كيفية تغيير توقيت الصمام لمحرك ثنائي الشوط. أنواع تطهير المزيج القابل للاشتعال لمحرك الاحتراق الداخلي ، وأساسيات هيكل وتشغيل محركات القوارب المائية ، وكيفية ترتيب السفينة الرياضية ، وإصلاح القارب ، وإصلاح الزورق ، مثل sd

يعتمد أداء محرك الاحتراق الداخلي للسيارة على العديد من العوامل ، مثل القوة والكفاءة وسعة الأسطوانة.

توقيت الصمامات له أهمية كبيرة في المحرك ، وتعتمد كفاءة محرك الاحتراق الداخلي ، واستجابة الخانق ، واستقرار سرعة التباطؤ على كيفية تداخل الصمامات.
في المحركات البسيطة القياسية ، لا يتم توفير تغييرات التوقيت ، وهذه المحركات ليست عالية الكفاءة. ولكن في الآونة الأخيرة ، المزيد والمزيد من وحدات الطاقة مع القدرة على تغيير إزاحة أعمدة الكامات حيث يتم استخدام عدد الثورات في تغيير محرك الاحتراق الداخلي بشكل متزايد في سيارات الشركات الرائدة مثل هوندا ومرسيدس وتويوتا وأودي.

مخطط توقيت الصمام لمحرك ثنائي الأشواط

يختلف المحرك ثنائي الشوط عن المحرك رباعي الأشواط في أن دورة التشغيل الخاصة به تستغرق ثورة واحدة في العمود المرفقي ، بينما في محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط يستغرق دورتان. يتم تحديد مراحل توزيع الغاز في محرك الاحتراق الداخلي من خلال مدة فتح الصمامات - العادم والسحب ، ويشار إلى زاوية تداخل الصمامات بدرجات الوضع إلى / في.

في المحركات رباعية الأشواط ، تحدث دورة ملء خليط العمل من 10 إلى 20 درجة قبل أن يصل المكبس إلى أعلى المركز الميت ، وينتهي بعد 45-65 درجة ، وفي بعض محركات الاحتراق الداخلي حتى بعد ذلك (حتى مائة درجة) ، بعد تجاوز المكبس نقطة القاع. يمكن أن يدوم إجمالي وقت السحب في المحركات رباعية الأشواط 240-300 درجة ، مما يضمن ملء الأسطوانات جيدًا بمزيج العمل.

في المحركات ثنائية الشوط ، تدوم مدة امتصاص خليط الهواء والوقود حوالي 120-150 درجة مئوية عند دوران العمود المرفقي ، كما أن التطهير يستمر أيضًا لفترة أقل ، وبالتالي يتم ملؤه بخليط العمل وتنظيف غازات العادم في محركات ICE ثنائية الأشواط دائمًا ما يكون أسوأ من وحدات الطاقة رباعية الأشواط. يوضح الشكل أدناه مخططًا لتوقيت الصمام لمحرك دراجة نارية ثنائي الأشواط لمحرك K-175.

نادرًا ما تُستخدم المحركات ثنائية الأشواط في السيارات ، نظرًا لأنها ذات كفاءة أقل وكفاءة أسوأ وتنظيف سيئ لغازات العادم من الشوائب الضارة. العامل الأخير مهم بشكل خاص - نظرًا لتشديد المعايير البيئية ، من المهم أن يحتوي عادم المحرك على الحد الأدنى من ثاني أكسيد الكربون.

ولكن مع ذلك ، فإن محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الأشواط لها مزاياها الخاصة ، خاصة في موديلات الديزل:

• وحدات الطاقة أكثر إحكاما وأخف وزنا ؛
• هم أرخص
• المحرك ثنائي الأشواط يتسارع بشكل أسرع.

في العديد من السيارات في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، تم تركيب محركات المكربن ​​المزودة بنظام الإشعال "trambler" بشكل أساسي ، لكن العديد من شركات تصنيع السيارات المتقدمة بدأت بالفعل في تجهيز المحركات بنظام تحكم إلكتروني في المحرك ، حيث يتم فيه تشغيل جميع العمليات الرئيسية تم التحكم فيها بواسطة كتلة واحدة (ECU). الآن جميع السيارات الحديثة تقريبًا بها وحدات التحكم في المحرك (ECM) - لا يستخدم النظام الإلكتروني في البنزين فحسب ، بل أيضًا في محركات الديزل التي تعمل بالديزل.

في الإلكترونيات الحديثة ، توجد أجهزة استشعار مختلفة تراقب تشغيل المحرك ، وترسل إشارات إلى الوحدة حول حالة وحدة الطاقة. بناءً على جميع البيانات الواردة من المستشعرات ، تقرر وحدة التحكم الإلكترونية مقدار الوقود الذي يجب توفيره للأسطوانات عند أحمال معينة (الثورات) ، وما يجب ضبط توقيت الإشعال.

مستشعر توقيت الصمام له اسم آخر - مستشعر موضع عمود الكامات (DPRV) ، فهو يحدد موضع التوقيت بالنسبة للعمود المرفقي. يعتمد ذلك على قراءاته في النسبة التي سيتم تزويد الوقود بها إلى الأسطوانات ، اعتمادًا على عدد الثورات وتوقيت الإشعال. إذا لم يعمل DPRV ، فهذا يعني أنه لا يتم التحكم في مراحل التوقيت ، وأن وحدة التحكم الإلكترونية لا "تعرف" في أي تسلسل ضروري لتزويد الأسطوانات بالوقود. نتيجة لذلك ، يزداد استهلاك الوقود ، نظرًا لأن البنزين (وقود الديزل) يتم توفيره في وقت واحد لجميع الأسطوانات ، يعمل المحرك بشكل متقطع ، وفي بعض طرازات السيارات لا يبدأ محرك الاحتراق الداخلي على الإطلاق.

ضابط عمود الحدبات

في أوائل التسعينيات من القرن العشرين ، تم إنتاج المحركات الأولى مع تغيير التوقيت التلقائي ، ولكن هنا لم يعد المستشعر هو الذي يتحكم في موضع العمود المرفقي ، ولكن المراحل نفسها تحولت مباشرة. مبدأ تشغيل مثل هذا النظام هو كما يلي:

• عمود الكامات متصل بقابض هيدروليكي ؛
• أيضا مع هذا القابض لديه اتصال وعمود الحدبات.
• في دورات الخمول والمنخفضة ، يتم تثبيت عمود الكامات مع عمود الحدبات في الوضع القياسي ، حيث تم تثبيته وفقًا للعلامات ؛
• مع زيادة السرعة تحت تأثير المكونات الهيدروليكية ، يقوم القابض بتدوير عمود الكامات بالنسبة إلى العجلة المسننة (عمود الحدبات) ، وتتحول مراحل التوقيت - تفتح كامات عمود الكامات الصمامات مسبقًا.

تم تطبيق واحدة من أولى هذه التطورات (VANOS) على محركات BMW M50 ، وظهرت المحركات الأولى ذات توقيت الصمام المتغير في عام 1992. تجدر الإشارة إلى أنه في البداية تم تثبيت VANOS فقط على عمود الحدبات المدخول (تحتوي محركات M50 على نظام توقيت ثنائي المحور) ، ومنذ عام 1996 ، تم استخدام نظام VANOS المزدوج ، حيث تم استخدام موضع العادم وفتحة السحب / مهاوي تم تعديله بالفعل.

ما هي ميزة التحكم في التوقيت؟ في حالة الخمول ، لا يكون توقيت الصمام مطلوبًا عمليًا ، وفي هذه الحالة يضر المحرك ، لأنه عند تغيير أعمدة الكامات ، يمكن أن تدخل غازات العادم إلى مجمع السحب ، وسيدخل بعض الوقود إلى نظام العادم دون أن يحترق تمامًا. ولكن عندما يعمل المحرك بأقصى طاقة ، يجب أن تكون المراحل واسعة قدر الإمكان ، وكلما زادت عدد الدورات في الدقيقة ، كلما زاد تداخل الصمامات. يتيح قابض تغيير التوقيت إمكانية ملء الأسطوانات بخليط العمل بشكل فعال ، مما يعني زيادة كفاءة المحرك وزيادة قوته. في نفس الوقت ، عند سرعة الخمول ، تكون المحاور / المحاور ذات القابض في حالتها الأصلية ، ويكون احتراق الخليط كاملاً. اتضح أن منظم الطور يزيد من ديناميكيات وقوة محرك الاحتراق الداخلي ، بينما يتم استهلاك الوقود اقتصاديًا تمامًا.

يوفر نظام توقيت الصمام المتغير (CIFG) استهلاكًا أقل للوقود ، ويقلل من مستوى ثاني أكسيد الكربون في غازات العادم ، ويسمح باستخدام أكثر كفاءة لقدرة محرك الاحتراق الداخلي. طور صانعو السيارات في العالم المختلفون CIFG الخاصة بهم ، فهم لا يطبقون فقط التغيير في موضع أعمدة الكامات ، ولكن أيضًا على مستوى رفع الصمام في رأس الأسطوانة. على سبيل المثال ، تستخدم Nissan نظام CVTCS ، والذي يتم التحكم فيه بواسطة صمام توقيت الصمام المتغير (صمام الملف اللولبي). في حالة الخمول ، يكون هذا الصمام مفتوحًا ولا يولد ضغطًا ، وبالتالي فإن أعمدة الكامات في حالتها الأصلية. يعمل صمام الفتح على زيادة الضغط في النظام ، وكلما ارتفع ، زاد إزاحة أعمدة الكامات.

تجدر الإشارة إلى أن CIFGs تستخدم بشكل أساسي في المحركات ذات أعمدة الكامات ، حيث يتم تثبيت 4 صمامات في الأسطوانات - مدخلان ومخرجان.

ملحقات توقيت عمود الحدبات

لكي يعمل المحرك دون انقطاع ، من المهم ضبط مراحل التوقيت بشكل صحيح ، لتعيين أعمدة الكامات في الموضع المطلوب بالنسبة للعمود المرفقي. في جميع المحركات ، يتم ضبط الأعمدة وفقًا للعلامات ، ويعتمد الكثير على دقة التثبيت. إذا لم تتم محاذاة الأعمدة بشكل صحيح ، فستظهر مشكلات مختلفة:

• يعمل المحرك بشكل غير مستقر في وضع الخمول ؛
• شركة ICE لا تطور الطاقة.
• هناك طلقات على كاتم الصوت والملوثات العضوية الثابتة في مشعب السحب.

إذا أخطأت في وجود بعض الأسنان في العلامات ، فمن المحتمل أن ينثني الصمام ولن يبدأ المحرك.

في بعض طرز وحدات الطاقة ، تم تطوير أجهزة خاصة لضبط توقيت الصمام. على وجه الخصوص ، بالنسبة لمحركات عائلة ZMZ-406/406/409 ، يوجد قالب خاص يتم من خلاله قياس زوايا أعمدة الكامات. يمكن استخدام القالب للتحقق من الزوايا الموجودة وإذا لم تتم محاذاتها بشكل صحيح ، فيجب إعادة تثبيت الأعمدة. مرفق 406 محركات عبارة عن مجموعة تتكون من ثلاثة عناصر:

• منقلان (العمود الأيمن والأيسر مختلفان) ؛
• منقلة.

عندما يتم ضبط العمود المرفقي على TDC للأسطوانة الأولى ، يجب أن تبرز كامات عمود الكامات فوق المستوى العلوي لرأس الأسطوانة بزاوية 19-20 درجة مع خطأ ± 2.4 درجة ، ويجب أن تكون كاميرا عمود السحب أعلى قليلاً من الحدبات العادم.

هناك أيضًا أجهزة خاصة لتركيب أعمدة الكامات على محركات BMW M56 / M54 / M52. تتضمن مجموعة تثبيت توقيت الصمام لمحرك الاحتراق الداخلي BVM:

أعطال نظام توقيت الصمام المتغير

من الممكن تغيير توقيت الصمام بعدة طرق ، ومؤخراً هو الدوران الأكثر شيوعًا لأعمدة p / shaf ، على الرغم من أن طريقة تغيير مقدار رفع الصمام غالبًا ما تستخدم ، إلا أن استخدام أعمدة الكامات مع الكامات المعدلة. بشكل دوري ، تحدث أعطال مختلفة في آلية توزيع الغاز ، ونتيجة لذلك يبدأ المحرك في العمل بشكل متقطع ، "يضعف" ، وفي بعض الحالات لا يبدأ على الإطلاق. يمكن أن تكون أسباب المشاكل مختلفة:

• صمام الملف اللولبي المعيب
• انسداد اقتران تغيير الطور بالأوساخ ؛
• سلسلة التوقيت ممتدة.
• سلسلة الموتر معيبة.

في كثير من الأحيان عند حدوث أعطال في هذا النظام:

• تنخفض سرعة الخمول ، وفي بعض الحالات يتوقف محرك الاحتراق الداخلي ؛
• يزيد استهلاك الوقود بشكل كبير ؛
• المحرك لا يطور السرعة ، السيارة في بعض الأحيان لا تتسارع حتى 100 كم / ساعة ؛
• المحرك لا يبدأ بشكل جيد ، يجب أن يتم تشغيله بواسطة المبدئ عدة مرات ؛
• تسمع زقزقة قادمة من اقتران SIFG.

بكل المؤشرات ، فإن السبب الرئيسي لمشاكل المحرك هو فشل صمام SIFG ، عادةً مع تشخيص الكمبيوتر الذي يكشف عن خطأ في هذا الجهاز. وتجدر الإشارة إلى أن مصباح التشخيص Check Engine لا يضيء دائمًا في نفس الوقت ، لذلك من الصعب فهم أن الأعطال تحدث بدقة في الإلكترونيات.

