Двотактний двигун

Двотактний двигун.

12.08.2015

«ДВИГУН ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ»
«ДВОТАКТНИЙ ДВИГУН. ЗАГАЛЬНА будова І РОБОТА»

Двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ), що працюють по двотактний робочого циклу широко застосовуються на мототехніки та, так званої малої техніки (мотопили, снігоприбиральна техніка, газонокосарки тощо). В автомобільній техніці даний тип двигунів зустрічається рідше, ніж чотиритактні двигуни але, тим не менш, бензиновими двухтактникі серійно оснащували свої машини такі відомі автовиробники як, наприклад: DKB, Trabant, SAAB, Wartburg, Barkas — в Європі і Suzuki Jimny — в Японії.

Також двотактні двигуни з протилежно рухомими поршнями використовувалися в поршневий авіації, наприклад, двигуни Юнкерса ЮМО-205. Двигуни типу Фербенкс-Морзе серії Д100 широко застосовувалися на тепловозах ПЕ 3 і ПЕ 10. На танки Т-64, Т-80УД, Т-84 і деякі інші, ставилися двотактні двигуни 5ТДФ. Ці ж двигуни використовувалися і в якості суднових двигунів.

В радянському автомобілебудуванні двотактні чотирициліндрові дизельні двигуни ЯАЗ-204 встановлювалися на автомобілі сімейства МАЗ-200, а двотактні шестициліндрові ЯАЗ-206 — на тривісні вантажівки сімейства КрАЗ-214 і військову техніку (плаваючий транспортер До-61, артилерійський тягач АТ-Л, самохідна артилерійська установка АСУ-85), а також на автобусах.

Призначення двигуна і необхідні робочі характеристики визначає його конструкцію.

Двигун складається з корпусних деталей кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів, що забезпечують робочий цикл двигуна, а також системи змащення, охолодження, живлення, запалювання, пуску та ін. допоміжних систем, що забезпечують роботу його механічної частини.

Кривошипно-шатунний механізм двотактного двигуна складається з деталей циліндропоршневої групи (циліндр, поршень, поршневий палець, поршневі кільця та ін. деталі) і шатунної групи (колінчастий вал, шатун, маховик і ін. деталі).

Газорозподільний механізм двигуна може мати як клапанну або золотниковую конструкцію, типову для автомобільних чотиритактних ДВС, так і щілинну конструкцію, що поширена на значній частині двотактних двигунів і схематично показано на малюнку .

Очищення циліндра в таких конструкціях здійснюється за рахунок так званої продувки. коли відпрацьовані гази видаляються з надпоршневой порожнини двигуна за рахунок витіснення їх свіжим топливовоздушным зарядом, що поступає в циліндр під тиском через спеціальну щілину, іменовану продувним вікном.

За способом організації руху потоків продувочного повітря (суміші) розрізняють двотактні двигуни з контурної іпрямоточною продувкою .

При прямоточною продуванню гази продуваються вздовж осі циліндра в одному напрямку.

При контурній продуванню потік газів спрямований по контуру циліндра спочатку від поршня до голівці, потім у протилежному напрямку. Так як повітря (суміш) в циліндрі найчастіше описує петлю, такий тип продувки називається ще зворотно-петлевий або просто петлевий продувкою.

Двигуни з прямоточною продувкою по складності можуть перевершувати чотиритактні, мають б більшу літрову потужність і застосовуються в якості «больш х» двигунів (суднових, тепловозних).

Якщо порівнювати конструкцію КШМ двотактного і чотиритактного двигунів, то відмінності не будуть істотні. Конструкція деталей і матеріал їх виконання може мати бпро льшие відмінності.

Корпус двигуна. як правило, нероз’ємний і має моноблочну конструкцію (т.е. головка блоку, блок циліндрів виконані як одне ціле у вигляді єдиної виливки). В якості матеріалів, використовуваних для виготовлення корпусів двигунів, застосовуються алюмінієві сплави, леговані кремнієм та ін. металами і іноді (для «більш х» двигунів) спеціальний чавун. Зовнішня частина корпусу двигуна з повітряним охолодженням оребрено для збільшення площі охолодження і кращого відведення тепла від циліндрів. Корпус, через ущільнювальну прокладку кріпиться до картера, в опорах якого встановлюється колінчастий вал. В якості опорних підшипників однаково широко застосовуються як підшипники кочення, так і ковзання. Застосування того чи іншого типу опор КВ часто обумовлює спосіб їх змазки (під тиском або маслом, додається в паливо) і конструкцію системи змащення.

Циліндри виконуються заодно з легкосплавным алюмінієвим блоком, але можуть виготовлятися у вигляді окремих вставних чавунних або вплавлений в матеріал блоку сталевих тонкостінних гільз. Робоча поверхню (дзеркало) алюмінієвих циліндрів покривається шаром хрому, никасила або на поверхню наноситься інше покриття, що має високу зносостійкість. В стінках циліндра виконуються впускні і випускні отвори (щілини) системи газорозподілу. Щілини можуть бути обладнані клапанами мембранного типу, що представляють собою тонкі, пружні металеві пластини, які під впливом на них розрядження або тиску, що створюється поршнем, відкривають або закривають щілинні отвори. Також, відкриття і перекриття щілин може здійснюватися безпосередньо тілом поршня. У голівці поршня виконані кільцеві канавки для установки поршневих кілець. В канавці може бути вертикальна перемичка, є настановним елементом для поршневого кільця (кільця в канавці орієнтується таким чином, щоб перемичка перебувала в розрізі кільця). Встановлюється На поршень три кільця – два компресійних і одне маслосъемное – якщо деталі двигуна змащуються примусово, і два компресійних кільця – якщо масло для змащування додається в паливо.

