Distribuirea supapelor unui motor în doi timpi. Mecanism de distribuție a gazului pentru motoarele în doi timpi. De ce se realizeaza intarzierea si avansul actionarii supapei?

Fazele de distribuție a gazelor la motoarele în patru timpi.
Rezumat de la Mikhail Sorokin (alias Sharoka)

Supapa de evacuare începe să se deschidă la sfârșitul procesului de expansiune cu un avans față de BDC cu un unghi Фо.в ~ 30 -75 de grade. Și se închide după TDC cu o întârziere cu unghiul Фз.в, când pistonul se deplasează în cursa de umplere la BDC. Începutul deschiderii și închiderii supapei de admisie sunt, de asemenea, deplasate în raport cu punctele moarte: deschiderea începe înainte de PMS cu un avans cu unghiul Фо.вп, iar închiderea are loc după BDC cu o întârziere cu unghiul Фз.вп la începutul cursei de compresie. Majoritatea proceselor de evacuare și umplere sunt separate, dar la TDC, supapele de admisie și de evacuare sunt deschise în același timp. Durata suprapunerii supapelor este scurtă pentru motoare cu piston... Durata totală a schimbului de gaze este de 400-520 de grade. , este mai mare pentru motoarele de mare viteză.

Perioadele de schimb de gaze.

Perioadele de schimb de gaze se disting în funcție de direcția și viteza în supapele de admisie sau de evacuare și de direcția de mișcare a pistonului.

Lansare gratuită. De la începutul deschiderii supapei de evacuare la BDC, eliberarea liberă continuă. Ieșirea gazelor din cilindru cu creșterea volumului acestuia se produce datorită faptului că presiunea la începutul eliberării și până la BDC este mai mare decât în ​​conducta de evacuare. Temperatura gazelor din cilindru la începutul cursei de evacuare este de 1300 -700 de grade. Viteza de scurgere a gazului 720 - 550 m/sec. La BDC, temperatura și viteza sunt reduse la valorile tipice pentru eliberarea forțată.

Eliberare forțată. Continuă de la BDC la TDC.
Viteza medie în fanta supapei este de 80–250 m / s. Presiunea din cilindru la începutul deschiderii supapei de admisie este mai mare decât presiunea din galeria de admisie, produsele de ardere curg simultan prin supapa de evacuare și supapa de admisie care se deschide, așa-numita injecție a produselor de ardere în apare galeria de admisie. Distribuția continuă după TDC. Prin urmare, umplerea începe cu o întârziere.

Umplere. De la TDC la BDC, are loc umplerea. Viteza în fanta supapei este de 80-200 m / s.

Alimentarea cu combustibil. Câmp BDC - când pistonul se mișcă în direcția PMS în cursa de compresie - presiunea în cilindru rămâne pentru ceva timp mai mică decât presiunea din fața supapei de admisie, în ciuda scăderii volumului cilindrului

Procese de aprindere și ardere

Procesele oxidative sunt procesele de mutare a electronilor de pe orbitele atomilor sau ionilor unei substanțe oxidante către orbitele atomilor sau ionilor unui agent oxidant. Pentru o astfel de mișcare a electronilor este necesară energie, care este furnizată moleculelor la începutul reacției sub formă de energie cinetică în timpul coliziunilor. Numărul de ciocniri și energia acestora depind de concentrația reactanților din amestec și de temperatură și pot fi determinate pentru amestecuri omogene și eterogene din legile fizicii moleculare.

Dezvoltarea teoriei oxidării hidrocarburilor a fost inițiată de teoria oxidării peroxidului, propusă de A. N. Bach în 1897, conform căreia oxidarea are loc prin formațiuni intermediare de peroxizi, care au o capacitate de oxidare mai mare decât oxigenul molecular.

Teoria hidrochilației propusă în 1903 a fost un început vizibil în înțelegerea secvenței reacțiilor intermediare. Conform acestei teorii, la un moment dat moleculele de oxigen se descompun în atomi, iar aceștia din urmă sunt introduși între atomii de carbon și hidrogen ai hidrocarburilor cu formarea de molecule care conțin grupa OH și accelerând procesele oxidative.

NN Semenov în 1927 a exprimat ideea posibilității reacțiilor în lanț (a căror existență a fost descoperită de V. Nernst în 1919) în timpul oxidării hidrocarburilor. Această idee a fost ulterior dezvoltată într-o teorie coerentă a proceselor oxidative în lanț, explicând procesele de aprindere și ardere a combustibililor și combinând teoriile peroxidului și hidroxilării.

Conform acestei teorii, oxidarea are loc printr-o succesiune de reacții intermediare de formare a produselor intermediare care realizează tranziția sistemului de reacție de la starea inițială la produsele finale. Astfel de produse intermediare pot fi peroxizi, molecule și „fragmentele” lor cu grupa OH, atomi de hidrogen și oxigen, radicali liberi OH, CH, CH2. Cei mai activi din punct de vedere chimic dintre ei (atomi, radicali) joacă un rol foarte important ca centre de reacție activi: apariția unuia dintre ei poate antrena o masă avalanșă de transformări în sistemul de reacție, în care produsele finale de oxidare și mai puțin active. molecule saturate de compuși hidrocarburi-oxigen (aldehide, alcooli, aminoacizi), contribuind la formarea din ce în ce mai mulți centri activi.

În funcție de condițiile din zona de reacție, reacție în lanț neramificată sau ramificată... În primul caz, în loc de un centru activ, se formează unul nou, iar reacția continuă până când reactivii sunt consumați sau reacția se încheie ca urmare a condițiilor locale nefavorabile (există un număr mic de ciocniri de particule active de produse intermediare datorate unei concentrații scăzute de reactivi sau unei temperaturi scăzute, care încetinește acțiunea catalitică a unor reactivi, pereții camerei de ardere).

În al doilea caz, ca rezultat al reacției într-un centru activ, se pot forma doi sau mai mulți centri activi noi; în consecinţă, reacţia de oxidare se auto-accelerează, în ciuda faptului că concentraţiile de reactivi au început deja să scadă. Procesul este accelerat, deoarece energia de coliziune crește și, ca urmare a fragmentării moleculelor, crește numărul de centre de reacție. Cu o reacție în lanț ramificată, viteza de ardere ar putea crește rapid la infinit. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă, deoarece o parte din ramurile din reacție se rupe (în principal lângă pereții camerei de ardere), iar numărul de particule care intră în reacție scade pe măsură ce amestecul este consumat. După ce a atins valoarea maximă, viteza de reacție va începe să scadă.

După ce un număr suficient de molecule intră în reacție, îndepărtarea căldurii din sarcină în pereți și pentru evaporarea combustibilului va fi compensată de căldura de oxidare eliberată (momentul de echilibru termic) și așa-numita critică. temperatura Гкр, sau temperatura de aprindere a amestecului, la atingerea căreia o creștere generală rapidă a temperaturii și presiunii. Momentul echilibrului termic poate fi văzut dacă indicatorul de presiune înregistrează mai întâi schimbarea presiunii în cameră fără injecție de combustibil și apoi în timpul injecției.

La înregistrarea presiunii cu un senzor suficient de sensibil puteți vedea că după punctul în care a început injecția de combustibil, linia de presiune va merge mai întâi sub linia de compresie fără injecție de combustibil, iar apoi la punctul 2 va trece linia de compresie și va începe rapid să crească. Decalajul conductei de presiune la începutul injecției se explică prin consumul de căldură pentru încălzire și evaporarea picăturilor de combustibil injectat; dacă senzorul de presiune nu este foarte sensibil, atunci diferența de presiune din cameră cu și fără injecție de combustibil poate fi trecută cu vederea, deoarece acestea se vor îmbina într-o singură linie. Cu toate acestea, la un moment dat, corespunzător punctului 2. liniile se vor despărți. Prin urmare, se remarcă existența unei perioade latente de procese de oxidare între punctele 1 și 2, când arderea este, parcă, absentă sau este întârziată în comparație cu alimentarea cu combustibil. Această perioadă se numește perioada de inducție sau perioada de întârziere a aprinderii combustibilului și este notată cu Ti (în secunde) sau Fi (în grade).

Unghiul Фi măsurat conform diagramei indicatorului va depinde de sensibilitatea senzorului de presiune: cu cât este mai sensibil și cu cât partea de înregistrare a indicatorului fixează mai precis semnalul senzorului, cu atât unghiul Фi va fi mai mic și cu atât mai precis. se va stabili. Este clar că unghiul Фi depinde de proprietățile fizico-chimice ale combustibilului și de condițiile de desfășurare a proceselor oxidative în cameră. Un studiu mai profund al proceselor din perioada de autoaprindere a combustibilului folosind metode chimice, optice și ionice a permis să se stabilească că în teoria lanțului termic a aprinderii la conditii diferite procesele în lanț sau termice pot predomina, drept urmare A.S. Sokolik a prezentat ipoteze de aprindere cu mai multe etape la temperatură joasă până la temperatură înaltă într-o singură etapă.

Conform teoriei aprinderii la temperatură joasă, în primul rând, în cameră se dezvoltă procese de oxidare înainte de flacără cu formarea de produse intermediare într-un volum suficient de mare al amestecului. În acest caz, căldura nu este eliberată suficient pentru o accelerare bruscă a reacțiilor de oxidare; În plus, transformările au loc într-un proces în mai multe etape cu acumularea, ca urmare a lipsei locale de oxigen, mai întâi de alcooli, aldehide (formaldehidă HCHO, acroleină CH2 CHCHO, acetal-aldehidă sau acetaldehidă CH3CHO), monoxid de carbon și apoi peroxizi și radicali. Ca urmare a unor astfel de procese, în camera de ardere apare o așa-numită flacără rece, o strălucire albastră, care este rezultatul excitației optice a moleculelor de formaldehidă și a radicalului HCO. În această perioadă de timp TI ( orez. 54, curba 1) presiunea din camera nu creste sau chiar scade; temperatura la care începe și se termină strălucirea este de 440–670 K, practic neschimbată.

În a doua perioadă, m3, are loc procesul de oxidare a aldehidelor și formarea peroxizilor de tip nou, mai activi din punct de vedere chimic; o creștere a presiunii asupra halei deltei P a flăcărilor devine vizibilă ca urmare a creșterii temperaturii flăcării reci (de la câteva zeci la sute de grade).

Ulterior, apare o strălucire secundară, mai intensă; acumularea de peroxizi, radicali si atomi activi duce la o explozie termica locala la sfarsitul perioadei si formarea unui centru de ardere. Astfel de procese în timpul perioadei de întârziere a autoaprinderii combustibilului cu o predominanță caracteristică a transformărilor chimice în mai multe etape în lanț au loc la temperaturi relativ scăzute și depind puțin de temperatură; în acest caz, perioada TI scade odată cu creșterea temperaturii și depinde puțin de presiune, în timp ce perioada T2, dimpotrivă, crește odată cu creșterea temperaturii și scade odată cu creșterea presiunii.

