КРУГОВАЯ ДИАГРАММА ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДИЗЕЛЯ

Все процессы в работающем двигателе происходят с большой скоростью. С увеличением числа оборотов значительно уменьшается время, отводимое на каждый такт. Поэтому, чтобы обеспечить наиболее совершенное протекание рабочего процесса в цилиндре двигателя, открытие и закрытие клапанов происходит не точно в момент, когда поршень находится в верхней или нижней мертвых точках, а раньше или позже.

Моменты открытия и закрытия клапанов и начала подачи топлива называются фазами распределения. Их удобно рассматривать на так называемой круговой диаграмме распределения (рис. 84). На ней фазы распределения показаны в градусах поворота кривошипа коленчатого вала относительно в.м.т. и н.м.т.

При вращении вала двигателя в направлении, показанном стрелкой, открытие впускного клапана начинается раньше прихода поршня в в.м.т. на угол α1= 10-40° поворота коленчатого вала (п.к.в.) — угол опережения впуска — с таким расчетом, чтобы при движении поршня вниз клапан был полностью открыт и не создавалось излишнего сопротивления воздуху, поступающему в цилиндр. В это время еще открыт выпускной клапан, а отработавшие газы с большой скоростью уходят из цилиндра, частично увлекая за собой свежий воздух. Выпускной клапан закрывается позднее в.м.т. на угол α= 10-20° п.к.в. Открытие впускного клапана при открытом выпускном клапане позволяет лучше очистить цилиндр от отработавших газов.

Закрывается впускной клапан позднее прихода поршня в н.м.т. на угол α2=20-45° п.к.в.— угол запаздывания закрытия впускного клапана. Несмотря на то что поршень уже начал двигаться вверх, воздух будет поступать в цилиндр за счет имеющегося там разрежения. Кроме того, воздух во время такта впуска поступает в цилиндр с большой скоростью. После прохождения поршнем н.м.т. он еще будет продолжать поступать по инерции, наполняя цилиндр. Следует

заметить, что перемещение поршня в начале его движения от н.м.т. будет небольшим, несмотря на большую величину угла α2 .

Как ранее указывалось, топливо впрыскивается в цилиндр в конце сжатия. Подача топлива начинается, когда поршень еще не дойдет до в.м.т. на угол α3= 10-35° п.к.в.—угол опережения подачи топлива. Это необходимо потому, что впрыскиваемое топливо воспламеняется не сразу, а требуется некоторое время для его подготовки к самовоспламенению.

После самовоспламенения одновременно происходит и подача топлива и его сгорание. Процесс сгорания заканчивается после прохождения поршнем в.м.т. при угле поворота, обычно не превышающем 60° п.к.в. Момент конца подачи топлива наступает несколько раньше. Величины углов окончания подачи и сгорания для одного и того же двигателя зависят в основном от количества впрыскиваемого топлива, т. е. от мощности, развиваемой двигателем в данный момент, и могут колебаться в широких пределах.

После окончания сгорания наступает расширение газов, продолжающееся до момента открытия выпускного клапана. Последний открывается в момент, когда поршень не дойдет до н.м.т. на угол α4=35-55°, называемый углом опережения открытия выпускного клапана. Отработавшие газы получают возможность выходить из цилиндра раньше, чем поршень придет в н.м.т., и их давление падает почти до атмосферного. Это позволяет уменьшить противодавление на поршень при последующем движении его вверх во время принудительного выпуска газов из цилиндра, а следовательно, снизить затраты энергии на выталкивание газов.

Угол α1+α5 =20+60° п.к.в. называют углом перекрытия клапанов. Как указывалось, он позволяет лучше очистить цилиндр от отработавших газов. У двигателей с наддувом угол перекрытия достигает 120° п.к.в.

Величины углов, соответствующих фазам распределения, зависят от числа оборотов коленчатого вала двигателей. Для двигателей с большим числом оборотов углы имеют большие значения.

Фазы распределения подбираются опытным путем при доводке двигателя и указываются в паспорте на двигатель. Путем соответствующих регулировок во время эксплуатации величины углов поддерживают постоянными.