§ 81. Двигатели внутреннего сгорания

Двигателями внутреннего сгорания называют такие двигатели, в которых превращение химической энергии топлива в тепловую и тепловой в механическую происходит в одном рабочем цилиндре.

Привод компрессорных и насосных установок от двигателей внутреннего сгорания в настоящее время значительно менее рас­пространен, чем привод от электродвигателей. В основном двигате­ли внутреннего сгорания применяют в передвижных установках, а также там, где есть дешевое жидкое или газообразное топлива (на металлургических заводах, в нефтедобывающей и нефтеперера­батывающей промышленности, вблизи месторождений природных газов, на газоперекачивающих станциях и т. д.).

Для привода поршневых компрессоров и насосов используют двигатели двух типов: с самовоспламенением горючей смеси (дизе­ли) и с искровым зажиганием (карбюраторные). Дизели применя­ют в стационарных и передвижных установках средней и большой производительности, карбюраторные двигатели — в передвижных установках малой производительности, а также на газоперекачива­ющих станциях.

Двигатели внутреннего сгорания могут быть четырехтактными и двухтактными. В четырехтактных двигателях рабочий цикл со­вершается за два оборота коленчатого вала, а в двухтактных — за один оборот.

Раб.очий цикл четырехтактного дизеля состоит из четырех про­цессов: всасывания, сжатия, рабочего хода и выхлопа.

На рис. 98 приведена схема работы четырехтактного д и-зеля. При всасывании газораспределительный механизм открыва­ет впускной клапан 6 <и в цилиндр 2 всасывается воздух, поршень 5" движется от верхнего крайнего положения к нижнему крайнему. При движении поршня вверх и закрытых клапанах воздух сильно» сжимается, давление достигает 4,0 МПа, температура повышается.

до 600°C В конце сжатия через форсунку 7 в цилиндр впрыскивает-ся топливо. Попав Сильно разогретый воздух, мелкораспыленное топливо воспломеняется и сгорает, образуя большое количество газов сгорания. Температура и давление в цилиндре значительно по-

вышаются. Под действием расширяющихся газов сгорания поршень идет вниз и через шатун 4 передает движение коленчатому валу 5. Этот процесс называется рабочим ходом. Затем газораспредели­тельный механизм открывает выхлопной клапан 1 и поршень, дви­гаясь вверх, выталкивает отработанные газы из цилиндра — про­исходит выхлоп. Затем снова начинается всасывание и рабочий цикл повторяется.

Схема работы четырехтактного карбюраторного двигателя представлена на рис. 99. Первый такт — всасыва­ние: газораспределительный механизм 6 открывает впускной кла­пан 7, и в цилиндр 2 поступает рабочая смесь, образовавшаяся в карбюраторе и состоящая из воздуха, паров и капель топлива. Поршень 1 идет вниз. Т1ри движении поршня вверх происходит

сжатие, так как оба клапана закрыты. Рабочая смесь сжимается до давления 0,6—1,0 МПа, т. е. значительно меньшего, чем у дизе­ля, для избежания самовоспламенения и детонации топлива. В кон­це сжатия между электродами запальной свечи 8 проскакивает электрическая искра, и смесь зажигается и мгновенно сгорает. Дав­ление возрастает до 26—32 МПа, а температура — до 1800°С. Под действием газов сгорания поршень движется вниз и через шатун 3 передает движение на коленчатый вал 4. Это рабочий ход. Далее при движении поршня вверх отработанные газы выталкиваются из цилиндра через открывшийся выхлопной клапан 5. Затем цикл повторяется.

В карбюраторных двигателях используют легкоиспаряющееся топливо — бензин автомобильный, а в газовых двигателях — горю­чие газы.