Рабочий процесс двигателя ЯМЗ.

Двигатели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 работают по четырехтактному циклу с воспламенением топлива от сжатия. Полный цикл рабочего процесса осуществляется за два оборота коленчатого вала и включает в себя такты: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание) и выпуск. Периодичность и продолжительность тактов в каждом цилиндре обеспечиваются распределительным механизмом.

Моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Диаграмма фаз газораспределения показана.

Впускной клапан открывается за 20° до прихода поршня, когда выпускной клапан еще не закрыт. В результате перекрытия клапанов улучшается очистка и наполнение цилиндров. При дальнейшем движении поршня вниз освобождаемое поршнем пространство заполняется свежим воздушным зарядом.

После прохождения поршнем, начинается процесс сжатия. Однако процесс наполнения продолжается до полного закрытия впускного клапана, которое происходит через 56°, из-за наличия инерционного напора потока воздуха во впускной системе.

Наибольшая эффективность сгорания достигается лишь при организованном перемешивании воздушного заряда с впрыскиваемым в цилиндр топливом. Для этого у двигателя ЯМЗ при впуске осуществляется закручивание воздушного заряда, что достигается специальным профилем впускного канала в головке цилиндров и тангенциальным направлением воздуха при входе в цилиндр.

Получаемая эффективность от закручивания воздушного потока такова, что вращение воздуха сохраняется и при последующем такте сжатия. В такте сжатия воздух начинает вытесняться с периферии цилиндра и перетекать в камеру сгорания, расположенную в средней части днища поршня. Таким образом воздушный заряд получит дополнительное закручивание.

В подготовленный воздушный заряд, через сопловые отверстия распылителя форсунки, впрыскивается топливо.

Начало подачи топлива форсунками определяется установочным углом (угол опережения впрыска), который поддерживается оптимальным в зависимости от скоростного режима работы двигателя специальной автоматической муфтой. Наибольшего значения (31-32°) угол опережения впрыска достигает при максимальных числах оборотов. Разница между установочным и действительным углами опережения впрыска необходима для компенсации затрат времени на перемещение волны топлива от насоса к форсунке и упругости системы топливоподачи. В камере сгорания в среде сжатого воздуха с высокой температурой топливо проходит стадию физико-химических преобразований и воспламеняется.

После прохождения поршня, начинается рабочий ход или такт расширения. В начале рабочего хода сгорание топлива достигает максимальной скорости, давление газов в цилиндре повышается до 73-79 кГ/см2, а температура до 1700-1800 °С. Вследствие расширения газов поршень движется вниз, совер­шая механическую работу. По мере движения поршня, температура и давление газов в цилиндре понижаются, и начинает открываться выпускной клапан. К моменту его открытия давление газов понижается до 3-4 кГ/см2, а температура до 600-650°С, заканчивается рабочий ход поршня, и начинается такт выпуска.

При открытии выпускного клапана газы, продолжая действовать на поршень, с большой скоростью устремляются в выпускной трубопровод. Истечение газов из цилиндра по инерции заканчивается несколько позднее, когда давление газов снижается до уровня давления в выпускном трубопроводе. Дальнейшая очистка цилиндра осуществляется движущимся вверх поршнем, который вытесняет отработавшие газы через выпускной клапан в трубопровод. Закрытие выпускного клапана происходит, при повороте кривошипа на 20°.