Как да промените времето на клапана на двутактов двигател. Видове прочистване на горимата смес на двигател с вътрешно горене, основите на структурата и работата на лодочните двигатели на плавателни съдове, как е подреден спортен кораб, ремонт на лодка, ремонт на плавателен съд, като sd

Работата на двигателя с вътрешно горене на автомобил зависи от много фактори, като мощност, ефективност и капацитет на цилиндъра.

Времето на клапаните е от голямо значение в двигателя, а ефективността на двигателя с вътрешно горене, реакцията на дросела и стабилността на оборотите на празен ход зависят от това как клапаните се припокриват.
В стандартните прости двигатели не се предвиждат промени в времето и такива двигатели не са високоефективни. Но напоследък все повече и повече силови агрегати с възможност за промяна на работния обем на разпределителните валове, тъй като броят на оборотите в смяната на двигателя с вътрешно горене се използват все по -често върху автомобили на водещи компании като Honda, Mercedes, Toyota, Audi.

Диаграма на времето на клапана на двутактов двигател

Двутактовият двигател се различава от четиритактовия по това, че неговият работен цикъл отнема едно завъртане на коляновия вал, докато при 4-тактов ICE той отнема две обороти. Фазите на разпределение на газ в двигателя с вътрешно горене се определят от продължителността на отваряне на клапаните - изпускателни и всмукателни, ъгълът на припокриване на клапаните е посочен в градуси на положение до / вътре.

При 4-тактови двигатели цикълът на пълнене на работната смес настъпва 10-20 градуса преди буталото да достигне горната мъртва точка и завършва след 45-65 градуса, а в някои ICE дори по-късно (до сто градуса), след буталото е преминало долната точка. Общото време на всмукване в 4-тактовите двигатели може да продължи 240-300 градуса, което гарантира добро пълнене на цилиндрите с работната смес.

При двутактовите двигатели продължителността на всмукване на въздушно-горивната смес трае приблизително 120-150º в завоя на коляновия вал, а продухването също трае по-малко, поради което се пълни с работната смес и се почистват отработените газове на две ходовите ICE винаги са по-лоши, отколкото в 4-тактовите силови агрегати. Фигурата по-долу показва диаграма на времето на клапаните на двутактов двигател на мотоциклет на двигателя K-175.

Двутактовите двигатели рядко се използват на автомобили, тъй като имат по-ниска ефективност, по-лоша ефективност и лошо почистване на отработените газове от вредни примеси. Последният фактор е особено актуален - поради затягането на екологичните стандарти е важно отработените газове на двигателя да съдържат минимално количество CO.

Но все пак двутактовите двигатели с вътрешно горене имат своите предимства, особено при дизеловите модели:

• силовите агрегати са по -компактни и по -леки;
• те са по -евтини;
• двутактов двигател ускорява по-бързо.

На много автомобили през 70 -те и 80 -те години на миналия век бяха инсталирани предимно карбураторни двигатели със система за запалване "трамблер", но много напреднали компании за производство на автомобили вече започнаха да оборудват двигателите с електронна система за управление на двигателя, в която всички основни процеси са управлявани от един блок (ECU). Сега почти всички съвременни автомобили имат ECM - електронната система се използва не само в бензиновите, но и в дизеловите ICE.

В съвременната електроника има различни сензори, които следят работата на двигателя, изпращайки сигнали до устройството за състоянието на силовия агрегат. Въз основа на всички данни от сензорите, ECU решава колко гориво трябва да се достави в цилиндрите при определени натоварвания (обороти), какво да се настрои времето за запалване.

Сензорът за синхронизация на клапаните има друго име - сензор за положение на разпределителния вал (DPRV), той определя позицията на времето за синхронизация спрямо коляновия вал. От неговите показания зависи в каква пропорция горивото ще се подава към цилиндрите, в зависимост от броя на оборотите и времето за запалване. Ако DPRV не работи, това означава, че фазите на синхронизация не се контролират и ECU не "знае" в каква последователност е необходимо да се подава гориво към цилиндрите. В резултат на това разходът на гориво се увеличава, тъй като бензин (дизелово гориво) се подава едновременно във всички цилиндри, двигателят работи нестабилно, а при някои модели автомобили двигателят с вътрешно горене изобщо не стартира.

Регулатор на разпределителния вал

В началото на 90 -те години на 20 -ти век се произвеждат първите двигатели с автоматична смяна на времето, но тук вече не сензорът контролира положението на коляновия вал, а самите фази се изместват директно. Принципът на действие на такава система е следният:

• разпределителният вал е свързан с хидравличен съединител;
• също с този съединител има връзка и разпределителен вал;
• при празен ход и ниски обороти предавката на разпределителния вал с разпределителен вал е фиксирана в стандартното положение, тъй като е монтирана според маркировките;
• с увеличаване на скоростта под въздействието на хидравликата, съединителят завърта разпределителния вал спрямо зъбното колело (разпределителен вал), а фазите на времето се изместват - гърбиците на разпределителния вал отварят клапаните по -рано.

Едно от първите подобни разработки (VANOS) е приложено към двигателите на BMW M50, първите двигатели с променливо време на клапаните се появяват през 1992 г. Трябва да се отбележи, че първоначално VANOS е бил инсталиран само на всмукателния разпределителен вал (двигателите M50 имат двувална система за синхронизиране), а от 1996 г. се използва системата Double VANOS, с която позицията на отработените и всмукателните валове вече беше коригирано.

Какво е предимството на контролера на времето? На празен ход практически не се налага припокриване на времето на вентила и в този случай дори уврежда двигателя, тъй като при смяна на разпределителните валове отработените газове могат да влязат във всмукателния колектор, а част от горивото ще влезе в изпускателната система, без да изгори напълно навън. Но когато двигателят работи с максимална мощност, фазите трябва да бъдат възможно най -широки и колкото по -високи са оборотите, толкова по -голямо припокриване на клапаните е необходимо. Съединителят за смяна на времето дава възможност за ефективно запълване на цилиндрите с работната смес, което означава да се увеличи ефективността на двигателя и да се увеличи неговата мощност. В същото време, при обороти на празен ход, r / валовете със съединителя са в първоначалното си състояние, а изгарянето на сместа е пълно. Оказва се, че фазовият регулатор увеличава динамиката и мощността на двигателя с вътрешно горене, докато горивото се изразходва доста икономично.

Променливата система за синхронизиране на клапаните (CIFG) осигурява по -нисък разход на гориво, намалява нивото на CO в отработените газове и позволява по -ефективно използване на мощността на двигателя с вътрешно горене. Различни световни производители на автомобили са разработили свой собствен CIFG, те прилагат не само промяната в положението на разпределителните валове, но и нивото на повдигане на клапаните в главата на цилиндъра. Например, Nissan използва системата CVTCS, която се управлява от променлив вентил за синхронизиране на клапаните (електромагнитен клапан). На празен ход този вентил е отворен и не генерира налягане, така че разпределителните валове са в първоначалното си състояние. Отварящият клапан увеличава налягането в системата и колкото е по -високо, толкова повече разпределителните валове се изместват.

Трябва да се отбележи, че CIFG се използват главно при двигатели с два разпределителни вала, където в цилиндрите са монтирани 4 клапана - 2 входящи и 2 изходящи.

Аксесоари за синхронизиране на разпределителния вал

За да може двигателят да работи без прекъсване, е важно правилно да настроите фазите на синхронизиране, да поставите разпределителните валове в желаното положение спрямо коляновия вал. При всички двигатели валовете са настроени според маркировките и много зависи от точността на монтажа. Ако валовете не са подравнени правилно, възникват различни проблеми:

• двигателят работи нестабилно на празен ход;
• ICE не развива мощност;
• има изстрели към ауспуха и пукане във всмукателния колектор.

Ако сгрешите няколко зъба в маркировките, възможно е вентилът да се огъне и двигателят да не стартира.

На някои модели силови агрегати са разработени специални устройства за настройка на времето на вентила. По-специално, за двигатели от семейство ZMZ-406/406/409 има специален шаблон, с който се измерват ъглите на разпределителните валове. Шаблонът може да се използва за проверка на съществуващите ъгли и ако те не са подравнени правилно, валовете трябва да бъдат инсталирани отново. Приставката за 406 двигателя е комплект, състоящ се от три елемента:

• два транспортира (за десния и левия вал, те са различни);
• транспортир.

Когато коляновият вал е настроен на TDC на 1-ви цилиндър, гърбиците на разпределителния вал трябва да излизат над горната равнина на главата на цилиндъра под ъгъл 19-20 ° с грешка ± 2,4 °, а гърбицата на всмукателния вал трябва да е малко по-висока отколкото гърбицата на изпускателния разпределителен вал.

Съществуват и специални устройства за инсталиране на разпределителни валове на двигатели BMW M56 / M54 / M52. Комплектът за монтиране на клапаните на двигателя с вътрешно горене BVM включва:

Неизправности в променливата система за синхронизиране на клапаните

Възможно е промяна на времето на вентила по различни начини, а напоследък и най -честото въртене на p / валове, въпреки че често се използва методът за промяна на размера на повдигане на клапана, използването на разпределителни валове с модифицирани гърбици. Периодично възникват различни неизправности в газоразпределителния механизъм, поради което двигателят започва да работи с прекъсвания, "притъпява", в някои случаи изобщо не стартира. Причините за проблемите могат да бъдат различни:

• дефектен електромагнитен клапан;
• съединителят за смяна на фазата е запушен с мръсотия;
• веригата на времето е опъната;
• обтегачът на веригата е дефектен.

Често, когато възникнат неизправности в тази система:

• оборотите на празен ход намаляват, в някои случаи двигателят с вътрешно горене спира;
• разходът на гориво се увеличава значително;
• двигателят не развива скорост, колата понякога дори не ускорява до 100 км / ч;
• двигателят не стартира добре, трябва да се задвижва от стартера няколко пъти;
• от съединителя SIFG се чува чуруликане.

По всички признаци основната причина за проблеми с двигателя е повредата на клапана SIFG, обикновено с компютърна диагностика, разкриваща грешка на това устройство. Трябва да се отбележи, че диагностичната лампа на Check Engine не винаги светва едновременно, така че е трудно да се разбере, че грешките се случват точно в електрониката.