Двотактні двигуни можуть мати, «звичну» для автомобільних моторів, комбіновану систему змащення або не мати її зовсім. В останньому випадку змащування деталей здійснюється маслом, додаються в певній пропорції до палива при заправці двигуна. Масла для двотактних двигунів мають ряд специфічних властивостей, що визначають їх призначення. Ці властивості відрізняються від властивостей моторних масел для чотиритактних двигунів в першу чергу стійкістю до високих температур і зниженою зольністю.

Значна частина двотактних ДВЗ має повітряну систему охолодження.

Робочий цикл двигуна здійснюється за два ходи поршня (один оборот колінчастого валу), що теоретично, повинно обумовлювати б більшу літрову потужність двотактних двигунів, ніж чотиритактних (за умови рівності порівнюваних конструкцій, зокрема – діаметра циліндра, ходу поршня, робочого об’єму, частоти обертання КВ, пристрої ГРМ тощо). Проте внаслідок таких причин як неповне використання ходу поршня при такті розширення, відносно низька ступінь очищення циліндрів від відпрацьованих газів, малий коефіцієнт їх наповнення, витрачання частини енергії на продування циліндрів і, як наслідок перерахованого, зменшений ккд. призводить до переваги в потужності не більше ніж на 70%.

Особливістю двотактних двигунів є те, що за один хід поршня (такт) в його циліндрах одночасно здійснюється кілька процесів. Наприклад, при русі поршня вгору відбувається процес видалення з циліндра відпрацьованих газів, стиснення суміші і впуск нової порції паливоповітряної суміші.

При русі поршня вниз відбувається процес розширення горючих газів і наповнення циліндра паливоповітряної сумішшю з одночасною продувкою (очищенням) циліндра від згорілих газів. Таке можливо в силу того, що при організації робочого циклу двотактного двигуна використовується як обсяг надпоршневого простору циліндра (I ), так і обсяг картерной (стопи) порожнини двигуна (II ).

Робочий цикл розглянемо на прикладі двигуна фірми «Хонда». Даний двигун встановлювався на скутер Honda Dio ZX AF35. Конструкція двигуна показана схематично (див. рис .)

При русі поршня вгору від нмт вмт (Позиція 1 ), за рахунок розрідження, створюваного нижньою частиною поршня в картерной порожнини двигуна (II ), порожнина заповнюється новою порцією паливоповітряної суміші, що надходить через відкритий впускний отвір (3) циліндра.

Одночасно поршень сприяє витіснення залишків відпрацьованих газів з надпоршневой частині циліндра (I ) через відкритий випускний отвір (1) і стискає топлівовоздушную суміш, раніше надійшла в надпоршневое простір через продувочное вікно (2). При цьому частина паливоповітряної суміші видавлюється у випускну систему разом з відпрацьованими газами.

У міру руху до вмт поршень перекриває спочатку продувочное (2), а потім випускне (1) отвір. Після закриття поршнем випускного вікна в циліндрі починається безпосередньо процес стиснення (зростання тиску в циліндрі).

Трохи раніше приходу поршня у вмт (за кілька градусів, виражених в кутах повороту кривошипа КВ) суміш запалюється від електричної іскри і згоряє (Позиція 2 ). За рахунок великої кількості тепла, що виділяється при горінні палива, гази розширюються, тиск в циліндрі зростає і поршень під дією тиску починає рухатися вниз, здійснюючи корисну роботу (обертає колінчастий вал).

При русі до нмт під тиском газів (Позиція 3 ), поршень нижньою частиною, впливаючи на що знаходиться в кривошипної порожнини двигуна паливоповітряну суміш, підвищує в порожнині тиск. При цьому пластинчастий клапан впускного отвору (3) закривається, перешкоджаючи видавлювання паливоповітряної суміші назад у впускний колектор двигуна.

Коли поршень відкриє випускний отвір (1), тиск робочих газів у циліндрі різко знижується. При подальшому відкритті продувочного отвори (2) в циліндр під тиском спрямовується топливовоздушная суміш з кривошипної порожнини (II) і заповнює його, здійснюючи продування циліндра від відпрацьованих газів, які видавлюються в атмосферу через відкритий випускний отвір (Позиція 4 ).

При подальшому обертанні колінчастого вала процес повторюється.

Курси автослюсарів, автоелектриків, автожестянщиков, діагностів НОУ «Руська Технічна Школа». Пройти навчання.

Короткий опис статті: двотактний двигун Двотактний двигун внутрішнього згоряння. Навчальний посібник для учнів курсів — Слюсар з ремонту автомобілів курси навчання автослюсар професія ДВС двигун внутрішнього згоряння двотактний робота пристрій КШМ ГРМ щілинне газорозподіл мембранний клапан продування

Джерело: Двотактний двигун.

Також ви можете прочитати