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. 2.11. Двигатель с ОПК в продувочных каналах

Рнс. 2.12. Двигатель с гидроднодами в

продувочных каналах .

направлении, значительно большее, чем в прямом), способствует лучшему наполнению цилиндра. Такая конструкция (рис. 2.12) включает сопло 3 для подачи воздуха, обращенное на внутреннюю стенку 2 рабочего цилиндра /; воздушную накопительную камеру 4, соединенную с соплом 3; канал 6 для сообщения камеры 4 с полостью 7 картера двигателя; расширяющийся патрубок 5, предназначенный для закручивания внутри камеры 4 топливовоздушной смеси, подводимой по каналу 6.

Гидродиоды в виде камеры особой формы помещают в канале перед впускным или продувочным окном. Применение гидродио-дов способствует улучшению подачи топливовоздушной смеси в цилиндр ДВС в широком диапазоне частоты вращения п. Поток смеси в прямом направлении проходит с незначительным поворотом, и гидравлическое сопротивление невелико. При обратном течении через камеру поворот потока происходит почти на 180° и сопротивление резко возрастает.

Предварительное математическое моделирование показало, что таким способом можно увеличить крутящий момент УИкр на всех скоростных режимах. Испытания одноцилиндрового ДВС (S/D = 42/58, = 111 см) подтвердили, что применение вихревых диодов в продувочных каналах приводит к увеличению при полностью открытой дроссельной заслонке крутящего момента Мкр на малых и больших частотах вращения и что характеристика ЛГкр = / (л) становится более пологой. Соответствующее повышение мощности на малых и больших частотах составляет около 20%.

Характер изменения давления в кривошипной камере свидетельствует о значительном уменьшении обратного перетекания 42

ОГ из цилиндра в кривошипную камеру при начавшемся движении поршня к ВМТ и еще открытых продувочных окнах. На изменение удельного расхода топлива установка вихревых диодов в продувочных каналах не влияет.

Продувочные окна в цилиндре. Очевидно, что форма, размеры и расположение продувочных окон оказывают большое влияние на мощностные, экономические и токсические показатели двигателей.

С точки зрения повышения мощности двухтактных двигателей интересен опыт фирмы Ямаха, которая увеличила вдвое литровую мощность серийных двухтактных двигателей, достигнув уровня мощности лучших четырехтактных ДВС. Достигнуто это обеспечением больших проходов для газа с целью максимального снижения сопротивления газовому потоку, т. е. определением оптимальных размеров продувочных и выпускных окон в зависимости от типа и назначения двигателя. По результатам испытаний максимальный коэффициент наполнения получен при высоте продувочных окон О, 7S и выпускных 0,285.

НАСТРОЙКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВЫПУСКА

Как показывают многочисленные исследования, при работе двухтактного карбюраторного ДВС без выпускной системы или с ненастроенной выпускной системой при увеличении коэффициента Фо избытка продувочной смеси, хотя и имеет место повышение коэффициента то наполнения, возрастают потери топлива через выпускную систему. Для снижения потерь топлива при газообмене и использования его для зарядки цилиндра осуществляют настройку выпускной системы.

Систему выпуска двухтактного карбюраторного ДВС, состоящую из выпускной трубы и глушителя шума выпуска, условно можно разделить на две части: мощностную, от выпускного окна до первой перегородки (диафрагмы) глушителя, в которую входят выпускная труба, конический диффузор и цилиндрическая часть глушителя, оканчивающаяся конфузором или плоской стенкой с одним или несколькими отверстиями; глушащую, представляющую собой акустический фильтр, выполненный в виде резонаторов.

