Однако этот процесс имеет существенные отличия, заключающиеся в характере протекания, заполнении цилиндра свежим зарядом, способе смесеобразования и воспламенения горючей смеси, так как у дизелей топливо подается в цилиндр не в виде готовой горючей смеси, а в мелкораспыленном состоянии.
Рис. 1.2. Рабочий цикл одноцилиндрового четырехтактного дизеля: а - такт впуска: 1 - насос; 2 - форсунка; 3 - воздушный фильтр; 4, 5 - клапаны; 6 - цилиндр; 7 - поршень; б - такт сжатия; в - рабочий ход; г - такт выпуска
Первый такт — впуск (рис. 1.2, а). Перед началом впуска поршень 7 находится в ВМТ и начинает движение к НМТ. Выпускной клапан 5 при этом закрыт. При увеличении рабочего объема в цилиндре 6 создается разрежение, и в него начинает поступать воздух, предварительно прошедший через воздушный фильтр 3. В цилиндре воздух смешивается с небольшим количеством отработавших газов, которые не вышли из цилиндра при такте выпуска. Заканчивается такт впуска в момент прихода поршня в НМТ. В это время закрывается впускной клапан 4. Когда заканчивается впуск в цилиндр чистого воздуха, температура в нем составляет 50...80°C (у прогретого двигателя), давление — 90...95 кПа (0,9...0,95 кгс/см2).
Второй такт — сжатие (рис. 1.2, б). После окончания такта впуска и закрытия впускного клапана поршень начинает перемещаться от НМТ к ВМТ, сжимая чистый воздух. К концу такта в результате сжатия температура воздуха составляет 600...700°C, а давление — 4...5 МПа (40...50 кгс/см2). Такое повышение температуры и давления обусловлено высокой степенью сжатия у дизелей (16 ...20 и выше). Высокая температура и давление необходимы для воспламенения топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя в конце такта сжатия насосом высокого давления 1 через форсунку 2. Для надежной работы двигателя температура сжатого воздуха в цилиндре должна быть значительно выше температуры самовоспламенения топлива.
Третий такт — рабочий ход (рис. 1.2, в). В конце такта сжатия, когда поршень не доходит до ВМТ на 15°±30', считая по обороту коленчатого вала, насос высокого давления впрыскивает через форсунку дизельное топливо под давлением порядка 18...20 МПа (180... 200 кгс/см2). Давление впрыска топлива должно значительно превышать давление воздуха, сжатого в камере сгорания, чтобы обеспечить тонкое распыление топлива и распределение его по объему камеры сгорания. От величины давления впрыска и формы камеры сгорания зависит качество приготовления горючей смеси. Струя топлива при выходе из распыляющих отверстий сопла дробится на мелкие частицы. Распылению и быстрому испарению топлива способствует специальная форма камеры сгорания, благодаря которой струя топлива и воздух в камере приходят в вихревое движение. Под действием высокой температуры (600...700°C) происходит самовоспламенение рабочей смеси. Часть рабочей смеси сгорает при движении поршня к ВМТ, т. е. в конце такта сжатия, а другая часть — при движении поршня к НМТ. Образующиеся при сгорании газы создают давление на днище поршня (6...8 МПа (60...80 кгс/см2) при температуре 1800...2000°C). Поршень под давлением газов перемещается от ВМТ и совершает механическую работу. К концу рабочего хода температура в цилиндре снижается до 1100...1300°C, давление — до 300...400 кПа (3...4 кгс/см2).
Четвертый такт — выпуск (рис. 1.2, г). Рабочий ход заканчивается, когда поршень доходит до НМТ и открывается выпускной клапан. Отработавшие газы под действием внутреннего давления через выпускной клапан, выпускную трубу и глушитель выходят в атмосферу. Поршень начинает движение от НМТ к ВМТ, вытесняя остаточные отработавшие газы. Впускной клапан при этом закрыт. В конце такта выпуска температура отработавших газов снижается до 700...800°C, а давление — до 110...120 кПа (1,1...1,2 кгс/см2). При дальнейшем вращении коленчатого вала вышеперечисленные такты повторяются в той же последовательности.