РЕМОНТ АВТОМОБИЛЕЙ

Типы продувки
Мощность двухтактных двигателей и удельный расход топлива в большой мере зависят от качества продувки. Все существующие типы продувок могут быть подразделены на две основные системы — контурную и прямоточную.
Контурная продувка характеризуется тем, что поток продувочного воздуха, поднимаясь сначала снизу вверх по контуру рабочего цилиндра, делает затем поворот на 180° и далее движется в обратном направлении.
При прямоточной продувке поток продувочного воздуха движется только в одном направлении.
Контурная продувка, в свою очередь, может быть подразделена, в зависимости от расположения окон в цилиндре, на следующие наиболее распространенные группы:
Поперечная щелевая продувка. Здесь выпускные окна расположены против продувочных, причем по высоте (в направлении хода поршня) выпускные окна превышают продувочные. Это сделано для лучшей очистки цилиндра от отработавших газов. Частичное вытеснение поршнем через выпускные окна воздуха после закрытия продувочных окон служит, однако, причиной утечки свежего заряда, что ведет к уменьшению мощности двигателя. Преимуществом этого типа продувки является простота конструкции, эксплуатации (нет клапанов) и надежность работы. Поэтому рассмотренный тип продувки широко применяется в современных двигателях.
Петлевая продувка (фиг. 74, б). Выпускные — верхние и продувочные — нижние окна расположены в два ряда один над другим. В конце рабочего хода кромкой днища поршня сначала открываются выпускные окна, а при дальнейшем ходе и продувочные. Продувочные окна наклонены вниз, почему воздух, поступающий в цилиндр, направляется вниз, обтекает вогнугую поверхность поршня и далее, двигаясь в верхнюю часть цилиндра и описывая петлю, вытесняет продукты сгорания через выпускные окна. При движении поршня вверх сначала закрываются продувочные окна, а затем выпускные, т. е. так же как и при поперечной щелевой продувке. Преимущества и недостатки этих двух типов продувок одинаковы. Рассматриваемый тип продувки распространен в двигателях большой мощности.
Клапанная поперечная продувка. Здесь продувочные и выпускные окна располагаются против друг друга, а высота этих окон одинакова. Окна для продувки наклонены вверх и соединены с автоматическим клапаном 4, регулирующим впуск воздуха в цилиндр. Кромкой днища поршня открываются одновременно выпускные 2 и продувочные 3 окна, начинается выпуск отработавших газов; воздух же пойдет лишь тогда, когда давление в цилиндре сделается несколько ниже давления в ресивере 5 и когда клапан откроет окна 3 вследствие разности давлений. При движении поршня вверх продувка прекратится одновременно с прекращением выпуска, т. е. с момента, когда поршень перекроет эти окна; после этого начинается сжатие. х
В связи с более поздним закрытием продувочных окон по сравнению с вышеописанными продувками, расход воздуха при данной продувке меньше, а количество свежего заряда, поступающего за цикл, а следовательно, и мощность, будут больше.
Клапанная поперечная продувка с высотой продувочных окон большей, чем у выпускных. Здесь выпускные и продувочные окна расположены против друг друга, причем продувочный воздух поступает через двойной ряд окон, наклоненных кверху. Верхний ряд продувочных окон 3 закрывается автоматическим клапаном 4. Когда при движении поршня вниз откроется верхний ряд продувочных окон, а затем выпускные окна 2, то отработавшие газы начнут вытекать в атмосферу, а воздух подаваться не будет, так как клапан при этом будет закрыт. При дальнейшем движении поршень открывает нижние продувочные окна 3 и одновременно открывается автоматический клапан 4, так как к этому времени давление в ресивере 5 окажется больше понизившегося давления в цилиндре. Поэтому воздух начнет поступать в цилиндр одновременно через оба ряда продувочных окон, вытесняя отработавшие газы. При движении поршня вверх сначала закроются нижние продувочные окна, а затем выпускные. Верхние же продувочные окна останутся открытыми, и через них воздух продолжает поступать до тех пор, пока поршень их не закроет; затем начинается процесс сжатия.
При этом способе продувки в цилиндр поступает добавочная порция свежего заряда воздуха при давлении, соответствующем давлению в ресивере, что при прочих равных условиях повышает мощность двигателя по сравнению со всеми рассмотренными выше типами продувки.

