Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Давление в картере двухтактного двигателя

Давление в картере двухтактного двигателя

Отличия двухтактного двигателя от четырехтактного

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — представляет собой ряд процессов, в результате которых производится порция усилия (мощности), воздействующего на коленчатый вал двигателя. Рабочий цикл состоит из:

  • заполнения цилиндра топливной смесью;
  • ее сжатия;
  • воспламенения смеси;
  • расширения газов и очистки от них цилиндра.

Такт в ДВС — это движение поршня в одном направлении (вверх или вниз). За один оборот коленчатого вала совершается два такта. Тот из них, при котором происходит расширение сгоревших газов и совершается полезная работа, называется рабочим ходом поршня.

Двухтактный бензиновый двигатель для авиамоделей.
Слева прикреплен карбюратор, справа — глушитель.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 2 такта (один оборот коленчатого вала), называются двухтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 4 такта (два оборота коленвала), называются четырехтактным. Двух- и четырехтактные двигатели могут быть как бензиновыми (карбюраторными), так и дизельными. Каковы основные эксплуатационные и конструктивные особенности бензиновых двухтактных и четырехтактных двигателей? Чем отличается двухтактный от четырехтактного? Чтобы лучше понять это, необходимо ознакомиться с принципом их работы.

Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя

Рабочий цикл 4-х тактного двигателя состоит из четырех тактов: впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Принцип работы четырехтактного двигателя.

При впуске поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю (НМТ). При этом с помощью кулачков распределительного вала открывается впускной клапан, через который в цилиндр засасывается топливная смесь.

При обратном ходе поршня (из НМТ в ВМТ) происходит сжатие топливной смеси, сопровождающееся ростом ее температуры.

Перед самым концом сжатия между электродами свечи загорается искра, поджигающая топливную смесь, которая, сгорая, образует горючие газы, толкающие поршень вниз. Происходит рабочий ход, при котором совершается полезная работа.

После перехода поршня НМТ открывается выпускной клапан, позволяя двигающемуся вверх поршню вытолкнуть отработавшие газы из цилиндра. Происходит выпуск. В верхней мертвой точке выпускной клапан закрывается, и цикл повторяется снова.

Работа четырехтактного двигателя.

Устройство четырехтактного бензинового двигателя (Honda):
1 — топливные фильтры, 2 — коленчатый вал, 3 — воздушный фильтр, 4 — часть системы зажигания, 5 — цилиндр, 6 — клапан, 7 — подшипник коленчатого вала.

Двигатель Honda

Принцип работы двухтактного бензинового двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух тактов: сжатия и расширения (рабочего хода). Впуск топливной смеси и выпуск отработанных газов, которые в 4-х тактных двигателях совершаются в отдельных тактах, в 2-х тактных происходят во время сжатия и расширения.

Принцип работы двухтактного двигателя.

Принцип работы двухтактного двигателя.

При сжатии поршень двигается из нижней мертвой точки в верхнюю. После того как перекроется сначала продувочное окно (2), через которое в цилиндр поступает топливная смесь, а затем выпускное (3), через которое выходят отработавшие газы, начинается сжатие воздушно-бензиновой смеси. Одновременно с этим в кривошипной камере (1) создается разрежение, засасывающее из карбюратора следующую порцию топлива. При подходе поршня к верхней мертвой точке смесь воспламеняется от искры свечи, и образовавшиеся газы толкают поршень вниз, вращая коленвал и производя полезную работу.

В кривошипной камере при рабочем ходе повышается давление, сжимающее топливную смесь, попавшую туда в предыдущем такте. При достижении верхней поверхности поршня (его уплотнительного кольца) выпускного окна, последнее открывается, выпуская отработавшие газы в глушитель. При дальнейшем движении поршень открывает продувочное окно, и находящаяся под давлением в кривошипной камере топливная смесь поступает в цилиндр, вытесняя остатки отработавших газов (осуществляя продувку) и заполняя надпоршневое пространство. При переходе поршня нижней мертвой точки рабочий цикл повторяется.

Работа двухтактного двигателя.