Aprinderea în mai multe etape la temperatură joasă este caracteristică parafinelor și naftenelor și are loc în motoarele diesel, în timp ce cu cât este mai mare numărul de cetanic al combustibilului, cu atât perioada m este mai scurtă. Astfel de focare se pot forma în cameră și chiar și într-o torță există mai multe în punctele în care cele mai favorabile condiții pentru aceasta sunt create de o combinație de temperatură, presiune și compoziția amestecului care se modifică în timpul formării focarelor de ardere. (de la un «0, 1 la început până la a = 1 la sfârșit) , de obicei sub suprafața flăcării, la o anumită distanță de duza duzei în zona de temperaturi ridicate (din partea laterală a canalelor de evacuare, deasupra suprafetele incalzite).

Durata acesteia și numărul focarelor de ardere formate, după cum arată experimentele, depind puțin de finețea atomizării combustibilului, deoarece chiar și cu o atomizare foarte grosieră, există un număr suficient de picături mici pentru aprindere. O creștere a unghiului de avans al injecției de combustibil prelungește perioada de întârziere a aprinderii pentru toate tipurile de combustibil, deoarece procesele de încălzire, evaporarea combustibilului și accelerarea reacțiilor chimice încep la temperaturi mai scăzute; intensificarea turbulențelor crește perioada Тi datorită scăderii temperaturii și concentrației vaporilor de combustibil într-un punct probabil de formare a unui centru de ardere.

Aprinderea la temperatură înaltă (curba 2) are loc la temperaturi inițiale ridicate (800 - 1200 K) și este un proces continuu de transformări chimice în lanț auto-accelerabile ca urmare a degajării de căldură. Un șoc termic puternic, care accelerează procesele care conduc la formarea unui centru de ardere, poate fi realizat printr-o descărcare electrică între electrozii bujiilor la o tensiune de (8-15) 103 V. ... Aceasta înseamnă că în acest volum procesele de încălzire, dezintegrare, ionizare a moleculelor de combustibil și oxigen și aprindere au loc atât de rapid (prin starea plasmei), încât se încadrează în perioada de descărcare, a cărei durată nu depășește (1–2) 10 ~ 5 s. . Este firesc să presupunem că acest lucru este posibil într-un amestec omogen, suficient de omogen.

Dacă volumul centrului de ardere format este suficient de mare, iar timpul de existență a acestuia este suficient pentru a încălzi și a aprinde straturile din jur ale amestecului, atunci procesul de ardere începe să se răspândească, iar după un timp t; (perioada de întârziere la aprindere) pe diagrama indicatorului de presiune, se va putea observa separarea liniei de presiune în procesul de începere a leziunii de linia de presiune de compresie, care poate fi scrisă cu contactul oprit. Dacă volumul scaunului de ardere și durata suportului acestuia prin descărcare s-au dovedit a fi insuficiente, atunci focarul se stinge și arderea nu se dezvoltă.

Experimentele au arătat că perioada de întârziere la aprindere depinde de tipul de combustibil, de compoziția amestecului, de temperatura și presiunea amestecului la sfârșitul compresiei, precum și de puterea descărcării electrice. Cu cât temperatura de aprindere a combustibilului și stabilitatea termică a acestuia sunt mai mici, cu atât perioada de întârziere a aprinderii este mai scurtă; perioada de întârziere scade odată cu îmbogățirea amestecului (la a = 0, 4 –0, 6 și mai jos), o creștere a temperaturii și presiunii amestecului scade Тi, o creștere a puterii de descărcare scade Тi cu atât mai mult, mai nefavorabile alte condiţii de autoaprindere sunt.

Aprinderea la temperatură ridicată este comună la toate motoarele electrice cu aprindere, precum și la motoarele diesel care utilizează combustibili cu conținut ridicat de aromate.

La motoarele cu aprindere electrică, formarea unui centru de ardere ca urmare a acțiunii unei scântei este însoțită de saturarea volumului acestuia cu produse de ardere și formarea unui strat - o interfață între amestecul incombustibil și rezultatul. produse de ardere. Ca rezultat al difuziei, moleculele de combustibil și de oxidant intră în acest strat din partea amestecului, iar produsele de ardere și căldura din partea sursei de ardere. Așa-numitul front de flacără laminar ( orez. 55, a) cu o grosime de la 6 la câteva zecimi de milimetru și o suprafață de câțiva milimetri pătrați. Temperatura din acest strat se modifică brusc de la Tcm la Gvs. care contribuie la accelerarea proceselor de difuzie si formarea unei zone de incalzire cu grosimea bn u, o zona de reactii chimice cu grosimea b, in care concentratiile moleculelor de combustibil Cn si oxigen Co scad treptat. Flacăra începe să se deplaseze spre amestecul combustibil perpendicular pe suprafața frontală cu așa-numita viteză normală Ui.

Experimentele cu bombe au stabilit că propagarea arderii în volum este posibilă numai cu anumite compoziții de amestecuri combustibile, limitate atât de valorile minime, cât și de cele maxime ale lui a, care sunt diferite pentru diferite condiții de ardere (temperatura, presiune, cantitatea de inert). gaze), Masa 7 sunt date limitele de concentrație ale propagării flăcării în amestecuri de aer de combustibili în condiții atmosferice în timpul testelor într-o bombă.

Vitezele normale Ui sunt foarte dependente de compoziția amestecurilor ( fig. 56) și au valori maxime în amestecuri cu aer de la 0,5 (pentru monoxid de carbon) până la 1,1 (pentru metan). Pentru amestecuri de benzină și alcool-aer, Ui apare la a = 0,85 –0,95 La temperaturi și presiuni ridicate, limitele de concentrație ale inflamabilității se extind, iar vitezele Ui cresc, cu creșterea gazelor reziduale în amestec, limitele de concentrație se îngustează. , iar vitezele lui Ui scad.

Accelerarea propagării arderii prin volumul camerei este facilitată de pulsațiile la scară mică care apar, a căror scară nu depășește grosimea de 6, (la scară mică sau microturbulență) și pulsații la scară mare - macroturbulență. , a cărui apariție este asociată cu formarea de vortex în timpul umplerii și comprimării.

Microturbulența contribuie la creșterea Ui ca urmare a intensificării difuziei și înlocuirii conductivității termice conductoare în zona de încălzire turbulentă; macroturbulența îndoaie frontul de flăcări pe măsură ce se dezvoltă și apoi îl rupe ( vezi fig. 55, b). Suprafața și grosimea frontului cresc (cel din urmă până la 25 mm); volumele componentelor care reacţionează sunt introduse în zonele de încălzire şi în amestecul incombustibil, care este comprimat din cauza încălzirii. Ca urmare, viteza de mișcare a frontului de flăcări către amestec crește la 15–80 m / s; se numeste viteza turbulenta Uт. Cantitatea de amestec arsă pe unitatea de timp crește. Ca urmare a creșterii vitezei de eliberare a căldurii, ratele de creștere a temperaturii și a presiunii în cilindrul motorului cresc ( vezi fig. 53).

După ce flacăra s-a răspândit în întregul volum al camerei de ardere, cantitatea de amestec care reacționează scade. De asemenea, viteza reacțiilor scade, deoarece concentrațiile de combustibil și oxidant în zonele de ardere scad, iar concentrația de produse de ardere crește. Împreună cu creșterea eliminării căldurii în pereții camerei de ardere și cu volumul cilindrului odată cu începutul mișcării pistonului de la v. m.t. aceasta duce la faptul că presiunea, după ce a atins valoarea maximă la poziția pistonului corespunzătoare unghiului Фi, începe să scadă.

Diagramele înregistrate în mod fiabil ale schimbărilor de temperatură în timpul arderii sunt încă insuficiente pentru caracterizarea cantitativă a proceselor de ardere și generalizări. Totuși, s-a constatat că temperaturile obținute din ecuația de stare a gazelor în diferite momente de ardere și expansiune folosind presiunile din diagramele indicatoare și volumele structurale cunoscute ale camerei de ardere și cilindrului cresc, de asemenea, în timpul arderii și ating valorile maxime la momentul Фi ( vezi fig. 53), mai târziu decât momentul ajungerii presiuni maxime... Această din urmă împrejurare se explică prin efectul combinat al creșterii volumului de gaz datorită mișcării pistonului de la PMS și a furnizării continue de căldură a gazului.

În anumite condiții, procesul normal de ardere descris poate fi perturbat, ceea ce afectează puterea și economia motorului, zgomotul, toxicitatea gazelor de eșapament, fiabilitatea și durata de viață a motorului. Aceste tulburări de ardere includ următoarele.

1 . Lipsesc fulgerări în cilindri rezultate din epuizarea amestecului, goluri în scântei sau ca rezultat putere redusă scântei; în același timp, motorul nu pornește sau nu dezvoltă putere.

2. Focare în timpul sistem de admisie; poate apărea ca urmare a unei viteze scăzute de ardere în cilindri, în principal din cauza epuizării excesive a amestecului sau aprinderii târzii; În aceste cazuri, amestecul continuă să ardă chiar și în timpul cursei de evacuare, iar cu o suprapunere semnificativă a fazelor de acțiune ale supapelor de evacuare și de admisie, poate aprinde amestecul din sistemul de admisie, care este perceput ca un bumbac în carburator.

3. Precoce, înainte de apariția scânteilor, autoaprinderea amestecului din cilindri, care este posibilă cu supraîncălzirea locală a suprafețelor camerei de ardere ( supape de evacuare, bujii, secțiuni individuale ale chiulasei sau pistonului) sau supraîncălzirea depunerilor de carbon de pe aceste suprafețe (aprindere prin strălucire); o scădere a puterii motorului din cauza contrapresiunii excesive la sfârșitul cursei pistonului la PMS, supraîncălzirea acestuia, loviturile surte care nu sunt clare pe fondul general de zgomot, care rezultă din ratele mari de creștere a presiunii și creșterea valorilor maxime ale acestora. semne de aprindere strălucitoare.

4 . Detonația este un proces chimico-termic complex care se dezvoltă într-un amestec combustibil în condiții speciale; semnele externe de detonare sunt apariția de sunete metalice în cilindrii motorului, scăderea puterii și supraîncălzirea motorului, eliberarea de fum negru din sistemul de evacuare; pe întuneric se observă o culoare verzuie a flăcării, emisă de țevile scurte de eșapament ale motoarelor cu pistoane din aliaje ușoare; pe diagrama indicatoare, înregistrată în timpul detonării, în zona presiunilor maxime, există o fluctuație bruscă sub formă de vârfuri ascuțite.

