Принцип действия двухтактного двигателя: Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

---

 

 

 

     Всякий двигатель, будь то двигатель внутреннего сгорания или электрический, преобразует энергию топлива или электрическую энергию в механическую.

     Двигателем внутреннего сгорания можно назвать любой двигатель, у которого процесс сгорания топлива происходит внутри рабочего цилиндра.

     Двигатели, используемые в авиационных, морских и автомобильных моделях, относятся к микролитражным; они работают на жидком топливе и составляют группу так называемых карбюраторных двигателей. Карбюраторными их называют потому, что горючая смесь у них образуется в специальной части — карбюраторе.

 

Основные части двигателя внутреннего сгорания

      Микролитражный модельный двигатель состоит из поршневой группы, включающей поршень и цилиндр; кривошипного механизма, состоящего из коленчатого вала и шатуна, которые преобразуют поступательное движение поршня во вращательное движение вала. Все эти детали монтируются в корпусе, называемом   картером. Подробно из каких частей состоит простой модельный двигатель можно посмотреть в этом материале.

     Рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех процессов: впуска горючей смеси, ее сжатия, сгорания рабочей смеси, выпуска продуктов сгорания.

    Двигатели внутреннего сгорания бывают четырехтактные и двухтактные.  Для авиамоделей, моделей автомобилей и морских моделей применяются двигатели внутреннего сгорания, которые работают по двухтактному циклу.

 

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Цикл работы двухтактного двигателя.

      Рассмотрим цикл работы двухтактного двигателя (рис. 1). При перемещении поршня / в верхнее крайнее положение, называемое верхней мертвой точкой (сокращенно В. М. Т.), в полости 2 под поршнем создается разрежение. Создаваемая таким образом разность давлений способствует наполнению картерной полости горючей смесью.

При движении поршня вниз рабочая смесь сжимается и по перепускному каналу 3 проходит через перепускное окно гильзы, в цилиндр над поршнем, где испытывает дальнейшее сжатие движущимся вверх поршнем /. Сжатая рабочая смесь воспламеняется калильной свечой 5.

     Сгоревшие газы, расширяясь, с силой давят на поршень / и заставляют его двигаться вниз. Так происходит рабочий ход поршня. Во время движения поршня / вниз сначала открывается выпускное окно 7, а затем перепускное или продувочное окно 4. Отработавшие газы выходят через выпускное окно 7, а через продувочное окно 4 рабочая смесь поддавленном движущегося поршня устремляется в рабочий объем над поршнем и помогает выходу отработавших газов.

       Поскольку выпускное и продувочное окна открываются почти одновременно, рабочая смесь может выйти в атмосферу. Чтобы этого не произошло, на поршне делается отражательный козырек, называемый дефлектором. Дефлектор служит для направления потока рабочей смеси в цилиндр и для лучшего его заполнения.

Одновременно он препятствует перепуску рабочей смеси из перепускного окна в выпускное.

       В некоторых двигателях внутреннего сгорания двухтактного цикла происходит самовоспламенение рабочей смеси при достижении определенной степени сжатия (а не при помощи свечей), которая регулируется специальным контрпоршнем.

     Таким образом, в двухтактном двигателе в течение одного такта, т. е. при переходе поршня от Н. М. Т. к В. М. Т., над поршнем происходит сжатие рабочей смеси, под поршнем всасывание горючей смеси в картер двигателя. В течение другого такта, т. е. при ходе поршня от

В. М. Т. к Н. М. Т., над поршнем происходит рабочий ход и продувка, под поршнем предварительное сжатие рабочей смеси.

 

 

Диаграмма двухтактного двигателя

 

       Индикаторная диаграмма двухтактного карбюраторного двигателя представлена на рисунке 2. Участок ar показывает увеличение давления в цилиндре при ходе поршня от Н. М. Т. к В. М. Т. Воспламенение рабочей смеси происходит в точке r; отрезок rz соответствует периоду быстрого нарастания давления; участок zb соответствует уменьшению давления из-за увеличения объема над поршнем при его ходе от В. М. Т. к Ы. М. Т., и отрезок ba показывает дальнейшее уменьшение давления при открытии выпускного окна и продувке.

