Cum se schimbă temporizarea supapelor unui motor în doi timpi. Tipuri de suflare a amestecului combustibil al unui motor cu ardere internă, elementele de bază ale structurii și funcționării motoarelor de bărci ale ambarcațiunilor, modul în care este amenajată o navă sportivă, repararea unei ambarcațiuni, repararea unei ambarcațiuni, ca sd

Performanța motorului cu combustie internă al unei mașini depinde de mulți factori, cum ar fi puterea, eficiența și capacitatea cilindrică.

Sincronizarea supapelor are o mare importanță în motor, iar eficiența motorului cu ardere internă, răspunsul clapetei sale și stabilitatea turației de ralanti depind de modul în care supapele se suprapun.
În motoarele simple standard, modificările de sincronizare nu sunt furnizate, iar astfel de motoare nu sunt extrem de eficiente. Dar, recent, tot mai multe unități de putere cu capacitatea de a schimba deplasarea arborilor cu came, pe măsură ce numărul de rotații ale motorului cu ardere internă se schimbă din ce în ce mai mult pe mașinile companiilor de top precum Honda, Mercedes, Toyota, Audi.

Schema de sincronizare a supapelor unui motor în doi timpi

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

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

La motoarele în 2 timpi, durata de admisie a amestecului aer-combustibil durează aproximativ 120-150 ° la întoarcerea arborelui cotit, purjarea durează și mai puțin, prin urmare se umple cu amestecul de lucru și curăță gazele de eșapament în doi timpi ICE-urile sunt întotdeauna mai rele decât în ​​unitățile de putere în 4 timpi. Figura de mai jos prezintă o diagramă a sincronizării supapelor unui motor de motocicletă în doi timpi al motorului K-175.

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

Cu toate acestea, motoarele cu combustie 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 producere a automobilelor au început deja 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 toate mașinile moderne au ECM - sistemul electronic este utilizat nu numai în benzină, ci și în ICE-urile diesel.

În electronica modernă, există diferiți senzori care monitorizează funcționarea motorului, trimitând semnale către unitate despre starea unității de putere. Pe baza tuturor datelor de la senzori, ECU decide cât de mult combustibil ar trebui să fie furnizat cilindrilor la anumite sarcini (rotații), ce să stabilească timpul de aprindere.

Senzorul de sincronizare a supapei are un alt nume - senzorul de poziție al arborelui cu came (DPRV), determină poziția temporizării în raport cu arborele cotit. Depinde de citirile sale în ce proporție combustibilul va fi furnizat cilindrilor, în funcție de numărul de rotații și de timpul de aprindere. Dacă DPRV nu funcționează, înseamnă că fazele de sincronizare nu sunt controlate, iar ECU nu știe în ce secvență este necesar să se furnizeze combustibil cilindrilor. Ca urmare, consumul de combustibil crește, deoarece benzina (motorină) este alimentată simultan tuturor cilindrilor, motorul funcționează neregulat, iar pe unele modele de mașini motorul cu ardere internă nu pornește deloc.

Reglator arbore cu came

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

• arborele cu came este conectat la un ambreiaj hidraulic;
• de asemenea, cu acest ambreiaj are o conexiune și un arbore cu came;
• la ralanti și viteze reduse, angrenajul arborelui cu came cu un arbore cu came este fixat în poziția standard, deoarece a fost instalat conform marcajelor;
• cu o creștere a rotațiilor sub influența hidraulicii, ambreiajul întoarce arborele cu came față de pinion (arborele cu came), iar fazele de distribuție 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 temporizare 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 sincronizare cu doi arbori) și, din 1996, a fost utilizat sistemul Double VANOS, cu care a fost poziționată arborele de evacuare și admisie a fost deja ajustat.

Care este avantajul controlerului de sincronizare? La ralanti, sincronizarea supapei nu este practic necesară și, în acest caz, dăunează chiar 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 arde complet. Dar când motorul funcționează la putere maximă, fazele ar trebui să fie cât mai largi posibil și cu cât rpm-ul este mai mare, cu atât este mai necesară suprapunerea supapei. Ambreiajul de schimbare a timpului 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 cu ambreiaj sunt în starea inițială, iar arderea amestecului este completă. Se pare că regulatorul de fază mărește dinamica și puterea motorului cu ardere internă, în timp ce combustibilul este consumat destul de economic.

Sistemul variabil de distribuție a supapelor (CIFG) asigură un consum mai redus de combustibil, reduce nivelul de CO din gazele de eșapament și permite o utilizare mai eficientă a puterii motorului cu ardere internă. Diferiti producatori auto mondiali si-au dezvoltat propriul CIFG, aplicand nu numai schimbarea pozitiei arborilor cu came, ci si nivelul ridicarii supapelor din chiulasa. De exemplu, Nissan folosește sistemul CVTCS, care este controlat de o supapă variabilă de distribuție a supapei (electrovalvă). La ralanti, această supapă este deschisă și nu generează presiune, astfel încât arborii cu came sunt în starea lor inițială. O supapă de deschidere crește presiunea în sistem și, cu cât este mai mare, cu atât arborii cu came sunt mai mult deplasați.

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

Accesorii de distribuție a arborelui cu came

Pentru ca motorul să funcționeze fără întreruperi, este important să setați corect fazele de distribuție, să setați arborii cu came în poziția dorită în raport cu arborele cotit. La toate motoarele, arborii sunt stabiliți în funcție de mărci și multe depind de precizia instalației. Dacă arborii nu sunt aliniați corect, apar diverse probleme:

• motorul funcționează instabil la ralanti;
• ICE nu dezvoltă puterea;
• există fotografii la toba de eșapament și apare 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 setarea temporizării supapei. 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 nu sunt aliniate corect arborii trebuie să fie reinstalați. Accesoriul pentru motoarele 406 este un set format din trei elemente:

• două transportoare (pentru arborele drept și stâng, ele sunt diferite);
• raportor.

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

Există, de asemenea, dispozitive speciale pentru instalarea arborilor cu came pe motoarele BMW M56 / M54 / M52. Kitul pentru instalarea sincronizării supapelor motorului cu ardere internă BVM include:

Defecțiuni ale sistemului variabil de distribuție a supapelor

Este posibil să schimbați temporizarea supapei în diferite moduri și, recent, cea mai obișnuită rotație a arborilor p /, deși este adesea utilizată metoda de modificare a cantității de ridicare a supapei, utilizarea arborilor cu came cu came modificate. Periodic, apar diferite disfuncționalități în mecanismul de distribuție a gazului, din cauza căruia motorul începe să funcționeze intermitent, „plictisitor”, în unele cazuri nu pornește deloc. Cauzele problemelor pot fi diferite:

• electrovalva defectă;
• cuplajul pentru schimbarea fazei este înfundat cu murdărie;
• lanțul de distribuție este întins;
• întinzătorul lanțului defect.

Adesea 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 turație, mașina uneori nici măcar nu accelerează la 100 km / h;
• motorul nu pornește bine, trebuie să fie acționat de starter de mai multe ori;
• se aude un ciripit care vine din cuplajul SIFG.

Din toate indicațiile, principala cauză a problemelor motorului este defectarea supapei SIFG, de obicei, cu diagnosticul computerului care relevă o eroare a acestui dispozitiv. Trebuie remarcat faptul că lampa de diagnosticare Check Engine nu se aprinde întotdeauna în același timp, deci este dificil de înțeles că defecțiunile apar exact în electronică.

Adesea apar probleme de sincronizare din cauza hidraulicii înfundate - uleiul rău cu particule abrazive înfundă canalele din ambreiaj, iar mecanismul se blochează într-una din poziții. Dacă ambreiajul „pene” în poziția inițială, motorul cu ardere internă funcționează în liniște la XX, dar nu dezvoltă deloc viteza. Dacă mecanismul rămâne în poziția de suprapunere maximă a supapei, este posibil ca motorul să nu pornească bine.

Din păcate, SIFG nu este instalat pe motoarele fabricate în Rusia, dar mulți șoferi sunt angajați în reglarea motorului 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, le-a schimbat profilul.

Acest p / arbore are avantajele sale:

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

Dar această reglare are dezavantajele sale:

• viteza de ralanti devine instabilă, acestea trebuie setate în intervalul 1100-1200 rpm;
• consumul de combustibil crește;
• este destul de dificil să reglați supapele, motorul cu ardere internă necesită o reglare atentă.

Destul de des, motoarele VAZ ale modelelor 21213, 21214, 2106 sunt supuse reglării. Problema motoarelor VAZ cu transmisie în lanț este apariția zgomotului „diesel” și adesea apare dintr-un dispozitiv de tensionare defect. Modernizarea VAZ ICE 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 acesta, iar lanțul se uzează mai puțin - resursa sa este în medie de 150 de mii de km.

Supapa de ieșire începe să se deschidă la sfârșitul procesului de expansiune înainte de LMW. la un unghi φ o.v. = 30h-75 ° (Fig. 20) și se închide după am. cu o întârziere cu unghiul φ z.v., când pistonul se deplasează în cursa de umplere în direcția spre N.m.t. Începutul deschiderii și închiderii supapei de admisie este, de asemenea, deplasat în raport cu punctele moarte: deschiderea începe înainte de TDC. conducând cu un unghi φ 0. vp, iar închiderea are loc după nm. cu o întârziere de unghiul φ c.v. la începutul cursei de compresie. Majoritatea proceselor de eliberare și umplere se desfășoară separat, dar în apropierea t.m.t. supapele de admisie și ieșire sunt deschise pentru o vreme în același timp. Durata suprapunerii supapei, egală cu suma unghiurilor φ З.в + φ о.вп, este mică pentru motoarele cu piston (Fig. 20, a), iar pentru cele combinate poate fi semnificativă (Fig. 20, b ). Durata totală a schimbului de gaze este φ o.v + 360 o + φ z.vp = 400-520 o; este mai mare pentru motoarele de mare viteză.

