За видами
теплові двігуні діляться на: реактивні, газотурбінні, поршневі внутрішнього двігуні
згоряння. В даний час при складанні автомобілів на заводах надавати поршневі
двігуні. Їх суть в тому, що паливо згорає всередині робочого циліндра.

Існує
дві групи поршневих двигунів. В залежності від займання і
сумішоутворення смороду поділяються на:

    • із зовнішнім
      сумішоутворенням і запалюванням від електричної іскри (два віді карбюраторні і
      газові);
    • з
      внутрішнім сумішоутворенням, які спалахують при контакті з
      повітрям, нагрітим в циліндрі до високих температур при сильному стисненні
      (двігуні дизельні або із запалюванням при стисканні).

Робочий цикл
двигуна – ланцюг послідовних процесів, які періодично повторюватися в кожному циліндрі в процесі роботи. Наскільки заповненості циліндр горючою сумішшю під час такту, настільки ж висока потужність двигуна.

Чотиритактний робочий цикл

Коефіцієнт наповнення

Коефіцієнт наповнення дорівнює відношенню ваги горючої суміші
(фактично потрапила в циліндр) до загальної ваги всієї горючої суміші, яка винна
була наповнити робочий об’єм циліндра (при високому атмосферному тиску і 20°С
температури навколишнього середовища). Рівень коефіцієнта наповнення, розрахований за
повному розкритті дроселя карбюратора, а також при середньому числі обертів
колінчастого валу може відповідати показникам від 0,75 до 0,85. Коефіцієнт наповнення за
мірою прикриття падає і при низьких
обертах холостого ходу досягає до 0,20.

При заборі суміші
тиск в циліндрі набагато менше атмосферного (близько 0,7 до 0,9 кг/см2),
це відбувається з-за опору клапанів, повітряного фільтра, впускного
трубопроводу і карбюратора. В кінці процесу температура суміші знижується і становить
від 75 до 125°С.

Під годину
стиснення робочої суміші піднімається і температура і тиск. Чим вище такт
стиснення, тим більше ступінь стиснення. В карбюраторних машинних двигунах тиск під кінець такту стиснення приблизно від 7 до 12 кг/см2, тоді
температура газів становить 350-400°С.

Потужність
двигуна залежить і від швидкості горіння. Чим більше швидкість горіння, тім вище
потужність. А швидкість горіння, в свою чергу, залежить від того, якої якості паливо, що і в яких співвідношеннях
входити в його склад та ступінь завихрення робочої суміші, її ступеня стиснення, температури
і коефіцієнта залишкових газів.

Коефіцієнт залишкових газів

Коефіцієнт залишкових газів вказує
на процентний вміст продуктів згоряння робочої суміші, які залишилися в
циліндрі від попереднього циклу. Зростання даного коефіцієнта свідчить про зниження
швидкості горіння робочої суміші.

Під кінець
згорання температура газів зростає до 2200 – 2500°С, а тиск до 30 – 40 кг/см2.
Далі, після того як газі досягнуть максимального тиску, відбудеться розширення. В разі чого, гази впливають
на поршень, впливаючи на роботу циліндра. По закінченні роботи тиск газів
циліндра падає до 3-5 кг/см2 і відбувається зниження температури приблизно
до 1000-1200°С.

Щоб добре
очистити циліндр, необхідно відкрити випускний клапан до н.м.т. Даний процес проходити
при високому тиску, падаючим до закінчення
такту до 1,1 -1,2 кгсм2 і при зниженні температури до 700-800°С.

Мінський і
Кременчуцький заплави автомобілів на всі нові моделі машин надавати
чотиритактні дизельні двігуні, в більшості випадків або ЯМЗ-236, або ЯМИ-238.

Під час впуску
відбувається попадання повітря в циліндр. Так як опір впускної системи
дуже низьке (з-за відсутності карбюраторів) тиск при впуску трохи
завищена (0,85-0,95 кг/см2), на відміну від карбюраторного двигуна, альо
супроводжується зниженням температури до 40-60°С.

У дизельних
двигунах ЯМЗ ступінь стиснення приблизно дорівнює 16,5, в цій ситуації тиск при
кінцевому стисненні збільшено до 40-42 кг/см2, тоді як температура
повітря приблизно 740-800°С.

Форсунка качає
паливо за 20° до в.м.т., отже, найбільша частина палива згоряє до підходу
у в.м.т. поршня. В дизельному двигуні для самоосвіти горючої суміші відводиться
раз в 20-30 менше години, порівняно з карбюраторним двигуном, саме тому,
щоб відбулося повне згоряння палива, потрібна велика кількість повітря.

При залишковому
згорянні палива тиск газів доходити 74-80 кг/см2, при температури
близько 1700-2000°С. До кінця розширення тиск знижується до 3-4 кг/см2,
відбувається і зниження температури до
800-900°С.

У дизельних
двигунах частина паливного тепла йде на підігрів подається в циліндр
повітря, що надходить в підігрітому вигляді, тому температура при згорянні (розширення)
нижче карбюраторних.

Відкриття випускного
клапана відбувається за 56° до н.м.т., після чого йде зниження тиску газів
до 1,1 -1,2 кг/см2, яке до кінця випуску залишається постійним. Досягається
температура при випуску дорівнює 600-700°С, приблизно.

Двотактний робочий цикл

Як відомо,
двотактні дизельні двігуні, що мають прямоточну продувку, такі як ЯАЗ-М204А
і ЯАЗ-М206А встановлюються на машини КрАЗ-219, МАЗ-200 і на їх модифікаціях. Даний двигун має нагнітач повітря.

Перший такт

В момент, коли поршень функціонує
у н.м.т., тиск знаходився в циліндрі повітря сягає близько 1,5 кг/см2,
а температура 90°С. В цею годину продувні відчини разом з випускними
клапанами є відкритими і циліндр починає продуватися, а потім
наповнюється повітрям. Рухаючись під час роботи поршня від н.м.т. до в.м.т., пружки
його днища перекриває всі продувні відчини і потім прикриваються випускні
клапани, після чого відбувається стиснення повітря. Після закінчення робочого такту
наповнений повітрям циліндр під тиском близько 1400 кг/см2 починає подаватися паливо. У цьому випадку тиск становитиме 50 кг/см2 при температури 600-700°С. Горіння
відбувається лише при повноцінному обсязі. Після закінчення горіння тиск досягне
70-100 кг/см2, температура – 1800°С.

Другий такт

Під час руху поршня від в.м.т. до
н.м.т, відбувається обмеження надходження газу. Потім під кінець розширення,
коли тиск приблизно складі приблизно 5-6 кг/см2, а
температура 800°С відкриються випускні
клапани, а після і продувні відчини. Буде здійснена продувка циліндра повітрям
і потім випущені відпрацьовані гази.

Отже,
у двотактному двигуні процес згоряння (розширення) відбувається під час
шкірного обороту колінчатого валу, тобто в два рази частіше, на відміну від
чотиритактного. Звідси випливає, що робочий об’єм циліндрів двотактного
двигуна при однаковому обсязі з чотиритактним двигуном буде мати більшу
потужність, відповідно, при однаковому обсязі створиться висока рівномірність
ходу. Весь недолік двотактних дизельних двигунів в тому, що коли
відбувається зниження швидкості обертання колінчастого валу, погіршуються процеси виходу
вироблених газів і захоплення свіжого повітря. Отже, що двігуні не здатні
працювати тривалий час при дуже низькій кількості обертів колінчастого вала.