Принцип работы двигателя МАЗ-500

Полный цикл рабочего процесса в цилиндрах двигателя осуществляется за два оборота коленчатого вала, т. е. за четыре хода поршня.

При вращении коленчатого вала через распределительные шестерни приводится во вращение также распределительный вал двигателя и кулачковый валик топливного насоса высокого давления.

Рис. 9. Схема рабочего процесса четырехтактного дизеля:

а —впуск свежего воздуха; б —сжатие воздуха и впрыск топлива: в — расширение газов (рабочий ход); г —выпуск отработавших газов

Движение этих механизмов строго согласовано между собой, и каждому положению поршня соответствует вполне определенное положение кулачков распределительного вала и кулачкового валика топливного насоса, а следовательно, и клапанов газораспределительного механизма и плунжеров топливного насоса.

Чтобы рассмотреть работу двигателя, достаточно проследить за работой одного из цилиндров, так как работа во всех цилиндрах происходит аналогично.

Схема очередности тактов рабочего процесса показана на рис. 9.

Первый такт — впуск. При вращении коленчатого вала поршень начинает двигаться вниз от в«\ т. к н. м. т. При этом вследствие наличия разряжения над поршнем из окружающей среды через предварительно открытый впускной клапан (который открывается за 20° до в. м. т. по углу поворота коленчатого вала) в цилиндр двигателя поступает очищенный от пыли воздух, необходимый для сгорания очередной порции топлива.

Процесс всасывания воздуха продолжается и после прохождения поршнем н. м. т., так как в этот период впускной клапан еще открыт и воздух продолжает поступать в цилиндр по инерции, приобретенной им при входе в цилиндр с большой скоростью. Только через 56° после прохождения поршнем н. м. т. впускной клапан закрывается, и всасывание воздуха в цилиндр прекращается. Начинается второй такт — сжатие. Такое запаздывание закрытия впускного клапана улучшает наполнение цилиндра свежим зарядом воздуха, что способствует лучшему сгоранию топлива.

Давление воздуха к концу такта впуска составляет 0,85 — 0,9 кГ/см2, а температур,'а 40—60° С. Это объясняется сопротивлением, которое оказывает впускная система входящему воздуху, наличием остаточных газов в цилиндре и нагревом поступающего воздуха от стенок цилиндра, поршня и головки цилиндров.

Второй такт — сжатие. При движении поршня вверх к в. м. т. после закрытия впускного клапана воздух, поступивший в цилиндр, сжимается поршнем. Происходит такт сжатия, в конце которого при подходе поршня к в. м. т. давление воздуха достигает 40—42 кГ/см2, а его температура 740—800° С. !

Когда поршень подходит к в. м. т. (за 20° до нее), в камеру сгорания, где находится сж’атый и нагретый воздух, топливным

насосом через форсунку под давлением 150 кГ/см2 впрыскивается топливо, распыленное в виде мельчайших капелек.

Хорошему перемешиванию топлива с воздухом, а следовательно, и улучшению сгорания его способствуют вихревые движения воздуха, возникающие в цилиндре в процессе впуска в результате (тангенциального ввода воздуха в цилиндр, обусловленного тангенциальным расположением впускного канала по отношению к цилиндру.

Вследствие высокой температуры сжатого воздуха и интенсивного вихреобразования впрыскиваемое в цилиндр топливо воспламеняется и быстро сгорает. При этом давление в цилиндре резко возрастает и достигает к концу такта сжатия 74—80 кГ/см .

Третий такт — рабочий ход. После того как поршень пройдет в. м. т., газы расширяются, и под их действием поршень движется вниз к н. м. т., осуществляя рабочий ход, продолжающийся до момента открытия выпускного клапана. Выпускной клапан открывается за 56 до н. м. т., когда давление газов в цилиндре снижается.

После открытия выпускного клапана давление в цилиндре быстро падает вследствие истечения продуктов сгорания из-за избыточного давления в цилиндре через трубопровод и глушитель в атмосферу.

К моменту прихода поршня к н. м. т. давление в цилиндре приближается к атмосферному.

Рис. 10. Диаграмма фаз газораспределения

Четвертый такт—выпуск. При последующем движении поршня вверх происходит выталкивание отработавших газов через открытый выпускной клапан без заметного повышения давления. К концу такта цилиндр в основном освобождается от продуктов сгорания, и при дальнейшем движении поршня вниз весь процесс рабочего цикла повторяется в той же последовательности. Закрытие выпускного клапана происходит через 10е после прохода поршнем в. м. т. Запаздывание закрытия выпускного клапана обеспечивает лучшую очистку цилиндра от отработавших газов. Диаграмма фаз газораспределения приведена на рис. 10. Принятые фазы газораспределения являются оптимальными для данного двигателя с точки зрения повышения коэффициента наполнения двигателя, снижения шума впуска и повышения надежности работы газораспределительного механизма.

Наиболее благоприятным порядком работы шестицилиндрового У-образного двигателя (с углом развала 90°) оказался порядок 1—4—2—5—3—6; при этом вспышки происходят то в одном, то в другом ряду (рис. 11). Угловой интервал (по углу поворота коленчатого вала) между рабочими ходами при этом составляет 90° — 150° — 90” — 150° — 90° — 150°.