Detonația și intensificarea ei sunt promovate de combustibili cu cifră octanică scăzută care sunt instabili în raport cu detonarea; compoziții de amestec îmbogățite (a = 0,9); raport ridicat de compresie; sarcini mari asupra motorului; scăderea turației motorului; sincronizare excesiv de mare a aprinderii; temperaturi și presiune ridicate la intrarea în motor; supraîncălzirea camerei de ardere; creșterea dimensiunii cilindrilor.

Arderea prin detonare are loc în cel mai îndepărtat punct de bujie, lângă pereții fierbinți. Amestecul, înainte de sosirea frontului normal de flacără de ardere, reușește să se supraîncălzească în astfel de locuri și suferă o comprimare intensă în timpul propagării frontului de flacără, ceea ce contribuie la dezvoltarea rapidă a reacțiilor pre-flamare în acesta cu formarea și acumularea de produși intermediari activi chimic (radicali, peroxizi, atomi de hidrogen și oxigen). Ca urmare a unor astfel de procese, are loc autoaprinderea unui amestec cu procese de autoaccelerare. Arderea devine explozivă cu o creștere locală bruscă a temperaturii și formarea unei unde de șoc de presiune; viteza de mișcare a acestuia în cameră poate ajunge la 1000–2300 m / s. Reflectându-se de pe pereții camerei de ardere, unda de șoc formează noi valuri și noi focare de aprindere, ducând la dezvoltarea disocierii cu formarea de monoxid de carbon, carbon atomic, hidrogen, oxigen și absorbția unei cantități mari de căldură. Produsele de disociere și partea nearse a combustibilului se ard incomplet în timpul procesului de expansiune și cu o eficiență mai mică, puterea și eficiența scad, iar supraîncălzirea motorului și fumul de evacuare cresc cu atât mai mult, detonația se dezvoltă într-un volum mai mare de amestec. Undele de șoc, care acționează local și pentru o perioadă scurtă de timp, nu măresc activitatea gazelor, dar cresc brusc transferul de căldură către pereți, sarcinile de șoc mecanic și termic asupra pieselor, coroziunea cu gaz a suprafețelor, în special a coroanelor pistonului. Muncă lungă motoarele cu detonare sunt inacceptabile.

5 . Focare în sistem de evacuareînsoțită de sunete ca niște împușcături; astfel de fulgerări sunt o consecință a aprinderii amestecului combustibil acumulat acolo când trec fulgerări în cilindri sau funingine este smulsă de pe pereții încălziți atunci când motorul este încărcat brusc. La motoarele diesel, după formarea focarelor de ardere în camera de ardere, în jurul lor se formează un front de flacără; degajarea de căldură și expansiunea produselor de ardere duce la formarea unui val de căldură și comprimarea amestecului. Acest lucru accelerează reacțiile înainte de flacără și formarea de noi locuri de ardere. Menținerea arderii în focare și formarea de noi focare într-un amestec neomogen începe să fie limitată nu de viteza reacțiilor chimice de oxidare, ci de viteza de formare a unui amestec de compuși combustibili. Prin urmare, la temperaturi de peste 1000 K, procesele de difuzie și mișcările vortex ale sarcinii devin factori care determină rata consumului de combustibil.

Dacă se injectează mult combustibil în timpul de întârziere a aprinderii, atunci va apărea un număr mai mare de focare. Drept urmare, reacții chimiceși formarea unui nou amestec; rata de generare a căldurii și creșterea presiunii poate fi prea mare, iar arderea va fi caracterizată drept „dură”.

O scădere a temperaturii și presiunii încărcăturii la sfârșitul compresiei poate fi rezultatul înfundarii filtrului de aer, cocsificarea supapelor și a fantelor corpurilor de distribuție a gazului, pierderea densității supapelor și a segmentelor pistonului, modificări în sincronizarea supapelor. , pătrunderea uleiului în aer.

Deci, ce este și pentru ce este. Nu voi descrie elementele de bază ale funcționării motoarelor 2T, deoarece toată lumea le cunoaște, dar nu toată lumea înțelege care este sincronizarea supapelor și de ce sunt exact la fel și nu altele.
Timpul supapei este perioada de timp în care ferestrele din cilindru se deschid și se închid atunci când pistonul se mișcă în sus și în jos. Ele sunt numărate în grade de rotație ale genunchilor arborelui motorului. De exemplu, o fază de evacuare de 180 de grade înseamnă că portul de evacuare va începe să se deschidă, să se deschidă și apoi să se închidă la jumătate de rotație (180 din 360) a arborelui cotit al motorului. Mai trebuie spus ca geamurile se deschid atunci cand pistonul se misca in jos. Și se deschid la maxim în punctul mort inferior (BDC). Apoi, când pistonul se mișcă în sus, se închid. Datorită acestei caracteristici de proiectare a motoarelor 2T, sincronizarea supapelor este simetrică în raport cu punctele moarte.

Pentru a completa imaginea procesului de distribuție a gazului, este necesar să spunem și despre zona ferestrelor. Faza, așa cum am scris deja, este timpul în care ferestrele sunt deschise și închise, dar zona ferestrei joacă un rol la fel de important. Într-adevăr, cu același timp de deschidere a ferestrei, amestecul (suflarea) va trece mai mult prin fereastra care este mai mare ca suprafață și invers. Același lucru este valabil și pentru evacuare, mai multe gaze de eșapament vor părăsi cilindrul dacă suprafața ferestrei este mai mare.
Termenul general care caracterizează întregul proces de flux de gaz prin ferestre se numește secțiune de timp.
Și cu cât este mai mare, cu atât puterea motorului este mai mare și invers. Acesta este motivul pentru care vedem astfel de canale transversale uriașe pentru purjare, admisie și evacuare, precum și sincronizare mare a supapelor la motoarele 2T moderne, foarte accelerate.

Așadar, vedem că funcțiile de distribuție a gazelor sunt îndeplinite de geamurile cilindrului și de piston, care le deschide și le închide. Cu toate acestea, din această cauză, se pierde timp în care pistonul ar face o muncă utilă. De fapt, puterea motorului este generată numai înainte ca orificiul de evacuare să fie deschis și, odată cu mișcarea în jos a pistonului, nu se generează cuplu sau este foarte puțin. În general, deplasarea motorului 2T, spre deosebire de 4T, nu este utilizată pe deplin. Prin urmare, sarcina principală a designerilor este de a crește timpul - secțiune la faze minime. Aceasta oferă indicatori mai buni ai curbelor momentului și economiei decât, în același timp, secțiunii, dar în faze superioare.
Dar, deoarece diametrul cilindrului este limitat, iar lățimea ferestrelor este, de asemenea, limitată, pentru a obține un nivel ridicat de creștere a motorului, este necesar să creșteți sincronizarea supapelor.
Mulți oameni, dorind să obțină mai multă putere, încep să mărească ferestrele din cilindru fie la întâmplare, fie la sfatul cuiva sau după ce citesc sfatul undeva, dar nu înțeleg cu adevărat ce vor obține în cele din urmă și dacă sunt făcând-o corect. Sau poate vor ceva complet diferit?
Să presupunem că avem un fel de motor și vrem să profităm mai mult de el. Ce ar trebui să facem cu fazele? Primul lucru care le vine în minte pentru mulți este să tăiați orificiile de evacuare sau să ridicați cilindrul cu garnitura și, de asemenea, să tăiați admisia în jos sau să tăiați pistonul din partea de admisie. Da, în felul acesta vom obține o creștere a fazelor și, ca urmare a timpului, o secțiune transversală, dar cu ce preț. Am redus timpul în care pistonul va face o muncă utilă. De ce puterea crește în general odată cu creșterea fazelor și nu scade? Timpul crește - spui secțiunii, da este. Dar nu uitați că acesta este un motor 2T și întregul principiu de funcționare al acestuia se bazează pe presiune rezonantă și unde de vid. Și în cea mai mare parte, sistemul de evacuare joacă un rol cheie aici. Ea este cea care creează un vid în cilindru la începutul eliberării, eliminând gazele de eșapament și, de asemenea, trage amestecul din canalele de purjare, mărind secțiunea de timp de purjare. De asemenea, reumple amestecul scăpat din cilindru înapoi în cilindru. Ca urmare, avem o creștere a puterii cu faze crescânde. Dar nu trebuie să uităm că sistemul de evacuare este reglat la anumite turații, dincolo de care amestecul care iese din cilindru nu se întoarce înapoi, iar cursa utilă a pistonului este redusă din cauza fazelor înalte. Deci, există o scădere a puterii și un consum excesiv de combustibil la frecvențe nerezonante ale motorului.
Deci, puteți obține aceeași putere și reduceți consumul de combustibil? Da, dacă obțineți același timp - secțiuni fără creșterea temporizării supapelor!
Dar ce înseamnă asta în practică? Creșterea lățimii ferestrelor și a secțiunii transversale a canalelor este limitată de grosimea pereților canalelor și de valorile limită ale lățimii ferestrelor din cauza funcționării inelelor. Dar, în timp ce există o rezervă, aceasta trebuie folosită și numai atunci fazele ar trebui mărite.
Deci, dacă tu însuți nu știi cu adevărat ce vrei și, așa cum spun mulți, vreau putere, dar pentru ca capetele inferioare să nu dispară, atunci mărește lățimea de bandă a canalelor și ferestrelor fără a crește fazele. Dacă acest lucru nu vă este suficient, creșteți treptat fazele. De exemplu, ar fi optim să aerisești 10 grade, purjare cu 5 grade.
Aș dori să mă retrag puțin și să spun separat despre faza de admisie. Aici am fost foarte norocoși când oamenii au venit cu o placă de supapă de reținere, la oamenii de rând o valvă petală (LK). Plusul său este că schimbă automat faza de admisie și zona de admisie. Astfel, schimbă intervalul de timp de admisie în funcție de nevoile motorului la un moment dat. Principalul lucru este să îl selectați și să îl instalați corect de la început. Zona supapei ar trebui să fie de 1,3 ori mai mare decât aria secțiunii transversale a carburatorului, pentru a nu crea rezistență inutilă la fluxul de amestec.

Porturile de admisie în sine ar trebui să fie și mai mari, iar faza de admisie ar trebui să fie cât mai mare posibil, astfel încât LC să înceapă să funcționeze cât mai devreme posibil. În mod ideal, chiar de la începutul mișcării în sus a pistonului.
Un exemplu despre cum puteți obține faza maximă de admisie pot fi următoarele fotografii cu modificările de admisie (nu Java, dar esența nu se schimbă de la aceasta):

Aceasta este una dintre cele mai bune opțiuni de admisie disponibile. De fapt, admisia aici este o versiune combinată a admisiei la cilindru și a admisiei la carter (conducta de admisie este conectată permanent la camera manivelei, KShK). Acest lucru crește, de asemenea, resursele NGSH datorită fluxului de aer mai bun cu amestecul proaspăt.

