление газов в цилиндре уменьшается до 3—5 кГ/см2 температура снижается до 1000— 1200°С.
Линия 6—7 соответствует процессу выпуска. Для лучшей очистки цилиндра выпускной клапан начинает открываться до н. м. т. (точка 5).
Процесс выпуска протекает при давлении выше атмосферного, которое к концу выпуска снижается до 1,1 — 1,2 кГ/см2; температура к этому моменту уменьшается до 700- 800°С.
В четырехтактном дизеле ЯМЗ (рис. 2) в процессе впуска (линия 7—1) в цилиндр поступает воздух. В связи с меньшим сопротивлением впускной системы (отсутствие карбюратора) дав ление при впуске несколько выше (0,85—0,95 кГ/см2), чем в карбюраторном двигателе, а температура ниже (40—60°С).
 |
Процессу сжатия на рис. 2 соответствует линия 1—2—3. Так как степень сжатия в дизелях ЯМЗ составляет 16,5, давление в конце сжатия (точка 3) повышается до 38—43 кГ/см2, а температура воздуха —до 620—680°С. Процессам сгорания и расширения соответствует линия 3—4—5—6. Форсунка начинает впрыскивать топливо до в. м. т. (точка 2). С появлением первых очагов пламени начинается процесс сгорания, характеризуемый быстрым повышением давления (линия 3—4) и температуры. Когда поршень после в. м. т. начинает опускаться, сгорание в течение небольшого промежутка времени (линия 4—4') протекает при почти постоянном давлении. |
Рис 2. Индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля
Максимальное давление такт достигает 73—79 кГ/см2. температуpa — 1700— 1800°С. Давление к концу расширения снижается до 3— 4 кГ/см2, а температура — до 600—650°С.
Линия 6—7 соответствует процессу выпуска. Выпускной клапан начинает открываться за 56° до н. м. т. (точка 5).
После этого давление газов быстро снижается до 1,1 — 1,2 кГ/см2 и до конца выпуска (точка 7) остается постоянным.
В табл. 1 приведено чередование тактов в V-образном восьмицилиндровом четырехтактном двигателе при порядке работы цилиндров 1—5—4—2—6—3—7—8.
Таблица 1
Индикаторной мощностью Ni называют мощность, развиваемую газами внутри цилиндра двигателя.
Эффективной мощностью Ne называют мощность, получаемую на коленчатом валу двигателя.