 

 

 

 

Принцип действия двухтактного дизеля

Принцип работы. Недостатком четырехтактного двигателя является то, что лишь один из четырех ходов поршня — рабочий, а три — подготовительные, совершающиеся с затратой энергии, выделяющейся за рабочий ход. Более удачное сочетание рабочей и подготовительной частей цикла у двухтактного двигателя.

Как видно, степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшился объем в цилиндре за ход сжатия. У дизелей речного флота она встречается в пределах 12—18.

При ходе всасывания, когда поршень движется вниз, объем увеличивается и в цилиндр всасывается воздух из атмосферы. Вследствие сопротивления каналов внутри крышки цилиндра и сопротивления впускного клапана давление в цилиндре бывает меньше давления окружающей среды, из которой засасывается воздух. Давление всасывания можно считать постоянным, поэтому график процесса всасывания (или линия всасывания) будет параллелен оси абсцисс и расположен ниже линии давления окружающей среды. Когда поршень во втором такте также движется вверх при закрытом впускном клапане, объем в цилиндре уменьшится, а давление повысится до рс — давления конца сжатия. Изменение давления по мере уменьшения объема характеризуется линией.

Рис. 1. Теоретическая индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля

Рис. 2. Схема работы двухтактного дизеля

В простейшем варианте двухтактный дизель не имеет впускных и выпускных клапанов. Вместо них цилиндр снабжен впускными и выпускными окнами. Окна открываются и закрываются поршнем, связанным шатуном с кривошипом коленчатого вала. Существенно, что высота выпускных окон больше, чем впускных. Цилиндр закрыт крышкой, в которую вставлена форсунка.

Предположим, что поршень движется вверх, как показано на рис. 2 а. Поскольку окна перекрыты поршнем, в цилиндре происходит сжатие воздуха примерно до тех же параметров, что и у четырехтактного дизеля При положении поршня вблизи в. м. т. в цилиндр через форсунку впрыскивается топливо, самовоспламеняющееся и сгорающее подобно тому, как это бывает в четырехтактном дизеле.

Под давлением газа поршень движется вниз, происходит процесс расширения, в течение которого совершается полезная работа. Расширение продолжается до открытия поршнем выпускных окон. С этого момента начинается выпуск отработавшего газа в выпускной (выхлопной) коллектор.

Несколько позднее поршень откроет впускные окна, через которые из ресивера в цилиндр поступит сжатый воздух. Так как давление в цилиндре двухтактного двигателя бывает всегда выше атмосферного, воздух должен находиться в ресивере под давлением, составляющим обычно 120— 150 кПа (1,2—1,5 кгс/см2). Этот воздух называется продувочным: поступая в цилиндр, он вытесняет из цилиндра отработавший газ, т. е. продувает цилиндр. Термин «продувочный» применяют и к окнам (продувочные окна), ресиверу (ресивер продувочного воздуха), к насосу, подающему воздух в ресивер (продувочный насос).

Итак, после открытия продувочных окон в цилиндре происходят выпуск и продувка. Эти процессы будут продолжаться в течение того времени, за которое поршень движется вниз до н. м. т. и затем вверх до закрытия им продувочных окон. Несколько позднее поршень закроет выпускные окна и начнется процесс сжатия.

Как видно, рабочий цикл совершился за два хода поршня, он включает в себя два такта, что и определяет название двигателя: двухтактный.

После того как движущийся вверх поршень закроет выпускные окна, начинается сжатие воздуха. По приходе поршня в в. м. т. в цилиндр впрыскивается топливо, часть которого сгорает при постоянном объеме, часть — при постоянном давлении. Степень сжатия е, давления конца сжатия и сгорания имеют те же величины, что и у четырехтактного дизеля.

Расширение рабочего газа заканчивается в тот момент, когда поршень открывает выпускные окна, через которые отработавший газ выходит в атмосферу. Таким образом, газ расширяется в пределах объема вследствие чего он и называется полезным.