Често проблеми с времето възникват поради запушена хидравлика - лошото масло с абразивни частици запушва каналите в съединителя и механизмът се блокира в една от позициите. Ако съединителят се "заклини" в първоначалното положение, двигателят с вътрешно горене работи тихо на XX, но изобщо не развива скоростта. Ако механизмът остане в положение на максимално припокриване на клапаните, двигателят може да не стартира добре.

За съжаление, SIFG не е инсталиран на двигатели от руско производство, но много шофьори се занимават с настройка на двигателя с вътрешно горене, опитвайки се да подобрят характеристиките на силовия агрегат. Класическата версия на модернизацията на двигателя е инсталирането на "спортен" разпределителен вал, който е изместил гърбиците, сменил профила им.

Този вал има своите предимства:

• двигателят става газ, реагира ясно на натискане на педала на газта;
• динамичните характеристики на колата се подобряват, колата буквално се разкъсва изпод себе си.

Но тази настройка има своите недостатъци:

• оборотите на празен ход стават нестабилни, те трябва да бъдат настроени в рамките на 1100-1200 об / мин;
• увеличава се разхода на гориво;
• регулирането на клапаните е доста трудно, двигателят с вътрешно горене изисква внимателно регулиране.

Доста често се настройват двигатели VAZ на модели 21213, 21214, 2106. Проблемът с двигателите VAZ с верижно задвижване е появата на "дизелов" шум и често той възниква от неуспешен обтегач. Модернизацията на двигателя с вътрешно горене VAZ се състои в инсталиране на автоматичен обтегач вместо стандартния фабричен.

Често на моделите на двигателя VAZ-2101-07 и 21213-21214 е инсталирана едноредова верига: двигателят работи по-тихо с него, а веригата се износва по-малко-ресурсът му е средно 150 хиляди км.

Изпускателният клапан започва да се отваря в края на процеса на разширяване преди LMW. под ъгъл φ o.v. = 30h-75 ° (фиг. 20) и се затваря след сутринта със закъснение от ъгъла φ z.v., когато буталото се движи в хода на пълнене в посока към N.m.t. Началото на отваряне и затваряне на всмукателния клапан също се измества спрямо мъртвите точки: отварянето започва преди TDC. водещи под ъгъл φ 0. vp и затварянето настъпва след nm. със закъснение от ъгъла φ c.v. в началото на хода на компресия. Повечето от процесите на освобождаване и пълнене се извършват отделно, но в близост до t.m.t. входящият и изходящият клапан са отворени за известно време едновременно. Продължителността на припокриване на клапана, равна на сумата от ъглите φ З.в + φ о.вп, е малка за буталните двигатели (фиг. 20, а), а за комбинираните може да бъде значителна (фиг. 20, б ). Общата продължителност на газообмена е φ o.v + 360 o + φ z.vp = 400-520 o; той е по-висок за високоскоростни двигатели.

Периоди на обмен на газ в двутактови двигатели

При двутактов двигател процесите на обмен на газ протичат, когато буталото се движи близо до сондажа. и заемат част от хода на буталото в ходовете на разширение и компресия.

При двигатели със схема на обмен на газ контур, както входящият, така и изходният отвор се отварят с бутало, поради което диаграмите на времето на вентила и диаграмите на напречното сечение на прозорците са симетрични спрямо LMW. (Фиг. 24, а). Във всички двигатели със схеми за обмен на газ с директен поток (фиг. 24, б) фазите на отваряне на изпускателните отвори (или клапани) се извършват асиметрично спрямо номиналното налягане, като по този начин се постига по-добро пълнене на цилиндъра. Обикновено входните и изходните отвори (или клапани) се затварят едновременно или с малка разлика в ъгъла. Възможно е също така да се извършват асиметрични фази в двигател с контурна схема за обмен на газ,

ако инсталирате (вход или изход) допълнителни устройства - макари или клапани. Поради недостатъчната надеждност на такива устройства, те в момента не се използват.

Общата продължителност на газообменните процеси при двутактови двигатели съответства на 120-150 ° от ъгъла на въртене на коляновия вал, което е 3-3,5 пъти по-малко, отколкото при четиритактовите двигатели. Ъгълът на отваряне на изходните отвори (или клапани) φ r.v. = 50-90 ° пр.н.е., а ъгълът на предварително отваряне φ pr = 10-15 0. При високоскоростни двигатели с изпускателни клапани тези ъгли са по-големи, а при двигатели с изпускателни отвори на прозорци те са по-малки.

При двутактовите двигатели процесите на изпускане и пълнене се извършват в по -голямата си част заедно - със едновременно отворени входящи (продухващи) и изходящи отвори (или изпускателни клапани). Следователно въздухът (или горимата смес) влиза в цилиндъра, като правило, при условие, че налягането пред входните отвори е по -голямо от налягането зад изходящите отвори (клапани).

Литература:

Наливайко В.С., Ступаченко А.Н. Sypko S.A. Методически указания за лабораторна работа по курс „Корабни двигатели с вътрешно горене“, Николаев, НКИ, 1987, 41с.

Двигатели с вътрешно горене за кораби. Учебник / Ю. Фомин, А.И. Горбан, В.В. Доброволски, А.И. Лукин и др. - Л .: Корабостроене, 1989 - 344 с .: Ill.

Двигатели с вътрешно горене. Теория на буталните и комбинираните двигатели: Изд. КАТО. Орлина, М.Г. Круглова –М.: Машиностроене, 1983ю - 372с.

Vansheidt V.A. Двигатели с вътрешно горене за кораби. Л. Корабостроене, 1977.-392с.

Най-простият двутактов двигател

Двутактовият двигател е най-простият от техническа гледна точка: в него буталото изпълнява работата на разпределител. На повърхността на цилиндъра на двигателя са направени няколко дупки. Те се наричат ​​прозорци и са основни за двутактов цикъл. Предназначението на входящите и изходящите отвори е съвсем очевидно - входният отвор позволява на въздушно -горивната смес да влезе в двигателя за последващо изгаряне, а изходният отвор позволява извеждането на горивните газове от двигателя. Каналът за продухване служи за осигуряване на преливане от коляновата камера, в която е влязъл по -рано, в горивната камера, където се извършва горенето. Това повдига въпроса защо сместа влиза в картерното пространство под буталото, а не директно в горивната камера над буталото. За да се разбере това, трябва да се отбележи, че в двутактов двигател, коляновата камера играе важна вторична роля, като своеобразна помпа за сместа.

Той образува запечатана камера, затворена отгоре с бутало, от което следва, че обемът на тази камера и съответно налягането вътре в нея се променят, тъй като буталото се смесва взаимно в цилиндъра (докато буталото се движи нагоре , обемът се увеличава и налягането пада под атмосферното, се създава вакуум; напротив, когато буталото се движи надолу, обемът намалява и налягането става по -високо от атмосферното).

Всмукателният отвор на стената на цилиндъра е покрит през повечето време от буталната пола и се отваря, когато буталото се доближи до върха на хода си. Създаденият вакуум изсмуква свеж заряд на сместа в коляновата камера, след което, докато буталото се движи надолу и повишава налягането в коляновата камера, тази смес се изтласква в горивната камера през канала за продухване.

Този дизайн, в който буталото играе ролята на разпределител по очевидни причини, е най-простото разнообразие на двутактов двигател, броят на движещите се части в него не е значителен. Това е значително предимство в много отношения, но оставя много да се желае по отношение на ефективността. Едно време в почти всички двутактови двигатели буталото играеше ролята на разпределителен орган, но в съвременните дизайни тази функция се възлага на по-сложни и ефективни устройства.

Подобрен дизайн на двутактови двигатели

Влияние върху газовия поток Една от причините за неефективността на гореописания двутактов двигател е непълно почистване на отработените газове. Останали в цилиндъра, те пречат на проникването на целия обем на прясната смес и следователно намаляват мощността. Съществува и свързан проблем: прясна смес от продухвателния порт влиза директно в изходния порт и, както бе споменато по -рано, за да се сведе до минимум това, портът за продухване на порта насочва сместа нагоре.

Бутала с дефлектор

Ефективността на почистване и икономията на гориво могат да бъдат подобрени чрез създаване на повечеефективен газов поток вътре в бутилката. В ранните етапи подобренията в двутактовите двигатели бяха постигнати чрез придаване на буталната корона на специална форма, за да се отклони сместа от входа към главата на цилиндъра - този дизайн се нарича бутало с дефлектор. " Използването на объркани бутала при двутактови двигатели обаче е краткотрайно поради проблеми с разширяването на буталата. Разсейването на топлината в горивната камера на двутактов двигател обикновено е по-високо от това на четиритактовия двигател, тъй като горенето се случва два пъти по-често, освен това главата, горната част на цилиндъра и буталото са най-горещите части на двигателя. Това води до проблеми с термичното разширение на буталото. Всъщност буталото е оформено по време на производството така, че да е малко по-различно от обиколката и да е заострено нагоре (профил с овална цев), така че когато се разширява с промените в температурата, то става кръгло и цилиндрично. Добавянето на асиметрична метална издатина под формата на дефлектор на дъното на буталото променя характеристиките на нейното разширение (ако буталото се разширява прекалено в грешна посока, може да заседне в цилиндъра), а също така води до претеглянето му с изместване на масата от оста на симетрия. Този недостатък стана много по -очевиден, тъй като двигателите бяха подобрени за работа при по -високи обороти.

Видове прочистване на двутактови двигатели

Духане на контур

Тъй като буталото с дефлектор има твърде много недостатъци и плоско или леко заоблено дъно буталото не е силно засегнато от движението на входящата смес или изтичащите отработени газове, беше необходима друга опция. Той е разработен през 30-те години на миналия век от д-р Е. Шнурле, който го е измислил и патентовал (въпреки че, разбира се, първоначално го е проектирал за двутактов дизелов двигател). Издухателните прозорци са разположени един срещу друг на стената на цилиндъра и са насочени под ъгъл нагоре и назад. По този начин входящата смес удря задната стена на цилиндъра и се отклонява нагоре, след което, образувайки контур отгоре, пада върху отработените газове и допринася за изместването им през изходящия прозорец. Следователно, добро издухване на цилиндъра може да бъде постигнато чрез регулиране на позицията на отворите за продухване. Формата и размерът на каналите трябва да бъдат внимателно обмислени. Ако каналът е направен твърде широк, буталният пръстен, заобикаляйки го, може да падне в прозореца и да заседне, като по този начин причини повреда. Следователно размерът и формата на прозорците са направени така, че да гарантират безпроблемно преминаване на коловоза покрай прозорците, а някои широки прозорци са свързани в средата с преграда, която служи като опора за пръстените. Друг вариант е да използвате повече и по -малки прозорци.