Pentru a forma acest canal care conectează canalul de admisie cu KShK din carter, este selectată cantitatea maximă posibilă de metal, care este situată pe partea de admisie, lângă căptușeală.

În mâneca în sine, ferestre suplimentare sunt realizate sub cele principale.

În mantaua cilindrului este selectat și metalul de lângă căptușeală.
LK instalat corect permite rezolvarea odată pentru totdeauna a problemei cu selectarea fazei de admisie.
Cine a decis să obțină mai multă putere și știe la ce țintește, este gata să sacrifice partea de jos de dragul ridicării explozive în partea de sus, poate crește în siguranță sincronizarea supapei. Cea mai bună soluție ar fi să folosiți experiența altcuiva în această chestiune.
De exemplu, următoarele recomandări sunt date în literatura străină:

Aș exclude opțiunea Road race, deoarece fazele sunt foarte extreme, concepute pentru cursele road-ring și atunci când circulați pe drumuri obișnuite nu sunt practice. Și, cel mai probabil, sunt proiectate pentru o supapă de putere, care reduce faza de evacuare la viteze mici și medii la un nivel acceptabil. În orice caz, nu merită să faceți faza de eliberare mai mult de 190 de grade. Cea mai bună opțiune, ca și pentru mine, este 175-185 de grade.

Cat despre purjare...totul este mai mult sau mai putin indicat optim. Totuși, de unde știi cât de mult se va întoarce motorul tău? Puteți căuta îmbunătățirile oamenilor și puteți afla de la ei sau puteți lua doar cifrele medii. Aceasta este în regiunea 120-130 de grade. Optim 125 de grade. Cifrele mai mari se referă la volume mai mici ale motorului.
Și totuși, odată cu creșterea fazelor de purjare, este necesară și creșterea presiunii acesteia, adică. compresia carterului. Pentru a face acest lucru, trebuie să minimizați cât mai mult posibil volumul camerei manivelei, eliminând golurile inutile. De exemplu, mai întâi prin astuparea orificiilor de echilibrare din arborele cotit. Fișele trebuie să fie din cel mai ușor material posibil, astfel încât să nu afecteze echilibrarea HF. Acestea sunt de obicei tăiate din dopuri de vin (lemn de plută) și introduse în găuri de echilibrare, după care sunt acoperite cu epoxid pe ambele părți.

In ceea ce priveste aportul, am scris mai sus ca este mai bine sa pui LC-ul si sa nu iti faci creierii cu selectia fazei.

Deci, să presupunem că ați decis cum vă veți modifica motorul, ce sincronizare a supapelor va avea. Acum, care este cel mai simplu mod de a calcula cât este în mm.? Foarte simplu. Există formule matematice pentru determinarea cursei pistonului care pot fi adaptate scopurilor noastre, ceea ce am făcut. Odată ce am introdus formulele în programul Excel și am primit un program pentru calcularea temporizării supapei de purjare și evacuare ( link pentru a descărca programul de la sfârșitul articolului).
Trebuie doar să știți lungimea bielei (Java 140mm, IZH Jupiter, răsărit, Minsk 125mm, IZH ps 150mm. Dacă doriți, puteți găsi lungimea aproape oricărei biele de pe Internet) și cursa pistonului.
Programul este realizat în așa fel încât să determine distanța de la marginea superioară a ferestrei până la marginea mânecii. De ce, și nu doar să spunem înălțimea ferestrei? Pentru că aceasta este cea mai precisă definiție a fazei. Coroana pistonului în centru mort superior TREBUIE SA să fie la același nivel cu marginea căptușelii din cauza squish (caracteristici ale formei camerei de ardere pentru funcționare fără detonare), iar dacă brusc nu este la același nivel, atunci va trebui să reglați cilindrul în înălțime (de exemplu, prin selectarea grosimii garniturii de sub cilindru). Dar în punctul mort inferior, coroana pistonului nu este de obicei la același nivel cu marginile ferestrelor, ci puțin mai sus, adică. pistonul nu deschide complet geamurile! Astfel de caracteristici de proiectare, asta e. Dar asta înseamnă că ferestrele nu funcționează la înălțimea lor completă și, prin urmare, fazele nu pot fi determinate din ele!

Cel mai simplu motor în doi timpi

Motorul în doi timpi este cel mai simplu din punct de vedere tehnic: în el, pistonul realizează munca unui distribuitor. Pe suprafața cilindrului motorului sunt făcute mai multe găuri. Se numesc ferestre și sunt fundamentale pentru un ciclu în doi timpi. Scopul orificiilor de admisie și de evacuare este destul de evident - orificiul de admisie permite amestecului aer-combustibil să intre în motor pentru arderea ulterioară, iar orificiul de evacuare permite eliminarea gazelor de ardere din motor. Canalul de purjare servește la asigurarea preaplinului din camera manivelei, în care a intrat mai devreme, în camera de ardere, unde are loc arderea. Acest lucru ridică întrebarea de ce amestecul intră în spațiul carterului de sub piston și nu direct în camera de ardere de deasupra pistonului. Pentru a înțelege acest lucru, trebuie menționat că într-un motor în doi timpi, camera manivelei joacă un rol secundar important, fiind un fel de pompă pentru amestec.

Formează o cameră etanșă, închisă de sus de un piston, din care rezultă că volumul acestei camere și, în consecință, presiunea din interiorul acesteia, se modifică, deoarece pistonul este amestecat reciproc în cilindru (pe măsură ce pistonul se mișcă în sus. , volumul crește, iar presiunea scade sub nivelul atmosferic, se creează un vid; dimpotrivă, când pistonul se mișcă în jos, volumul scade, iar presiunea devine mai mare decât cea atmosferică).

Orificiul de admisie de pe peretele cilindrului este acoperit de cele mai multe ori de mantaua pistonului și se deschide când pistonul se apropie de vârful cursei sale. Vidul creat aspiră o încărcătură proaspătă a amestecului în camera manivelei, apoi, pe măsură ce pistonul se mișcă în jos și creează presiune în camera manivelei, acest amestec este forțat în camera de ardere prin canalul de purjare.

Acest design, în care pistonul joacă rolul unui distribuitor din motive evidente, este cea mai simplă varietate a unui motor în doi timpi, numărul de părți mobile din acesta nu este semnificativ. Acesta este un avantaj semnificativ în multe privințe, dar lasă mult de dorit în ceea ce privește eficiența. La un moment dat, în aproape toate motoarele în doi timpi, pistonul a jucat rolul unui organ de distribuție, dar în modelele moderne această funcție este atribuită dispozitivelor mai complexe și mai eficiente.

Design îmbunătățit al motorului în doi timpi

Influența asupra fluxului de gaz Unul dintre motivele ineficienței motorului în doi timpi descris mai sus este curățarea incompletă a gazelor de eșapament. Rămânând în cilindru, ele interferează cu pătrunderea întregului volum al amestecului proaspăt și, prin urmare, reduc puterea. Există, de asemenea, o problemă legată: amestecul proaspăt din orificiul de purjare intră direct în orificiul de ieșire și, așa cum am menționat mai devreme, pentru a minimiza acest lucru, orificiul de purjare direcționează amestecul în sus.

Pistoane cu deflector

Eficiența curățării și economia de combustibil pot fi îmbunătățite prin crearea mai multorflux efectiv de gaz în interiorul cilindrului. În primele etape, s-au realizat îmbunătățiri ale motoarelor în doi timpi, oferind coroanei pistonului o formă specială pentru a devia amestecul de la admisie la chiulasa - acest design a fost numit piston cu deflector. Cu toate acestea, utilizarea pistoanelor cu deflecții la motoarele în doi timpi a fost de scurtă durată din cauza problemelor de expansiune a pistonului. Disiparea căldurii în camera de ardere a unui motor în doi timpi este de obicei mai mare decât cea a unui motor în patru timpi, deoarece arderea are loc de două ori mai des, în plus, capul, vârful cilindrului și pistonul sunt cele mai fierbinți părți ale motorul. Acest lucru duce la probleme cu dilatarea termică a pistonului. De fapt, pistonul este modelat în timpul fabricării astfel încât să fie ușor diferit de circumferință și să fie conic în sus (profil oval-cilindric), astfel încât atunci când se extinde odată cu schimbările de temperatură, devine rotund și cilindric. Adăugarea unei proeminențe metalice asimetrice sub forma unui deflector pe partea inferioară a pistonului schimbă caracteristicile expansiunii acestuia (dacă pistonul se extinde excesiv în direcția greșită, se poate bloca în cilindru) și duce, de asemenea, la ponderarea acestuia cu o deplasarea masei fata de axa de simetrie. Acest dezavantaj a devenit mult mai evident pe măsură ce motoarele au fost îmbunătățite pentru a funcționa la turații mai mari.

Tipuri de purjări ale motoarelor în doi timpi

Suflare în buclă

Deoarece pistonul cu un deflector are prea multe defecte și un fund plat sau ușor rotunjit pistonul nu este foarte afectat de mișcarea amestecului de intrare sau de curgerea gazelor de eșapament, era nevoie de o altă opțiune. A fost dezvoltat în anii 30 ai secolului XX de Dr. E. Schnurle, care l-a inventat și brevetat (deși, desigur, el a proiectat-o ​​inițial pentru un motor în doi timpi). motor diesel). Ferestrele de suflare sunt situate unul față de celălalt pe peretele cilindrului și sunt îndreptate într-un unghi în sus și înapoi. Astfel, amestecul de intrare lovește peretele din spate al cilindrului și se abate în sus, apoi, formând o buclă în partea de sus, cade pe gazele de eșapament și contribuie la deplasarea acestora prin fereastra de evacuare. În consecință, o bună purjare a cilindrului poate fi obținută prin ajustarea poziției orificiilor de purjare. Forma și dimensiunea canalelor trebuie luate în considerare cu atenție. Dacă canalul este prea lat, inelul pistonului, ocolindu-l, poate cădea în fereastră și se poate bloca, provocând astfel daune. Prin urmare, dimensiunea și forma ferestrelor este concepută pentru a se asigura că șina trece de ferestre fără impact, iar unele ferestre largi sunt conectate la mijloc printr-un buiandrug care servește drept suport pentru inele. O altă opțiune este utilizarea mai multor ferestre și mai mici.