غالبًا ما تنشأ مشكلات التوقيت بسبب انسداد المكونات الهيدروليكية - فالزيت السيئ الذي يحتوي على جزيئات كاشطة يسد القنوات في القابض ، والآلية تتكدس في أحد المواضع. إذا كان القابض "أسافين" في الوضع الأولي ، فإن محرك الاحتراق الداخلي يعمل بهدوء عند XX ، لكنه لا يطور دورات على الإطلاق. إذا ظلت الآلية في موضع تداخل الصمام الأقصى ، فقد لا يبدأ المحرك جيدًا.

لسوء الحظ ، لم يتم تثبيت SIFG على محركات روسية الصنع ، لكن العديد من سائقي السيارات يشاركون في ضبط محرك الاحتراق الداخلي ، في محاولة لتحسين خصائص وحدة الطاقة. الإصدار الكلاسيكي لتحديث المحرك هو تركيب عمود الحدبات "الرياضي" ، الذي غيّر شكل الكاميرات.

هذا p / رمح له مزاياه:

• يصبح المحرك دواسة الوقود ، ويستجيب بوضوح للضغط على دواسة الغاز ؛
• تم تحسين الخصائص الديناميكية للسيارة ، وتمزق السيارة حرفياً من تحت نفسها.

لكن هذا الضبط له عيوبه:

• تصبح سرعة الخمول غير مستقرة ، يجب ضبطها في حدود 1100-1200 دورة في الدقيقة ؛
• يزيد استهلاك الوقود
• من الصعب جدًا ضبط الصمامات ، يتطلب محرك الاحتراق الداخلي ضبطًا دقيقًا.

في كثير من الأحيان ، تخضع محركات VAZ للموديلات 21213 ، 21214 ، 2106 للضبط.تتمثل مشكلة محركات VAZ ذات محرك السلسلة في ظهور ضوضاء "الديزل" ، وغالبًا ما تنشأ من الموتر الفاشل. يتمثل تحديث محرك الاحتراق الداخلي VAZ في تركيب شداد أوتوماتيكي بدلاً من شداد المصنع القياسي.

في كثير من الأحيان ، يتم تثبيت سلسلة من صف واحد على طرازات المحرك VAZ-2101-07 و 21213-21214: يعمل المحرك بشكل أكثر هدوءًا ، وتتآكل السلسلة بشكل أقل - يبلغ متوسط ​​مواردها 150 ألف كيلومتر.

يبدأ صمام المخرج في الفتح في نهاية عملية التوسيع قبل LMW. بزاوية φ o.v. = 30h-75 ° (الشكل 20) ويغلق بعد amt. مع تأخير بالزاوية φ z.v. ، عندما يتحرك المكبس في شوط التعبئة في الاتجاه إلى N.mt. يتم أيضًا تغيير بداية فتح وإغلاق صمام السحب بالنسبة إلى النقاط الميتة: يبدأ الفتح قبل TDC. الرائدة بزاوية φ 0. vp ، ويحدث الإغلاق بعد نانومتر. مع تأخير بالزاوية φ c.v. في بداية ضغط الضغط. يتم تنفيذ معظم عمليات الإطلاق والتعبئة بشكل منفصل ، ولكن بالقرب من t.m.t. تفتح صمامات المدخل والمخرج لبعض الوقت في نفس الوقت. مدة تداخل الصمامات ، التي تساوي مجموع الزوايا φ З.в + о о.вп ، صغيرة بالنسبة لمحركات المكبس (الشكل 20 ، أ) ، ويمكن أن تكون مهمة بالنسبة للمحركات المدمجة (الشكل 20 ، ب) ). المدة الإجمالية لتبادل الغازات هي φ o.v + 360 o + z.vp = 400-520 o ؛ إنه أعلى بالنسبة للمحركات عالية السرعة.

فترات تبادل الغازات في محركات ثنائية الشوط

في المحرك ثنائي الشوط ، تحدث عمليات تبادل الغازات عندما يتحرك المكبس بالقرب من البئر. وتحتل جزءًا من ضربة المكبس في ضربات التمدد والضغط.

في المحركات ذات مخطط تبادل الغازات الحلقي ، يتم فتح كل من منافذ المدخل والمخرج بواسطة مكبس ، وبالتالي فإن توقيت الصمام ومخططات مساحة المقطع العرضي للنوافذ متناظرة بالنسبة إلى LMW. (الشكل 24 ، أ). في جميع المحركات ذات مخططات تبادل الغازات ذات التدفق المباشر (الشكل 24 ، ب) ، يتم تنفيذ مراحل فتح منافذ العادم (أو الصمامات) بشكل غير متماثل بالنسبة للضغط الاسمي ، وبالتالي تحقيق ملء أفضل للأسطوانة. عادةً ما تغلق منافذ الدخول ومنافذ المخرج (أو الصمامات) في نفس الوقت أو مع اختلاف بسيط في الزاوية. من الممكن أيضًا تنفيذ مراحل غير متماثلة في المحرك باستخدام مخطط تبادل الغازات الحلقي ،

إذا قمت بتثبيت (مدخل أو مخرج) أجهزة إضافية - مكبات أو صمامات. نظرًا لعدم كفاية موثوقية هذه الأجهزة ، لا يتم استخدامها حاليًا.

المدة الإجمالية لعمليات تبادل الغازات في المحركات ثنائية الشوط تقابل 120-150 درجة من زاوية دوران العمود المرفقي ، والتي تقل 3-3.5 مرة عن المحركات رباعية الأشواط. زاوية فتح منافذ المخرج (أو الصمامات) φ r.v. = 50-90 درجة قبل الميلاد ، وزاوية ما قبل الفتح φ العلاقات العامة = 10-15 0. في المحركات عالية السرعة مع عادم الصمام ، تكون هذه الزوايا أكبر ، وفي المحركات ذات عادم النوافذ ، تكون أصغر.

في المحركات ثنائية الشوط ، تتم عمليات العادم والتعبئة في معظمها معًا - مع فتح منافذ الدخول (التطهير) والمخرج (أو صمامات العادم) في نفس الوقت. لذلك ، يدخل الهواء (أو خليط قابل للاحتراق) إلى الأسطوانة ، كقاعدة عامة ، بشرط أن يكون الضغط أمام منافذ الدخول أكبر من الضغط خلف منافذ المخرج (الصمامات).

المؤلفات:

Nalivaiko V.S.، Stupachenko A.N. Sypko S.A. تعليمات منهجية للعمل المخبري في دورة "محركات الاحتراق الداخلي للسفن" ، نيكولاييف ، إن كي آي ، 1987 ، 41 ص.

محركات الاحتراق الداخلي للسفن. كتاب مدرسي / Yu.Ya. فومين ، أ. جوربان ، في. دوبروفولسكي ، أ. Lukin et al. - L: Shipbuilding، 1989 - 344 p: Ill.

محركات الاحتراق الداخلي. نظرية المكبس والمحركات المركبة: إد. كما. أورلينا ، إم جي. Kruglova –M: الهندسة الميكانيكية ، 1983 yu - 372p.

Vansheidt V.A. محركات الاحتراق الداخلي للسفن. L. بناء السفن ، 1977.-392s.

أبسط محرك ثنائي الشوط

المحرك ثنائي الشوط هو الأبسط من الناحية الفنية: حيث يقوم المكبس بعمل الموزع. يتم عمل عدة ثقوب على سطح أسطوانة المحرك. يطلق عليهم النوافذ ، وهم أساسيون لدورة ثنائية الأشواط. الغرض من منافذ المدخل والمخرج واضح تمامًا - يسمح منفذ المدخل لمزيج وقود الهواء بدخول المحرك للاحتراق اللاحق ، ويسمح منفذ المخرج بإزالة غازات الاحتراق من المحرك. تعمل قناة التطهير على توفير التدفق الزائد من غرفة الكرنك ، التي دخلت إليها سابقًا ، إلى غرفة الاحتراق ، حيث يحدث الاحتراق. يثير هذا السؤال عن سبب دخول الخليط إلى حيز علبة المرافق تحت المكبس ، وليس مباشرة إلى غرفة الاحتراق فوق المكبس. لفهم هذا ، تجدر الإشارة إلى أنه في المحرك ثنائي الشوط ، تلعب غرفة الكرنك دورًا ثانويًا مهمًا ، كونها نوعًا من المضخة للخليط.

إنه يشكل حجرة محكمة الغلق ، مغلقة من الأعلى بمكبس ، ويترتب على ذلك أن حجم هذه الغرفة ، وبالتالي ، يتغير الضغط داخلها ، حيث يتم خلط المكبس بشكل تبادلي في الأسطوانة (حيث يتحرك المكبس لأعلى ، يزداد الحجم ، وينخفض ​​الضغط عن الغلاف الجوي ، يتم إنشاء فراغ ؛ على العكس من ذلك ، عندما يتحرك المكبس لأسفل ، ينخفض ​​الحجم ، ويصبح الضغط أعلى من الضغط الجوي).

يتم تغطية منفذ السحب الموجود على جدار الأسطوانة في معظم الأحيان بحافة المكبس ويفتح عندما يقترب المكبس من الجزء العلوي من شوطه. يمتص الفراغ الذي تم إنشاؤه شحنة جديدة من الخليط إلى حجرة الكرنك ، ثم عندما يتحرك المكبس لأسفل ويبني ضغطًا في غرفة الكرنك ، يتم دفع هذا الخليط إلى غرفة الاحتراق من خلال قناة التطهير.

هذا التصميم ، الذي يلعب فيه المكبس دور الموزع لأسباب واضحة ، هو أبسط أنواع المحركات ثنائية الشوط ، وعدد الأجزاء المتحركة فيه ليس مهمًا. هذه ميزة مهمة في كثير من النواحي ، لكنها تترك الكثير مما هو مرغوب فيه من حيث الكفاءة. في وقت واحد ، في جميع المحركات ثنائية الشوط تقريبًا ، لعب المكبس دور عضو التوزيع ، ولكن في التصميمات الحديثة يتم تخصيص هذه الوظيفة لأجهزة أكثر تعقيدًا وفعالية.

تصميمات محسّنة لمحرك ثنائي الأشواط

التأثير على تدفق الغاز أحد أسباب عدم كفاءة المحرك ثنائي الشوط الموصوف أعلاه هو التنظيف غير الكامل لغازات العادم. تبقى في الأسطوانة ، فهي تتداخل مع تغلغل الحجم الكامل للخليط الطازج ، وبالتالي تقلل الطاقة. هناك أيضًا مشكلة ذات صلة: يدخل الخليط الطازج من منفذ التطهير مباشرة إلى منفذ المخرج ، وكما ذكرنا سابقًا ، لتقليل ذلك ، يوجه منفذ التنظيف الخليط إلى الأعلى.

مكابس ذات عاكس

يمكن تحسين كفاءة التنظيف والاقتصاد في استهلاك الوقود من خلال إنشاء المزيدتدفق الغاز الفعال داخل الاسطوانة. في المراحل المبكرة ، تم إجراء تحسينات على المحركات ثنائية الشوط من خلال إعطاء تاج المكبس شكلاً خاصًا لصرف الخليط من المدخل إلى رأس الأسطوانة - وكان هذا التصميم يُطلق عليه اسم المكبس مع عاكس. ومع ذلك ، فإن استخدام المكابس المحيرة في المحركات ثنائية الأشواط لم يدم طويلاً بسبب مشاكل تمدد المكبس. عادة ما يكون تبديد الحرارة في غرفة الاحتراق لمحرك ثنائي الأشواط أعلى من تبديد المحرك رباعي الأشواط ، لأن الاحتراق يحدث مرتين في كثير من الأحيان ، بالإضافة إلى أن الرأس وأعلى الأسطوانة والمكبس هم أكثر أجزاء المحرك سخونة. المحرك. هذا يؤدي إلى مشاكل في التمدد الحراري للمكبس. في الواقع ، يتشكل المكبس أثناء التصنيع بحيث يكون مختلفًا قليلاً عن المحيط ويكون مدببًا إلى أعلى (شكل برميل بيضاوي) ، لذلك عندما يتمدد مع تغيرات في درجة الحرارة ، يصبح دائريًا وأسطوانيًا. تؤدي إضافة نتوء معدني غير متماثل على شكل عاكس على قاع المكبس إلى تغيير خصائص تمدده (إذا تمدد المكبس بشكل مفرط في الاتجاه الخاطئ ، فقد ينحشر في الأسطوانة) ، ويؤدي أيضًا إلى زيادة وزنه مع إزاحة الكتلة من محور التناظر. أصبح هذا العيب أكثر وضوحًا حيث تم تحسين المحركات للعمل عند سرعة دوران أعلى في الدقيقة.