В момента има много опции за местоположението, броя и размера на прозорците, които са изиграли голяма роля за увеличаване на мощността на двутактовите двигатели. Някои двигатели са оборудвани с продухване и портове с единствената цел да подобрят продухването, те се отварят малко преди да се отворят основните отвори за продухване, които захранват по -голямата част от прясната смес. Но това е всичко засега. какво може да се направи за подобряване на газообмена, без да се използват скъпи части в производството. За да продължите да подобрявате производителността, е необходимо по -точно да контролирате фазата на пълнене.

Suzuki позволява на клапана TW Lobe

Венчелисткови клапани

Във всеки дизайн на двутактови двигатели подобрената ефективност и икономичността на гориво означава, че двигателят трябва да работи по-ефективно, което изисква максималното количество гориво, което трябва да се изгори (оттук и максималната мощност) при всеки ход на двигателя. Остава проблемът със сложното отстраняване на целия обем отработени газове и пълненето на цилиндъра с максимален обем прясна смес. Докато процесите на обмен на газ се подобряват в рамките на двигателя с бутало като разпределителен елемент, е невъзможно да се гарантира пълно пречистване на отработените газове, останали в цилиндъра, и обемът на входящата свежа смес не може да се увеличи с цел да се улесни изместването на отработените газове. Решението е да се напълни коляновата камера с повече смес чрез увеличаване на обема й, но на практика това води до по -малко ефективно издухване. Повишаването на ефективността на продухване изисква намаляване на обема на коляновата камера и по този начин ограничаване на пространството, предназначено за пълнене със сместа. Така че вече е намерен компромис и трябва да се търсят други начини за подобряване на производителността. При двутактов двигател, в който ролята на корпуса на клапана е отредена на буталото, част от въздушно-горивната смес, подавана към коляновата камера, неизбежно ще се загуби, тъй като буталото започва да се движи надолу по време на горенето. Тази смес се връща обратно във всмукателния отвор и по този начин се губи. Необходим е по -ефективен начин за контрол на входящата смес. Загубата на смес може да бъде предотвратена чрез използване на венчелистче или диск (макара), или комбинация от двете.

Клапанът на клапата се състои от метален корпус на клапана и седалка, фиксирана на повърхността му суплътнение от синтетичен каучук. Два или повече венчелистчета са прикрепени към корпуса на клапана, тези венчелистчета са затворени при нормални атмосферни условия. В допълнение, за да се ограничи движението на венчелистчето, се монтират ограничителни плочи, по една за всяко венчелистче на клапана, които служат за предотвратяване на счупването му. Тънките венчелистчета обикновено са изработени от гъвкава (пружинна) стомана, въпреки че екзотичните материали на базата на фенолна смола или фибростъкло стават все по -популярни.

Клапанът се отваря чрез огъване на венчелистчетата до ограничителните плочи, които са проектирани да се отварят веднага щом има положително диференциално налягане между атмосферата и коляновата камера; това се случва, когато буталото, движещо се нагоре, създава вакуум в картера. По този начин се подава максималното количество смес и се предотвратява всеки обратен поток. Допълнителната маса на сместа запълва цилиндъра по -пълно и издухването е по -ефективно. Първоначално венчелистчевите клапани бяха адаптирани за използване на съществуващи бутални двигатели с синхронизация на клапаните, което доведе до значителни подобрения в ефективността на двигателя. В някои случаи производителите са избрали комбинация от два дизайна: един - когато двигателят с бутало в ролята на корпус на клапана. допълнен с венчелист вентил за продължаване на процеса на пълнене през допълнителни канали в коляновата камера след като буталото затвори основния канал, ако нивото на налягане в картера на двигателя позволява. В друг дизайн, на повърхността на полата на буталото са направени прозорци, за да се отърве най -накрая от контрола, който буталото има над каналите; в този случай те се отварят и затварят единствено от действието на венчелистчето. Развитието на тази идея означаваше, че вентилът и входящият отвор могат да бъдат прехвърлени от цилиндъра към картера. Обезсърчителните предупреждения, че венчелистчетата на клапаните ще се напукат и задържат вътре в двигателя, се оказаха до голяма степен неоснователни. Преместването на входа има редица предимства, основното от които е това. че потокът от газ в картера става по -свободен и следователно по -голямо количество смес може да влезе в камерата на коляновия вал. Това се улеснява до известна степен от инерцията (скоростта и теглото) на входящата смес. Тъй като входът се изнася от цилиндъра, ефективността може да бъде допълнително подобрена чрез смесване на отворите (ите) за продухване до оптималното положение за продухване. Разбира се, през последните години основното разположение на венчелистчетата е претърпяло обширни изследвания и са се появили сложни проекти. съдържащи двустепенни венчелистчета и многолопастни клапанни тела. Последните разработки в областта на венчелистчетата са свързани с материалите, използвани за венчелистчетата, както и с положението и размера на венчелистчетата.

Дискови клапани (разпределение на макарата)

Дисковият клапан се състои от тънък стоманен диск, закрепен към коляновия вал с ключ

Или сплайнове по такъв начин, че да се въртят заедно, Той се намира извън всмукателния отвор между карбуратора и капака на картера така. така че в нормално състояние каналът се припокрива от диска, За да се извърши запълването в желаната област от цикъла на двигателя, се изрязва сектор от диска. Докато коляновият вал и дисковият клапан се въртят, всмукателният отвор се отваря, когато отрязаната част преминава канала, което позволява на сместа да влезе директно в картера. След това каналът се затваря с диск, предотвратявайки изхвърлянето на сместа обратно в карбуратора, когато буталото започва да се движи надолу.

Очевидните предимства на използването на дисков вентил включват по -точен контрол на началото и края на процеса (участъкът или секторът на диска заобикаля канала) и продължителността на процеса на пълнене (т.е. размера на изрязаната част на диска, пропорционална на времето за отваряне на канала). Дисковият клапан също така позволява използването на голям входящ диаметър и гарантира безпрепятствено преминаване на сместа, навлизаща в коляновата камера. За разлика от венчелистков клапан с достатъчно голям корпус на клапана, дисковият клапан не създава никаква пречка във всмукателния канал и следователно обменът на газ в двигателя се подобрява. Друго предимство на дисковия клапан се появява при спортните велосипеди е времето, необходимо за промяна, за да съответства на работата на двигателя за различни пътеки. Основният недостатък на дисковия клапан е техническа трудност, изискваща малки производствени допуски и липса на адаптивност, тоест неспособността на клапана да реагира на променящите се изисквания на двигателя като вентил с венчелистчета. В допълнение, всички дискови клапани са уязвими от въздушни отпадъци, попадащи в двигателя (фини частици и прах се утаяват върху уплътнителните канали и надраскват диска). Въпреки това. дисковите клапани работят много добре на практика и обикновено осигуряват значително увеличение на мощността при ниски обороти на двигателя в сравнение с конвенционалния бутален двигател.

Комбинирано използване на венчелистчета и дискови клапани

Неспособността на дисковия клапан да отговори на променящите се нужди на двигателя накара някои производители да обмислят използването на комбинация от дискови и лопатни клапани за постигане на висока гъвкавост на двигателя. Следователно, когато условията налагат, налягането в картера затваря клапана на венчелистчетата, като по този начин затваря всмукателния отвор на манивелата, въпреки че изрязаната секция (сектор) на диска все още може да отвори всмукателния отвор от страна на карбуратора.

Използване на бузата на коляновия вал като дисков клапан

Интересен вариант на дисковия клапан се използва от няколко години на редица двигатели за скутери. Веспа... Вместо да използват отделен клапан, за да изпълнят своята роля, производителите използваха стандартен колянов вал. Равнината на дясната буза на маховика е много прецизно обработена, така че когато коляновият вал се върти, хлабината между него и картера е няколко хилядни от инча. Всмукателният отвор е разположен точно над маховика (при тези двигатели цилиндърът е хоризонтален) и по този начин е покрит от ръба на маховика. Машинирането на прорез в частта на маховика може да отвори порта в дадена точка от цикъла на двигателя, точно както с традиционен дисков клапан. Въпреки че полученият вход е по -малко прав, отколкото би могъл да бъде, на практика тази система работи много добре. В резултат на това двигателят доставя полезна мощност в широк диапазон от обороти на двигателя и остава технически прост.

Местоположение на разтоварващия порт

в много отношения всмукателната и изпускателната система на двутактов двигател са много тясно свързани. В предишните параграфи обсъдихме методите за подаване на сместа и отстраняване на отработените газове от цилиндъра. През годините дизайнерите и изпитателите са установили, че фазите на отработените газове могат да окажат също толкова голямо влияние върху работата на двигателя, колкото фазите на всмукване. Фазите на отработените газове се определят от височината на изходящия отвор в стената на цилиндъра, тоест когато той е затворен и отворен от буталото, докато се движи нагоре и надолу в цилиндъра. Разбира се, както във всички останали случаи, няма единна разпоредба, която да обхваща всички режими на двигателя. Първо, зависи за какво ще се използва двигателят, и второ, как се използва този двигател. Например за един и същ двигател оптималната височина на изпускателния отвор е различна при ниски и високи обороти на двигателя и при по -внимателно разглеждане може да се каже, че същото важи и за размерите на канала и директно за размерите на изпускателната тръба. В резултат на това в производството са разработени различни системи с променливи характеристики на изпускателната система по време на работа на двигателя, за да съответстват на променящите се скорости на въртене. Такива системи се появиха в (YPVS), (ATAS). (KIPS), (SAPC), Cagiva(CTS) и Априлия(RAVE). Системи и са описани по -долу.

Система за занитване на Yamaha - YPVS

В основата на тази система е самият захранващ вентил, който по същество е въртящ се вентил, монтиран в цилиндровата обвивка, така че долният му ръб да съответства на горния ръб на изходния отвор. При ниски обороти на двигателя клапанът е в затворено положение, което ограничава ефективната височина на прозореца: това подобрява ниската и средната производителност. Когато оборотите на двигателя достигнат предварително определено ниво, вентилът се отваря, увеличавайки ефективната височина на прозореца, което подобрява работата при високи скорости . Положението на захранващия вентил се контролира от сервомотора с помощта на въже и ролка. Устройство за управление YPVSi - получава данни за ъгъла на отваряне на клапана от потенциометъра на сервомотора и данни за оборотите на двигателя от блока за управление на запалването; тези данни се използват за генериране на правилния сигнал към задвижващия механизъм на серво мотора (виж фиг. 1.86). Забележка: Моторите за офроуд на компанията използват малко по-различна версия на системата поради ниската мощност на батерията: захранващият клапан се задвижва от центробежен механизъм, монтиран на коляновия вал.

Пълна система за клапани на Kawasaki - KIPS

Системата има механично задвижване от центробежен (сачмен) регулатор, монтиран на коляновия вал.Вертикалната връзка свързва задвижващия механизъм с управляващия прът на захранващия вентил, инсталиран в цилиндровата обвивка. Два такива захранващи клапана са разположени в спомагателните канали от двете страни на главния всмукателен отвор и са свързани към задвижващия прът с помощта на пиньон и рейка. Докато задвижващият прът се движи „от една страна на друга“, клапаните се въртят, за да отворят и затворят спомагателните канали в цилиндъра и резонаторната камера, разположена от лявата страна на двигателя. Системата е проектирана така, че при ниска скорост спомагателните канали се затварят с клапани, за да се осигури краткосрочно отваряне на канала. Левият клапан отваря резонаторната камера към изтичащите отработени газове, като по този начин увеличава обема на разширителната камера. При високи обороти клапаните се завъртат, за да отворят двата спомагателни прохода и да увеличат времето за отваряне на прохода, като по този начин осигуряват по -висока пикова мощност. Резонаторната камера се затваря от клапан от лявата страна, намалявайки общия обем на изпускателната система. Системата KIPS осигурява подобрена производителност при ниски и средни скорости чрез намаляване на височината на канала и по -голяма изпускателна система и при високи скорости, чрез увеличаване на височината на изходящия отвор и по -малка изпускателна система. Впоследствие системата беше подобрена чрез въвеждане на междинна предавка между задвижващия прът и един от клапаните, което осигурява въртенето на клапаните в противоположни посоки, както и добавянето на плосък захранващ вентил в предния ръб на изпускателния отвор . При по-големите модели стартирането и ниските обороти са подобрени чрез добавяне на профил на дюзата в горната част на клапаните.

Камера за подобряване на въртящия момент на Honda - ATAS

Системата, използвана в моделите на компанията, се задвижва от автоматичен центробежен регулатор, монтиран на коляновия вал. Механизмът на зъбчатите колела предава сила от регулатора към вентила ATAC, монтиран в цилиндровата обвивка. Камерата HERP (Resonant Energy Pipe) се отваря от клапана ATAC при ниски обороти на двигателя и се затваря при високи обороти на двигателя.

Система за впръскване на гориво

Очевидно очевидният метод за решаване на всички проблеми, свързани с пълненето на горивната камера на двутактов двигател с гориво и въздух, да не говорим за проблемите с високия разход на гориво и вредните емисии, е да се използва система за впръскване на гориво. Ако обаче горивото не се подава директно в горивната камера, все още остават присъщите проблеми с фазата на зареждане и ефективността на двигателя. Проблемът с директното впръскване на гориво в горивната камера е. това гориво може да се доставя само след затваряне на всмукателните отвори, поради което остава малко време за пулверизиране и пълно смесване на горивото с въздуха в цилиндъра (който идва от картера, както при традиционните двутактови двигатели). Това поражда друг проблем, тъй като налягането в горивната камера след затваряне на изпускателния отвор е високо и се натрупва бързо, поради което горивото трябва да се подава при още по -високо налягане, в противен случай то просто няма да изтече от инжектора . Това изисква доста голяма горивна помпа, което води до проблеми, свързани с увеличено тегло, размер и цена. Априлиярешиха тези проблеми, като използваха система, наречена DITECH, базирана на дизайн от австралийска компания, Peugeot и Kymmco разработиха подобна система. Инжекторът в началото на цикъла на двигателя подава струя гориво в отделна затворена спомагателна камера, съдържаща сгъстен въздух (подава се или от отделен компресор, или през канал с възвратен клапан от цилиндъра). След като изпускателният отвор се затвори, спомагателната камера комуникира с горивната камера през клапана или дюза и сместа се подава директно към свещта. Aprilia твърди, че намалява емисиите с 80%, постигнато чрез намаляване на не 60% разход на масло и 50% разход на гориво, в допълнение , скоростта на скутер с такава система е с 15% по -бърза на същия скутер със стандартен карбуратор.

Основното предимство на използването на директно инжектиране е, че. че в сравнение с конвенционален двутактов двигател не е необходимо предварително смесване на горивото с маслото за смазване на двигателя. Смазването се подобрява, тъй като маслото не се промива от лагерите от горивото и следователно е необходимо по -малко масло, което води до намаляване на токсичността. Изгарянето на гориво също се подобрява и се намалява натрупването на въглерод върху буталата, буталните пръстени и в изпускателната система. Въздухът все още се подава през картера (дебитът му се определя от дроселната клапа, свързана с дроселовата клапа на мотоциклета) Това означава, че маслото все още гори в цилиндъра и смазването и смазването не са толкова ефективни, колкото бихме искали. Резултатите от независими тестове обаче говорят сами за себе си. Всичко, което сега е необходимо, е да се осигури подаване на въздух, заобикаляйки манивеларната камера.

Прочети статията: 880

Kart Design - Форсиране на двигатели

Няма да има готови рецепти за усилване на конкретни типове двигатели. Всички двигатели са различни, размерите на отделните елементи (например изпускателната система) ще се променят на различни шасита, а характеристиките също ще се променят. Следователно някои специфични рецепти, в които въпреки това ще останат много бели петна, могат да доведат само до безполезна работа.

По -специално ще бъдат разгледани основите на теорията за процесите, протичащи в двигателя, със специален акцент върху онези въпроси, които са основни при форсирането на двигателя. Разбира се, в предложената глава се разглеждат само онези раздели от теорията, познаването на които е необходимо, така че начинаещ фен на картинг да не развали двигателя в опит да изтръгне от него максимална мощност. Дадени са и общи препоръки относно посоките, по които трябва да се извършват модификации на двигателя, за да се постигнат положителни резултати. Общите инструкции са илюстрирани с примери от практическа работа по усилване на картинг двигатели. Освен това са дадени редица забележки и практически препоръки относно привидно малки промени, въвеждането на които ще подобри работата на двигателя, ще увеличи неговата надеждност и ще ни спаси от понякога скъпото учене от собствените ни грешки.

Фази на разпределение на газ

Времето на вентила се изразява с ъглите на въртене на коляновия вал, при които съответните прозорци на цилиндъра се отварят и затварят. При двутактов двигател помислете за три фази: отваряне на всмукателния отвор, отваряне на изпускателния отвор и отваряне на байпасните отвори (Фигура 9.3).

Фазата на отваряне на прозорец, например изпускателен, е ъгълът на въртене на коляновия вал, измерен от момента, в който горният ръб на буталото отвори изпускателния прозорец, до момента, в който буталото, движейки се назад, се затвори прозореца. По същия начин можете да определите фазите на отваряне на други прозорци.

Ориз. 9.3. Диаграми на времето на клапана:

а-симетрични; б - асиметрични; OD и ZD - отваряне и затваряне на входа. OP и ZP - байпас отваряне и затваряне; OW и ZW - издаване и закриване на проблеми; a, y- ъгли на отваряне съответно на входните и изходните прозорци; B - ъгъл на отваряне на байпасните прозорци

Ориз. 9.4. Сравнение на времеви участъци (площ под криви) за прозорци с различни форми

При конвенционален бутален двигател всички прозорци се отварят и затварят с бутало, така че диаграмата на времето на клапана е симетрична (или почти симетрична) около вертикалната ос (фиг. 9.3, а).При картинг двигатели, в които манивеларната камера е пълна с горима смес с помощта на въртяща се макара, фазата на всмукване може да не зависи от движението на буталото, поради което диаграмата на времето на клапана обикновено е асиметрична (фиг. 9.3, б).

Времето на клапана е сравнима стойност за двигатели с различни ходове на буталата, тоест те служат като универсални характеристики. При сравняване на двигатели със същия ход на буталото, времето на вентила може да бъде заменено с разстояния от прозорците, например до горната равнина на цилиндъра.

В допълнение към времето на вентила, важен параметър е така наречената времева секция. Когато прозорецът се отваря постепенно от буталото, формата на канала зависи от това как се увеличава отворената повърхност на прозореца, в зависимост от ъгъла на завъртане на коляновия вал (или времето). Колкото по -широк е прозорецът, толкова повече повърхност ще се отвори, когато буталото се премести надолу. За същото време през прозореца ще премине по -голямо количество горива смес. Препоръчително е, когато прозорецът се отваря от буталото, неговата площ веднага да е възможно най -голяма. В много двигатели за това прозорецът се удължава нагоре. Това постига ефекта на бързо отваряне на прозореца, без да се увеличава неговата повърхност.

Диаграмата на растежа на отворената повърхност на прозорци с различни форми в зависимост от времето при постоянен FW на двигателя е показана на фиг. 9.4. Общата площ на прозорците е еднаква и в двата случая. Площта под кривите на диаграмата характеризира стойността на времевия участък. За прозорец с неправилна форма часовият участък е по-голям.

Системи за продухване на цилиндри

Ориз. 9.10. Схема на системи за продухване на цилиндри и съответни цилиндрични огледални почиствания:

а - двуканална система; б - триканална система; в - четириканална система; d - петканална система

Системите за продухване на цилиндри, използвани в картинг двигателите, са схематично показани на фиг. 9.10. Разположението на байпасните прозорци при сканирането на огледалото на цилиндъра е показано до всяка от системите: дву-, три-, четири- и петканални. При двигатели, където пълненето на картера се контролира от бутало, покрива и не затваря всмукателния отвор. В този случай входът не е направен в цилиндъра и става възможно да се постави допълнителен байпасен канал.

