Вопрос 2. Рабочие процессы 2-хтактных двс.

Ответ 2. Рабочие процессы 2-хтактных ДВС реализуются за 2 хода поршня между верхней и нижней мертвыми точками, что соответствует одному обороту коленчатого вала. Такому характеру работы 2-х тактные ДВС обязаны несколько иной, в отличие от 4-хтактных ДВС, конструкции тактов впуска и выпуска. Двухтактные двигатели, в отличие от 4-хтактных, не имеют впускных и выпускных клапанов. Процессы газообмена в них осуществляются через специальные щелевые каналы (окна).

Первый такт осуществляется в 2-хтактных ДВС при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. При этом впуск начинается в тот момент, когда поршень заканчивает рабочий ход и открывает впускное окно при этом топливовоздушная смесь, ранее поступившая в подпоршневую полость, вытесняясь поршнем, поступает в камеру сгорания. При достижении поршнем НМТ начинается процесс наполнения камеры сгорания ДВС топливовоздушной смесью. Выпускное окно при этом перекрывается, а поршень начинает перемещаться от НМТ к ВМТ. При прохождении поршнем примерно ¼ хода поршня процесс наполнения заканчивается и начинается такт сжатия. В такте сжатия оба окна (впускное и выпускное) закрыты, цилиндр герметичен. Топливовоздушная смесь сжимается, что приводит к росту давления и температуры в цилиндре ДВС. Не доходя несколько градусов до ВМТ, в камеру сгорания ДВС подается искра, и начинается процесс сгорания топлива, который сопровождается ростом давления и температуры в цилиндре и интенсивным выделением теплоты.

При достижении ВМТ процесс горения вступает в основную фазу - начинается второй такт. Поршень под действием рабочего тела начинает совершать рабочий ход. В результате чего совершается полезная работа. В конце хода поршня от ВМТ к НМТ одновременно с процессом впуска начинается процесс выпуска отработавших газов, сопровождающийся продувкой камеры сгорания.

Отличительной особенностью 2-хтактных ДВС является то, что в первом такте совершается одновременно наполнение цилиндра и такт сжатия, а во втором такте происходит рабочий ход и процесс выпуска отработавших газов. Такая организация рабочих процессов позволяет увеличить в 2 раза мощность ДВС, однако из-за несовершенства процессов газообмена эти двигатели имеют повышенный расход топлива.

Вопрос 3. Основные эффективные показатели и механические потери двс.

Ответ 3. Во время работы ДВС часть его индикаторной мощности затрачивается на преодоление внутренних потерь, которые называются условными механическими потерями. При этом все остальные показатели, снимаемые с коленчатого вала двигателя, называются эффективными.

К эффективным показателям относятся: эффективная мощность (N_e), эффективный к.п.д. (_е), удельный эффективный расход топлива (g_e), среднее эффективное давление (P_e), часовой расход топлива (G_T), средний эффективный момент (M_e).

Механические потери образуются потерями двигателя на трение, на привод вспомогательных механизмов (компрессора, насосов, генератора) и на насосные потери. К механическим потерям относят: мощность механических потерь (Р_м.п.), механический к.п.д. (_м).

Средним эффективным давлением называется такое условное постоянное давление, при котором работа снимаемая с коленчатого вала двигателя за весь рабочий цикл равна работе совершенной за 1 ход поршня.

Р_е=Р_i – P_м.п., Мпа,

где Р_i – среднее индикаторное давление, МПа.

Эффективным к.п.д. называется отношение количества теплоты, превращенное в полезную работу в двигателе, снимаемую с коленчатого вала ко всему теплу, подведенному за цикл.

_е = L_e / Q_ц = _i  _м,

где L_e – полезная работа, кВт; Q_ц – теплота подведенная за цикл, кВт; _i – индикаторный к.п.д.

Эффективной мощностью называется мощность, снимаемая с коленчатого вала ДВС.

N_e = N_i – N_мп = N_i  _м = P_eV_nn_ei / 30, кВт,

где N_i – индикаторная мощность, кВт; V_n – рабочий объем одного цилиндра, л; n_e – частота вращения коленчатого вала, мин ^–1; i – число цилиндров;  - тактность двигателя.

Эффективный момент

M_e = 9550  N_e / n_e = 79,6 P_eV_ni , нм.

Удельный эффективный расход топлива

G_e = G_T 10³ / N_e , г/(кВтч)

Часовой расход топлива

G_T = 3,6_i / H_u_i , кг/ч.

Мощность механических потерь

N_м = N_тр+N_нп+ N_вм = N_i – N_e = P_мV_nn_ei / 30,

где N_тр – мощность потерь на трение, кВт; N_нп – мощность насосных потерь, кВт; N_вм – мощность потерь на привод вспомогательных механизмов, кВт.

Среднее давление механических потерь

Р_мп = P_i – P_e  (1/_м - 1), МПа

Механическим к.п.д. называется отношение эффективной мощности к индикаторной

_м = _е / _i = P_e / P_i = _e / _i .