Двухтактный дизель. 
Теплотехника. 
Том 2. Энергетическое использование теплоты

Устройство двухтактного дизеля приведено на рис. 16.8.

Для продувки цилиндров в двухтактных дизелях, в отличие от двухтактного карбюраторного двигателя, используется не горючая смесь, а атмосферный воздух. В связи с этим потеря части заряда воздуха при продувке незначительно влияет на экономичность двигателя.

Рис. 16.8. Схема двухтактного дизеля:

1 — продувочный насос; 2 — ресивер продувочного насоса; 3 — продувочные окна; 4 — форсунка; 5 — выпускные окна; 6 — топливный насос высокого давления Обычно в дизелях для продувки применяют специальный продувочный ротационный или центробежный насос, имеющий привод от вала двигателя, что позволяет почти полностью удалять из цилиндра продукты сгорания. При этом количество воздуха, подаваемого за время продувки, по объему должно быть на 30—50% больше объема цилиндров.

В отличие от рассмотренного двухтактного карбюраторного двигателя двухтактный дизель оборудован специальным продувочным насосом 1 и топливным насосом высокого давления 6', форсункой 4.

Рабочий процесс двухтактного дизеля представлен на индикаторной диаграмме (см. рис. 5.8). Часть приведенной индикаторной диаграммы, изображающая процессы сжатия, сгорания и расширения, практически аналогична индикаторной диаграмме четырехтактного дизеля. Давление и температура воздуха и газов в начале и конце указанных процессов имеют практически те же значения, что и в четырехтактных дизелях.

Первый такт — продувка цилиндра, наполнение цилиндра свежим зарядом воздуха и его сжатие. При движении поршня от НМТ к ВМТ продолжается процесс продувки цилиндра, пока не закроются продувочные окна (точка k на рис. 5.8). Выпускные окна закрываются несколько позднее (точка, а на рис. 5.8), и на участке диаграммы k—а (см. рис. 5.8) происходит вытеснение части воздуха, поступившего в цилиндр при его наполнении. После закрытия выпускных окон начинается сжатие воздуха. Далее в цилиндре протекают те же процессы (повышение давления п температуры сжимаемого воздуха, впрыск топлива через форсунку в камеру сгорания, самовоспламенение топлива и его горение), что и в четырехтактных дизелях.

Второй такт — сгорание топлива, расширение продуктов сгорания, их выпуск, начало продувки цилиндра. При движении поршня от ВМТ к НМТ до момента открытия выпускных окон в цилиндре происходят догорание топлива и расширение продуктов сгорания (так же, как в четырехтактных дизелях). Выпуск отработавших газов из цилиндра начинается (см. рис. 16.8), как только верхняя кромка поршня приоткроет выпускные окна 5 (точка b на рис. 5.8). При дальнейшем движении поршня открываются продувочные окна 3 (точка е на рис. 5.8) и воздух давлением 0,115—0,120 МПа из ресивера 2 продувочного насоса поступает в цилиндр. Начинается процесс продувки цилиндра.

Рассмотренная схема газообмена двухтактного дизеля называется контурной поперечно-щелевой. При такой системе продувки моменты начала и окончания выпуска и наполнения цилиндра взаимозависимы и на индикаторной диаграмме располагаются на одной вертикали. Применяются и других схемы продувки, которые рассматриваются в специальной литературе.

Преимущества дизеля, но сравнению с карбюраторным двигателем следующие:

• 1) больший КПД (на 30—35%) вследствие более высокой степени сжатия;
• 2) использование тяжелых и дешевых сортов топлива;
• 3) большая надежность в тяжелых условиях работы.

К недостаткам дизеля в сравнении с карбюраторным двигателем следует отнести:

• 1) большую (на 40—70%) массу, приходящуюся на 1 кВт мощности, что обусловлено более высокими давлениями в цилиндрах, а следовательно, и большими сечениями деталей двигателей, а также меньшей частотой вращения, которой пропорциональна мощность;
• 2) более высокую первоначальную стоимость (примерно в 1,5 раза), вследствие применения сложной и требующей точности изготовления топливной аппаратуры;
• 4) большую шумность работы двигателя и большую дымность выпуска.

Применение двухтактных дизелей более перспективно, чем применение двухтактных карбюраторных двигателей, поскольку экономические показатели двухтактных дизелей мало отличаются от показателей четырехтактных дизелей, имеющих наибольший КПД.