2. Процессы газообмена 2-х и 4-х тактных дизельных двигателей. Понятие наддува. Импульсный газотурбинный и наддув при постоянном давлении. Коэффициент избытка воздуха.

ПОД ФАЗАМИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения обычно выражаются в углах поворота коленчатого вала и представляются графически в виде диаграммы фаз (круговой диаграммы). Для освобождения цилиндра четырехтактного  дизеля   от  отработавших газов надо открыть выпускной клапан. Клапан открывается во время рабочего хода, т. е. до того, как поршень дойдет до крайнего нижнего положения. На первый взгляд это кажется невыгодным. В самом деле, зачем преждевременно выпускать из цилиндра газы, не потерявшие давления? Выпуск газов с опережением облегчает движение поршня вверх. Происходит это потому, что давление в цилиндре при движении поршня к наружной мертвой точке из-за опережения выпуска успевает значительно понизиться. Поэтому отработавшие газы будут оказывать незначительное противодействие обратному ходу поршня.

ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫХ И ДВУХТАКТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ.

Механизм газораспределения служит для управления процессами впуска воздуха в цилиндр и выпуска отработавших газов. Состоит из впускных и выпускных органов газораспределения и их приводов.

В четырехтактных дизелях применяют клапанное газораспределение. Клапанный механизм газораспределения состоит (рис. 1, а) из клапанов 1, расположенных в направляющих втулках 2 и удерживаемых в закрытом состоянии пружинами 3, распределительного вала 9, толкателя 8, штанги 7 и клапанного рычага (коромысла). Привод распределительного вала - шестеренный (рис. 1, а).

Механизм газораспределения действует путем вращения коленчатого вала двигателя, на конце которого посажена шестерня 11. Она приводит в движение шестерню 12, а та вращает шестерню 10 распределительного вала. При вращении распределительного вала его кулачок поднимает толкатель 8, который воздействует на штангу 7, поднимающую правое плечо коромысла 4, заставляя его немного повернуться вокруг оси и левым концом открыть клапан 1. Когда выступ кулачка распределительного вала выйдет из-под толкателя, давление на клапан прекращается и он под воздействием пружины 3 становится на место и закрывает отверстие в крышке цилиндра.

Рис. 1. Механизм газораспределения и его приводы: а - клапанный механизм газораспределения четырехтактного дизеля с шестеренным приводом; б - цепной привод распределительного вала малооборотного двухтактного дизеля.

Во время работы двигателя клапаны нагреваются и, следовательно, расширяются, т. е. увеличиваются в длину. Для компенсации этого расширения между торцом стержня каждого клапана и коромыслом должен быть некоторый зазор «А»: меньший для впускного клапана и больший для выпускного (более сильно нагревающегося). Требуемую величину зазора устанавливают регулировочным винтом 6, закрепляемым контргайкой 5. При завинчивании винта 6,нижний конец которого упирается в штангу, правое плечо клапанного рычага будет подниматься, а зазор «А»уменьшаться; при вывинчивании — наоборот. Номинальное значение зазора находится в пределах от 0,2 до 0,55 мм.

Шестеренный привод механизма газораспределения применяют в большинстве четырехтактных дизелей. У некоторых малооборотных двухтактных дизелей (рис. 1, б), у которых подача свежего воздуха в цилиндр осуществляется через окна, а выпуск отработавших газов — через клапаны, находит применение цепной привод распределительного вала. У такого привода дизеля фирмы «Бурмейстер и Вайн» вращение передается от коленчатого вала 13 через ведущую звездочку 12 с помощью втулочно-роликовой цепи 11 на ведомую звездочку 5, насаженную на вал привода выпускных клапанов и топливных насосов. Направление цепи осуществляется с помощью промежуточных звездочек 2, 3, 10. Натяжение цепи поддерживается постоянным.В двухтактном ДВС фазы газораспределения регулируются изменением положения распредвала.

НАДДУВ - Повышение давления воздуха при впуске в двигатель с целью увеличения количества подаваемого топлива и, соответственно, мощности снимаемой с единицы объёма двигателя.

Наддув дизелей может быть осуществлен по импульсной и изобарной схемам. При импульсном газотурбинном наддуве выпуск газов из трех соседних цилиндров осуществляется по отдельным выпускным трубопроводам, по которым энергия выпускных газов передается непосредственно на лопатки турбины турбокомпрессора.

При изобарном наддуве выпускные газы из всех цилиндров дизеля попадают в один общий коллектор.

КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА

Отношение действительного количества воздуха, вводимого в цилиндр для сгорания 1 кг топлива, к теоретически необходимому.

Коэффициент избытка воздуха может быть больше единицы (бедная смесь) и меньше единицы (богатая смесь).