Какое давление в картере 2х тактного двигателя
slavarespekt ›
Блог ›
Двухтактный двигатель внутреннего сгорания
Двухтактным называется двигатель внутреннего сгорания, завершающий полный рабочий цикл за один оборот коленвала.
История создания двухтактного двигателя
Во многих источниках создание первого двигателя внутреннего сгорания приписывают Готтлибу Даймлеру, другие считают изобретателем Николаса Отто. Однако существует версия, что и те, и другие ошибаются. Еще в 1858 году бельгиец Жан Жозеф Этьен Ленуар создал двухтактный двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе.
В отличии от паровой машины он был проще и экономичнее. Однако двигатель бельгийского инженера был далек от совершенства. Это доказал Николас Отто, представив свой четырехтактный мотор. Его КПД был гораздо выше, чем у мотора Ленуара, а сам двигатель имел меньшие габариты. Двухтактный двигатель резко потерял популярность, и до начала ХХ века почти полностью исчез.
В России хорошо известны мотоциклы ИЖ «Планета» и «Юпитер» с двухтактными двигателями. В Германии в период Второй мировой двухтактные двигатели активно применялись в самолетостроении. В наше время, к примеру, моторы марки Rotax, широко используются в малой авиации.
С ужесточением норм токсичности двухтактные двигатели перестали рассматриваться в качестве силовых установок для гражданского транспорта, но на скутерах, снегоходах, катерах и в авиамодельном спорте, то есть там, где требуются моторы малого объема и веса, конкурентов им по-прежнему нет.
Устройство двухтактного двигателя
Конструктивно двухтактный и четырехтактный двигатели схожи. Основное различие между ними заключено в принципе газораспределения и в том, что рабочий цикл в двухтактном двигателе совершается за один оборот коленчатого вала.
Отдельного газораспределительного механизма в двухтактном двигателе нет. Роль впускных и выпускных клапанов выполняют отверстия в стенках цилиндра, а выталкивает выхлопные газы наружу и втягивает внутрь очередную порцию рабочей смеси сам поршень. В процессе газообмена участвует и кривошипная камера.
Для наполнения цилиндра топливовоздушной смесью используется впускное окно, которое также называют продувочным. Второе, выпускное окно, служит для удаления отработавших газов из цилиндра. Оно расположено выше впускного.
В течение первого такта поршень движется вверх, перекрывая продувочное окно, а затем и выпускное. Происходит сжатие топливовоздушной смеси. В это время в кривошипной камере создается разрежение, которое используется для всасывания топливо-воздушной смеси из карбюратора в полость картера.
Далее начинается второй такт. Свеча зажигания воспламеняет сжатую топливовоздушную смесь. Расширяясь, газы толкают поршень вниз. По мере движения поршня вниз открывается выпускное окно, и часть газов удаляется из цилиндра. При движении поршня вниз в кривошипной камере создается избыточное давление. Поршень продолжает двигаться вниз, к нижней мертвой точке, и открывает продувочное отверстие. Начинается наполнение цилиндра топливовоздушной смесью из кривошипной камеры. Свежая смесь выталкивает из цилиндра остатки отработавших газов.
Описанная схема работы характерна для карбюраторных моторов. Схема работы дизельных и инжекторных бензиновых двухтактных моторов отличается тем, что топливо впрыскивается в камеру сгорания через форсунку, а в полость кривошипной камеры засасывается чистый воздух.
Преимущества и недостатки двухтактных двигателей
Самое главное преимущество двухтактных двигателей – более высокая, по сравнению с четырехтактными, литровая мощность. Дело здесь в том, что при равном количестве цилиндров и количестве оборотов коленчатого вала в минуту, каждый цилиндр совершает рабочий ход вдвое чаще. При этом, за счет того, что фактический рабочий ход двухтактного двигателя короче (он укорочен за счет процессов газообмена), реально объем двигателя увеличивается на 50-60%.
Не менее важное преимущество — компактность. Благодаря этому качеству двухтактные двигатели нашли широкое применение не только в небольших транспортных средствах наподобие снегоходов, но и в садовой технике, а также инструментах (к примеру, в бензопилах). Кроме того, отсутствие газораспределительного механизма заметно делает конструкцию проще и дешевле в производстве.