После открытия выпускных окон начинается свободный выпуск. Теоретически считается, что давление в цилиндре снижается при свободном выпуске до давления ps продувочного воздуха мгновенно. Практически это давление понижается в течение того времени, которое проходит от открытия поршнем выпускных окон до открытия продувочных (точка е). При дальнейшем движении поршня до н. м. т. и от нее до закрытия продувочных окон происходит продувка. Линия еа показывает, что от закрытия продувочных окон до закрытия выпускных продолжается выпуск.

Таким образом, за время изменения объема на величину происходят процессы газообмена: выпуск, продувка. С точки зрения работы газа часть хода, соответствующая высоте окон, потеряна. Этим и объясняется термин: «потерянная часть хода поршня».

Из диаграммы видно, что в любой момент рабочего цикла давление в цилиндре двухтактного двигателя выше давления окружающей среды.

Качественные особенности двухтактных двигателей. Частота циклов в цилиндре двухтактного двигателя вдвое больше, чем у четырехтактного: у первого цикл совершается за один оборот вала, у второго— за два. Это значит, что при тех же размерах (диаметре цилиндра, ходе поршня) и при равной частоте вращения (числе оборотов вала в минуту) двухтактный двигатель должен развивать мощность вдвое большую, чем четырехтактный. Однако часть хода поршня двухтактного двигателя с точки зрения работы газа является потерянной. Поэтому практически двухтактный двигатель развивает мощность в 1,7—1,8 раза больше четырехтактного. Если же сравнивать двигатели одинаковой мощности, то двухтактный будет иметь меньшие размеры и, следовательно, меньшую массу. Работа газа в цилиндре совершается лишь в течение части цикла, т. е. импульсами, в связи с чем вал двигателя вращается неравномерно. У двухтактных двигателей импульсы слабее, но чередуются вдвое чаще, чем у четырехтактных. Из этого следует, что вал двухтактного двигателя вращается равномернее, чем у четырехтактного.

Рис. 3. Теоретическая индикаторная диаграмма двухтактного дизеля

Устройство двухтактного двигателя с продувкой через окна проще четырехтактного: у первого отсутствуют клапаны и механизм их привода. По этой причине двухтактные двигатели легче обслуживать.

К недостаткам двухтактных двигателей следует отнести прежде всего их меньшую экономичность, что объясняется худшей очисткой цилиндра, чем у четырехтактных, и потерей части энергии на привод продувочного насоса. В двухтактном двигателе процесс сгорания повторяется вдвое чаще, чем в четырехтактном, поэтому детали его испытывают более высокую тепловую нагрузку. В сочетании с повышенными механическими напряжениями это приводит к меньшему сроку службы двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными.

Перечисленные основные достоинства и недостатки двухтактных двигателей предопределили их распространенность. Много строится двухтактных двигателей малой мощности, в частности — подвесные лодочные моторы. Это объясняется сравнительной простотой их устройства и обслуживания, которое может осуществляться людьми с минимальной технической подготовкой. Наибольшее распространение в народном хозяйстве имеют двигатели средней мощности, поэтому они должны обладать максимальной экономичностью и максимальным сроком службы. Такому требованию удовлетворяют четырехтакные двигатели, и именно они получили в области средних мощностей преимущественное распространение. На судах речного флота двухтактных двигателей очень мало.

Чтобы уменьшить габариты и массу малооборотных двигателей большой мощности, их чаще всего строят двухтактными. Даже при двухтактном исполнении диаметр цилиндра достиг в настоящее время 1060 мм, ход поршня 2000 мм, а при четырехтактном эти размеры были бы больше. ГОСТ 4393—74 предусматривает, что дизели с рабочим объемом цилиндра свыше 215 л (такой объем будет, например, при диаметре цилиндра 550 мм и ходе поршня 900 мм) должны строитьсй двухтактными.

Очень важно, конечно, чтобы двигатели большой мощности были экономичными и имели длительный срок службы. Благоприятным для двухтактных двигателей в этом отношении является то обстоятельство, что по мере повышения мощности их экономичность приближается к экономичности четырехтактных, а срок службы мощных двухтактных достаточно велик потому, что они строятся малооборотными.

