Рабочие циклы двухтактных двигателей — MirMarine

Cайт Mirmarine.net просит поддержки.
Из за введенных санкций и событий с 24 февраля сайт Mirmarine.net оказался в тяжелом положении.
Если у вас есть возможность, поддержите финансово.
Поддержать

2. Главная
3. ДВС
4. Основы ДВС
5. Рабочие циклы двухтактных двигателей

Рабочий цикл двухтактного двигателя совершается за два хода поршня (такта), т. е. за один оборот коленчатого вала. Это достигается за счет размещения в цилиндре продувочных и выпускных окон или только продувочных окон при наличии выпускного клапана на цилиндровой крышке.

Для очистки цилиндра от отработавших газов и заполнения его свежим зарядом воздуха используется продувочный воздух давлением Рз 1,15 ÷ 1,20 бар, нагнетаемый расположенным на двигателе продувочным насосом.

Рабочие циклы двухтактных двигателей также могут быть быстрого, постепенного и смешанного сгорания (рис. 9).

Схема работы двухтактного бескомпрессорного дизеля и его индикаторная
диаграмма приведены на рис. 10.

1 — процесс сжатия начинается в момент, когда при движении к в.м.т. поршень закрывает выпускные окна (точка «а») и начинает сжимать находящийся в цилиндре воздух. В конце сжатия (точка «с») давление возрастает до рс = 35÷50 бар и температура — до tс = 500÷600 °C.

2 — процессы сгорания и расширения. В точке с начинается сгорание топлива, впрыскиваемого в цилиндр через форсунку. Сгорание топлива происходит сначала при постоянном объеме (с — у), а затем при постоянном давлении (у-z). В точке «z» давление в цилиндре достигает Рz =50÷65 бар и температура — tz 1400÷1600 °C. В результате расширения газов, продолжающегося до точки «b», поршень перемещается к н.м.т., совершая рабочий ход.

3 — процессы выпуска и продувки. В точке «b» поршень своей кромкой открывает выпускные окна. К этому времени давление в цилиндре снижается до Рв = 2,5÷4 бар и температура — до tb = 600÷800 °C. Через открывающиеся выпускные окна газы выходят из цилиндра в выпускной коллектор. В точке «s» открываются продувочные окна. К этому моменту давление в цилиндре не превышает Рэ = 1,15÷1,25 бар. Выпуск газов до начала открытия продувочных окон носит название «свободного выпуска».

В точке «s» в цилиндр начинает поступать из ресивера продувочный воздух, который осуществляет продувку, т.е. очистку цилиндра от отработавших газов и его зарядку свежим воздухом. Поршень приходит в н.м.т. И затем начинает двигаться вверх. В точке «n» продувочные окна закрываются, однако выпускные окна еще открыты. При дальнейшем
движении поршня происходит некоторая потеря заряда, т.е. часть воздуха выходит через открытые выпускные окна в выпускной коллектор. В точке «а» выпускные окна закрываются и начинается процесс сжатия (точки а = b, s = n лежат на одних и тех же прямых, перпендикулярных оси V).

• Основы ДВС

• Процесс сжатия

• Процесс выпуска

• Продувочный насос

• Свободный выпуск

• Продувка

• Выпускные и продувочные окна

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

Строительные машины и оборудование, справочник

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

В двухтактном двигателе рабочий цикл совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. Двухтактный двигатель отличается от четырехтактного устройством газораспределительного механизма.

Функцию газораспределительного механизма выполняет поршень, закрывающий при своем движении выпускные, впускные и продувочные окна.

