Третий такт – РАБОЧИЙ ХОД

Третий такт – Рабочий ход Вот теперь мы подошли к самому главно­му моменту – превращению тепловой энергии в механическую. В начале третьего так­ та, даже с некоторым опережением (на са­мом деле в конце такта сжатия), горючая смесь воспламеняется с помощью электри­ческой искры свечи зажигания (см. рис. 2.9). Давление от расширяющихся газов пе­редается на поршень, и он начинает дви­ жение вниз (от ВМТ к НМТ).

Рабочий ход

Рис. 2.9. Рабочий ход

При этом оба клапана (впускной и выпу­скной) закрыты. Смесь сгорает с выделением большого количества тепла. Из-за этого дав­ление в цилиндре резко возрастает и пор­шень с большой силой перемещается вниз, приводя во вращение через шатун коленча­тый вал. В момент сгорания температура в цилиндре повышается до 1800-2000 °С, а давление – до 2,5-3,0 МПа.

Обратите внимание, что только из-за третьего такта и создавался двигатель, хо­тя без остальных тактов он бы не состо­ялся. Поэтому все такты, кроме такта ра­бочего хода, иногда называют вспомога­тельными. А нам еще предстоит познакомиться с последним из вспомога­тельных тактов.

Четвертый такт – такт ВЫПУСКА В течение этого такта впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Поршень, перемещаясь снизу вверх (от НМТ к ВМТ), выталкивает оставшиеся в цилиндре по­сле сгорания и расширения отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал (трубопровод) и далее через систему выпуска отработавших га­зов, наиболее известным представителем которой является глушитель, в атмосферу (см. рис. 2.10).

Такт выпуска

Рис. 2.10. Такт выпуска

Все четыре такта, периодически повто­ряющиеся в рассмотренной последова­тельности в цилиндре двигателя, обеспе­чивают его непрерывную работу и назы­ваются рабочим циклом.

Рабочий цикл дизельного двигателя имеет некоторые отличия (см. рис. 2.2). При такте впуска по впускному трубо­проводу в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух. Во время такта сжатия он сжимается и нагревается. В конце этого такта, когда поршень, дви­гаясь вверх, подходит к ВМТ, в цилиндр через специальное устройство – форсун­ку, ввернутую в верхнюю часть головки цилиндра, под большим давлением впры­скивается мелкораспыленное дизельное топливо. Соприкасаясь с раскаленным воздухом, частицы топлива быстро сго­рают. При этом выделяется большое количество тепла, в результате чего температура в цилиндре повышается до 1700-2000 °С, а давление – до 7-8 МПа. Под действием давления газов поршень перемещается вниз – происходит рабочий ход. Такт выпуска у дизельного двигате­ля аналогичен одноименному такту бен­зинового двигателя.

Как мы уже сказали, лишь во время тре­тьего такта (рабочий ход) совершается по­лезная механическая работа. Остальные три такта – вспомогательные. Они совер­шаются за счет кинетической энергии тща­тельно сбалансированного массивного чу­гунного диска, закрепленного на валу дви­гателя. Этот диск называют маховиком (см. рис. 2.6 и 2.11).

Устройство коленчатого вала двигателя

Рис. 2.11. Устройство коленчатого вала двигателя: 1 – маховик; 2 – коренные шейки (для опоры в бло­ке цилиндров); 3 – противовес; 4 – канал для масла; 5 – шатунные шейки (к ним крепятся шатуны)

Кроме обеспечения рав­номерного вращения коленчатого вала, ма­ховик также способствует преодолению со­ противления сжатия в цилиндрах двигате­ля при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегруз­ки, например, при трогании автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец  для пуска двигателя старте­ром (о том, как это происходит, мы пого­ворим несколько позже). Во время третье­го такта (рабочего хода) поршень через шатун, кривошип и коленчатый вал двига­теля передает запас инерции маховику.

Накопленная таким образом инерция по­могает маховику осуществлять вспомога­тельные такты рабочего цикла двигателя. В результате при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень перемещается в цилин­дре именно за счет энергии, отдаваемой ма­ховиком. В многоцилиндровом двигателе по­рядок работы цилиндров устанавливается так, что рабочий ход, совершаемый в дан­ный момент хотя бы в одном цилиндре, по­ могает проведению вспомогательных тактов. Этому же способствует и инерция маховика.