Система выпуска оказывает большое влияние на крутящий момент Мкр и мощность двигателя. На рис. 2.13 показаны кривые изменения мощности Ne опытного двигателя рабочим объемом 125 см с выпускной системой (Ne = 8,8 кВт) и без выпускной системы (Ne = 6,8 кВт). Для совершенствования процессов очистки и наполнения цилиндра необходимо, чтобы давление р у выпускного окна в процессе газообмена обеспечивало выход ОГ из цилиндра и в то же время не допускало утечки горючей смеси из цилиндра. Для благоприятного протекания газообмена (рис. 2.14, а) необходимо, чтобы у выпускного окна в первой половине фазы продувки создавался невысокий вакуум, способствую-



N,kBt

<


ЗаОО 4000 SDDO 6000 n,MUH

Рис. 2.13. Изменение мощности опытного двигателя рабочим объемом 125 см*

в зависимости от частоты п вращения:

i - о выпускной системой; 2 - без выпускной системы

Рис. 2.14. Изменение избыточного давления р в выпускной системе у выпускного окна во времени U

а - благоприятное для газообмена; б - неблагоприятное для газообмена; / i- продувка; - выпуск

щий очистке цилиндра от ОГ. К моменту подхода продувочной смеси к выпускному окну давление в выпускной системе (у окна) должно возрасти и поддерживаться до закрытия выпускного окна. Эта волна давления создает обратное движение в цилиндр части продувочной смеси, попавшей в систему выпуска при продувке.

При неблагоприятном изменении давления (рис. 2.14, б) происходит «закупоривание» выпускной системы, ухудшающее очистку и наполнение цилиндра (в начальный момент продувки). Вакуум в системе выпуска в конце продувки способствует беспрепятственному выбросу горючей смеси через выпускное окно.

Таким образом, изменяя конструкцию и геометрические соотношения размеров элементов выпускной системы, можно обеспечить благоприятный для газообмена характер колебания давления у выпускного окна на определенном скоростном режиме, т. е. настроить выпускную систему. Ниже приведены характерные конструктивные усовершенствования системы выпуска, обеспечивающие ее настройку на соответствующий скоростной режим и улучшение характеристик двухтактных карбюраторных ДВС.

Для двухцилиндрового двигателя предлагается следующая выпускная система для ОГ. Выпускная труба двигателя выполнена в виде полой U-образной трубы, каждое колено которой сообщается с одной из двух выпускных систем двухцилиндрового двигателя. Волны разрежения, отраженные к выпускным окнам от камеры расширения у основания или излучины U-образной трубы во время продувки двигателя, уменьшают давление в выпускных окнах и способствуют удалению ОГ. Волны сжатия, возникающие у одного из цилиндров, отражаются юбкой поршня другого цилиндра, когда поршень закрывает окно. Отраженные волны сжатия возвращаются к первому цилиндру непосредственно перед закрытием окна этого цилиндра во время такта сжатия и увеличивают коэффициент наполнения цилиндра горючей смесью. 44

Рис. 2.15. Двигатель с дополнительными выпускными окнами

В двухтактном двигателе с дополнительными выпускными окнами 3 (рис. 2.15) по бокам центрального выпускного окна 2 в стенке цилиндра расположены четыре продувочных окна 1, 4 и два дополнительных выпускных окна 3. Дополнительные окна занимают примерно 1/2 окружности стенки цилиндра. Во впускном канале 5 предусмотрен ОПК или золотник.

Большое значение имеет правильное определение размеров продувочных и выпускных окон в зависимости от типа двигателя и его назначения, причем изменение высоты выпускного окна более существенно сказывается на работе двигателя, поскольку при этом изменяется продолжительность фазы выпуска. Ширина выпускного окна ограничена в связи с опасностью повреждения поршневых колец о кромки

и утечкой свежей смеси. Практически максимальная угловая ширина выпускного окна в серийных двигателях, по определению фирмы Ямаха, не должна превышать 65°, а спортивных 70°.

Высота выпускного окна определяется экспериментально, причем установлено, что для высокооборотных серийных двигателей оптимальный угол опережения открытия выпуска составляет 80° поворота коленчатого вала до НМТ, а общая продолжительность фазы выпуска-до 200...210°, что приводит не только к ощутимой потере полезного хода поршня и действительной степени сжатия, но и к быстрому уменьшению коэффициента т)р наполнения при резком возрастании потерь при продувке в период уменьшения частоты вращения.

Известно, что «мощностная часть» системы выпуска настроена на один (обычно номинальный) режим работы двигателя. Поэтому разрабатывают системы выпуска двигателя с автоматически настраивающимися «мощностной частью» глушителя и фазой выпуска в зависимости от режима работы двигателя.