Perioade de schimb de gaz la motoarele în doi timpi

Într-un motor în doi timpi, procesele de schimb de gaze au loc atunci când pistonul se deplasează în apropierea găurii de foraj. și ocupă o parte din cursa pistonului în cursele de expansiune și compresie.

La motoarele cu schemă de schimb de gaze în buclă, atât orificiile de intrare, cât și cele de ieșire sunt deschise de un piston, prin urmare, sincronizarea supapei și diagramele secțiunii transversale ale ferestrelor sunt simetrice în raport cu LMW. (Fig. 24, a). La toate motoarele cu scheme de schimb direct de gaz (Fig. 24, b), fazele de deschidere ale orificiilor de evacuare (sau ale supapelor) sunt efectuate asimetric în raport cu presiunea nominală, obținându-se astfel o umplere mai bună a cilindrilor. De obicei, orificiile de intrare și orificiile de ieșire (sau supapele) se închid în același timp sau cu o diferență mică de unghi. De asemenea, este posibil să se realizeze faze asimetrice într-un motor cu o schemă de schimb de gaze în buclă,

dacă instalați (intrare sau ieșire) dispozitive suplimentare - bobine sau supape. Datorită fiabilității insuficiente a acestor dispozitive, acestea nu sunt utilizate în prezent.

Durata totală a proceselor de schimb de gaz la motoarele în doi timpi corespunde cu 120-150 ° din unghiul de rotație al arborelui cotit, care este de 3-3,5 ori mai mic decât la motoarele în patru timpi. Unghiul de deschidere al orificiilor de ieșire (sau ale supapelor) φ r.v. = 50-90 ° BC, iar unghiul de pre-deschidere φ pr = 10-15 0. La motoarele de mare viteză cu evacuare supapă, aceste unghiuri sunt mai mari, iar la motoarele cu evacuare geam, acestea sunt mai mici.

La motoarele în doi timpi, procesele de evacuare și de umplere au loc în cea mai mare parte împreună - cu orificii de intrare (purjare) și ieșire (sau supape de evacuare) deschise simultan. Prin urmare, aerul (sau un amestec combustibil) intră în cilindru, de regulă, cu condiția ca presiunea din fața orificiilor de intrare să fie mai mare decât presiunea din spatele orificiilor de ieșire (supape).

Literatură:

Nalivaiko V.S., Stupachenko A.N. Sypko S.A. Instrucțiuni metodice pentru lucrările de laborator la cursul "Motoare cu combustie internă pentru nave", Nikolaev, NKI, 1987, 41p.

Motoare cu ardere internă pentru nave. Manual / Yu.Ya. Fomin, A.I. Gorban, V.V. Dobrovolsky, A.I. Lukin et al. - L .: Shipbuilding, 1989 - 344 p .: Ill.

Motoare de combustie internă. Teoria pistonului și a motoarelor combinate: Ed. LA FEL DE. Orlina, M.G. Kruglova –M.: Inginerie mecanică, 1983yu - 372p.

Vansheidt V.A. Motoare cu ardere internă pentru nave. L. Construcții navale, 1977.-392s.

Cel mai simplu motor în doi timpi

Motorul în doi timpi este cel mai simplu din punct de vedere tehnic: în acesta, pistonul îndeplinește munca unui distribuitor. Se fac mai multe găuri pe suprafața cilindrului motorului. Se numesc ferestre și sunt fundamentale pentru un ciclu în doi timpi. Scopul orificiilor de admisie și ieșire este destul de evident - orificiul de admisie permite amestecului aer-combustibil să intre în motor pentru arderea ulterioară, iar orificiul de ieșire permite eliminarea gazelor de ardere din motor. Canalul de purjare servește la asigurarea revărsării din camera de manivelă, 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 sub piston și nu direct în camera de ardere de deasupra pistonului. Pentru a înțelege acest lucru, trebuie remarcat faptul că la un motor în doi timpi, camera cu manivelă 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 interior, se modifică, deoarece pistonul este amestecat reciproc în cilindru (pe măsură ce pistonul se deplasează în sus , volumul crește, iar presiunea scade sub atmosferă, se creează un vid; dimpotrivă, atunci când pistonul se deplasează în jos, volumul scade și presiunea devine mai mare decât atmosferică).

Orificiul de admisie de pe peretele cilindrului este acoperit de cele mai multe ori de fusta pistonului și se deschide când pistonul se apropie de vârful cursei sale. Vidul creat aspiră o încărcare proaspătă a amestecului în camera manivelei, apoi, pe măsură ce pistonul se deplasează în jos și crește presiunea în camera manivelei, acest amestec este forțat în camera de combustie 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 piese în mișcare 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 designurile moderne această funcție este atribuită dispozitivelor mai complexe și mai eficiente.

Proiecte îmbunătățite ale motoarelor în doi timpi

Influența asupra fluxului de gaze Unul dintre motivele ineficienței motorului în doi timpi descris mai sus este curățarea incompletă a gazelor de eșapament. Rămase în cilindru, acestea interferează cu pătrunderea întregului volum al amestecului proaspăt și, prin urmare, reduc puterea. Există, de asemenea, o problemă conexă: amestecul proaspăt din portul de purjare intră direct în portul de ieșire și, așa cum s-a menționat mai devreme, portul portului 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 buteliei. În primele etape, îmbunătățirile aduse motoarelor în doi timpi au fost obținute prin acordarea coroanei pistonului de o formă specială pentru a devia amestecul de la admisie la chiulasă - acest design a fost numit pistonul cu un deflector. " Cu toate acestea, utilizarea pistoanelor nedumerite pe 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), 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 fundul pistonului modifică caracteristicile expansiunii sale (dacă pistonul se extinde excesiv în direcția greșită, se poate bloca în cilindru) și, de asemenea, duce la ponderarea acestuia cu un deplasarea masei de pe 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 motorului în doi timpi

Bucla suflă

Deoarece pistonul cu deflector are prea multe defecte și un fund plat sau ușor rotunjit pistonul nu este foarte afectat de mișcarea amestecului de intrare sau de gazele de evacuare care curg, a fost necesară o altă opțiune. A fost dezvoltat în anii 1930 de dr. E. Schnurle, care a inventat-o ​​și a brevetat-o ​​(deși, desigur, a conceput-o inițial pentru un motor diesel în doi timpi). Ferestrele de aerisire sunt situate opuse una pe cealaltă pe peretele cilindrului și sunt direcționate într-un unghi în sus și înapoi. Astfel, amestecul de intrare lovește peretele din spate al cilindrului și deviază în sus, apoi, formând o buclă în partea de sus, cade pe gazele de eșapament și contribuie la deplasarea lor prin fereastra de ieșire. În consecință, o bună evacuare a cilindrului poate fi obținută prin ajustarea poziției orificiilor de evacuare. Forma și dimensiunea canalelor trebuie luate în considerare cu atenție. Dacă faceți canalul prea larg, inelul pistonului, ocolindu-l, poate pătrunde în fereastră și se poate bloca, provocând astfel daune. Prin urmare, dimensiunea și forma ferestrelor sunt făcute astfel încât să garanteze o trecere fără șoc a pistei pe lângă ferestre, iar unele ferestre largi sunt conectate în mijloc printr-un buiandrug care servește drept suport pentru inele. O altă opțiune este utilizarea mai multor ferestre și mai mici.

În acest moment, 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 purjă și orificii cu scopul unic de a îmbunătăți purjarea, se deschid cu puțin înainte de deschiderea orificiilor principale de purjare, care alimentează majoritatea amestecului proaspăt. Dar asta e tot deocamdată. ce se poate face pentru a îmbunătăți schimbul de gaze fără a utiliza piese scumpe în producție. Pentru a continua să îmbunătățim performanța, este necesar să se controleze mai precis faza de umplere.

Suzuki permite supapa cu lob TW

Supape petale

În orice proiect al motorului în doi timpi, eficiența îmbunătățită și economia de combustibil înseamnă că motorul trebuie să funcționeze mai eficient, ceea ce necesită cantitatea maximă de combustibil care trebuie arsă (și, prin urmare, puterea maximă) la fiecare cursă a motorului. Problema rămâne a îndepărtării complexe a întregului volum de gaze de eșapament și a umplerii buteliei cu volumul maxim de amestec proaspăt. Atâta timp cât procesele de schimb de gaze sunt îmbunătățite în cadrul unui motor 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 primit nu poate fi mărit. pentru a facilita deplasarea gazelor de eșapament. Soluția este de a umple camera cu manivelă cu mai mult amestec prin creșterea volumului său, dar în practică acest lucru duce la o suflare mai puțin eficientă. Creșterea eficienței de purjare necesită reducerea volumului camerei de manivelă și limitarea astfel a spațiului destinat umplerii cu amestecul. Așadar, a fost deja găsit 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 de aer-combustibil furnizat camerei manivelei se va pierde inevitabil pe măsură ce pistonul începe să se deplaseze în jos în timpul arderii. Acest amestec este forțat înapoi în orificiul de admisie și astfel se pierde. Este necesară o modalitate mai eficientă de a controla amestecul de intrare. Pierderea amestecului poate fi prevenită folosind o supapă pentru petală sau disc (bobină) sau o combinație a ambelor.

Supapa cu clapă este formată dintr-un corp metalic al supapei și un scaun fixat pe suprafața sa cusigiliu din cauciuc sintetic. Două sau mai multe supape petale sunt atașate la corpul supapei, aceste petale sunt închise în condiții atmosferice normale. În plus, pentru a limita mișcarea petalei, sunt instalate plăci restrictive, una pentru fiecare petală de supapă, care servesc pentru a preveni ruperea acesteia. Petalele subțiri ale supapelor sunt fabricate de obicei din oțel flexibil (cu arc), deși materialele exotice pe bază de rășină fenolică sau fibră de sticlă devin din ce în ce mai populare.