În prezent, există multe opțiuni pentru locația, numărul și dimensiunea ferestrelor care au jucat un rol important în creșterea puterii motoarelor în doi timpi. Unele motoare sunt echipate cu o purjare și porturi pentru unicul scop de a îmbunătăți purjarea, se deschid cu puțin timp înainte ca porturile principale de purjare să se deschidă, care alimentează cea mai mare parte a amestecului proaspăt. Dar asta e tot pentru moment. ce se poate face pentru a îmbunătăți schimbul de gaze fără a utiliza piese scumpe în producție. Pentru a continua îmbunătățirea performanței, este necesar să se controleze mai precis faza de umplere.

Suzuki permite TW Lobe Valve

Valve petale

În orice proiect de motor în doi timpi, eficiența îmbunătățită și economia de combustibil înseamnă că motorul trebuie să funcționeze mai eficient, ceea ce necesită arderea cantității maxime de combustibil (deci puterea maximă) la fiecare cursă a motorului. Problema rămâne înlăturarea complexă a întregului volum de gaz de eșapament și umplerea cilindrului cu volumul maxim de amestec proaspăt. Atâta timp cât procesele de schimb de gaze sunt îmbunătățite în cadrul motorului cu un piston ca element de distribuție, este imposibil să se garanteze purificarea completă a gazelor de eșapament rămase în cilindru, iar volumul amestecului proaspăt care intră nu poate fi crescut. pentru a facilita deplasarea gazelor de evacuare. Soluția este să umplem camera manivelei cu mai mult amestec prin creșterea volumului acestuia, dar în practică acest lucru duce la o suflare mai puțin eficientă. Creșterea eficienței de purjare necesită reducerea volumului camerei manivelei și astfel limitarea spațiului destinat umplerii cu amestecul. Deci s-a găsit deja un compromis și ar trebui căutate alte modalități de îmbunătățire a performanței. Într-un motor în doi timpi în care pistonul acționează ca o supapă, o parte din amestecul aer-combustibil furnizat camerei manivelei se va pierde în mod inevitabil pe măsură ce pistonul începe să se miște în jos în timpul arderii. Acest amestec este forțat înapoi în orificiul de admisie și astfel se pierde. Mai mult nevoie metoda eficienta controlul amestecului de intrare. Pierderea amestecului poate fi prevenită prin utilizarea unei supape petale sau disc (bobină) sau o combinație a ambelor.

Supapa cu clapetă este formată dintr-un corp de supapă metalic și un scaun fixat pe suprafața sa cugarnitură din cauciuc sintetic. Două sau mai multe valve petale sunt atașate corpului supapei, aceste petale sunt închise în condiții atmosferice normale. În plus, pentru a restricționa mișcarea petalei, sunt instalate plăci restrictive, câte una pentru fiecare petală de supapă, care servesc la prevenirea spargerii acesteia. Lamele subțiri ale supapelor sunt de obicei realizate din oțel flexibil (arcuri), deși materialele exotice pe bază de rășină fenolică sau fibră de sticlă devin din ce în ce mai populare.

Supapa se deschide prin îndoirea petalelor până la plăcile restrictive, care sunt proiectate să se deschidă de îndată ce există o presiune diferențială pozitivă între atmosferă și camera manivelei; Acest lucru se întâmplă atunci când pistonul care se mișcă în sus creează un vid în carter.Când amestecul este introdus în carter și pistonul începe să se miște în jos, presiunea din interiorul carterului crește la nivelul atmosferic și petalele sunt presate, închizând supapa. În acest fel, se furnizează cantitatea maximă de amestec și se previne orice retur. Masa suplimentară a amestecului umple cilindrul mai complet, iar suflarea este mai eficientă. Valvele petale au fost adaptate mai întâi pentru utilizare pe motoare existente cu un piston în rolul unui corp de supapă, acest lucru a dus la o îmbunătățire semnificativă a eficienței motorului. În unele cazuri, producătorii au ales o combinație de două modele: unul - atunci când motorul cu un piston în rolul unui corp de supapă. completat de o supapă petală pentru a continua procesul de umplere prin canale suplimentare în camera manivelei după ce pistonul închide canalul principal, dacă nivelul de presiune din carterul motorului o permite. Într-un alt design s-au realizat ferestre pe suprafața mantalei pistonului pentru a scăpa în sfârșit de controlul pe care pistonul îl are asupra canalelor; în acest caz, ele sunt deschise și închise numai prin acțiunea supapei petale. Dezvoltarea acestei idei a însemnat că supapa și orificiul de admisie ar putea fi transferate de la cilindru în carter. Avertismentele descurajante pe care petalele supapelor le vor crăpa și prinde în interiorul motorului s-au dovedit în mare parte nefondate. Deplasarea orificiului de admisie are o serie de avantaje, principalul fiind acela. că fluxul de gaz în carter devine mai liber și, prin urmare, o cantitate mai mare de amestec poate pătrunde în camera manivelei. Acest lucru este facilitat într-o oarecare măsură de impulsul (viteza și greutatea) amestecului primit. Pe măsură ce orificiul de admisie este mutat din cilindru, eficiența poate fi îmbunătățită în continuare prin amestecarea orificiilor de purjare în poziția optimă de purjare. Desigur, în ultimii ani, aranjamentul de bază al valvelor petale a fost supus unor cercetări ample și au apărut modele complexe. conținând petale în două etape și corpuri de supapă multilobi. Evoluțiile recente în domeniul valvelor petalelor sunt legate de materialele utilizate pentru petale și de poziția și dimensiunea petalelor.

Supape cu disc (distribuție pe bobină)

Supapa discului constă dintr-un disc subțire de oțel fixat de arborele cotit cu o cheie

Sau prin caneluri astfel încât să se rotească împreună, Este situat în afara orificiului de admisie între carburator și capacul carterului astfel. astfel încât, în stare normală, canalul să fie suprapus de disc, Pentru ca umplerea să aibă loc în zona dorită a ciclului motorului, un sector este tăiat din disc. La rotire arbore cotitși supapa discului, orificiul de admisie se deschide când secțiunea tăiată trece prin canal, permițând amestecului să intre direct în camera manivelei. Canalul este apoi etanșat de un disc, împiedicând amestecul să fie aruncat înapoi în carburator pe măsură ce pistonul începe să se miște în jos.

Avantajele evidente ale utilizării unei supape cu disc includ controlul mai precis al începutului și sfârșitului procesului (secțiunea sau sectorul discului ocolește canalul) și durata procesului de umplere (adică dimensiunea secțiunea tăiată a discului, proporțională cu timpul de deschidere al canalului). Supapa cu disc permite, de asemenea, utilizarea unui diametru mare de intrare și garantează o trecere neobstrucționată a amestecului care intră în camera manivelei. Spre deosebire de o supapă petală cu un corp de supapă suficient de mare, supapa disc nu creează nicio obstrucție în conducta de admisie și, prin urmare, schimbul de gaze în motor este îmbunătățit. Un alt avantaj al supapei cu disc care apare pe bicicletele sport este timpul necesar pentru a o schimba pentru a se potrivi cu performanța motorului pentru o varietate de trasee. Principalul dezavantaj al unei supape cu disc este dificultatea tehnică, care necesită toleranțe mici de fabricație și o lipsă de adaptabilitate, adică incapacitatea supapei de a răspunde la cerințele în schimbare ale motorului ca o supapă petală. În plus, toate supapele discului sunt vulnerabile la intrarea resturilor în aer în motor (particulele fine și praful se depun pe canelurile de etanșare și zgârie discul). În ciuda acestui. supapele cu disc funcționează foarte bine în practică și, în general, oferă câștiguri semnificative de putere la turații scăzute ale motorului în comparație cu motor conventional cu un piston cu rol de corp de distributie a gazelor.

Utilizarea combinată a valvelor petale și disc

Incapacitatea supapei cu disc de a răspunde nevoilor în schimbare ale motorului i-a determinat pe unii producători să ia în considerare utilizarea unei combinații de supape cu disc și lobi pentru a obține o flexibilitate ridicată a motorului. Prin urmare, atunci când condițiile o impun, presiunea în carter închide supapa petală, închizând astfel orificiul de admisie de pe partea manivelă, chiar dacă secțiunea decupată (sectorul) discului poate deschide totuși orificiul de admisie de pe partea carburator.

Folosind piesa de obraz a arborelui cotit ca supapă de disc

O variantă interesantă a supapei cu disc a fost folosită de câțiva ani pe o serie de motoare de scutere. Vespa... În loc să folosească un ansamblu de supapă separat pentru a-și îndeplini rolul, producătorii au folosit un arbore cotit standard. Planul obrazului volantului drept este prelucrat foarte precis, astfel încât atunci când arborele cotit se rotește, jocul dintre acesta și carter este de câteva miimi de inch. Orificiul de admisie este situat direct deasupra volantului (la aceste motoare cilindrul este orizontal) și astfel acoperit de marginea volantului. Prelucrarea unei adâncituri în porțiunea volantului poate deschide orificiul într-un anumit punct al ciclului motorului, similar cu o supapă cu disc convențională. Deși intrarea rezultată este mai puțin dreaptă decât ar putea fi, în practică acest sistem funcționează foarte bine. Ca rezultat, motorul oferă putere utilă într-o gamă largă de turații ale motorului și rămâne simplu din punct de vedere tehnic.

Locația portului de descărcare

în multe privințe, sistemele de admisie și evacuare ale unui motor în doi timpi sunt foarte strâns legate. În paragrafele precedente, am discutat despre metodele de alimentare a amestecului și de îndepărtare a gazelor de eșapament din cilindru. De-a lungul anilor, designerii și testerii au descoperit că fazele de evacuare pot avea un impact la fel de semnificativ asupra performanței motorului ca fazele de admisie. Fazele de evacuare sunt determinate de înălțimea orificiului de evacuare din peretele cilindrului, adică atunci când este închis și deschis de piston pe măsură ce se mișcă în sus și în jos în cilindru. Desigur, ca în toate celelalte cazuri, nu există o prevedere unică care să acopere toate modurile de motor. În primul rând, depinde de la ce urmează să fie folosit motorul și, în al doilea rând, de modul în care este utilizat acest motor. De exemplu, pentru același motor, înălțimea optimă a orificiului de evacuare este diferită la turații mici și mari ale motorului, iar la o examinare mai atentă, se poate spune că același lucru se aplică dimensiunilor canalului și direct dimensiunilor țeavă de eșapament. Ca rezultat, în producție au fost dezvoltate diferite sisteme cu caracteristici variabile ale sistemului de evacuare în timpul funcționării motorului, pentru a se potrivi cu turația în schimbare. Astfel de sisteme au apărut la (YPVS), (ATAS). (KIPS), (SAPC), Cagiva(CTS) și Aprilia(RAVE). Sisteme și sunt descrise mai jos.