أنواع عمليات تطهير المحرك ثنائية الأشواط

حلقة تهب

نظرًا لأن المكبس ذي المنحرف به عيوب كثيرة جدًا وقاع مسطح أو مستدير قليلاً لا يتأثر المكبس بشدة بحركة الخليط الوارد أو غازات العادم المتدفقة ، هناك حاجة إلى خيار آخر. تم تطويره في الثلاثينيات من قبل الدكتور E. Schnurle ، الذي اخترعه وحصل على براءة اختراع (على الرغم من أنه من المسلم به أنه صممه في الأصل لمحرك ديزل ثنائي الأشواط). توجد النوافذ المنفوخة مقابل بعضها البعض على جدار الأسطوانة ويتم توجيهها لأعلى وللخلف بزاوية. وهكذا ، فإن الخليط الوارد يضرب الجدار الخلفي للأسطوانة وينحرف لأعلى ، ثم يشكل حلقة في الأعلى ، ويسقط على غازات العادم ويساهم في إزاحتها من خلال نافذة المخرج. وبالتالي ، يمكن الحصول على تفريغ جيد للأسطوانة عن طريق تعديل موضع منافذ التفريغ. يجب مراعاة شكل وحجم القنوات بعناية. إذا كانت القناة واسعة جدًا ، يمكن أن تسقط حلقة المكبس ، التي تتجاوزها ، في النافذة وتتعطل ، مما يتسبب في حدوث ضرر. لذلك ، تم تصميم حجم وشكل النوافذ لضمان مرور خالٍ من الصدمات للمسار بعد النوافذ ، ويتم توصيل بعض النوافذ العريضة في المنتصف بواسطة عتبة تعمل كدعم للحلقات. خيار آخر هو استخدام نوافذ أكثر وأصغر.

في الوقت الحالي ، هناك العديد من الخيارات لموقع وعدد وحجم النوافذ التي لعبت دورًا كبيرًا في زيادة قوة المحركات ثنائية الشوط. تم تجهيز بعض المحركات بمنافذ ومنافذ تفريغ لغرض وحيد هو تحسين التفريغ ، ويتم فتحها قبل وقت قصير من فتح منافذ التفريغ الرئيسية ، والتي تغذي معظم الخليط الطازج. لكن هذا كل شيء في الوقت الحالي. ما الذي يمكن عمله لتحسين تبادل الغازات دون استخدام أجزاء باهظة الثمن في الإنتاج. من أجل الاستمرار في تحسين الأداء ، من الضروري التحكم بشكل أكثر دقة في مرحلة الملء.

سوزوكي ليتس TW Lobe Valve

صمامات البتلة

في أي تصميم محرك ثنائي الشوط ، تعني الكفاءة المحسّنة والاقتصاد في استهلاك الوقود أن المحرك يجب أن يعمل بكفاءة أكبر ، الأمر الذي يتطلب حرق أقصى قدر من الوقود (ومن ثم القدرة القصوى) في كل شوط للمحرك. تبقى مشكلة الإزالة المعقدة للحجم الكامل لغاز العادم وملء الأسطوانة بأقصى حجم للخليط الطازج. طالما تم تحسين عمليات تبادل الغازات في إطار المحرك باستخدام مكبس كعنصر توزيع ، فمن المستحيل ضمان التنقية الكاملة لغازات العادم المتبقية في الأسطوانة ، ولا يمكن زيادة حجم الخليط الجديد الوارد من أجل تسهيل إزاحة غازات العادم. الحل هو ملء حجرة الكرنك بمزيد من الخليط عن طريق زيادة حجمه ، ولكن في الممارسة العملية يؤدي هذا إلى تقليل كفاءة النفخ. تتطلب زيادة كفاءة التطهير تقليل حجم غرفة الساعد وبالتالي الحد من المساحة المخصصة لملء الخليط. لذلك تم بالفعل العثور على حل وسط ، ويجب البحث عن طرق أخرى لتحسين الأداء. في المحرك ثنائي الشوط الذي يعمل فيه المكبس كصمام ، فإن بعض خليط وقود الهواء الذي يتم توفيره في حجرة الكرنك سوف يُفقد حتمًا عندما يبدأ المكبس في التحرك لأسفل أثناء الاحتراق. يُجبر هذا الخليط على العودة إلى منفذ السحب وبالتالي يتم فقده. هناك حاجة إلى طريقة أكثر فاعلية للتحكم في الخليط الوارد. يمكن منع فقدان الخليط باستخدام صمام البتلة أو القرص (بكرة) ، أو مزيج من الاثنين معًا.

يتكون الصمام القلاب من جسم صمام معدني ومقعد مثبت على سطحهختم المطاط الصناعي. يتم توصيل اثنين أو أكثر من صمامات البتلة بجسم الصمام ، ويتم إغلاق هذه البتلات في ظل الظروف الجوية العادية. بالإضافة إلى ذلك ، لتقييد حركة البتلة ، يتم تثبيت لوحات مقيدة ، واحدة لكل بتلة صمام ، والتي تعمل على منع تكسرها. عادة ما تصنع شفرات الصمامات الرقيقة من الفولاذ المرن (الزنبركي) ، على الرغم من أن المواد الغريبة القائمة على راتينج الفينول أو الألياف الزجاجية أصبحت أكثر شيوعًا.

يفتح الصمام عن طريق ثني البتلات حتى الصفائح المقيدة ، المصممة للفتح بمجرد وجود ضغط تفاضلي إيجابي بين الغلاف الجوي وغرفة الساعد ؛ يحدث هذا عندما يخلق المكبس المتجه لأعلى فراغًا في علبة المرافق. عندما يتم تغذية الخليط في علبة المرافق ويبدأ المكبس في التحرك إلى أسفل ، يرتفع الضغط داخل علبة المرافق إلى مستوى الغلاف الجوي ويتم ضغط البتلات ، مما يؤدي إلى إغلاق الصمام. بهذه الطريقة ، يتم توفير أقصى قدر من الخليط ويمنع أي تدفق عكسي. تملأ الكتلة الإضافية للخليط الأسطوانة بشكل كامل ، ويكون النفخ أكثر كفاءة. في البداية ، تم تكييف صمامات البتلة للاستخدام في المحركات المكبسية الحالية مع توقيت الصمامات ، مما أدى إلى تحسينات كبيرة في كفاءة المحرك. في بعض الحالات ، اختار المصنعون مزيجًا من تصميمين: الأول - عندما يكون المحرك بمكبس في دور جسم الصمام. يتم استكماله بصمام بتلة لمواصلة عملية الملء من خلال قنوات إضافية في غرفة الكرنك بعد أن يغلق المكبس القناة الرئيسية ، إذا كان مستوى الضغط في علبة المرافق بالمحرك يسمح بذلك. في تصميم آخر ، تم عمل نوافذ على سطح تنورة المكبس للتخلص أخيرًا من سيطرة المكبس على القنوات ؛ في هذه الحالة ، يتم فتحها وإغلاقها فقط من خلال عمل صمام البتلة. يعني تطوير هذه الفكرة أنه يمكن نقل الصمام ومنفذ السحب من الأسطوانة إلى علبة المرافق. التحذيرات المخيفة من أن بتلات الصمام ستتصدع وتحبس داخل المحرك أثبتت أنها لا أساس لها إلى حد كبير. يحتوي تحريك المدخل على عدد من المزايا ، أهمها ذلك. أن تدفق الغاز إلى علبة المرافق يصبح أكثر حرية ، وبالتالي يمكن أن تدخل كمية أكبر من الخليط إلى حجرة الكرنك. يتم تسهيل ذلك إلى حد ما من خلال الزخم (السرعة والوزن) للخليط الوارد. عندما يتم إخراج المدخل من الأسطوانة ، يمكن تحسين الكفاءة بشكل أكبر عن طريق خلط منفذ (منافذ) التطهير إلى وضع التطهير الأمثل. بالطبع ، في السنوات الأخيرة ، خضع الترتيب الأساسي لصمامات البتلة لأبحاث مكثفة وظهرت تصميمات معقدة. تحتوي على بتلات من مرحلتين وأجسام صمامات متعددة الفصوص. التطورات الأخيرة في مجال صمامات البتلات تتعلق بالمواد المستخدمة للبتلات وموضع وحجم البتلات.

صمامات القرص (توزيع التخزين المؤقت)

يتكون الصمام القرصي من قرص فولاذي رفيع مثبت في العمود المرفقي بمفتاح

أو عن طريق المفاتيح بحيث تدور معًا ، فهي تقع خارج منفذ السحب بين المكربن ​​وغطاء علبة المرافق بذلك. بحيث في الحالة الطبيعية تتداخل القناة مع القرص ، من أجل أن يحدث الملء في المنطقة المرغوبة من دورة المحرك ، يتم قطع قطاع من القرص. عندما يدور العمود المرفقي وصمام القرص ، يفتح منفذ السحب عندما يمر قطاع القطع بالقناة ، مما يسمح للخليط بالدخول مباشرة إلى علبة المرافق. يتم إغلاق القناة بعد ذلك بواسطة قرص ، مما يمنع الخليط من الانطلاق مرة أخرى إلى المكربن ​​حيث يبدأ المكبس في التحرك إلى الأسفل.

تشمل المزايا الواضحة لاستخدام صمام القرص تحكمًا أكثر دقة في بداية العملية ونهايتها (المقطع أو المقطع من القرص يتجاوز القناة) ، ومدة عملية الملء (أي حجم مقطع من القرص ، بما يتناسب مع وقت فتح القناة). يسمح صمام القرص أيضًا باستخدام قطر مدخل كبير ويضمن مرور الخليط دون عائق إلى غرفة الساعد. على عكس صمام البتلة ذي جسم الصمام الكبير بدرجة كافية ، لا يتسبب صمام القرص في حدوث أي انسداد في مجرى السحب ، وبالتالي يتم تحسين تبادل الغازات في المحرك. تظهر ميزة أخرى لصمام القرص على الدراجات الرياضية وهي الوقت الذي يستغرقه تغييره ليتناسب مع أداء المحرك لمجموعة متنوعة من المسارات. تتمثل العيوب الرئيسية لصمام القرص في الصعوبات التقنية التي تتطلب تفاوتات صغيرة في التصنيع وعدم القدرة على التكيف ، أي عدم قدرة الصمام على الاستجابة للتغيرات في احتياجات المحرك مثل صمام البتلة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جميع صمامات الأقراص عرضة للحطام المحمول جواً الذي يدخل المحرك (تستقر الجسيمات الدقيقة والغبار على الأخاديد المانعة للتسرب وتخدش القرص). على الرغم من هذا. من الناحية العملية ، تعمل الصمامات القرصية بشكل جيد للغاية وعادة ما توفر زيادة كبيرة في الطاقة عند السرعات المنخفضة للمحرك مقارنة بمحرك المكبس التقليدي.

الاستخدام المشترك لصمامات البتلة والقرص

أدى عدم قدرة صمام القرص على الاستجابة لاحتياجات المحرك المتغيرة إلى قيام بعض الشركات المصنعة بدراسة استخدام تركيبة صمام القرص والبتلة لتحقيق مرونة عالية للمحرك. لذلك ، عندما تملي الظروف ، فإن ضغط علبة المرافق يغلق صمام البتلة ، وبالتالي يغلق منفذ السحب من جانب الكرنك ، على الرغم من أن قسم القطع (القطاع) من القرص قد لا يزال يفتح منفذ سحب جانب المكربن.

استخدام قطعة خد العمود المرفقي كصمام قرصي

تم استخدام نسخة مثيرة للاهتمام من صمام القرص لعدة سنوات في عدد من محركات السكوتر. فيسبا... بدلاً من استخدام مجموعة صمامات منفصلة لأداء دورها ، استخدم المصنعون العمود المرفقي القياسي. يتم تشكيل سطح خد دولاب الموازنة الأيمن بدقة شديدة بحيث أنه عندما يدور العمود المرفقي ، يكون الخلوص بينه وبين علبة المرافق بضعة أجزاء من الألف من البوصة. يقع منفذ السحب مباشرة فوق الحدافة (تكون الأسطوانة في هذه المحركات أفقية) وبالتالي يتم تغطيتها بحافة دولاب الموازنة. مع صمام قرصي تقليدي. على الرغم من أن المدخل الناتج أقل استقامة مما يمكن أن يكون ، إلا أن هذا النظام يعمل بشكل جيد للغاية من الناحية العملية. نتيجة لذلك ، يوفر المحرك طاقة مفيدة على نطاق واسع من سرعات المحرك ويظل بسيطًا من الناحية الفنية.

موقع منفذ التفريغ

من نواح كثيرة ، ترتبط أنظمة السحب والعادم في محرك ثنائي الأشواط ارتباطًا وثيقًا. ناقشنا في الفقرات السابقة طرق تزويد الخليط وإزالة غازات العادم من الاسطوانة. على مر السنين ، وجد المصممون والمختبرين أن مراحل العادم يمكن أن يكون لها تأثير كبير على أداء المحرك مثل مراحل السحب. يتم تحديد مراحل العادم من خلال ارتفاع منفذ المخرج في جدار الأسطوانة ، أي عندما يتم إغلاقه وفتحه بواسطة المكبس أثناء تحركه لأعلى ولأسفل في الأسطوانة. بالطبع ، كما هو الحال في جميع الحالات الأخرى ، لا يوجد شرط واحد يغطي جميع أوضاع المحرك. أولاً ، يعتمد الأمر على الغرض الذي سيتم استخدام المحرك من أجله ، وثانيًا ، كيفية استخدام هذا المحرك. على سبيل المثال ، بالنسبة لنفس المحرك ، يختلف الارتفاع الأمثل لمنفذ العادم عند سرعات المحرك المنخفضة والعالية ، وعند الفحص الدقيق ، يمكن القول أن الأمر نفسه ينطبق على أبعاد القناة ومباشرة على أبعاد ماسورة العادم. نتيجة لذلك ، تم تطوير أنظمة مختلفة في الإنتاج بخصائص مختلفة لأنظمة العادم أثناء تشغيل المحرك لتتناسب مع سرعات الدوران المتغيرة. ظهرت هذه الأنظمة في (YPVS) ، (ATAS). (KIPS) ، (SAPC) ، كاجيفا(CTS) و ابريليا(الهذيان). الأنظمة ، ويتم وصفها أدناه.

