Газообмін в двотактних двигунах
Типи продувок.
Спосіб продувки, званий поперечно-щілинний (рис. 91, а). Його особливість полягає в тому, що випускні 3 і продувні 4 вікна розташовані з різних сторін втулки циліндра. Вони з'єднані відповідно з випускним колектором 2 і з ресивером продувочного повітря 5. продувному вікнам надано нахил вгору, в зв'язку з чим повітря рухається спочатку до кришки циліндра, потім, витісняючи відпрацьовані гази, змінює напрямок на протилежне.
Щоб до моменту відкриття продувних вікон тиск в циліндрі встигло знизитися і стати нижче тиску продувочного повітря, випускні вікна 3 передбачені вище продувних 4. Однак в цьому випадку поршень 1, рухаючись вгору, закриє спочатку продувні вікна, випускні будуть ще частково відкриті Процес продувки після закриття продувних вікон закінчується, отже, через неповністю закриті випускні вікна буде виходити (частковий витік) свіжий заряд повітря. Щоб уникнути це явище, у великих двигунів випускні і продувні вікна виконують однакової висоти, але в ресівері продувочного повітря ставлять неповоротні клапани, які запобігають закид відпрацьованих газів з циліндра в ресивер при відкритті вікон; продування почнеться лише при падінні тиску в циліндрі після відкриття випускних вікон. При русі ж поршня вгору продувочний повітря буде надходити до моменту закриття і тих і інших вікон. З тією ж метою в деяких великих двигунах на випускному патрубку ставлять приводний золотник, привід якого регулюють так, щоб в момент перекриття поршнем продувних вікон золотник перекрив випускні.
Спосіб поперечно-щілинний продувки широко поширений внаслідок його простоти. У двигунах морського флоту зустрічається петлевая продування (рис. 91,6). Випускні 3 і продувні 4 вікна розташовані з одного боку циліндра, причому випускні - над продувними. Випускний колектор 2 і ресивер продувочного повітря 1 знаходяться з одного боку двигуна. При такому розташуванні вікон продувочний повітря омиває циліндр по всьому контуру, починаючи з днища поршня 5. Це дуже важливо, так як продувний повітря охолоджує днище поршня. В даному випадку продувальним вікнам надано невеликий нахил вниз, а днища поршня - увігнута форма.
Якість очищення циліндра при петлевий продувке трохи вище, але витік свіжого заряду більше, ніж при поперечно-щелевом способі продувки. Тому в двигунах великої потужності на випускних патрубках ставлять золотники, що перекривають випускним патрубок після закінчення продувки.
При розглянутих схемах продувки в циліндрі рухаються зустрічні потоки повітря і випускних газів, внаслідок чого повітря і гази перемішуються. У місцях зміни напрямку руху повітря з'являються вихори, в зв'язку з чим там залишаються відпрацьовані гази. Тому якість очищення циліндра в таких двигунах нижче, ніж в чотиритактних.
Мал. 91 Способи контурних продувок
Якісна (не поступається очищення в чотиритактних двигунах) очистка циліндра забезпечується при прямоточних способах продувки. Суть методу полягає в тому, що випуск газів відбувається з одного кінця циліндра, а впуск продувочного повітря - з іншого. Це досягають установкою в кришці циліндра випускних клапанів 1 (рис. 92, а). Поршень 2 відкриває лише продувні вікна а, а клапани 1 відкриваються за допомогою приводу, як і у чотиритактних двигунів. Продувні вікна а розташовані по всьому колу циліндра, причому їм надано тангенціальний нахил для освіти спірального вихору продувочного повітря. Ресивер продувочного повітря б оперізує втулку циліндрів по всьому колу.
Мал. 92 Способи прямоточних продувок
Так, прямоточно-клапанний спосіб продувки застосований в двигунах 10Д40, що мають найбільшу на річковому флоті агрегатную потужність.
У дизелях великої потужності широко застосовують також прямоточно-щілинний спосіб продувки (рис. 92,6). У циліндрі передбачені два поршня: верхній 5 і нижній 7. Верхні поршні двигуна працюють на верхній колінчатий вал 4, а нижні - на основний нижній вал 8. Вали повідомлені вертикальним валом 3 і конічними шестернями. Верхній поршень 5 відкриває і закриває продувні вікна в, а нижній - випускні р Поршні рухаються протилежно. Коли вони сходяться до внутрішньої мертвій точці, в циліндрі відбувається стиснення і форсунка 6 впорскує паливо. Потім під тиском газу поршні розходяться, відкриваючи в кінці ходу розширення випускні (поршень 7) і впускні (поршень 5) вікна. Розглянутий спосіб продувки передбачений в вітчизняних тепловозних двигунах Д100.
Двигуни з протилежно рухомими поршнями (ПДП) будують і багаторядними.