Эксплуатационные и конструктивные отличия двухтактных и четырехтактных бензиновых двигателей

Основное отличие двухтактного двигателя от четырехтактного обусловлено различием механизмов их газообмена — т.е. подачи воздушно-топливной смеси в цилиндр и удалении отработавших газов. В четырехтактном двигателе процессы очистки и заполнения цилиндра производятся с помощью специального газораспределительного механизма, который открывает и закрывает в определенное время рабочего цикла впускной и выпускной клапана.

В двухтактном двигателе заполнение и очистка цилиндра выполняются одновременно с тактами сжатия и расширения — в то время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки. Для этого в стенках цилиндра имеются два отверстия — впускное или продувочное и выпускное, через которые производится впуск топливной смеси и выпуск отработанных газа. Газораспределительный механизм с клапанами у двухтактного двигателя отсутствует, что делает его значительно проще и легче.

Литровая мощность. В отличие от четырехтактного двигателя, в котором один рабочий ход приходится на два оборота коленчатого вала, в двухтактном рабочий ход совершается при каждом обороте коленвала. Это означает, что 2-х тактный двигатель должен иметь (теоретически) вдвое большую литровую мощность (отношение мощности к литражу двигателя), чем 4-х тактный. На практике, однако, превышение составляет всего 1,5-1,8 раза. Это происходит из-за неполного использования хода поршня при расширении, худшего механизма освобождения цилиндра от отработавших газов, траты части мощности на продувку и прочих явлений, связанных с особенностями газообмена 2-х тактных двигателей.

Потребление топлива. Превосходя четырехтактный двигатель в литровой и удельной мощности, двухтактный двигатель уступает ему в экономичности. Вытеснение отработавших газов осуществляется в нем воздушно-топливной смесью, поступающей в цилиндр из кривошипно-шатунной камеры. При этом часть топливной смеси попадает в выхлопные каналы, удаляясь вместе с отработавшими газами и не производя полезной работы.

Смазка. Двухтактные и четырехтактные двигатели имеют различный принцип смазки двигателя. В 2-х тактных моделях она осуществляется смешиванием в определенных пропорциях (обычно 1:25 — 1:50) моторного масла с бензином. Воздушно-топливно-масляная смесь, циркулируя в кривошипной и поршневой камерах, смазывает подшипники шатуна и коленчатого вала, а также зеркало цилиндра. При возгорании топливной смеси масло, существующее в виде мельчайших капель, сгорает вместе с бензином. Продукты его сгорания удаляются вместе с отработанными газами.

Применяются два способа смешивания масла с бензином. Простое перемешивание перед заливкой топлива в бак и раздельная подача, при которой топливно-масляная смесь образуется во впускном патрубке, находящемся между карбюратором и цилиндром.

Раздельная система смазки двухтактного двигателя:
1 — масляный бак; 2 — карбюратор; 3 — разделитель троса газа; 4 — ручка газа; 5 — трос управления подачей масла; 6 — плунжерный насос-дозатор; 7 — шланг, подводящий масло во впускной патрубок.

В последнем случае двигатель имеет масляный бачок, трубопровод которого соединен с плунжерным насосом, подающим масло во впускной патрубок ровно в том количестве, которое требуется в зависимости от количества воздушно-бензиновой смеси. Производительность насоса зависит от положения ручки подачи «газа». Чем больше подается топлива, тем больше поступает масла, и наоборот. Раздельная система смазки двухтактных двигателей является более совершенной. При ней отношение масла к бензину при малых нагрузках может достигать 1:200, что приводит к уменьшению дымности, снижению образования нагара и расхода масла. Эта система используется, например, на современных скутерах с двухтактными двигателями.

В четырехтактном двигателе масло не смешивается с бензином, а подается отдельно. Для этого двигатели оснащены классической системой смазки, состоящей из масляного насоса, фильтра, клапанов, трубопроводной магистрали. Роль масляного бачка может выполнять картер двигателя (система смазки с «мокрым» картером) или отдельный бачок (система с «сухим» картером).

Система смазки четырехтактного двигателя с мокрым и сухим картером:
1 — поддон картера; 2 — маслозаборник; 3 — масляный насос; 4 — масляный фильтр; 5 — предохранительный клапан.

При смазке с «мокрым» картером насос 3 всасывает масло из поддона, нагнетает его в выходную полость и далее по каналам подает к подшипникам коленвала, деталям кривошипно-шатунной группы и газораспределительного механизма.

