Пособие для водителей катеров, яхт, лодок, судов,
водного транспорта
22.05.2015 22:13 дата обновления страницы
Основы устройства и работы катерных двигателей
водных судов
Дата создания сайта:
16/04/2007
Типы продувки горючей смеси
двигателя внутреннего сгорания.
Существует два основных типа продувки: дефлекторная (поперечная) и
бездефлекторная (возвратная или петлевая).
Дефлектором называется специальный выступ - козырек - на днище поршня,
который служит для того, чтобы обеспечить правильное направление потока
горючей смеси, поступающей в цилиндр через продувочное окно. На рис. 44
показана схема дефлекторной продувки.
Сжатая в картере смесь через продувочные канал и окно поступает в
цилиндр, встречая на своем пути дефлектор. Поток смеси отклоняется
вверх, в камеру сгорания, а оттуда идет вниз, к выхлопному окну,
вытесняя через него из цилиндра отработавшие газы. При такой системе
продувки выхлопное окно располагается против продувочного, что до
некоторой степени способствует увеличению потерь рабочей смеси через
выхлопное окно во время продувки цилиндра. Двигатели с дефлекторной
продувкой имеют повышенный расход топлива. Наличие на днище поршня
дефлектора увеличивает его вес и ухудшает форму камеры сгорания. Тем не
менее, по ряду конструктивных соображений дефлекторная продувка широко
применяется для подвесных моторов: так, например, устроен мотор "Москва"
мощностью 10 л. с.
Несколько большая экономичность достигается применением бездефлекторной
продувки. Схема возвратной, двухканальной продувки показана на рис. 45.
В этом случае поршень делается с плоским или слегка выпуклым днищем.
Продувочные потоки сталкиваются и поднимаются вверх вдоль стенки
цилиндра, вытесняя в выпускное окно отработавшие газы. По числу
продувочных каналов и характеру движения смеси этот тип продувки
называется двухканальной, петлевой.
Возвратная петлевая продувка может быть трех- и четырех-канальной; в
последнем случае продувочные каналы располагаются рядом, попарно или
крестообразно.
Возвратная, двухканальная продувка распространена больше. Такую
продувку имеют подвесные лодочные моторы ЗИФ-5М и "Стрела".
Применение бездефлекторной продувки позволяет получить высокие степени
сжатия при наивыгоднейшей форме камеры сгорания, что дает возможность
снять с двигателя большую литровую мощность. Гоночные двухтактные моторы
с кривошипно-камерной продувкой, как правило, имеют двух- или
трехканальную возвратную петлевую продувку.
Протекание процесса продувки и заполнения картера двухтактного двигателя
свежей рабочей смесью зависит в большой степени от размеров окон и
продолжительности их открытия поршнем. Начало открытия и закрытия
впускного, продувочного и выпускного окон цилиндра, а также
продолжительность впуска, продувки и выпуска, выраженные в градусах угла
поворота коленчатого вала, можно видеть на диаграмме газораспределения
двигателя (рис. 46).
Период, соответствующий углу поворота коленчатого вала, когда через
открытое впускное окно происходит заполнение картера свежей рабочей
смесью, называется фазой впуска. Периоды, соответствующие углам поворота
коленчатого вала при открытии продувочного и
выхлопного окон, называются фазами продувки и выпуска.
На рис. 46 приведена диаграмма газораспределения двигателя "Стрела". У
этого двигателя фазы газораспределения, выраженные в градусах угла
поворота коленчатого вала, составляют: фаза впуска в картер - 120°,
продувка- 110° и выпуск - 140°.
Из диаграммы видно, что относительно оси, проходящей через мертвые точки,
правая и левая части диаграммы симметричны. Это значит, что если
впускное окно начинает открываться поршнем за 60° до ВМТ, то закроется
оно через 60° после ВМТ. Открытие и закрытие вхлопного и продувочного
окон происходит аналогичным образом. Продолжительность фазы выпуска
обычно на 30-35° больше продолжительности фазы продувки. Описанный
двигатель носит название трехоконного.
Симметричные фазы газораспределения двухтактного двигателя с
кривошипно-камерной продувкой отрицательно сказываются на его литровой
мощности и экономичности.
Рис. 46. Диаграмма газораспределения двигателей
подвесных лодочных моторов ЗИФ-5М и "Стрела"
Малая продолжительность фазы впуска снижает
наполнение картера и, следовательно, мощность двигателя. Увеличение
высоты впускного окна имеет свой предел: оно повышает количество смеси,
засасываемой в картер во время восходящего хода поршня, но зато приводит
к потерям его за счет выбрасывания смеси обратно в карбюратор через
открытое окно при движении, поршня вниз. Продолжительность фазы впуска
зависит от числа оборотов двигателя. Если двигатель делает не более
3000-4000 об/мин, фаза впуска не превышает обычно 110- 120° угла
поворота кривошипа. У гоночных двигателей, развивающих 6000 об/мин и
более, она доходит до 130-140°, но при работе на малых оборотах у такого
двигателя наблюдается выбрасывание смеси обратно в карбюратор.
Фаза выпуска у высокооборотных двигателей также увеличена и составляет
150-160°. При этом выхлопное окно по высоте больше продувочного на 7-"8
мм. Необходимость расширения фаз для гоночных многооборотных двигателей
объясняется тем, то на больших оборотах время (продолжительность)
открытия окон уменьшается, вследствие чего наполнение цилиндров рабочей
смесью и мощность двигателя падают.
Рис. 47. Схема двухтактных двигателей с
золотниковым газораспределением:а- с дисковым
золотником на коленчатому; б- с приводным цилиндрическим
золотником,(краном)
Рис. 47. Схема двухтактных двигателей с
золотниковым газораспределением:а- с дисковым
золотником на коленчатому; б- с приводным цилиндрическим
золотником,(краном)
Повысить наполнение картера двухтактного двигателя можно путем
применения системы впуска через вращающийся золотник или пластинчатые
клапаны.
В первом случае на шейке коленчатого вала, внутри картера,
устанавливается диск с отверстием для пропуска всасываемой в картер
рабочей смеси. Второе отверстие имеется в верхней стенке картера, к
которой золотник прижимается пружиной. Во время вращения коленчатого
вала золотник вращаетсявместе с ним; при
совпадении отверстия в золотнике с впускным окном в стенке картера смесь
заполняет внутренний объем картера. Схемы двигателя со всасыванием через
вращающийся золотник показаны на рис. 47.
Преимуществом такого устройства является возможность полностью
использовать восходящий ход поршня и довести величину фазы впуска до
180-200° угла поворота коленчатого вала. Впуск смеси в картер
начинается, как только верхняя кромка поршня закроет продувочное окно.
Заканчивается впуск через 40-50°, пройдя ВМТ (рис. 48).
Диаграмма фазы впуска такого двигателя несимметрична.
Рис. 48. Диаграмма газораспределения
двухтактного двигателя с золотниковым управлением выпуском горючей смеси
в картер