نظام ياماها باور برشام YPVS

في قلب هذا النظام يوجد صمام الطاقة نفسه ، وهو في الأساس صمام دوار مركب في بطانة الأسطوانة بحيث تتطابق حافته السفلية مع الحافة العلوية لمنفذ المخرج. عند السرعات المنخفضة للمحرك ، يكون الصمام في وضع مغلق ، مما يحد من ارتفاع النافذة الفعال: يؤدي ذلك إلى تحسين الأداء المنخفض والمتوسط ​​، وعندما تصل سرعة المحرك إلى مستوى محدد مسبقًا ، يفتح الصمام ، مما يزيد من ارتفاع النافذة الفعال ، مما يحسن الأداء عند السرعات العالية . يتم التحكم في موضع صمام الطاقة بواسطة المحرك المؤازر باستخدام حبل وبكرة. وحدة التحكم YPVSi - تتلقى بيانات حول زاوية فتح الصمام من مقياس الجهد على المحرك المؤازر وبيانات حول سرعة المحرك من وحدة التحكم في الإشعال ؛ يتم استخدام هذه البيانات لتوليد الإشارة الصحيحة لآلية محرك سيرفو (انظر الشكل 1.86). ملاحظة: تستخدم دراجات الشركة على الطرق الوعرة إصدارًا مختلفًا قليلاً من النظام بسبب انخفاض طاقة البطارية: يتم تشغيل صمام الطاقة بواسطة آلية طرد مركزي مثبتة على العمود المرفقي.

نظام صمام القدرة الكامل كاواساكي - KIPS

يحتوي النظام على محرك ميكانيكي من منظم طرد مركزي (كروي) مركب على العمود المرفقي. يربط الرابط العمودي آلية القيادة بقضيب التحكم في صمام الطاقة المثبت في بطانة الأسطوانة. يوجد اثنان من صمامات الطاقة في الممرات المساعدة على جانبي منفذ السحب الرئيسي ويتم توصيلهما بقضيب القيادة عن طريق ترس صغير ورف. عندما يتحرك قضيب القيادة "من جانب إلى آخر" ، تدور الصمامات لفتح وإغلاق القنوات المساعدة في الأسطوانة وحجرة الرنان الموجودة على الجانب الأيسر من المحرك. تم تصميم النظام بحيث يتم إغلاق القنوات المساعدة عند السرعة المنخفضة بواسطة الصمامات لضمان فتح القناة على المدى القصير. يفتح الصمام الأيسر حجرة الرنان إلى غازات العادم المتسربة ، مما يزيد من حجم حجرة التمدد. عند ارتفاع عدد الدورات في الدقيقة ، يتم تدوير الصمامات لفتح كل من الممرات المساعدة وزيادة وقت فتح الممر ، وبالتالي توفير طاقة ذروة أكبر. يتم إغلاق حجرة الرنان بواسطة صمام على الجانب الأيسر ، مما يقلل من الحجم الكلي لنظام العادم. يوفر نظام KIPS أداءً محسنًا بسرعات منخفضة ومتوسطة عن طريق تقليل ارتفاع القناة ونظام عادم أكبر ، وبسرعات عالية ، عن طريق زيادة ارتفاع منفذ العادم وحجم أصغر لنظام العادم. تم تحسين النظام بشكل أكبر من خلال إدخال ترس وسيط بين قضيب القيادة وأحد الصمامات ، مما يضمن دوران الصمامات في اتجاهين متعاكسين ، بالإضافة إلى إضافة صمام طاقة مسطح عند الحافة الأمامية للعادم ميناء. في الطرز الأكبر ، تم تحسين أداء بدء التشغيل والسرعة المنخفضة من خلال إضافة ملف تعريف فوهة في الجزء العلوي من الصمامات.

غرفة تعزيز عزم الدوران للسيارات هوندا - ATAS

يتم تشغيل النظام المستخدم في نماذج الشركة بواسطة منظم طرد مركزي أوتوماتيكي مركب على العمود المرفقي. تنقل آلية الرف والترس القوة من المنظم إلى صمام ATAC المثبت في بطانة الأسطوانة. يتم فتح حجرة HERP (أنبوب الطاقة الرنانة) بواسطة صمام ATAC بسرعات منخفضة للمحرك وتغلق عند سرعات عالية للمحرك.

نظام حقن الوقود

على ما يبدو ، فإن الطريقة الواضحة لحل جميع المشكلات المرتبطة بملء غرفة الاحتراق لمحرك ثنائي الشوط بالوقود والهواء ، ناهيك عن مشاكل الاستهلاك العالي للوقود والانبعاثات الضارة ، هي استخدام نظام حقن الوقود. ومع ذلك ، إذا لم يتم تغذية الوقود مباشرة في غرفة الاحتراق ، فلا تزال هناك مشاكل متأصلة في مرحلة الملء وكفاءة المحرك. مشكلة الحقن المباشر للوقود في غرفة الاحتراق هي. لا يمكن توصيل هذا الوقود إلا بعد إغلاق منافذ السحب ، وبالتالي لم يتبق سوى القليل من الوقت لتفتيت الوقود وخلطه تمامًا مع الهواء الموجود في الأسطوانة (الذي يأتي من علبة المرافق كما هو الحال في المحركات التقليدية ثنائية الشوط). هذا يخلق مشكلة أخرى ، لأن الضغط داخل غرفة الاحتراق بعد إغلاق منفذ العادم مرتفع ويتراكم بسرعة ، لذلك يجب تزويد الوقود بضغط أعلى ، وإلا فلن يتدفق ببساطة من الحاقن. يتطلب هذا مضخة وقود كبيرة إلى حد ما ، مما ينطوي على مشاكل مرتبطة بزيادة الوزن والحجم والتكلفة. ابريلياحل هذه المشكلات من خلال استخدام نظام يسمى DITECH ، بناءً على تصميم من شركة أسترالية ، طورت Peugeot و Kymmco نظامًا مشابهًا. يقوم الحاقن في بداية دورة المحرك بتسليم نفاثة من الوقود إلى حجرة مساعدة مغلقة منفصلة تحتوي على هواء مضغوط (يتم توفيره إما من ضاغط منفصل أو من خلال قناة مزودة بصمام فحص من الأسطوانة]. بعد إغلاق منفذ العادم ، تتواصل الغرفة الإضافية مع غرفة الاحتراق من خلال الصمام أو الفوهة ، ويتم تغذية الخليط مباشرة إلى شمعة الإشعال. تدعي أبريليا أنها تقلل الانبعاثات بنسبة 80٪ ، ويتم تحقيق ذلك من خلال تقليل ليس 60٪ من استهلاك الزيت و 50٪ من استهلاك الوقود ، في بالإضافة إلى ذلك ، فإن سرعة سكوتر بمثل هذا النظام تكون أسرع بنسبة 15٪ من سرعة نفس السكوتر باستخدام المكربن ​​القياسي.

الميزة الرئيسية لاستخدام الحقن المباشر هي ذلك. أنه ، بالمقارنة مع المحرك التقليدي ثنائي الشوط ، ليست هناك حاجة لخلط الوقود بالزيت مسبقًا لتزييت المحرك. تم تحسين التزييت لأن الزيت لا يتم شطفه من المحامل بواسطة الوقود وبالتالي يلزم تقليل الزيت ، مما يؤدي إلى تقليل السمية. كما تم تحسين احتراق الوقود وتقليل تراكم الكربون على المكابس وحلقات المكابس ونظام العادم. لا يزال يتم توفير الهواء من خلال علبة المرافق (يتم تحديد معدل التدفق من خلال صمام الخانق المتصل بعصا الخانق للدراجة النارية) وهذا يعني أن الزيت لا يزال يحترق في الأسطوانة وأن التزييت والتشحيم ليسا بكفاءة كما نرغب. ومع ذلك ، فإن نتائج الاختبارات المستقلة تتحدث عن نفسها. كل ما هو ضروري الآن هو توفير إمداد الهواء ، وتجاوز حجرة الكرنك.

اقرأ المقال: 880

تصميم كارت - محركات دفع

لن تكون هناك وصفات جاهزة لتعزيز أنواع معينة من المحركات. جميع المحركات مختلفة ، ستتغير أبعاد العناصر الفردية (على سبيل المثال ، نظام العادم) على هيكل مختلف ، كما ستتغير الخصائص. لذلك ، فإن بعض الوصفات المحددة ، والتي ، مع ذلك ، ستبقى الكثير من البقع البيضاء ، يمكن أن تؤدي فقط إلى عمل عديم الفائدة.

على وجه الخصوص ، سيتم النظر في أساسيات نظرية العمليات التي تحدث في المحرك ، مع التركيز بشكل خاص على تلك القضايا التي تعتبر أساسية عند إجبار المحرك. بالطبع ، في الفصل المقترح ، يتم النظر فقط في تلك الأقسام من النظرية ، والتي من الضروري معرفتها حتى لا تفسد مروحة الكارتينغ المبتدئة المحرك في محاولة لإخراج أقصى قدر من الطاقة منه. يتم تقديم توصيات عامة أيضًا بشأن الاتجاهات التي يجب أن يتم فيها إجراء تعديلات على المحرك من أجل تحقيق نتائج إيجابية. الإرشادات العامة موضحة بأمثلة من العمل العملي على تعزيز محركات الكارت. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقديم عدد من التعليقات والتوصيات العملية فيما يتعلق بالتغييرات التي تبدو صغيرة ، والتي سيؤدي إدخالها إلى تحسين تشغيل المحرك وزيادة موثوقيته وإنقاذنا من التعلم المكلف أحيانًا من أخطائنا.

مراحل توزيع الغاز

يتم التعبير عن توقيت الصمام بزوايا دوران العمود المرفقي حيث تفتح نوافذ الأسطوانة المقابلة وتغلق. في محرك ثنائي الشوط ، ضع في اعتبارك ثلاث مراحل: فتح منفذ المدخل ، وفتح منفذ المخرج ، وفتح المنافذ الالتفافية (الشكل 9.3).

مرحلة فتح النافذة ، على سبيل المثال ، نافذة العادم ، هي زاوية دوران العمود المرفقي ، وتقاس من اللحظة التي تفتح فيها الحافة العلوية للمكبس نافذة العادم ، حتى لحظة إغلاق المكبس ، يتحرك للخلف ، النافذة. وبالمثل ، يمكنك تحديد مراحل فتح النوافذ الأخرى.

أرز. 9.3 مخططات توقيت الصمام:

أ-متماثل؛ ب - غير متماثل. OD و ZD - فتح وإغلاق المدخل. OP و ZP - تجاوز الفتح والإغلاق ؛ OW و ZW - إصدار الافتتاح والإغلاق ؛ أ ، ص- زوايا فتح نوافذ المدخل والمخرج ، على التوالي ؛ ب - زاوية فتح النوافذ الالتفافية

أرز. 9.4 مقارنة المقاطع الزمنية (المنطقة الواقعة تحت المنحنيات) للنوافذ ذات الأشكال المختلفة

في محرك مكبس تقليدي ، يتم فتح وإغلاق جميع النوافذ بواسطة مكبس ، وبالتالي يكون مخطط توقيت الصمام متماثلًا (أو متماثلًا تقريبًا) حول المحور الرأسي (الشكل 9.3 ، أ).في محركات الكارت ، حيث تملأ حجرة الكرنك بمزيج قابل للاحتراق باستخدام بكرة دوارة ، قد لا تعتمد مرحلة السحب على حركة المكبس ، وبالتالي يكون مخطط توقيت الصمام غير متماثل عادةً (الشكل 9.3 ، ب).

توقيت الصمامات هي قيم قابلة للمقارنة للمحركات ذات ضربات المكبس المختلفة ، أي أنها تعمل كخصائص عالمية. عند مقارنة المحركات بنفس شوط المكبس ، يمكن استبدال توقيت الصمام بمسافات من النوافذ ، على سبيل المثال ، إلى المستوى العلوي للأسطوانة.

بالإضافة إلى توقيت الصمام ، فإن المعلمة المهمة هي ما يسمى بالقسم الزمني. عندما يتم فتح النافذة تدريجيًا بواسطة المكبس ، يعتمد شكل القناة على كيفية زيادة السطح المفتوح للنافذة ، اعتمادًا على زاوية دوران العمود المرفقي (أو الوقت). كلما اتسعت النافذة ، زاد فتح السطح عند دفع المكبس لأسفل. في نفس الوقت ، ستمر كمية أكبر من الخليط القابل للاحتراق عبر النافذة. يُنصح عند فتح النافذة بواسطة المكبس ، أن تكون مساحتها كبيرة قدر الإمكان على الفور. في العديد من المحركات ، يتم تمديد النافذة لأعلى. هذا يحقق تأثير فتح النافذة بسرعة دون زيادة سطحها.

يظهر الشكل التوضيحي لنمو السطح المفتوح للنوافذ ذات الأشكال المختلفة كدالة للوقت عند ثابت مهاجم للمحرك. 9.4 المساحة الإجمالية للنوافذ هي نفسها في كلتا الحالتين. تميز المنطقة الموجودة أسفل منحنيات الرسم البياني قيمة المقطع الزمني. بالنسبة للنافذة ذات الشكل غير المنتظم ، يكون المقطع الزمني أكبر.