Прямоточные системы продувки также могут быть подразделены на отдельные группы. Рассмотрим некоторые из них.
Клапанно-щелевая продувка. Здесь продувочные окна размещены в нижней части цилиндра по всей ее окружности. Выпускные клапаны 6 (один или несколько), действующие от привода, открываются для выпуска отработавших газов раньше продувочных окон, а закрываются приблизительно в одно с ними время. Этим обеспечивается хорошая очистка цилиндра от отработавших газов при малом расходе продувочного воздуха. Так как продувочные окна располагаются по всей окружности, то при данном сечении продувочных окон высота их может быть небольшой; это увеличивает полезный ход поршня и повышает мощность двигателя.
Этот тип прямоточной продувки является одним из наиболее распространенных у быстроходных двухтактных двигателей.
В тихоходных двигателях большой мощности вместо выпускных клапанов иногда применяется цилиндрический золотник, располагаемый в цилиндровой крышке.
Прямоточная бесклапанная продувка. Этот тип продувки применяется в двигателях с цилиндром, имеющим два поршня, движущиеся в противоположном направлении. Продувочные и выпускные окна располагаются по всей окружности цилиндра. Нижний поршень открывает выпускные окна, а верхний — продувочные. Дилер завода производителя предлагает запчасти КрАЗ по самым низким ценам, распродажа .
Когда поршни двигаются навстречу друг другу, происходит сжатие. Камера сгорания образуется в середине цилиндра в конце периода сжатия при сближении поршней; здесь и помещается форсунка. При расширении газов поршни расходятся. Так как высота выпускных окон делается больше продувочных, то выпуск отработавших газов начинается раньше начала продувки.
Какой бы ни был тип продувки, качество продувки в большой мере зависит от давления продувочного воздуха. Подбор наивыгоднейшего давления зависит от совокупности многих факторов. Чем больше давление, тем выше скорость продувочного воздуха, что может привести к перемешиванию его с отработавшими газами. При малом давлении, а следовательно, и малой скорости воздуха есть большая вероятность плавного вытеснения воздухом газа и меньшей затраты энергии на получение продувочного воздуха; но вместе с тем при малых скоростях движения воздуха через продувочные окна возникает необходимость в увеличении их размеров, что приводит к возрастанию потерянной части хода поршня, а следовательно, к уменьшению мощности. Практически в ресивере среднее давление воздуха берут порядка 1,1—1,3 am, и только в очень быстроходных двигателях это давление превышает 1,5am.
Продувочный воздух нужного давления в необходимых количествах получается в продувочных насосах.

Схемы продувки двухтактных двигателей

Главное меню

Судовые двигатели

Рассмотренные контурные системы продувок нашли применение глав­ным образом в тихоходных двигателях. Все они обладают тем недостатком, что с повышением числа обо­ротов, вследствие сложной траектории продувочного воздуха в цилиндре двигателя, происходит перемешивание продувочного воздуха с продуктами сгорания и, следовательно, плохая очистка цилиндра. Прямоточные системы продувки этого недостатка не имеют, а потому в быстроходных двига­телях они получили преимущественное применение. Фирмы «Бурмейстер и Вайн», «Сторк», «Гетаверкен» и др. применяют прямоточную систему про­дувки и в малооборотных судовых дизелях. Прямоточная система продув­ки применяется двух типов — прямоточно-клапанная и прямоточно-бес­клапанная!

Схема цилиндра с прямоточно-клапанной системой продувки показана на рис. 95. Продувочные окна расположены в нижней части цилиндра по всей его окружности. Выпуск производится через один или несколько клапанов, расположенных в крышке цилиндра. При движении поршня вниз сначала открываются выпускные клапаны и начинается выпуск, а затем в момент открытия верхней кромкой поршня продувочных окон (давление с цилиндре в этот момент становится равным давлению продувочного возду­ха) начинается продувка. Продувочный воздух поднимается вверх, фронтально вытесняя продукты сгорания. Движение его вокруг оси цилиндра, благодаря тангенциальному наклону окон, осуществляется для достижения лучшего смесеобразования. При обратном движении поршня вверх закры­ваются выпускные клапаны и продувочные окна. Данная система продувки обладает целым рядом преимуществ, а именно:

1. Независимое от поршня управление открытием выпускных клапанов позволяет получить дозарядку (наддув) свежего воздуха и тем самым обеспечить возможность работы двигателя с высоким средним индикаторным давлением.

2. Совершенная очистка цилиндра от продуктов сгорания (? _r = 0,04?0,06) при малом расходе продувочного воздуха.

3. Ввиду большой суммарной ширины продувочных окон высота их делается небольшой, что позволяет увеличить полезный ход поршня.

4. Симметричность рабочего цилиндра как в верхней его части (в крышке цилиндра), так и внизу.

5. Более благоприятные условия работы выпускных клапанов и порш­ня по сравнению с четырехтактными двигателями вследствие охлаждения их продувочным воздухом.

