Оценка:
Двигатель К-750 (фиг. 9) четырехтактный. Как и каждый двигатель внутреннего сгорания, является машиной, преобразующей гепловую энергию топлива в механическую работу.
Работа двигателя происходит следующим образом. Топливо, поступающее самотеком из топливного бака к карбюраторам, установленным на фланцах цилиндров 1, вследствие периодического понижения давления в цилиндрах двигателя смешивается в карбюраторах с воздухом, превращаясь в рабочую смесь, и поступает по всасывающим трубам через открытые всасывающие клапаны б рабочие цилиндры 9, где сжимается поршнями 8 и воспламеняется от электрической искры при помощи запальных свечей 17' (подробное описание работы двигателя и его органов дается в соответствующих пунктах).
Фиг. 9. Схема устройства двигателя К-750.
Образование искры в запальных свечах достигается согласованной работой системы зажигания. Давление, возникающее в цилиндрах вследствие быстрого сгорания смеси, передается через поршни и шатуны 10 коленчатому валу 12, который приводится во вращательное движение. От коленчатого вала вращение передается при помощи шестерен 13 и 14 распределительному валу 15, который вращается вдвое медленнее коленчатого вала, т. е. за два полных оборота коленчатого вала делает один оборот.
Распределительный вал управляет рабочими процессами в цилиндрах двигателя: обеспечивает открытие всасывающих и выпускных клапанов в строго определенные моменты времени и обеспечивает необходимый порядок вспышек рабочей смеси в цилиндрах при помощи кулачка зажигания, действующего на прерыватель. Всасывающие и выпускные клапаны 7 в закрытом положении удерживаются пружинами 6. Сопротивление пружин преодолевается вращающимися кулачками распределительного вала, действующими на клапаны посредством толкателей 5.
Отработавшие в цилиндрах газы периодически выбрасываются в атмосферу поршнями через отверстия выпускных клапанов и трубы 16.
От распределительного вала при помощи шестерни 3 приводится во вращение генератор постоянного тока 2, а от шестерен 4 — масляный насос 11, осуществляющий смазку двигателя.
Фиг. 10. Принципиальная схема двигателя и диаграмма газораспределения.
Для предотвращения перегревания от выделяющегося тепла в цилиндрах при сгорании топлива двигатель охлаждается при помощи системы специально устроенных ребер, которые охлаждаются встречным потоком воздуха.
На фиг. 10 представлена принципиальная схема работы двигателя и диаграмма газораспределения, построенная в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Рабочие процессы двигателя происходят на протяжении четырех тактов или ходов поршня (в четырехтактном двигателе картер не участвует в осуществлении рабочих процессов, как в двухтактном двигателе).
Рабочие такты следуют друг за другом:
1- й такт—впуск А: поршень, идущий от верхней мертвой точки (в. м. т.) к нижней мертвой точке (н. м. т.), создает в цилиндре разрежение, благодаря которому в цилиндр засасывается свежая смесь из карбюратора через кольцевой зазор, образующийся между седлом и приподнятым впускным клапаном.
Вследствие большой скорости поршня поток рабочей смеси приобретает значительную инерцию, поэтому впускной клапан открывается до момента достижения поршнем в. м. т., и рабочая смесь устремляется в цилиндр навстречу поднимающемуся поршню, следует за ним к н. м. т. и продолжает наполнять цилиндр при обратном ходе поршня к в. м. т. до момента закрытия впускного клапана. Таким образом, фаза впуска длится на протяжении угла поворота коленчатого вала |3 + 180 + о.
2- й такт — сжатие Б: поршень, идущий к в. м. т., сжимает рабочую смесь в камере сжатия. В конце такта сжатия перед в. м. т. (угол а) между электродами запальной свечи появляется искра, воспламеняющая смесь. Прежде чем в цилиндре возникает максимальное давление вспышки, поршень успевает достигнуть в. м. т.
Сжатие продолжается на протяжении угла поворота коленчатого вала 180— 8. Клапаны при этом остаются закрытыми.
3- й такт — расширение или рабочий ход В: поршень под давлением быстро расширяющихся газов идет от в. м. т. к н. м. т. Расширение продолжается на протяжении угла 180 — <р. Клапаны при этом остаются закрытыми.