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (SSS 1) – Dwhyte Academy

Перейти к содержимому

АВТОМЕХАНИКА

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (S.S.S.1)

       Конструкция двухтактного двигателя такова, что на стенках цилиндров расположены три порта. Движение поршня вверх и вниз открывает и закрывает порты, что исключает использование клапанов, как в четырехтактном цикле. Выпускное отверстие расположено непосредственно над впускным отверстием, в то время как передаточное отверстие расположено от картера к цилиндру в точке, противоположной выпускному отверстию, но немного ближе к НМТ (НИЖНЯЯ МЕРТВАЯ ТОЧКА), используется метод смазки бензином/маслом. (специального места для масла нет, масло смешивается с бензином). Работа в двухтактном двигателе включает:

1. ХОД ВВЕРХ

2. ХОД ВНИЗ

ХОД ВВЕРХ

      Когда поршень движется вверх, он закрывает перепускное и выпускное отверстия и сжимает смесь бензина, воздуха и масла. Дальнейшее движение вверх открывает впускной канал и в картере создается частичное разрежение за счет смещения поршня и в картер всасывается свежая смесь из карбюратора. Заряд над поршнем сжимается в камеру сгорания и непосредственно перед окончанием хода вверх; газ воспламеняется от электрического тока через свечу зажигания.

 

ХОД ВНИЗ

Сгорание заряда вызывает повышение температуры и, следовательно, повышение давления, которое толкает поршень вниз во время его рабочего хода во время движения поршня вниз, впускное отверстие закрывается и вращение картер помогает сжимать смесь в картере. Дальнейшее движение поршня вниз открывает выпускное отверстие, а затем перепускное отверстие. Затем сжатая смесь выталкивается из картера через передаточный канал, ударяет по изгибу днища поршня и поднимается к верхней части цилиндра. Давление, при котором заряды устремляются в цилиндр, помогает вытолкнуть более поздние части сгоревших выхлопных газов

.

КОМПОНЕНТЫ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

1. Свеча зажигания/накаливания
2. головка блока цилиндров
3. ребра охлаждения
4. поршень
5. поршневые кольца
6. порт передачи
7. шатун
8. выпускное отверстие
9. впускной/впускной порт
10. поршневой палец
11. коленчатый вал
12. картер и т. д.

СРАВНЕНИЕ ДВУХТАКТНОГО И ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

1. Простота, дешевизна, простая смазка и меньше движущихся частей
2. низкий тепловой КПД и низкий механический КПД
90 039 мощностей приходится на каждые 360 градусов в двухтактном двигателе с плавным ходом.

НАЗНАЧЕНИЕ

Перечислите любые три преимущества четырехтактного цикла перед двухтактным циклом.

Нравится:

Нравится Загрузка…

ОпубликованоFOLORUNSHO SULE DAVID 6 января, 2016 6 января, 2016 Опубликовано вБез рубрики

ФОЛОРУНШО СУЛЕ ДЭВИД — преданный своему делу, амбициозный и целеустремленный учитель с более чем 8-летним опытом работы в средней школе. Документально подтвержденный успех в предоставлении мероприятий и материалов, которые привлекают и развивают учащихся. Известно использование информационных технологий в подготовке к уроку. Я сертифицированный преподаватель Microsoft (MCE), зарегистрированный и сертифицированный преподаватель TRCN, квалифицированный инструктор, изучавший образование как дисциплину, текущий обладатель B.Ed (tech) и NCE (tech), автомобильный специалист и в настоящее время преподаю Auto механика.

В настоящее время я живу и работаю в Лагосе, Нигерия, именно в Оджо. Я увлечен своей ролью учителя, потому что это позволяет мне формировать и структурировать жизнь разных людей. Мне сказали, что у меня есть отличная система взглядов в моей профессии, которая помогла мне в средней школе ojo. Посмотреть больше сообщений

2 ход двигателя: введение, строительство, применение, диаграмма и принцип работы

2-ступенчатый двигатель

Введение

2-XXIN двигатель относится к типу двигателя, который подвергается внутреннему сгоранию и завершает рабочий цикл только с двумя ходами поршня только за один оборот коленчатого вала. Двухтактный двигатель был представлен Карлом Бенцем, который зарегистрировал его в книгах в 1879 году.. Карл Бенц также был тем, кто основал роскошный бренд Mercedes-Benz. Около десяти лет назад мотоциклы с двухтактными двигателями были основным выбором любителей велосипедов.