При смазке с «сухим» картером масло заливается в бачок, откуда с помощью насоса подается к трущимся поверхностям. Та часть масла, которая стекает в картер, откачивается дополнительным насосом, возвращающем ее в бачок.

Читать еще:  Что такое мощность двигателя и его кпд

Для очистки масла от продуктов износа деталей двигателя имеется фильтр. При необходимости устанавливается и охлаждающий радиатор, так как в процессе работы температура масла может подниматься до высоких температур.

Поскольку в двухтактных двигателях масло сгорает, а в четырехтактных нет, требования к его свойствам сильно разнятся. Масло, используемое в двухтактных двигателях, должно оставлять минимум нагара в виде золы и сажи, в то время как масло для четырехтактных двигателей должно обеспечивать стабильность характеристик в течение как можно более длительного времени.

Сравнение основных параметров двухтактных и четырехтактных двигателей:

Двухтактная система силовых клапанов — Two-stroke power valve system

Система электропитания клапана двухтактных является усовершенствованием с обычным двухтактным двигателем , который дает высокую выходную мощность в более широком RPM диапазоне.

Содержание

  • 1 Работа двухтактного двигателя
  • 2 Улучшения инженерного дизайна
    • 2.1 Suzuki AETC и Super AETC
    • 2.2 Система силовых клапанов YPVS-Yamaha
    • 2.3 Honda ATAC
    • 2.4 Клапан Honda Power Port
    • 2.5 Honda V-TACS
    • 2.6 Honda RC-клапан
    • 2.7 Kawasaki KIPS

Работа двухтактного двигателя

Инсульт является действием поршня путешествующего по всей длине его цилиндра . В двухтактном двигателе с одним из двух ударов сочетает в себе такт впуска и такт сжатия , в то время как другие тактных сочетает в себе тактных сгорания и такта выпуска .

Когда поршень движется вверх в цилиндре, он создает зону низкого давления в картере ; при этом свежий воздух и распыленное топливо всасываются из карбюратора через отверстие в стенке цилиндра или непосредственно в картер. По мере того как поршень продолжает движение вверх, передаточные и выпускные отверстия закрываются, таким образом удерживая горючую смесь в камере сгорания. Когда поршень достигает верхней части цилиндра, смесь в цилиндре сжимается до точки воспламенения .

Второй ход начинается после возгорания. Рабочий ход начинается после того , как воздушно-топливная смесь воспламеняется. Сгоревшее топливо создает давление в цилиндре над поршнем и толкает его вниз. Когда поршень проходит среднюю точку хода вниз, выпускной канал сбоку от цилиндра открывается и инициирует поток сгоревшего топлива в камеру расширения или глушитель через коллектор .

Затем поршень движется вниз, где остается топливовоздушная смесь от предыдущего такта впуска-сжатия. Вскоре после того, как выпускное отверстие открывается движением поршня вниз, переходные отверстия начинают открываться. Передаточные каналы действуют как канал, по которому топливовоздушная смесь перемещается из картера в цилиндр над поршнем. Когда поршень достигает нижней части хода, второй ход завершается, и процесс повторяется.

Доработки инженерного дизайна

Единственные движущиеся части в простых двухтактных двигателях — это коленчатый вал, шатун и поршень. Однако такая же простота конструкции приводит к тому, что двухтактный двигатель становится менее экономичным и производит высокие удельные уровни нежелательных выбросов выхлопных газов. В нижней части рабочего такта передаточные каналы, через которые подается свежая топливно-воздушная смесь, открыты одновременно с выпускным отверстием. Это может позволить значительному количеству свежего топлива проходить прямо через двигатель, не сгорая в процессе выработки энергии. Правильно спроектированные выхлопные системы помогают минимизировать потери сырого топлива в процессе выхлопа, но карбюраторный двухтактный двигатель всегда будет расходовать немного топлива (современные двигатели с прямым впрыском этого избегают).

Многие производители двухтактных мотоциклов оснащают их системами выпускных клапанов. Эти клапаны изменяют высоту (и ширину) выпускного отверстия, тем самым расширяя подачу мощности в более широком диапазоне оборотов. Выхлопные отверстия фиксированных размеров производят полезную мощность только в узком диапазоне оборотов, что также влияет на расход топлива и выбросы.

