В последние годы по­лучили развитие новые взгляды на протекание процессов смесеобразования и сгорания в цилиндре дизеля. В результате нашел практическое применение новый процесс под названием «М-процесс». При осуществлении этого про­цесса была поставлена цель — устранить имеющиеся недостатки в работе быстроходного дизеля: жесткость работы, дымный выхлоп и ограниченность применения топлива по фракционному составу.

Из работ в этой области получили известность исследования Мейрера.

Для устранения жесткой работы и дымности выхлопа дизеля по Мейреру необходимо:

1) сократить до минимума (порядка 5%) количество самовоспламеняю­щегося топлива;

2) окислять и нагревать топливо постепенно;

3) организовать процесс смесеобразования так, чтобы однородная смесь, близкая к стехиометрическому составу, была достигнута до воспламенения ее и чтобы процесс сгорания протекал с допустимой величиной скорости на­растания давления.

Отсюда следует, что М-процесс смесеобразования и сгорания должен протекать следующим образом.

Выделенная небольшая часть (около 5%) впрыскиваемого топлива в объ­еме пространства сжатия должна самовоспламениться, а основная часть топлива (95 %) должна быть нанесена на нагретую поверхность камеры сгора­ния в виде тонкой пленки. Образовавшаяся пленка топлива постепенно ис­паряется и, смешиваясь с движущимся воздухом, образует однородную смесь. После этого происходит постепенный ввод смеси в зону горения для вос­пламенения ее от внешнего источника.

Таким образом, особенностью М-процесса является то, что процесс смесеобразования протекает после испарения топлива и воспламенение сме­си происходит от горящего факела ранее самовоспламенившегося незна­чительного количества топлива.

Конструктивно такой процесс осуществляется следующим образом. Камера сгорания полусферической формы размещается в поршне (рис. 41 и 42); горловина ее находится в плоскости донышка поршня. Для поддержа­ния необходимой температуры стенок (300—350° С) снизу камера охлаждает­ся струей масла. Топливо под давлением 150 кГ/см² впрыскивается форсун­кой под малым углом (около 5°) на сферическую поверхность камеры. В ре­зультате этого топливо, в количестве 95% от подаваемого в цилиндр, рас­пространится в виде тонкой пленки толщиной в несколько микрон по по­верхности камеры сгорания. Для осуществления дальнейшего смесеобразо­вания в камеру поступает воздух, имеющий круговое завихрение в на­правлении струй топлива (рис. 41).

Круговое завихрение воздуха образуется при перетекании его из надпоршневого кольцеобразного пространства в камеру сгорания в конце про­цесса сжатия, за счет постановки экрана на впускном клапане или искрив­лением впускного канала в цилиндровой крышке. Исследования показали, что при таком смесеобразовании работа быстроходного четырехтактного дизеля на различных сортах топлива (от бензина до моторного топлива) протекает вполне нормально при значительном снижении скорости нараста­ния давления и максимального давления цикла. Опыты проводились на двигателях с диаметром цилиндра от 85 до 145 мм.

Представленные на рис. 43 индикаторные диаграммы — обычного про­цесса (диаграмма 1) и М-процесса (диаграмма 2) подтверждают это. Если в обычном процессе максимальное давление достигло 70 кГ/см², то в М-процессе оно составляет около 58 кГ/см², а главное, скорость нара­стания давления при этом значительно снизилась.

На рис. 44 приведены кривые шума, вызванного сгоранием топлива в цилиндре двигателя, при этом звук модулировал кривую давлений. При М-процессе (кривая 2) в начальный период процесса сгорания отсутствует увеличение амплитуды звуковых колебаний. Незначительное увеличение ее наблюдается при достижении максимального давления цикла. В случае же объемного смесеобразования (кривая 1) амплитуды звуковой модуляции значительно возрастают в течение всего процесса сгорания. Малошумная работа двигателя по М-процессу является его значительным эксплуатацион­ным преимуществом.