Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое рабочий цикл двухтактного двигателя

Что такое рабочий цикл двухтактного двигателя

У таких двигателей (рис. 1) в головке цилиндра установлены два выпускных клапана. Для впуска воздуха в стенке цилиндра в средней его части имеются окна, называемые продувочными. К этим окнам воздух подводится под давлением от воздушного нагнетателя. Окна закрываются и открываются движущимся в цилиндре поршнем.

При ходе поршня к н. м. т. происходит рабочий ход, выпуск и начало продувки, при ходе поршня к в. м. т. — конец продувки и сжатие воздуха.

Когда поршень двигается к в. м. т. и продувочные окна закрыты поршнем, в цилиндре происходит сжатие воздуха (рис. 1, а).

При положении поршня около в. м. т. в камере сгорания находится сильно сжатый (до давления около 50 кГ/см2) и нагретый до высокой температуры (600—700 °С) воздух. В этот воздух при помощи топливного насоса через форсунку (рис. 1, б) впрыскивается под большим давлением мелкораспыленное топливо. Топливо, воспламеняясь от нагретого воздуха, быстро сгорает, в цилиндре выделяется большое количество тепла, и давление газов значительно возрастает, вследствие чего поршень перемещается к н. м. т., т. е. совершается рабочий ход. Давление в начале рабочего хода в цилиндре достигает 80—100 кГ/см2.

При движении поршня к н. м. т., раньше чем поршень откроет продувочные окна, механизм газораспределения открывает выпускные клапаны, и значительная часть отработавших газов под действием избыточного давления выходит из цилиндра (рис. 1, в).

При дальнейшем движении поршня вниз он открывает продувочные окна, и в цилиндр воздушным нагнетателем подается чистый воздух, который вытесняет через клапаны остатки отработавших газов, продувает цилиндр и заполняет его (рис. 1, г).

При обратном движении поршня к в. м. т. продувочные окна, а затем и выпускные клапаны закрываются, и поступивший в цилиндр воздух начинает сжиматься. Далее цикл работы непрерывно повторяется в той же последовательности.

В двухтактных дизелях рабочий ход осуществляется при каждом обороте коленчатого вала. Вследствие этого при одинаковом рабочем объеме двигателя двухтактные дизели могут развивать большую мощность, чем четырехтактные дизели. Однако тепловой режим двухтактных дизелей является более напряженным, что снижает их долговечность и предъявляет более высокие требования к материалам деталей.

Рассмотрим такой рабочий цикл на примере двигателя ЯАЗ -М204. В данном двигателе применена прямоточная клапанно-щелевая продувка цилиндра 6 от отработавших газов. В головке блока над каждым цилиндром установлено по два выпускных клапана. Роторы воздушного компрессора подают воздух в воздушную камеру, окружающую все цилиндры. Давление воздуха в камере достигает 140—150 кН/м2 (1,4—1,5 кгс/см2). Воздух из камеры поступает внутрь цилиндра через его окна, расположенные под некоторым углом к радиусу цилиндра.

Первый такт—продувка и сжатие. Допустим, что в начале первого такта поршень находится в н. м. т., при этом выпускные клапаны и окна открыты. Происходит продувка цилиндра воздухом, поступающим из воздушной камеры. Поступив через окна в цилиндр, воздух получает вращательное движение и через открытые выпускные клапаны выходит в атмосферу. Затем поршень начинает подниматься от н. м. т. до в. м. т. В начале своего движения поршень боковой поверхностью закрывает окна, а вслед за этим закрываются и клапаны. В цилиндре происходит сжатие воздуха, давление которого к концу сжатия возрастает до 5000 кН/м2 (50 кгс/см2), а температура до 600—700 °С.

Когда поршень находится около в. м. т., в сильно нагретый и сжатый воздух из насоса-форсунки под большим давлением (до 140 000 кН/м2, т. е. до 1400 кгс/см2) впрыскивается мелкораспыленное топливо. Оно нагревается, воспламеняется и сгорает (рис. 11, в). Давление в цилиндре увеличивается до 8000—10 000 кН/м2 (80—100 кгс/см2), а температура до 1800 — 2000 °С.

