На жидком топливе

На жидком топливе

Двигатель внутреннего сго­рания появился почти через 100 лет после паровой машины. И хотя он чем-то на нее по­хож, работает гораздо лучше — быстрее, эко­номичнее, с более высоким к. п. д.— 35 и даже 39%. При одной и той же мощности двигатель внутреннего сгорания почти втрое легче паро­вой машины.

У этого двигателя тоже есть цилиндр и поршень. Только в цилиндр впускают не пар, а горючую смесь — воздух и топливо (бензин, керосин, соляровое масло, нефть). Порция топлива сгорает между головкой ци­линдра и днищем поршня — в камере сго­рания. Сгорая, бензин, керосин или нефть превращаются в газ, который занимает при­мерно в 800 раз больший объем. Потому в камере очень резко повышается давление.

Под давлением газа поршень быстро отхо­дит назад. Это рабочий ход: отходя, поршень через шатун заставляет вращаться коленчатый вал. Потом, вращаясь уже по инерции (вспом­ните маховик!), коленчатый вал возвращает поршень к головке цилиндра. Во время этого хода открыт выпускной клапан, и через него поршень выталкивает отработавшие газы.

Следующий свой ход — назад — поршень тоже делает по инерции коленчатого вала с ма­ховиком. В это время открыт уже впускной клапан. Работая как насос, поршень всасывает через этот клапан следующую порцию смеси. Наконец, поршень опять движется вперед с по­мощью маховика. На этот раз клапаны закры­ты — происходит сжатие смеси в цилиндре перед воспламенением. Сжатие необходимо, чтобы рабочий ход был как можно сильнее.

Теперь топливо снова воспламеняется, повто­ряется рабочий ход, а дальше — все, как рань­ше. Рабочий ход — выпуск — наполнение — сжатие; рабочий ход — выпуск — наполне­ние — сжатие; четыре хода поршня, четыре такта в работе двигателя. Поэтому двигатель, который мы сейчас описали, называется четырехтактным.

Есть множество разных типов четырехтакт­ных двигателей. На легковых автомобилях и не реактивных самолетах чаще всего работают карбюраторные двигатели: в них жидкое топ­ливо (обычно бензин) распыляется воздушной струей в особом приборе — карбюрато­ре — и в виде смеси паров топлива с возду­хом входит в цилиндр. После сжатия эта смесь воспламеняется электрической искрой от свечи.

Тракторы, танки, мощные грузовики, как правило, имеют другие двигатели — дизельные. В этих двигателях поршень засасывает через клапан чистый воздух. Клапан закрывает­ся, происходит сильное сжатие. В карбюра­торных двигателях поршень сжимает смесь топлива с воздухом в 6—8 раз, а воздух в ци­линдре дизеля нужно сжать раз в 15—20, тогда он сразу разогреется до 800°. Если в такой сжа­тый горячий воздух впрыснуть через форсун­ку порцию жидкого дизельного топлива (со­лярового масла, газойля), то от высокой темпе­ратуры топливо воспламенится.

На мотоциклах, мотороллерах, кораблях-теплоходах и некоторых тяжелых грузовиках можно увидеть двигатели внутреннего сгора­ния, работающие не в четыре такта, а в два. Эти двухтактные двигатели действуют вот как.

Первый такт. Топливо сжигается в камере сгорания, воспламенившись от электрической искры (в мотоциклетных моторах) или от тем­пературы сжатого воздуха (в тяжелых судовых двигателях). Поршень под давлением газов движется назад. Это рабочий ход. В стенках цилиндра вырезаны окна, которые закрыты те­лом поршня, когда он в переднем положении. Но, отходя назад, поршень постепенно откры­вает эти окна. Через одно из них происходит выпуск отработавших газов; через другое насос подаст либо смесь топлива с воздухом из кар­бюратора, либо чистый воздух, если это дизель.

Второй такт. Поршень по инерции коленча­того вала с маховиком идет вперед. Он закры­вает собой выпускные и продувочные окна (их обычно бывает по нескольку) и сжимает све­жую смесь или воздух в цилиндре. В переднем положении поршня электрическая свеча дает искру либо форсунка впрыскивает топливо. И все начинается сначала.

Советские двухтактные дизельные двигате­ли моторного завода в Ярославле работают так надежно и равномерно, что их ставят и на тя­желые грузовики.

Двухтактные двигатели, казалось бы, вы­годнее четырехтактных, потому что на каж­дый рабочий ход у них приходится не три хо­лостых, а всего один. Однако из-за потерь энер­гии при продувке, из-за неполноты рабочего хода и по некоторым другим причинам двух­тактные двигатели в целом уступают четырехтактным.