Yamaha Power Rivet System - YPVS

În centrul acestui sistem se află supapa de putere în sine, care este în esență o supapă rotativă montată în căptușeala cilindrului, astfel încât marginea sa inferioară să se potrivească cu marginea superioară a orificiului de evacuare. La turații mici ale motorului, supapa este în poziție închisă, limitând înălțimea efectivă a geamului: aceasta îmbunătățește performanța scăzută și medie. Când turația motorului atinge un nivel prestabilit, supapa se deschide, crescând înălțimea efectivă a geamului, ceea ce îmbunătățește performanța la turații mari. . Poziția supapei de putere este controlată de servomotor folosind o frânghie și un scripete. Unitate de control YPVSi - primește date despre unghiul de deschidere a supapei de la potențiometrul de pe servomotor și date despre turația motorului de la unitatea de comandă a aprinderii; aceste date sunt folosite pentru a genera semnalul corect către mecanismul de acţionare a servomotorului (vezi Fig. 1.86). Notă: Bicicletele de teren ale companiei folosesc o versiune ușor diferită a sistemului din cauza puterii scăzute a bateriei: supapa de putere este antrenată de un mecanism centrifugal montat pe arborele cotit.

Sistem complet de supape de putere Kawasaki - KIPS

Sistemul are o acționare mecanică de la un regulator centrifugal (bil) montat pe arborele cotit.Legătura verticală conectează mecanismul de antrenare la tija de control a supapei de putere instalată în căptușeala cilindrului. Două astfel de supape de putere sunt situate în pasajele auxiliare de fiecare parte a orificiului principal de admisie și sunt conectate la tija de antrenare prin intermediul unui pinion și a unui cremalier. Pe măsură ce tija de antrenare se mișcă „din o parte în alta”, supapele se rotesc pentru a deschide și închide canalele auxiliare din cilindru și camera rezonatorului situată pe partea stângă a motorului. Sistemul este conceput astfel incat la viteza mica canalele auxiliare sa fie inchise de supape pentru a asigura o deschidere pe termen scurt a canalului. Supapa din stânga deschide camera rezonatorului către gazele de eșapament care ies, crescând astfel volumul camerei de expansiune. La turații mari, supapele sunt rotite pentru a deschide ambele pasaje auxiliare și pentru a crește timpul de deschidere a pasajului, oferind astfel mai multă putere de vârf. Camera rezonatorului este închisă de o supapă pe partea stângă, reducând volumul total al sistemului de evacuare. Sistemul KIPS oferă performanțe îmbunătățite la viteze mici și medii prin reducerea înălțimii conductei și a unui sistem de evacuare mai mare, iar la viteze mari, prin creșterea înălțimii orificiului de evacuare și a unui sistem de evacuare mai mic. Ulterior, sistemul a fost îmbunătățit prin introducerea unui angrenaj intermediar între tija de antrenare și una dintre supape, care asigură rotirea supapelor în direcții opuse, precum și adăugarea unei supape de putere plată la marginea anterioară a orificiului de evacuare. . La modelele mai mari, pornirea și performanța la viteză mică au fost îmbunătățite prin adăugarea unui profil de duză în partea de sus a supapelor.

Camera de îmbunătățire automată a cuplului Honda - ATAS

Sistemul folosit pe modelele companiei este actionat de un regulator centrifugal automat montat pe arborele cotit. Mecanismul cu rack și role transferă forța de la regulator la supapa ATAC instalată în căptușeala cilindrului. Camera HERP (Resonant Energy Pipe) este deschisă de supapa ATAC la turații mici ale motorului și închisă la turații mari ale motorului.

Sistem de injecție de combustibil

Aparent, metoda evidentă pentru rezolvarea tuturor problemelor asociate cu umplerea camerei de ardere a unui motor în doi timpi cu combustibil și aer, ca să nu mai vorbim de probleme debit mare combustibil şi emisii nocive, este utilizarea unui sistem de injecție de combustibil. Cu toate acestea, dacă combustibilul nu este alimentat direct în camera de ardere, există încă probleme caracteristice cu faza de umplere si eficienta motorului. Problema cu injecția directă a combustibilului în camera de ardere este. acel combustibil poate fi livrat doar după ce orificiile de admisie au fost închise, de aceea mai rămâne puțin timp pentru atomizarea și amestecarea completă a combustibilului cu aerul din cilindru (care provine din carter ca la motoarele tradiționale în doi timpi). Acest lucru dă naștere unei alte probleme, deoarece presiunea din interiorul camerei de ardere după închiderea orificiului de evacuare este mare și se acumulează rapid, prin urmare, combustibilul trebuie să fie furnizat la o presiune și mai mare, altfel pur și simplu nu va curge din injector. . Acest lucru necesită un destul de supradimensionat pompă de combustibil, care implică probleme asociate cu greutatea, dimensiunea și costul crescut. Aprilia au rezolvat aceste probleme prin folosirea unui sistem numit DITECH, bazat pe un design de la o companie australiană, Peugeot și Kymmco au dezvoltat un sistem similar. Injectorul la începutul ciclului motorului livrează un jet de combustibil într-o cameră auxiliară închisă separată, care conține aer comprimat (furnizat fie de la un compresor separat, fie printr-un canal cu supapă de reținere din cilindru). După ce orificiul de evacuare este închis, camera auxiliară comunică cu camera de ardere prin supapă sau o duză, iar amestecul este alimentat direct la bujie.Aprilia pretinde că reduce emisiile cu 80%, realizată prin reducerea cu 60% a consumului de ulei și 50% a consumului de combustibil, în In plus, viteza unui scuter cu un astfel de sistem este cu 15% mai mare la aceeasi trotineta cu un carburator standard.

Principalul avantaj al aplicației injecție directă acolo. că, în comparație cu un motor convențional în doi timpi, nu este nevoie să preamesteci combustibilul cu uleiul pentru a lubrifia motorul. Lubrifierea este îmbunătățită deoarece uleiul nu este spălat din rulmenți de către combustibil și, prin urmare, este necesar mai puțin ulei, ceea ce duce la o toxicitate redusă. Arderea combustibilului este, de asemenea, îmbunătățită și acumularea de carbon pe pistoane, segmente de piston și în sistemul de evacuare este redusă. Aerul este încă furnizat prin carter (debitul acestuia este determinat regulator conectat la clapeta de accelerație a motocicletei) Aceasta înseamnă că uleiul încă arde în cilindru și ungerea și lubrifierea nu sunt atât de eficiente pe cât se dorește. Cu toate acestea, rezultatele testelor independente vorbesc de la sine. Tot ceea ce este necesar acum este să asigurăm alimentarea cu aer, ocolind camera manivelei.

Citește articolul: 880

Fazele de distribuție a gazelor

Locația canalelor și sincronizarea supapelor motorului

Mișcarea alternativă (în sus și în jos) a pistonului motorului îi permite acestuia să acționeze ca un compresor de aer. Inițial, aer amestec de combustibil se deplasează în carter sub piston și apoi se deplasează în cilindru (deasupra pistonului) unde se comprimă și se aprinde. De îndată ce gazele sunt arse, temperatura și presiunea cresc rapid. Această presiune propulsează pistonul spre partea inferioară a cursei sale, unde gazele de eșapament sunt în cele din urmă purjate. Sună simplu, dar designul canalului foarte precis - formă, dimensiune, poziție și sincronizare - este esențial dacă doriți să obțineți performanțe semnificative ale motorului.

Wastegate trece amestecul de aer proaspăt/combustibil în cilindru înainte de ardere, în timp ce gazele de evacuare sunt purjate prin orificiul de evacuare.

BAZELE

Dacă sunteți suficient de curios să vă dezasamblați motorul, probabil că ați văzut găuri în căptușeală și arborele cotit. Aceste găuri sunt cunoscute sub numele de conducte sau găuri, iar într-un motor în doi timpi au 3 funcții:

1. Admisie - Permite amestecului aer proaspăt/combustibil să intre în carter de sub piston.

2. Bypass - deplasarea amestecului aer/carburant de la carter la cilindrul de deasupra pistonului.

3. Evacuare - Aici ies gazele de evacuare din motor după ardere.

Găurile sunt deschise și închise prin mișcarea pistonului și a arborelui cotit și, spre deosebire de motoarele cu supape mecanice, acestea nu necesită energie suplimentară de la motor pentru a funcționa.

Găurile pe care le vedeți sunt necesare pentru ca motorul în doi timpi să funcționeze corect.

TIPURI DE CANALE

ADMISIE. Motoarele auto folosesc un sistem de admisie bazat pe o supapă rotativă a arborelui cotit. Cum funcționează: un orificiu făcut în tijul arborelui se aliniază cu orificiul de admisie a aerului din carcasa motorului (sub carburator) la fiecare rotație a arborelui. Amestecul aer/carburant trece printr-un orificiu deschis de pe suprafața arborelui cotit și apoi printr-un canal din centrul arborelui cotit și în final în carterul motorului.

Orificiul de admisie din arborele cotit „determină” cât de mult aer și combustibil intră în motor. Amestecul aer/carburant intră apoi în carter printr-un canal din centrul arborelui cotit.

GĂURI DE BYPASS. Aceste găuri sunt realizate în peretele cilindrului și sunt închise și deschise alternativ de un piston. Amestecul aer/combustibil din carter (sub piston) se deplasează prin canalele de bypass din exteriorul cilindrului către porturile de bypass.

Motoarele de mașini în doi timpi folosesc o varietate de combinații de bypass. Pot exista oriunde de la două până la 10-11 găuri de ocolire de diferite forme și dimensiuni - plus un orificiu sau găuri de evacuare (da, ar putea exista chiar mai multe găuri de evacuare).

LOCAȚIA CANALELOR SHNURLET: Motoarele în doi timpi folosesc o varietate de configurații de bypass și de evacuare, dar motoarele auto-similare folosesc o configurație de bază cunoscută sub numele de aranjament de conducte Schnurle, așa că vom discuta doar despre această opțiune.

În sistemul Schnurle, cele două porturi de ocolire sunt direcționate în sus și departe de singurul port de evacuare care se află între ele. Amestecul de combustibil proaspăt este direcționat în mod deliberat către punctul cel mai îndepărtat de orificiul de evacuare. În acest moment, amestecul proaspăt se îndreaptă spre chiulasa și împinge gazele de eșapament afară prin orificiul de evacuare.

Găurile Schnurle direcționează amestecul aer/combustibil departe de orificiul de evacuare.

BOOST HOLE: Orificiul de amplificare este o îmbunătățire importantă în aranjamentul de bază al canalelor Schnurle. Este situat vizavi de orificiul de evacuare și se distinge cu ușurință de restul orificiilor cilindrului prin unghiul ascuțit în sus. Orificiul de alimentare nu numai că creează o altă cale prin care amestecul aer/combustibil poate pătrunde în cilindru, dar o face și într-un unghi care direcționează amestecul către bujia incandescentă din partea superioară a cilindrului. Acest lucru contribuie la o umplere mai bună a cilindrului și la o purjare îmbunătățită. gaze de esapament.