Второй такт — рабочий ход и выпуск. Второй такт начинается расширением горячих газов. Они давят на поршень, и он перемещается от в. м. т. до н. м. т., совершая рабочий ход. При движении поршня вниз увеличивается объем, занимаемый газами, и уменьшается их давление и температура. До прихода поршня в н. м. т. открываются выпускные клапаны, и отработавшие газы выходят из цилиндра в атмосферу через глушитель. Опускаясь ниже, поршень открывает окна, ив цилиндр поступает воздух, который через открытые выпускные клапаны вытесняет отработавшие газы из цилиндра в атмосферу. При этом часть воздуха также выходит в атмосферу вместе с отработавшими газами. Затем рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Двухтактные двигатели

В отличие от четырехтактных двигателей, где процессы впуска и выпуска производятся специальным механизмом газораспределения, в двухтактных двигателях газораспределение обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом.

Рабочий цикл в двухтактном двигателе (рис. 8) совершается за один оборот коленчатого вала, т. е. за два хода поршня, во время которых осуществляется впуск в картер горючей смеси, предварительное ее сжатие, продувка цилиндра, сжатие горючей смеси в цилиндре, рабочий ход и выпуск. Картер двигателя изготавливают герметичным. Поршень выполняет работу распределительного органа, перекрывая впускные, продувочные и выпускные окна цилиндра.

Читать еще:  Ваз 21123 купе тюнинг двигателя


Рис. 8. Рабочий цикл двухтактного двигателя: 1 — коленчатый вал; 2 — картер; 3 — шатун; 4 — поршень; 5 — цилиндр; 6 — продувочный канал; 7 — впускное окно; 8 — выпускной патрубок; 9 — запальная свеча

Цикл работы двухтактного двигателя осуществляется следующим образом.

Первый такт (впуск, сжатие). Поршень (рис. 8,а) движется от н. м. т к в. м. т. В этот момент в кривошипной камере образуется разрежение, и горючая смесь из карбюратора после открытия поршнем впускного окна устремляется в кривошипную камеру. После того, как закроется продувочное окно в цилиндре, над поршнем происходит сжатие ранее поступившей рабочей смеси. При подходе поршня к в. м. т. смесь поджигается электрической искрой, проскакивающей между электродами свечи зажигания,

Второй такт (рабочий ход, предварительное сжатие, выпуск, продувка). При сгорании смеси давление в цилиндре резко возрастает, достигая 25-30 кг/см 2 . Поршень под давлением газов движется от в. м. т. к н. м. т.- происходит рабочий ход (рис. 8, б). Через шатун давление передается на коленчатый вал, заставляя его вращаться. После закрытия поршнем впускного окна рабочая смесь в кривошипной камере сжимается (рис. 8, в).

При дальнейшем движении поршня вниз открывается выпускное окно — начинается очистка цилиндра от продуктов сгорания. Затем поршень открывает продувочное окно, происходит продувка; при этом предварительно сжатая в кривошипной камере рабочая смесь по продувочным каналам поступает в цилиндр (рис. 8, г), одновременно выталкивая из него оставшиеся отработавшие газы. Продувка продолжается до закрытия продувочного и выпускного окон. Таким образом, из двух ходов один является рабочим.

Если двигатель имеет более одного цилиндра, то в каждом из них рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала. При вертикальнорядном расположении цилиндров, как, например, на мотоцикле ИЖ «Юпитер» (см. рис. 7, в), на один оборот коленчатого вала приходится два рабочих такта поочередно за каждый ход поршня, т. е. если в левом цилиндре осуществляется рабочий ход, то в правом — продувка и сжатие, и наоборот. Такое чередование обеспечивает плавность хода двигателя


Рис. 9. Типы продувок двухтактных двигателей: 1 — продувочные окна; 2 — выпускные окна; 3 — впускное окно; 4 — путь горючей смеси из карбюратора в кривошипную камеру; 5 — превышение выпускного окна над продувочным; 6 — путь смеси при продувке из кривошипной камеры в цилиндр и частично в атмосферу а — поперечная; б — крестообразная; в — возвратно-петлевая

В двухтактных двигателях различают три типа продувок (рис. 9); поперечные, крестообразные и возвратно-петлевые. Поперечная продувка (рис. 9, а) осуществляется через перекрестное и выпускное окна (каналы), расположенные на диаметрально противоположных сторонах цилиндра, крестообразная (рис. 9, б) — по двум и четырем, возвратно-петлевая продувка (рис. 9, в) — по двум, трем и четырем каналам. Все типы продувок кривошипно-камерные.

Что такое рабочий цикл двухтактного двигателя

:: Основные разделы сайта ::

:: Автобагажники THULE ::

:: Шины и Диски ::

:: Каналы МоторСвит ::

Принцип работы 2-х тактного ДВС. Рабочий цикл двухтактного двигателя

В этой статье Вы узнаете устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Многие из нас ездят на мотороллерах или «ходят» на лодочных моторах но вот как устроен и работает двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС), который приводит в движение Вашу двухколесную или водную технику, знает не каждый. Ещё в помощь Вам статья — Что такое двигатель внутреннего сгорания и его виды.