Есть у двухтактных ДВС и существенные недостатки. Они расходуют больше топлива впустую, так как при открытии выпускного окна в систему выхлопа попадает часть несгоревшей смеси. Система смазки классического двухтактного мотора крайне примитивна – бензин смешивается с маслом заранее, и оба эти вещества попадают в камеру сгорания одновременно. Обусловлено это тем, что организовать масляную ванну в картере невозможно – картер участвует в процессе газообмена. В результате масло, не пошедшее на смазывания стенок цилиндра, сгорает вместе с топливом. Ресурс двухтактного двигателя также значительно меньше, главным образом, за счет высоких оборотов коленвала. По этой причине в двигателях этого типа применяется только специальное высококачественное масло, разработанное для применения в двухтактных двигателях. Экологические параметры также оставляют желать лучшего: в выхлопе, из-за особенностей газораспределения, содержится большое количество СО и СН.
Эксплуатация двухтактного двигателя
Для смазывания поршневой группы двухтактного двигателя необходимо добавлять масло непосредственно в топливо. Причем, бензин и масло, перед тем как залить в бак, нужно предварительно смешать. Правда, некоторые производители избавляют владельцев от этой проблемы установкой отдельного бачка для масла. В этом случае оно добавляется в топливо автоматически в нужной пропорции.
Не следует забывать, что картер мотора также участвует в газораспределении и должен быть герметичен. Поэтому необходимо тщательно следить за состоянием прокладок.
Текст принадлежит : Blamper.ru
Источник
Под цилиндром. первичная степень сжатия в 2-х тактных двигателях.
Картерный впуск картингового двигателя:
желоба между проводящими карманами и пространством блока улучшают проход свежих газов, прибывающих от лепесткового клапана, к переправке во время фазы удаления отработанных газов, но также значительным образом меняют первичную степень сжатия. Измеряя, и каждый раз анализируя изменения в рабочих характеристиках, Вы можете видеть, насколько этот важный параметр должен быть изменен.
Существовало 2 направления мыслей относительно формы и функционирования картерного впуска, который расположен под поршнем и который является частью 2-х тактов: та, которая возвращается до появления расширительного глушителя, и другая – экстраординарная, которая появилась после этого, которая дала возможность двигателю впервые делать более 200л.с./л в 60-тые годы и доходить до более 400л.с./л сегодня. И в этом случае, это команда MZ, руководимая легендарным инженером Волтером Кааденом, который обнаружил связь между параметрами глушителя и объемом картерного впуска; позже инженеры Ямаха очень упорно работали над этим важным параметром. Огромное преимущество гарантировалось обратным конусом.
Не редкость даже найти 4 выступа внутри картера некоторых двигателей, которые заходили под головку поршня, когда он опускался вниз по направлению к нижней мертвой точке. Тем не менее, с приходом расширительных выпускных труб, картер стал частью резервуара для накопления свежих газов…
Глушитель в форме конуса гарантировал возможность создания сильного разряжения под выпускным окном, когда начинается фаза выпуска отработанных газов, и на время он действует как резервуар для свежего газа, который выходит из цилиндра во время выхлопа, организовывает отправку большинства этих газов обратно в цилиндр, генерируя своего рода волну сжатия наддува. Синхронизируя явление пульсирования волн, которые распространяются в расширенном глушителе с фазой цилиндра, нам удалось увеличить количество свежего газа, пойманного внутри цилиндра при заданной скорости вращения, гарантируя существенное увеличение объемной выработки и, следовательно, максимально поставляемой мощности. По сути, хорошо настроенный глушитель выпуска в 2-х тактном двигателе, работает как нагнетатель в 4-х тактном: он предоставляет больше смеси воздух/бензин в цилиндр, чем вошло бы, используя только давление, развитое движением поршня, когда он сжимает газы внутри кривошипной камеры, и когда он вытягивает их опять из карбюратора.
В 2-х тактных двигателях «Jurassik», которые делались перед наступлением эпохи расширительных выпускных труб, был лишь один путь оптимизирования способа наполнения цилиндра: увеличить давление в кривошипной камере, и в то же время уменьшить ее объем. Внутри корпуса некоторых двигателей Вы, как правило, могли видеть 4 выступа, которые заходили под головку поршня, когда он опускался вниз к НМТ.
Тем не менее, с приходом расширения выхлопной трубы, картер стал частью резервуара для накопления свежих газов и размер которого должен быть достаточным для содержания объемов газов, «требуемых» системой цилиндр/картер/выхлоп.