Цилиндр двигателя соединен с герметически закрытым картером, который используется для засасывания и предварительного сжатия горючей смеси.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рабочий цикл в двухтактном двигателе протекает следующим образом. В конце такта сжатия, когда поршень находится около ВМТ, между электродами свечи проскакивает электрическая искра, воспламеняющая рабочую смесь в камере сгорания. Быстрое сгорание рабочей смеси сопровождается резким повышением давления газов и температуры в цилиндре. Под действием давления газов поршень перемещается вниз к НМТ, совершая такт расширения. В конце такта расширения поршень открывает выпускное окно и отработавшие газы, давление которых выше атмосферного, с большой скоростью выходят из цилиндра — происходит выпуск. При дальнейшем перемещении поршня к НМТ открывается продувочное окно и под действием разности давлений горючая смесь из картера поступает в цилиндр, вытесняя из него отработавшие газы. Таким образом при движении поршня от ВМТ к НМТ в цилиндре происходят следующие процессы: конец сгорания рабочей смеси, расширение продуктов сгорания, начало выпуска отработавших газов и продувка (впуск) свежей горючей смеси, поступающей из картера.

Рис. 1. Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

При втором полуобороте коленчатого вала поршень перемещается к ВМТ и в цилиндре сначала заканчивается продувка и закрываются продувочные окна, затем закрываются выпускные окна и заканчивается выпуск. При дальнейшем движении поршня происходит сжатие рабочей смеси. Одновременно через впускное окно в картер двигателя поступает (под действием разряжения, которое образуется при движении поршня вверх) свежая горючая смесь из карбюратора.

Таким образом при движении поршня от НМТ к ВМТ происходят следующие процессы: в цилиндре — окончание продувки и выпуска, сжатие рабочей смеси, а при подходе поршня к ВМТ начинается процесс сгорания; в картере — впуск горючей смеси. Затем рабочий процесс повторяется.

Давление и температура в цилиндре при различных процессах примерно такие же, как и у четырехтактного карбюраторного двигателя.

Рабочий цикл двухтактного дизельного двшателя происходит аналогично описанному и отличается только тем, что в цилиндр дизельного двигателя поступает не горючая смесь, а чистый воздух. В результате ряда недостатков двухтактные дизельные двигатели сняты с производства и на автомобилях и тракторах не устанавливаются.

—

В таком двигателе нет специального газораспределительного механизма. Вместо него цилиндр имеет окна: впускное окно, соединяющее цилиндр с карбюратором, выпускное окно и перепускное окно, соединяющее цилиндр с герметичным картером при помощи канала. Перемещающийся внутри цилиндра поршень в определенной последовательности открывает и закрывает окна, выполняя функции газораспределительного механизма. В 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 ход — впуск горючей смеси в картер; второй ход ~ перепуск горючей смеси из картера в цилиндр.

Первый такт. Поршень перемещается снизу вверх и боковой поверхностью сначала закрывает перепускное окно, а затем и выпускное. В цилиндре происходит сжатие рабочей смеси, а в картер в результате разрежения из карбюратора поступает горючая смесь. При подходе поршня к в. м. т. между электродами свечи зажигания появляется электрическая искра, смесь в цилиндре воспламеняется и сгорает.

Второй такт. Образовавшиеся горячие газы расширяются, давят на поршень, он опускается вниз, совершая рабочий ход. В конце рабочего хода поршень сначала открывает выпускное окно, и отработавшие газы через глушитель выходят в атмосферу. Опускаясь ниже, поршень открывает перепускное окно, и горючая смесь по каналу 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 смазки двигателя, добавляют в топливо в определенной пропорции (1 : 15 или 1 : 20), тщательно перемешивают, а затем масляно-топливную смесь заливают в топливный бак. Горючая смесь, поступающая из карбюратора в картер и затем в цилиндр, состоит из мелкораспылеиного топлива, масла и чистого воздуха.

Рекламные предложения:

Читать далее: Некоторые разновидности рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания

Категория: —
Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

2-тактный цикл — журнал о газовых двигателях

Все мы знаем, что такое 2-тактный двигатель, верно? Это тот маленький жужжащий двигатель, который приводит в действие травоядную или цепную пилу! Они существуют столько, сколько мы себя помним, и мы не придаем им большого значения. Просто подмешайте немного масла в газ, и они сделают свою работу. Мы считаем само собой разумеющимся, что они называются 2-тактными, потому что на самом деле термин должен быть «2-тактным циклом», что означает два хода поршня, один вверх и один вниз, для завершения рабочего цикла с созданием мощности. при каждом обороте коленчатого вала. Схема на Фото 1 это хорошо показывает.

