Двухтактный двс

В двухтактном двигателе процессы газообмена происходят при перемещении поршня вблизи НМТ и занимают часть хода поршня в тактах расширения и сжатия. В двигателях с контурной схемой газообмена впускные и выпускные окна открываются поршнем, поэтому фазы газораспределения и диаграммы площади поперечного сечения окон симметричны относительно НМТ.

В двигателях с прямоточными схемами газообмена фазы открытия выпускных окон (или клапанов) выполняют несимметричными относительно НМТ для лучшего наполнения цилиндра. Обычно впускные окна и выпускные окна (или клапаны) закрываются одновременно или с небольшой разницей по углу.

Общая продолжительность процессов газообмена в двухтактных двигателях составляет 120150 угла поворота коленчатого вала, что в 33,5 раза меньше чем в 4-х тактных _0,вып. = 5090 , _пр. = 1015 ПКВ. В высокооборотных двигателях с выпуском через клапаны эти углы больше, а в двигателях с выпуском через окна – меньше. В двухтактных двигателях процессы выпуска и наполнения происходят в большей части совместно при одновременно открытых впускных (продувочных) и выпускных окнах или клапанах. Поэтому воздух поступает в цилиндр, как правило, при условии, что давление перед впускными окнами больше давления за выпускными окнами или клапанами, (рис. 14) и (рис.15).

При анализе процессы газообмена условно разбивают на четыре периода: свободный выпуск, принужденный выпуск, продувку, потерю заряда.

Свободный выпуск протекает в период от момента открытия выпускных окон до действительного начала продувки, т.е. до начала поступления воздуха в цилиндр. По продолжительности свободный выпуск составляет относительно небольшую долю процесса газообмена. За этот малый отрезок времени давление в цилиндре быстро падает. В случае правильно спроектированных органов газообмена для заданного режима работы свободный выпуск по продолжительности совпадает с периодом предварения выпуска (период от момента открытия выпускных окон или клапанов до момента открытия продувочных окон).

Рис. 14. Изменение давления при газообмене в 2- тактном дизеле с изобарным наддувом

В дизелях с изобарной системой наддува при свободном выпуске в коллекторе наблюдается лишь небольшой всплеск давления Р_т, не оказывающий существенного влияния на протекание процессов газообмена.

Свободный выпуск заканчивается в момент открытия продувочных окон. Периоды свободного выпуска и предварения выпуска на (рис. 14) совпадают, что свидетельствует о соответствии фаз открытия выпускных и продувочных клапанов или окон и размеров проходных сечений выпускных клапанов или окон данному режиму работы.

В дизелях с импульсной системой наддува, при интенсивном выпуске значительной доли продуктов сгорания за относительно короткое время, давление в выпускном трубопроводе существенно повышается (рис.15). В нем возникает импульс давления. Использование энергии импульса в газовой турбине повышает ее мощность.

Период предварения выпуска оказывается не всегда достаточным для того, чтобы к моменту открытия продувочных окон давление в цилиндре понизилось до значения необходимого для поступления воздуха в цилиндр. Свободный выпуск заканчивается уже при частично открытых продувочных окнах. В период от момента открытия продувочных окон до начала поступления воздуха в цилиндр наблюдается заброс газов из цилиндра в ресивер через продувочные окна. Это происходит при недостаточных сечениях выпускных окон. В процессе эксплуатации дизелей проходное сечение выпускных окон вследствие нагарообразования уменьшается.

Кроме того, увеличивается сопротивление проточной части турбокомпрессора в результате отложений на соплах и лопатках турбины. Все это приводит к ухудшению качества газообмена в цилиндре.

Рис. 15. Изменение давления при газообмене в 2- тактном дизеле с импульсным наддувом

При прорыве газов в ресивер повышается температура втулки цилиндра в районе продувочных окон. Вместе с газами в продувочные окна и ресивер заносятся частицы цилиндрового масла, несгоревшего топлива. Высокая температура стенок способствует интенсивному закоксовыванию продувочных окон. При этом уменьшается проходное сечение окон, что является еще одной причиной ухудшения качества газообмена в цилиндре. Прорыв в ресивер горячих продуктов сгорания может привести к воспламенению скопившегося там масла. Пожар в ресивере вызывает перегрев цилиндра и может стать причиной тяжелой аварии ЦПГ.

Принужденный (принудительный) выпуск происходит от начала поступления воздуха в цилиндр до момента закрытия продувочных окон и протекает при стабильно сохраняющемся соотношении давлений Р_s> Р_ц>Р_т . В этот период через выпускные окна продолжается выпуск газов , оставшихся в цилиндре после свободного выпуска. Газы из цилиндра выталкиваются поступающим в цилиндр воздухом. Продувка протекает одновременно с процессом принужденного выпуска. В расчетах газообмена под продувкой понимают процесс поступления воздуха в цилиндр через продувочные окна. Потеря заряда (дозарядка) – дополнительный выпуск в дизелях, у которых верхняя кромка выпускных окон расположена выше верхней кромки продувочных, происходит от момента закрытия поршнем продувочных окон до момента закрытия выпускных. Часть воздуха в этот период вытесняется через выпускные окна движущимся вверх поршнем.

В дизелях, у которых продувочные окна закрываются позже выпускных, период от момента закрытия выпускных окон до момента закрытия продувочных называют дозарядкой. В этот период при Р_s> Р_ц через продувочные окна в цилиндр продолжает поступать воздух.

36 вопрос

Эффективный к.п.д. – важнейший показатель экономичности работы двигателя. Это отношение эффективной работы на валу, L_е к количеству теплоты, подведенной к двигателю, Q_под.

_е = L_е / Q_под ; ; . (88)

Минимальное значение g_e у ДВС обычно при n = (0,80,9)n_N.

Эффективный к.п.д. учитывает все тепловые потери, которые учитываются отдельно индикаторным к.п.д., и все механические потери, учитываемые механическим к.п.д.

37 вопрос