Так, у вітчизняному дизелі марки 58 (16ДНП23 / 2х30, 16ДРПН23 / 2х30) потужністю 3312 кВт при частоті обертання 643 хв -1 два ряди циліндрів з ПДП при чотирьох колінчастих валах Зустрічаються двигуни ПДП з іншими кінематичними схемами треуголь
ні ( «дельтік») з трьома рядами циліндрів і трьома колінчатими валами, ромбовидні з чотирма рядами, чотирма валами і ін.
При прямоточном способі продувки легко здійснити дозарядку циліндра, якщо передбачити закриття випускних вікон або клапанів раніше продувних. У двигунів з ПДП для цього верхній і нижній кривошипи розташовують під кутом, відмінним від 180 °, ходи поршнів роблять різними.
Діаграми газорозподілу. Так як робочий цикл двотактного двигуна здійснюється за 360 ° п. К. В. діаграма його газорозподілу має вигляд кільця (рис, 93). При простому способі поперечно-щілинний або петлевий продувки (рис 93, а) кут характеризує тривалість випуску, завжди більше кута а3 продувки випускні вікна відкриваються раніше, а закриваються пізніше продувних. При прямоточних і деяких інших способах продування може бути закінчена навіть пізніше випуску. Тому тривалість впуску (кут а3> Рис. 93,6) може бути більше тривалості випуску (кут А2) У цьому випадку після закінчення випуску відбувається так звана дозарядки циліндра.
В обох діаграмах (див. Рис. 93) кут а1 є кутом випередження подачі палива.
Мал. 93 Діаграми газорозподілу двотактних дизелів
Мал. 94 Поршневий продувочний насос
Мал. 95 Схема роботи роторного продувочного насоса
Поршневий продувочний насос
Продувний повітря виробляють продувальні насоси. У найпростішому варіанті таким насосом може бути кривошипна камера (т. Е. Простір картера) за умови, що двигун одноциліндровий або кривошипні камери циліндрів роз'єднані. При русі поршня вгору в кривошипно камері створюється розрідження і в неї засмоктується з атмосфери повітря. При русі поршня вниз стискається поршнем в камері повітря надходить через канал і продувні вікна в циліндр.
У суднових дизелях встановлюють спеціальні продувні насоси - поршневі, роторні або центробежние- з приводом від колінчастого вала, що створюють надлишковий тиск повітря 10-50 кПа.
Поршневі насоси використовують для тихохідних двигунів, причому іноді (рис. 94) їх виготовляють з двома поршнями на одному штоку (тип тандем). Циліндр 10 насоса проміжному днищем 14 розділений на дві порожнини, кожна з яких є насосом подвійної дії. Відповідно до цього на штоку 4 насоса закріплені два поршня: верхній 11 і нижній 16. Шток з'єднаний з крейцкопфом 3 і приводиться в рух шатуном 2 від приставного кривошипа 18 колінчастого вала.
У циліндрі насоса встановлені секції пластинчастих клапанів: всмоктуючих 5, 6, 9 і нагнітальних 12,
13, 15, 17. До всмоктуючим клапанів по патрубку 8 надходить повітря з атмосфери; від нагнітальних клапанів він направляється в порожнину а й з неї-в ресивер.
Якщо поршні будуть рухатися вниз, в верхніх порожнинах відбуватиметься всмоктування. Атмосферне повітря через клапани 6, 9 надійде в верхні порожнини, а з нижніх нагнітається повітря пройде через клапани 13, 17 в порожнину а й далі в ресивер продувочного повітря.
Після того як поршні з н. м. т. почнуть рухатися вгору, повітря буде засмоктуватися через клапани 5 і 7 в нижні порожнини, а з верхніх порожнин нагнітається повітря піде через клапани 12 і 15 в ресивер.
Конструкція всмоктуючих і нагнітальних клапанів однакова. Вони складаються з ряду пластин 1, закріплених одним кінцем на корпусі 19. При русі повітря з внутрішньої частини корпусу 19 пластини відгинаються і пропускають його. Зворотний рух повітря неможливо, так як пластини лягають на корпус, закриваючи прохідні щілини. Над пластинами встановлені відбійники 20.
Роторний продувочний насос. Деякі двотактні двигуни обладнані роторними продувними насосами.
На рис. 95 зображена схема роторного насоса, встановленого в двигунах Д100 і 37Д. Усередині корпусу 1 розташовані два трилопатевих ротора 2 і 3. Вали, на які насаджені ротори, зчеплені зовнішніми шестернями і обертаються синхронно. Зазори між роторами 2 і 3 і стінками корпусу і роторами невеликі.
При обертанні ротори переносять повітря в напрямку, показаному стрілками. Порівнюючи наведені на рис. 95 три послідовних положення роторів, можна встановити, що затушована площа праворуч від роторів зменшується, т. Е. Вони витісняють повітря в ресивер. У той же час площа зліва збільшується (з порівняння становища I до положень II і III), т. Е. Відбувається всмоктування. Продувний насос такого типу може бути тільки у нереверсивного двигуна.
Завантажити реферат: У вас немає доступу до завантаження файлів з нашого сервера ЯК ТУТ скачували
Пароль на архів: privetstudent.com