В гоночном мотоцикле это не проблема, поскольку двигатель почти все время работает на высоких оборотах. Однако на шоссейном / пригородном велосипеде ограниченный диапазон мощности является проблемой. Чтобы обеспечить более низкую мощность оборотов в минуту, а также позволить двигателю производить большую мощность на высоких оборотах, используется система силовых клапанов.

Все системы силовых клапанов изменяют продолжительность времени открытия выпускного отверстия, что дает двигателю полезную мощность на низком уровне в сочетании с превосходной мощностью на верхнем уровне. Производители также включили вспомогательные вытяжные камеры, которые увеличивают «настроенную длину» камеры расширения.

Приведение в действие силового клапана может быть механическим (зависит от числа оборотов) или электрическим (серводвигатель), все чаще с электронным управлением. Электронное управление обеспечивает более высокую степень точности, а также возможность изменять открытие клапана и настраиваться на условия.

Suzuki AETC и Super AETC

Двигатели Suzuki AETC и Super AETC, автоматический контроль времени выпуска отработавших газов: версия с двумя лопастями устанавливалась на VJ21 RGV250, а версия с тремя лопастями — на VJ22 RGV250 и Suzuki RG150 .

В системе AETC системы силовых клапанов обычно частично закрываются на низких оборотах; в закрытом состоянии он позволяет двигателю развивать большую мощность. Однако до определенного момента мощность падает, так как двигатель не может удалить достаточно газов из выхлопных газов. Когда силовой клапан открыт, это позволяет большему количеству газов выходить из выпускного отверстия. Эту систему можно узнать по небольшой коробке над выпускным отверстием; силовые клапаны расположены в этой коробке. В зависимости от клапана они могут состоять из двух (более старая версия) или трех (более новая версия) отдельных лопастей.

Система силовых клапанов YPVS-Yamaha

YPVS Двигатели Yamaha, система клапанов мощности Yamaha: инженеры Yamaha поняли, что, изменяя высоту выпускного отверстия, они могут эффективно изменять мощность двигателя, обеспечивая оптимальную мощность и крутящий момент во всем диапазоне оборотов, так и родился YPVS. Клапан представляет собой цилиндрическую конструкцию «ватного барабана», проходящую через верхнюю часть выпускного отверстия, он вращается серводвигателем, управляемым из блока управления, получающего информацию от CDI (и других мест). Клапан имеет слегка овальную форму. Это изменяет высоту и размер выпускного отверстия на разных оборотах двигателя, максимизируя доступную мощность во всех диапазонах оборотов, сначала открываясь при 3k об / мин для низкой мощности, постепенно между 3-6k, полностью открываясь при 6k об / мин для максимальной мощности , на большинстве 125сс. Он устанавливался на все более поздние модели двухтактных шоссейных велосипедов RZ / RD (125, 250, 350 и 500 куб.см), линейки TZR. Он также был добавлен в серию DT (125lc 2/3) после 1984 года (но был заблокирован в закрытом состоянии для соответствия британским правилам для учащихся до (R) в 1988-04 годах, в котором был полностью функциональный клапан YPVS). двигателя, хоть и не сильно изменился по скорости, но просто более надежен, чем его предшественник. Серия мотоциклов для мотокросса YZ имеет механический силовой клапан, который активируется на скорости вращения. YPVS встречается только на мотоциклах с жидкостным охлаждением, но не на версиях с воздушным охлаждением. Yamaha также использовала гильотинную версию в некоторых своих более поздних моделях, таких как модель TZR250 3XV SP 1994 года, и многие более поздние гоночные велосипеды TZ. TZR250R 3XV SPR фактически использует Triple-YPVS, который представляет собой комбинацию конструкций гильотины и «хлопковой катушки».

Yamaha была фактически первой компанией, которая показала стабильные результаты с их YPVS в своих гоночных мотоциклах. OW35K 1977 года был первым гоночным мотоциклом, оснащенным системой гидрораспределителей, и он выиграл Гран-при Финляндии в 1977 году. Эффект Каденаси использовался и контролировался до такой степени, что давал Yamaha большое преимущество перед всеми другими производителями в конце 70-х и в последующие годы. середина 80-х. Первыми уличными велосипедами с YPVS были RZ / RD350 YPVS (начиная с LC2) и RZ / RD500 GP Replica в 1983-84 годах.