Тогда можно было бы спросить, что такое 4-тактный двигатель? Опять же, правильным термином должен быть «4-тактный цикл», поскольку для завершения одного силового цикла требуется четыре хода поршня. Сначала поршень опускается на такте впуска, затем он снова поднимается на такте сжатия, затем снова опускается на такте рабочего цикла и, наконец, снова поднимается на такте выпуска. Схема на Фото 2 хорошо это показывает. Обратите внимание, что 4-тактный двигатель имеет только один рабочий такт на каждые два оборота коленчатого вала по сравнению с 2-тактным двигателем рабочий такт на каждый оборот коленчатого вала.

Я хочу немного изучить разнообразную историю двухтактного цикла, включая то, кто его изобрел и как он появился, но сначала давайте взглянем на четырехтактный цикл, поскольку он был изобретен до двухтактного цикла. тактный цикл двигателя.

Возможно, первая мысль построить двигатель, использующий энергию взрыва (внутреннее сгорание), возникла у кого-то, наблюдавшего за пушечным огнем. Представьте ствол как цилиндр, а ядро ​​как поршень. Аккуратная концепция, и многие пытались, но немногие преуспели. Атмосферные двигатели были неэффективны, шумны и опасны, а удельная мощность была ужасной. Так что делать?

В Германии Николаус Август Отто (Фото 3) глубоко задумался над этим. Он понимал термодинамику и знал о цикле Карно, теории идеального цикла эффективности, которого невозможно достичь. У него было терпение, и он рассудил, что если сжать заряд, то получит больше мощности. В 1876 году он был готов выпустить на рынок первый в мире четырехтактный двигатель (фото 4). Это был успех, и вскоре в Германии, Великобритании и США были построены сотни самолетов.

Но, как говорится, кто-то всегда будет пытаться построить лучшую мышеловку, и, таким образом, наша история о двухтактном цикле начинается. Пересекая Ла-Манш в Шотландию, мы встречаем Дугальда Клерка (фото 5). Всего через два года после изобретения Отто Клерк модифицировал двигатель Брайтона, чтобы он производил мощность при каждом обороте коленчатого вала. Привет, 2-цикл! Это была новая идея, с которой никто раньше не сталкивался.

Клерк родился в Глазго, Шотландия, 31 марта 1854 года, в семье Дональда Клерка, машиниста. Он изучал инженерное дело в Андерсон-колледже в Глазго и Йоркширском научном колледже в Лидсе. Блестящий инженер, он также разбирался в термодинамике и мог рассчитать давление в двигателе, температуру и мощность. Во время Первой мировой войны он был директором инженерных исследований Адмиралтейства. За это он был посвящен в рыцари как сэр Дугальд. Он строил газовые двигатели, писал технические книги и внес большой вклад в разработку двухтактного цикла. Многие считают его отцом этого двигателя. Он скончался 12 ноября 19 года.32, Юхерст, графство Суррей, Англия.

Цель

Клерка состояла в том, чтобы построить двигатель, который производил мощность при каждом ходе поршня вниз и использовал сжатие для повышения эффективности. Он был успешным, но его конструкция требовала использования отдельного поршня для зарядки силового цилиндра, и он использовал клапаны. В 1880 году, через четыре года после прорыва Отто, Клерк получил патент США на свою машину (фото 6). Это было громоздко, с использованием двух золотниковых клапанов и тарельчатого клапана, а также второго цилиндра, но сэр Дугалд доказал свою точку зрения, создав двигатель, который производил мощность при каждом обороте коленчатого вала.