أنظمة تطهير الاسطوانة

أرز. 9.10. رسم تخطيطي لأنظمة تهوية الأسطوانة وكاسحات مرآة الأسطوانة المقابلة:

أ - نظام ثنائي القناة ؛ ب - نظام ثلاثي القنوات ؛ ج - نظام رباعي القنوات ؛ د - نظام خماسي القنوات

يتم عرض أنظمة تطهير الأسطوانات المستخدمة في محركات الكارت بشكل تخطيطي في الشكل. 9.10. يظهر موقع النوافذ الالتفافية على مسح مرآة الأسطوانة بجانب كل نظام: قناتان وثلاث وأربع وخمسة قنوات. في المحركات التي يتم فيها التحكم في ملء علبة المرافق بواسطة مكبس ، يتم تغطية الغطاء ولا يغلق منفذ السحب. في هذه الحالة ، لا يتم صنع المدخل في الأسطوانة ، ويصبح من الممكن وضع قناة جانبية إضافية.

دور نظام العادم

في المحرك ثنائي الشوط ، يلعب نظام العادم دورًا كبيرًا ، حيث يتكون من أنبوب عادم (في الأسطوانة وخلف الأسطوانة) ، وغرفة تمدد وكاتم صوت. في اللحظة التي يتم فيها فتح منفذ العادم ، يوجد بعض الضغط في الأسطوانة ، والذي ينخفض ​​في نظام العادم. يتمدد الغاز ، تظهر موجات الصدمة ، والتي تنعكس من جدران غرفة التمدد. تسبب موجات الصدمة المنعكسة زيادة جديدة في الضغط بالقرب من منفذ العادم ، ونتيجة لذلك تدخل بعض غازات العادم مرة أخرى إلى الأسطوانة (الشكل 9.11).

أرز. 9.11. تمثيل تخطيطي لمراحل العادم المتسلسلة:

أ - فتح نافذة المنفذ ؛ ب - الفتح الكامل للنافذة ؛ ج - إغلاق النافذة

يبدو أنه سيكون من الأفضل الحصول على فراغ في المنفذ عندما يكون مفتوحًا بالكامل. سيؤدي ذلك إلى ضخ الغازات خارج الأسطوانة وبالتالي ملء الأسطوانة بمزيج جديد. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يدخل جزء من هذا الخليط ، مع غازات العادم ، إلى أنبوب المخرج. لذلك ، من الضروري تحقيق ضغط متزايد عند نافذة المنفذ عند غلقها. في هذه الحالة ، سيتم إرجاع الخليط القابل للاحتراق الذي دخل أنبوب العادم مع غازات العادم إلى الأسطوانة ، مما يؤدي إلى تحسين ملئها بشكل كبير. يحدث هذا بعد أن يغلق المكبس المنافذ الالتفافية. كما هو الحال في نظام السحب ، فإن ظاهرة الموجة في نظام العادم لها تأثير إيجابي فقط في محيط السيرة الذاتية الرنانة. من خلال تغيير الأبعاد ، وخاصة طول نظام العادم ، من الممكن أيضًا تشكيل خصائص سرعة المحرك. يعتبر تأثير التغييرات في حجم نظام العادم على أداء المحرك أكثر أهمية من التغيير في حجم نظام السحب.

أساسيات الاحتراق

من أجل فهم أفضل لتشغيل المحرك ، من الضروري قول بضع كلمات حول العمليات التي تحدث في غرفة الاحتراق بالمحرك. يعتمد نمو الضغط في الأسطوانة على مسار عملية الاحتراق التي تحدد قوة المحرك.

تعتمد نتائج احتراق الوقود ، التي يُنظر إليها على أنها عمل آلية الكرنك ، بشكل أساسي على تكوين الخليط القابل للاحتراق. التركيب المثالي من الناحية النظرية للخليط القابل للاحتراق هو ما يسمى بالتركيب المتكافئ ، أي أنه يحتوي الخليط على الكثير من الوقود والأكسجين بحيث لا يوجد وقود أو أكسجين في غازات العادم بعد الاحتراق. بمعنى آخر ، سيحترق كل الوقود الموجود في غرفة الاحتراق ، وسيتم استهلاك كل الأكسجين الموجود في الخليط القابل للاحتراق في احتراقه.

إذا كان هناك فائض من الهواء في غرفة الاحتراق (نقص الوقود) ، فلن يكون هذا الفائض قادرًا على المساعدة في عملية الاحتراق. ومع ذلك ، ستصبح كتلة غاز إضافية يجب "ضخها" عبر المحرك وتسخينها باستخدام الحرارة ، والتي بدون هذه الكتلة الإضافية ، سترفع درجة الحرارة ، وبالتالي الضغط في الأسطوانة. يسمى الخليط القابل للاحتراق مع الهواء الزائد بالنحافة.

نقص الهواء (أو الوقود الزائد) غير مواتٍ. وهذا من شأنه أن يؤدي إلى احتراق غير كامل للوقود ، ونتيجة لذلك ، إلى طاقة أقل. ثم يتم تمرير الوقود الزائد عبر المحرك وتبخره. يسمى الخليط القابل للاحتراق مع نقص الهواء بالثراء.

في الممارسة العملية ، للحصول على أعلى قوة ، من المستحسن استخدام خليط غني قليلاً. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن عدم التجانس المحلي في تركيبة الخليط القابل للاحتراق يتشكل دائمًا في غرفة الاحتراق ، وينشأ عن حقيقة أنه من المستحيل تحقيق خلط مثالي للوقود مع الهواء. لا يمكن تحديد التركيب الأمثل للخليط إلا تجريبيًا.

يتم تحديد حجم الخليط القابل للاحتراق الذي يتم امتصاصه في الأسطوانة في كل مرة من خلال حجم عمل هذه الأسطوانة. لكن كتلة الهواء في هذا الحجم تعتمد على درجة حرارة الهواء: فكلما ارتفعت درجة الحرارة ، انخفضت كثافة الهواء. وبالتالي ، فإن تكوين الخليط القابل للاحتراق يعتمد على درجة حرارة الهواء. لهذا السبب ، من الضروري "ضبط" المحرك حسب الطقس. في يوم حار ، يدخل الهواء الدافئ إلى المحرك ، وبالتالي ، للحفاظ على التكوين الصحيح للخليط القابل للاحتراق ، يجب تقليل إمداد الوقود. في يوم بارد ، تزداد كتلة الهواء الداخل ، لذلك يجب توفير المزيد من الوقود. وتجدر الإشارة إلى أن رطوبة الهواء تؤثر أيضًا على تكوين الخليط القابل للاحتراق.

نتيجة لكل هذا ، فإن درجة حرارة تركيبة الخليط المثالية في ظل هذه الظروف تؤثر بشكل كبير على درجة ملء غرفة الساعد. في حجم علبة المرافق الثابت عند درجة حرارة أعلى ، ستكون كتلة الخليط القابل للاحتراق أقل ، وبالتالي ، بعد احتراقه ، سيكون هناك ضغط أقل في الأسطوانة. بسبب هذه الظاهرة ، يحاولون إعطاء عناصر المحرك مثل هذا الشكل ، وخاصة علبة المرافق (التضليع) ، من أجل تحقيق أقصى قدر من التبريد.

يحدث احتراق الخليط في غرفة الاحتراق بسرعة معينة ؛ أثناء الاحتراق ، يدور العمود المرفقي بزاوية معينة. يتراكم الضغط داخل الأسطوانة مع احتراق الخليط. يُنصح بالحصول على أعلى ضغط في الوقت الذي بدأت فيه بالفعل شوط العمل للمكبس. لتحقيق ذلك ، يجب إشعال الخليط قبل ذلك بقليل ، مع تقدم معين. هذا التقدم ، المقاس بزاوية العمود المرفقي ، يسمى توقيت الاشتعال. غالبًا ما يكون من الأنسب قياس توقيت الإشعال من خلال المسافة التي يجب أن يقطعها المكبس إلى أعلى مركز ميت.

مجموعة من التعديلات

قبل أن نبدأ العمل على المحرك ، نحتاج إلى تحديد الرقم الذي نريد تحقيقه. في المحركات ذات الخمس أو الست سرعات من فئة السباق ، يمكننا أن نسعى جاهدين لزيادة CW ، على الرغم من أنه من المعروف أنه نتيجة لعزم الدوران الأقصى هذا ، يقترب CW من الطاقة القصوى ؛ نقوم بتقليل نطاق ثورات العمل ، والبحث عن المزيد من القوة في المقابل.

في محركات الفئة المشهورة ، وهي محركات Damba بحجم 125 سم 3 مع علبة تروس ثلاثية السرعات ، لا ينبغي للمرء أن يسعى لتحقيق سيرة ذاتية عالية جدًا ، فمن الضروري تحقيق أكبر مجموعة من السيرة الذاتية التشغيلية. في مثل هذه المحركات (باستخدام المكونات والتجمعات الخاصة بها) ، من الممكن تحقيق طاقة تزيد عن 10 كيلو واط بسرعة دوران تتراوح من 7000 إلى 8000 دورة في الدقيقة.

من الضروري أيضًا تحديد نطاق التحسينات التي سنجريها. يجب أن تعرف مسبقًا ما إذا كان هذا سيكون إدخال تحسينات على المحرك قيد التطوير ، أو ما إذا كان نطاق التحسينات سيكون واسعًا لدرجة أننا سنحصل في النهاية على محرك جديد عمليًا مع الحفاظ على العديد من الوحدات الأصلية (ولكن المعدلة) ، على النحو المطلوب بموجب القواعد.

بافتراض مراجعة المحرك ، يجب إعطاء الأفضلية لتلك العمليات التي ستزيد بشكل كبير من أداء المحرك. ومع ذلك ، لا يستحق (على الأقل في هذه المرحلة من العمل) توفير تنفيذ مثل هذه العمليات التي تتطلب عمالة كبيرة والتي من المعروف مسبقًا أنها ستعطي نتائج غير مهمة. تشمل هذه العمليات تلميع كل تجاويف أسطوانات المحرك ، على الرغم من حقيقة أن هناك اعتقادًا عامًا بفاعلية هذه العملية. أظهرت اختبارات مقاعد البدلاء للعديد من المحركات أن تلميع فتحات الأسطوانة يزيد من قوة المحرك بمقدار 0.15-0.5 كيلو واط. كما ترى ، فإن الجهد المبذول في القيام بهذا العمل لا يتناسب تمامًا مع النتائج.

فيما يلي العمليات التي ستؤثر بلا شك على زيادة أداء المحرك: زيادة نسبة الضغط ؛ تغيير في توقيت الصمام تغيير شكل وحجم القنوات ونوافذ الأسطوانة ؛ الاختيار الصحيح لمعلمات أنظمة السحب والعادم ؛ تحسين توقيت الاشتعال.

تغيير نسبة الضغط

تؤدي الزيادة في نسبة الضغط التي يتم الحصول عليها عن طريق تقليل حجم غرفة الاحتراق إلى زيادة قوة المحرك. تؤدي زيادة نسبة الضغط إلى زيادة ضغط الاحتراق في الأسطوانة عن طريق زيادة ضغط الانضغاط وتحسين دوران الخليط في غرفة الاحتراق وزيادة معدل الاحتراق.

لا يمكن زيادة نسبة الضغط إلى أي قيمة عشوائية. وهي مقيدة بجودة الوقود المستخدم والقوة الحرارية والميكانيكية لمكونات المحرك. يكفي القول أنه مع زيادة نسبة الضغط الفعال من 6 إلى 10 ، فإن القوى المؤثرة على المكبس تتضاعف تقريبًا ؛ أي أن الحمل ، على سبيل المثال ، على آلية الكرنك يتضاعف.

مع الأخذ في الاعتبار قوة أجزاء المحرك وخصائص التفجير للوقود المتاح ، لا يوصى باستخدام نسبة ضغط هندسية أكبر من 14. زيادة نسبة الضغط إلى هذه القيمة لا يتطلب فقط إزالة الحشية (إن وجدت) ، ولكن أيضًا تشكيل رأس الاسطوانة وأحياناً الاسطوانة. لتسهيل حساب حجم غرفة الاحتراق بدرجات مختلفة ، يمكنك استخدام الرسم البياني الموضح في الشكل. 9.17. يشير كل من المنحنيات إلى إزاحة أسطوانة معينة.

أرز. 9.17. رسم تخطيطي لاعتماد نسبة الضغط أ على حجم غرفة الاحتراق V 1 = 125 سم 3 و V 2-50 سم 3

في بعض المحركات ذات نسبة الضغط المنخفضة نسبيًا ، لا يمكن تحقيق زيادتها الكبيرة إلا من خلال المعالجة الميكانيكية. في هذه الحالة ، يتم صهر غرفة الاحتراق ومعالجتها مرة أخرى. كما يسمح لك بتغيير شكل الكاميرا. تحتوي معظم المحركات الحديثة المستخدمة في الكارتينج على غرفة احتراق على شكل قبعة. لا ينبغي تغيير هذا الشكل عند تعديل المحرك.

الطريقة الوحيدة لتحديد حجم غرفة الاحتراق بدقة هي ملؤها بزيت المحرك من خلال فتحة شمعة الإشعال (الشكل 9.18) بمكبس في أعلى مركز ميت. باستخدام طريقة القياس هذه ، يجب طرح حجم فتحة السدادة من حجم الزيت المصبوب. حجم ثقب الشمعة للشمعة ذات الخيط القصير هو 1-1.1 سم 1 ، للشمعة ذات الخيط الطويل - 1.7-1.8 سم 3.