Portul de alimentare este opus portului de evacuare. Unghiul său ascuțit în sus ajută la direcționarea amestecului de aer proaspăt/combustibil către bujia incandescentă din partea superioară a cilindrului.

MULT - NU ÎNTOTDEAUNA BINE: Mai importante decât numărul de porturi sunt sincronizarea supapelor (adică când porturile se deschid și se închid), durata (cât timp rămân deschise) și suprafața (dimensiunea portului), așa că nu fi impresionat de numărul de porturi pentru care se face publicitate. acest motor... Un motor cu 3 canale proiectat corespunzător poate fi mai puternic decât un motor cu 7 canale proiectat prost.

Canalele proiectate corespunzător ajută la direcționarea fluxului de amestec aer/combustibil și a gazelor de eșapament. Mai multe canale uneori înseamnă mai multă putere, dar nu întotdeauna.

FAZE DE DISTRIBUȚIE GAZE

Cronometrarea supapelor indică punctele din ciclul motorului în care găurile se deschid și se închid. Aceste puncte sunt de obicei măsurate din TDC (centrul mort superior) sau BDC (centrul mort inferior), de la cel de care pistonul este mai aproape.

Pe lângă deschiderea și închiderea orificiilor, sincronizarea supapei ne spune cât timp rămâne orificiul deschis (durată). Acest lucru este important în determinarea vitezei de funcționare a unui motor, motoarele de mare viteză mișcă gazele mai mult decât motoarele cu viteză mică.

Majoritatea experților măsoară deschiderea și închiderea alezajelor în grade de rotație a arborelui cotit. Unii proiectanți și ingineri folosesc un sistem care măsoară deschiderea și închiderea găurilor ca procent din TDC (TDC). Deși există avantaje tehnice in folosinta cel mai recent sistem, primul este cel mai folosit.

Pentru a măsura evenimentele sincronizarii supapelor, la arborele cotit este atașată o roată goniometru. Ecartamentul staționar se aliniază cu roata de măsurare și se potrivește precis cu poziția pistonului la PMS, oferind măsurători ale fazelor de admisie, bypass și evacuare.

Tot ce aveți nevoie pentru a începe să măsurați sincronizarea arborelui cu came a motorului dvs. este o roată de raportor, un indicator și un suport de motor robust. Această metodă este utilizată de toți proiectanții de motoare pentru a mapa sincronizarea supapelor și pentru a identifica potențialele îmbunătățiri.

CONDUCTE ȘI PURGARE

În terminologia motorului, „purjare” înseamnă curățarea volumului - cu alte cuvinte, curățarea gazelor de eșapament din cilindru și mutarea amestecului de aer proaspăt/combustibil din carter în cilindru. Pentru un proiectant de motoare, curățarea cilindrului de gazele de eșapament este doar jumătate din problemă, în timp ce înlocuirea acestor gaze cu un amestec proaspăt aer-combustibil este o altă problemă.

Când motorul funcționează, o parte din amestecul proaspăt transferat în cilindru se amestecă cu gazele de evacuare suflate și reduce eficiența și puterea motorului. Multe sisteme de conducte au fost încercate de-a lungul anilor pentru a minimiza această amestecare și murdărire, designul a fost îmbunătățit, dar acest fenomen continuă să afecteze performanța motoarelor în doi timpi. Dimensiunea, poziția și direcția acestor găuri determină cât de reușită va fi purjarea și cât de bine va funcționa motorul.

Amestecul aer/combustibil curge din portul de bypass din stânga, umple cilindrul pentru următorul ciclu de ardere și ajută la „suflarea” gazelor de eșapament prin orificiul de evacuare din dreapta.

FAZE DE DISTRIBUȚIE GAZE

Într-un motor în doi timpi, mai multe evenimente au loc simultan. Ele se suprapun și se afectează reciproc, iar efectul lor este dificil de urmărit pur și simplu privind sincronizarea supapei. Diagrama de sincronizare a supapei face aceste numere mai ușor de înțeles.

În exemplul diagramei, portul de evacuare se deschide la 80 de grade înainte de BDC (BBDC). Este, de asemenea, 100 de grade după TDC (ATDC). Pe măsură ce portul de evacuare se deschide mai aproape de BDC, faza este măsurată din această poziție. Timpul total de deschidere (durata) oricărui canal este determinat prin adăugarea de rotații individuale.

UZ PRACTIC

Motorul Mungen MT12 folosit pentru a conduce Yokomo GT-4R a arătat o putere plată, în ciuda faptului că a avut o creștere foarte semnificativă a puterii de vârf. Acest lucru a fost realizat prin optimizarea sincronizarii supapelor pentru curse.

Am vorbit recent cu renumitul expert în modificarea motoarelor Dennis Ritchie din Texas. Dennis a modificat sute de motoare pentru bărcile și mașinile clienților săi în fiecare an, de fapt, a modificat motorul Mugen MT12 al lui Steve Pond pentru Yokomo GT-4R și a funcționat foarte bine. Și-a rezervat cu amabilitate timpul pentru o discuție despre conducte, sincronizarea supapelor și modificările conductelor.

Dennis Ritchie vede o diferență semnificativă în filozofia distribuției supapelor între motoarele scumpe cu 12 și 15 cilindre și motoarele cu 21 cilindre. Potrivit lui Denis, motoarele mici au sincronizarea supapelor mult mai conservatoare.

Iată un exemplu tipic:

• INLET - se deschide la 40 grade Dupa BDC, se inchide la 48 grade Dupa PMS, durata 188 grade.
• ESCAPT - se deschide la 78 de grade inainte de BDC, se inchide la 78 de grade dupa BDC, durata 156 de grade.
• BYPASS - se deschide la 60 de grade Înainte de BDC, se închide la 60 de grade După BDC, durata 120 de grade.

El a spus: „În timp ce timpii de evacuare și bypass sunt oarecum mici, cea mai mare creștere a performanței este turații mari obținut prin prelungirea timpului de admisie. „După calculele mele, dacă deschiderea de admisie rămâne neschimbată și închiderea avansează la aproximativ 65 de grade După ATDC, atunci timpul de admisie se extinde la 205 grade - o creștere de 9%. Cele mai bune motoare de cilindree. 21 ( 3 , 44 cc) au întotdeauna sincronizare avansată a supapelor.

Iată câteva perioade tipice pentru un motor avansat de 21 cc. inci (3,44 cc):
- aport 210 grade;
- evacuare 180 de grade;
- ocolire 126 de grade.

Dennis a spus că aceste motoare folosesc „în siguranță” combustibil cu 30% nitrometan și, după modificări, puterea lor de vârf este între 33.000 și 34.000 rpm.

Porturile de bypass și de evacuare permit gazului comprimat să iasă din partea de sus și de jos a pistonului în timpul ciclurilor motorului. A avea suficient timp (durata fazei) pentru aceasta este doar jumătate din poveste. A avea o gaură suficient de mare (zona găurii) este cealaltă jumătate. Pentru a spune altfel: timpul necesar pentru a muta o anumită cantitate de gaz prin gaură depinde de zona găurii.

O analogie ar putea fi utilă: 50 de persoane au la dispoziție 30 de secunde pentru a părăsi sediul după ce sună o alarmă de incendiu. Dacă ușa este complet deschisă, vor părăsi cu ușurință camera în timpul alocat. Dacă ușa este defectă și doar parțial deschisă, oamenii pot ieși în continuare, dar există o zdrobire de ușă, ceea ce va permite a maximum 35 de persoane să părăsească incinta la ora stabilită. Aritmetica arată că o ușă parțial deschisă va permite doar 70% dintre oameni să plece la ora stabilită. O situație similară există și pentru gazele care încearcă să treacă prin porturile de ocolire și de evacuare. Dacă debitul este prea limitat, orificiul poate fi lărgit pentru a-și crește aria, sau poate fi făcut mai mare pentru a-și crește atât aria, cât și durata fazei. Fiecare soluție are un efect diferit. A decide care dintre ele este cea mai bună este un subiect de studiu și experiență îndelungat.

Majoritatea modurilor de motor urmăresc creșterea puterii. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să pornești motorul mai repede. Când viteza maximă este crescută, canalele rămân deschise pentru un timp mai scurt. Pe baza experienței cu motor specific, modificatorul extinde gaura sau îi mărește înălțimea - sau o combinație a ambelor. Această practică este cunoscută sub denumirea de „portare” (modificarea canalelor sau găurilor).

Formele, dimensiunile și pozițiile găurilor sunt foarte esențiale pentru performanța motorului și nu puteți face o schimbare fără a afecta performanța motorului în altă parte. Este întotdeauna un compromis.

Calitatea motorului combustie interna mașina depinde de mulți factori, cum ar fi puterea, eficiența, volumul cilindrului.

Timpul supapelor este de mare importanță în motor, iar eficiența motorului cu ardere internă, răspunsul său la accelerație și stabilitatea turației de mers în gol depind de modul în care se suprapun supapele.
În motoarele simple standard, modificările de sincronizare nu sunt furnizate și astfel de motoare nu sunt foarte eficiente. Dar, recent, tot mai multe unități de putere cu capacitatea de a modifica cilindrea au fost folosite din ce în ce mai mult pe mașinile companiilor avansate precum Honda, Mercedes, Toyota, Audi. arbori cu came pe măsură ce se modifică numărul de rotații ale motorului cu ardere internă.

Diagrama de sincronizare a supapelor a unui motor în doi timpi

Un motor în doi timpi diferă de un motor în patru timpi prin faptul că ciclul său de funcționare durează o rotație a arborelui cotit, în timp ce pe un ICE în 4 timpi durează două rotații. Fazele de distribuție a gazelor în motorul cu ardere internă sunt determinate de durata deschiderii supapelor - evacuare și admisie, unghiul de suprapunere a supapelor este indicat în grade de poziție față de/in.

La motoarele în 4 timpi, ciclul de umplere a amestecului de lucru are loc cu 10-20 de grade înainte ca pistonul să atingă punctul mort superior și se termină după 45-65 de grade, iar în unele ICE-uri chiar mai târziu (până la o sută de grade), după pistonul a depășit punctul de jos. Timpul total de admisie la motoarele in 4 timpi poate dura 240-300 de grade, ceea ce asigura o buna umplere a cilindrilor cu amestecul de lucru.

La motoarele în 2 timpi, durata de admisie a amestecului aer-combustibil durează aproximativ 120-150º la rotația arborelui cotit, iar purjarea durează și mai puțin, prin urmare umplerea cu amestecul de lucru și curățarea gazelor de eșapament în ICE-uri în doi timpi. este întotdeauna mai rău decât la unitățile de putere în 4 timpi. Figura de mai jos prezintă o diagramă a sincronizarii supapelor a unui motor de motocicletă în doi timpi al motorului K-175.