Honda ATAC

Система ATAC: Система камеры Honda с автоматическим усилением крутящего момента работает, эффективно увеличивая или уменьшая объем выхлопной системы с помощью небольшой дроссельной заслонки, расположенной непосредственно перед выхлопным патрубком. На низких оборотах ведомая шестерня центробежного коленчатого вала открывает клапан в небольшую камеру и увеличивает объем выхлопных газов, позволяя выхлопным газам проходить через камеру. На высоких оборотах клапан ATAC закрывается, и выхлоп просто выходит в расширительную камеру. Камера расширения большего размера позволяет увеличить мощность при более низких оборотах из-за дополнительного времени, необходимого для «отскока» импульса для эффекта нагнетателя. Он использовался на их мотоциклах CR, велосипедах GP и шоссейных велосипедах MTX, MVX, NS и NSR.

Читать еще:  Ваз 2110 инжектор троит двигатель не тянет и дергается

Клапан Honda Power Port

Клапан HPP. Центробежный регулятор открывает и закрывает двухлопастный выпускной клапан (более 50 деталей).

Honda V-TACS

«V-TACS» — система камеры с регулируемым усилением крутящего момента — работает иначе, чем «система ATAC», и будет работать только тогда, когда она используется вместе с настроенным глушителем. Настроенные глушители / расширительные камеры увеличивают мощность, но только при тех оборотах, на которые они рассчитаны, и могут фактически вызвать потерю мощности за пределами настроенных оборотов. «Система V-TACS» использует преимущество использования камеры расширения без потери мощности за пределами настроенной частоты вращения камеры расширения. Внутри головки и цилиндра двигателя есть камера, закрываемая клапаном. Эта герметичная камера выходит в выпускное отверстие, когда клапан открыт. При низких оборотах этот клапан открыт, это увеличивает объем выпускного коллектора и сводит на нет потери мощности, которые обычно наблюдаются при низких оборотах с расширительной камерой. На средних оборотах клапан закрыт, это позволяет расширительной камере работать. Он идентифицируется по головке и цилиндру, поскольку он намного больше обычного для своего рабочего объема, стенка цилиндра также отлита с надписью VTACS на ней.

V-TACS — это система клапанов с ножным приводом, созданная Honda на некоторых ее небольших двухтактных мотоциклах и скутерах, таких как Honda FC50 .

Honda RC-клапан

Honda Регулирующий клапан Revolution разработан и работает в принципе как «система AETC.» Небольшой компьютер контролирует обороты двигателя и регулирует двухлопастной выпускной клапан с помощью электрического сервопривода. Honda оборудовала многие двухтактные мотоциклы, такие как модели NSR125 и NSR250, силовыми установками RC-Valve.

Kawasaki KIPS

Kawasaki использует систему гидрораспределителей под названием KIPS (Kawasaki Integrated Power Valve System) на своих двухтактных байках. KIPS использует как изменение высоты порта, закрытие канала вторичного порта, так и резонансную камеру. KIPS управляется механическим регулятором на одноцилиндровых машинах. Двухцилиндровые и более новые одноцилиндровые модели велосипедов имеют электродвигатель, передающий движение через кабель и соединения, называемые HI-KIPS.

Устройство и принцип работы четырёхтактного двигателя и двухтактного двигателя скутера

Преимущества четырёхтактных двигателей
  • Б́ольшая экономичность
  • Более чистый выхлоп (экологически чище)
  • Не требуется сложная выхлопная система
  • Меньший шум, вибрация
  • Отсутствие необходимости постоянного контроля уровня масла
Преимущества двухтактных двигателей

Устройство и принцип работы четырёхтактного двигателя и двухтактного двигателя

Четырёхтактный двигатель

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов.
Поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Пoршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, соединение с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

1. Впуск — четырёхтактный двигатель

В процессе впуска поршень четырёхтактного двигателя идёт из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). Одновременно кулачком распредвала открывается впускной клапан, — в цилиндр четырёхтактного двигателя затягивается свежая топливно-воздушная смесь.

