§21. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КРАНОВ И ПРИНЦИП ИХ РАБОТЫ

Схема работы четырехтактного карбюраторного двигателя железнодорожных кранов

На рис. 52 показана схема работы четырехтактного карбюраторного двигателя

Рассмотрим, как совершается цикл в таком двигателе.

Первым является такт всасывания. Поршень, двигаясь от верхнего крайнего положения к нижнему, действует как насос: в цилиндре создается разрежение, и через открывающийся впускной клапан воздух или смесь заполняет полость цилиндра.

Вторым тактом являются сжатие и воспламенение топлива или рабочей смеси: дойдя до своего нижнего крайнего положения, поршень меняет направление, двигается вверх и сжимает заполнивший цилиндр воздух или рабочую смесь, при этом клапаны в головке цилиндра закрыты.

В дизеле воздух сжимается до давления, при котором температура воздуха повышается до 500—600°С.

В карбюраторных двигателях рабочая смесь сжимается до давления 5—10 кгс/см2 и температура смеси не превышает 400°С.

Отношение всего объема цилиндра Уд, т. е. объема всего пространства над поршнем при его нижнем положении, к объему камеры сгорания Vc, т. е. к объему всего пространства над поршнем при его верхнем положении (рис. 53) носит название степени сжатия Е:

Е=Vц/Vc

Величина степени сжатия имеет большое значение для работы двигателя и является одним из основных его показателей.

В современных дизелях степень сжатия достигает 13—18; при этом меньшие значения ее относятся к тихоходным, а большие — к быстроходным дизелям. В карбюраторных двигателях степень сжатия равна 4—5, при такой степени сжатия топливо не самовоспламеняется. Воспламенение топлива происходит в конце второго такта от электрической искры. В дизелях в конце второго такта топливо впрыскивается и самовоспламеняется.

Третьим тактом является рабочий ход (рис. 52, в).

Сгорая, топливо выделяет тепло, за счет которого повышаются температура и давление газов. В цилиндре дизеля в момент начала горения топлива температура повышается до 1200—1300°С, а давление — до 55—60 кгс/см2. Но так как топливо воспламеняется не одновременно во всем его слое, то процесс сгорания продолжается в течение некоторой части рабочего хода, в результате чего температура в цилиндре повышается до 2000°С и давление в цилиндре некоторое время поддерживается высоким.

В карбюраторных двигателях, в цилиндры которых вводится хорошо перемешанная смесь паров бензина с воздухом, процесс сгорания происходит быстрее, чем в дизеле, и поэтому температура в цилиндре карбюраторного двигателя повышается более резко, быстро достигая 1800—2000°С; при этом давление в цилиндре поднимается до 23—25 кгс/см2. В результате сгорания топлива поршень воспринимает «а себя большое давление газов и, двигаясь вниз, передает это давление на коленчатый вал.

Четвертым тактом является такт выпуска (рис. 52, г). После завершения рабочего хода, в конце которого давление в

цилиндре падает до 2—3 кгс/см2, открывается выпускной клапан и поршень, двигаясь из нижнего положения в верхнее, выталкивает в атмосферу отработавшие газы. По достижении поршнем своего крайнего верхнего положения такты повторяются в той же последовательности, т. е. происходит новый цикл.

Нетрудно видеть, что каждый рабочий цикл двигателя в этом случае осуществляется за два полных оборота коленчатого вала, т. е. на один рабочий ход приходится три вспомогательных хода поршня.

В табл. 13 показаны очередность тактов, направление движения поршня и положение впускного и выпускного клапанов.
 

Таблица 13