Двухтактных двигателей

Среднее индикаторное давление принято относить к полному рабочему объему цилиндров У/г как в четырехтактных, так и в двухтактных двигателях. При графическом определении среднего индикаторного давления, как это сделано в работе ТД-7, трудно обеспечить необходимую точность и, кроме того, для расчета требуется много времени, в связи с чем целесообразно применить другой, графоаналитический метод, основанный на приближенном вычислении интеграла 1Ц,= (EpdV. Этот метод опреде-

В двухтактных двигателях кроме рассмотренной схемы газообмена используются также прямоточная схема газообмена с противоположно движущимися поршнями и петлевая схема газообмена. Двухтактные двигатели с прямоточной схемой газообмена с противоположны-

Как отмечалось выше, для предварительного сжатия воздуха или горючей смеси в двухтактных двигателях используется специальный агрегат — компрессор или внутренняя полость картера (кривошипная камера). В последнем случае двигатели называются двигателями с кривошипно-камерной схемой газообмена (рис. 5.13). Кривошипная камера вместе с поршнем двигателя образует объемный компрессор.

Для четырехтактных ДВС можно принимать следующие значения у: карбюраторные и газовые 0,06 — 0,12; дизели 0 — 0,06. В двухтактных двигателях в зависимости от схемы газообмена значение у изменяется от 0,05 в двигателях с противоположно движущимися поршнями до 0,45 в двигателях с кривошипно-камерной схемой газообмена.

Давление наддува ограничено напряженностью цилиндропорш-невой группы и составляет в судовых двухтактных двигателях рк = 0,20ч-0,27 МПа, в четырехтактных рк = 0,15-=-0,30 МПа.

В двухтактных двигателях газотурбинный наддув (по импульсной системе) удается осуществить лишь в малооборотных дизелях, имеющих прямоточно-клапанную продувку при умеренных степенях наддува (фирм «Бурмейстер и Вайн», «Сторк», «Мицубиси»). В двухтактных двигателях с контурной продувкой необходим больший избыток воздуха и повышенный перепад давлений, вследствие чего используется комбинированная схема. При этом обычно применяют импульсный наддув и в отдельных случаях — наддув при постоянном давлении перед турбиной.

Моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях или окон в двухтактных двигателях, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Графически их можно изобразить в виде круговой диаграммы (рис. 67), которая называется диаграммой газораспределения или диаграммой распределения, если указаны моменты действия органов топливоподачи или зажигания.

Рабочий цикл в двухтактных двигателях совершается за два такта, т. е. за один оборот коленчатого вала. Основное отличие двухтактного двигателя от четырехтактного заключается в способе газообмена — очистки цилиндра от продуктов сгорания и зарядки его свежим воздухом или горючей смесью. В двухтактных двигателях продолжительность газообмена составляет 25—30% продолжительности цикла, а у четырехтактных — 50%.

Рабочий цикл в двухтактных двигателях (рис. 68) осуществляется следующим образом. После сгорания топлива начинается процесс расширения газов (рабочий ход). Поршень движется к н. м. т. В конце процесса расширения поршень 1 открывает впускные окна 3 (точка Ъ) или открываются выпускные клапаны, сообщая полость цилиндра через выхлопную трубу с атмосферой. При этом часть продуктов сгорания выходит из цилиндра и давление в нем падает до давления продувочного воздуха pd. В точке d поршень открывает продувочные окна 2, через которые в цилиндр подается воздух или смесь топлива « воздухом под давлением

В процессе газообмена в двухтактных двигателях некоторая часть свежего заряда (воздуха или горючей смеси) теряется вместе с выпускными газами. Эту потерю свежего заряда при продувке компенсируют увеличенной подачей его.

