Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Двухтактные карбюраторные двигатели

0 1 2 3 4 [5] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44


Рис. 2.5. Двигатель с кривошипной камерой переменного объема

меров системы впуска удается обеспечить хорошее наполнение в широком диапазоне изменения частоты вращения вала двигателя.

Диапазон максимальной эффективности системы зависит от объема резонатора 2 и длины соединительной трубы 3. Такая система позволяет более точно регулировать состав топливовоздушной смеси, повысить мощность двигателя и снизить расход топлива.

Усовершенствования картера и кривошипа, регулирование объема кривошипной камеры. В полости кривошипной камеры при сжатии поступившего в нее из системы впуска заряда создается повышенное давление, необходимое для осуществления продувки и наполнения цилиндра топливовоздушной смесью. При поступлении в кривошипную камеру смеси колебательный процесс, имевший место во впускной системе двигателя, продолжается. Одним из существенных параметров, определяющих настройку системы впуска, является объем кривошипной камеры. С уменьшением этого объема увеличивается степень сжатия в кривошипной камере ~ соотношение ее объемов при положении поршня в момент закрытия впускного окна (или ОПК) и в момент открытия продувочных окон.

Уменьшение объема кривошипной камеры обусловливает увеличение и смещение максимального крутящего момента Af„p и мощности Ne В область высоких частот вращения. Однако при этом кривошипная камера будет заполнена меньшим количеством топливовоздушной смеси.

Таким образом, двигатель с небольшим объемом кривошипной камеры имеет лучшее наполнение топливовоздушной смесью при высоких частотах вращения. Для лучшего наполнения на низких и средних частотах вращения объем кривошипной камеры следует увеличивать. При этом нужно корректировать фазы газообмена. Изменение объема кривошипной камеры может происходить при изменении диаметра маховиков коленчатого вала, зазоров между маховиками и др. Особенностью двигателей фирмы Тоёта (Япония) является наличие кривошипной камеры переменного о&Е,ема, которая сообщается с полостью цилиндра через дополнительные органы регулирования газообмена. Этим достигается изменение продувки в соответствии с режимом работы ДВС. Переменность объема кривошипной камеры обеспечивается подвижной торцовой стенкой или каналами в стенках, образующих буферные полости. 36


Рис. 2.6. Двигатель с компрессорными лопатками на кривошипе

Двигатель с кривошипной камерой (кривошип 4) переменного объема (рис. 2.5) имеет впускной канал /, продувочные каналы 7, сообщающие кривошипную камеру 3 с камерой 8 сгорания, камеру 6 для накопления топливо-воздушной смеси, сообщающуюся с камерой 3 через каналы 7, гораздо большего объема, чем объем камеры 8, обратные клапаны 2 и 5, открывающиеся для прохода смеси. Другой двухтактный ДВС имеет впускную напорную камеру, расположенную в нижней части цилиндра двигателя. Упругая мембрана, образующая одну стенку этой камеры, зажата между картером двигателя и цилиндром так, что другая сторона мембраны обращена в полость картера.

Двухтактный ДВС с компрессорными лопатками на кривошипе характеризуется повышенным наполнением цилиндра и уменьшенным перепуском свежей смеси в выпускной патрубок 4 (рис. 2.6). Это достигается посредством дополнительной продувки, обеспечиваемой компрессорными лопатками 2, установленными на щеках кривошипа 1, винтовым и вспомогательным (3 и 5) перепускными каналами и смещенной вниз нижней отсечной кромкой впускного канала б. Ширина лопаток 2 равна примерно толщине щеки, их число и угол наклона определяются в зависимости от режима ДВС.

Усовершенствования системы продувки. Очистка цилиндра от ОГ и наполнение его свежим зарядом в двухтактных карбюраторных двигателях с петлевой продувкой являются сложными задачами. В отличие от четырехтактных двигателей, в которых основная масса ОГ вытесняется из цилиндра поршнем, после чего следует наполнение цилиндра свежим зарядом, в двухтактных карбюраторных ДВС очистка цилиндра производится свежей смесью.

Качественный процесс очистки и наполнения цилиндра возможен только при достаточной энергии продувочных струй, которые должны преодолеть гидравлическое сопротивление продувочных каналов при ограниченном перемешивании с ОГ. При этом необходимо исключить попадание продувочных струй в выпускные окна. Предлагаемые усовершенствования систем продувки можно условно разделить на подгруппы, описанные ниже.



СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПРОДУВКИ

Впуск в продувочные каналы. В цилиндре двухтактного двигателя обычно выполняют два продувочных канала для подачи заряда топливовоздушной смеси под давлением из кривошипной камеры в нижнюю часть цилиндра. При вращении коленчатого вала на входе в один продувочный канал создается большее давление, чем на входе в другой. Чтобы уравнять подачу топливовоздушной смеси через продувочные каналы, в канале с большим давлением смеси на входе устанавливают дросселирующее устройство.

В двигателе с ОПК на впуске (рис. 2.7) впускной ) и продувочный 4 каналы соединены дополнительным каналом 2. В дополнительном канале 2 установлен обратный пластинчатый клапан 3, который пропускает поток газа в одном направлении, к продувочному каналу.

Дополнительные продувочные каналы и окна. В двигателях с ОПК на впуске для улучшения наполнения целесообразно поддерживать сообщение между впускным каналом и подпоршневым пространством или продувочным каналом при положении поршня вблизи НМТ. Для этого в стенке поршня со стороны впуска предусматривают окна 5 (см. рис. 2.3). В этом случае ОПК на впуске обеспечивают дополнительный подсос горючей смеси, когда во время продувки в цилиндрах и картере образуется вакуум. В двигателях дорожных моделей мотоциклов фирмы Ямаха ОПК обычно сочетается с крутым дополнительным продувочным каналом 5, расположенным напротив канала выпуска.

В двухтактном ДВС с кривошипно-камерной продувкой и дополнительным продувочным каналом 2 имеются впускные окна 4 и 5 (рис. 2.8). В начале хода сжатия (рис. 2.8, а) через впускные окна 5 в цилиндре и 4 в поршне I в кривошипную камеру поступает топливовоздушная смесь. Впускное окно 5 соединяет впускной канал 3 с кривошипной камерой при положении поршня

в ВМТ (рис. 2.8, г), а при положении поршня в НМТ (рис. 2.8, а) соединяет кривошипную камеру через перепускное окно 4 в стенке поршня.

Применение дополнительного продувочного канала позволяет существенно улучшить характеристики двигателя (рис. 2.9). Такая система способствует дозарядке цилиндра рабочей смесью и повышению мощности двигателя. При этом также улучшается коэффициент приспособляемости ДВС, так как повышается дозарядка


Рис. 2.7. Двигатель с ОПК между впускным в продувочными каналами




Рис. 2.8. Схемы работы двигателя с дополнительным продувочным каналом; а - продувка (положение поршня в НМТ): 6 - начало сжатия (выпуск ОГ и наполнение кривошипной камеры); в - сжатие и наполнение камеры; г - сгорание смеси и дозарядка камеры (положение поршня в ВМТ); д - свободный выпуск ОГ

Ng,KBT 26

22 18

10 S

6000

10000 n,MUH


Рис. 2.9. Внешняя характеристика двигателя рабочим объемом 250 см*:

/ - без ОПК, Wg„33j = 16 кВт при п = 6600 мии-*; 2 - без ОПК, = 21 кВт

при п = 6600 мии"?; 3 - с ОПК и дополиительиым продувочным каналом, lgniax °° = 21 кВт при п = 7300 НИИ-; 4 - о ОПК и дополиительиым продувочным каналом, ешах °° " °° мии-

Рис. 2.10. Дополнительная система впуска в цилиндре двигателя



цилиндра при пониженной частоте. Координаты отверстий 4 (см. рис. 2.8) выбирают из расчета, чтобы впускной канал соединялся с картером в пределах 22,5 ... 30" поворота коленчатого вала (по обе стороны Bi4T).

Представляет интерес система впуска в цилиндр двухтактного ДВС (рис. 2.10). Система дополнительного впуска в цилиндр с продувочным каналом, проходящим сквозь раздвоенный впускной канал, отличается от известных тем, что продувочный канал 4 соединен с раздвоенным впускным каналом 3, причем вход / из раздвоенного впускного канала в продувочный канал 4 регулируется автоматическим ОПК 2.

Основными преимуществами дополнительной системы впуска являются высокая максимальная мощность н благоприятная зависимость крутящего момента двигателя. Достигается это благодаря тому, что свежая смесь поступает в пространство под поршнем всякий раз, когда давление в нем меньше давления в главном впускном канале, а свежая смесь из карбюратора подсасывается в пространство над поршнем (по стрелке А) во время работы продувочных каналов, причем сопротивление всасыванию в главном впускном канале не повышается.