Диаграмма открытия окон прямоточно­клапанной системы продувки показана на рис. 96. Площадь, выражающая «время- сечение» продувки F ₂ , перевернутая в по­ложение над осью абсцисс, наглядно пока­зывает, что «время-сечение» продувки пре­вышает «время-сечение» выпуска F ₃ на ве­личину, определяемую площадью F ₅ при условии равенства масштабов площадей. На диаграмме показано, что продувочные окна закрываются в точке S’ (раньше за­крытия выпускных клапанов), а выпускные клапаны закрываются в точке А’.

Система продувки прямоточно-бесклапанная применяется в двигате­лях с противоположно движущимися поршнями. Схемы такого двигателя с различными передачами движения верхнего поршня 2 на коленчатый вал показаны на рис. 97. Продувочные (верхние) окна и выпускные (нижние) открываются при расходящемся движении поршней и закрываются при сходящемся их движении. Высота выпускных окон больше, чем продувочных, что позволяет осуществлять свободный выпуск и понижать давление в ци­линдре до давления, равного давлению продувочного воздуха к моменту начала открытия продувочных окон. Открытие выпускных окон произво­дится поршнем 1. Топливо в таком двигателе подается форсункой в прост­ранство сжатия, образуемое между донышками поршней. В данной системе продувки путь продувочного воздуха минимальный, что позволяет осущест­влять хорошую очистку цилиндра.

Диаграммы открытия окон прямоточно-бесклапанной системы продувки показаны на рис. 98. Диаграмма (рис. 98, а) показывает «время-сечение» при угле между мотылями верхнего и нижнего поршней 180°. Площадь F ₄ в этом случае выражает «время-сечение» потери свежего заряда. У не­реверсивных двигателей иногда угол между мотылями делают (180—? )° по направлению вращения вала, что позволяет производить дозарядку ци­линдра свежим воздухом. Диаграмма открытия окон при угле между мотылями (180 — ? )° показана на рис. 98, б. Площадь F ₄ в этом случае выражает «время-сечение» дозарядки (наддува) цилиндра продувочным воздухом.
Прямоточная система продувки, особенно прямоточно-клапанная, наш­ла большое применение в судовых дизелях быстроходного типа. Совершенная очистка цилиндра при этой системе продувки позволяет достигнуть в ука­занных дизелях минимальных удельных расходов топлива.

Схемы продувки двухтактных двигателей

Пособие для водителей катеров, яхт, лодок, судов, водного транспорта

22.05.2015 22:13
дата обновления страницы

Основы устройства и работы катерных двигателей водных судов Дата создания сайта:
1 6 / 04 /20 07

История изменения сайта

Читать стати: Триста практических советов по катерам, яхтам, лодкам, водным судам. Найдете все советы, самоделки, доработки, рекомендации.

Типы продувки горючей смеси двигателя внутреннего сгорания.

Существует два основных типа продувки: дефлекторная (поперечная) и бездефлекторная (возвратная или петлевая).

Дефлектором называется специальный выступ — козырек — на днище поршня, который служит для того, чтобы обеспечить правильное направление потока горючей смеси, поступающей в цилиндр через продувочное окно. На рис. 44 показана схема дефлекторной продувки.

Сжатая в картере смесь через продувочные канал и окно поступает в цилиндр, встречая на своем пути дефлектор. Поток смеси отклоняется вверх, в камеру сгорания, а оттуда идет вниз, к выхлопному окну, вытесняя через него из цилиндра отработавшие газы. При такой системе продувки выхлопное окно располагается против продувочного, что до некоторой степени способствует увеличению потерь рабочей смеси через выхлопное окно во время продувки цилиндра. Двигатели с дефлекторной продувкой имеют повышенный расход топлива. Наличие на днище поршня дефлектора увеличивает его вес и ухудшает форму камеры сгорания. Тем не менее, по ряду конструктивных соображений дефлекторная продувка широко применяется для подвесных моторов: так, например, устроен мотор «Москва» мощностью 10 л. с.

Несколько большая экономичность достигается применением бездефлекторной продувки. Схема возвратной, двухканальной продувки показана на рис. 45.

В этом случае поршень делается с плоским или слегка выпуклым днищем. Продувочные потоки сталкиваются и поднимаются вверх вдоль стенки цилиндра, вытесняя в выпускное окно отработавшие газы. По числу продувочных каналов и характеру движения смеси этот тип продувки называется двухканальной, петлевой.

Возвратная петлевая продувка может быть трех- и четырех-канальной; в последнем случае продувочные каналы располагаются рядом, попарно или крестообразно.

Рис. 45. Схема возвратной (петлевой) бездефлекторной продувки

Возвратная, двухканальная продувка распространена больше. Такую продувку имеют подвесные лодочные моторы ЗИФ-5М и «Стрела».