Второй такт соответствует ходу поршня от нижней к верхней мертвой точке. В начале этого хода продолжается процесс продувки и заполнения цилиндра свежим зарядом. Конец продувки цилиндра (точка / на индикаторной диаграмме) определяется моментом закрытия впускных окон. Процесс выпуска продуктов сгорания еще продолжается. В точке а закрываются выпускные окна и начинается процесс сжатия. При прямоточпо-клапанной продувке выпускные клапаны закрываются одновременно с впускными окнами или несколько ранее. Давление в цилиндре к концу зарядки в двухтактных двигателях несколько выше атмосферного. Оно зависит от давления продувочного воздуха. С момента окончания продувки и полного перекрытия выпускных окон начинается процесс сжатия. Когда поршень не доходит на 10—30° по углу поворота коленчатого вала до в. м. т. (точка с'), в цилиндр через форсунку подается топливо или производится зажигание смеси и цикл повторяется.

Вследствие наличия в цилиндрах двухтактных двигателей продувочных окон из всего рабочего объема цилиндра Vh при сжатии и расширении рабочего тела используется лишь часть этого объема, равная V// (рис. 9.10). Другая часть объема, равная Vh — Vh', называется потерянным объемом. Если доля потерянного объема для исследуемого двигателя неизвестна, то объем Vh' можно определить подбором (см. ниже обработку индикаторной диаграммы). Тогда действительная степень сжатия определится соотношением

Схемы газообмена двухтактных двигателей:

К преимуществам двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными следует отнести: более равномерную работу, увеличение мощности при одинаковых размерах цилиндров, а к недостаткам: плохую очистку цилиндров от отработавших газов, ухудшение продувки цилиндров двигателя на малых оборотах коленчатого вала.

Pi — среднее индикаторное давление, и/л*2; s — ход поршня, м; п — скорость вращения, об/мин; т — тактность двигателя, для двухтактных двигателей равная 2,

Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания, как уже указывалось, говорит о том, что около 30% вводимого в него тепла уносится отходящими газами и около 30% — охлаждающей водой. Температура отходящих газов при полной нагрузке составляет у четырехтактных двигателей 360—420° С и у двухтактных 280—320° С* (меньшая температура у двухтактных двигателей объясняется подачей в цилиндр продувочного воздуха, который, проходя через окна, смешивается с отработавшими газами, в результате чего снижается их температура). Используя некоторую часть тепла отходящих газов для промышленных и бытовых нужд (отопление домов, прачечные, тепличное хозяйство), можно довольно значительно (до 25%) повысить экономичность установки и ее общий к. п. д. (до 50—55%). Тепло в таких случаях используют в котлах-утилизаторах.

Температура выпускных газов перед турбиной определяется в процессе расчета двигателя и лежит обычно в следующих пределах: для двухтактных двигателей tr = 350 ч-500 °С, для четырехтактных tr = 500 ч-600 °С.

обеспечивается. Для двухтактных двигателей это не всегда имеет место. Поэтому в четырехтактных двигателях чаще применяют газотурбинный наддув: при умеренных давлениях наполнения рк — по импульсной системе и при повышенных давлениях — по системе с постоянным давлением перед турбиной.

РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧЕТЫРЕХ- И ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ •

Устройствами газораспределения у двухтактных двигателей являются окна (щели) во втулке цилиндра, перекрываемые поршнем, и клапаны или золотники.

Сравнение рабочих циклов четырех- и двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и одной и той же частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактного двигателя значительно больше. Учитывая увеличение числа рабочих циклов, следовало бы ожидать увеличения мощности в два раза. В действительности мощность двухтактного двигателя увеличивается приблизительно в 1,5—1,7 раза вследствие потери части рабочего объема, ухудшения очистки и наполнения, а также некоторой затраты мощности на привод продувочного насоса. К преимуществам двухтактных двигателей следует также отнести большую равномерность крутящего момента, так как полный рабочий цикл осуществляется при каждом обороте коленчатого вала вместо двух в четырехтактных двигателях. Однако в двухтактном процессе по сравнению с четырехтактным мало время,

§ 97. ТИПЫ ПРОДУВКИ ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Рекомендуем ознакомиться:

Двусторонней резиновой

Двутавров швеллеров

Дополнительные преимущества

Дополнительные сопротивления

Дополнительные внутренние

Дополнительные устройства

Дополнительных деформаций

Дополнительных изгибающих

Добавлении небольших

Дополнительных ограничений

Дополнительных поперечных

Дополнительных ремонтных

Меню:

Главная страница Термины