2. Сжатие — четырёхтактный двигатель

Пoршень четырёхтактного двигателя поднимается из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую топливную смесь. Одновременно и значительно поднимается температура горючей смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия (не путать с компрессией). Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Но, для четырёхтактного двигателя с б́ольшей степенью сжатия требуется топливо с б́ольшим октановым числом, которое дороже.

3. Сгорание и расширение (рабочий ход поршня) — четырёхтактный двигатель

Незадолго до окончания такта сжатия горючая смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. Во время следования поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси именуется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины когда пoршень будет находиться в ВМТ. Тогда использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Скороть горения топлива практически не меняется, то есть занимает фиксированное время, следовательно чтобы достичь максимальной производительности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания пропорционально уровню оборотов коленвала. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель). В более современных двигателях для регулировки угла используется электронное опережение зажигания.

4. Выпуск — четырёхтактный двигатель

После НМТ такта рабочего хода поршня четырёхтактного двигателя открывается выпускной клапан, и поднимающийся поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и четырёхтактный цикл начинается сначала.

Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндра/-ов горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндра/-ов четырёхтактного двигателя от отработанных газов.

1 — цилиндр с головкой
2 — крышка головки цилиндра
3 — карбюратор
4 — впускной патрубок
5 — электростартер.

Для ещё большей наглядности посмотри видеоролик, наглядно показывающий работу четырёхтактного двигателя. На этом видео демонстрируется автомобильный четырёхцилиндровый шестнадцатиклапанный (то есть, в каждом цилиндре по два впускных и выпускных клапана, для лучшей продувки) двигатель, однако сути это не меняет.

Устройство двигателя двухтактного

На сегодняшний день существуют два типа двигателей:

  • четырехтактные;
  • двухтактные.


Рассмотрим принцип работы двухтактного двигателя. Все рабочие циклы в двухтактном (процесс впуска топлива и выпуск выхлопных газов, продувка) осуществляются за два основных такта за один оборот коленвала. У данного типа двигателей отсутствуют впускной и выпускной клапаны. Эту роль выполняет поршень, который при своих движениях поочередно закрывает продувочные, выпускные и впускные окна. Это делает данный тип двигателей конструктивно более простыми.

  1. Возможности и преимущества двухтактных
  2. Как он устроен
  3. Как он работает
  4. Такт первый
  5. Такт второй
  6. Заключение

Возможности и преимущества двухтактных

Теоретически мощность двигателя данного типа, при одинаковых размерах цилиндра и скорости вращения вала, в два раза выше, чем у 4х-тактного благодаря увеличению числа рабочих циклов. Но в связи с неполным использованием хода поршня при расширении, худшее освобождение цилиндра от выхлопных газов и частичной затраты мощности на продувку приводят к увеличению мощности двигателя лишь на 60-70 процентов.

Как он устроен

Устройство двигателя состоит из картера, в котором с двух сторон на подшипниках установлен коленвал и цилиндр. В цилиндре перемещается поршень, который представляет из себя металлический стакан, на котором в канавки вложены пружинные поршневые кольца. Эти кольца не пропускают газы между стенкой цилиндра и поршнем. В поршне имеется металлический стержень — палец, который соединяет его с шатуном. Шатун передает возвратно-поступательные движения поршня во вращательные движения коленвала.

Для смазки подшипников и трущихся поверхностей двухтактного двигателя используется топливная смесь, в которую подмешивают немного масла. Смесь топлива с маслом попадает как в кривошипную камеру, так и в цилиндр. В этих узлах смазки нигде нет, так как она бы все равно смылась топливной смесью. Именно поэтому масло добавляют к бензину в определенной пропорции. Для этого используется специальный тип масла, предназначенный специально для двухтактных двигателей. Такое масло способно выдерживать высокую температуру, а при сгорании с топливом оставлять после себя наименьшее количество зольных отложений.

Читать еще:  Что чаще ломается в дизельных двигателях

Как он работает

Рассмотрим принцип работы. Полный рабочий цикл в двухтактном двигателе внутреннего сгорания происходит за два такта:

  1. сжатие;
  2. рабочий ход.