Ролята на изпускателната система

При двутактовия двигател изпускателната система играе огромна роля, състояща се от изпускателна тръба (в цилиндъра и зад цилиндъра), разширителна камера и шумозаглушител. В момента, в който изпускателният отвор е отворен, в цилиндъра има известно налягане, което се намалява в изпускателната система. Газът се разширява, появяват се ударни вълни, които се отразяват от стените на разширителната камера. Отразените ударни вълни предизвикват ново повишаване на налягането в близост до изпускателния отвор, в резултат на което част от отработените газове отново навлизат в цилиндъра (фиг. 9.11).

Ориз. 9.11. Схематично представяне на последователни изпускателни фази:

а - отваряне на изходния прозорец; б - пълно отваряне на прозореца; в - затваряне на прозореца

Изглежда, че би било по -изгодно да се получи вакуум на изхода, когато той е напълно отворен. Това ще доведе до изпомпване на газовете от бутилката и по този начин ще напълни бутилката с прясна смес. В този случай обаче част от тази смес, заедно с отработените газове, ще попадне в изходящата тръба. Следователно е необходимо да се постигне повишено налягане в изходящия отвор, когато е затворен. В този случай горимата смес, която е попаднала в изпускателната тръба заедно с отработените газове, ще бъде върната в цилиндъра, което значително ще подобри пълненето му. Това се случва, след като буталото затвори байпасните отвори. Както при всмукателната система, вълновите явления в изпускателната система имат положителен ефект само в близост до резонансната CV. Чрез промяна на размерите и особено дължината на изпускателната система е възможно също така да се оформят характеристиките на скоростта на двигателя. Ефектът от промените в размера на изпускателната система върху работата на двигателя е по -значителен от промяната в размера на всмукателната система.

Основи на горенето

За по -добро разбиране на работата на двигателя е необходимо да се кажат няколко думи за процесите, протичащи в горивната камера на двигателя. Нарастването на налягането в цилиндъра зависи от протичането на процеса на горене, което определя мощността на двигателя.

Резултатите от изгарянето на гориво, възприемани като работа на коляновия механизъм, зависят преди всичко от състава на горимата смес. Теоретично идеалният състав на горимата смес е така нареченият стехиометричен състав, тоест такъв, в който сместа съдържа толкова много гориво и кислород, че след изгарянето няма гориво или кислород в отработените газове. С други думи, цялото гориво в горивната камера ще изгори и целият кислород, съдържащ се в горимата смес, ще бъде изразходван за нейното изгаряне.

Ако имаше излишък от въздух в горивната камера (липса на гориво), тогава този излишък не би могъл да подпомогне процеса на горене. Това обаче би се превърнало в допълнителна маса газ, която трябва да се „изпомпва“ през двигателя и да се нагрява с помощта на топлина, която без тази допълнителна маса би повишила температурата и следователно налягането в бутилката. Горима смес с излишен въздух се нарича постна.

Липсата на въздух (или излишното гориво) е също толкова неблагоприятна. Това би довело до непълно изгаряне на горивото и в резултат на това до по -малко енергия. След това излишното гориво преминава през двигателя и се изпарява. Горима смес с недостиг на въздух се нарича богата.

На практика за получаване на най -висока мощност е препоръчително да се използва леко богата смес. Това се дължи на факта, че в горивната камера винаги се образуват локални неоднородности в състава на горимата смес, произтичащи от факта, че е невъзможно да се постигне идеално смесване на гориво с въздух. Оптималният състав на сместа може да се определи само емпирично.

Обемът на горимата смес, засмукан в цилиндър всеки път, се определя от работния обем на този цилиндър. Но масата на въздуха в този обем зависи от температурата на въздуха: колкото по -висока е температурата, толкова по -ниска е плътността на въздуха. По този начин съставът на горимата смес зависи от температурата на въздуха. Поради това е необходимо да "настроите" двигателя в зависимост от времето. В горещ ден топлият въздух влиза в двигателя, следователно, за да се поддържа правилния състав на горимата смес, трябва да се намали подаването на гориво. В студен ден масата на входящия въздух се увеличава, така че трябва да се подава повече гориво. Трябва да се отбележи, че влажността на въздуха също влияе върху състава на горимата смес.

В резултат на всичко това температурата дори на идеалния състав на сместа при тези условия значително влияе върху степента на запълване на коляновата камера. При постоянен обем на картера при по -висока температура, масата на горимата смес ще бъде по -малка и следователно след изгарянето й ще има по -ниско налягане в цилиндъра. Поради това явление те се опитват да придадат на елементите на двигателя такава форма, особено на картера (оребрени), за да постигнат максималното им охлаждане.

Изгарянето на сместа в горивната камера става с определена скорост; по време на горенето коляновият вал се върти под определен ъгъл. Налягането в цилиндъра се увеличава с изгарянето на сместа. Препоръчително е да се получи най -високото налягане в момента, в който работният ход на буталото вече е започнал. За да се постигне това, сместа трябва да се запали малко по -рано, с определен напредък. Този напредък, измерен с ъгъла на коляновия вал, се нарича момент на запалване. Често е по -удобно да се измерва времето на запалване по разстоянието, което буталото трябва да измине до горната мъртва точка.

Обхват от модификации

Преди да започнем работа по двигателя, трябва да решим каква цифра искаме да постигнем. В пет-, шестстепенни двигатели от състезателната категория можем да се стремим да увеличим CW, въпреки че е известно, че в резултат на това CW с максимален въртящ момент се доближава до CW с максимална мощност; намаляваме обхвата на работните обороти, търсейки повече мощ в замяна.

При двигатели от популярната категория, а това са двигатели Damba с обем 125 см 3 с тристепенна скоростна кутия, не трябва да се стремим към постигане на твърде висока CV, необходимо е да се постигне най-голям диапазон на работна CV. При такива двигатели (използвайки собствени компоненти и възли) е възможно да се постигне мощност над 10 kW при скорост на въртене от порядъка на 7000-8000 об / мин.

Необходимо е също така да се определи обхвата на подобренията, които ще извършим. Трябва да знаете предварително дали това ще бъде въвеждането на подобрения в двигателя в процес на разработка, или обхватът на модификациите ще бъде толкова широк, че в крайна сметка ще получим практически нов двигател със запазване на няколко оригинални (но модифицирани ) единици, както се изисква от правилата.

Ако приемем ревизията на двигателя, трябва да се даде предимство на онези операции, които значително ще увеличат производителността на двигателя. Не си струва обаче (поне на този етап от работата) да се предвижда извършването на такива операции, които изискват значителен труд и за които е известно предварително, че ще дадат незначителни резултати. Такива операции включват полиране на всички отвори на цилиндъра на двигателя, въпреки факта, че съществува общо мнение за ефективността на тази операция. Стендовите тестове на много двигатели показаха, че полирането на отворите на цилиндрите увеличава мощността на двигателя с 0,15-0,5 kW. Както можете да видите, усилията, положени за тази работа, са напълно несъизмерими с резултатите.

Ето операциите, които несъмнено ще повлияят на увеличаването на производителността на двигателя: увеличаване на степента на компресия; промяна във времето на вентила; промяна на формата и размера на каналите и прозорците на цилиндрите; правилен избор на параметрите на всмукателната и изпускателната система; оптимизиране на времето за запалване.

Промяна на степента на компресия

Увеличаването на степента на компресия, получено чрез намаляване на обема на горивната камера, води до увеличаване на мощността на двигателя. Увеличаването на степента на компресия води до увеличаване на налягането на горене в цилиндъра чрез увеличаване на налягането на компресия, подобряване на циркулацията на сместа в горивната камера и увеличаване на скоростта на горене.

Степента на компресия не може да бъде увеличена до произволна стойност. Той е ограничен от качеството на използваното гориво и термичната и механична якост на компонентите на двигателя. Достатъчно е да се каже, че с увеличаване на ефективния коефициент на компресия от 6 на 10, силите, действащи върху буталото, почти се удвояват; тоест натоварването например на коляновия механизъм се удвоява.

Като се вземе предвид здравината на частите на двигателя и детонационните свойства на наличните горива, не се препоръчва използването на геометрично съотношение на компресия, по -голямо от 14. Увеличаването на степента на компресия до тази стойност изисква не само премахване на уплътнението (ако има такова), но и оформяне на цилиндровата глава, а понякога и на цилиндъра. За да улесните изчисляването на обема на горивната камера за различни степени, можете да използвате диаграмата, показана на фиг. 9.17. Всяка от кривите се отнася до специфично изместване на цилиндъра.

Ориз. 9.17. Диаграма на зависимостта на степента на компресия a от обема на горивната камера V 1 = 125 cm 3 и V 2 -50 cm 3

При някои двигатели със сравнително ниско съотношение на компресия може да се увеличи значително само чрез механична обработка. В този случай горивната камера се стопява и обработва отново. Той също така ви позволява да промените формата на камерата. Повечето съвременни двигатели, използвани в картинга, имат горивна камера под формата на шапка. Тази форма не трябва да се променя при промяна на двигателя.

Единственият начин за точно определяне на обема на горивната камера е да се напълни с двигателно масло през отвора на свещта (фиг. 9.18) с буталото в горната мъртва точка. При този метод на измерване обемът на запушалката трябва да се извади от обема на излятото масло. Обемът на дупката за свещ за свещ с къса нишка е 1-1,1 cm ’1, за свещ с дълга нишка-1,7-1,8 cm 3.

Уплътненията на главата на цилиндъра или изобщо не се използват в състезателни двигатели, или се заменят с тънки медни пръстени. И в двата случая фугиращите повърхности на цилиндъра и главата трябва да бъдат шлифовани. Използването на уплътнения от материал с нисък коефициент на топлопроводимост е противопоказано, тъй като това ще възпрепятства изтичането на топлина от горната част на цилиндровата обвивка, която носи значителен термичен товар, към главата и нейните охлаждащи ребра. Уплътнението на главата на цилиндъра в никакъв случай не трябва да излиза в горивната камера. Изпъкналият ръб на уплътнението ще се нагрее и ще стане източник на запалване.

Ориз. 9.18. Определяне на обема на горивната камера

Октановото число на използвания бензин трябва да съответства на степента на компресия. Трябва обаче да се има предвид, че степента на компресия не е единственият фактор, който определя евентуалната детонация на горивото.

Детонацията зависи от протичането на горивния процес, от движението на сместа в горивната камера, от метода на запалване и пр. Видът гориво за определен двигател се избира емпирично. Въпреки това, няма смисъл да се използва високооктаново гориво за двигател с ниско съотношение на компресия, тъй като работата на двигателя не се подобрява.

Издухване на цилиндъра

Изборът на подходящ момент на вентила в двутактов двигател е от голямо значение за отстраняване на отработените газове от цилиндъра и запълването му с прясна смес. Освен това е необходимо да се насочат струите на сместа, идващи от байпасните прозорци, така че да преминават през всички ъгли на цилиндъра и горивните камери, като издухват останалите отработени газове от тях и ги насочват към изходящия прозорец.

За да се увеличи CW на двигателя и в резултат на това неговата мощност, е необходимо значително да се разшири фазата на отработените газове или по -скоро да се увеличи разликата между фазите на отработените газове и продухването. В резултат на това се увеличава времето, през което отработените газове се разширяват от цилиндъра. В този случай, в момента на отваряне на байпасните прозорци, цилиндърът вече е празен, свежият заряд, влизащ в него, само леко се смесва с остатъчните отработени газове.

Фазата на освобождаване се увеличава поради изместването (изрязването) на горния ръб на прозореца. Фазата на освобождаване в състезателните двигатели достига 190 ° в сравнение със 130-140 ° в серийните двигатели. Това означава, че горният ръб може да бъде отрязан с няколко милиметра. Трябва обаче да се има предвид, че в резултат на увеличаване на височината на изходящия отвор, ходът на буталото, върху което се извършва работата, намалява. Следователно увеличаването на височината на изходящия отвор се изплаща само ако загубите в работата на буталото се компенсират чрез подобряване на издухването на цилиндъра.

Поради целесъобразността да се постигне максимална разлика между фазите на отработените газове и продухването, ъгълът на отваряне на отворите за продухване обикновено остава непроменен.

Размерът и формата на байпасните канали и прозорци оказват значително влияние върху качеството на продухването. Посоката на входа на сместа в цилиндъра от байпасния канал трябва да съответства на приетата система за продухване (виж параграф 9.2.4, фиг. 9.10). В дву- и четириканалните системи за издухване струите на горимата смес, влизащи в цилиндъра, са насочени над буталото към стената на цилиндъра срещу изходящия отвор, а в четириканалната система струите, излизащи от прозорците, разположени по-близо до изходният отвор обикновено е насочен към оста на цилиндъра. В системи с три или пет байпасни порта един прозорец трябва да бъде разположен срещу изходния прозорец, каналът на този прозорец трябва да насочва потока от горимата смес нагоре под минимален ъгъл към стената на цилиндъра (Фигура 9.19). Това е необходимо условие за ефективното действие на тази допълнителна струя, което обикновено се получава чрез намаляване на нейното напречно сечение, както и по -късното отваряне на този прозорец.

Производството на допълнителен (трети или пети) порт е правило за двигатели с въртяща се макара или мембранна клапа. При двигатели, в които пълненето на коляновата камера се контролира от бутало, всмукателният отвор е разположен на мястото на класическия трети (или пети) байпас. В такива двигатели може да има допълнителни байпасни канали, а входният отвор трябва да има подходяща форма; подобно решение е показано на фиг. 9.20. В този двигател са направени три допълнителни малки байпасни порта, свързани с общ байпасен канал, входът към който се намира над входящия порт. Необходимата фаза на всмукване се осигурява тук чрез съответната форма на всмукателния отвор.

Ориз. 9.19. Влияние на формата на третия байпасен канал върху движението на заряда в цилиндъра:

а - неправилна форма; б- правилна форма

Когато на конвенционален двигател е монтирана въртяща се макара, става възможно да се направи байпас в цилиндъра срещу изходния отвор. Тук е удобно да се направи силно извит къс канал (фиг. 9.21, а),потокът от сместа, в който се затваря за известно време от полата на буталото.

Недостатъкът на това решение е, че движението на буталото нарушава нормалния поток на горимата смес, но има две важни предимства: малкият обем на канала само леко увеличава обема на коляновата камера, а горимата смес, преминавайки през буталото, охлажда го перфектно. На практика такъв канал може лесно да се направи, както следва. В цилиндъра са направени два отвора (байпасният прозорец и входът на канала), на това място се режат ребрата и се завинтва облицовката с канала, прорязан през него (фиг. 9.21.6). Можете също да опитате да изрежете вертикален жлеб в огледалото на цилиндъра между входа на канала и прозореца, ширината на канала е равна на ширината на канала. В този случай обаче движението на буталото надолу ще доведе до известно турбулизиране на горимата смес в канала (фиг. 9.21, в).

Байпасните канали трябва да се стесняват към отворите в цилиндъра.

Ориз. 9.21. Допълнителен байпасен канал със сместа, протичаща през буталото:

а - принцип на действие; б - част от канала преминава през външната подложка; в - канален разрез в огледалото на цилиндъра

Входът към байпаса трябва да има площ с 50% по -голяма от байпаса. Очевидно е, че промяната в напречното сечение на канала трябва да се извърши по цялата му дължина. Ъглите на прозорците и напречните сечения на канала трябва да бъдат заоблени с радиус 5 mm, за да се увеличи ламинарният поток.

Всякакви грешки при свързване на части от канали, разположени в различни части на двигателя, са неприемливи. Тази забележка се отнася предимно до кръстовището на цилиндъра с картера на двигателя, където уплътнението може да се превърне в източник на допълнителна турбуленция на сместа, и съединенията на входящите и изходящите тръби с цилиндъра. Вихри в потока на сместа могат да възникнат и на мястото на свързване на отлитата обвивка на цилиндъра с отлитата или пресована втулка (фиг. 9.22). Разминаванията в размерите на тези места несъмнено трябва да бъдат коригирани.

При някои двигатели прозорците на цилиндъра са разделени с ребро. Това се отнася главно за всмукателните и изпускателните отвори. Не се препоръчва да се намалява дебелината на тези ребра и, още повече, да се отстраняват, когато площта на прозореца се увеличи. Тези ребра предотвратяват проникването на буталните пръстени в широките прозорци и следователно от счупване. Допустимо е само да се опрости реброто на всмукателния отвор, но само от външната страна на цилиндъра.

Ориз. 9.22. Нарушения на движението на таксата, причинени от неправилно

относителното положение на гилзата на цилиндъра и кожуха на отлития цилиндър

Невъзможно е да се даде недвусмислена рецепта за получаване на определени ефекти от модификациите. Като цяло може да се каже, че увеличаването на отварянето на изходния прозорец увеличава мощността на двигателя, като едновременно увеличава CW на максимална мощност и максимален въртящ момент, но стеснява обхвата на работещите CW. Увеличаването на размера на прозорците и напречните сечения на каналите в цилиндъра има подобен ефект.

Тези тенденции са добре илюстрирани от промените в характеристиките на скоростта на двигателя (фиг. 9.23) с обем 100 см (диаметър на цилиндъра 51 мм, ход на буталото 48,5 мм), получени в резултат на промени в размерите и времето на вентила ( Фиг. 9.24). На фиг. 9,24, ададени са размерите на прозорците, при които двигателят развива максимална мощност (криви Н Аи М дна фиг. 9.23). Фазата на отработените газове е 160 °, фазата на продухване е 122 °, а фазата на всмукване е 200 °. Входният прозорец се отваря на 48 ° от TDC и се затваря на 68 ° от TDC. Диаметърът на дифузора на карбуратора е 24 cm.

На фиг. 9,24, бразмерите на прозорците са показани, при които се постига най -големият работен диапазон на NW (виж фиг. 9.23, криви N Bи М в).Фазата на отработените газове е 155 °, фазата на продухване е 118 °, а фазата на всмукване е 188 °, засмукването се отваря под ъгъл 48 ° след BDC и се затваря под ъгъл 56 ° след TDC. Диаметърът на дифузора на карбуратора е 22 мм.

Трябва да се отбележи, че относително малките промени в размерите и времето на вентила значително променят характеристиките на двигателя. При двигателя Аповече мощност, но е практически безполезна при скорости под 6000 об / мин. Опция Vприложим в много по -широк диапазон на CW и това е основното предимство на двигател без скоростна кутия.

Въпреки че разглежданият пример се отнася за двигател от клас, който не се използва в Полша, той илюстрира добре връзката между формата на прозорците и отворите на цилиндъра и параметрите на неговата работа. Трябва обаче да помним, че дали нашите модификации са довели до желаните резултати, ще разберем едва след като са завършени и двигателят е проверен на щанда (или субективно по време на работа). Подготовката на състезателен двигател е безкраен цикъл от модификации и проверки на резултатите от тази работа, нови модификации и проверки, а всъщност други двигателни агрегати (карбуратор, изпускателна система и т.н.) също оказват огромно влияние върху характеристиките на двигателя, чиито оптимални параметри могат да се определят само емпирично ...

Необходимо е също така да се подчертае огромното значение на геометричната симетрия на всички прозорци и канали в цилиндъра. Дори леко отклонение от симетрията ще има отрицателен ефект върху движението на газовете в цилиндъра. Лека разлика във височината на байпасните отвори от двете страни на цилиндъра (фиг. 9.25) ще доведе до асиметрично движение на сместа и ще наруши работата на цялата продухваща система. Отличен индикатор, който ви позволява директно да оцените правилността на посоката на потоците смес, идващи от байпасните отвори, са следи по дъното на буталото. След известно време на работа на двигателя, част от буталната корона е покрита със слой сажди. Същата част от дъното, която се измива от струите прясна горива смес, влизаща в цилиндъра, остава блестяща, сякаш е била измита.

Ориз. 9.25. Влияние на разликите във височината на обходните прозорци

от двете страни на цилиндъра върху симетрията на движението на заряда

Бутало и бутални пръстени

Ориз. 9.28. Зависимостта на пропускателната способност на входящия канал на карбуратора от форумите на неговата секция

Съвременните двигатели използват бутала, изработени от материал с нисък коефициент на линейно разширение, така че хлабината между буталото и цилиндровата обвивка може да бъде малка. Ако приемем, че хлабината около обиколката и дължината на полата на буталото в нагрят двигател ще бъдат еднакви навсякъде, тогава след охлаждане буталото ще се деформира. Следователно буталото трябва да получи подходяща форма дори по време на обработката, което се извършва на практика. За съжаление тази форма е твърде сложна и може да се получи само на специални машини. От това следва, че формата на буталото не може да се променя чрез ключарски операции и всички видове завъртане на буталната пола с пила или острилка, които се използват навсякъде след забиване на буталото, ще доведат до загуба на буталото правилна форма. При спешна нужда може да се използва такова бутало, но няма съмнение, че взаимодействието му с огледалото на цилиндъра ще бъде много по -лошо.