Применение бездефлекторной продувки позволяет получить высокие степени сжатия при наивыгоднейшей форме камеры сгорания, что дает возможность снять с двигателя большую литровую мощность. Гоночные двухтактные моторы с кривошипно-камерной продувкой, как правило, имеют двух- или трехканальную возвратную петлевую продувку.

Протекание процесса продувки и заполнения картера двухтактного двигателя свежей рабочей смесью зависит в большой степени от размеров окон и продолжительности их открытия поршнем. Начало открытия и закрытия впускного, продувочного и выпускного окон цилиндра, а также продолжительность впуска, продувки и выпуска, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала, можно видеть на диаграмме газораспределения двигателя (рис. 46).

Период, соответствующий углу поворота коленчатого вала, когда через открытое впускное окно происходит заполнение картера свежей рабочей смесью, называется фазой впуска. Периоды, соответствующие углам поворота коленчатого вала при открытии продувочного и выхлопного окон, называются фазами продувки и выпуска.

На рис. 46 приведена диаграмма газораспределения двигателя «Стрела». У этого двигателя фазы газораспределения, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала, составляют: фаза впуска в картер — 120°, продувка- 110° и выпуск — 140°.

Из диаграммы видно, что относительно оси, проходящей через мертвые точки, правая и левая части диаграммы симметричны. Это значит, что если впускное окно начинает открываться поршнем за 60° до ВМТ, то закроется оно через 60° после ВМТ. Открытие и закрытие вхлопного и продувочного окон происходит аналогичным образом. Продолжительность фазы выпуска обычно на 30-35° больше продолжительности фазы продувки. Описанный двигатель носит название трехоконного.

Симметричные фазы газораспределения двухтактного двигателя с кривошипно-камерной продувкой отрицательно сказываются на его литровой мощности и экономичности.

» alt=»Рис. 46. Диаграмма газораспределения двигателей подвесных лодочных моторов ЗИФ-5М и «>

Рис. 46. Диаграмма газораспределения двигателей подвесных лодочных моторов ЗИФ-5М и «Стрела»

Малая продолжительность фазы впуска снижает наполнение картера и, следовательно, мощность двигателя. Увеличение высоты впускного окна имеет свой предел: оно повышает количество смеси, засасываемой в картер во время восходящего хода поршня, но зато приводит к потерям его за счет выбрасывания смеси обратно в карбюратор через открытое окно при движении, поршня вниз. Продолжительность фазы впуска зависит от числа оборотов двигателя. Если двигатель делает не более 3000-4000 об/мин, фаза впуска не превышает обычно 110- 120° угла поворота кривошипа. У гоночных двигателей, развивающих 6000 об/мин и более, она доходит до 130-140°, но при работе на малых оборотах у такого двигателя наблюдается выбрасывание смеси обратно в карбюратор.

Фаза выпуска у высокооборотных двигателей также увеличена и составляет 150-160°. При этом выхлопное окно по высоте больше продувочного на 7-«8 мм. Необходимость расширения фаз для гоночных многооборотных двигателей объясняется тем, то на больших оборотах время (продолжительность) открытия окон уменьшается, вследствие чего наполнение цилиндров рабочей смесью и мощность двигателя падают.

Рис. 47. Схема двухтактных двигателей с золотниковым газораспределением: а- с дисковым золотником на коленчатому; б- с приводным цилиндрическим золотником,(краном)

Рис. 47. Схема двухтактных двигателей с золотниковым газораспределением: а- с дисковым золотником на коленчатому; б- с приводным цилиндрическим золотником,(краном)

Повысить наполнение картера двухтактного двигателя можно путем применения системы впуска через вращающийся золотник или пластинчатые клапаны.

В первом случае на шейке коленчатого вала, внутри картера, устанавливается диск с отверстием для пропуска всасываемой в картер рабочей смеси. Второе отверстие имеется в верхней стенке картера, к которой золотник прижимается пружиной. Во время вращения коленчатого вала золотник вращается вместе с ним; при совпадении отверстия в золотнике с впускным окном в стенке картера смесь заполняет внутренний объем картера. Схемы двигателя со всасыванием через вращающийся золотник показаны на рис. 47.

Преимуществом такого устройства является возможность полностью использовать восходящий ход поршня и довести величину фазы впуска до 180-200° угла поворота коленчатого вала. Впуск смеси в картер начинается, как только верхняя кромка поршня закроет продувочное окно. Заканчивается впуск через 40-50°, пройдя ВМТ (рис. 48).

Диаграмма фазы впуска такого двигателя несимметрична.

Рис. 48. Диаграмма газораспределения двухтактного двигателя с золотниковым управлением выпуском горючей смеси в картер

Средства для чистки катеров