Supapa se deschide îndoind petalele până la plăcile restrictive, care sunt proiectate să se deschidă imediat ce există o presiune diferențială pozitivă între atmosferă și camera manivelei; acest lucru se întâmplă atunci când pistonul care se deplasează în sus creează un vid în carter.Când amestecul este introdus în carter și pistonul începe să se deplaseze în jos, presiunea din interiorul carterului crește la nivelul atmosferic și petalele sunt apăsate, închizând supapa. În acest fel, se furnizează cantitatea maximă de amestec și se previne orice reflux. Masa suplimentară a amestecului umple cilindrul mai complet, iar suflarea este mai eficientă. La început, supapele cu petale au fost adaptate pentru utilizare pe motoarele cu piston existente cu sincronizare a supapelor, rezultând îmbunătățiri semnificative ale 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 pentru petale 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 permite acest lucru. Într-un alt design, ferestrele au fost realizate pe suprafața fustei pistonului pentru a scăpa în cele din urmă de controlul pe care pistonul îl are asupra canalelor; în acest caz, acestea sunt deschise și închise numai prin acțiunea supapei petale. Dezvoltarea acestei idei a însemnat că supapa și orificiul de admisie pot fi transferate din cilindru în carter. Avertismentele descurajante pe care petalele supapelor le vor crapa și prinde în interiorul motorului s-au dovedit în mare parte nefondate. Mutarea 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 intra în camera manivelei. Acest lucru este facilitat într-o oarecare măsură de impulsul (viteza și greutatea) amestecului de intrare. Pe măsură ce orificiul de admisie este mutat în afara cilindrului, eficiența poate fi îmbunătățită și mai mult prin amestecarea orificiilor de purjare în poziția optimă de purjare. Desigur, în ultimii ani, dispunerea de bază a supapelor petale a fost supusă unor cercetări ample și au apărut modele complexe. conținând petale în două etape și corpuri de supapă cu mai mulți lobi. Evoluțiile recente în domeniul supapelor petalelor sunt legate de materialele utilizate pentru petale și de poziția și dimensiunea petalelor.

Supape cu disc (distribuție bobină)

Supapa cu disc constă dintr-un disc subțire din oțel fixat pe arborele cotit cu o cheie

Sau prin spline, astfel încât să se rotească împreună, se află în afara orificiului de admisie dintre carburator și capacul carterului. astfel încât în ​​starea 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. Pe măsură ce arborele cotit și supapa cu disc se rotesc, orificiul de admisie se deschide pe măsură ce secțiunea tăiată trece de canal, permițând amestecului să intre direct în carter. Canalul este apoi etanșat de un disc, împiedicând amestecul să fie expulzat înapoi în carburator pe măsură ce pistonul începe să se deplaseze în jos.

Avantajele evidente ale utilizării unei supape de disc includ un control 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 admisie și garantează o trecere neobstrucționată a amestecului care intră în camera de manivelă. Spre deosebire de o supapă cu petale cu un corp de supapă suficient de mare, supapa cu disc nu creează nicio obstrucție în conducta de admisie și, prin urmare, schimbul de gaz din motor este îmbunătățit. Un alt avantaj al supapei cu disc este timpul necesar pentru ca o supapă cu disc să fie înlocuită pentru a se potrivi performanțelor 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 cerințelor în schimbare ale motorului, precum o supapă cu petale. În plus, toate supapele discului sunt vulnerabile la resturile aeriene care intră în motor (particulele fine și praful se așează pe canelurile de etanșare și zgârie discul). În ciuda acestui. în practică, supapele cu disc funcționează foarte bine și oferă de obicei o creștere semnificativă a puterii la turații reduse ale motorului, comparativ cu un motor cu piston convențional.

Utilizarea combinată a supapelor pentru petale și discuri

Incapacitatea supapei cu disc de a răspunde la cerințele motorului în schimbare i-a determinat pe unii producători să ia în considerare utilizarea unei combinații de supape cu disc și petală pentru a obține o flexibilitate ridicată a motorului. Prin urmare, atunci când condițiile impun, presiunea carterului închide supapa petalei, închizând astfel orificiul de admisie al manivelei, chiar dacă secțiunea decupată (sectorul) discului poate deschide orificiul de admisie al carburatorului.

Folosind piesa obrazului arborelui cotit ca supapă cu disc

O versiune interesantă a supapei cu disc a fost utilizată de câțiva ani pe mai multe motoare de scuter. Vespa... În loc să folosească un ansamblu separat de supape 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 direct deasupra volantului (pe aceste motoare, cilindrul este orizontal) și astfel acoperit de marginea volantului. Prelucrarea unei crestături în porțiunea volantului poate deschide orificiul într-un punct dat al ciclului motorului, similar cu așa ar fi cu o supapă cu disc tradițională. Deși intrarea rezultată este mai puțin dreaptă decât ar putea fi, în practică acest sistem funcționează foarte bine. Drept urmare, motorul oferă o putere utilă într-o gamă largă de turații și rămâne simplu din punct de vedere tehnic.

Localizarea portului de descărcare

în multe privințe, sistemele de admisie și evacuare ale unui motor în doi timpi sunt foarte strâns legate. În paragrafele anterioare, am discutat despre metodele de alimentare a amestecului și de eliminare a gazelor de eșapament din cilindru. De-a lungul anilor, proiectanții și testerii au descoperit că fazele de evacuare pot avea un impact la fel de semnificativ asupra performanței motorului ca și fazele de admisie. Fazele de evacuare sunt determinate de înălțimea orificiului de ieșire din peretele cilindrului, adică atunci când acesta este închis și deschis de piston pe măsură ce se deplasează în sus și în jos în cilindru. Desigur, ca în toate celelalte cazuri, nu există o singură prevedere care să acopere toate modurile de motorizare. În primul rând, depinde de ce trebuie utilizat 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 și, la o examinare mai atentă, se poate spune că același lucru se aplică dimensiunilor canalului și direct dimensiunilor țeavă de eșapament. Ca rezultat, au fost dezvoltate diverse sisteme în producție cu caracteristici variate ale sistemelor de evacuare în timpul funcționării motorului pentru a se potrivi cu turațiile variabile de rotație. Astfel de sisteme au apărut la (YPVS), (ATAS). (KIPS), (SAPC), Cagiva(CTS) și Aprilia(RAVE). 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 instalată în căptușeala cilindrului, astfel încât marginea sa inferioară să se potrivească cu marginea superioară a orificiului de ieșire. La turații reduse ale motorului, supapa este într-o poziție închisă, limitând înălțimea efectivă a geamului: aceasta îmbunătățește performanțele mici și medii. 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. Unitatea de control YPVSi - primește date despre unghiul de deschidere a supapei de la potențiometru pe servomotor și date despre turația motorului de la unitatea de control a aprinderii; aceste date sunt utilizate pentru a genera semnalul corect către mecanismul de acționare a servomotorului (vezi Fig. 1.86). Notă: bicicletele off-road ale companiei utilizează o versiune ușor diferită a sistemului datorită puterii reduse a bateriei: supapa de putere este acționată 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 (cu bile) montat pe arborele cotit. Legătura verticală conectează mecanismul de acționare la tija de comandă a supapei de putere instalată în căptușeala cilindrului. Două astfel de supape de alimentare sunt amplasate în pasajele auxiliare de pe ambele părți ale orificiului de admisie principal și sunt conectate la tija de acționare prin intermediul unui pinion și a unui rack. Pe măsură ce tija actuatorului se deplasează „dintr-o parte în alta”, supapele se rotesc, deschizând și închizând canalele auxiliare din cilindru și camera de rezonare situată pe partea stângă a motorului. Sistemul este proiectat astfel încât, la viteză redusă, canalele auxiliare să fie închise de supape pentru a asigura o deschidere pe termen scurt a canalului. Supapa stângă deschide camera rezonatorului către gazele de evacuare care scapă, crescând astfel volumul camerei de expansiune. La rpm ridicate, 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 și la viteze mari, prin creșterea înălțimii orificiului de ieșire și a unui sistem de evacuare mai mic. Sistemul a fost îmbunătățit și mai mult prin introducerea unui angrenaj intermediar între tija de acționare și una dintre supape, care asigură rotația supapelor în direcții opuse, precum și adăugarea unei supape plate de putere la marginea anterioară a evacuării port. La modelele mai mari, performanțele de pornire și viteza redusă au fost îmbunătățite prin adăugarea unui profil de duză în partea superioară a supapelor.

Camera de îmbunătățire automată a cuplului Honda - ATAS

Sistemul utilizat la modelele companiei este acționat de un regulator centrifugal automat montat pe arborele cotit. Mecanismul cu cremalieră și pinion transferă forța de la regulator la supapa ATAC instalată în căptușeala cilindrului. Camera HERP (Resonant Energy Pipe) este deschisă de supapa ATAC la turații reduse a motorului și închisă la turații mari ale motorului.

Sistem de injecție a combustibilului

Aparent, metoda evidentă de a rezolva toate problemele asociate umplerii camerei de ardere a unui motor în doi timpi cu combustibil și aer, fără a menționa problemele consumului ridicat de combustibil și a emisiilor nocive, este utilizarea unui sistem de injecție a combustibilului. Cu toate acestea, dacă combustibilul nu este alimentat direct în camera de ardere, rămân probleme inerente cu faza de umplere și cu eficiența motorului. Problema cu injecția directă de combustibil în camera de ardere este. că combustibilul poate fi livrat numai după ce orificiile de admisie au fost închise, prin urmare, mai rămâne puțin timp pentru atomizarea și amestecarea completă a combustibilului cu aerul din cilindru (care provine din camera manivelei 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 alimentat la o presiune și mai mare, altfel pur și simplu nu va curge din injector . Acest lucru necesită o pompă de combustibil destul de mare, ceea ce implică probleme asociate cu greutatea, dimensiunea și costul crescute. Aprilia a rezolvat aceste probleme folosind un sistem numit DITECH, bazat pe un design al unei companii australiene, 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 o supapă de reținere din cilindru]. După închiderea orificiului de evacuare, 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%, realizate prin reducerea nu a 60% a consumului de ulei și a 50% a consumului de combustibil, în în plus, viteza unui scuter cu un astfel de sistem este cu 15% mai rapidă la același scuter cu un carburator standard.

Principalul avantaj al utilizării injecției directe este că. că, în comparație cu un motor convențional în doi timpi, nu este nevoie să amestecați în prealabil combustibilul cu uleiul pentru a lubrifia motorul. Ungerea este îmbunătățită, deoarece uleiul nu este spălat de rulmenți de către combustibil și, prin urmare, este nevoie de mai puțin ulei, rezultând o toxicitate redusă. Arderea combustibilului este, de asemenea, îmbunătățită și reducerea acumulării de carbon pe pistoane, inele pistonului și în sistemul de evacuare. Aerul este încă furnizat prin carter (debitul său este determinat de supapa de accelerație conectată la butonul de accelerație al motocicletei) Aceasta înseamnă că uleiul încă arde în cilindru, iar lubrifierea și lubrifierea nu sunt atât de eficiente pe cât ne-am dori. Cu toate acestea, rezultatele testelor independente vorbesc de la sine. Tot ceea ce este acum necesar este să furnizeze alimentare cu aer, ocolind camera manivelei.

Citește articolul: 880

Kart Design - Motoare forțate

Nu vor exista rețete gata făcute pentru creșterea anumitor tipuri de motoare. Toate motoarele sunt diferite, pe șasiuri diferite dimensiunile elementelor individuale (de exemplu, sistemul de evacuare) se vor schimba, iar caracteristicile se vor schimba. Prin urmare, unele rețete specifice, în care, cu toate acestea, vor rămâne o mulțime de pete albe, nu pot duce decât la muncă inutilă.

În special, vor fi luate în considerare fundamentele teoriei proceselor care au loc în motor, cu accent special pe acele probleme care sunt fundamentale atunci când forțează motorul. Desigur, în capitolul propus, sunt luate în considerare doar acele secțiuni ale teoriei, a căror cunoaștere este necesară pentru ca un fan de karting începător să nu strice motorul în efortul de a scoate din el puterea maximă. De asemenea, se oferă recomandări generale cu privire la direcțiile în care ar trebui efectuate modificările motorului pentru a obține rezultate pozitive. Instrucțiunile generale sunt ilustrate cu exemple din lucrări practice privind amplificarea motoarelor de kart. În plus, se oferă o serie de comentarii și recomandări practice cu privire la modificările aparent mici, a căror introducere va îmbunătăți funcționarea motorului, va crește fiabilitatea și ne va scuti de învățarea uneori costisitoare din propriile greșeli.

Faze de distribuție a gazelor

Momentul supapei este exprimat prin unghiurile de rotație ale arborelui cotit la care se deschid și se închid ferestrele cilindrului corespunzătoare. Într-un motor în doi timpi, luați în considerare trei faze: deschiderea orificiului de admisie, deschiderea orificiului de evacuare și deschiderea orificiilor de bypass (Figura 9.3).

Faza deschiderii unei ferestre, de exemplu, una de evacuare, este unghiul de rotație al arborelui cotit, măsurat din momentul în care marginea superioară a pistonului deschide fereastra de evacuare, până în momentul în care pistonul, deplasându-se înapoi, se închide fereastra. În mod similar, puteți defini fazele deschiderii altor ferestre.

Orez. 9.3. Diagramele de sincronizare a supapelor:

A-simetric; b - asimetric; OD și ZD - deschidere și închidere admisie. OP și ZP - bypass deschidere și închidere; OW și ZW - deschiderea și închiderea emisiunii; a, y- unghiuri de deschidere ale ferestrelor de intrare și respectiv de ieșire; B - unghiul de deschidere al ferestrelor de ocolire

Orez. 9.4. Compararea secțiunilor de timp (zona sub curbe) pentru ferestrele de diferite forme

Într-un motor cu piston convențional, toate geamurile sunt deschise și închise de un piston, astfel încât schema de sincronizare a supapei este simetrică (sau aproape simetrică) față de axa verticală (Fig.9.3, A). La motoarele de kart, în care camera cu manivelă este umplută cu un amestec combustibil folosind o bobină rotativă, faza de admisie poate să nu depindă de mișcarea pistonului, prin urmare, diagrama de distribuție a supapei este de obicei asimetrică (Fig.9.3, b).

Cronometrarea supapelor sunt valori comparabile pentru motoarele cu curse de piston diferite, adică servesc drept caracteristici universale. La compararea motoarelor cu aceeași cursă a pistonului, sincronizarea supapei poate fi înlocuită de distanțele de la geamuri, de exemplu, la planul superior al cilindrului.

În plus față de temporizarea supapei, un parametru important este așa-numita secțiune de timp. Când fereastra este deschisă treptat de piston, forma canalului depinde de modul în care crește suprafața deschisă a ferestrei, în funcție de unghiul de rotație al arborelui cotit (sau de timp). Cu cât fereastra este mai largă, cu atât se deschide mai multă suprafață atunci când pistonul este împins în jos. În același timp, o cantitate mai mare de amestec combustibil va trece prin fereastră. Este recomandabil ca atunci când fereastra este deschisă de piston, aria sa să fie imediat cât mai mare posibil. În multe motoare, pentru aceasta, fereastra este extinsă în sus. Acest lucru realizează efectul de a deschide rapid fereastra fără a-i mări suprafața.

Diagrama creșterii suprafeței deschise a ferestrelor de diferite forme în funcție de timp la o constantă VW a motorului este prezentată în Fig. 9.4. Suprafața totală a ferestrelor este aceeași în ambele cazuri. Zona de sub curbele diagramei caracterizează valoarea secțiunii de timp. Pentru o fereastră cu formă neregulată, secțiunea de timp este mai mare.

Sisteme de purjare a cilindrilor

Orez. 9.10. Diagrama sistemelor de purjare a cilindrilor și a măturărilor corespunzătoare a oglinzii cilindrilor:

a - sistem cu două canale; b - sistem cu trei canale; c - sistem cu patru canale; d - sistem cu cinci canale

Sistemele de purjare a cilindrilor utilizate la motoarele de kart sunt prezentate schematic în Fig. 9.10. Amplasarea ferestrelor de ocolire pe scanarea oglinzii cilindrului este afișată lângă fiecare dintre sisteme: cu două, trei, patru și cinci canale. La motoarele în care umplerea carterului este controlată de un piston, acoperă și nu închide orificiul de admisie. În acest caz, intrarea nu este realizată în cilindru și devine posibilă plasarea unui canal de bypass suplimentar.

Rolul sistemului de evacuare

Într-un motor în doi timpi, sistemul de evacuare joacă un rol imens, constând dintr-o țeavă de eșapament (în cilindru și în spatele cilindrului), o cameră de expansiune și o toba de eșapament. În momentul în care orificiul de evacuare este deschis, există o presiune în cilindru, care este redusă în sistemul de evacuare. Gazul se extinde, apar unde de șoc, care sunt reflectate de pereții camerei de expansiune. Undele de șoc reflectate determină o nouă creștere a presiunii în apropierea orificiului de evacuare, ca urmare a faptului că o parte din gazele de eșapament intră din nou în cilindru (Fig.9.11).

Orez. 9.11. Reprezentarea schematică a fazelor de evacuare secvențiale:

a - deschiderea ferestrei de ieșire; b - deschiderea completă a ferestrei; c - închiderea ferestrei

Se pare că ar fi mai avantajos să obțineți un vid la priză atunci când acesta este complet deschis. Acest lucru va face ca gazele să fie pompate din cilindru și astfel să umpleți cilindrul cu un amestec proaspăt. Cu toate acestea, în acest caz, o parte din acest amestec, împreună cu gazele de eșapament, vor intra în conducta de evacuare. Prin urmare, este necesar să se obțină o presiune crescută la fereastra de ieșire atunci când aceasta se închide. În acest caz, amestecul combustibil care a pătruns în conducta de evacuare împreună cu gazele de evacuare va fi returnat cilindrului, îmbunătățind semnificativ umplerea acestuia. Acest lucru se întâmplă după ce orificiile de ocolire sunt închise de piston. Ca și în sistemul de admisie, fenomenele de undă din sistemul de evacuare au un efect pozitiv numai în vecinătatea CV-ului rezonant. Prin modificarea dimensiunilor și, în special, a lungimii sistemului de evacuare, este posibilă și modelarea caracteristicilor de turație ale motorului. Efectul modificărilor dimensiunii sistemului de evacuare asupra performanțelor motorului este mai semnificativ decât modificarea dimensiunii sistemului de admisie.

Bazele combustiei

Pentru o mai bună înțelegere a funcționării motorului, este necesar să spui câteva cuvinte despre procesele care au loc în camera de ardere a motorului. Creșterea presiunii în cilindru depinde de cursul procesului de ardere, care determină puterea motorului.

Rezultatele arderii combustibilului, percepute ca lucrarea mecanismului manivelei, depind în primul rând de compoziția amestecului combustibil. Compoziția ideală teoretic a amestecului combustibil este așa-numita compoziție stoichiometrică, adică una în care amestecul conține atât de mult combustibil și oxigen încât după ardere nu mai există combustibil sau oxigen în gazele de eșapament. Cu alte cuvinte, tot combustibilul din camera de ardere va arde și tot oxigenul conținut în amestecul combustibil va fi consumat pentru arderea acestuia.

Dacă ar exista un exces de aer în camera de ardere (lipsă de combustibil), atunci acest exces nu ar putea ajuta procesul de ardere. Cu toate acestea, ar deveni o masă suplimentară de gaz care trebuie „pompată” prin motor și încălzită folosind căldură, care, fără această masă suplimentară, ar crește temperatura și, prin urmare, presiunea din cilindru. Un amestec combustibil cu exces de aer se numește slab.

Lipsa de aer (sau excesul de combustibil) este la fel de nefavorabilă. Acest lucru ar duce la arderea incompletă a combustibilului și, ca urmare, la mai puțină energie. Excesul de combustibil este apoi trecut prin motor și evaporat. Un amestec combustibil cu lipsă de aer se numește bogat.

În practică, pentru a obține cea mai mare putere, este recomandabil să folosiți un amestec ușor bogat. Acest lucru se datorează faptului că neomogenitățile locale în compoziția amestecului combustibil se formează întotdeauna în camera de ardere, care apar din cauza faptului că este imposibil să se realizeze o amestecare ideală a combustibilului cu aerul. Compoziția optimă a amestecului poate fi determinată doar empiric.

Volumul amestecului combustibil aspirat într-un cilindru de fiecare dată este determinat de volumul de lucru al acestui cilindru. Dar masa de aer din acest volum depinde de temperatura aerului: cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mică densitatea aerului. Astfel, compoziția amestecului combustibil depinde de temperatura aerului. Din această cauză, este necesar să „reglați” motorul în funcție de vreme. Într-o zi fierbinte, aerul cald pătrunde în motor, prin urmare, pentru a menține compoziția corectă a amestecului combustibil, trebuie redusă alimentarea cu combustibil. Într-o zi rece, masa aerului de intrare crește, deci trebuie furnizat mai mult combustibil. Trebuie remarcat faptul că umiditatea aerului afectează și compoziția amestecului combustibil.

Ca rezultat al tuturor acestora, temperatura chiar și a compoziției ideale a amestecului în aceste condiții afectează semnificativ gradul de umplere al camerei manivelei. Într-un volum constant al carterului la o temperatură mai mare, masa amestecului combustibil va fi mai mică și, prin urmare, după arderea acestuia, va exista o presiune mai mică în cilindru. Din cauza acestui fenomen, ei încearcă să confere elementelor motorului o astfel de formă, în special carterului (nervuri), pentru a atinge răcirea maximă.

Arderea amestecului în camera de ardere are loc la o anumită viteză; în timpul arderii, arborele cotit se rotește la un anumit unghi. Presiunea din cilindru se acumulează pe măsură ce amestecul arde. Este recomandabil să obțineți cea mai mare presiune în momentul în care cursa de lucru a pistonului a început deja. Pentru a realiza acest lucru, amestecul trebuie aprins puțin mai devreme, cu un anumit avans. Această avansare, măsurată prin unghiul arborelui cotit, se numește sincronizarea aprinderii. Este adesea mai convenabil să măsurați sincronizarea aprinderii cu distanța pe care trebuie să o parcurgă pistonul până la punctul mort superior.

Gama de modificări

Înainte de a începe să lucrăm la motor, trebuie să decidem ce cifră dorim să obținem. La motoarele cu cinci, cu șase trepte din categoria curse, ne putem strădui să creștem CW, deși se știe că, ca urmare a acestui CW de cuplu maxim se apropie de CW de putere maximă; reducem gama de revoluții de lucru, căutând mai multă putere în schimb.

La motoarele din categoria populară, și acestea sunt motoare Damba cu un volum de 125 cm 3 cu o cutie de viteze în trei trepte, nu trebuie să ne străduim să obținem CV prea mare, este necesar să se obțină cea mai mare gamă de CV de funcționare. La astfel de motoare (folosind propriile componente și ansambluri), este posibil să se obțină o putere mai mare de 10 kW la o turație de rotație de ordinul 7000-8000 rpm.

De asemenea, este necesar să se determine gama de îmbunătățiri pe care urmează să le realizăm. Trebuie să știți în prealabil dacă aceasta va fi introducerea de îmbunătățiri la motorul în curs de dezvoltare sau dacă gama de îmbunătățiri va fi atât de largă încât, în final, vom obține un motor practic nou, păstrând în același timp mai multe unități originale (dar modificate) , așa cum este cerut de reguli.

Presupunând revizuirea motorului, ar trebui acordată preferință acelor operațiuni care vor crește semnificativ performanța motorului. Cu toate acestea, nu merită (cel puțin în acest stadiu de lucru) să se prevadă efectuarea unor astfel de operațiuni care necesită forță de muncă semnificativă și care se știu din timp că vor da rezultate nesemnificative. Astfel de operații includ lustruirea tuturor orificiilor cilindrilor motorului, în ciuda faptului că există o credință generală în eficacitatea acestei operațiuni. Testele pe bancă ale multor motoare au arătat că lustruirea găurilor cilindrilor crește puterea motorului cu 0,15-0,5 kW. După cum puteți vedea, efortul depus pentru realizarea acestei lucrări este complet necorespunzător cu rezultatele.

Iată operațiile care vor afecta fără îndoială creșterea performanței motorului: creșterea raportului de compresie; schimbarea timpului supapei; schimbarea formei și dimensiunii canalelor și a ferestrelor cilindrilor; selectarea corectă a parametrilor sistemelor de admisie și evacuare; optimizarea timpului de aprindere.

Modificarea raportului de compresie

O creștere a raportului de compresie obținută prin reducerea volumului camerei de ardere duce la o creștere a puterii motorului. O creștere a raportului de compresie duce la o creștere a presiunii de ardere în cilindru prin creșterea presiunii de compresie, îmbunătățirea circulației amestecului în camera de ardere și creșterea ratei de ardere.

Raportul de compresie nu poate fi mărit la nicio valoare arbitrară. Este limitat de calitatea combustibilului folosit și de rezistența termică și mecanică a componentelor motorului. Este suficient să spunem că, odată cu creșterea raportului efectiv de compresie de la 6 la 10, forțele care acționează asupra pistonului aproape se dublează; adică sarcina, de exemplu, pe mecanismul manivelei se dublează.

Luând în considerare rezistența pieselor motorului și proprietățile de detonare ale combustibililor disponibili, nu se recomandă utilizarea unui raport de compresie geometric mai mare de 14. Creșterea raportului de compresie la această valoare necesită nu numai îndepărtarea garniturii (dacă există), ci și modelând chiulasa și uneori cilindrul. Pentru a facilita calculul volumului camerei de ardere pentru diferite grade, puteți utiliza diagrama prezentată în Fig. 9.17. Fiecare dintre curbe se referă la o anumită deplasare a cilindrului.

Orez. 9.17. Diagrama dependenței raportului de compresie a de volumul camerei de ardere V 1 = 125 cm 3 și V 2 -50 cm 3

La unele motoare cu un raport de compresie relativ scăzut, creșterea sa semnificativă este posibilă numai prin prelucrare mecanică. În acest caz, camera de ardere este topită și procesată din nou. De asemenea, vă permite să schimbați forma camerei. Majoritatea motoarelor moderne utilizate în karting au o cameră de combustie în formă de pălărie. Această formă nu trebuie modificată la modificarea motorului.

Singura modalitate de a determina cu precizie volumul camerei de ardere este să o umpleți cu ulei de motor prin orificiul bujiei (Fig. 9.18) cu pistonul în centrul mort superior. Cu această metodă de măsurare, volumul orificiului bușonului trebuie scăzut din volumul uleiului turnat. Volumul găurii lumânării pentru o lumânare cu fir scurt este de 1-1,1 cm ’1, pentru o lumânare cu fir lung - 1,7-1,8 cm 3.

Garniturile de chiulasă fie nu sunt utilizate deloc la motoarele de curse, fie sunt înlocuite cu inele subțiri de cupru. În ambele cazuri, suprafețele de îmbinare ale cilindrului și ale capului trebuie să fie măcinate. Utilizarea garniturilor dintr-un material cu un coeficient de conductivitate termică scăzut este contraindicată, deoarece va împiedica ieșirea de căldură din partea superioară a căptușelii cilindrului, care transportă o sarcină termică semnificativă, către cap și aripioarele sale de răcire. Garnitura chiulasei nu trebuie să iasă în nici un caz în camera de ardere. Marginea proeminentă a garniturii se va încălzi și va deveni o sursă de aprindere strălucitoare.

Orez. 9.18. Determinarea volumului camerei de ardere

Evaluarea octanică a benzinei utilizate trebuie să corespundă raportului de compresie. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că raportul de compresie nu este singurul factor care determină posibila detonare a combustibilului.

Detonarea depinde de cursul procesului de ardere, de mișcarea amestecului în camera de ardere, de metoda de aprindere etc. Tipul de combustibil pentru un anumit motor este selectat empiric. Cu toate acestea, nu are sens să folosiți combustibil cu octanie ridicată pentru un motor cu raport de compresie scăzut, deoarece performanța motorului nu este îmbunătățită.

Suflând cilindrul

Selectarea sincronizării corespunzătoare a supapelor într-un motor în doi timpi este de o mare importanță pentru îndepărtarea gazelor de eșapament din cilindru și umplerea acestuia cu amestec proaspăt. În plus, este necesar să direcționați jeturile amestecului provenind de la ferestrele de ocolire, astfel încât acestea să treacă prin toate colțurile cilindrului și ale camerelor de ardere, suflând din ele gazele de evacuare rămase și direcționându-le către fereastra de ieșire.

Pentru a crește CW al motorului și, în consecință, puterea acestuia, este necesar să extindeți semnificativ faza de evacuare sau, mai bine zis, să creșteți diferența dintre fazele de evacuare și de purjare. Ca urmare, timpul în care gazele de eșapament se extind și părăsesc cilindrul crește. În acest caz, în momentul deschiderii ferestrelor de ocolire, cilindrul este deja gol, încărcătura proaspătă pătrunzând în el se amestecă ușor doar cu gazele reziduale de evacuare.

Faza de eliberare este crescută datorită deplasării (tăierii) marginii superioare a ferestrei. Faza de lansare la motoarele de curse ajunge la 190 ° comparativ cu 130-140 ° la motoarele de producție. Aceasta înseamnă că marginea superioară poate fi tăiată cu câțiva milimetri. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că, ca urmare a creșterii înălțimii orificiului de ieșire, cursa pistonului pe care se execută munca scade. Prin urmare, o creștere a înălțimii orificiului de ieșire se plătește numai dacă pierderile din funcționarea pistonului sunt compensate de îmbunătățirea suflării cilindrilor.

Datorită oportunității obținerii diferenței maxime între fazele de evacuare și de purjare, unghiul de deschidere al orificiilor de purjare rămâne de obicei neschimbat.

Dimensiunea și forma canalelor și ferestrelor de ocolire au o influență semnificativă asupra calității aerului. Direcția intrării amestecului în cilindru de la canalul de bypass trebuie să corespundă sistemului de purjare adoptat (a se vedea punctul 9.2.4, Fig. 9.10). În sistemele de suflare cu două și patru canale, jeturile amestecului combustibil care intră în cilindru sunt direcționate deasupra pistonului către peretele cilindrului opus orificiului de ieșire, iar în sistemul cu patru canale, jeturile care provin de la ferestrele situate mai aproape spre orificiul de ieșire sunt de obicei direcționate spre axa cilindrului. În sistemele cu trei sau cinci porturi de bypass, o fereastră ar trebui să fie amplasată vizavi de fereastra de ieșire, canalul acestei ferestre ar trebui să direcționeze fluxul amestecului combustibil în sus la un unghi minim față de peretele cilindrului (Figura 9.19). Aceasta este o condiție necesară pentru acțiunea eficientă a acestui jet suplimentar, care se obține de obicei prin reducerea secțiunii sale transversale, precum și prin deschiderea ulterioară a acestei ferestre.

Fabricarea unui canal suplimentar (al treilea sau al cincilea) este regula pentru motoarele cu bobină rotativă sau supapă cu membrană. La motoarele în care umplerea camerei manivelei este controlată de un piston, un orificiu de admisie este situat în locul celui de-al treilea (sau al cincilea) bypass clasic. La astfel de motoare, pot exista canale de bypass suplimentare, iar portul de intrare trebuie să aibă o formă adecvată; o soluție similară este prezentată în Fig. 9.20. În acest motor, sunt realizate trei porturi de bypass mici suplimentare, conectate printr-un canal de bypass comun, a cărui intrare este situată deasupra portului de intrare. Faza de admisie necesară este asigurată aici de forma corespunzătoare a orificiului de admisie.

Orez. 9.19. Influența formei celui de-al treilea canal de bypass asupra mișcării sarcinii din cilindru:

a - formă neregulată; b- forma corectă

Atunci când o bobină rotativă este instalată pe un motor convențional, devine posibilă realizarea unui bypass în cilindrul opus orificiului de ieșire. Este convenabil să faceți aici un canal scurt puternic curbat (Fig.9.21, A), fluxul amestecului în care este închis o vreme de fusta cu piston.

Dezavantajul acestei soluții este că mișcarea pistonului perturbă fluxul normal al amestecului combustibil, dar are două avantaje importante: volumul mic al canalului crește doar ușor volumul camerei cu manivelă și amestecul combustibil, trecând prin piston, îl răcește perfect. În practică, un astfel de canal poate fi realizat cu ușurință după cum urmează. Două găuri sunt făcute în cilindru (fereastra de ocolire și intrarea în canal), în acest loc nervurile sunt tăiate și căptușeala cu canalul tăiat prin el este înșurubată (Fig. 9.21.6). De asemenea, puteți încerca să tăiați o canelură verticală în oglinda cilindrului între intrarea canalului și fereastră, lățimea canelurii fiind egală cu lățimea canalului. Cu toate acestea, în acest caz, mișcarea în jos a pistonului va provoca o anumită turbulizare a amestecului combustibil în canal (Fig. 9.21, c).

Canalele de bypass ar trebui să se conice spre orificiile cilindrului.

Orez. 9.21. Canal de bypass suplimentar cu amestecul care curge prin piston:

a - principiul acțiunii; b - o parte a canalului trece prin tamponul exterior; в - canal tăiat în oglinda cilindrului

Intrarea în bypass trebuie să aibă o suprafață cu 50% mai mare decât bypass-ul. Este evident că schimbarea secțiunii transversale a canalului trebuie efectuată pe toată lungimea sa. Colțurile ferestrelor și secțiunile transversale ale canalului trebuie rotunjite cu o rază de 5 mm pentru a crește fluxul laminar.

Orice erori la îmbinarea părților canalelor situate în diferite părți ale motorului sunt inacceptabile. Această remarcă se referă în primul rând la joncțiunea cilindrului cu carterul, unde garnitura poate deveni o sursă de turbulență suplimentară a amestecului și îmbinările conductelor de intrare și ieșire cu cilindrul. Vortici în fluxul amestecului pot apărea și la joncțiunea jachetei turnate a cilindrului cu manșonul turnat sau presat (Fig. 9.22). Discrepanțele de dimensiuni în aceste locuri trebuie, fără îndoială, corectate.

La unele motoare, geamurile cilindrilor sunt despărțite de o nervură. Acest lucru se aplică în principal orificiilor de admisie și evacuare. Nu este recomandat să reduceți grosimea acestor nervuri și, cu atât mai mult, să le îndepărtați atunci când suprafața ferestrei este mărită. Aceste nervuri împiedică pătrunderea inelelor pistonului în ferestrele largi și, prin urmare, să se rupă. Este permisă simplificarea coastei orificiului de admisie, dar numai în exteriorul cilindrului.

Orez. 9.22. Tulburări de mișcare de încărcare cauzate de incorect

poziția relativă a căptușelii cilindrului și a învelișului cilindrului turnat

Este imposibil să se ofere o rețetă fără echivoc pentru a obține anumite efecte ale modificărilor. În general, se poate spune că creșterea deschiderii ferestrei de ieșire crește puterea motorului, crescând simultan CW de putere maximă și cuplu maxim, dar restrângând intervalul de CW de lucru. O creștere a dimensiunii ferestrelor și a secțiunilor transversale ale canalelor din cilindru are un efect similar.

Aceste tendințe sunt bine ilustrate de modificările caracteristicilor de turație ale unui motor (Fig. 9.23) cu un volum de 100 cm (diametrul cilindrului 51 mm, cursa pistonului 48,5 mm), obținută ca urmare a modificărilor dimensiunilor și a sincronizării supapei ( Fig. 9.24). În fig. 9.24, A dimensiunile geamurilor sunt date la care motorul dezvoltă puterea maximă (curbe N / Ași M dîn fig. 9.23). Faza de evacuare este de 160 °, faza de purjare este de 122 °, iar faza de admisie este de 200 °. Fereastra de admisie s-a deschis la 48 ° de la TDC și s-a închis la 68 ° de la TDC. Diametrul difuzorului carburatorului este de 24 cm.

În fig. 9.24, b sunt prezentate dimensiunile ferestrelor la care se atinge cea mai mare gamă de operare a NW (vezi Fig. 9.23, curbe N Bși M c). Faza de evacuare este de 155 °, purjarea este de 118 ° și faza de admisie este de 188 °, orificiul de admisie este deschis la un unghi de 48 ° după BDC și se închide la un unghi de 56 ° după TDC. Diametrul difuzorului carburatorului este de 22 mm.

Trebuie remarcat faptul că modificări relativ mici în dimensiuni și sincronizarea supapelor au schimbat semnificativ caracteristicile motorului. La motor A mai multă putere, dar este practic inutilă la viteze sub 6.000 rpm. Opțiune V aplicabil într-o gamă mult mai largă de CW, iar acesta este principalul avantaj al unui motor fără cutie de viteze.

Deși exemplul luat în considerare privește un motor dintr-o clasă neutilizată în Polonia, acesta ilustrează bine relația dintre forma geamurilor și a orificiilor cilindrilor și parametrii de funcționare a acestuia. Cu toate acestea, trebuie să ne amintim că, dacă modificările noastre au condus la rezultatele dorite, vom ști doar după implementarea lor și verificarea motorului la stand (sau subiectiv în timpul funcționării). Pregătirea unui motor de curse este un ciclu nesfârșit de modificări și verificări ale rezultatelor acestei lucrări, modificări și verificări noi și, de fapt, alte unități de motor (carburator, sistem de evacuare etc.) au, de asemenea, o influență uriașă asupra caracteristicilor motorul, al cărui parametru optim poate fi determinat doar empiric ...

De asemenea, este necesar să subliniem importanța enormă a simetriei geometrice a tuturor ferestrelor și canalelor din cilindru. Chiar și o ușoară abatere de la simetrie va avea un efect negativ asupra mișcării gazelor din cilindru. O ușoară diferență în înălțimea orificiilor de ocolire de pe ambele părți ale cilindrului (Fig. 9.25) va provoca o mișcare asimetrică a amestecului și va perturba funcționarea întregului sistem de purjare. Un indicator excelent care vă permite să evaluați în mod direct corectitudinea direcției fluxurilor de amestec care provin din orificiile de bypass sunt urmele de pe fundul pistonului. După un timp de funcționare a motorului, o parte a coroanei pistonului este acoperită cu un strat de funingine. Aceeași parte a fundului, care este spălată de jeturi de amestec combustibil proaspăt care intră în cilindru, rămâne strălucitoare, ca și când ar fi fost spălată.

Orez. 9.25. Influența diferențelor în înălțimea ferestrelor de ocolire

pe ambele părți ale cilindrului pe simetria mișcării de încărcare

Pistonul și inelele pistonului

Orez. 9.28. Dependența debitului canalului de intrare al carburatorului de forurile secțiunii sale

Motoarele moderne folosesc pistoane dintr-un material cu un coeficient de expansiune liniar redus, astfel încât jocul dintre piston și căptușeala cilindrului poate fi mic. Dacă presupunem că jocul în jurul circumferinței și lungimea fustei pistonului într-un motor încălzit vor fi aceleași peste tot, atunci după răcire pistonul va fi deformat. Prin urmare, pistonul trebuie să obțină forma adecvată chiar și în timpul prelucrării, ceea ce se face în practică. Din păcate, acest formular este prea complicat și poate fi obținut numai pe mașini speciale. Rezultă din aceasta că forma pistonului nu poate fi schimbată prin operații de lăcătuș și că tot felul de rotire a fustei pistonului cu o pila sau un dispozitiv de ascuțit, care sunt utilizate peste tot după ce pistonul este blocat, va duce la pierderea pistonului forma corectă. În caz de nevoie urgentă, un astfel de piston poate fi utilizat, dar nu există nicio îndoială că interacțiunea sa cu oglinda cilindrului va fi mult mai proastă.

Este necesar să avertizați împotriva utilizării de șmirghel pentru curățarea de urgență a fustei pistonului. Boabele de material abraziv sapă în materialul moale al pistonului, după care clătesc întreaga oglindă a cilindrului. Acest lucru va avea ca rezultat ca cilindrul să fie plictisit până la următoarea supradimensionare.

O distribuție aproximativă a temperaturii pe piston este prezentată în Fig. 9.29. Cea mai mare sarcină de căldură cade în partea de jos și de sus, în special din partea ferestrei de ieșire. Temperatura părții inferioare a fustei este mai scăzută și depinde în primul rând de forma pistonului. Forma suprafeței interioare a pistonului trebuie să fie astfel încât să nu existe îngustări în secțiunea transversală a pistonului care să împiedice transferul de căldură (Fig. 9.30). Căldura de la piston la cilindru este transferată prin inelele pistonului și punctele de contact ale fustei pistonului cu cilindrul.

Pentru a reduce masa pistonului și, prin urmare, pentru a reduce forțele care cresc semnificativ la o turație mare a motorului, este posibil să se îndepărteze o parte din materialul din interiorul pistonului, dar numai în partea inferioară a acestuia. De obicei, marginea inferioară a pistonului se termină cu un umăr în interior, care este baza tehnologică pentru prelucrarea pistonului. Această margelă poate fi îndepărtată, lăsând aproximativ 1 mm grosimea fustei în acest moment. Grosimea peretelui pistonului ar trebui să crească lin către fund. Puteți crește ușor decupajele din fusta cu piston sub șefi. Forma și dimensiunile acestor decupaje trebuie să se potrivească cu decupajele din partea de jos a căptușelii cilindrului (Fig. 9.31). Pentru a schimba secțiunea de timp, este mai ușor să tăiați marginea inferioară a pistonului din partea orificiului de admisie, deși selectarea cantității de tăiere este mai dificilă.

Pentru a reduce sarcina de căldură de pe inelul superior al pistonului, se recomandă realizarea unei caneluri de bypass deasupra acestuia, cu lățimea de 0,8-1 mm și adâncimea de 1-2 mm. Uneori se face o canelură similară (sau chiar două) între inele. Aceste crestături direcționează fluxul de căldură către fundul pistonului, reducând temperatura inelelor pistonului.

În general, nu avem capacitatea de a schimba aspectul și dispunerea inelelor. Putem controla doar spațiul de blocare (tăiere) al inelului, care nu trebuie să depășească 0,5% din diametrul cilindrului. De asemenea, este necesar să se determine cu atenție poziția unghiulară a încuietorilor, astfel încât acestea să nu cadă niciodată pe geamuri atunci când pistonul se mișcă (Fig. 9.32). La efectuarea lucrărilor la cilindru, este, de asemenea, necesar să se ia în considerare poziția încuietorilor inelului pistonului.

Uneori se folosește o metodă simplă de reducere a elasticității inelului pistonului prin șanfrenarea de la marginile sale interioare. Acest lucru asigură o potrivire mai bună a inelelor la alezajul cilindrului. Această metodă este utilă mai ales la schimbarea inelelor fără a măcina cilindrul.

Mecanism cu manivelă

După cum sa menționat deja, în motorul 501 -Z3A se recomandă rearanjarea obrajilor arborelui cotit. După demontarea cu o presă, trebuie efectuate următoarele operații peste arbore.

1. Adânciți în obrajii mufelor arborelui pentru capul inferior al bielei la grosimea discurilor suplimentare atașate la suprafața exterioară a obrajilor (Fig. 9.35, dimensiune e).

2. Strângeți arborii axului de pe obraji până la grosimea suplimentară
discuri.

3. Reduceți grosimea tielei de legătură (Fig. 9.36) pe mașina de rectificat. Prelucrarea manuală este utilizată numai pentru finisare.
Grosimea poate fi redusă chiar și la 3,5 mm, cu condiția ca biela să fie lustruită. Fiecare zgârietură de pe tija de legătură este un concentrator de tensiune de la care poate începe propagarea fisurilor. În plus, toate fileurile trebuie făcute foarte atent. La modificarea tijei de legătură, este recomandabil să faceți fante în capetele superioare și inferioare pentru a îmbunătăți amestecul de acces la rulmenți.

4. Scurtați știftul manivelei la dimensiune cu(Fig. 9.36), egală cu lățimea arborelui după rearanjarea obrajilor, dar înainte de atașarea unor discuri suplimentare. Știftul trebuie scurtat de ambele părți, ceea ce va permite ca pistele de rulare ale rulmentului să rămână în locul lor vechi.

5. Se cântăresc capetele bielelor superioare și inferioare așa cum se arată în fig. 9.37.

6. Asamblați arborele cotit. Apăsarea în știftul manivelei se poate face folosind o presă sau o menghină mare.

Desigur, după un astfel de ansamblu, este dificil să se realizeze alinierea arborilor axiali. Eroarea poate fi detectată prin aplicarea unei plăci de oțel pe unul dintre obraji (Fig. 9.38), care va rămâne în urmă față de celălalt obraz. Acest lucru poate fi corectat prin lovirea unuia dintre obraji cu un ciocan (fig. 9.39). Mai precis, vom verifica scurgerea arborelui atunci când acesta se rotește în lagăre. Pe semiaxa acoperită cu cretă, starterul va indica locurile în care scurgerea trebuie redusă (Fig. 9.40). Când asamblați arborele, nu uitați să mențineți un spațiu între capul de bielă inferior și obrajii arborelui. Acest spațiu trebuie să fie de cel puțin 0,3 mm. Un joc prea mic în multe cazuri este cauza confiscării rulmentului bielei.

7. Echilibrați arborele cotit. Acest lucru se face folosind o metodă statică. Vom sprijini arborele pe prisme și, după ce atârnăm greutatea în capul superior al bielei, vom selecta masa echilibrată (care nu trebuie confundată cu greutatea greutății), astfel încât arborele să rămână în repaus în orice poziție . Masa scufundatorului este fracția din masele implicate în mișcarea alternativă care trebuie echilibrată. Să presupunem că masa capului bielei superioare este de 170 g, iar masa pistonului cu inele și știftul pistonului este de 425 g. Masa alternativă este de 595 g. Presupunând că coeficientul de echilibru este 0,66, obținem că masa, care trebuie echilibrat, este egal cu 595X0,66 = 392,7 g. Scăzând din această valoare masa capului de bielă superior, obținem masa greutății G suspendată pe cap.

Starea de echilibru static a arborelui cotit se realizează prin găurirea găurilor în obraji, pe partea care se strânge excesiv.

8. Realizați discuri suplimentare de oțel și atașați-le la arbore cu trei șuruburi MB cu capetele teșite îndoite. Înainte de montarea discurilor, este recomandabil să ungeți planul articulației cu arborele cu etanșant. Contracarați șuruburile prin perforare.

Adăugăm că discurile suplimentare pot fi atașate nu la arbore, ci fără mișcare la pereții interiori ai carterului. Cu toate acestea, datorită fixării slabe a discului pe perete, transferul de căldură se poate deteriora. Trebuie remarcat faptul că deplasarea obrajilor arborelui cotit nu exclude utilizarea unei „potcoave” subțiri.

Înainte de a începe modificările cilindrului, trebuie să realizați un instrument pentru măsurarea sincronizării supapei, folosind un goniometru circular cu o scară de 360 ​​° în acest scop (Fig. 9.42). Instalați raportorul pe arborele cotit al motorului și atașați o săgeată de sârmă la motor.

Pentru a determina fără echivoc timpul de deschidere și închidere a ferestrelor, puteți utiliza un fir subțire introdus prin fereastră în cilindru și apăsat de piston în marginea superioară a ferestrei. Grosimea firului cu greu va afecta precizia măsurării, dar această metodă va facilita lucrul. Este deosebit de util în determinarea unghiului de deschidere al orificiului de admisie.

Luarea de impresii de la oglinda cilindrului va facilita foarte mult munca de schimbare a momentului supapei și a dimensiunii canalelor și a ferestrelor. O astfel de impresie poate fi obținută după cum urmează:

puneți o bucată de carton în interiorul cilindrului și reglați-o astfel încât să stea exact de-a lungul oglinzii cilindrului; marginea sa superioară ar trebui să coincidă cu planul superior al cilindrului;

cu capătul contondent al unui creion, stoarce contururile tuturor ferestrelor;

pe cartonul scos din cilindru, obținem o amprentă a oglinzii cilindrului; decupați ferestrele afișate în carton de-a lungul liniilor imprimeurilor.

Pe scanarea rezultată a oglinzii cilindrului, puteți măsura distanța de la marginile ferestrelor până la planul superior al cilindrului și puteți calcula temporizarea supapei corespunzătoare acestora (folosind formulele găsite în fiecare carte despre motoare).

Acum să vedem cum să remediem noua sincronizare a supapelor într-un motor modificat. Pentru a face acest lucru, setați unghiurile necesare pe goniometru pe rând, măsurând de fiecare dată distanța de la marginea superioară a pistonului la planul superior al cilindrului. Distanțele măsurate se aplică modelului realizat anterior.

Acum putem contura noua formă a ferestrelor și apoi le putem tăia pe model. Rămâne să puneți modelul în cilindru și să măriți ferestrele astfel încât forma lor să se potrivească cu cele proiectate. Folosirea unui model ne va scuti de nevoia de a verifica în mod repetat colțurile la mărirea ferestrelor.

Orez. 9.42. Goniometru simplu pentru măsurarea sincronizării supapelor

Faze de distribuție a gazelor

Locația canalelor și sincronizarea supapei motorului

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

Hașul de gunoi trece amestecul de aer proaspăt / combustibil în cilindru înainte de ardere în timp ce gazele de eșapament sunt purjate prin orificiul de eșapament.

BAZELE

Dacă sunteți suficient de curioși pentru a vă dezasambla 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 de aer proaspăt / combustibil să pătrundă în carterul de sub piston.

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

3. Eșapament - Aici ieșesc gazele de eșapament 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 CANAL

ADMISIE. Motoarele auto utilizează un sistem de admisie bazat pe o supapă rotativă a arborelui cotit. Cum funcționează: Un orificiu realizat în jurnalul arborelui se aliniază cu orificiul de admisie a aerului din carcasa motorului (sub carburator) la fiecare rotație a arborelui. Amestecul de aer / combustibil trece printr-o gaură deschisă în suprafața jantei arborelui cotit și apoi printr-un canal din centrul arborelui cotit și în cele din urmă în carterul motorului.

Orificiul de admisie din arborele cotit „măsoară” cantitatea de aer și combustibil care intră în motor. Amestecul de aer / combustibil pătrunde apoi în carter printr-un canal din centrul arborelui cotit.

GAURI DE OCUPARE. Aceste găuri sunt realizate în peretele cilindrului și sunt închise alternativ și deschise de un piston. Amestecul de aer / combustibil din carter (sub piston) se deplasează prin canalele de ocolire din afara cilindrului către orificiile de ocolire.

Motoarele auto în doi timpi utilizează o varietate de combinații de bypass. Pot exista de la două până la 10-11 găuri de ocolire de diferite forme și dimensiuni - plus o gaură sau găuri de evacuare (da, ar putea exista chiar găuri de evacuare multiple).

LOCALIZAREA CANALELOR SHNURLE: Motoarele în doi timpi utilizează o varietate de configurații de bypass și de evacuare, dar motoarele auto-similare utilizează o configurație de bază cunoscută sub denumirea de aranjament pentru conducte Schnurle, deci vom discuta doar despre această opțiune.

În sistemul Schnurle, cele două porturi de by-pass sunt direcționate în sus și departe de portul de evacuare unic care se află între ele. Amestecul de combustibil proaspăt este direcționat în mod deliberat în punctul cel mai îndepărtat de orificiul de evacuare. În acest moment, amestecul proaspăt se îndreaptă spre chiulasă și împinge gazele de eșapament prin orificiul de eșapament.

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

GAURĂ DE ÎMBUNĂTĂȚIRE: Gaura de impuls este o îmbunătățire importantă în dispunerea de bază a canalelor Schnurle. Este situat vizavi de orificiul de evacuare și se distinge ușor de restul orificiilor cilindrilor prin unghiul său ascendent ascendent. Gaura de creștere nu numai că creează o altă cale prin care amestecul de 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 mai bună umplere a cilindrilor și la o purjare îmbunătățită a gazelor de eșapament.

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

MULTE - NU MEREU BINE: Mai importante decât numărul de porturi sunt sincronizarea supapelor (adică când porturile se deschid și se închid), durata (cât timp rămân deschise) și zona (dimensiunea portului), deci nu vă lăsați impresionați de numărul de porturi publicitate pentru un anumit moment motor. Un motor cu 3 canale proiectat corespunzător poate fi mai puternic decât un motor cu 7 canale prost proiectat.

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

FAZE DE DISTRIBUȚIE A GAZELOR

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

În plus față de deschiderea și închiderea orificiilor, sincronizarea supapei ne spune cât timp orificiul rămâne deschis (durata). Acest lucru este important pentru determinarea turației de funcționare a unui motor, motoarele cu viteză mare deplasează gazele mai mult decât motoarele cu viteză mică.

Majoritatea experților măsoară deschiderea și închiderea găurilor în grade de rotație a arborelui cotit. Unii designeri și ingineri utilizează un sistem care măsoară deschiderea și închiderea găurilor ca procent din TDC (TDC). Deși există avantaje tehnice în utilizarea ultimului sistem, primul este cel mai frecvent utilizat.

Pentru a măsura evenimentele de sincronizare a supapei, o roată de goniometru este atașată la arborele cotit. Manometrul staționar se aliniază cu roata gagei și se potrivește exact cu poziția pistonului la TDC, asigurând măsurători ale fazei de admisie, bypass și evacuare.

Tot ce aveți nevoie pentru a începe măsurarea sincronizării arborelui cu came a motorului este o roată cu transportor, un indicator și un suport robust pentru motor. Această metodă este utilizată de toți proiectanții motoarelor pentru a cartela sincronizarea supapelor și a localiza potențialele îmbunătățiri.

DUCTE ȘI PURGE

În terminologia motorului, „purjare” înseamnă spălarea volumului - cu alte cuvinte, spălarea 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 reprezintă doar jumătate din problemă, în timp ce înlocuirea acestor gaze cu un amestec de aer proaspăt-combustibil este o altă problemă.

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

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

FAZE DE DISTRIBUȚIE A GAZELOR

Într-un motor în doi timpi, apar mai multe evenimente simultan. Se suprapun și se afectează reciproc, iar efectul lor este dificil de urmărit pur și simplu uitându-se la sincronizarea supapei. Diagrama de sincronizare a supapelor face ca aceste numere să fie mai ușor de înțeles.

În exemplul diagramei, portul de evacuare se deschide la 80 de grade înainte de BDC (BBDC). De asemenea, este la 100 de grade după TDC (ATDC). Pe măsură ce orificiul 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 prezentat o putere plană, în ciuda unei creșteri foarte semnificative a puterii de vârf. Acest lucru a fost realizat prin optimizarea sincronizării supapei pentru curse.

Am vorbit recent cu renumitul expert în modificări de motor 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. El și-a rezervat cu amabilitate timpul pentru o discuție despre conducte, sincronizarea supapelor și modificările conductelor.

Dennis Ritchie vede o diferență semnificativă în filozofia de sincronizare a supapelor între motoarele scumpe de 12 și 15 cilindri și cele 21 de cilindree. Potrivit lui Denis, motoarele mici au o sincronizare a supapelor mult mai conservatoare.

Iată un exemplu tipic:

• INLET - se deschide la 40 de grade după BDC, se închide la 48 de grade după TDC, durează 188 de grade.
• EXHAUST - se deschide la 78 de grade Înainte de BDC, se închide la 78 de grade După BDC, durează 156 de grade.
• BYPASS - se deschide la 60 de grade Înainte de BDC, se închide la 60 de grade După BDC, durează 120 de grade.

El a spus, "Deși duratele de evacuare și de bypass sunt oarecum scăzute, cea mai mare creștere a performanței ridicate a rpm-ului provine din timpul de admisie mai lung." Conform calculelor mele, dacă deschiderea admisiei rămâne neschimbată și închiderea avansează la aproximativ 65 de grade După TDC (ATDC), atunci timpul de admisie se extinde la 205 grade - o creștere de 9%. Cele mai bune motoare cu cilindree 21 (3,44 cc) au întotdeauna sincronizare avansată a supapelor.

Iată câteva momente tipice pentru un motor avansat de 21cc. inch (3,44 cmc):
- aport 210 grade;
- evacuare 180 grade;
- ocolesc 126 de grade.

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

Orificiile de ocolire și evacuare permit evacuarea gazului comprimat din partea superioară și inferioară 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. Cu alte cuvinte: timpul necesar pentru a muta o anumită cantitate de gaz prin gaură depinde de aria găurii.

O analogie ar putea fi utilă: 50 de persoane au 30 de secunde să părăsească sediul după ce sună o alarmă de incendiu. Dacă ușa este complet deschisă, vor părăsi cu ușurință camera în timpul alocat. În cazul în care ușa este defectă și doar parțial deschisă, oamenii mai pot ieși, dar există o zdrobire a ușii, care va permite ca maximum 35 de persoane să părăsească sediul 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 pentru gazele care încearcă să treacă prin orificiile de ocolire și evacuare. Dacă debitul este prea limitat, orificiul poate fi lărgit pentru a-și mări aria sau poate fi crescut pentru a crește atât aria cât și durata fazei. Fiecare soluție are un efect diferit. A decide care dintre ele este cel mai bun este un subiect de studiu și experiență îndelungat.

Majoritatea modurilor de motor au ca scop creșterea puterii. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să porniți motorul mai repede. Când RPM-ul maxim este crescut, canalele rămân deschise pentru un timp mai scurt. Pe baza experienței cu un anumit motor, modificatorul extinde gaura sau își mărește înălțimea - sau o combinație a ambelor. Această practică este cunoscută sub numele de „portare” (modificarea canalelor sau găurilor).

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