Клерк был неутомимым инженером и изобретателем и продолжал совершенствовать свой двигатель. Обратите внимание на вид в разрезе более позднего двигателя на Фото 7. Это гораздо более сложная машина, с силовым циклером, приводящим в действие коленчатый вал, и цилиндром насоса, прикрепленным к штифту в маховике. В нем по-прежнему использовался золотниковый клапан для зажигания, но теперь между цилиндрами был автоматический тарельчатый клапан. Звучит знакомо, любители двигателей? Да, он очень похож на двигатель Reid, производимый в Ойл-Сити, штат Пенсильвания.

Оставив сэра Дугалда работать над своим двигателем в Шотландии, мы пересекаем Адрианов вал в Англию и останавливаемся в красивом городе Бат, где встречаем очень уникального человека, Джозефа Генри Дэя. Дэй родился в Лондоне в 1855 году и стал хорошо образованным инженером, окончив престижную инженерную школу в Хрустальном дворце. Он переехал в город Бат и основал металлургический завод Виктория, который прославился производимыми им кранами. Он заинтересовался газовыми двигателями и решил, что может сделать лучше. Я немного воздержусь от обсуждения его разработки двигателя, чтобы продолжить его несколько эксцентричную жизнь и кончину.

Дэй остался холостяком и большую часть жизни прожил в отцовском доме. В некотором смысле он был гениален, но был склонен участвовать в слишком многих проектах. Накопив состояние на своем заводе Victoria Iron Works, он занялся механизированным производством хлеба. Из-за огромных колебаний рынка он потерял все. Ввергнутый в депрессию из-за этой трагедии, он постепенно понял, что зарабатывает еще одно состояние на доходах от продажи своих двигателей, особенно тех, которые были лицензированы в Америке и производили двигатели для лодок-денди. Оказавшись снова на вершине мира, он занялся спекуляцией нефтью в Англии. Это было безумием, и, несмотря на его энергичные усилия, он снова остался без гроша в кармане. Канул в Лету в 1925, и считается, что он умер в 1946 году. Никто не знает точно, где и когда. Какая ужасная судьба для джентльмена, который разработал двигатель, которым сегодня пользуются почти все.

Итак, давайте вернемся в Бат и навестим Дэя, пока он трудится на своем металлургическом заводе в Виктории. «Мне казалось, что все газовые двигатели в том виде, в каком они производились, были излишне сложными и, следовательно, дорогими в производстве, и что единственный шанс пробиться на рынок двигателей — это разработать что-то гораздо более простое», — писал Дэй.

Со Дэй разработал двухпортовый двухтактный двигатель с одним автоматическим клапаном. Для двигателя требовался закрытый картер с тарельчатым клапаном на стороне, которая открывалась, когда поршень поднимался вверх. Когда поршень опускался, он открывал отверстия или «порты» в стенке цилиндра, которые позволяли передавать заряд из картера в силовую часть цилиндра. Замечательно просто. Он получил британский патент на свой дизайн 14 апреля 1891 года и американский патент 6 августа 189 года.5 (Фото 8).

Этот дизайн был легким и универсальным; и он производил мощность при каждом обороте коленчатого вала. Одной из первых американских фирм, получивших лицензию на этот двигатель, была компания Palmer Brothers Engine Co. из Кос-Коб, штат Коннектикут (фото 9), которая быстро поняла, что благодаря отличному соотношению мощности и веса он станет идеальным двигателем для небольших лодок. Действительно, так было и остается сегодня, поскольку многие «двухтактники» придерживаются этой идентичной конструкции. Если бы только Дэй знал.

Двухпортовый двигатель Day, безусловно, произвел революцию в практике газовых двигателей; но это было еще не все. Представьте себе полный и функциональный двигатель всего с тремя движущимися частями. Невозможно? Менее чем через два года после патента Дэя на два порта один из его сотрудников, Фредерик Уильям Кэсуэлл Кок (1863-1919 гг.44) сконструировал такой двигатель. Кок получил английский патент на свою конструкцию 15 октября 1892 года и сразу же передал его Дэю. Американский патент был получен в 1895 году (Фото 10). Олицетворение простоты.