لا تستخدم حشيات رأس الأسطوانة على الإطلاق في محركات السباق ، أو يتم استبدالها بحلقات نحاسية رفيعة. في كلتا الحالتين ، يجب تأريض الأسطح المشتركة للأسطوانة والرأس. يمنع استخدام الحشيات المصنوعة من مادة ذات معامل توصيل حراري منخفض ، لأنها ستعيق تدفق الحرارة من الجزء العلوي من بطانة الأسطوانة ، التي تحمل حمولة حرارية كبيرة ، إلى الرأس وزعانف التبريد الخاصة بها. يجب ألا تبرز حشية رأس الأسطوانة في غرفة الاحتراق تحت أي ظرف من الظروف. سوف تسخن الحافة البارزة للحشية وتصبح مصدر اشتعال الوهج.

أرز. 9.18. تحديد حجم غرفة الاحتراق

يجب أن يتطابق تصنيف الأوكتان للبنزين المستخدم مع نسبة الضغط. ومع ذلك ، يجب ألا يغيب عن الأذهان أن نسبة الضغط ليست العامل الوحيد الذي يحدد احتمال انفجار الوقود.

يعتمد التفجير على مسار عملية الاحتراق ، وعلى حركة الخليط في غرفة الاحتراق ، وعلى طريقة الإشعال ، وما إلى ذلك. يتم اختيار نوع الوقود لمحرك معين بشكل تجريبي. ومع ذلك ، ليس من المنطقي استخدام وقود عالي الأوكتان لمحرك ذي نسبة ضغط منخفضة لأن أداء المحرك لم يتحسن.

تفجير الاسطوانة

يعد اختيار توقيت الصمام المناسب في محرك ثنائي الشوط ذا أهمية كبيرة لإزالة غازات العادم من الأسطوانة وتعبئتها بمزيج جديد. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري توجيه نفثات الخليط القادمة من النوافذ الالتفافية بحيث تمر عبر جميع زوايا الأسطوانة وغرف الاحتراق ، مما يؤدي إلى إخراج غازات العادم المتبقية منها وتوجيهها إلى نافذة المخرج.

لزيادة CW للمحرك ، ونتيجة لذلك ، قوته ، من الضروري توسيع مرحلة العادم بشكل كبير ، أو بالأحرى زيادة الفرق بين مرحلتي العادم والتطهير. نتيجة لذلك ، يزداد الوقت الذي تتم فيه غازات العادم خارج الاسطوانة. في هذه الحالة ، في لحظة فتح النوافذ الالتفافية ، تكون الأسطوانة فارغة بالفعل ، والشحنة الجديدة التي تدخلها تختلط قليلاً فقط مع غازات العادم المتبقية.

يتم زيادة مرحلة التحرير بسبب إزاحة (قطع) الحافة العلوية للنافذة. تصل مرحلة الإطلاق في محركات السباق إلى 190 درجة مقارنة بـ 130-140 درجة في محركات الإنتاج. هذا يعني أنه يمكن قطع الحافة العلوية بضعة مليمترات. ومع ذلك ، يجب ألا يغيب عن الأذهان أنه نتيجة لزيادة ارتفاع منفذ المخرج ، تقل شوط المكبس الذي يتم تنفيذ العمل عليه. لذلك ، فإن الزيادة في ارتفاع منفذ المخرج تؤتي ثمارها فقط إذا تم تعويض الخسائر في تشغيل المكبس من خلال تحسين نفخ الأسطوانة.

نظرًا لملاءمة تحقيق أقصى فرق بين مرحلتي العادم والتطهير ، تظل زاوية فتح منافذ التطهير عادةً دون تغيير.

يؤثر حجم وشكل القنوات والنوافذ الجانبية بشكل كبير على جودة التفريغ. يجب أن يتوافق اتجاه مدخل الخليط في الأسطوانة من القناة الالتفافية مع نظام التطهير المعتمد (انظر الفقرة 9.2.4 ، الشكل 9.10). في أنظمة النفخ ذات القناتين والأربع قنوات ، يتم توجيه نفاثات الخليط القابل للاحتراق التي تدخل الأسطوانة فوق المكبس إلى جدار الأسطوانة المقابل لمنفذ المخرج ، وفي نظام القنوات الأربع ، تنطلق النفاثات من النوافذ القريبة إلى منفذ المنفذ يتم توجيهه عادةً نحو محور الأسطوانة. في الأنظمة التي تحتوي على ثلاثة أو خمسة منافذ تجاوز ، يجب وضع نافذة واحدة مقابل نافذة المخرج ، ويجب أن توجه قناة هذه النافذة تيار الخليط القابل للاحتراق لأعلى بزاوية دنيا إلى جدار الأسطوانة (الشكل 9.19). يعد هذا شرطًا ضروريًا للعمل الفعال لهذه الطائرة الإضافية ، والتي يتم الحصول عليها عادةً عن طريق تقليل المقطع العرضي لها ، فضلاً عن الفتح المتأخر لهذه النافذة.

يعتبر تصنيع منفذ إضافي (ثالث أو خامس) هو القاعدة للمحركات ذات البكرة الدوارة أو صمام الحجاب الحاجز. في المحركات التي يتم فيها التحكم في ملء حجرة الكرنك بواسطة مكبس ، يوجد منفذ سحب بدلاً من الممر الالتفافي الثالث (أو الخامس) الكلاسيكي. في مثل هذه المحركات ، قد تكون هناك قنوات تجاوز إضافية ، ويجب أن يكون لمنفذ المدخل الشكل المناسب ؛ يظهر حل مماثل في الشكل. 9.20. في هذا المحرك ، يتم عمل ثلاثة منافذ جانبية إضافية صغيرة ، متصلة بواسطة ممر جانبي مشترك ، يقع المدخل فوق منفذ المدخل. يتم هنا ضمان مرحلة السحب المطلوبة بالشكل المقابل لمنفذ السحب.

أرز. 9.19. تأثير شكل القناة الالتفافية الثالثة على حركة الشحنة في الأسطوانة:

أ - شكل غير منتظم ب- الشكل الصحيح

عندما يتم تثبيت بكرة دوارة على محرك تقليدي ، يصبح من الممكن عمل تجاوز في الأسطوانة المقابلة لمنفذ المخرج. من الملائم إنشاء قناة قصيرة منحنية بشدة هنا (الشكل 9.21 ، أ)،تدفق الخليط الذي يتم غلقه لفترة من الوقت بواسطة تنورة المكبس.

عيب هذا الحل هو أن حركة المكبس تعطل التدفق الطبيعي للخليط القابل للاحتراق ، ولكن لها ميزتان مهمتان: الحجم الصغير للقناة يزيد قليلاً فقط من حجم غرفة الساعد ، والمزيج القابل للاشتعال ، ويمر من خلال المكبس ، يبرد تمامًا. من الناحية العملية ، من السهل القيام بهذه القناة على النحو التالي. يتم عمل فتحتين في الاسطوانة (النافذة الالتفافية ومدخل القناة) ، في هذا المكان يتم قطع الأضلاع ويتم تثبيت البطانة التي تقطع القناة من خلالها (الشكل 9.21.6). يمكنك أيضًا محاولة قطع أخدود رأسي في مرآة الأسطوانة بين مدخل القناة والنافذة ، بحيث يكون عرض الأخدود مساويًا لعرض القناة. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، فإن الحركة الهبوطية للمكبس ستسبب بعض الاضطراب في الخليط القابل للاحتراق في القناة (الشكل 9.21 ، ج).

يجب أن تنحرف القنوات الالتفافية نحو المنافذ الموجودة في الأسطوانة.

أرز. 9.21. قناة التفافية إضافية مع تدفق الخليط عبر المكبس:

أ - مبدأ العمل ؛ ب - يمر جزء من القناة عبر الوسادة الخارجية ؛ в - قطع قناة في اسطوانة المرآة

يجب أن يكون مدخل الممر الجانبي أكبر بنسبة 50٪ من الممر الجانبي. من الواضح أن التغيير في المقطع العرضي للقناة يجب أن يتم على طوله بالكامل. يجب تقريب زوايا النوافذ والمقاطع العرضية للقناة بنصف قطر 5 مم لزيادة التدفق الصفحي.

أي أخطاء عند الانضمام إلى أجزاء من القنوات الموجودة في أجزاء المحرك المختلفة غير مقبولة. تتعلق هذه الملاحظة في المقام الأول بتقاطع الأسطوانة مع علبة المرافق ، حيث يمكن أن تصبح الحشية مصدرًا لاضطراب إضافي للخليط ، ومفاصل أنابيب المدخل والمخرج مع الأسطوانة. يمكن أن تحدث الدوامات في تدفق الخليط أيضًا عند تقاطع غلاف الأسطوانة المصبوب مع البطانة المصبوبة أو المضغوطة (الشكل 9.22). يجب تصحيح التناقضات في الأحجام في هذه الأماكن بلا شك.

في بعض المحركات ، يتم تقسيم نوافذ الأسطوانة بواسطة ضلع. هذا ينطبق في المقام الأول على منافذ السحب والعادم. لا يوصى بتقليل سمك هذه الأضلاع ، والأكثر من ذلك ، إزالتها عندما تزداد مساحة النافذة. تمنع هذه الأضلاع حلقات المكبس من الدخول إلى النوافذ العريضة وبالتالي من الكسر. يُسمح فقط بتبسيط ضلع منفذ الإدخال ، ولكن فقط على الجزء الخارجي من الأسطوانة.

أرز. 9.22. اضطرابات حركة الشحن الناجمة عن غير صحيحة

الموضع النسبي لبطانة الأسطوانة وغطاء الأسطوانة المصبوب

من المستحيل إعطاء وصفة لا لبس فيها للحصول على تأثيرات معينة من التعديلات. بشكل عام ، يمكن القول أن زيادة فتح نافذة المخرج يزيد من قوة المحرك ، ويزيد في نفس الوقت CW من الطاقة القصوى وعزم الدوران الأقصى ، ولكنه يضيق نطاق عمل CW. زيادة حجم النوافذ والمقاطع العرضية للقنوات في الأسطوانة لها تأثير مماثل.

يتم توضيح هذه الاتجاهات بشكل جيد من خلال التغييرات في خصائص سرعة المحرك (الشكل 9.23) بحجم 100 سم (قطر الأسطوانة 51 ملم ، شوط المكبس 48.5 ملم) ، التي تم الحصول عليها نتيجة للتغيرات في الأبعاد وتوقيت الصمام ( الشكل 9.24). في التين. 9.24 ، أيتم إعطاء أبعاد النوافذ التي يطور فيها المحرك أقصى طاقة (منحنيات لاو م دفي التين. 9.23). مرحلة العادم 160 درجة ، ومرحلة التطهير 122 درجة ، ومرحلة السحب 200 درجة. تم فتح نافذة المدخل عند 48 درجة من TDC وتغلق عند 68 درجة من TDC. قطر الناشر المكربن ​​24 سم.

في التين. 9.24 ، بتظهر أبعاد النوافذ التي يتم فيها تحقيق أكبر نطاق تشغيل لـ NW (انظر الشكل 9.23 ، المنحنيات N بو م ج).مرحلة العادم 155 درجة ، والتطهير 118 درجة ومرحلة السحب 188 درجة ، ويتم فتح المدخل بزاوية 48 درجة بعد BDC ويغلق بزاوية 56 درجة بعد TDC. قطر ناشر المكربن ​​22 مم.

وتجدر الإشارة إلى أن التغييرات الصغيرة نسبيًا في الأبعاد وتوقيت الصمامات قد غيرت بشكل كبير خصائص المحرك. في المحرك أقوة أكبر ، لكنها عديمة الفائدة عمليًا عند سرعات أقل من 6000 دورة في الدقيقة. خيار الخامسقابل للتطبيق في نطاق أوسع بكثير من CW ، وهذه هي الميزة الرئيسية للمحرك بدون علبة تروس.

على الرغم من أن المثال المدروس يتعلق بمحرك من فئة غير مستخدمة في بولندا ، إلا أنه يوضح جيدًا العلاقة بين شكل النوافذ وتجويف الأسطوانة ومعايير تشغيلها. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه ما إذا كانت تعديلاتنا قد أدت إلى النتائج المرجوة ، فلن نعرف إلا بعد تنفيذها وفحص المحرك على الحامل (أو بشكل شخصي أثناء التشغيل). يعد إعداد محرك السباق عبارة عن دورة لا نهاية لها من التعديلات والتحقق من نتائج هذا العمل ، والتعديلات الجديدة والفحوصات ، وفي الواقع ، فإن وحدات المحرك الأخرى (المكربن ​​، ونظام العادم ، وما إلى ذلك) لها أيضًا تأثير كبير على خصائص المحرك ، المعلمات المثلى التي لا يمكن تحديدها إلا تجريبيًا ...

من الضروري أيضًا التأكيد على الأهمية الهائلة للتناظر الهندسي لجميع النوافذ والقنوات في الأسطوانة. حتى الانحراف الطفيف عن التناظر سيكون له تأثير سلبي على حركة الغازات في الأسطوانة. سيؤدي الاختلاف الطفيف في ارتفاع المنافذ الالتفافية على جانبي الأسطوانة (الشكل 9.25) إلى حركة غير متكافئة للخليط وتعطيل عمل نظام التطهير بأكمله. من المؤشرات الممتازة التي تسمح لك بالتقييم المباشر لصحة اتجاه تدفقات الخليط القادمة من المنافذ الالتفافية آثار على قاع المكبس. بعد مرور بعض الوقت من تشغيل المحرك ، يتم تغطية جزء من تاج المكبس بطبقة من السخام. يظل الجزء نفسه من القاع ، الذي تغسله نفاثات الخليط الطازج القابل للاحتراق الذي يدخل الأسطوانة ، لامعًا ، كما لو كان قد تم غسله.