Motoarele în doi timpi sunt rareori utilizate pe mașini, deoarece au o eficiență mai scăzută, o eficiență mai slabă și o curățare proastă a gazelor de eșapament de impuritățile dăunătoare. Ultimul factor este deosebit de relevant - datorită înăspririi standardelor de mediu, este important ca evacuarea motorului să conțină o cantitate minimă de CO.

Dar totuși, motoarele cu ardere internă în 2 timpi au propriile avantaje, în special la modelele diesel:

• unitățile de putere sunt mai compacte și mai ușoare;
• sunt mai ieftine;
• un motor în doi timpi accelerează mai repede.

Pe multe mașini din anii 70 și 80 ai secolului trecut, au fost instalate în principal motoare cu carburator cu un sistem de aprindere „trambler”, dar multe companii avansate de producție auto au început deja atunci să echipeze motoarele cu un sistem electronic de control al motorului, în care toate procesele principale. au fost controlate de un singur bloc (ECU). Acum aproape toată lumea mașini moderne au ECM - sistem electronic este folosit nu numai la benzină, ci și la motoarele diesel cu ardere internă.

În electronica modernă, există diverși senzori care monitorizează funcționarea motorului, trimițând semnale către unitate despre starea. unitate de putere... Pe baza tuturor datelor de la senzori, ECU decide cât de mult combustibil ar trebui să fie furnizat cilindrilor la anumite sarcini (revoluții), ce să seteze momentul aprinderii.

Senzorul de sincronizare a supapei are un alt nume - senzorul de poziție a arborelui cu came (DPRV), acesta determină poziția sincronizarii în raport cu arborele cotit. Depinde de citirile sale în ce proporție va fi furnizat combustibilul la cilindri, în funcție de numărul de rotații și de momentul aprinderii. Dacă DPRV nu funcționează, înseamnă că fazele de sincronizare nu sunt controlate, iar ECU nu „știe” în ce secvență este necesară alimentarea cu combustibil a cilindrilor. Ca urmare, consumul de combustibil crește, deoarece benzina (combustibil diesel) este furnizată simultan la toți cilindrii, motorul funcționează neregulat, la unele modele de mașini motorul cu ardere internă nu pornește deloc.

Reglaj arbore cu came

La începutul anilor 90 ai secolului XX, au fost produse primele motoare cu schimbare automată a temporizării, dar aici nu mai era senzorul care controla poziția arborelui cotit, ci fazele în sine erau deplasate direct. Principiul de funcționare a unui astfel de sistem este următorul:

• arborele cu came este conectat la un ambreiaj hidraulic;
• tot cu acest ambreiaj are o legatura si un arbore cu came;
• la ralanti și la turații mici, angrenajul arborelui cu came cu un arbore cu came este fixat în poziția standard, deoarece a fost instalat conform mărcilor;
• cu o creștere a vitezei sub influența hidraulicii, ambreiajul rotește arborele cu came în raport cu pinionul (arborele cu came), iar fazele de sincronizare se schimbă - camele arborelui cu came deschid supapele mai devreme.

Una dintre primele astfel de evoluții (VANOS) a fost aplicată pe motoarele BMW M50, primele motoare cu sincronizare variabilă a supapelor au apărut în 1992. Trebuie remarcat faptul că la început VANOS a fost instalat numai pe arborele cu came de admisie (motoarele M50 au un sistem de distribuție cu doi arbori), iar din 1996 a fost utilizat sistemul Double VANOS, cu care poziția eșapamentului și a arborilor p / de admisie a fost deja ajustat.

Care este avantajul controlerului de temporizare? Pe La ralanti suprapunerea sincronizarii supapelor practic nu este necesară și este acest caz chiar dăunează motorului, deoarece atunci când arborii cu came se schimbă, gazele de eșapament pot pătrunde în galeria de admisie, iar o parte din combustibil va intra în sistemul de evacuare fără a se arde complet. Dar când motorul funcționează la putere maximă, fazele ar trebui să fie cât mai largi posibil, iar cu cât turația este mai mare, cu atât este necesară o suprapunere mai mare a supapelor. Ambreiajul de sincronizare face posibilă umplerea eficientă a cilindrilor cu amestecul de lucru, ceea ce înseamnă creșterea eficienței motorului și creșterea puterii acestuia. În același timp, la ralanti, arborii r / cu cuplajul sunt în starea inițială, iar arderea amestecului este completă. Se pare că regulatorul de fază crește dinamica și puterea motorului cu ardere internă, în timp ce combustibilul este consumat destul de economic.

Sistemul de sincronizare variabilă a supapelor (CIFG) asigură un consum mai mic de combustibil, reduce nivelul de CO din gazele de eșapament și permite o utilizare mai eficientă a puterii motorului cu ardere internă. Diferiți producători de automobile din lume și-au dezvoltat propriul CIFG, ei aplică nu numai modificarea poziției arborilor cu came, ci și nivelul de ridicare a supapei în chiulasa. De exemplu, Nissan utilizează sistemul CVTCS, care este controlat de supapa de sincronizare variabilă a supapelor ( valva selenoida). La ralanti, această supapă este deschisă și nu creează presiune, astfel încât arborii cu came sunt în starea lor inițială. O supapă de deschidere crește presiunea în sistem și, cu cât aceasta este mai mare, cu atât arborii cu came sunt deplasați mai mult.

Trebuie remarcat faptul că SIFG-urile sunt utilizate în principal pe motoarele cu doi arbori cu came, unde în cilindri sunt instalate 4 supape - 2 de intrare și 2 de ieșire.

Accesorii distributie arbore cu came

Pentru ca motorul să funcționeze fără întreruperi, este important să setați corect fazele de sincronizare, setate în poziția dorită arbori cu came raportat la arborele cotit. La toate motoarele, arborii sunt setați conform mărcilor și mult depind de precizia instalării. Dacă arborii nu sunt aliniați corect, apar diverse probleme:

• motorul funcționează instabil la ralanti;
• ICE nu dezvoltă putere;
• sunt lovituri la toba de eșapament și pop în galeria de admisie.

Dacă greșiți câțiva dinți în semne, este posibil ca supapa să se îndoaie și motorul să nu pornească.

Pe unele modele de unități de putere au fost dezvoltate dispozitive speciale pentru reglarea temporizării supapelor. În special, pentru motoarele din familia ZMZ-406/406/409, există un șablon special cu care sunt măsurate unghiurile arborilor cu came. Șablonul poate fi folosit pentru a verifica colțurile existente și dacă acestea nu sunt aliniate corect arborii trebuie reinstalați. Atașamentul pentru motoarele 406 este un set format din trei elemente:

• două raportoare (pentru arborele din dreapta și din stânga, sunt diferite);
• raportor.

Când arborele cotit este setat la PMS al primului cilindru, camele arborelui cu came ar trebui să iasă deasupra planului superior al chiulasei la un unghi de 19-20 ° cu o eroare de ± 2,4 °, iar cama arborelui de admisie ar trebui să fie puțin mai mare. decât camera arborelui cu came de evacuare.

Există și dispozitive speciale pentru instalarea arborilor cu came la motoarele BMW M56 / M54 / M52. Setul pentru instalarea distribuției supapelor a motorului cu ardere internă BVM include:

Defecțiuni ale sistemului de sincronizare variabilă a supapelor

Puteți schimba sincronizarea supapelor căi diferite, iar recent cea mai comună rotație a arborilor p /, deși este adesea utilizată metoda de modificare a cantității de ridicare a supapei, utilizarea arborilor cu came cu came cu profil modificat. Periodic, la mecanismul de distribuție a gazelor apar diverse defecțiuni, din cauza cărora motorul începe să funcționeze intermitent, „tocește”, în unele cazuri nu pornește deloc. Cauzele problemelor pot fi diferite:

• electrovalvă defectă;
• cuplarea cu schimbare de fază este înfundată cu murdărie;
• lanțul de distribuție este întins;
• întinzătorul de lanț defect.

Adesea, atunci când apar defecțiuni în acest sistem:

• turația de ralanti scade, în unele cazuri motorul cu ardere internă se oprește;
• consumul de combustibil crește semnificativ;
• motorul nu dezvoltă viteză, mașina uneori nici măcar nu accelerează până la 100 km/h;
• motorul nu pornește bine, trebuie să fie antrenat de demaror de mai multe ori;
• se aude un ciripit venind de la cuplarea SIFG.

După toate indicațiile, principala cauză a problemelor la motor este defecțiunea supapei SIFG, de obicei cu diagnosticare computerizată detectează eroarea acestui dispozitiv. Trebuie remarcat faptul că lampa de diagnosticare Check Engine nu se aprinde întotdeauna în același timp, așa că este greu de înțeles că defecțiunile apar exact în electronică.

Adesea, problemele de sincronizare apar din cauza sistemului hidraulic înfundat - uleiul prost cu particule abrazive înfundă canalele din ambreiaj, iar mecanismul se blochează într-una dintre poziții. Dacă ambreiajul „se înclină” în poziția inițială, motorul cu ardere internă funcționează liniștit la XX, dar nu dezvoltă deloc turații. Dacă mecanismul rămâne în poziția de suprapunere maximă a supapelor, este posibil ca motorul să nu pornească bine.

Din pacate la motoare producție rusească SIFG nu este instalat, dar mulți șoferi reglează motorul cu ardere internă, încercând să îmbunătățească caracteristicile unității de putere. Versiunea clasică a modernizării motorului este instalarea unui arbore cu came „sport”, care a schimbat camele, și-a schimbat profilul.

Acest arbore p / are avantajele sale:

• motorul devine accelerație, răspunde clar la apăsarea pedalei de accelerație;
• caracteristicile dinamice ale mașinii sunt îmbunătățite, mașina se rupe literalmente de sub ea însăși.

Dar acest tuning are dezavantajele sale:

• turația de mers în gol devine instabilă, trebuie setate între 1100-1200 rpm;
• consumul de combustibil crește;
• reglarea supapelor este destul de dificilă, motorul cu ardere internă necesită o reglare atentă.

Destul de des, motoarele VAZ ale modelelor 21213, 21214, 2106 sunt supuse reglajului. Problema motoarelor VAZ cu o transmisie pe lanț este apariția zgomotului „diesel” și adesea apare dintr-un întinzător eșuat. Modernizarea motorului cu ardere internă VAZ constă în instalarea unui întinzător automat în locul celui standard din fabrică.

Adesea, un lanț cu un singur rând este instalat pe modelele de motor VAZ-2101-07 și 21213-21214: motorul funcționează mai silențios cu el, iar lanțul se uzează mai puțin - resursa sa este în medie de 150 mii km.