Сравнение некоторых параметров в характерных точках рабочих циклов 4-тактных двигателей с искровым зажиганием (дсиз) и дизелей (на номинальном режиме)

Параметр	ДсИЗ	Дизель без наддува	Дизель с наддувом*
a	0,85… 0,95	1,4…1,6	1,7…2,0
pa, МПа	(0,80…0,90)×p0	(0,85…0,95)×p0	(1,50...2,00)×p0
Та, К	320…360	310…350	340…360
hv	0,80…0,85	0,80…0,90	0,90…0,95
g	0,06…0,08	0,03…0,06	0,03…0,05
e	7…11	16…23	14…16
pс, МПа	1,2…2,4	3,0…6,0	до 8,0
Тс, К	600…850	700…900	до 1000
pс^,	(1,15…1,25)×pс	(1,05…1,10)×pс	-
pz, МПа	4,0…7,5	7,5…10,0	16,0…18,0
l	3,6…4,2	1,6…2,2	1,5…1,8
(dp/dj) МПа/°	0,15…0,25	До 1,4	До 2,1
Tz, К	2500…2850	1800…2200	1900…2300
рв, МПа	0,35…0,50	0,20…0,40	1,00…1,20
Тв, К	1300…1700	950…1100	1000…1200
рr	(1,05…1,25)×p0	(1,05…1,25)×p0	(1,50…2,0)×p0
Тr,К	900…1100	600…850	650…900

 

 

6.4. Особенности действительного цикла 2-тактного двигателя

1) Действительный цикл 2-тактного ДВС реализуется за 2 хода поршня между ВМТ и НМТ или за 1 оборот КВ.

2) Процессы сжатия, сгорания и расширения, протекающие при полностью закрытых органа газообмена, не имеют принципиальных отличий от таких же процессов в 4-тактном ДВС.

Отличие 2-тактных и 4-тактных ДВС заключается в различной организации процессов газообмена.

3) Процессы газообмена протекают при движении поршня вблизи НМТ и охватывают более короткий отрезок времени, составляющий в углах ПКВ < 120°.

4) Процессы газообмена осуществляются путем продувки цилиндров, заключающейся в том, что рабочее тело вводится в цилиндр под давлением, превышающим атмосферное. Повышенное давление свежего заряда, поступающего в надпоршневую область, способствует быстрому вытеснению ОГ и их замене свежим зарядом.

5) В 2-тактных ДВС процессами газообмена управляет поршень, выполняющий функции золотника. В нижней части цилиндра размещены продувочное и выпускное окна, которые открываются и закрываются при перемещении поршня вдоль оси цилиндра. Днищу поршня часто придают форму, облегчающую продувку цилиндра.

6) При движении поршня и НМТ он своей кромкой сначала открывает выпускное, а затем – продувочное окно.

7) К продувочному окну подается горючая смесь или воздух под давлением, создаваемым продувочным насосом. В ДВС небольших размеров (мотоциклетного типа) в качестве насоса используется внутренняя полость картера двигателя (т.н. кривошипно-камерная продувка).

8) Процессы газообмена совершаются при давлении, превышающим атмосферное. Поступающий воздух или смесь заполняет цилиндр двигателя, вытесняя ОГ, т.е. одновременно реализуются продувка и наполнение цилиндра.

9) С помощью ориентации продувочных и выпускных окон, а также формы днища поршня, воздушный поток движется в цилиндре по сложной траектории.

По способу организации движения заряда различают два основных типа системы газообмена.

· Двигатели с петлевой системой газообмена, для которых характерен поворот (петля) воздушного потока при его движении внутри цилиндра. При этом эксцентричное расположение окон относительно оси цилиндра придает потоку вращательное движение, улучшая очистку цилиндра. Основное достоинство – простота, отсутствие клапанов и привода. Основной недостаток – наличие застойных зон и плохая очистка цилиндра от ОГ.

· Двигатели с прямоточной системой газообмена (например, клапанно-щелевая система газообмена или газообмен в ДВС с противоположно движущимися поршнями). В этом случае главный воздушный поток один раз пересекают плоскость цилиндра, перпендикулярную его оси. В этом случае резко сокращаются непродуваемые объёмы цилиндра и улучшается качество процессов газообмена.

Индикаторная диаграмма 2-тактного двигателя отличается от индикаторной диаграммы 4-тактного ДВС в правой части, т.е. в области, где происходит газообмен.

	Рис. 1.3 со стр. 28

 

 

Рассмотрим индикаторную диаграмму 2-тактного ДВС с петлевой продувкой.

В процессе расширения поршень своей кромкой днища открывает выпускное окно (т. b’). Начинается свободный (т.е. под действием давления в цилиндре) выпуск ОГ, что сопровождается более сильным падением давления.

При дальнейшем движении к НМТ поршень своей кромкой открывает продувочное окно (т. a’), через которое под действием нагнетателя (под давлением, создаваемым нагнетателем) начинает поступать воздух или смесь. Темп падения давления в цилиндре замедляется, и оно сохраняется практически неизменным при движении поршня к НМТ (в т. а). В этом случае осуществляется продувка цилиндра свежим зарядом, а давление в цилиндре устанавливается на уровне давления, создаваемого нагнетателем.

Продувка продолжается и при обратном ходе поршня (в начале такта сжатия) до момента полного перекрытия поршнем продувочного окна (т. a”).

После этого вплоть до полного перекрытия выпускного окна (т. b”) продолжается вытеснением части заряда, находящегося в надпоршневом пространстве цилиндра. Далее следует повышение давления и процесс сжатия.

Круговая диаграмма ФГР в 2-тактноых ДВС с петлевой продувкой симметрична относительно НМТ.

	Круговая диаграмма со стр. 30

 

 

В 2-тактных ДВС не весь объём цилиндра используется для расширения; часть его (начиная с момента открытия выпускного окна) используется для организации процессов газообмена и называется потерянным объёмом (V_п).

Отношение потерянного объёма к полному (V_п /V_n) называется долей потерянного объёма y

y = 0,10… 0,25 (1)

В связи с этим в 2-тактных ДВС различают:

· геометрическую степень сжатия:

(2)

· действительную степень сжатия:

, где (3)