أرز. 9.25. تأثير الاختلافات في ارتفاع النوافذ الالتفافية

على جانبي الاسطوانة على تناظر حركة الشحنة

حلقات المكبس والمكبس

أرز. 9.28. اعتماد معدل نقل قناة مدخل المكربن ​​على منتديات قسمه

تستخدم المحركات الحديثة مكابس مصنوعة من مادة ذات معامل تمدد خطي منخفض ، وبالتالي يمكن أن تكون الفجوة بين المكبس وبطانة الأسطوانة صغيرة. إذا افترضنا أن الخلوص حول محيط وطول حافة المكبس في المحرك الساخن سيكونان متماثلين في كل مكان ، ثم بعد التبريد سيتشوه المكبس. لذلك ، يجب أن يحصل المكبس على الشكل المناسب حتى أثناء المعالجة ، وهو ما يتم في الممارسة العملية. لسوء الحظ ، هذا النموذج معقد للغاية ، ولا يمكن الحصول عليه إلا على أجهزة خاصة. ويترتب على ذلك أن شكل المكبس لا يمكن تغييره عن طريق عمليات الأقفال ، وجميع أنواع لف تنورة المكبس بمبرد أو مبراة ، والتي تُستخدم في كل مكان بعد انحشار المكبس ، ستؤدي إلى فقد المكبس له. الشكل الصحيح. في حالة الضرورة الملحة ، يمكن استخدام هذا المكبس ، لكن لا شك في أن تفاعله مع مرآة الأسطوانة سيكون أسوأ بكثير.

من الضروري التحذير من استخدام ورق الصنفرة للتنظيف الطارئ لتنورة المكبس. تحفر حبيبات المواد الكاشطة في المادة اللينة للمكبس ، وبعد ذلك تشطف مرآة الأسطوانة بالكامل. سيؤدي ذلك إلى ملل الأسطوانة حتى الحجم الكبير التالي.

يوضح الشكل توزيع تقريبي لدرجة الحرارة على المكبس. 9.29. يقع أعلى حمل حراري في الأسفل والأعلى ، خاصةً من جانب نافذة المخرج. درجة حرارة الجزء السفلي من التنورة منخفضة وتعتمد بشكل أساسي على شكل المكبس. يجب أن يكون شكل السطح الداخلي للمكبس بحيث لا توجد تضيقات في المقطع العرضي للمكبس تعيق انتقال الحرارة (الشكل 9.30). يتم نقل الحرارة من المكبس إلى الأسطوانة من خلال حلقات المكبس ونقاط التلامس الخاصة بتنورة المكبس مع الأسطوانة.

لتقليل كتلة المكبس ، وبالتالي ، لتقليل القوى التي تزداد بشكل ملحوظ عند سرعة المحرك العالية ، من الممكن إزالة بعض المواد الموجودة داخل المكبس ، ولكن فقط في الجزء السفلي منه. عادةً ما تنتهي الحافة السفلية للمكبس بكتف داخلي ، وهو الأساس التكنولوجي لمعالجة المكبس. يمكن إزالة هذه الخرزة ، مع ترك حوالي 1 مم من سمك التنورة عند هذه النقطة. يجب أن يزيد سمك جدار المكبس بسلاسة باتجاه الأسفل. يمكنك زيادة القواطع قليلاً في تنورة المكبس أسفل الرؤساء. يجب أن يتطابق شكل وأبعاد هذه القواطع مع القواطع الموجودة في الجزء السفلي من بطانة الأسطوانة (الشكل 9.31). لتغيير المقطع الزمني ، يكون من الأسهل قطع الحافة السفلية للمكبس من جانب منفذ السحب ، على الرغم من صعوبة تحديد القيمة المختصرة.

لتقليل الحمل الحراري على حلقة المكبس العلوية ، يوصى بعمل أخدود جانبي فوقها بعرض 0.8-1 مم وعمق 1-2 مم. في بعض الأحيان يتم عمل أخدود مشابه (أو حتى اثنين) بين الحلقات. تقوم هذه الشقوق بتوجيه تدفق الحرارة إلى أسفل المكبس ، مما يقلل من درجة حرارة حلقات المكبس.

بشكل عام ، ليس لدينا القدرة على تغيير مظهر الحلقات وترتيبها. يمكننا فقط التحكم في الفجوة الموجودة في قفل (قطع) الحلقة ، والتي يجب ألا تتجاوز 0.5٪ من قطر الأسطوانة. من الضروري أيضًا تحديد الموضع الزاوي للأقفال بعناية حتى لا تسقط على النوافذ أبدًا عندما يتحرك المكبس (الشكل 9.32). عند القيام بالعمل على الأسطوانة ، من الضروري أيضًا مراعاة موضع أقفال حلقة المكبس.

في بعض الأحيان يتم استخدام طريقة بسيطة لتقليل مرونة حلقة المكبس عن طريق شطب حوافها الداخلية. وهذا يضمن ملاءمة أفضل للحلقات في تجويف الأسطوانة. هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص عند تغيير الحلقات دون طحن الأسطوانة.

آلية كرنك

كما ذكرنا سابقًا ، في محرك 501 -Z3Aيُنصح بإعادة ترتيب خدود العمود المرفقي. بعد التفكيك بضغطة ، يجب إجراء العمليات التالية فوق العمود.

1. تعميق في خدود تجاويف العمود للرأس السفلي لقضيب التوصيل بسمك الأقراص الإضافية الملحقة بالسطح الخارجي للخدين (الشكل 9.35 ، الحجم ه).

2. اضغط على أعمدة المحور من الخدين إلى سماكة إضافية
الأقراص.

3. قم بتقليل سمك قضيب التوصيل (الشكل 9.36) على آلة الطحن. تستخدم المعالجة اليدوية فقط من أجل الانتهاء.
يمكن تقليل السماكة حتى 3.5 مم ، بشرط أن يكون قضيب التوصيل مصقولًا. كل خدش على قضيب التوصيل عبارة عن مُكثّف ضغط يمكن من خلاله بدء انتشار الشقوق. بالإضافة إلى ذلك ، يجب عمل جميع الشرائح بعناية فائقة. عند تعديل قضيب التوصيل ، يُنصح بعمل فتحات في الرؤوس العلوية والسفلية لتحسين خليط الوصول إلى المحامل.

4. تقصير دبوس الكرنك للحجم مع(الشكل 9.36) ، مساوٍ لعرض العمود بعد إعادة ترتيب الخدين ، ولكن قبل توصيل أقراص إضافية. يجب تقصير الدبوس على كلا الجانبين ، وهذا سيسمح لممرات أسطوانة المحمل بالبقاء في مكانها القديم.

5. قم بوزن رؤوس قضبان التوصيل العلوية والسفلية كما هو موضح في الشكل. 9.37

6. تجميع العمود المرفقي. يمكن الضغط على دبوس الكرنك باستخدام مكبس أو ملزمة كبيرة.

بالطبع ، بعد هذا التجميع ، من الصعب تحقيق محاذاة أعمدة المحور. يمكن الكشف عن الخطأ عن طريق وضع صفيحة فولاذية على أحد الخدين (الشكل 9.38) ، والتي ستتخلف عن الخد الآخر. يمكن تصحيح ذلك بضرب أحد الخدين بمطرقة (شكل 9.39). بتعبير أدق ، سوف نتحقق من نفاذ العمود عندما يدور في المحامل. على نصف المحور المغطى بالطباشير ، سيشير المبدئ إلى الأماكن التي يجب أن يتم فيها تقليل التدفق (الشكل 9.40). عند تجميع العمود ، تذكر الحفاظ على فجوة بين رأس قضيب التوصيل السفلي وخدود العمود. يجب ألا تقل هذه الفجوة عن 0.3 مم. الخلوص الصغير جدًا في كثير من الحالات هو سبب نوبة تحمل قضيب التوصيل.

7. موازنة العمود المرفقي. يتم ذلك باستخدام طريقة ثابتة. سنضع العمود على مناشير ، وبعد تعليق الوزن في الرأس العلوي لقضيب التوصيل ، سنختار الكتلة المتوازنة (يجب عدم الخلط بينها وبين وزن الوزن) بحيث يظل العمود في وضع السكون في أي وضع. . كتلة الغاطس هي جزء من الكتل المشاركة في الحركة الترددية التي يجب موازنتها. افترض أن كتلة رأس قضيب التوصيل العلوي 170 جم ، وكتلة المكبس مع الحلقات ودبوس المكبس 425 جم. الكتلة الترددية 595 جم. بافتراض أن معامل التوازن يساوي 0.66 ، نحصل على الكتلة ، التي يجب أن تكون متوازنة ، تساوي 595X0.66 = 392.7 جم. بطرح كتلة رأس قضيب التوصيل العلوي من هذه القيمة ، نحصل على كتلة الوزن G المعلقة على الرأس.

يتم تحقيق حالة التوازن الساكن للعمود المرفقي عن طريق حفر ثقوب في خدود العمود على الجانب المفرط في الشد.

8. قم بعمل أقراص فولاذية إضافية وقم بتثبيتها في العمود باستخدام مسامير ثلاثة ميغا بايت برؤوس مدببة غاطسة. قبل تركيب الأقراص ، يُنصح بتشحيم مستوى المفصل بالعمود باستخدام مادة مانعة للتسرب. واجه البراغي باللكم.

نضيف أن الأقراص الإضافية يمكن توصيلها ليس بالعمود ، ولكن بلا حراك بالجدران الداخلية لعلبة المرافق. ومع ذلك ، قد يتدهور انتقال الحرارة بسبب ثبات القرص في الجدار. وتجدر الإشارة إلى أن إزاحة خدود العمود المرفقي لا تستبعد استخدام "حدوة حصان" رفيعة.

قبل بدء التعديلات على الأسطوانة ، تحتاج إلى عمل أداة لقياس توقيت الصمام ، باستخدام مقياس الزوايا الدائري بمقياس 360 درجة لهذا الغرض (الشكل 9.42). قم بتثبيت المنقلة على العمود المرفقي للمحرك ، ثم قم بتوصيل سهم سلكي بالمحرك.

لتحديد وقت فتح وإغلاق النوافذ بشكل لا لبس فيه ، يمكنك استخدام سلك رفيع يتم إدخاله عبر النافذة في الأسطوانة والضغط عليه بواسطة المكبس الموجود في الحافة العلوية للنافذة. لن يؤثر سمك السلك على دقة القياس ، لكن هذه الطريقة ستسهل العمل. إنه مفيد بشكل خاص في تحديد زاوية فتح منفذ السحب.

أخذ الانطباعات من مرآة الأسطوانة سيسهل إلى حد كبير عمل تغيير توقيت الصمام وحجم القنوات والنوافذ. يمكن الحصول على هذا الانطباع على النحو التالي:

ضع قطعة من الورق المقوى داخل الأسطوانة واضبطها بحيث تقع بالضبط على طول مرآة الأسطوانة ؛ يجب أن تتطابق الحافة العلوية مع المستوى العلوي للأسطوانة ؛

باستخدام النهاية الحادة للقلم الرصاص ، اضغط على الخطوط العريضة لجميع النوافذ ؛

على الورق المقوى الذي تم إزالته من الأسطوانة ، نحصل على بصمة مرآة الأسطوانة ؛ قص النوافذ المعروضة في الورق المقوى على غرار المطبوعات.

في الفحص الناتج لمرآة الأسطوانة ، يمكنك قياس المسافة من حواف النوافذ إلى المستوى العلوي للأسطوانة وحساب توقيت الصمام المقابل (باستخدام الصيغ الموجودة في كل كتاب عن المحركات).

الآن دعونا ننظر في كيفية إصلاح توقيت الصمام الجديد في محرك معدل. للقيام بذلك ، اضبط الزوايا المطلوبة على مقياس الزوايا بالتناوب ، وقم بقياس المسافة من الحافة العلوية للمكبس إلى المستوى العلوي للأسطوانة في كل مرة. يتم تطبيق المسافات التي تم قياسها على النمط الذي تم إنشاؤه مسبقًا.

يمكننا الآن تحديد الشكل الجديد للنوافذ ، ثم قصها على النمط. كل ما تبقى هو إدخال النمط في الأسطوانة وتوسيع النوافذ بحيث يتطابق شكلها مع الأشكال المصممة. سيوفر لنا استخدام النمط من الاضطرار إلى التحقق من الزوايا بشكل متكرر عند توسيع النوافذ.

أرز. 9.42. مقياس الزوايا البسيط لقياس توقيت الصمام

مراحل توزيع الغاز

موقع القنوات وتوقيت الصمام للمحرك

تسمح الحركة الترددية (لأعلى ولأسفل) لمكبس المحرك بالعمل كضاغط هواء. في البداية ، ينتقل خليط الهواء / الوقود إلى علبة المرافق أسفل المكبس ، ثم ينتقل إلى الأسطوانة (فوق المكبس) حيث يتم ضغطه وإشعاله. بمجرد احتراق الغازات ، ترتفع درجة الحرارة والضغط بسرعة. يدفع هذا الضغط المكبس إلى الجانب السفلي من شوطه ، حيث يتم التخلص من غازات العادم في النهاية. يبدو تصميم القناة بسيطًا ولكنه دقيق للغاية - الشكل والحجم والموضع والتوقيت - ضروري إذا كنت ترغب في تحقيق أداء محرك كبير.

تمرر بوابة العادم الهواء النقي / خليط الوقود إلى الأسطوانة قبل الاحتراق بينما يتم تطهير غازات العادم من خلال منفذ العادم.