Зачем нужно понимать принцип работы двух тактного двигателя. Во-первых зная все принципы работы ДВС, Вы сможете быстро и правильно диагностировать его неполадки. Да и вообще, в ознакомительных целях знание принципов работы 2-х тактного двигателя не помешает. Во-вторых Вы сможете легко определиться с тем, какую лучше выбрать силовую продукцию с 2-х тактным или 4-х тактным двигателем (в помощь статья — Преимущества и недостатки 4-х и 2-х тактных двигателей).

Поэтому автором проекта МотоСвит был подготовлен небольшой материал по принципу работы двухтактного двигателя. Принцип работы четырёхтактного двигателя Вы узнаете здесь.

Вообще-то существует два основных типа двигателей с которой работает силовая продукция: двухтактные и четырехтактные.

Практически на каждом мотороллере, особенно до 2000 года выпуска, установлен двухтактный двигатель, а также модельный ряд многих производителей лодочных моторов.

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.

Читать еще:  В чем принцип работы реактивного двигателя

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60-70%.

Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:

Здесь Вы видите двигатель.

Он состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется 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. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Далее, вращательное движение передается на вариатор.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла.

Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине в двухтактном двигателе масло (обязательно масло для 2-х тактных ДВС) и добавляется в определенной пропорции с бензином. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Вот теперь мы подошли к принципу работы двухтактного двигателя. Вы уже догадались из названия, что весь рабочий цикл в двух тактном двигателе осуществляется за два такта:

1. Такт сжатия.

Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода.

При положении поршня около ВМТ (верхней мёртвой точки) сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Стоит упомянуть о принципе зажигания.

Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.

Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением. С ним двигатель развивает больше мощности.

Посмотрите наглядную работу двухтактного ДВС с помощью флеш-ролика (ниже): Продуктивного изучения.

Если данная информация была полезна для Вас, поделитесь с друзьями в соц.сетях. Кнопки Вы видите ниже:

© Перепечатка разрешена, при условии указания автора и активной обратной ссылки на источник

Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

В настоящее время активно используются два основных типа двигателей внутреннего сгорания: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска готовой топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленчатого вала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны газораспределительного механизма, их роль выполняет пара поршень/гильза. Поршень при своем перемещении закрывает своим телом впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому такие двигаетли более просты в конструкции.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах, ёмкости цилиндра и частоте вращения вала (теоретически) в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов в единицу времени. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60. 70 % по сравнению с четырехтактным ДВС.

Читать еще:  В чем различие двухтактного двигателя от четырехтактного

Двигатель двухтактного рабочего цикла состоит из картера (основной его части — базы), в который на шариковых подшипниках установлен коленчатый вал. Цилиндр крепится к блоку через винты или шпильки, которые проходят через все тело гильзы. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан (чаще из алюминиевого сплава), опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне ниже жарового пояса. Во время сжатия или рабочего хода поршневые кольца не пропускают газы и запирают в промежутке между днищем поршня и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка видно, что топливная смесь (голубой цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Принцип работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта

1. Такт сжатия.

2. Такт рабочего хода.

Принцип зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движется поршень, тем раньше должно быть зажигание — поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты статично.

Преимущества двухтактных двигателей:

• Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения
• Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма
• Проще и дешевле в изготовлении
• Меньший вес

Ремонт двухтактных двигателей внутреннего сгорания

Ремонт двухтактных ДВС осуществляется только квалифицированными рабочими по технологическим и маршрутным картам, которые разрабатывают инженеры и проектировщики. Эти инструкции дают рабочему понять, где и когда использовать ту или иную операцию, как и каким порядком устанавливать детали, а также в какой последовательности их затягивать.

Сами «двухтактники» устанавливаются в специальные стенды-кантователи, которые позволяют с большим удобством и правильно, доступно визуально осуществить правильную сборку и протяжку.

Разработка процесса ремонта ДВС включает в себя не только визуальный осмотр и мойку всего узла в моечной машине, но и разработку карт дефектов деталей, маршрутные карты восстановления и т.д.

Именно таким образом осуществляет ремонт двухтактных ДВС в производственных условиях АТП.

Недостатки двухтактных двигателей:

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм.
2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.
3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания не так вибрируют на малых оборотах (касается только двухцилиндровых двигателей — одноцилиндровые двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.
4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики “Чем проще тем надежнее” еще никто не отменял.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector