§ 5. Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

В этом двигателе нет специального механизма газораспределения. Вместо него цилиндр имеет окна (рис. 10): впускное окно 1, соединяющее цилиндр с карбюратором; выпускное окно 2 и перепускное окно 6, соединяющее ци­линдр с герметичным картером при помощи канала 7. Перемещающийся внутри цилиндра поршень в определен­ной последовательности открывает и за­крывает окна, выполняя функции меха­низма газораспределения. В

Рис. 10.

Схема работы двухтактного карбюраторного двигателя:

а — сжатие рабочей смеси и впуск горючей смеси в картер; 6 — рабочий ход, выпуск отработавших газов и перепуск смеси из картера в цилиндр; / — впускное окно;

2 — выпускное окно; 3 — свеча зажигания;

4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 — перепускное окно; 7 — канал; 8 – герметичный картер

цилиндр двухтактного двигателя с кривошипно-камерной продувкой горючая смесь из карбюратора поступает через картер. Для подготовки двигателя к работе необходимо сделать два подготовитель­ных хода: первый — впуск горючей сме­си в картер; второй — перепуск горючей смеси из картера в цилиндр.

Первый такт. Поршень 5 (рис. 10, а) перемещается снизу вверх и боковой поверхностью сначала закрывает пере­пускное окно 6, а затем и выпускное 2. В цилиндре происходит сжатие рабочей смеси, а в картер вследствие разреже­ния из карбюратора поступает горючая смесь. При подходе поршня к ВМТ между электродами свечи зажигания появляется электрическая искра, в ре­зультате чего рабочая смесь в цилиндре воспламеняется и сгорает.

Второй такт. Образовавшиеся горячие газы расширяются и давят на поршень, вследствие чего он опускается вниз, со­вершая рабочий ход (рис. 10, б). В конце рабочего хода поршень сначала откры­вает выпускное окно 2, и отработав­шие газы из цилиндра через глушитель выходят в атмосферу. Опускаясь ниже, поршень открывает перепускное окно 6, и горючая смесь по каналу 7 посту­пает в цилиндр, заполняет его и вытес­няет отработавшие газы. Незначитель­ная часть горючей смеси вместе с отра­ботавшими газами выходит в атмосфе­ру и не принимает участия в рабочем цикле.

Для улучшения рабочего цикла двух­тактного карбюраторного двигателя в цилиндре, как правило, делают по два окна для впуска горючей смеси, выпуска отработавших газов и перепуска смеси. Картер у такого двигателя сухой, т. е. масло в него не наливают. Масло, необ­ходимое для смазывания двигателя, до­бавляют в топливо в определенной про­порции (1:15 — для не обкатанного или 1:20 — для обкатанного двигателя), тща­тельно перемешивают, а затем масляно-топливную смесь заливают в топлив­ный бак. Горючая смесь, поступающая из карбюратора в картер и затем в цилиндр, состоит из мелкораспылен­ного топлива, масла и чистого воздуха.

§ 6. Наддув в дизелях

Мощность двигателя зависит от сле­дующих параметров: частоты вращения коленчатого вала; степени сжатия; рабо­чего объема двигателя и числа цилинд­ров. Известно, что дизели работают с большим коэффициентом избытка воз­духа (а = 1,3 -г 1,7), и их литровая мощ­ность, т. е. мощность, приходящаяся на единицу рабочего объема, меньше, чем литровая мощность карбюраторных двигателей.

Для повышения литровой мощности в дизелях (семейства ЯМЗ и др.) исполь­зуют наддув, т. е. воздух в цилиндры подают с помощью компрессора под давлением 15 — 16 кПа, превышающим атмосферное. Так как увеличивается масса воздуха, поступающего в каждый цилиндр, можно увеличить и количество впрыскиваемого топлива. В этом случае при тех же размерах двигателя, частоте вращения коленчатого вала и числе ци­линдров мощность его значительно воз­растает. В двигателях с турбонаддувом для привода компрессора используется энер­гия отработавших газов, т. е. полезная мощность для этих целей не расходу­ется, и

Рис. 11.

Схема работы газотурбинного компрессора дизелей семейства ЯМЗ:

/ — цилиндр; 2 — поршень; 3 — впускной клапан; 4 — впускной трубопровод; 5 — колесо центробежного компрессора; б — вал турбокомпрессора; 7 — корпус турбокомпрессора; 8 — колесо турбины; 9 — газоотводящий патрубок; 10 — выпускной клапан; // — поршневой палец; 12 — шатун

экономичность двигателя повы­шается. Кроме того, наддув дизелей способствует уменьшению содержания токсических веществ в отработавших газах.

Для осуществления наддува приме­няют турбокомпрессор (рис. 11), кото­рый состоит из двух колес с лопат­ками — центростремительной радиаль­ной турбины и одноступенчатого комп­рессора (центробежного нагнетателя), установленных на одном валу. Турбо­компрессор работает следующим обра­зом. При открытом выпускном клапа­не/0 поршень 2, двигаясь вверх, вы­талкивает отработавшие газы из ци­линдра 1 в газоотводящий патрубок 9. Газы с большой скоростью поступают через сопловой аппарат на лопатки рабочего колеса 8 турбины. Ударяясь в лопатки газовой турбины, они приво­дят ее во вращение вместе с валом 6, а затем по трубопроводу выходят в атмосферу. месте с валом вращается

рабочее колесо 5 центробежного комп­рессора, которое засасывает воздух че­рез воздухоочиститель и нагнетает его под избыточным давлением по впускно­му трубопроводу 4 в цилиндр 1 дизеля. Наполнение цилиндра воздухом увели­чивается, и соответственно возрастает количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр. При использовании газотур­бинного наддува в дизелях нужно при­менять воздухоочистители с лучшей очи­сткой воздуха и увеличенной пропуск­ной способностью. Мощность двигателя при этом возрастает на 25 — 40%, одна­ко несколько усложняется его конструк­ция.