Паровые турбины. Газотурбинные установки. Двигатели внутреннего сгорания, страница 41

Существуют различные системы продувки двухтактных двигателей. Кроме наиболее распространенной контурной системы продувки, также применяется  прямоточная  продувка. При  контурной продувке поток продувочного воздуха выходит из продувочных окон, проходит вдоль цилиндра по направлению к крышке, а затем отклоняется и движется вниз к выпускным окнам. Путь воздуха как бы соответствует контуру цилиндра. У двигателей с прямоточной продувкой поток продувочного воздуха движется в одном направлении – вдоль оси цилиндра. Прямоточная продувка обеспечивает лучшую очистку цилиндра, чем контурная. Наиболее совершенная система продувки это прямоточно–щелевая продувка у двигателей с двумя противоположно движущимися поршнями в одном цилиндре.

Примером такого двигателя может служить дизель Д100, устанавливаемый па тепловозах. У этого двигателя поток воздуха входит через продувочные окна, расположенные в верхней части цилиндра, и, совершая винтообразное движение, выходит через выпускные окна, расположенные в нижней части цилиндра. Другой способ прямоточной продувки применяется у автомобильных двухтактных дизелей типа ЯАЗ. Здесь продувочный воздух входит в цилиндр через продувочные окна в нижней части цилиндра, а выходит через два выпускных клапана в крышке. Такая система продувки называется прямоточной клапанно-щелевой.

В отличие от четырехтактного двигателя, в двухтактном отсутствуют такты впуска и выпуска как самостоятельные такты, для которых требуется один оборот коленчатого вала. В двухтактных двигателях эти процессы осуществляются на небольших участках основных тактов расширения и сжатия.

В двухтактных двигателях применяют различные схемы органов газообмена. Некоторые из них приведены на рис. 3.7.

Поперечно-петлевая схема газообмена с параллельным расположением окон (рис. 3.7, а) значительно упрощает конструкцию двигателя по сравнению с клапанно-щелевой схемой газообмена, но при этом ухудшается качество продувки, и возникают большие потери при зарядке.

Поперечно-петлевая схема газообмена применяется преимущественно в двигателях малой мощности (мотоциклетных, лодочных и других двигателях).

Поперечно-петлевая схема газообмена с эксцентричным расположением окон (рис. 3.7, б) уменьшает утечки при зарядке и способствует получению вращательного движения вводимого заряда для лучшего перемешивания топлива с воздухом. Такая схема применяется в некоторых автомобильных двигателях.

Для предварительного сжатия горючей смеси или воздуха, как было указано выше, в двухтактных двигателях может быть использована внутренняя полость картера (кривошипная камера). Такие двигатели называются двигателями с кривошипно-камерной схемой продувки (рис. 3. 8). Они имеют герметически закрытый картер, который и служит продувочным насосом. При движении поршня от НМТ к ВМТ. объем пространства под ним увеличивается, а давление падает ниже атмосферного, т. е. в кривошипной камере создается разрежение. Вследствие этого наружный воздух устремляется в картер через автоматически действующий впускной клапан. При обратном движении поршня до момента открытия впускных окон происходит сжатие свежего заряда в кривошипной камере. После открытия впускных окон сжатый свежий заряд вытесняется из  камеры в цилиндр.

Преимущество двухтактных двигателей с кривошипно-камерной схемой продувки – простота устройства. Однако при данном способе газообмена по сравнению с другими способами очистка цилиндра и наполнение его свежим зарядом значительно хуже.

На рис. 3.9 показана схема работы двухтактного двигателя прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена и индикаторные диаграммы.

Рис. 3.9. Схема двухтактного двигателя с прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена и индикаторные диаграммы:

а – первый такт – сгорание, расширение, выпуск и продувка; б – второй акт – выпуск, продувка и сжатие; 1 – впускной патрубок; 2 – продувочный насос; 3 – поршень; 4 – выпускные клапаны; 5 – форсунка; 6 – выпускной патрубок; 7 – ресивер продувочного воздуха; 8 – впускные окна