Такт первый

Сжатие. Поршень двигается из положения нижней мертвой точки в положение к верхней, при этом закрывает сначала продувочное, а потом выпускное окно. После этого в цилиндре происходит сжатие поступившей в него раннее топливной смеси. Вместе с этим в кривошипной камере под поршнем, после перекрывания продувочного окна, создается разряженное пространство. Под действием этого разряжения через впускное окно в кривошипную камеру из карбюратора попадает горючая смесь.

Такт второй

Рабочий ход. Когда поршень установлен в положении верхней точки, сжатая топливная смесь поджигается от свечи электрическим разрядом, в результате чего давление и температура газов резко увеличивается. Под действием этого расширения поршень двигается в положение нижней мертвой точки — расширившийся газ осуществляет полезную работу. При этом, опускаясь вниз, он образует большое давление в кривошипной камере, закрывающее клапан. После закрытия клапана газы не могут повторно попасть во впускной коллектор и карбюратор.

При достижении поршнем выпускного окна, оно откроется и начинается выпуск выхлопных газов, давление их в цилиндре снижается. Двигаясь дальше, поршень открывает продувочное окно, и сжатые горючие газы в кривошипной камере проходит по каналу в цилиндр, продувая его от остатка газов. После этого цикл повторяется заново.
» alt=»»>

Заключение

Стоит сказать пару слов о зажигании. В связи с тем, что топливу для воспламенения необходимо время, разряд на свече зажигания должен появиться раньше, чем поршень дойдет до верхней точки, поэтому, чем быстрее двигается поршень, тем раньше должна быть искра. Бывают электронные и механические устройства, способные изменять угол зажигания, изменяющейся при разных частотах вращения.

Двухтактный двигатель, устройство, принцип работы, секреты мощности

Спектр применения распространяется на моторизованные агрегаты, бензопилы, небольшие моторные лодки, мотоциклы. Двухтактный двигатель обладает небольшими габаритами, большой мощностью и малым коэффициентом полезного действия. Для данного типа агрегатов топливная экономичность принципиально не имеет значения. Ныне таковые используются как пусковые моторы для приведения во вращение крупных дизельных ДВС, например, тракторов.

Устройство

Двухтактный двигатель отличается простотой конструкции, отсутствием газораспределительного механизма, малыми габаритами. Конструктивно схема представляет собой блок цилиндра, внутри которого на подшипниках размещен коленчатый вал. На шейку вала ложится головка шатуна с вкладышами и фиксируется корончатыми гайками. Верхняя же головка шатуна соединяется с поршнем посредством металлической полой втулки (пальца). Поршень с расположенными на нем компрессионными кольцами исключает проникновение сгоревших газов в камеру сгорания.

За счет перемещения поршня вверх-вниз происходит вращение вала. Далее вращение передается к главной передаче того или иного агрегата.

Двухтактный двигатель охлаждается через наружные ребра блока.

Охлаждение происходит и за счет топлива, содержащего определенное количество масла. То есть смазка сочленений поршень–цилиндр и коленвал – шатун осуществляется смесью, которая заранее разбавлена специальным маслом. Оно, сгорая с топливом не должно оставлять выхлопных отложений под поршнем.

Принцип работы

Процесс зиждется на рабочем цикле, который происходит за оборот коленчатого вала. Принцип работы двухтактного двигателя заключается в том, что при перемещении вверх, поршень сжимает имеющуюся под поршнем смесь, попавшую туда через впускное окно. Искра от свечи зажигания как бы взрывает горючее, резко повышая температуру и давление газов. В результате такого теплового давления поршень принудительно перемещается вниз. При этом открываются выпускное и чуть позже переходное окно, впрыскивая свежую порцию топлива. Кстати, горючее в двухтактный двигатель обязательно дополняют маслом, составляя смесь бензина и масла определенной пропорции. Делается это для смазки поршня, стенки цилиндра и кривошипно–шатуного узла. Топливная смесь попадает в картер через окно, которое открывается за счет вакуума, создаваемого движением поршня от НМТ к ВМТ. Одновременно поршень открывает отверстие, выбрасывая отработанные выхлопные газы. В определенный период посредством поршня открывается продувочное окно для заполнения цилиндра свежей порцией топливной смеси.