Рис. 2.16. Устройство выпускного трубопровода двигателя фирмы Кавасаки

Фирмой Кавасаки создано устройство выпускного трубопровода для двухтактного двигателя (рис. 2.16). Устройство включает: диффузор 2, у которого площадь поперечного сечения плавно увеличивается в направлении потока ОГ; сужающуюся часть 3, непосредственно или через расширительную камеру состыкованную с диффузором 2 и имеющую постепенно уменьшающуюся площадь поперечного сечения; наружную трубу 5 постоянного диаметра, окружающую часть 3; подвижную внутреннюю трубу 4 заканчивающуюся конусом, обращенным вершиной в сторону цилиндра /, Термочувствительный элемент 6 изменяет длину в зависимости от температуры ОГ, протекающих по трубопроводу 7, он опирается одним концом, обращенным в сторону цилиндра /, на внутреннюю поверхность трубы 4, а вторым жестко прикреплен к трубе 7. Труба 4 перемещается в сторону двигателя по мере повышения температуры ОГ.

Следует отметить исследования по интенсификации очистки от ОГ, например, путем применения дополнительных выпускных систем. Интенсификация очистки от ОГ достигается введением дополнительной системы выпуска - специального клапана, отдельной выпускной трубы и глушителя. Дополнительная система выпуска включается, когда нужно интенсифицировать процесс газообмена (в том числе на режимах частичных нагрузок, когда ввиду недостаточной очистки цилиндра возникают значительные потери мощности, а вследствие пропусков зажигания работа становится неустойчивой). Дополнительный выпуск позволяет повысить коэффициент наполнения, снизить давление конца сжатия, а следовательно, улучшить удельные мощностные и экономические показатели ДВС, повысить устойчивость его работы и уменьшить токсичность ОГ.

Совершенствование системы выпуска наряду с выбором оптимальных размеров и конфигурации отдельных элементов требует обеспечения оптимального время-сечения открытия выпускного окна этой системы в зависимости от режима.

2.3. ДВИГАТЕЛИ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКИВАНИЕМ ТОПЛИВА

Улучшение равномерности распределения смеси по цилиндрам, снижение сопротивления впускной системы при отсутствии карбюратора, возможность организации продувки цилиндра и камеры сгорания воздухом без потери топлива - вот что обусловливает повышение rit, и т],, а следовательно, удельной мощности двигателя с непосредственным впрыскиванием по сравнению с карбюраторным. Особенно это заметно для двигателей, работающих на богатых смесях (а = 0,7 ... 0,8). В таких двигателях можно использовать тяжелые сорта топлива и топлива с пониженными антидетонационными свойствами. Интерес к непосредственному впрыскиванию топлива усилился в связи с успехами в разработке электронных систем впрыскивания топлива и управления рабочим процессом с помощью микроЭВМ.

В двигателе с непосредственным впрыскиванием топлива, показанном на рис. 2.17, топливная форсунка / установлена в стенке цилиндра 3 в дополнительном продувочном канале 2, по которому воздух поступает из картера в цилиндр. В другом двухтактном двигателе форсунка впрыскивания топлива в камеру расположена на некотором удалении от входа основного потока продувочного воздуха. При этом образуется зона оптимальной концентрации топливовоздушной смеси, находящаяся рядом со свечой зажигания, устанавливаемой внутри камеры.

В одном из двигателей имеются цилиндр / и вихревая камера 4, соединенные каналом 2 (рис. 2.18). В камере 4 установлена первая топливная форсунка 3, впрыскивающая топливо на такте сжатия. При цикловой подаче топлива форсункой 3 в камеру 4 вытесняется воздух из цилиндра / и здесь образуется обедненная топливовоздушная смесь. С вихревой камерой 4 каналом 5 соединена камера 8 зажигания, в которой установлена вторая топливная форсунка 6 и свеча 7 зажигания. При цикловой подаче топлива



Рис. 2.17. Двигатель с непосредственным впрыскиванием топлива

Рис, 2.18. Двигатель с вихревой камерой сгорания и непосредственным впрыскиванием топлива



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



0.0097
Яндекс.Метрика