ОСОБЕННОСТИ РАБОЧЕГО ЦИКЛА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Карбюраторные двигатели работают как по четырехтактному, так и по двухтактному принципу. У этих двигателей в цилиндры подается смесь воздуха с легким топливом (бензином, лигроином), которая подготавливается вне цилиндра в специальных приборах-карбюраторах. Поскольку в цилиндры подается не воздух, а рабочая топливовоздушная смесь, то в процессе сжатия ее нельзя доводить до такой же температуры, как в дизеле, так как произойдет преждевременная вспышка, поршень начнет двигаться в обратную сторону и двигатель работать не будет. Поэтому карбюраторные двигатели имеют степень сжатия по крайней мере в два раза меньшую, чем у дизелей. Для воспламенения рабочей смеси карбюраторные двигатели оборудуются системой электрического зажигания. Воспламенение топливовоздушной смеси обеспечивается искровым разрядом тока высокого напряжения (10000-18000 В), создающим между электродами свечи зажигания температуру около 10 000° С.

В карбюраторе топливо смешивается с воздухом в строго определенных соотношениях, необходимых для качественного сгорания на различных режимах работы двигателя. Рабочая смесь, проходя по впускному тракту, соприкасается с нагретыми деталями двигателя, испаряется и дополнительно перемешивается. В конце сжатия частички топлива и воздуха равномерно распределены по объему цилиндра. Электрическая искра, проскакивающая между электродами свечи зажигания, обеспечивает воспламенение рабочей смеси в необходимый момент, и происходит быстрое сгорание при почти неизменном объеме камеры сжатия. Такой характер сгорания является одной из отличительных особенностей рабочего цикла карбюраторных двигателей.

При сгорании давление повышается от рс=6-12 кгс/см2 (0,6-1,2 МН/м2) до максимального значения рz=20-40 кгс/см2 (2-4 МН/м2), а температура —от tс =350-450°С до tz = 1800-2300°С, т. е. давление сжатия и максимальное давление цикла у карбюраторных двигателей значительно ниже, чем у дизелей, а температура в конце сгорания выше.

Продукты сгорания, расширяясь, перемещают поршень. В конце расширения, при давлении pb = 3-6 кгс/см2(0,3-0,6 МН/м2) открываются выпускные органы (клапаны у четырехтактных или выпускные окна у двухтактных двигателей). В атмосферу отработавшие газы выпускаются при температуре 650—900°С. Эти параметры также выше, чем у дизельных двигателей.

При впуске в цилиндры свежего заряда он смешивается с газами, оставшимися в камере сгорания. Из-за большего объема камеры сжатия (так как у карбюраторных двигателей меньше степень сжатия) в ней остается и большее количество остаточных газов —у четырехтактных до 15, а у двухтактных — до 25—35% и более. На малых режимах работы количество остаточных газов увеличивается. Следует также заметить, что продувка цилиндров у двухтактных карбюраторных двигателей осуществляется рабочей смесью, т. е. часть топлива теряется с продувкой. Для смазки внутренних деталей двухтактного двигателя топливо смешивается с небольшим количеством масла, которое входит в состав рабочей смеси и частично теряется при продувке.

Отмеченные выше недостатки, а также ряд других причин предопределяют меньшую экономичность карбюраторных двигателей по сравнению с дизелями. Расход топлива у карбюраторных четырехтактных двигателей примерно в 1,5 раза, а у двухтактных в 2,5—3 раза больше, чем у дизелей при той же мощности.

Вместе с тем применение легких топлив и внешнего смесеобразования позволяет работать карбюраторным двигателям при большей частоте вращения коленчатого вала (более 3000-5000 об/мин), что обусловливает их малую массу и габариты, упрощает конструкцию, облегчает пуск, уменьшает шум и вибрацию. Карбюраторные двухтактные двигатели с кривошипно-камерной продувкой получили широкое применение в качестве двигателей подвесных лодочных моторов из-за простоты устройства и обслуживания. Четырехтактные двигатели устанавливают на служебно-разъездных катерах и небольших судах вспомогательного флота.