4- й такт—выпуск Г: поршень, идущий к в. м. т., выталкивает из цилиндра отработавшие газы через кольцевой зазор, образующийся между седлом и приподнятым выпускным клапаном. Для лучшей очистки цилиндра от отработавших газов клапан открывается до н. м. т. (угол <р) и выпуск продолжается некоторое время после в. м. т. (уголу), завершаясь продувкой камеры сжатия свежей рабочей смесью, начавшей в этот момент поступать в цилиндр. Таким образом, фаза выпуска продолжается на протяжении угла поворота коленчатого вала, равного <р +180 + у, а одновременное открытие впускного и выпускного клапанов (перекрытие клапанов), за время которого осуществляется продувка, происходит на протяжении поворота коленчатого вала на угол Р + Т-
Нормальная работа двигателя в значительной степени зависит от правильно подобранных фаз газораспределения с учетом инерции и расширения газов. Диаграмма распределения двигателя К-750 представлена на фиг. 11.
На фиг. 12 показана индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя, соответствующая двигателю К-750. На диаграмме по вертикальной оси отложены давления газов в цилиндре Р, выраженные в кг/см2, а по горизонтальной оси — объемы цилиндра V,пропорциональные ходу поршня. В точке г, соответствующей в м. т., начинается впуск, который продолжается до н. м. т. (линия га) при давлении, несколько меньшем атмосферного. В точке а начинается сжатие, продолжающееся до точки с', соответствующей воспламенению рабочей смеси. Кривая ас' называется политропой сжатия.
Фиг. 11. Диаграмма распределения двигателя К-750
Фиг. 12. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя
В результате воспламенения смеси давление в цилиндре быстро возрастает до максимального (кривая с'г'), а при обратном ходе поршня к н. м. т. происходит расширение газов по политропе расширения (кривая г'е'). В точке е' открывается выпускной клапан, поэтому давление в цилиндре начинает резко снижаться, доходя до 4—5 кг/см2 к моменту достижения поршнем н. м. т. При обратном ходе поршня давление в начале хода продолжает быстро снижаться, а потом постепенно выравнивается, но остается больше атмосферного до конца хода (точка г); таким образом, изменение давления в цилиндре при выпуске характеризуется кривой е'г. Дальше все процессы последовательно повторяются.
Площадь диаграммы выражает работу газов в цилиндре двигателя. Полезная работа газов, совершаемая за один рабочий ход поршня, частично затрачивается на вспомогательные процессы: наполнение цилиндров свежей смесью, сжатие смеси перед воспламенением и удаление из цилиндров отработавших газов.
На индикаторной диаграмме эти неизбежные потери характеризуются скруглением заштрихованных углов: площадь / характеризует потерю работы, вызванную введением опережения зажигания; площадь 2 характеризует потерю, обусловленную немгновенным сгоранием топлива; площадь 3 характеризует потерю, вызванную открытием выпускного клапана, и площадь 4 характеризует так называемые насосные потери (впуск и выпуск газов).
Рабочие процессы двигателя в его цилиндрах протекают за два полных оборота коленчатого вала не одновременно. Одинаковые
Фиг. 13. Скоростные характеристики двигателей К-750 (показаны сплошными линиями):
1 - мощность; 2. — часовой расход топлива; 3 — крутящий момент; 4 — удельный расход топлива; 5 — температура головок цилиндров. М-72 (показаны штриховыми линиями): 6 — мощность; 7 — часовой расход топлива; 8 — крутящий момент; 9 — удельный расход топлива; 10 — температура головок цилиндров.
такты смещены относительно друг друга на два хода поршня, или, другими словами, на 360° поворота коленчатого вала. Таким образом, когда в одном цилиндре происходит, например, всасывание, то в другом цилиндре происходит рабочий ход (табл. 2).
Характеристика двигателя, выражающая зависимость мощ ности, удельного и часового расхода топлива и крутящих момєнтое от числа оборотов коленчатого вала, представлена на фиг. 13 (зна чения Nе, Мк, Gт и gе приведены к нормальным атмосферньш условиям).
