Двухтактный цикл

Практически все мощные малооборотные морские дизельные двигатели с прямой передачей на винт работают по двухтактному циклу. Как следует из его названия, он совершается за два последовательных хода поршня, или за один оборот коленчатого вала. Таким образом, все процессы в цикле повторяются в течение каждого оборота вала двигателя. Два такта цикла могут быть названы: ход «Сжатия» и ход «Расширения» или «Рабочий» ход. Все процессы цикла совершаются в установленном порядке и должны происходить, когда поршень достигает соответствующего положения в его ходе. Этим положениям соответствуют определенные значения объема цилиндра, которые на индикаторной диаграмме связываются с давлением внутри цилиндра. Обычно их выражают в зависимости от углов положения коленчатого вала, измеренных от высшей мертвой точки (ВМТ) или нижней мертвой точки (НМТ), и показывают на круговой диаграмме газораспределения.

Фактическая диаграмма газораспределения может оличаться для различных двигателей из-за отличия конструктивных и технологических характеристик, таких как: соотношение длины шатуна и длины кривошипа, отношение хода поршня к диаметру цилиндра, степень быстроходности и т.д. Цифрами на рис. ниже обозначены соответствующие фазы газораспределения и процессы, протекающие между ними:

1-2 Завершающая стадия продувки, наполнение цилиндра. Воздух входит в цилиндр, вытесняя выхлопные газы и перезаряжая его для следующего цикла сгорания. Продувочный и выхлопной каналы открыты.

2-3 Завершающая стадия наполнения. Продувочные окна закрыты, и некоторое количество воздуха перетекает в выхлопной коллектор через открытые впускные окна. Для уменьшения этой потери заряда у некоторых двигателей точки 2 и 3 совпадают.

3-4 Сжатие. Выпускные и продувочные окна перекрыты, и воздушный заряд внутри цилиндра сжимается при ходе поршня вверх, повышая температуру для последующего самовоспламенения топлива.

4-5-6 Впрыск топлива и его сгорание вызывают резкое возрастание давления в цилиндре. Продолжительность этого периода определяется установкой топливного насоса в соответствии с нагрузкой.

6-7 Расширение. Горение топлива окончено, продукты сгорания расширяются, толкая поршень вниз и преобразуя тепловую энергию в работу поршня.

7-8 Свободный выпуск. Выпускной орган (клапан или окна) открывается, позволяя газам выходить в выхлопной коллектор. Давление в цилиндре резко падает.

8-1 Продувка. Продувочные окна открыты и продувочный воздух входит в цилиндр, вытесняя остатки продуктов сгорания.

1 Продувка завершается и начинается следующий цикл.

Точка 1 соответствует крайнему нижнему положению поршня – нижней мертвой точке (НМТ). Точка 5 соответствует верхней мертвой точке (ВМТ).