2.2.2Двухтактные дизеля.
Рабочий цикл двухтактного дизеля совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала, следовательно, при одинаковой частоте вращения в минуту число рабочих ходов у двухтактного дизеля по сравнению с четырехтактным будет в 2 раза больше. В течение рабочего цикла двухтактного дизеля совершаются такие же процессы, как и у четырехтактного, т. е. наполнение, сжатие, горение, расширение, выпуск.
В связи с тем, что все процессы должны быть совершены за два хода поршня, в конструкции двухтактного двигателя есть некоторые особенности (Рис. 2 .17). В нижней части цилиндра 1 имеются прорези (щели), называемые окнами. Окна 4 большей высоты служат для выпуска из цилиндра отработавших газов, а окна 6 меньшей высоты предназначены для впуска свежего (продувочного) воздуха. В крышке 2 цилиндра расположена форсунка 3. Слева к нижней части цилиндра прикреплена труба 5, называемая ресивером, в которую поступает продувочный воздух.
Для приготовления продувочного воздуха давлением Рs = 0,12 – 0,13 МН/м2 = 1,2 – 1,3 кгс/см2 используются специальные воздушные насосы, называемые продувочными. У маломощных двигателей он приготовляется в пространстве под поршнем при ходе последнего вниз.
Рис. 2.17 Схема работы двухтактного дизеля
Двухтактный двигатель работает следующим образом. При прохождении поршнем в.м.т. в цилиндре начинается сгорание топлива (точка «с» на индикаторной диаграмме), которое заканчивается в точке «z». От точки «z» до точки «b» происходит расширение газов, и поршень под давлением газов движется вниз. Как видно из диаграммы, в точке «b» заканчивается расширение газов, поршень открывает выпускные окна, и давление в цилиндре быстро снижается до давления продувочного воздуха Рs.
Газы после открытия выпускных окон расширяются по линии «be». Когда давление в цилиндре станет равным давлению продувочного воздуха точка «е» (Рис. 2 .17), поршень откроет продувочные окна и начнется впуск воздуха.
Наполнение цилиндра свежим зарядом при одновременном выпуске из него отработавших газов называется продувкой
С момента открытия продувочных окон до момента их закрытия при движении поршня к в.м.т. происходит одновременно выпуск газов и впуск свежего заряда. На диаграмме процесс изображен линией «efe». После закрытия продувочных окон осуществляется только выпуск (линия «еа»). В точке «а» закрываются выпускные окна, и начинается сжатие воздуха, поступившего в цилиндр за период продувки.
Рассмотрим подробнее рабочий цикл двухтактного двигателя. Первый такт – поршень движется вверх. От н.м.т. до момента закрытия впускных окон (точка «е» на диаграмме) происходит продувка т.е. одновременная очистка цилиндра от продуктов сгорания и наполнение его свежим зарядом. При движении поршня от верхней кромки впускных окон до момента закрытия выпускных окон (участок «еа» на диаграмме) совершается только выпуск После закрытия выпускных окон начинается сжатие, продолжающееся до в.м.т. На диаграмме сжатие показано линией «ас». В конце сжатия, несколько ранее в.м.т. производится подача топлива в цилиндр.
Второй такт — поршень движется вниз. Начиная от в.м.т., в цилиндре последовательно происходят горение топлива (линия «сz») и расширение газов (линия «zb»). В точке «b» открываются выпускные окна и начинается выпуск газов. К моменту открытия поршнем впускных окон (точка «е») давление газов в цилиндре должно снизиться до давления продувочного воздуха Рs, иначе газы через впускные окна попадут в ресивер, смешаются с продувочным воздухом и загрязнят свежий заряд. При дальнейшем движении поршня вниз (участок «ef» диаграммы) происходит продувка. Полный период продувки на диаграмме изображен линией «efe», причем участок «ef» соответствует движению поршня вниз, а участок «fe» – вверх. Давление и температура, характеризующие рабочий процесс двухтактного дизеля, такие же, как и у четырехтактного, за исключением давления и температуры свежего заряда в начале сжатия, которые несколько выше. Как видно из Рис. 2 .17, индикаторная диаграмма двухтактного двигателя отличается от диаграммы четырехтактного тем, что линии впуска и выпуска на ней занимают не весь ход поршня. Кроме того, участок диаграммы у н.м.т. имеет другой вид. Характер процессов сжатия, горения и расширения, которые определяют величину площади диаграммы, такой же, как и у четырехтактного двигателя. Конструктивное выполнение органов для продувки зависит от типа и мощности дизеля. Подробно они рассматриваются при изучении системы распределения.