Необходимо е да се предупреди да не се използва шкурка за аварийно почистване на полата на буталото. Зърна от абразивен материал се вкопчват в мекия материал на буталото, след което изплакват цялото огледало на цилиндъра. Това ще доведе до това, че цилиндърът ще трябва да се пробие до следващия извънгабаритен размер.

Приблизителното разпределение на температурата върху буталото е показано на фиг. 9.29. Най -големият топлинен товар пада отдолу и отгоре, особено отстрани на изходния прозорец. Температурата на долната част на полата е по -ниска и зависи преди всичко от формата на буталото. Формата на вътрешната повърхност на буталото трябва да бъде такава, че да няма стеснения в напречното сечение на буталото, които да възпрепятстват преноса на топлина (фиг. 9.30). Топлината от буталото към цилиндъра се предава през буталните пръстени и точките на контакт на полата на буталото с цилиндъра.

За да се намали масата на буталото и по този начин да се намалят силите, които забележимо се увеличават при високи обороти на двигателя, е възможно да се отстрани част от материала вътре в буталото, но само в долната му част. Обикновено долният ръб на буталото завършва с рамо вътре, което е технологичната основа за обработка на буталото. Това мънисто може да бъде премахнато, оставяйки дебелината на полата в този момент около 1 мм. Дебелината на стената на буталото трябва да се увеличава плавно към дъното. Можете леко да увеличите изрезите в буталната пола под босовете. Формата и размерите на тези изрези трябва да съвпадат с изрезите в долната част на цилиндровата обвивка (фиг. 9.31). За да промените часовия участък, най-лесно е да подрежете долния ръб на буталото отстрани на всмукателния отвор, въпреки че изборът на подрязаното количество е по-труден.

За да се намали топлинното натоварване на горния бутален пръстен, се препоръчва да се направи байпасен жлеб над него с ширина 0,8-1 мм и дълбочина 1-2 мм. Понякога между пръстените се прави подобен жлеб (или дори два). Тези прорези насочват топлинния поток към дъното на буталото, намалявайки температурата на буталните пръстени.

Като цяло нямаме възможност да променим външния вид и подреждането на пръстените. Можем да контролираме само пролуката в ключалката (изрязването) на пръстена, която не трябва да надвишава 0,5% от диаметъра на цилиндъра. Необходимо е също така внимателно да се определи ъгловото положение на бравите, така че те никога да не падат върху прозорците, когато буталото се движи (фиг. 9.32). При извършване на работа по цилиндъра също е необходимо да се вземе предвид положението на ключалките на буталния пръстен.

Понякога се използва прост метод за намаляване на еластичността на буталния пръстен чрез скосяване от вътрешните му ръбове. Това гарантира по -добро прилягане на пръстените към отвора на цилиндъра. Този метод е особено полезен при смяна на пръстени без смилане на цилиндъра.

Колянов механизъм

Както вече споменахме, в двигателя 501 -Z3Aпрепоръчително е да пренаредите бузите на коляновия вал. След разглобяване с преса трябва да се извършат следните операции над вала.

1. Задълбочете в бузите на гнездата на вала за долната глава на свързващия прът до дебелината на допълнителните дискове, прикрепени към външната повърхност на бузите (фиг. 9.35, размер д).

2. Изстискайте оста на оста от бузите до дебелината на допълнителните
дискове.

3. Намалете дебелината на свързващия прът (фиг. 9.36) на шлифовъчната машина. Ръчната обработка се използва само за довършителни работи.
Дебелината може да бъде намалена дори до 3,5 мм, при условие че съединителната пръчка е полирана. Всяка драскотина на свързващия прът е концентратор на напрежение, от който може да започне разпространението на пукнатини. Освен това всички филета трябва да се правят много внимателно. При промяна на свързващия прът е препоръчително да се направят прорези в горните и долните глави, за да се подобри достъпа на сместа до лагерите.

4. Съкратете коляновия щифт до размера с(Фиг. 9.36), равна на ширината на вала след пренареждане на бузите, но преди закрепване на допълнителни дискове. Щифтът трябва да се скъси от двете страни, това ще позволи на носещите ролкови пътеки да останат на старото си място.

5. Претеглете горната и долната глава на свързващия прът, както е показано на фиг. 9.37.

6. Сглобете коляновия вал. Натискането на коляновия щифт може да се извърши с помощта на преса или голям менгеме.

Разбира се, след такова сглобяване е трудно да се постигне подравняване на валовете на оста. Грешката може да бъде открита чрез прилагане на стоманена плоча към една от бузите (фиг. 9.38), която ще изостава от другата буза. Това може да бъде коригирано чрез удряне на една от бузите с чук (Фигура 9.39). По -точно ще проверим изтичането на вала, когато той се върти в лагерите. На полуос, покрита с тебешир, граверът ще посочи местата, на които трябва да се намали изтичането (фиг. 9.40). Когато сглобявате вала, не забравяйте да поддържате празнина между долната глава на свързващия прът и бузите на вала. Тази празнина трябва да бъде най -малко 0,3 мм. Твърде малък хлабина в много случаи е причината за захващане на лагера на свързващия прът.

7. Балансирайте коляновия вал. Това става чрез статичен метод. Ще поставим вала върху призми и като окачим тежестта в горната глава на свързващия прът, ще изберем балансираната маса (да не се бърка с теглото на тежестта), така че валът да остане в покой във всяко положение . Масата на грузилото е частта от масите, участващи в възвратно -постъпателното движение, която трябва да бъде балансирана. Да предположим, че масата на горната глава на свързващия прът е 170 g, а масата на буталото с пръстени и бутален щифт е 425 g. Буталната маса е 595 g. Ако приемем, че коефициентът на баланс е 0,66, получаваме, че масата, който трябва да бъде балансиран, е равен на 595X0.66 = 392.7 г. Изваждайки от тази стойност масата на горната глава на свързващия прът, получаваме масата на тежестта G, окачена на главата.

Състоянието на статично равновесие на коляновия вал се постига чрез пробиване на отвори в бузите на вала от страната, която е прекалено затегната.

8. Направете допълнителни стоманени дискове и ги прикрепете към вала с три MB винта с вдлъбнати конусни глави. Преди да монтирате дисковете, препоръчително е да смажете равнината на съединението с вала с уплътнител. Бройте винтовете чрез щанцоване.

Добавяме, че допълнителни дискове могат да бъдат прикрепени не към вала, а неподвижно към вътрешните стени на картера. Въпреки това, поради хлабавото прилягане на диска към стената, преносът на топлина може да се влоши. Трябва да се отбележи, че изместването на бузите на коляновия вал не изключва използването на тънка "подкова".

Преди да започнете модификациите на цилиндъра, трябва да направите инструмент за измерване на времето на вентила, като използвате за тази цел кръгъл гониометър с 360 ° скала (фиг. 9.42). Инсталирайте транспортира на коляновия вал на двигателя и прикрепете телена стрелка към двигателя.

За да определите недвусмислено времето на отваряне и затваряне на прозорците, можете да използвате тънка тел, поставена през прозореца в цилиндъра и притисната от буталото в горния ръб на прозореца. Дебелината на жицата едва ли ще повлияе на точността на измерването, но този метод ще улесни работата. Той е особено полезен при определяне на ъгъла на отваряне на всмукателния отвор.

Вземането на отпечатъци от огледалото на цилиндъра значително ще улесни работата по промяна на времето на вентила и размера на каналите и прозорците. Такова впечатление може да се получи, както следва:

поставете парче картон вътре в цилиндъра и го регулирайте така, че да лежи точно по огледалото на цилиндъра; горният му ръб трябва да съвпада с горната равнина на цилиндъра;

с тъпия край на молив изстискайте очертанията на всички прозорци;

върху картона, изваден от цилиндъра, получаваме отпечатък на огледалото на цилиндъра; изрежете показаните прозорци в картона по линиите на отпечатъците.

При полученото сканиране на огледалото на цилиндъра можете да измерите разстоянието от ръбовете на прозорците до горната равнина на цилиндъра и да изчислите съответстващия им момент на клапана (използвайки формулите, намиращи се във всяка книга за двигателите).

Сега нека да разгледаме как да фиксираме новия момент на клапана в модифициран двигател. За да направите това, задайте необходимите ъгли на гониометъра на свой ред, като всеки път измервате разстоянието от горния ръб на буталото до горната равнина на цилиндъра. Измерените разстояния се прилагат към предварително направения модел.

Сега можем да очертаем новата форма на прозорците и след това да ги изрежем върху шаблона. Остава само да вмъкнете шаблона в цилиндъра и да увеличите прозорците, така че формата им да съвпада с проектираните. Използването на модел ще ни спести от необходимостта да проверяваме многократно ъглите при уголемяване на прозорците.

Ориз. 9.42. Прост гониометър за измерване на времето на вентила

Фази на разпределение на газ

Разположението на каналите и времето на вентила на двигателя

Буталното движение (нагоре и надолу) на буталото на двигателя му позволява да действа като въздушен компресор. Първоначално сместа въздух / гориво се придвижва в картера под буталото, а след това преминава в цилиндъра (над буталото), където се компресира и запалва. Веднага след изгарянето на газовете температурата и налягането се повишават бързо. Това налягане задвижва буталото до долната страна на хода му, където отработените газове в крайна сметка се изчистват. Звучи просто, но много прецизно проектиране на канала - форма, размер, позиция и време - е от съществено значение, ако искате да постигнете значителна производителност на двигателя.

Отводнителната врата преминава сместа от чист въздух / гориво в цилиндъра преди изгарянето, докато отработените газове се изчистват през отвора за отработените газове.

БАЗИТЕ

Ако сте достатъчно любопитни, за да разглобите двигателя си, вероятно сте виждали дупки в обшивката и коляновия вал. Тези дупки са известни като канали или дупки и в двутактов двигател те имат 3 функции:

1. Всмукване - Позволява на чист въздух / горивна смес да влиза в картера под буталото.

2. Байпас - движение на сместа въздух / гориво от картера до цилиндъра над буталото.

3. Отработени газове - Тук изгорелите газове излизат от двигателя след изгаряне.