Продувочные каналы с ОПК, гидродиодами и резонирующими полостями. Процесс очистки и наполнения цилиндра в значительной степени обусловлен предшествующим наполнением кривошипной камеры и свободным выпуском ОГ. Поэтому при совершенствовании процесса очистки и наполнения цилиндра важно учитывать эту взаимосвязь.

Процесс очистки и наполнения можно разделить на характерные периоды. Первый период, или период основного впуска, начинается с момента открытия продувочных окон и продолжается до положения поршня в НМТ. На некоторых режимах может иметь место выброс ОГ из цилиндра в кривошипную камеру, если давление в кривошипной камере меньше давления в цилиндре в этот момент, или эффект Каденаси. При выбросе ОГ увеличивается содержание ОГ в свежем заряде и повышается его температура, в результате чего снижается коэффициент наполнения цилиндра. Избежать выброса ОГ в камеру на основных рабочих режимах можно правильным подбором фаз выпуска и продувки и конструктивным совершенствованием продувочных каналов.

Эффект Каденаси - явление падения давления в цилиндре в конце выпуска ниже атмосферного вследствие инерции потока входящих ОГ. Степень вакуума в цилиндре повышается с увеличением объема, освобождаемого поршнем. Продувочные окна в этот момент еще закрыты или только начинают открываться. Волновые явления, происходящие при этом в кривошипной камере, продувочных каналах, цилиндре и выпускной системе важно использовать таким образом, чтобы улучшить наполнение цилиндра свежим зарядом. Поэтому начало фазы продувки нужно выбирать 40

так, чтобы кинетическая энергия потока горючей смеси из кривошипной камеры обеспечила полное вытеснение ОГ из цилиндра без потерь свежего заряда через выпускную систему так же, как и попадание ОГ из выпускной системы обратно в цилиндр.

Второй период начинается от НМТ и заканчивается в момент закрытия продувочных окон. В зависимости от режима работы двигателя возможны следующие явления: обратный выброс топливовоздушной смеси в кривошипную камеру (на малых частотах), когда кинетическая энергия потока смеси и давление в кривошипной камере малы; дозарядка, переходящая в обратный выброс (на средних частотах); дозарядка (на больших частотах). Кроме того, Б этот период имеет место пря.мой выброс, т. е. топливовоздушная смесь через открытое выпускное окно выталкивается в выпускную систему. Прямой выброс в значительной степени зависит от организации продувки и конструкции продувочных каналов.

Конструктивные изменения системы продувки двухтактных карбюраторных ДВС позволяют уменьшить или устранить «заброс» ОГ и обратный выброс смеси в кривошипную камеру, а также настроить систему продувки на наилучшее наполнение цилиндра. Двухтактный карбюраторный ДВС с ОПК в продувоч-HO.M канале имеет кривошипную камеру и цилиндр, сообщающиеся между собой каналом. Клапанные устройства, расположенные на входе и выходе продувочного канала, предотвращают прорыв потока газов в кривошипную камеру и обеспечивают выход смеси из картера.

Двухтактный бензиновый ДВС с кривошипно-камерной продувкой (рис. 2.11) имеет улучшенную экономичность на малых нагрузках. Для этого четыре продувочных окна 2 и 3 соединены с картером отдельными каналами. Через два окна 2 (большей площади сечения) смесь подается в цилиндр только при больших нагрузках, когда давление в кривошипной камере достаточно, чтобы открылись клапаны /, установленные в этих продувочных каналах. При этом через два продувочных окна 3 (меньшей площади сечения) вся смесь подается в цилиндр 4 при работе на малых нагрузках и частично при больших нагрузках; каналы этих окон не имеют клапанов. Верхние кромки всех четырех продувочных окон расположены на одном уровне и ниже уровня верхних кромок двух выпускных окон 5.

В двухтактном двигателе с резонирующим продувочным каналом имеется один или несколько продувочных каналов. Продувочный канал образован резонирующей трубой, один конец которой соединен с кривошипной камерой, а другой - с окном в цилиндре. Труба имеет такую длину, что в столбе газа, содержащегося в ней, могут возникать колебательные процессы.

Установка во впускной или продувочный каналы двухтактного ДВС с кривошипно-камерной продувкой гидродиодов (устройств, оказывающих сопротивление потоку, движущемуся в обратном



0 1 2 3 4 [5] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44



1.0616
Яндекс.Метрика