Конструкция двухтактного двигателя

Конструкция двухтактного двигателя состоит из следующих наиболее важных частей:

1. Поршень

газов, которые расширяются при механическом вращении коленчатого вала с помощью шатуна.

2. Коленчатый вал

Коленчатый вал используется для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

3. Шатун

Роль шатуна заключается в передаче движения от поршня к коленчатому валу. Шатун также может действовать как плечо рычага.

4. Маховик

 Маховик относится к механическому устройству, которое используется для накопления энергии.

5. Свеча зажигания

Роль свечи зажигания заключается в подаче электрического тока в камеру, которая, в свою очередь, воспламеняет топливно-воздушную смесь, что приводит к резкому расширению газов.

6. Противовес

Противовес на коленчатом валу уменьшает количество вибраций, вызванных дисбалансом вращающегося узла.

7. Впускные и выпускные порты

Роль впускного и выпускного отверстий состоит в том, чтобы позволить свежему воздуху в сопровождении топлива входить и выходить из цилиндра.

Цикл двухтактного двигателя

Очень важно знать рабочий цикл двухтактного двигателя. Прокрутите вниз, чтобы узнать подробности:

Ход вниз

В двигателе с ходом вниз поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ), что позволяет свежему воздуху поступать в камеру сгорания. . Смесь свежего воздуха и топлива попадает в камеру сгорания через картер. При ходе вниз коленчатый вал поворачивается на угол 180 9 .0186 0 .

Ход вверх

При ходе вверх условие обратное. Поршень перемещается из НМТ в ВМТ, в результате чего топливо и воздух смешиваются и сжимаются, что, в свою очередь, приводит к воспламенению свечи зажигания. Впускное отверстие остается открытым во время хода вверх, за счет чего оно всасывает смесь внутрь картера.

Всякий раз, когда смесь проталкивается внутрь камеры сгорания, создается своего рода вакуум, так как в картере не остается смеси. После этого смесь готова к перемещению в камеру сгорания, но остается в картере до тех пор, пока поршень не дойдет до ВМТ.

После завершения первого хода вниз, второго хода вниз газы из выхлопных газов выходят с одной стороны, при этом свежая смесь поступает в камеру сгорания, так как после удаления выхлопных газов в камере сгорания создается частичный вакуум газы. Этот процесс происходит одновременно, что делает его двухтактным двигателем.

После выхода выхлопных газов поступает свежий воздух с одной стороны и топливо с другой стороны, которые поступают в камеру сгорания за счет эффекта частичного вакуума, который создается в камере сгорания после удаления выхлопные газы.

Применение двухтактного двигателя

• Двухтактные двигатели идеально подходят, когда приоритетом конструкции является простая, легкая конструкция и высокая удельная мощность.
• Эти двигатели смазываются старым и традиционным методом смешивания масла и топлива. Это причина, по которой они пользуются большим спросом для использования в качестве ручного инструмента, такого как бензопила.

Как отличить двухтактный двигатель от четырехтактного

Основные детали 2-тактного двигателя остаются такими же, как и у 4-тактного двигателя, но основное отличие заключается в подаче наддува внутри двигателя, т. е. воздушно-топливной смеси.

• Двухтактный двигатель не имеет клапанов, вместо этого имеет порты, которые хорошо выполняют свою работу. Движение поршня отвечает за открытие и закрытие портов.
• Двухтактный двигатель имеет перепускное отверстие, которое используется для перемещения свежего заряда из картера в камеру сгорания.
• Поскольку в моторе есть поршень, он немного отличается от обычных. Головка поршня имеет горб.

1. Пластинчатый впускной клапан

Пластинчатый клапан представляет собой простой клапан, представляющий собой высокоэффективную форму обратного клапана , который обычно устанавливается во впускном канале порта поршневого контроллера.