С УВЕЛИЧЕНИЕМ ВПУСКА «РАСТЕТ»…
В сущности, Все инженеры по настройке двигателей и специалисты знают, что кривошипная камера с достаточно маленьким объемом будет лучше срабатывать на малых оборотах, но она будет иметь тенденцию быть менее щедрой на высокой скорости. Давайте посмотрим почему. После воспламенения газы начинают расширяться в цилиндре, создавая большое давление на головку поршня. Это давление толкает поршень от ВМТ до НМТ. Резким понижением давления в цилиндре является момент открытия выпускного окна и начала выхода отработанных газов в глушитель. С момента открытия выпуска и до момента открытия перепускных окон, создается разряжение внутри цилиндра. Разреженная волна распространяется из цилиндра в перепускные каналы, достигает картер и, отсюда, во впуск (лепестковый клапан) и вверх к форсунке карбюратора. Свежие газы буквально повторно всасываются в цилиндр и в часть пространства глушителя,
не зависимо от того, какое давление создается в картере, когда поршень опускается вниз. Фаза наполнения происходит благодаря сильному разряжению, созданному выхлопной трубой (при условии, что характеристики нашего цилиндра были хорошо синхронизированы) большему, чем давление, созданное поршнем в его нисходящем такте. И именно это есть причиной того, что при наличии хорошего глушителя, картер больше не нужно сильно зажимать, что бы убедиться, что цилиндр наполняется должным образом, и хорошо удаляются отработанные газы.
Тем не менее, картер должен иметь размер и форму, которая гарантирует оптимальное наполнение для цилиндра, при скорости вращения, которая интересует нас больше всего. Хорошо известные желоба сообщения между пространством лепесткового блока и перепускными карманами ( или в некоторых случаях, с теми же самыми перепускными окнами, как для Ротакс Макс ) они необходимы, что бы делать проток свежих газов, идущих от лепесткового клапана в перепускные каналы более легким, в этой «создающей обратную тягу» фазе, генерируемую расширительным глушителем.
ХАРАКТЕРНАЯ ПЕРВИЧНАЯ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ
ДВИГАТЕЛЬ ХОНДА GP 125 1.20-1.25
КРОССОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ХОНДА CR 125 1.40-1.47
КАРТИНГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПАВЕЗИ 125 1.50
КАК ИЗМЕРИТЬ ОБЪЕМ КАРТЕРНОГО ВПУСКА
Запечатав лепестковый блок той же клейкой лентой или при помощи силикона, возьмите старый поршень и сделайте в нем отверстие диаметром 6мм. Ветеринарным шприцом или бюветкой заполните картер с поршнем в вмт. Желательно использовать этиловый спирт, который, несомненно, не
Создает пузырьков и гарантирует точное измерение.
ПЕРВИЧНАЯ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ: КАК ЕЕ ИЗМЕРЯТЬ
Объем картерного впуска близко связан с серией параметров, таких как — объем двигателя, форсунка карбюратора, размер и настройка расширительного глушителя, тип использования, которому двигатель подвергается (медленные треки, быстрые треки).
Параметр, который используется, чтобы показать порядок определения размера картерного впуска, так называемая — первичная степень сжатия, которая не имеет ничего общего с камерой сгорания…
В сущности, первичная степень сжатия задается соотношением между объемом картерного впуска с поршнем в НМТ и объемом картерного впуска с поршнем в ВМТ. Если мы назовем объем картера с поршнем в НМТ V2, и объем картера с поршнем в ВМТ V1, формула может быть синтезирована следующим образом
ПЕРВИЧНАЯ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ = V1 / V2
V1 измеряется при снятой головке цилиндра, который фиксируется к картеру несколькими гайками, запечатывается лепестковый блок клеящим материалом и корпус заполняется поршнем с просверленной головкой, находящемся в ВМТ. Через отверстие в головке поршня, заполняем картер бензином или этиловым спиртом (будьте очень осторожны, не создайте воздушных пузырьков, которые могут фальсифицировать измерения) используя четко градуированную бюветку. V2 Вы получаете вычитанием точного рабочего объема двигателя, от V1. Важность измерения первичной степени сжатия с этой формулой заключается в факте, что это – единственный способ, которым Вы можете установить стандарт, по отношению к которому Вы можете двигаться: например, если Вы измеряете только объем картера, без установления взаимосвязи с рабочим объемом цилиндра, мы бы имели данные, при которых сделали бы те же самые настройки, на том же самом типе двигателя, которые являются практически бесполезными…
Вместо этого, используя первичную степень сжатия, у Вас всегда есть абсолютная величина для использования, независимо от типа двигателя, над которым Вы сейчас работаете.
ВОТ ЭТО ЧИСЛА!
Давайте начнем с предпосылки: когда Вы делаете картер картингового двигателя – нет волшебного числа для первичной степени сжатия, и, следуя этому, Вы получите максимальную производительность. То же положение вещей действует и для расширительной выхлопной трубы, для диаграммы фаз и других важных параметров касательно двигателя. Каждый двигатель – это плод баланса между этими параметрами: знание первичного значения сжатия, поможет гарантировать возможность повторить этот специфический параметр, увидеть, эффективно ли его увеличение или уменьшение для настроек.
