Двигатели
внутреннего сгорания
внутреннего сгорания
Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия
КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное
ДВУХТАКТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
т. е. рабочий цикл, осуществляют за два хода поршня или всего за один оборот коленчатого вала.
Вспомога тельные процессы, связанные с выпуском и впуском рабочего тела, в этих двигателях осуществляют путем продувки цилиндров, заключающейся в том, что рабочее тело вводят в цилиндр под давлением,
Рис. 1.3. Схема двухтактного двигателя с про- несколько превышаю-дувкой цилиндра от отдельного насоса: ЩИМ атмосферное. По-
/ —начало сжатия; // — начало продувки цилиндра ВЫШеННОе Давление ПО-
тока, входящего в над-поршневую полость цилиндра, способствует быстрому вытеснению из него отработавших газов и заполнению его свежим зарядом. Достигается это с помощью различных поршневых и роторных насосов, изготовленных в виде отдельных агрегатов, или путем использования внутренней полости картера самого двигателя в качестве продувочного насоса. Метод продувки с использованием картера двигателя называется кривошипно-камерным. Его применяют в маломощных и очень малых двигателях мотоциклетного типа.
Двигатели, работающие по двухтактному циклу, строят как с внешним, так и с внутренним смесеобразованием. Устройство и принцип действия их рассмотрим на примере двигателя с продувкой от отдельного насоса, показанного на рис. 1.3. Цилиндр 2, как и в четырехтактных двигателях, закрыт головкой / и с помощью фланца укреплен на верхней половине картера 5. Внутри цилиндра перемещается поршень 9, шарнирно соединенный шатуном I с кривошипом вала 6 двигателя. В нижней части цилиндра размещены продувочное 3 и выпускное 7 окна, которые открываются и закрываются поршнем при его перемещении вдоль оси цилиндра. Днищу поршня придают форму, облегчающую продувку
цилиндра, о рассматриваемом случае воздух или горючую смесь (в зависимости от типа двигателя), используемые для продувки и заполнения цилиндра, предварительно сжимают с помощью отдельного насоса 4.
Наличие продувочных и выпускных окон в цилиндре оказывает существенное влияние на эффективность использования хода S поршня. Часть хода поршня, которую он совершает при открытых окнах 3 и 7, считают нерабочей, т. е. неиспользуемой для процессов сжатия и расширения, а соответствующий этому объем Ул2 часто называют теряемым объемом. Поэтому действительный рабочий объем цилиндра в двухтактных двигателях всегда бывает меньше геометрического объема Vh, который описывается поршнем при его' перемещении между в. м. т. и н. м. т. В связи с этим в двухтактных двигателях различают два объема цилиндра— полезный Vhi и геометрический Vh, а соотвётствующие степени сжатия называют действительной и геометрической или условной.
Геометрическая степень сжатия представляет собой отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.
Действительная степень сжатия — есть отношение объема надпоршневой полости цилиндра в момент перекрытия выпускного окна к объему камеры сгорания Vc:
При определении параметров рабочего тела в цилиндре в конце хода сжатия следует учитывать только действительную степень сжатия е. Не используемый (теряемый) для процессов сжатия и расширения объем принято выражать в долях объема цилиндра Vh, оцениваемых коэффициентом г|э потерянного объема или хода (так как эти величины пропорциональны то между действительной и геометрической степенями сжатия существует соотношений
Для различных типов двигателей коэффициент г|? изменяется в широких пределах, а именно от 0,12 до 0,35. В мотоциклетных двигателях коэффициент г|)«0,2.
Конструктивные особенности двухтактных двигателей (рис. 1.3) позволяют осуществлять рабочий цикл без отдельных насосных ходов поршня, чем они выгодно отличаются от четырехтактных. Рабочий цикл в двухтактных двигателях часто рассматривают начиная с процесса расширения, т. е. формально с движения поршня от в. м. т. Но тепловые циклы в двигателях внутреннего сгорания, как было показано ранее, начинаются с впуска и сжатия, а заканчиваются расширением и выпуском. Целесообразно
поэтому и в двухтакных двигателях сохранять эту последовательность в чередовании процессов.
I такт соответствует перемещению поршня от н. м. т. к в. м. т. под действием коленчатого вала, причем, когда поршень находится в н. м. т. продувочные 3 и выпускные 7 окна открыты, как показано на рис. 1.4, положение /. Горючая смесь или чистый воздух (в дизелях) под небольшим давлением, равным 0,11—0,12 МПа, поступают в цилиндр через продувочное окно и благодаря направленному движению потока (на рис. 1.3 и 1.4 отмеченному стрелками) продолжают заполнять надпоршневую полость цилиндра и одновременно вытесняют из нее оставшиеся от предыдущего цикла продукты сгорания. Совместное протекание процессов наполнения и принудительного вытеснения отработавших газов продолжается до тех пор, пока своим движением в сторону в. м. т. поршень не перекроет продувочное окно 3. На индикаторных диаграммах А и Б рис. 1.4 эти процессы изображены линией 1—а'. Однако процесс сжатия начинается позднее, с момента перекрытия поршнем более высокого выпускного окна 7, как показано на рис. 1.3, положение /. На индикаторных диаграммах закрытие выпускного окна отмечено точкой а. К этому моменту коленчатый вал успевает повер-
нуться примерно на угол в 60° от н. м. т. (см. рис. 1.4, круговая диаграмма).
При дальнейшем перемещении поршня к в. м. т. осуществляется обычный в поршневых двигателях процесс сжатия, изображенный на индикаторных диаграммах рис. 1.4 линией а—с. Вблизи в. м. т. после проскакивания электрической искры между электродами свечи зажигания 10 (см. рис. 1.3) в бензиновых двигателях или начала впрыска топлива в дизелях (точка 2 на диаграммах) начинается процесс сгорания. Процессы сжатия и сгорания по своей закономерности не отличаются от аналогичных процессов в четырехтактных двигателях. При сопоставимых степенях сжатия и наполнения цилиндров они характеризуются примерно тем же уровнем давления и температур.
Таким образом, за рассматриваемый ход поршня от н. м. т. к в. м. т. (за 180° угла поворота коленчатого вала) продолжается процесс наполнения, осуществляется процесс сжатия и начинается сгоранке топлива. Но основное место, как было показано, принадлежит процессу сжатия, поэтому первый такт в двухтактных двигателях есть такт сжатия.
II такт соответствует перемещению поршня от в. м. т. к н. м. т.у которое вблизи в. м. т. сопровождается процессом сгорания, начавшимся еще в конце такта сжатия. Интенсивное выделение теплоты при сгорании топлива вызывает резкое повышение температуры и давления в надпоршневой полости (см. рис. 1.4, индикаторные диаграммы А и Б).. Под действием давления расширяющихся газов поршень перемещается к н. м. т. и через шатун проворачивает коленчатый вал на следующие 180°, совершая полезную работу.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.