Немного изучив патентный чертеж, можно увидеть двигатель с закрытым картером, а все функции впуска и выпуска контролируются поршнем, проходящим через три порта. Заставляет задуматься, почему его не изобрели раньше. Слишком просто? На фото 11 показан двигатель Day-Cock объемом 189 л.с.2 выставлены в Немецком музее в Мюнхене, Германия. Потомки этих гениальных машин до сих пор производятся во всех размерах и описаниях. И, конечно же, у них всего три движущихся части: поршень, шатун и коленчатый вал.

Мы закончим наше путешествие в Музее энергетики Кулспринг, чтобы посмотреть, что там может скрываться. Сначала смотрим на того маленького Бессемера в Доме Основателя (Фото 12). Это двухпортовый с клапаном. Обратите внимание, что выхлоп выходит через нижнюю часть цилиндра через отверстие, а клапан находится справа от него. Это было очень успешно, и преемники Бессемера до сих пор строят двухтактный цикл в некоторых очень больших машинах. Далее мы находим аккуратный маленький вертикальный National Transit, показанный на Фото 13. Клапан — это устройство с левой стороны двигателя. В музее их гораздо больше, но эти два служат прекрасными образцами.

В Доме Основателя возле Бессемера находится двухтактный масляный двигатель Mietz & Weiss, трехходовой без клапанов (Фото 14). Другим прекрасным примером является аккуратный маленький пожарный насос Fairbanks-Morse, в котором используется двухцилиндровый трехходовой двигатель Waterman. Он был спроектирован максимально легким, чтобы пара лесников могла отнести его к костру, разжечь и откачать воду. См. Фото 15.

На этом мой краткий рассказ о двухтактном двигателе заканчивается. Чтобы быть кратким, я намеренно опустил детали, но читатель, который копнет глубже, будет щедро вознагражден. И в следующий раз, когда вы просматриваете Lowe’s или Home Depot, посмотрите на все эти двухтактные двигатели на различных садовых и садовых инструментах и ​​​​попытайтесь решить, двух- или трехпортовые они. Они вспоминают Джозефа Дэя. Интересно, догадывался ли он когда-нибудь, сколько их будет и как долго они будут использоваться?

Пол Харви — основатель Музея энергии Кулспринг. Свяжитесь с музеем по адресу P.O. Box 19, Coolspring, PA 15730 • (814) 849-6883

[Решено] Рабочий цикл двухтактного двигателя завершается через _____

Этот вопрос ранее задавался в

RRB JE ME CBT 2 Предыдущий документ 2: выполнено 31 августа 2019 г.

Просмотреть все RRB JE Papers >

1. Два 
2. Четыре
3. Три
4. Один

Вариант 4: Один

Бесплатно

ST 1: Строительные материалы

2,7 тыс. пользователей

20 вопросов

20 баллов

20 минут

Концепция:

Двухтактные двигатели: В этом двигателе один рабочий такт достигается за каждый оборот коленчатого вала

Четырехтактные двигатели: В этом типе двигателя один рабочий такт достигается за два оборотов коленчатого вала

Важные моменты

Преимущества тактного двигателя перед четырехтактным

• Низкая стоимость
• Требуется более равномерный крутящий момент и, следовательно, более легкий маховик
• Из-за одного рабочего хода за один оборот мощность, производимая двигателем того же размера, больше
• Легкий и простой за счет отсутствия клапанного механизма.

Скачать решение PDF

Поделиться в WhatsApp

Последние обновления UJVNL AE

Последнее обновление: 19 октября 2022 г.

Компания Uttarakhand Jal Vidyut Nigam Limited скоро опубликует уведомление для помощника инженера. Информация о вакансии будет опубликована вместе с подробным уведомлением. Согласно предыдущему уведомлению, в UJVNL AE Recruitment была открыта 21 вакансия. Кандидаты должны соответствовать критериям приемлемости UJVNL AE для участия в наборе.