Очевидно, мы говорим о двигателе с более зажатым кривошипной камерой, когда соотношение выше: значение 1.20 является низким по сравнению с 1.40. Что бы быть яснее, только при таком значении, как 1.20, картер является относительно зажатым, тогда как показатель относительно зажатой первичной степени сжатия – это 1.50. Имея в виду эти вещи, позвольте дать несколько намеков: в настоящее время одноцилиндровый двигатель GP с объемом 125см3 имеет в среднем около 1.20/1 – 1.25/1, а 125см3 кроссовый мотоцикл сделает между 1.40/1 – 1.47/1 и карт достигает даже 1.52/1.
Но, в этом случае, тип трассы, используемой для гонки, имеет большое значение (существуют настолько разные трассы, что почти все лучшие настройщики, имеют разные настройки для своих двигателей, одна с низким крутящим моментом – для медленных трасс, и с высоким крутящим моментом – для более скоростных трасс), и, кроме того, ограничения, установленные классом, в котором Вы участвуете в гонках, стиль пилотирования пилота, и, особенно, рамки, касающиеся карбюратора, выхлопа и тепловой группы
(временная синхронизация и степень сжатия ) установленные в соответствии с Правилами.
МНОГОЧИСЛЕННАЯ ВЗАИМОСВЯЗЬ В ПРОСТРАНСТВЕ КАРТЕРНОГО ВПУСКА
В некоторых случаях изменения объема картерного впуска может изменить не только этот параметр, но и другие важные параметры, как расстояние клапанного блока от коленчатого вала, или удаление части того же блока от «теневой зоны». Как, например, в некоторых двигателях KZ с последней омологацией, где положение клапанного блока было изменено таким образом, что нижний лепесток может быть перемещен из «теневой зоны». Изображение показывает деталь лепесткового блока двигателя Павези KZ, где блок полностью встроен в картер. Нижний лепесток расположено правильно и не находится в «теневой зоне».
РАССТОЯНИЕ ЛЕПЕСТКОВОГО БЛОКА ОТ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
Расстояние и наклон лепесткового блока по отношению к коленчатому валу и проводящим карманам, может влиять на рабочие характеристики двигателя поразительным образом. В некоторых случаях вы должны попробовать понять, получаете ли вы улучшенные характеристики добавлением регулировочных прокладок или «втягиванием» лепесткового блока ближе: как это ни странно, двигатель, который требует большего объема, может пострадать от дальнего размещения клапанного блока, что делает более сложным понимание того, как это распространяется на вещи.
ПРОБЛЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Самая большая проблема, с которой мы всегда сталкиваемся, когда испытания должны быть перенесены на объем картера — это взаимодействие большего количества параметров. Обычно, Вы начинаете изменять объем картерного впуска в основном 3-мя путями: устанавливая длинный шатун, помещая лепестковый блок дальше от плоскости картера, просверливая кривошипную камеру или созданием канала от проводящих карманов.
К сожалению, когда Вы зажимаете картерный впуск 2-мя способами, количество других параметров работает так, что не позволяет Вам видеть были ли, и когда были улучшения после настроек, исходя из первоначальной степени сжатия или других условных факторов. Например, устанавливая шатун с большим межосевым расстоянием, Вы получаете меньшую первичную степень сжатия, но, в то же время, Вы меняете боковое давление поршня на гильзу, Вы можете увеличить значение опережения зажигания ( с более длинным шатуном, Вы можете работать с более сильными боковыми нагрузками, в сравнении с работой с коротким шатуном) и тот же шатун тяжелее.
Таким образом, в двух этих случаях, изменения в характеристиках больше даны изменениями в первичной степени сжатия, или взаимодействием лепесткового блока или шатуном? Что бы избежать этой проблемы, и избежать многих поломок картеров перед тем, как найти правильное завершение, хорошим методом есть установка хорошо герметизированного резьбового соединителя, что бы присоединить герметизированную резиновую трубку. Изменяя длину резиновой трубки, Вы можете видеть — должен ли и насколько впуск должен быть увеличен, что бы быть пригодным для предложения исключительных характеристик и пользы, поставку которых, Вы ищете.
«Тренд» запущенный некоторыми настройщиками, в KZ, например, заключается в нескольких причинах, для того, что бы вставить блок лепесткового клапана в картер таким образом, чтобы
втянуть его ближе к коленчатому валу: в некоторых двигателях уменьшение объема кривошипной камеры гарантирует, что двигатель лучше тянет на низких оборотах, в то время, как в других имеется тенденция улучшать взаимодействия между лепестковым блоком и взаимодействия с цилиндром и выхлопом.
Источник