Просто о сложном: двухтактный двигатель квадроцикла

Автор Тема: Просто о сложном: двухтактный двигатель квадроцикла  (Прочитано 1300 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Menshead

  • Создатель
  • Старожил
  • ********
  • Сообщений: 4167
    • "ATV-Адреналин"
В чистом виде двухтактный двигатель имеет очень простую конструкцию и принцип работы, у него всего три подвижные детали (поршень, шатун и коленвал). Однако из-за того, что некоторые фазы цикла происходят одновременно, иногда бывает сложно представить, как работает двигатель, и когда заканчивается одна фаза цикла и начинается другая.

 

Существует несколько различных типов двухтактных двигателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, но сегодня мы расскажем о принципе работы двигателя с пластинчатым клапаном на картере.

 

Самый простой способ представить работу двухтактного двигателя - это проследить движение газов в нем, начиная от впускных каналов. В данном случае цикл начинается примерно в середине хода поршня на его подъеме, когда поршень закрывает перепускные окна.

 

Когда поршень движется вверх, под ним создается вакуум, который заполняется воздухом через пластинчатый клапан и карбюратор. Для упрощения понимания мы примем, что фаза впрыска заканчивается, когда поршень достигает верхней точки, но на самом деле воздушно-топливная смесь продолжает наполнять картер, даже когда поршень движется вниз, что вызвано высокой инерцией смеси, особенно на высоких оборотах двигателя.

 

При ходе поршня вниз он создает положительное давление в картере, которое закрывает пластинчатый клапан. Смесь в картере сжимается до тех пор, пока поршень снова не откроет перепускное окно, после чего смесь заполняет цилиндр. Такой двигатель часто называют двигателем с петлевой продувкой из-за того, что воздушно-топливная смесь в нем движется по кругу. Стоит отметить, что первая порция смеси подается в цилиндр напротив выхлопных клапанов, чтобы уменьшить утечку воздушно-топливной смеси через открытые клапаны.

 

Переход смеси в цилиндр осуществляется до тех пор, пока поршень снова не перекроет перепускные отверстия. Если посмотреть на положение двигателя спустя 25 градусов оборота коленвала, когда поршень перекрывает выхлопной клапан, то мы увидим, что теперь воздушно-топливная смесь сжимает движущимся вверх поршнем в то же время, пока в картер поступает новая порция смеси.

 

В определенный момент хода поршня вверх срабатывает свеча зажигания и воспламеняет воздушно-топливную смесь. За счет расширения смеси поршень начинает движение вниз, пока он не откроет выхлопной клапан. Уже спустя несколько градусов оборота коленвала большая часть давления уходит через открытый выхлопной клапан.

 

Оставшиеся выхлопные газы выталкиваются к выхлопному клапану свежей смесью из перепускных окон. На этом заканчивается базовый цикл работы двухтактного двигателя. Однако стоит также дополнить этот рассказ принципом работы устройства под названием расширительная камера, которая присоединяется к выхлопным клапанам. Эта камера использует звуковую энергию первого импульса выхлопных газов, чтобы обогатить цилиндр свежей воздушно-топливной смесью. Если продолжить наш рассказ, то, когда поршень открывает выхлопной клапан, в приемную камеру глушителя попадает выхлопной газ с огромной энергией.

 

Эта звуковая волна давления движется по выхлопной системе, пока не достигает конического диффузора расширяющейся камеры. Когда звуковая волна достигает этого соединения, ее часть отражается назад по трубе, но с противоположным знаком, то есть по выхлопной системе возвращается волна пониженного давления. Угол стенок диффузора определяет мощность обратного импульса, а длина конуса определяет продолжительность обратных волн.

 

Отрицательное давление помогает свежей воздушно-топливной смеси заполнять цилиндр через перепускные окна, и ее часть засасывается в выхлопную систему. Тем временем первичная волна выхлопных газов продолжает движение по камере расширения, однако большая часть ее энергии была потрачена на создание импульса отрицательного давления. На пути волны возникает конфузор, который отражает волну назад с таким же знаком, то есть по выхлопной системе назад движется волна положительного давления. Угол сужения конфузора острее, чем у диффузора, поэтому у волны выхлопных газов отнимается еще большая часть энергии.

 

Этот положительный импульс достигает цилиндра в тот момент, когда перепускные каналы уже закрыты, а выхлопной клапан еще открыт, и выталкивает назад в цилиндр ту смесь, которую засосало в выхлопную систему волной отрицательного давления. Прямая секция трубы между диффузором и конфузором служит для того, чтобы волна давления достигла цилиндра в нужный момент.

 

Из-за того, что это устройство использует звуковую энергию, его работа определяется скоростью звука в горячих выхлопных газах, размерами разных частей выхлопной системы и регулировками клапанов двигателя. Поэтому система эффективна только для узкого диапазона оборотов двигателя. Это объясняет, почему у многих двухтактных двигателей такой своеобразный диапазон мощности.  При работе камеры расширения будет происходить сильный скачок мощности. Его можно немного смягчить сделав углы диффузора и конфузора более тупыми, но за счет этого одновременно уменьшится эффект обогащения смеси.

 

Создание камеры расширения правильной конструкции - это настоящее искусство. Несмотря на то, что существуют формулы для расчета выхлопных систем, дополнительно нужно учитывать такие фактор, как диаметр и длина приемной трубы глушителя и самого глушителя. А создание многоступенчатой камеры расширения настолько затруднительно, что чаще всего оно сводиться к старому методу проб и ошибок.
Email: menshead@bigmir.net
Tel: 0964304519