Отворите се отварят и затварят от движението на буталото и коляновия вал и за разлика от двигателите с механични клапани, те не изискват допълнителна енергия от двигателя, за да функционират.

Дупките, които виждате, са необходими за правилното функциониране на двутактовия двигател.

ВИДОВЕ НА КАНАЛИ

ВХОД.Автомобилните двигатели използват всмукателна система, базирана на въртящ се клапан на коляновия вал. Как работи: Отвор, направен във вестника на вала, се подравнява с отвора за всмукване на въздух в корпуса на двигателя (под карбуратора) при всяко завъртане на вала. Сместа въздух / гориво преминава през отворен отвор в повърхността на коляновия вал и след това през канал в центъра на коляновия вал и накрая в картера на двигателя.

Всмукателният отвор в коляновия вал "измерва" колко въздух и гориво влизат в двигателя. След това сместа въздух / гориво влиза в картера през канал в центъра на коляновия вал.

BYPASS ДУПКИ.Тези отвори са направени в стената на цилиндъра и се затварят последователно и се отварят с бутало. Сместа въздух / гориво от картера (под буталото) се движи през байпасните канали извън цилиндъра към байпасните отвори.

Двутактовите двигатели на автомобили използват различни комбинации от байпас. Може да има от две до 10-11 байпасни отвора с различни форми и размери - плюс отвор за отработени газове или отвори (да, може дори да има множество отвори за отработени газове).

МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ НА ШНУРЛЕНИ КАНАЛИ:Двутактовите двигатели използват различни конфигурации на байпас и изпускателен отвор, но подобни на себе си двигатели използват основна конфигурация, известна като канална система Schnurle, така че ще обсъдим само тази опция.

В системата Schnurle двата байпасни порта са насочени нагоре и далеч от единствения изпускателен отвор, който се намира между тях. Сместа от прясно гориво умишлено се насочва към най -отдалечената точка от изпускателния отвор. В този момент прясната смес се завърта към цилиндровата глава и изтласква отработените газове през изпускателния отвор.

Отворите на Schnurle насочват сместа въздух / гориво от изпускателния отвор.

УСИЛВАЩА ДУПКА:Отворът за усилване е важно подобрение в основното разположение на каналите на Schnurle. Той е разположен срещу изпускателния отвор и лесно се различава от останалите отвори на цилиндъра с острия ъгъл нагоре. Усилвателният отвор не само създава друг път, по който въздушно -горивната смес може да влезе в цилиндъра, но също така го прави под ъгъл, който насочва сместа към подгревната свещ в горната част на цилиндъра. Това допринася за по -добро пълнене на цилиндрите и подобрено продухване на отработените газове.

Усилвателният порт е противоположен на изпускателния. Неговият остър нагоре ъгъл помага за насочване на свежия въздух / горивна смес към подгревната свещ в горната част на цилиндъра.

МНОГО - НЕ ВИНАГИ ДОБРО:По -важно от броя на портовете са времето на клапаните (т.е. когато портовете се отварят и затварят), продължителността (колко дълго остават отворени) и площта (размера на порта), така че не се впечатлявайте от броя на рекламираните портове за даден двигател. Правилно проектиран 3-канален двигател може да бъде по-мощен от лошо проектиран 7-канален двигател.

Правилно проектираните канали спомагат за насочването на потока от въздушно -горивната смес и отработените газове. Повече канали понякога се равняват на по -голяма мощност, но не винаги.

ЕТАПИ НА РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ НА ГАЗ

Времето на вентила показва точките в цикъла на двигателя, в които отворите се отварят и затварят. Тези точки обикновено се измерват от TDC (горна мъртва точка) или BDC (долна мъртва точка), от тази, до която буталото е по -близо.

В допълнение към отварянето и затварянето на отворите, времето на вентила ни казва колко дълго отворът остава отворен (продължителност). Това е важно при определяне на работната скорост на двигателя, високоскоростните двигатели движат газовете по -дълго от двигателите с ниска скорост.

Повечето експерти измерват отварянето и затварянето на отворите в степени на въртене на коляновия вал. Някои дизайнери и инженери използват система, която измерва отварянето и затварянето на отворите като процент от TDC (TDC). Въпреки че има технически предимства при използването на последната система, първата е най -често използваната.

За измерване на събитията от времето на вентила, колелото на гониометъра е прикрепено към коляновия вал. Стационарният габарит се подравнява с измервателното колело и точно съответства на позицията на буталото при TDC, осигурявайки измервания на всмукателната, байпасната и изпускателната фаза.

Всичко, от което се нуждаете, за да започнете да измервате времето на разпределителния вал на вашия двигател, е удължител, стрелка и здрава стойка на двигателя. Този метод се използва от всички дизайнери на двигатели за картографиране на времето на клапаните и намиране на потенциални подобрения.

КАНЦИ И ПРОЧИСТВАНЕ

В терминологията на двигателя „прочистване“ означава измиване на обема - с други думи, изчистване на отработените газове от цилиндъра и преместване на сместа от чист въздух / гориво от картера до цилиндъра. За дизайнера на двигатели почистването на цилиндъра от отработените газове е само половината от проблема, докато подмяната на тези газове със смес от чист въздух и гориво е друг проблем.

Когато двигателят работи, част от прясната смес, прехвърлена в цилиндъра, се смесва с издуханите отработени газове и намалява ефективността и мощността на двигателя. Много канални системи са били изпробвани през годините, за да се сведе до минимум това смесване и замърсяване, дизайнът е подобрен, но това явление продължава да влияе върху работата на двутактовите двигатели. Размерът, позицията и посоката на тези дупки определят колко успешно ще бъде издухването и колко добре ще работи двигателят.

Сместа въздух / гориво изтича от байпасния отвор вляво, запълва цилиндъра за следващия цикъл на горене и помага за „издухване“ на отработените газове през отвора за отработени газове вдясно.

ЕТАПИ НА РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ НА ГАЗ

При двутактов двигател се случват няколко събития едновременно. Те се припокриват и си влияят един на друг, а ефектът им е трудно да се проследи, просто като се погледне времето на вентила. Диаграмата за синхронизация на клапаните прави тези числа по -лесни за разбиране.

В примера на диаграмата изпускателният отвор се отваря на 80 градуса преди BDC (BBDC). Също така е 100 градуса след TDC (ATDC). Тъй като изпускателният отвор се отваря по -близо до BDC, фазата се измерва от това положение. Общото време за отваряне (продължителност) на всеки канал се определя чрез добавяне на отделни завъртания.

ПРАКТИЧНА УПОТРЕБА

Двигателят Mungen MT12, използван за задвижване на Yokomo GT-4R, показва плоска мощност, въпреки че има много значително увеличение на пиковата мощност. Това беше постигнато чрез оптимизиране на времето на клапана за състезания.

Наскоро говорих с известния експерт по модификация на двигателя Денис Ричи от Тексас. Денис модифицира стотици двигатели за лодките и колите на своите клиенти всяка година, всъщност той модифицира двигателя на Steve Pond Mugen MT12 за Yokomo GT-4R и той работи много добре. Той любезно отдели времето си за дискусия относно каналите, времето на вентила и модификациите на канала.

Денис Ричи вижда значителна разлика във философията за синхронизиране на клапаните между скъпи двигатели с 12 и 15 работен обем и 21 двигателя с работен обем. Според Денис малките двигатели имат много по -консервативни времена на клапаните.

Ето един типичен пример:

• INLET - отваря се на 40 градуса след BDC, затваря се на 48 градуса След TDC, продължителност 188 градуса.
• ИЗХОД - отваря се на 78 градуса преди BDC, затваря на 78 градуса След BDC, продължителност 156 градуса.
• BYPASS - отваря се на 60 градуса Преди BDC, затваря на 60 градуса След BDC, продължителност 120 градуса.

Той каза: „Въпреки че продължителността на отработените газове и байпаса е малко ниска, най -голямото увеличение на производителността при високи обороти идва от по -дългото време на всмукване“. Според моите изчисления, ако входящият отвор остане непроменен и затварянето напредне до около 65 градуса след TDC (ATDC), тогава времето за всмукване се разширява до 205 градуса - увеличение с 9%. Най -добрите двигатели с работен обем.21 (3.44 куб.см) винаги имат усъвършенствано синхронизиране на клапаните.

Ето някои типични моменти за усъвършенстван 21 -кубиков двигател. инч (3.44 cc):
- прием 210 градуса;
- изпускателна система 180 градуса;
- байпас 126 градуса.

Денис каза, че тези двигатели "безопасно" използват гориво с 30% нитрометан и след модификации пиковата им мощност е между 33 000 и 34 000 об / мин.

Байпасните и изпускателните отвори позволяват на сгъстен газ да излиза от горната и долната част на буталото по време на цикли на двигателя. Да имаш достатъчно време (продължителност на фазата) за това е само половината от историята. Наличието на достатъчно голяма дупка (площ на дупката) е другата половина. Казано по друг начин: времето, необходимо за преместване на определено количество газ през отвора, зависи от площта на отвора.

Една аналогия може да бъде полезна: 50 души имат 30 секунди да напуснат помещенията, след като прозвучи пожарна аларма. Ако вратата е напълно отворена, те лесно ще напуснат стаята в рамките на определеното време. Ако вратата е дефектна и само частично отворена, хората все още могат да излязат, но на вратата има смачкване, което ще позволи на максимум 35 души да напуснат помещенията в определеното време. Аритметиката показва, че частично отворена врата ще позволи само 70% от хората да напуснат в определеното време. Подобна ситуация съществува и при газовете, които се опитват да преминат през байпасните и изпускателните отвори. Ако потокът е твърде ограничен, отворът може да се разшири, за да се увеличи неговата площ, или да се направи по -висок, за да се увеличи както неговата площ, така и продължителността на фазата. Всяко решение има различен ефект. Решаването кое е най -доброто е предмет на дълго проучване и опит.

Повечето модификации на двигателя имат за цел да увеличат мощността. Най -лесният начин да направите това е да ускорите работата на двигателя. При увеличаване на максималните обороти каналите остават отворени за по -кратко време. Въз основа на опит с конкретен двигател, модификаторът разширява отвора или увеличава височината му - или комбинация от двете. Тази практика е известна като "пренасяне" (промяна на канали или дупки).

Формите, размерите и позициите на отворите са много важни за работата на двигателя и не можете да направите една промяна, без да повлияете на работата на двигателя на друго място. Винаги е компромис.