Повышение мощности

Чтобы повысить мощность двигателя нужно:

  • Повысить площадь выпускного отверстия с условием продолжительного пребывания его в открытом положении, чтобы выпустить максимальное количество газов.
  • Повысить эффективность продувки. Это нужно для того, чтобы через впускные отверстия горючее успевало впрыскиваться в камеру сгорания. Иначе в картере будет наблюдаться скопление топливной смеси. Во избежание оного, рекомендуется выпускные окна увеличить, что приведет к качественной наполняемости цилиндра.
  • Использовать на карбюраторе вихревой (нулевой) диффузор, который за меньший период времени подаст больше смеси.
  • Установить на глушителе, так называемый резонатор, соответствующий оборотам мотора. Этот узел способствует возврату доли смеси назад в цилиндр. Подобные нюансы возникают, когда двухтактный двигатель выбрасывает часть горючего из камеры через выпускное отверстие (окно).

Для полного заполнения подпоршневого объема следует просмотреть и состояние каналов впускных, выпускных на предмет уменьшения всевозможных заусенец, рисок, шероховатостей. Эти изъяны литья способствуют торможению потока, уменьшению наполнения камеры, снижению мощности.

Эффективным увеличением мощности двигателя считается фрезерование с последующим тонким шлифованием головки блока. Трудоемкость процедуры сводится к измерению объема литража, подбору октанового числа топлива.

Ради повышения мощности мотора можно было бы уменьшить вес вращающихся деталей, например, маховика, коленвала, срезав элементы противовеса. Но горький опыт подсказывает не идти на авось, поскольку самодеятельность приведет к биению маховика, его вибрации, особенно во время низких оборотов мотора. Но если очень хочется, можно снять тонкую стружку с последующей обязательной балансировкой махового колеса. Что касается коленчатого вала, то есть риск потерять центр тяжести вала со всеми вытекающими последствиями.

Тяговые возможности

Итак, двухтактные двигатели и их тяговые возможности соотносятся с открытием заслонки дросселя. То есть с ускорением оборотов возрастает его тяговая способность, что существенно действует на разгон. Значит, чтобы нарастить разгон нужно увеличить рабочий объем цилиндра. Конечно, тяга может привести к максимальной скорости. Работая на низких скоростях, хорошая тяга обеспечивает приемистость, быстрый разгон с легким преодолением дорожных препятствий, поворотов. Все это относится к повышению тяги на низких оборотах. Одним из предпосылок увеличения тяги следует отнести установку специальных клапанов и увеличение продолжительности пребывания их в открытом состоянии.

Проблема с продувкой камеры сгорания

Однако известно, что повышенные обороты свидетельствуют о большей мощности. В двухтактных моторах из-за больших скоростей вращения, камера сгорания не может качественно и быстро продуваться, поскольку окна остаются открытыми непродолжительное время.

Использование камерной продувки предусматривает впрыскивание топлива в цилиндр из картера. Топливо всасывается и находится в картере при перемещении поршня вверх. При движении же вниз вырабатываемое избыточное давление производит продувку камеры сгорания. Такая схема целесообразна с точки зрения малого количества используемых деталей, например, отсутствие: газораспределительного вала, клапанов, продувочного насоса, узлов смазки.

Другая особенность продувки камеры связана с режимом холостого хода мотора, при котором имеет место небольшой угол открытой заслонки. Эта ситуация не обеспечивает полную очистку от выхлопных газов за оборот вала. Поэтому на холостом ходу двигатель демонстрирует неустойчивую работу. Дело в том, что вспышка смеси приводит к дополнительным холостым оборотам. Но смесь под цилиндром от искры не воспламеняется из-за бедности топлива.

В двигателях с одним поршнем нашло широкое применение контурная продувка (щелевая). Схема предусматривает газораспределение через щели в стенке внизу цилиндра. То есть впускные и продувочные отверстия при такте сжатия и рабочего хода поршня должны находиться в закрытом положении. Контурная продувка камеры сгорания (подпоршневое пространство) представляет собой своеобразный продувочный насос. Этот фактор приводит к сокращению узлов двигателя, создавая предпосылки использования их на газонокосилках, мотоблоках, лодках, прочих легких мобильных устройствах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector