Двухтактный карбюраторный двигатель

Устройство двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой приведено па рис. 16.5.

Рабочий цикл в двухтактных двигателях совершается за два хода поршня, или за один оборот коленчатого вала. В этих двигателях впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов заменены продувкой цилиндров, производимой под давлением при нахождении поршня у НМТ. Повышенное давление рабочей смеси обычно создается поршнем во внутренней полости картера двигателя. Такая продувка цилиндров и называется кривошипнокамерной.

В нижней части цилиндра на одной его стороне размещаются впускные 1 и выпускные 2 окна, а на другой — продувочные 4, которые соединены с внутренней полостью картера двигателя. Окна открываются и закрываются поршнем. Для улучшения продувки цилиндра на днище поршня имеется выступ 3, направляющий поток рабочей смеси в верхнюю часть цилиндра.

В двухтактных двигателях часть хода поршня, которую он совершает при открытых продувочных и выпускных окнах, считается нерабочей. Соответствующий этому ходу поршня объем цилиндра называется потерянным V_h. Действительный рабочий объем цилиндра V'_h в двухтактных двига;

Рис. 16.5. Схема двухтактного карбюраторного двигателя гелях меньше объема, описываемого поршнем V_h при его перемещении от ВМТ к НМТ, на величину V_b.

В связи с этим в двухтактных двигателях различают две степени сжатия: • геометрическую.

• действительную.

Величина потерянного объема V_h в автомобильных карбюраторных двигателях достигает 20—25% от объема, описываемого поршнем.

Рабочий процесс. Рассмотрим принцип работы двигателя.

Первый такт — продувка цилиндров, всасывание и сжатие горючей смеси. Во время движения поршня от НМТ к ВМТ (рис. 16.6) сначала закрываются продувочные (точка k), а затем выпускные (точка а) окна. Процесс выпуска газов и наполнение цилиндров горючей смесью называется продувкой цилиндров.

В период продувки цилиндров часть горючей смеси выбрасывается в атмосферу, и в цилиндре остается до 25% по массе отработавших газов. Это снижает экономичность двигателя и уменьшает его литровую мощность.

При движении поршня вверх в картере создается разрежение. При ходе к ВМТ поршень своей нижней кромкой открывает впускное окно, и в картер из карбюратора засасывается горючая смесь. Одновременно в надпоршневом пространстве сжимается горючая смесь (линия а—с). После ее воспламенения от электрической искры (точка 1) происходит сгорание топлива, в результате чего давление в цилиндре резко возрастает (линия c—z).

Второй такт — сгорание горючей смеси, расширение продуктов сгорания и их выпуск, начало продувки цилиндра. Под действием давления поршень перемещается от ВМТ к НМТ, совершая рабочий ход (линия z—b). При этом давление и температура газов понижаются. В момент открытия продувочных окон (точка е) в цилиндр начинает поступать горючая смесь и начинается процесс продувки цилиндра. После закрытия нижней кромкой поршня впускного окна (точка а) начинается сжатие горючей смеси в картере.

Рис. 16.6. Индикаторная диаграмма двухтактного карбюраторного двигателя

При дальнейшем движении поршня вниз его верхняя кромка сначала открывает выпускные окна (точка Ь) — и начинается выпуск отработавших газов из цилиндра, а затем открываются продувочные окна (точка е). К моменту их открытия давление в цилиндре снижается с 0,4—0,6 МПа до давления продувки.

Горючая смесь, сжатая в картере, под давлением 0,11—0,125 МПа через продувочные окна поступает в цилиндр, вытесняя из него оставшиеся продукты сгорания. При нахождении поршня в НМТ выпускные и продувочные окна открыты полностью (точка d). На индикаторной диаграмме процесс выпуска изображается линией b—d—a, а процесс наполнения — e—d—k.

Физико-технические характеристики. Достоинствами двухтактных двигателей по сравнению с четырехтактными являются:

• 1) более простая конструкция вследствие отсутствия клапанов и приводов к ним;
• 2) большая мощность при одинаковых частоте вращения и объеме цилиндров. Теоретически мощность должна возрастать в 2 раза. Практически же, вследствие плохой очистки цилиндра от остаточных газов и неполного использования рабочего объема, его мощность возрастает всего в 1,4—1,6 раза;
• 3) большая равномерность вращения вала, что позволяет использовать более легкие маховики;
• 4) меньший уровень шума при работе.

Несмотря на указанные преимущества, двухтактные карбюраторные двигатели используются сравнительно редко. Это объясняется их низкой экономичностью, вызванной большой потерей горючей смеси в период продувки, а также высокой тепловой напряженностью основных деталей.

Двухтактные карбюраторные двигатели широко применяются лишь в качестве мотоциклетных двигателей, а также в некоторых маломощных стационарных установках.