القواعد

إذا كنت مهتمًا بما يكفي لتفكيك محرك سيارتك ، فمن المحتمل أنك رأيت ثقوبًا في البطانة والعمود المرفقي. تُعرف هذه الثقوب بالمجاري أو الثقوب ، ولها 3 وظائف في المحرك ثنائي الأشواط:

1. المدخول - يسمح بدخول خليط الهواء / الوقود النقي إلى علبة المرافق أسفل المكبس.

2. تجاوز - حركة خليط الهواء / الوقود من علبة المرافق إلى الأسطوانة فوق المكبس.

3. العادم - هذا هو المكان الذي تخرج منه غازات العادم من المحرك بعد الاحتراق.

يتم فتح وإغلاق الثقوب بواسطة حركة المكبس والعمود المرفقي ، وعلى عكس المحركات ذات الصمامات الميكانيكية ، فإنها لا تتطلب طاقة إضافية من المحرك لتعمل.

الثقوب التي تراها ضرورية للمحرك ثنائي الشوط ليعمل بشكل صحيح.

أنواع القنوات

مدخل.تستخدم محركات السيارات نظام سحب يعتمد على صمام دوار العمود المرفقي. كيف يعمل: يتماشى التجويف المصنوع في مجلة العمود مع فتحة سحب الهواء في مبيت المحرك (أسفل المكربن) عند كل ثورة في العمود. يمر خليط الهواء / الوقود عبر فتحة مفتوحة في سطح مجلة العمود المرفقي ثم عبر قناة في وسط العمود المرفقي وأخيراً إلى علبة المرافق في المحرك.

منفذ السحب في العمود المرفقي "يقيس" مقدار الهواء والوقود اللذين يدخلان المحرك. يدخل خليط الهواء / الوقود بعد ذلك إلى علبة المرافق عبر قناة في مركز العمود المرفقي.

فتحات الالتفاف.يتم عمل هذه الثقوب في جدار الأسطوانة ويتم إغلاقها وفتحها بالتناوب بواسطة مكبس. يتحرك خليط الهواء / الوقود من علبة المرافق (أسفل المكبس) عبر القنوات الالتفافية خارج الأسطوانة إلى المنافذ الالتفافية.

تستخدم محركات السيارات ثنائية الأشواط مجموعة متنوعة من مجموعات الالتفافية. يمكن أن يكون هناك في أي مكان من فتحتين إلى 10-11 ثقبًا جانبيًا بأشكال وأحجام مختلفة - بالإضافة إلى فتحة عادم أو ثقوب (نعم ، قد يكون هناك فتحات عادم متعددة).

موقع قنوات SHNURLET:هناك العديد من تكوينات منفذ الالتفافية والعادم المستخدمة في المحركات ثنائية الشوط ، لكن المحركات المتشابهة تستخدم التكوين الأساسي المعروف باسم ترتيب قناة Schnurle ، لذلك سنناقش هذا الخيار فقط.

في نظام شنورل ، يتم توجيه منفذي المرور الجانبي لأعلى وبعيدًا عن منفذ العادم الفردي الذي يقع بينهما. يتم توجيه خليط الوقود الطازج بشكل متعمد إلى أبعد نقطة من منفذ العادم. عند هذه النقطة ، يلتف الخليط الطازج باتجاه رأس الأسطوانة ويدفع غازات العادم للخارج عبر منفذ العادم.

تقوم فتحات Schnurle بتوجيه خليط الهواء / الوقود بعيدًا عن منفذ العادم.

حفرة التقوية:تعد فتحة التعزيز تحسينًا مهمًا في الترتيب الأساسي لقنوات Schnurle. يقع مقابل منفذ العادم ويمكن تمييزه بسهولة عن بقية تجاويف الأسطوانة بزاوية حادة لأعلى. لا تخلق فتحة التعزيز مسارًا آخر يمكن من خلاله لخليط الهواء / الوقود الدخول إلى الأسطوانة فحسب ، بل إنها تفعل ذلك أيضًا بزاوية توجه الخليط نحو شمعة التوهج في الجزء العلوي من الأسطوانة. هذا يساهم في ملء الأسطوانة بشكل أفضل وتحسين تطهير غاز العادم.

منفذ التعزيز هو عكس منفذ العادم. تساعد الزاوية الحادة لأعلى في توجيه خليط الهواء / الوقود النقي نحو شمعة التوهج في الجزء العلوي من الأسطوانة.

الكثير - ليس جيدًا دائمًا:الأهم من عدد المنافذ هو توقيت الصمام (أي عند فتح وإغلاق المنافذ) ، والمدة (المدة التي تظل فيها مفتوحة) والمنطقة (حجم المنفذ) ، لذلك لا تتأثر بعدد المنافذ المُعلن عنها في محرك. يمكن أن يكون المحرك ثلاثي القنوات المصمم بشكل صحيح أقوى من المحرك ذي 7 قنوات سيئة التصميم.

تساعد القنوات المصممة بشكل صحيح على توجيه تدفق خليط الهواء / الوقود وغازات العادم. يعني المزيد من القنوات أحيانًا المزيد من القوة ، ولكن ليس دائمًا.

مراحل توزيع الغاز

يشير توقيت الصمام إلى النقاط في دورة المحرك التي تفتح فيها الثقوب وتغلق. يتم قياس هذه النقاط عادةً من TDC (أعلى مركز ميت) أو BDC (المركز الميت السفلي) ، من النقطة التي يكون المكبس أقرب إليها.

بالإضافة إلى فتح وإغلاق الثقوب ، يخبرنا توقيت الصمام بمدة بقاء الفتحة مفتوحة (المدة). هذا مهم في تحديد سرعة تشغيل المحرك ، حيث تقوم المحركات عالية السرعة بنقل الغازات لفترة أطول من المحركات منخفضة السرعة.

يقيس معظم الخبراء فتح وإغلاق التجاويف بدرجات دوران العمود المرفقي. يستخدم بعض المصممين والمهندسين نظامًا يقيس فتح وإغلاق التجويف كنسبة مئوية من شوط TDC (TDC). في حين أن هناك مزايا تقنية لاستخدام النظام الأخير ، فإن الأول هو الأكثر استخدامًا.

لقياس أحداث توقيت الصمام ، يتم توصيل عجلة مقياس الزوايا بالعمود المرفقي. يتماشى المقياس الثابت مع عجلة المقياس ويتطابق بدقة مع موضع الكباس في TDC ، مما يوفر قياسات طور السحب والتجاوز والعادم.

كل ما تحتاجه لبدء قياس توقيت عمود الكامات في المحرك هو عجلة منقلة ومؤشر وحامل محرك قوي. يستخدم جميع مصممي المحركات هذه الطريقة لتعيين توقيت الصمام وتحديد التحسينات المحتملة.

البطانات والتطهير

في مصطلحات المحرك ، تعني كلمة "تطهير" تنقية الحجم - وبعبارة أخرى ، تنظيف غاز العادم من الأسطوانة وتحريك خليط الهواء / الوقود النقي من علبة المرافق إلى الأسطوانة. بالنسبة لمصمم المحرك ، فإن تنظيف الأسطوانة من غازات العادم يمثل نصف المشكلة فقط ، بينما يمثل استبدال هذه الغازات بخليط وقود الهواء النقي مشكلة أخرى.

عند تشغيل المحرك ، يختلط بعض الخليط الطازج المنقول إلى الأسطوانة مع غازات العادم المنفوخة ويقلل من كفاءة المحرك وقوته. تم تجربة العديد من أنظمة مجاري الهواء على مر السنين لتقليل هذا الخلط والقاذورات ، وتم تحسين التصميم ، لكن هذه الظاهرة لا تزال تؤثر على أداء المحركات ثنائية الشوط. يحدد حجم هذه الثقوب وموضعها واتجاهها مدى نجاح عملية التفجير ومدى جودة أداء المحرك.

يتدفق خليط الهواء / الوقود من المنفذ الجانبي على اليسار ، ويملأ الأسطوانة لدورة الاحتراق التالية ، ويساعد على "نفخ" غازات العادم عبر منفذ العادم على اليمين.

مراحل توزيع الغاز

في محرك ثنائي الشوط ، تحدث العديد من الأحداث في وقت واحد. إنها تتداخل وتؤثر على بعضها البعض ، ومن الصعب تتبع تأثيرها بمجرد النظر إلى توقيت الصمام. مخطط توقيت الصمام يجعل هذه الأرقام أسهل في الفهم.

في مثال الرسم البياني ، يفتح منفذ العادم عند 80 درجة قبل BDC (BBDC). إنه أيضًا 100 درجة بعد TDC (ATDC). عندما يفتح منفذ العادم بالقرب من BDC ، يتم قياس المرحلة من هذا الموضع. يتم تحديد إجمالي وقت الفتح (المدة) لأي قناة بإضافة دورات فردية.

الاستخدام العملي

أظهر محرك Mungen MT12 المستخدم لقيادة Yokomo GT-4R قوة ثابتة على الرغم من وجود زيادة كبيرة في ذروة الطاقة. تم تحقيق ذلك من خلال تحسين توقيت الصمام للسباق.

لقد تحدثت مؤخرًا مع خبير تعديل المحرك الشهير دينيس ريتشي من تكساس. قام دينيس بتعديل مئات المحركات لقوارب زبائنه وسياراتهم كل عام ، في الواقع ، قام بتعديل محرك Steve Pond's Mugen MT12 لسيارة Yokomo GT-4R ، وعمل بشكل جيد للغاية. يرجى تخصيص وقته لمناقشة القنوات وتوقيت الصمامات وتعديلات القنوات.

يرى دينيس ريتشي اختلافًا كبيرًا في فلسفة توقيت الصمامات بين محركات إزاحة 12 و 15 باهظة الثمن و 21 محركًا للإزاحة. وفقًا لدينيس ، تتمتع المحركات الصغيرة بتوقيت صمامات أكثر تحفظًا.

إليك مثال نموذجي:

• INLET - يفتح عند 40 درجة بعد BDC ، ويغلق عند 48 درجة بعد TDC ، المدة 188 درجة.
• العادم - يفتح عند 78 درجة قبل BDC ، يغلق عند 78 درجة بعد BDC ، المدة 156 درجة.
• BYPASS - يفتح عند 60 درجة قبل BDC ، يغلق عند 60 درجة بعد BDC ، المدة 120 درجة.

وقال: "على الرغم من أن مدد العادم والتجاوز منخفضة نوعًا ما ، إلا أن أكبر زيادة في أداء الدورات في الدقيقة تأتي من فترات السحب الأطول." وفقًا لحساباتي ، إذا ظل فتحة السحب دون تغيير وتقدم الإغلاق إلى حوالي 65 درجة بعد TDC (ATDC) ، فإن وقت الاستيعاب يتسع إلى 205 درجة - بزيادة 9٪. أفضل محركات الإزاحة .21 (3.44 سم مكعب) دائمًا ما يكون توقيت الصمامات متقدمًا.

فيما يلي بعض الأوقات النموذجية لمحرك متقدم 21cc. بوصة (3.44 سم مكعب):
- أخذ 210 درجة ؛
- عادم 180 درجة ؛
- تجاوز 126 درجة.

وقال دينيس إن هذه المحركات تستخدم وقودًا بنسبة 30٪ نيترويثان "بأمان" ، وبعد التعديلات ، تتراوح قوتها القصوى بين 33000 و 34000 دورة في الدقيقة.

تسمح المنافذ الالتفافية والعادم للغاز المضغوط بالهروب من أعلى وأسفل المكبس أثناء دورات المحرك. وجود الوقت الكافي (مدة المرحلة) لهذا هو نصف القصة فقط. النصف الآخر هو وجود ثقب كبير بما فيه الكفاية (منطقة الثقب). بعبارة أخرى: يعتمد الوقت المستغرق لتحريك كمية معينة من الغاز عبر الفتحة على مساحة الحفرة.

قد يكون القياس مفيدًا: 50 شخصًا لديهم 30 ثانية لمغادرة المبنى بعد سماع صوت إنذار الحريق. إذا كان الباب مفتوحًا بالكامل ، فسيغادرون الغرفة بسهولة في الوقت المحدد. إذا كان الباب معيبًا وفتح جزئيًا فقط ، فلا يزال بإمكان الناس الخروج ، ولكن هناك سحق على الباب ، مما سيسمح لـ 35 شخصًا كحد أقصى بمغادرة المبنى في الوقت المحدد. تظهر الحسابات أن الباب المفتوح جزئيًا سيسمح فقط لـ 70٪ من الأشخاص بالمغادرة في الوقت المحدد. يوجد وضع مماثل للغازات التي تحاول المرور عبر المنافذ الالتفافية والعادم. إذا كان التدفق محدودًا جدًا ، يمكن توسيع الفتحة لزيادة مساحتها ، أو يمكن جعلها أعلى لزيادة كل من مساحتها ومدة المرحلة. كل حل له تأثير مختلف. إن تحديد الأفضل هو موضوع دراسة وخبرة طويلة.

تهدف معظم تعديلات المحرك إلى زيادة القوة. أسهل طريقة للقيام بذلك هي تشغيل المحرك بشكل أسرع. عند زيادة الحد الأقصى لعدد الدورات في الدقيقة ، تظل القنوات مفتوحة لفترة أقصر. بناءً على تجربة محرك معين ، يقوم المُعدِّل بتوسيع الفتحة أو زيادة ارتفاعها - أو مزيج من الاثنين معًا. تُعرف هذه الممارسة باسم "النقل" (تعديل القنوات أو الثقوب).

تعد أشكال الثقوب وأحجامها ومواضعها بالغة الأهمية لأداء المحرك ولا يمكنك إجراء تغيير واحد دون التأثير على أداء المحرك في أي مكان آخر. إنه دائمًا حل وسط.